MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA

Comentarios

Transcripción

MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA
1. Consideraciones estratégicas
Reservados todos los derechos. Asociación Mundial de Carreteras (AIPCR)
0
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
1. Consideraciones estratégicas
Los túneles, cuya función inicial consistía simplemente en franquear un obstáculo (generalmente una montaña), se han vuelto cada vez más complejos en estos últimos años, con la incorporación de equipamientos de explotación y sistemas de ventilación cada vez más complicados y de sistemas de control y de supervisión susceptibles de tratar decenas de miles de
puntos a controlar y de plantear escenarios de gestión cada vez más sofisticados.
Figura 1.0: Incendio en el túnel de San Gotardo
Tras las catástrofes de los túneles de Mont Blanc, Tauern y San Gotardo en los años 1999 y
2001, se ha potenciado la consideración global de todos los aspectos relacionados con la seguridad, lo que ha implicado la integración, desde la fase de proyecto, de medidas más restrictivas, que pueden conllevar un impacto significativo en la obra civil y en las instalaciones.
Los túneles se consideran en general como obras “caras y de riesgo”, siendo ambos términos
aplicables tanto a su construcción como a su explotación. Esta “imagen” hace que algunos
países sean muy reacios a considerar la construcción de su primer túnel para sus grandes infraestructuras de transporte. Con el fin de abordar tales preocupaciones, es inevitable que los
costes de construcción y explotación, el control de los riesgos (principalmente durante la fase
de construcción), el minimizar el número de accidentes o incendios durante la explotación y la
optimización de las instalaciones del túnel en cada etapa de proyecto, construcción y explotación, se conviertan cada vez en más necesarios. Este control de los riesgos y del coste se refuerza más cuando se tienen en cuenta los actuales modelos de financiación y obtención de
fondos para la construcción de los túneles, siendo cada vez más usuales los modelos de “Concesión”, “Proyecto y Obra” o “Participación Público Privada”
El Capítulo 1 de este manual tiene los siguientes objetivos:



sensibilizar al lector del “sistema complejo” que constituye, a partir de ahora, un túnel;
hacerle tomar conciencia de los grandes retos que deben ser tenidos en cuenta, desde
la definición de “función” de la obra y durante las fases previas al proyecto;
captar la atención del propietario del túnel sobre la necesidad de rodearse de un equipo
multidisciplinar competente con destreza y experiencia profunda para asegurar el éxito
de la misión;
1
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR


© AIPCR
hacer tomar conciencia de que un túnel se proyecta principalmente para ser utilizado
en condiciones de confort y seguridad, y que debe ser objeto de continuas y fiables tareas de mantenimiento por parte del operador. El concepto de un túnel debe tener en
cuenta estos objetivos de seguridad y explotación y sus restricciones;
y por último, hacer comprender que la obra propiamente dicha no constituye más que
una parte de los problemas que el propietario tendrá que resolver, ya que con frecuencia será necesario tratar en paralelo ciertos elementos externos que pueden estar fuera
de su alcance: normativa, servicios de emergencia e intervención, procedimientos, etc.
El Capítulo 1 no pretende ser un manual detallado sobre las medidas a adoptar por el gestor,
de las propuestas técnicas a realizar por los proyectistas o de las disposiciones a adoptar por
los explotadores, que garantice que se dispone de un túnel seguro, mediante la optimización
de los costes de construcción y explotación minimizando los riesgos. En particular, el Capítulo 1 no tiene como objetivo ser un manual de proyecto. Tiene como único objetivo la sensibilización del lector para facilitarle su acercamiento y comprensión a este campo tan complejo,
permitiéndole evitar cometer errores, desgraciadamente demasiado numerosos, debido a las
numerosas operaciones y haciéndole percibir posibilidades de optimización.
El Apartado 1.1 presenta el “sistema complejo” que es un túnel y hace una lista de los principales interfaces de los diferentes subgrupos de Ingeniería Civil, Ventilación, Seguridad,
El Apartado 1.2 presenta los elementos principales que deben ser considerados cuando se
proyecta un túnel,
El Apartado 1.3 considera la modernización y la reforma de túneles existentes en condiciones
de servicio;
El Apartado 1.4 analiza las diferentes etapas del ciclo de construcción y del ciclo de vida, y
subraya las acciones clave para cada una de estas fases;
El Apartado 1.5 explica temas relativos al coste de construcción, explotación y renovación,
así como los principales asuntos específicos de los modos de financiación;
El Apartado 1.6 da una lista de las principales recomendaciones, instrucciones y normativas
publicadas por un número de países en Europa y en el mundo.
Colaboradores
Este documento fue redactado por Bernard Falconnat (Egis, Francia), representante francés
en el Comité de Túneles de Carreteras y miembro del Grupo de Trabajo 5, quién también ha
realizado la traducción de la versión francesa a la versión inglesa.
La versión original en francés ha sido revisada por Didier Lacroix (Francia) y Willy De
Lathauwer (Bélgica – Representante de ITA en el comité).
La versión inglesa ha sido revisada por Lucy Rew (Egis, Francia) y Fathi Tarada (UK).
2
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
La traducción al español ha sido realizada por Eva María Montero Yéboles y Francisco
Martín Latorre, ambos pertenecientes a la empresa de ingeniería TYPSA en España y ha
sido revisada por Rafael López Guarga (España).
3
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
1.1. El túnel es un sistema complejo
1.1.1. Complejidad del sistema
Un túnel constituye un “sistema complejo” siendo el resultado de la interacción de numerosos
parámetros. Estos parámetros pueden ser reagrupados en subgrupos, estando representados los
más importantes de ellos en el gráfico de más abajo (Fig. 1.1-1).
Todos estos parámetros son variables e interactivos, dentro de cada subgrupo, y entre los propios subgrupos.
El peso relativo de los parámetros y su carácter más o menos determinante, varía en relación a
la naturaleza de cada túnel. Por ejemplo:

