Tema 7 Tneles - INSTALACIONES Y SERVICIOS AUXILIARES EN CONSTRUCCIN

1.- IMPERMEABILIZACN DE TNELES

2.- ELECTRIFICACIN DE TNELES

3.- ILUMINACIN DE TNELES

4.- EL CONTROL DE CALIDAD DE TNELES

4.1.- CONTROL DE CALIDAD DEL HORMIGN

4.2.-CONTROL DE CALIDAD DEL EMPERNADO

5.- MEDIDAS DE SEGURIDAD DURANTE LA CONSTRUCCIN DE TNELES

5.1.- EQUIPOS DE PROTECCIN PERSONAL

5.2.- EQUIPOS DE PROTECCIN COLECTIVA

5.3.- MEDIDAS DE SEGURIDAD CONTRA EL FUEGO

5.4.- MEDIDAS DE SEGURIDAD CONTRA EL AGUA

5.5.- LEGISLACIN DE SEGURIDAD

1.- IMPERMEABILIZACIN DE TNELES

El objeto de la impermeabilizacin es evitar que las aguas de filtracin provenientes del terreno (trasds) del tnel, entren en el interior del mismo.

Primero hay que determinar los puntos donde la afluencia de agua puede ser grande.

Habra que hacer drenajes y regularizar el terreno en aquellas zonas de la superficie susceptibles de acumular agua.

Luego hay que captar dichas filtraciones singulares permanentes y encauzarlas, por medio de tubos u otros tipos de conductos, al colector general.

Cuando la dispersin de puntos con caudales sensibles es grande, hay que hacer un tratamiento de la zona con inyecciones.

Tambin en los tramos en falla o que hayan sufrido desprendimientos deben de tratarse especialmente, tanto para su consolidacin como impermeabilizacin.

Posteriormente hay que impermeabilizar las previsibles infiltraciones a travs del macizo.

Esta se realiza colocando telas impermeables entre el terreno y el revestimiento, y poniendo tubos perforados al final de los faldones de las telas, a ambos lados del tnel y longitudinales.

Los tubos conducirn el agua hasta un colector general.

En tneles de carretera, es habitual la adicin de pequeas cunetas laterales semiencajadas en el rodapi y conectadas al colector, no tanto para recoger aguas de lluvia, sino para permitir circular por el tnel vehculos con lquidos inflamables, ya que si se produjera el vertido de dichos lquidos inflamables, propiciaran su rpida evacuacin.

Los tneles deben estar preparados para posibles desastres naturales, como tormentas con enormes cantidades de agua; a tal fin, deben tener bombas de accionamiento automtico al sobrepasar un determinado nivel, y dimensionadas para las condiciones ms desfavorables.

2.- ELECTRIFICACIN DE TNELES

La red elctrica de interior se abastecer generalmente de una red de suministro, que deber ser transformada a tensin necesaria, dependiendo del equipo del que se trate, para su empleo directo por la maquinaria o equipos.

En tneles de pequea longitud, la red elctrica comienza en una subestacin de transformacin situada cerca de las bocas, y que transforma la corriente tomada de la red en corriente de baja tensin; consiste en un cable protegido, con tres fases y neutro, lo que permite la alimentacin para energa a la tensin entre fases, y para iluminacin a la tensin entre fase y neutro.

En tneles de mayores longitudes el esquema se complica, ya que las distancias de transporte son sensiblemente elevadas, por lo que es preciso considerar la colocacin de transformadores a niveles intermedios necesitndose un primer centro de transformacin en el exterior, que transforme la corriente en una intermedia, y desde esta a otros centros secundarios de distribucin, ya en el interior, que finalmente la transforman en la baja tensin requerida.

La corriente elctrica se distribuir con la interposicin de cuadros, que dispondrn de carcasa estanca de intemperie y tomas de corriente exteriores, alojando en su interior interruptores magnetotrmicos y diferenciales y sus correspondientes tomas de tierra.

Las instalaciones y equipos elctricos ms usuales para dar servicio al interior del tnel son: centro de transformacin, cuadros elctricos, mangueras, grupos electrgenos, luminarias...

