Desde los albores de la civilización, los túneles subterráneos han desempeñado papeles muy importantes, no sólo dando forma a los paisajes, sino también conectando a distintos pueblos y aportando a la sociedad avances en diversos ámbitos.
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Hoy día, la construcción de túneles ha aumentado considerablemente. Ese crecimiento se debe a la gran demanda de movilidad, extracción de minerales, desarrollo de infraestructuras eléctricas, saneamiento y otras necesidades diversas de la sociedad.
A medida que avanza ese proceso de expansión, es necesario establecer normas y procedimientos específicos debido a los riesgos aplicados en dichas construcciones. Como resultado, surgieron las primeras organizaciones públicas y privadas dedicadas a la normalización, con miras a reducir o controlar los riesgos existentes en la construcción y explotación de túneles.
Los principales riesgos de los túneles
Con el tiempo, junto con el avance de las obras de túneles, ocurrieron varios accidentes que, a medida que sucedían, permitieron que surgieran soluciones y normas para evitar accidentes en futuras construcciones.
Entre los riesgos, que ahora están más controlados, figuran los siguientes:
Colapso: La excavación de túneles en una gran variedad de suelos, desde terrenos ordinarios hasta formaciones rocosas e inestables, representa un reto importante. Antes de que existieran las técnicas modernas de construcción de túneles y los sistemas de sostenimiento, el riesgo de derrumbe era una preocupación constante. Esa situación podría tener serias consecuencias, como lesiones graves e incluso muertes, ya que los trabajadores podrían quedar atrapados bajo toneladas de escombros.
Foto: Colapso de túnel en India – Fuente: AFP
Inundaciones: En los túneles subterráneos, especialmente los que atraviesan masas de agua o zonas con niveles freáticos altos, existe una amenaza constante de inundación. Si una repentina afluencia de agua inunda el túnel, podría poner en peligro a los trabajadores, además de causar daños en los equipos.
Foto: Derrumbe en las Obras de la Línea 6 del Metro en la Marginal Tietê – Fuente: Estadão Conteúdo
Acumulación de gases y explosiones: La acumulación de gases tóxicos, como el monóxido de carbono y el ácido sulfhídrico, representa un gran peligro para los trabajadores. En los túneles en los que funcionan minas o que están cerca de materiales volátiles, como carbón u otras sustancias inflamables, el riesgo de explosión es todavía mayor. Además, una ventilación inadecuada contribuye a aumentar aún más ese riesgo, permitiendo la acumulación de gases nocivos en espacios confinados.
Foto: BENXI, Liaoning, 6 de jun – Fonte: Diário do Povo Online
La importancia de la ventilación subterránea
La ventilación en la construcción de túneles es esencial para garantizar la seguridad de los trabajadores. Además de mantener limpio el aire, la ventilación subterránea controla los gases nocivos y limpia los residuos de las explosiones controladas.
Los avances de la tecnología de ventilación a lo largo del tiempo han sido notables. Al principio se utilizaban métodos rudimentarios, como hogueras encendidas en pozos, para generar corrientes de aire ascendentes en los túneles. Sin embargo, esos métodos evolucionaron hacia sistemas más avanzados, como los ventiladores accionados por vapor. A pesar de ello, las condiciones de trabajo en los túneles seguían siendo extremadamente peligrosas, lo que provocó la pérdida de muchas vidas entre los trabajadores.
Esos acontecimientos pusieron de relieve la importancia de contar con sistemas de ventilación eficaces y seguros en la construcción de túneles, e influyeron directamente en las normas de seguridad y en las prácticas de ingeniería que se adoptarían en futuros proyectos.
Evolución de los equipos de ventilación en la excavación de túneles
En las primeras fases de la construcción de túneles, la ventilación solía realizarse de forma natural, aprovechando las corrientes de aire naturales o utilizando métodos más sencillos, como la construcción de chimeneas para hacer circular el aire.
Los primeros ventiladores se operaban manualmente, mediante manivelas u otras formas de accionamiento humano, y tenían una potencia y una capacidad de ventilación limitadas. Con la llegada de la electricidad, fue posible crear ventiladores eléctricos, pero al principio también tenían poca potencia y capacidad de ventilación. Fue entonces, con el avance de la tecnología, cuando los motores eléctricos se perfeccionaron y permitieron crear nuevos ventiladores más potentes y eficaces.
A lo largo del siglo XX se desarrollaron ventiladores axiales y centrífugos específicos para aplicación en túneles, que proporcionaban los caudales de aire y presiones adecuados para garantizar la ventilación en espacios confinados como los túneles.
Ventilación definitiva en túneles urbanos y de carretera
Los ventiladores definitivos, resistentes a altas temperaturas, son esenciales en los túneles urbanos y de carretera una vez construidos, garantizando la seguridad de los usuarios en diversas situaciones, incluyendo el tráfico diario y emergencias como incendios o explosiones.
¿Cómo se determina la ventilación definitiva?
Determinar la necesidad y el tipo de ventilación requiere algunas consideraciones complejas. Parámetros como la longitud y sección del túnel, la probabilidad de tráfico, el número de carriles y los vehículos permitidos son los principales datos que hay que tener en cuenta. Además, factores como la pendiente, la altura y la sección transversal del túnel, junto con la distancia de cada uno de los ventiladores que se instalarán en el techo, también influyen en el cálculo de la ventilación en funcionamiento normal.
En el contexto de la ventilación de emergencia, es esencial evaluar la potencia máxima del incendio, que está directamente influenciada por el tipo de combustible implicado, la extensión y la tasa de liberación de calor del incendio. Esos elementos son fundamentales para determinar la cantidad de calor generada por el fuego y, en consecuencia, establecer su potencia máxima.
Tras determinar la potencia del fuego y la velocidad del aire necesaria para evitar la capa de humo, el siguiente paso es calcular el empuje total necesario para dirigir el humo como se desea. A partir de esos análisis, es posible seleccionar el número y el tipo de ventilador adecuado para el sistema de ventilación.
En Brasil, no hay obligación de reformar los túneles existentes para instalar sistemas de ventilación adecuados. Sin embargo, en caso de reforma, es obligatorio volver a evaluar los proyectos de ventilación y extinción de incendios para garantizar el cumplimiento de los nuevos criterios de seguridad.
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Este texto pretende ofrecer una visión general de los aspectos relacionados con la ventilación definitiva de los túneles, con el objetivo de facilitar la comprensión del tema sin entrar en complejos detalles técnicos.
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