Edición eXTRA de FPE 32, enero de 2020

El peligro de los incendios en los túneles viales cortos

Por: W.K. Chow, Ph.D., FSFPE

Los túneles viales cortos (TVC) se construyen para resolver los problemas de tránsito de las ciudades densamente pobladas. Estos túneles son muy comunes en la región de Asia y Oceanía. También se los puede llamar túneles urbanos [1] (con mayores límites de velocidad) o túneles urbanos de conexión vial (con menores límites de velocidad, aproximadamente 20 km/h). Hace poco se inauguró un nuevo TVC en la parte este del centro de Hong Kong. Específicamente, este túnel tiene problemas relacionados con los sistemas de ventilación [2] y la calidad del aire interior.

Como los TVC suelen tener un mayor volumen de tránsito que los demás túneles de las autopistas, es más común que haya riesgo de incendio por sobrecalentamiento de los motores, o por fallas mecánicas o eléctricas. Por ejemplo, los buses de dos pisos con aire acondicionado, que son muy usados en Hong Kong, pueden quemarse [3] por completo en 15 minutos. Al mismo tiempo, los taxis que usan gas natural y los autos eléctricos tienen su propio riesgo de incendio. Sumado a esto, ya se han reportado explosiones relacionadas con los refrigerantes limpios pero inflamables [4] de los sistemas de aire acondicionado. Además, el fuego se propaga con mayor facilidad entre los vehículos cuando el TVC está muy congestionado. Por todo esto, los escenarios de incendio relacionados con los túneles viales cortos son potencialmente peligrosos para los ocupantes del túnel y problemáticos para el personal de emergencia. Por eso, dado el riesgo de que se produzcan incendios grandes, es importante tener en cuenta la protección contra incendios de los TVC. No obstante, todavía no se logran entender con claridad los detalles de la naturaleza de los incendios en estos espacios subterráneos o semi-cerrados.

Camiones pesados

El incendio de un camión pesado puede generar tasas de liberación de calor [5,6] de más de 100 MW. El incendio de varios camiones pesados juntos puede plantear un escenario mucho más peligroso. Se han reportado peligros de incendio graves dentro de túneles u otras áreas cerradas por el incendio de un camión pesado. Por ejemplo, varios puentes viales [7,8] han colapsado por estar expuestos a incendios de camiones pesados. Es por eso que, en algunas jurisdicciones, ya se han actualizado las reglamentaciones contra incendio [5] para los túneles viales.

Además, el potencial riesgo de incendio estructural [6] que generan los incendios de camiones pesados dentro de un TVC también puede ser muy grave. En los túneles, la resistencia al fuego suele diseñarse siguiendo una curva de temperatura-tiempo estándar sin tener en cuenta la exposición real al incendio de un camión pesado.

Respuesta del departamento de bomberos

En junio de 2016, hubo en Hong Kong un gran incendio en un viejo edificio industrial usado como mini-depósito [9] que ardió por más de 100 horas y en el que participaron más de 120 bomberos y 30 autobombas. Si bien no quedó ningún ocupante atrapado en el fuego, los equipos de bomberos debieron ingresar para realizar operaciones de emergencia. Desgraciadamente, un oficial de bomberos y un sargento murieron en este incendio. Surgieron muchas preguntas en relación con la estrategia para combatir el fuego y la implementación de la ventilación por presión positiva (VPP) que utilizó el departamento de bomberos. A pesar de que no sucedió en un TVC, este incendio resalta la importancia de coordinar la ventilación con las actividades de los bomberos.

Mediante experimentos con modelos a escala, se ha demostrado [10] que la aplicación incorrecta de la VPP en un incendio controlado por ventilación puede generar un incendio mayor. En este estudio, se construyó un modelo a escala 1/7 de una habitación de 3 m por 2 m y 2,7 m de altura (ver Figura 1). Se abrió una puerta en un lado de la habitación y una ventana del lado contrario. Mediante un ventilador de VPP, se suministró aire por la puerta.

 

Como se observa en la Figura 2(a), la aplicación de VPP en un incendio controlado por combustible disminuyó las temperaturas de la habitación. Sin embargo, la aplicación de VPP en un incendio controlado por ventilación generó temperaturas mucho más altas, como se muestra en la Figura 2(b). Al abrir una ventana del lado opuesto, se redujo la duración del incendio.