Hay casos en que econmicamente interesan varias subestaciones desde la red nacional, porque dicha red discurra por el exterior del trazado del tnel, como suele ocurrir en los ferrocarriles metropolitanos.

Para dimensionar la red, hay que considerar una potencia mxima igual a la suma de las potencias puntas que necesitaran todos los servicios en funcionamiento: ventilacin, alumbrado, desage por bombeo, etc.

La red elctrica a instalar en el tnel depender sobre todo de dos factores:

- Los equipos que previsiblemente funcionen de manera simultnea.

- La longitud de lneas.

En el proyecto de la red elctrica deben considerarse los siguientes temas:

- Aparamenta de proteccin (interruptores magnetotrmicos y diferenciales), tomas de tierra y otros elementos auxiliares y de proteccin.

- Conductos para el cableado, preferentemente mediante bandejas grapadas a la parte superior del revestimiento del tnel.

3.- ILUMINACIN DEL TNEL

Los aparatos de iluminacin pueden disponerse en el eje superior del tnel, o bien lateralmente a la altura del arranque de la bveda.

Los aparatos se orientan hacia el pavimento, con un punto de luz cada 5 m.

Si la disposicin es lateral, los aparatos deben alternarse en una y otra pared.

La intensidad en las bocas debe ser la mxima, para paliar el contraste con la luz solar, disminuyendo paulatinamente a lo largo de unos 40 m.

Es conveniente disear revestimientos en tonos muy claros, y prever su limpieza y mantenimiento, lo que permite reducir la intensidad y por tanto reducir costes.

Lo que no es recomendable es la prctica de disminuir al 50% la iluminacin en las horas de poca densidad de trfico, porque el ahorro producido redundara en una importante reduccin de visibilidad, y por tanto en la seguridad.

4.- CONTROL DE CALIDAD DURANTE LA CONSTRUCCIN DE TNELES

Las tareas de control de calidad van encaminadas a garantizar que los elementos de sostenimiento utilizados cumplen lo especificado en el proyecto, y por tanto a asegurar la buena ejecucin de la obra.

El control de calidad comienza en la seleccin de los materiales a utilizar, y contina durante su recepcin, colocacin y evolucin en el tiempo.

4.1.- CONTROL DE CALIDAD DE HORMIGONES

El comportamiento de los hormigones depender tanto de las proporciones de cada uno de los componentes como de las propiedades individuales de ellos.

El problema de la dosificacin de un hormign es encontrar la proporcin ms econmica de cada uno de los materiales que lo van a constituir, para producir un hormign con la resistencia a compresin adecuada.

La mayor parte de los problemas de falta de resistencia que presentan los hormigones son producidos por una dosificacin inadecuada.

Pero tambin pueden provenir de sus constituyentes, que son:

a) ridos: no deben ser activos frente al cemento. Los parmetros ms utilizados para su caracterizacin son la densidad, la absorcin de agua, el contenido de agua, granulometra y el equivalente de arena, siendo este ltimo la proporcin y caractersticas de finos, que inciden muy negativamente en el comportamiento del rido. Existen una serie de normas que regulan estos y otros parmetros.

b) Cementos: Existen multitud de tipos de cementos, pero todos han de cumplir que la resistencia no ser inferior a 250 kg/cm2, adems de que deben proporcionar al hormign las cualidades que a ste se le exijan.

Adems es importante delimitar el tiempo de fraguado y otra serie de ensayos, que se especifican en la tabla siguiente:

c) Agua: En general podrn ser utilizadas todas las aguas que en su aplicacin prctica han dado un resultado aceptable.

Cuando no se posean antecedentes de utilizacin, o en caso de duda, debern analizarse las aguas y rechazarse las que no cumplan una serie de condiciones preestablecidas.

d) Aditivos: en los documentos de origen deben figurar los aditivos, y el fabricante est obligado a garantizar que cumplen sus funciones sin perjudicar excesivamente a las restantes caractersticas del hormign, ni representar peligro para las armaduras.

Respecto a la idoneidad de la dosificacin, hay que controlar la consistencia, y as asegurar que la mezcla sea lo suficientemente plstica y dcil.

