05 - Diego Olave

Incendios en túneles y espacios
subterráneos, estado del arte
nacional e internacional
Diego Olave Rojas
Ingeniero Civil Uch
Jefe Unidad Ingeniería contra incendios IDIEM

Temario
1. Motivación
2. Tipos de túneles.
3. Fenomenología del incendio en túneles.
4. Estrategia de seguridad contra incendios
5. Normativa Nacional e Internacional
6. IDIEM: Pionero en la realización de pruebas de
recepción con humos calientes en Chile
7. Pruebas de recepción y la modelación de incendios
en FDS
8. Desafíos

1
Motivación
• Aumento de infraestructura subterránea para cubrir
necesidades de conexión vial.
• Mayor demanda vehicular en rutas interurbanas.
• Extensión de líneas de metro a una profundidad mayor.
• Mayor cantidad de galerías en minería subterránea.
Las estructuras subterráneas representan riesgos
adicionales para la seguridad de la vida puesto que los
edificios no pueden ventilarse y no hay acceso directo al
exterior que permita la operación de rescate y ventilación.
(Fuente: “Handbook NFPA 101-2018”).

1
Motivación
Autopista Vespucio oriente Túnel El Melón 2 Estación Tobalaba

1
Motivación
CODELCO-División El
Teniente
Futura estación Línea 7:
Alonso de Córdova con
Américo Vespucio
Futuro proyecto Paso Agua
Negra (Stand-by)

2
Tipos de túneles
-Urbanos/Interurbanos.
-En trinchera, recubiertos, excavados y
prefabricados (acuáticos).
-Terrestres, fluviales y marinos.
-Carreteros y ferroviarios.
-Tráfico bidireccional/Unidireccional.
-Revestidos/sin revestir.
Grandes obras de la ingeniería: El Eurotúnel;
Puntos extremos: Folkestone y Calais.
400 trenes recorren el Eurotúnel cada día. Más de 50.000 personas cada día.
50 km. de longitud;38 km. de longitud bajo agua.
7,6 m. de ancho túneles principales, para transporte ferroviario.
4,8 m. de ancho túnel de servicio, para circulación de vehículos eléctricos.

3
Fenomenología del incendio en túneles
• Efecto horno.
• Alta Radiación.
• Efecto cañón.
• Vías de escape reducidas.
• Menor visibilidad.
• Mayor concentración de tóxicos.
• Comportamiento del usuario.

3
Fenomenología del incendio en túneles: Parámetros
y características
• Parámetros:
-El foco.
-El humo.
-La toxicidad de los contaminantes.
-La temperatura.
• Características del incendio
-Potencia
-Emisión de humo
-Evolución temporal del incendio

4
Estrategia de seguridad contra
incendios
Los objetivos que debe cumplir la estrategia son:
• Salvar vidas posibilitando la evacuación
de usuarios
• Posibilitar la lucha contra el fuego y el rescate.
• Evitar explosiones
• Limitar el daño a la estructura del túnel y al equipamiento.
En la etapa de diseño se debe evaluar la integración de los distintos sistemas de
seguridad y de un plan de emergencia que permita coordinar el equipamiento y la
actuación de los encargados durante la emergencia.

5
Normativa Nacional e Internacional
Normativa Nacional:
• DS 132: Reglamento de seguridad minera.
• Manual de carreteras y manual de
recomendaciones de estándares generales
básicos para proyectos de túneles viales (año
2023).
• Capítulo 7: Sección mín. de galerías de
escape y separación de salidas de
emergencia peatonales y mixtas. Cada
500 metros y 1500 metros
respectivamente.
• Capítulo 9: Equipamiento en túneles
según tipología (A,B,C,D,E).
• La variable más importante es la ventilación
en caso de incendio.

5
Normativa Nacional e Internacional
Normativa Nacional:
Ventilación en caso de incendio debe
considerar:
• Un incendio de diseño de 30 MW mín.
• Resistencia al fuego del equipamiento y de la
envolvente.
• Prueba de humos calientes (obligatoria),
prueba de humos fríos (opcional), prueba
para sistemas eléctricos.

5
Normativa Nacional e Internacional
Normativa Internacional:
• NFPA 130: Norma para los sistemas
ferroviarios de guía fija para tránsito y
pasajeros.
• NFPA 502: Norma para túneles de carretera,
puentes y otras carreteras de acceso
limitado.
• NFPA 520: Norma sobre espacios
subterráneos.
• PIARC: Asociación Mundial de la Carretera.
El documento: “Fire and Smoke Control in
Road Tunnel” entrega el estado del arte
sobre incendios en túneles.

5
Normativa Nacional e Internacional
Normativa Internacional:
PIARC: Indica directrices con respecto a
evaluar:
• El incendio de diseño.
• La pendiente máxima del túnel.
• Curva de incendio para determinar la
resistencia al fuego de la estructura.

5
Normativa Nacional e Internacional
Normativa Internacional:
PIARC: Indica directrices con respecto a
evaluar:
• Análisis basado en el desempeño que
solucione situaciones no anticipadas por los
diseños prescriptivos.

6
IDIEM: Pionero en la realización de pruebas de
recepción con humos calientes en Chile
Pruebas de humos en túneles desde el
año 2008
• Velocidad de evacuación.
• Hermeticidad de vías de evacuación.
• Propagación del frente de humos
aguas arriba del incendio.
• Estratificación de humos.
• La evaluación de la lógica
operacional del sistema de
ventilación en incendio.
• Daño a la estructura.

6
IDIEM: Pionero en la realización de pruebas de
recepción con humos calientes en Chile

7
Pruebas de recepción y la modelación de incendios en
FDS
• Velocidad crítica asociada al
fenómeno de backlayering.
• Evacuación segura en caso de
incendio.
• Daños producto del incendio
(spalling).
• Rociadores o cortinas de humo.

7
Pruebas de recepción y la modelación de incendios en
FDS
• Velocidad crítica asociada al
fenómeno de backlayering.
• Evacuación segura en caso de
incendio.
• Daños producto del incendio
(spalling).
• Rociadores o cortinas de humo.
Incendio central en túnel
unidireccional

7
Pruebas de recepción y la modelación de incendios en
FDS
• Velocidad crítica asociada al
fenómeno de backlayering.
• Evacuación segura en caso de
incendio.
• Daños producto del incendio
(spalling).
• Rociadores o cortinas de humo.
Incendio central en túnel
unidireccional

7
Pruebas de recepción y la modelación de incendios en
FDS
• Velocidad crítica asociada al
fenómeno de backlayering.
• Evacuación segura en caso de
incendio.
• Daños producto del incendio
(spalling).
• Rociadores o cortinas de humo.
Incendio central en túnel
bidireccional

7
Pruebas de recepción y la modelación de incendios en
FDS
• Velocidad crítica asociada al
fenómeno de backlayering.
• Evacuación segura en caso de
incendio.
• Daños producto del incendio
(spalling).
• Rociadores o cortinas de humo.
Incendio central en túnel
bidireccional

7
Pruebas de recepción y la
modelación de incendios
en FDS
• Velocidad crítica asociada al
fenómeno de backlayering.
• Evacuación segura en caso de
incendio.
• Daños producto del incendio
(spalling).
• Rociadores o cortinas de humo.

8
Desafíos
• Curvas FN de riesgo para evaluar el
estándar de seguridad contra
incendios.
• Importancia de los modelos
computacionales en FDS.
• Relación entre las pruebas de
recepción y los diseños.
• Incorporar esta metodología para
nuevos proyectos subterráneos a
nivel nacional.