 

Los experimentos de modelado a escala han demostrado que la aplicación incorrecta de VPP puede aumentar la temperatura y prolongar el incendio. Si bien estos estudios no pueden aplicarse directamente a los TVC, exponen la necesidad de realizar un estudio más sistemático sobre el uso de la VPP para combatir incendios en espacios cerrados, como los TVC.

En el 5to Foro de Información/Investigación Avanzada sobre Incendios [11] que se realizó en Asia en 2016, los oficiales de bomberos plantearon otros problemas serios relacionados con sus operaciones. Las divisiones de Asia y Oceanía de la SFPE tuvieron un rol importante en este foro. Específicamente, se debatió acerca de a qué condiciones se debería exponer a los bomberos en entornos peligrosos, como grandes incendios, particularmente cuando no hay indicios claros de que haya ocupantes atrapados en el interior.

El caso anterior de los bomberos que actuaron en el mini-depósito [9] es una advertencia de los potenciales peligros de incendio y la consiguiente estrategia para combatir el fuego en los TVC. Controlar los incendios en espacios semi-cerrados como un TVC puede ser peligroso para el personal de emergencia. Hay muy pocos estudios profundos sobre túneles expuestos a incendios y explosiones grandes, específicamente, con escenarios donde haya buses de dos pisos o camiones pesados.

Agradecimientos

Este trabajo descripto en este artículo fue realizado gracias a una beca del Consejo de Becas de Investigación de la Región Administrativa Especial de Hong Kong, China, para el proyecto titulado “Estudio de las consecuencias peligrosas de los remolinos de fuego en una habitación”. (Proyecto No. PolyU 15204918).

W.K. Chow, JP, FHKEng, FSFPE trabaja para el Departamento de Ingeniería de Servicios de Construcción de la Universidad Politécnica de Hong Kong, Hong Kong, China.

Referencias

  1. J. Li, Y.F. Li, Q. Bi, Y. Li, W.K. Chow, C.H. Cheng, C.W. To y C.L. Chow, “Evaluación del rendimiento de un sistema contra incendio a base de agua en la supresión de incendios grandes en túneles urbanos”, Tecnología de Túneles y Espacios Subterráneos, Vol. 84, páginas 56-89 (2019).
  2. hk01.com, “Sistema similar de purificación de aire de bajo rendimiento en el desvío Central-Wan Chai, no como el de Australia”, 18 de enero de 2019 – en chino.
  3. W.K. Chow, “Descarga disruptiva para incendios de buses a partir de ecuaciones empíricas”, Revista de Ciencias del Fuego, Vol. 19, No. 1, páginas 81-93 (2001).
  4. W.K. Chow, Y.W. Ng y T.K. Yue, “Inflamabilidad y nuevas opciones de refrigerantes”, Revista ASHRAE, Carta al editor, Diciembre 2017, p. 9.
  5. NFPA 502 Norma para túneles en carreteras, puentes y otras autopistas de acceso limitado, Asociación Nacional de Protección contra el Fuego, Quincy, EE.UU. 2017.
  6. W.K. Chow, “Acerca del fuego oculto y los peligros de explosión asociados con la vida moderna en áreas urbanas densamente pobladas”, Orador invitado, HKIE SSC – Simposio sobre seguridad, Hong Kong, 22 de junio de 2018.
  7. The News Times, Alcalde de Atlanta: Sin signos de terror en el incendio de la autopista, 31 de marzo de 2018. http://www.hartfordcitynewstimes.com/video/atlanta-mayor-no-sign-of-terror-in-highway-fire/youtube_0aa169ac-2355-5d75-ae87-59753167fbcc.html
  8. The Guardian, “Tanquero explota al chocar con un camión cerca del aeropuerto de Bolonia”, 6 de agosto de 2018. https://www.theguardian.com/world/2018/aug/06/italy-tanker-truck-explodes-on-motorway-near-bologna-airport
  9. South China Morning Post, “Incendio mortal”, 22 de junio de 2016.
  10. T.Y. Yeung y W.K. Chow, “Estudio sobre la ventilación por presión positiva en incendios de habitaciones a pequeña escala”, Estudio de transferencia térmica, Vol. 50, No. 3, páginas 243-261 (2019).
  11. 5to Foro de Información/Investigación Avanzada sobre Incendios de Asia 2016, Universidad de Policía Central, Ciudad de Taoyuan, Taipei, 3 de noviembre de 2016.