El trmino docilidad indica la facilidad con que el hormign puede ser colocado en los encofrados o moldes y la resistencia que presenta a segregarse; para su medicin se emplea el ensayo de asiento en el cono de Abrams.

Como ya se ha indicado antes, el control ms importante es el de la resistencia a compresin, que se realiza mediante un ensayo que comprueba que la resistencia caracterstica del hormign de la obra, curado en condiciones normales y transcurridos 28 das, es igual o superior a la del proyecto.

La frecuencia del ensayo depender de la importancia de la obra y del valor de resistencia proyectado.

Otros ensayos importantes sera el del tiempo de fraguado, resistencia a la penetracin, resistencia al arrancamiento, resistencia a la traccin, y resistencia a la flexin.

4.2.- CONTROL DE CALIDAD SOBRE EL EMPERNADO

Los elemento habituales del empernado son los bulones, las placas de reparto, las arandelas y tuercas, y el mortero o resina que fijan el buln al terreno.

Cada partida debe ir acompaada de sus certificados de homologacin y garanta, facilitados por el fabricante. Adems, si se solicita, dicho fabricante deber entregar los resultados de los ltimos ensayos.

En recepcin, los ensayos consisten en determinar las caractersticas de los aceros: carga de rotura, lmite elstico, resistencia a la traccin, y alargamiento a la rotura.

Una vez los bulones ya instalados, el ensayo principal es la prueba de traccin, en la que se va aplicando fuerza sobre el buln en la direccin de sacarlo del terreno, mediante un gato hidrulico, hasta que este se deslice hacia afuera o se rompa; es un ensayo destructivo, que obliga a reponerlo sobre todo si es parte del anillo principal de sostenimiento.

5.- MEDIDAS DE SEGURIDAD DURANTE LA CONSTRUCCIN DE TNELES 5.1.- EQUIPOS DE PROTECCIN PERSONAL Deben ser equipos homologados, u estar diseados de acuerdo a estos dos

criterios: - Ser capaces de evitar y prevenir lesiones. - Ser cmodos, y no impedir movimientos. El equipamiento bsico debe constar de: - Casco con lmparas de iluminacin. - Guantes - Botas de seguridad - Monos

El equipo de seguridad depender del trabajo que realice cada operario, existiendo en cada zona placas de aviso del equipo necesario para realizar cada labor. Las placas mas importantes son:

5.2.- EQUIPOS DE PROTECCIN COLECTIVA - Iluminacin de emergencia en todo el tnel - Vallas de limitacin - Prticos protectores de lneas elctricas - Seales de trfico - Seales de seguridad - Topes de vertedero - Extintores - Interruptores diferenciales - Transformadores de seguridad

- Tomas de tierra - Detectores de tormentas - Seales pticas y acsticas de marcha atrs en vehculos - Detectores de gases - Grupos electrgenos - Equipos de rescate

5.3.- SEGURIDAD EN TNELES Las estadsticas indican que no hay ms accidentes en un tnel que en un tramo de carretera a cielo abierto; sin embargo, cuando se produce un accidente grave, sus consecuencias son ms dramticas dentro de un tnel. La falta de vas de escape, la poca visibilidad, una mayor concentracin de humos y gases txicos (monxido de carbono) y, en caso de incendio (el incidente ms grave que puede producirse dentro de un tnel), la combinacin de humo, calor, pnico y reducidas vas de escape son circunstancias que hacen evidente la importancia de las medidas de seguridad en los tneles. Actualmente los nuevos tneles construidos estn dotados, por lo general, con sistemas de seguridad que incluyen postes de auxilio, iluminacin, circuito cerrado de televisin, sealizacin variable, deteccin de humos e incendios, ventilacin, suministro elctrico, extintores y salidas de emergencia. Adems, no hay dos tneles iguales (el volumen o el tipo de trfico que circula, los diferentes comportamientos de los vientos, el trazado o el terreno), por lo que los sistemas adecuados para uno pueden no ser los ideales en otro.

Con el objetivo de mxima seguridad, los gestores de los tneles tienen la obligacin de crear infraestructuras cada da ms seguras, pudiendo as exigir a aquellos conductores que infrinjan las normas una mayor responsabilidad en la produccin y por lo tanto, en las consecuencias de un accidente. En primer lugar debern ser los titulares del tnel quienes mantengan un constante esfuerzo en pos de proporcionar al usuario un nivel de seguridad adecuado en el interior de la galera que gestionan. El programa EuroTAP (European Tunnel Assessment Programme), en el que trabajan varios clubes automovilsticos europeos, y en el que colabora la Unin Europea, inspecciona cada ao el nivel de seguridad de los tramos de carretera que salvan bajo tierra las dificultades orogrficas de nuestro continente. Los ingenieros responsables del proyecto analizan afanosamente el potencial de seguridad y el potencial de riesgo de los tneles designados para el estudio, con el compromiso de dar a conocer los resultados obtenidos para que sean tomadas las medidas adecuadas.

El potencial de seguridad se basa en el anlisis de estos aspectos de diseo:

- la iluminacin y el sistema energtico,

- el nivel de trfico y su vigilancia,

- los sistemas de comunicacin,

- las vas de escape y salvamento,

- la proteccin contra incendios,

- los sistemas de ventilacin en caso de producirse un incendio y

- la gestin de emergencias.

Cada categora incluye subcategoras, como el nmero de tubos, la luminosidad de las paredes, el ancho y diseo de los carriles, la geometra de los carriles de emergencia, zonas de parada y arcenes, el diseo de la boca, el pavimento de la calzada, el trazado, la iluminacin de emergencia e identificacin de las vas de escape, la prevencin de humos y resistencia al fuego de puertas, la instalacin de cables ignfugos, el sistema de drenaje para lquidos inflamables o txicos, la capacidad de inversin de los ventiladores... y as hasta ms de 200 parmetros.

El potencial de riesgo, por su parte, estudia el volumen anual de trfico, el nmero de camiones de gran tonelaje que pasan cada da por cada tubo de tnel, si la circulacin se produce en uno o dos sentidos, el nmero de vehculos por hora y carril, el transporte de materias peligrosas, la pendiente longitudinal mxima y otros riesgos, como accesos y salidas, intersecciones, etc. La combinacin de estos dos parmetros (potencial de seguridad y potencial de riesgo) otorga una puntuacin a cada uno de los tneles inspeccionados, siendo clasificados en cinco niveles, desde muy satisfactorio a muy insatisfactorio. La utilidad de estos informes se pone de manifiesto con las mejoras llevadas a cabo por los organismos que se encargan del mantenimiento de los tneles que son estudiados. Las deficiencias ms frecuentes se encuentran en los equipos respiratorios autnomos: en el 54% de los tneles inspeccionados, el tiempo mximo de uso de los equipos respiratorios autnomos disponibles para los bomberos era de una hora e, incluso, menos. Esto significa, que no habra tiempo suficiente como para extinguir el incendio o llevar a cabo otras medidas de rescate.

La inexistencia de altavoces fue otro fallo importante que se encontr. En ms de la tercera parte de los tneles no hay altavoces para informar sobre cualquier incidencia a los conductores que estn cruzando el tnel, as como tampoco para que el personal del tnel d instrucciones. Ms de una cuarta parte de los tneles no contaba con hidrantes instalados en las bocas y casi una cuarta parte de los tneles careca de barreras para cerrar el tnel y/o de paneles informativos delante de las bocas. De manera similar, las paredes oscuras en uno de cada cuatro tneles crean una atmsfera siniestra, la comunicacin utilizando los telfonos de emergencia resulta difcil y no existe sealizacin para las vas de escape. En el 19% de los tneles, tampoco se realizaban entrenamientos de emergencia con regularidad o no ofrecan la posibilidad de evitar que los humos de un incendio penetrasen en el tubo vecino.

5.3.1.- MEDIDAS DE SEGURIDAD CONTRA EL FUEGO

- Colocar seales de advertencia y prohibicin contra todo tipo de llamas.

- Evitar almacenar materiales inflamables en zonas con riesgo de incendio.

- El equipo contra incendios debe estar estratgicamente localizado, fcilmente accesible, con un mantenimiento eficaz e inspeccionado peridicamente.

- Se deben prever planes de evacuacin y programas de entrenamiento.

- Al soldar con arco elctrico o soplete, se dispondr de extintor qumico seco.

- El aire contendr al menos un 20% de oxgeno.

- Las carcasa de los ventiladores y los conductos sern resistentes al fuego.

- Se prohibir el transporte de material inflamable donde exista riesgo de fuego.

5.3.2.- MEDIDAS DE SEGURIDAD CONTRA EL AGUA

- Realizacin de sondeos horizontales por delante del frente para, adems de estudiar el material a atravesar, verificar la presencia de agua.

Si existe dicha agua, se debe medir su calidad, cantidad y presin.

- Si el terreno de delante del frente requiere un tratamiento, debe hacerse antes de llegar a esta zona inestable.

- El agua se extraer de la zona de trabajo tan pronto como sea posible, mediante bombas, tuberas y cunetas de desage.

- Las cunetas de desage deben ir por los lados de las pistas.

- Se debe prever un sistema de estaciones de bombeo diseado para hacer frente a inundaciones.

6.- LEGISLACIN La Directiva UE sobre requisitos mnimos de seguridad para tneles de la red transeuropea de carreteras (2004/54/EC) se aprob en abril de 2004. Sin embargo, si bien plantea exigencias en materia de seguridad a un tnel, son requisitos mnimos, y ha sido superada ampliamente en algunos pases de la UE por regulaciones nacionales. En el caso de Espaa, la legislacin que regula los parmetros de seguridad en un tnel, tanto en su fase de construccin como en su posterior puesta en marcha y explotacin, es el Real Decreto 635/2006. En el marco de dicha normativa se hace referencia en muchas ocasiones a la necesidad de elaborar un anlisis de riesgos. La metodologa a seguir para elaborar dicho anlisis de riesgos no ha estado precisada nunca dentro de la Ley, lo que ha creado durante estos ltimos aos numerosas ambigedades que se han visto subsanadas recientemente con la reciente publicacin de la Metodologa de anlisis de riesgo en tneles de la Red de Carreteras de Espaa (RCE).

Resto de normativa:

- LEY 31/1995, de 8 de noviembre, de Prevencin de Riesgos Laborales.

- REAL DECRETO 39/1997, de 17 de enero, por el que se aprueba el Reglamento de los Servicios de Prevencin.

- REAL DECRETO LEGISLATIVO 1/1995, de 24 de marzo, por el que se aprueba el texto refundido de la Ley del Estatuto de los Trabajadores.

- REAL DECRETO 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mnimas de seguridad y de salud en las obras de construccin.

- LEY 32/2006, de 18 de octubre, reguladora de la subcontratacin en el Sector de la Construccin.

- REAL DECRETO 1109/2007, de 24 de agosto, por el que se desarrolla la Ley 32/2006, de 18 de octubre, reguladora de la subcontratacin en el Sector de la Construccin.

- Convenio General del Sector de la Construccin y Convenios Provinciales.

- REAL DECRETO 1244/1979, de 4 de Abril de 1979, por el que se aprueba el Reglamento de Aparatos a Presin y posteriores modificaciones.

- REAL DECRETO 3275/1982, de 12 de noviembre, aprueba el Reglamento sobre condiciones tcnicas y garantas de seguridad en centrales elctricas, subestaciones y centros de transformacin.

- REAL DECRETO 1407/1992, de 20 de noviembre, por el que se regulan las condiciones para la comercializacin y libre circulacin intracomunitaria de los equipos de proteccin individual.

- REAL DECRETO 1942/1993, de 5 de noviembre, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones de Proteccin contra Incendios.

- REAL DECRETO 159/1995, de 3 de febrero, por el que se modifica el RD 1407/1992, por el que se regula las condiciones para la comercializacin y libre circulacin intracomunitaria de los equipos de proteccin individual.

- REAL DECRETO 1561/1995, 21 septiembre, sobre jornadas especiales de trabajo.

- REAL DECRETO 400/1996, de 1 de marzo, por el que se dicta las disposiciones de aplicacin de la Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo 94/9/CE, relativa a los aparatos y sistemas de proteccin para uso en atmsferas potencialmente explosivas.

- REAL DECRETO 485/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mnimas en materia de sealizacin de seguridad y salud en el trabajo.

- REAL DECRETO 486/1997, de 14 de abril, por el que se establecen las disposiciones mnimas de seguridad y salud en los lugares de trabajo.

- REAL DECRETO 487/1997, de 14 de abril, sobre disposiciones mnimas de seguridad y salud relativas a la manipulacin manual de cargas.

- REAL DECRETO 664/1997, de 12 de mayo, sobre proteccin a los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposicin de agentes biolgicos durante el trabajo.

- REAL DECRETO 773/1997, de 30 de mayo, sobre disposiciones mnimas de seguridad y salud relativas a la utilizacin por los trabajadores de equipos de proteccin individual.

- REAL DECRETO 1215/1997, de 18 de julio, por el que se establecen las disposiciones mnimas de seguridad y salud para la utilizacin por los trabajadores de los equipos de trabajo.

- REAL DECRETO 374/2001, de 6 de abril, sobre la proteccin de la salud y la seguridad de los trabajadores contra los riesgos relacionados con los agentes qumicos en el trabajo.

- REAL DECRETO 379/2001, de 6 de abril por el que se aprueba el Reglamento de almacenamiento de productos qumicos y sus instrucciones tcnicas complementarias.

- REAL DECRETO 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mnimas para la proteccin de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo elctrico.

- REAL DECRETO 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento electrotcnico para baja tensin.

- REAL DECRETO 681/2003, de 12 de junio, sobre la proteccin de la salud y la seguridad de los trabajadores expuestos a los riesgos derivados de atmsferas explosivas en el lugar de trabajo.

- REAL DECRETO 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano.

- REAL DECRETO 865/2003, de 4 de julio, por el que se establecen los criterios higinico-sanitarios para la prevencin y el control de la legionelosis.

- REAL DECRETO 171/2004, de 30 de enero, por el que se desarrolla el art. 24 de la Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de prevencin de riesgos laborales, en materia de coordinacin de actividades empresariales.

- REAL DECRETO 2177/2004, de 12 de noviembre, por el que se modifica el RD 1215/1997, que establece las disposiciones mnimas de seguridad y salud para la utilizacin por los trabajadores de los equipos de trabajo en trabajos temporales en altura.

- REAL DECRETO 1311/2005, de 4 de noviembre, sobre la proteccin de la salud y la seguridad de los trabajadores frente a los riesgos derivados o que puedan derivarse de la exposicin a vibraciones mecnicas.

- REAL DECRETO 286/2006, de 10 de marzo, sobre la proteccin de la salud y la seguridad de trabajadores contra riesgos relacionados con exposicin a ruido.

- Nota de Servicio N 2/2006 sobre instrucciones complementarias para la utilizacin de elemento auxiliares de obra en la construccin de tneles. Ministerio de Fomento Direccin General de Carreteras.

- Resolucin Circular (N 3/2006) sobre medidas a adoptar en materia de seguridad en el uso de instalaciones y medios auxiliares de obra. Ministerio de Fomento Direccin General de Ferrocarriles.

- REAL DECRETO 393/2007, de 23 de marzo, por el que se aprueba la Norma Bsica de Autoproteccin de los centros, establecimientos y dependencias dedicados a actividades que puedan dar origen a situaciones de emergencia.

- REAL DECRETO 223/2008, de 15 de febrero, por el que se aprueba el Reglamento sobre condiciones tcnicas y garantas de seguridad en lneas elctricas de Alta Tensin y sus instrucciones tcnicas complementarias.

- REAL DECRETO 1644/2008, de 10 de octubre, por el que se establecen las normas para la comercializacin y puesta en servicio de las mquinas.

- REAL DECRETO 330/2009, de 13 de marzo, se modifica el RD1311/2005, de 4 de noviembre, sobre la proteccin de la salud y la seguridad de los trabajadores frente a los riesgos derivados o que puedan derivarse de la exposicin a vibraciones mecnicas.

- Normativa sectorial especfica relativa a Seguridad Minera en el mbito de la minera y explosivos.