los criterios determinantes y el peso de los parámetros no son iguales para un túnel urbano que para un túnel de montaña;

los parámetros difieren para túneles cortos o largos, así como para túneles por los que
van a pasar vehículos de mercancías peligrosas o no;

los criterios no son los mismos para un túnel de nueva construcción que para un túnel
que va a ser reformado o modernizado para adecuarlo a las nuevas normativas referentes a seguridad.
Figura 1.1-1: Esquema de los principales subgrupos del “sistema complejo del túnel”
4
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
Nota 1: los enlaces son múltiples y en muchos casos reversibles – El modelo conceptual y la
sección útil de túnel se encuentran en el centro del esquema. Es posible construir otros diagramas similares situando otros elementos en el centro del mismo.
Nota 2: el primer círculo representa “los campos técnicos”. Algunos campos representan
múltiples aspectos:






seguridad: normativa- estudios de riesgos- medios de intervención- requisitos de disponibilidad,
geológicos: geología- geotécnica– dimensionamiento estructural,
obra civil: métodos – plazos de construcción – riesgos y peligros,
explotación: explotación y mantenimiento (aspectos técnicos),
costes: construcción – explotación – mantenimiento ordinario – grandes reparaciones,
medio ambiente: normativa – diagnóstico- estudio de impacto ambiental – tratamientos y medidas correctoras
Nota 3: el segundo círculo representa el “contexto” en el que se inscribe el proyecto. Algunos elementos representan múltiples aspectos:





entorno humano: sensibilidad – urbanización – presencia de edificios o infraestructuras,
medio ambiente: sensibilidad – agua – fauna –flora –calidad del aire –paisaje,
naturaleza del transporte: tipo y volumen de tráfico – tipología – tipos de mercancías
que son transportadas – etc.
restricciones externas diversas: accesos y limitaciones particulares –condiciones climáticas – avalanchas – estabilidad del terreno – contexto socioeconómico – etc.
nivel de rentabilidad: aceptabilidad económica – capacidad de financiación - control
de los costes financieros – economía general y contexto político en el caso de ser una
concesión o una Participación Público Privada.
El proyecto de un túnel nuevo (o la remodelación y actualización de un túnel existente) requiere que todos estos numerosos parámetros sean tenidos en cuenta. El árbol de decisión en
relación a estos parámetros es complejo, y requiere la participación de equipos multidisciplinares experimentados. Estos equipos deben intervenir tan pronto como sea posible, por las
siguientes razones:


para hacer posible que todos los parámetros relevantes sean considerados desde el
principio del proyecto, evitando numerosos errores descubiertos en proyectos que están en marcha o en túneles recientemente terminados: consideración demasiado tardía
de equipamientos de explotación y seguridad – puesta a punto de la supervisión sin incluir los resultados de los análisis de riesgos, del plan de intervención, o de los procedimientos de explotación. Como consecuencia de ello, el túnel y sus sistemas de explotación y supervisión son, de esta manera, inapropiados para la explotación.
Una intervención temprana contribuye a una mejor optimización del proyecto, tanto
desde la perspectiva de seguridad como de los costes de construcción y explotación.
Recientes ejemplos indican que optimizaciones transversales (ingeniería civilventilación-evacuación) realizadas en etapas tempranas del proyecto pueden contribuir
a ahorros en el coste del orden del 20%.
5
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
Cada túnel es único por lo que debe ser objeto de un análisis específico adaptado a su contexto particular. Este análisis es indispensable para obtener una respuesta adecuada y para permitir:



optimizar el proyecto tanto desde el punto de vista técnico como económico;
reducir el nivel de riesgos técnicos, económicos y ambientales;
garantizar a los usuarios el nivel de seguridad requerido.
No existen “soluciones mágicas” y casi siempre es inapropiado “copiar” otros túneles.
El proyecto y optimización de un túnel requiere:




una relación detallada y exhaustiva de todos los parámetros,
un análisis de la interacción entre parámetros,
la evaluación del grado de flexibilidad de cada parámetro y, si fuera necesario, de la
sensibilidad de cada uno de ellos con respecto a los objetivos requeridos,
una dilatada experiencia, que es un factor de éxito ya que:
– una aproximación puramente matemática no es posible debido a que el “sistema”
es demasiado complejo y no hay una solución única,
– en las etapas previas al proyecto aún quedan muchos parámetros indeterminados
o variables, aunque ya deben efectuarse elecciones esenciales a este nivel de análisis,
– debe ser considerada la evaluación de los riesgos, su peso y la probabilidad de
que puedan ocurrir,
– muchos parámetros son interdependientes y muchas interacciones son circulares.
En los siguientes apartados se indican varios ejemplos que hacen posible clarificar la complejidad y la interactividad, así como la iteratividad y carácter “circular” del análisis.
Estos ejemplos no son exhaustivos. Sólo están destinados a la toma de conciencia sobre la
problemática y a permitir iniciar las reflexiones específicas propias de cada túnel
1.1.2. Subgrupo “Obra civil”
1.1.2.1 Parámetros
El cuadro 1.1-2 muestra un ejemplo de los principales parámetros que se refieren a los aspectos relacionados con la obra civil:
6
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
Cuadro 1.1-2: Principales parámetros relativos a los trabajos de obra civil
7
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR




© AIPCR
La primera columna indica los principales conjuntos de parámetros,
La segunda columna indica los principales subconjuntos de parámetros relativos al
conjunto principal,
La tercera columna relaciona un cierto número de parámetros elementales relativos al
subconjunto. Esta relación no es exhaustiva,
La cuarta columna indica, para cada conjunto, o subconjunto, las principales consecuencias relacionadas con el subconjunto.
1.1.2.2 Interacciones entre los parámetros
Las interacciones entre los parámetros son numerosas y frecuentemente están conectadas por
enlaces circulares que tienen en cuenta los solapes entre los diferentes parámetros.
El siguiente ejemplo (Cuadro 1.1-3) indica las interacciones entre la ventilación, la sección
transversal y la seguridad:
Cuadro 1.1-3: Interacciones entre los parámetros
8
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR



© AIPCR
La primera columna se refiere a la ventilación. Los parámetros que se relacionan son
parámetros elementales que se obtienen del Cuadro 1.1-2 para el subconjunto “ventilación”,
La segunda columna se refiere a la sección transversal. Los parámetros se obtienen del
Cuadro 1.1-2,
La tercera columna se refiere a la seguridad.
El Cuadro revela un cierto número de parámetros que son comunes en varias columnas (ver
líneas conectoras), lo que crea interacciones circulares entre los distintos subconjuntos de parámetros. Estas interacciones están unidas por funciones complejas, lo que hace que una resolución puramente matemática del problema sea casi imposible. La resolución del problema
requiere la definición de una jerarquía entre los distintos parámetros, seguido de la consideración de hipótesis para los parámetros de mayor jerarquía. Esta jerarquía difiere de unos proyectos a otros, como por ejemplo:


Para un túnel excavado, corto o de longitud media, con tráfico unidireccional, el sistema de ventilación más probable será el de tipo “longitudinal”. Los ventiladores tipo
jet fan situados en la clave suelen tener una afección muy pequeña en las dimensiones
de la sección transversal, por lo que ésta puede ser definida con anterioridad al proyecto de ventilación, teniendo en cuenta otros parámetros determinantes. El impacto de la
ventilación en la sección transversal puede ser revisado posteriormente,
Por el contrario, si el túnel es muy largo o la sección transversal es rectangular (túnel
artificial), el sistema de ventilación y sus elementos (sección, número y características
de los posibles conductos de ventilación, dimensión de los aceleradores si son necesarios etc) tienen un impacto enorme en las dimensiones de la sección transversal. El sistema de ventilación debe predimensionarse al comienzo de los estudios para realizar
las estimaciones preliminares de la magnitud de la sección transversal. A continuación
se comprobará la forma de ésta.
Por tanto, el proceso de resolución es iterativo y se basa en un primer conjunto de suposiciones, que requiere de una gran experiencia multidisciplinar de los ingenieros, haciendo posible
que se tengan en cuenta todos los elementos relevantes del proyecto, para enfocar mejor las
sucesivas iteraciones y garantizar su mejor optimización, con los adecuados niveles de servicio y seguridad.
1.1.3 Subgrupo “Ventilación”
El Cuadro 1.1-4 presenta un ejemplo de los principales parámetros relacionados con la ventilación, no siendo exhaustivo.
Tal y como ocurre con la "obra civil", las interacciones entre los parámetros son numerosas,
estando también sujetas a relaciones circulares.
La forma de resolver los problemas es similar a la indicada para la “obra civil”.
9
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
Cuadro 1.1-4: Principales parámetros que influyen en la ventilación
10
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
1.1.4. Subgrupo “Equipamientos para la explotación”
Los equipamientos para la explotación no constituyen parámetros fundamentales para la definición de una sección funcional, con la excepción de:

espacios y canalizaciones para el paso de cables, tuberías de suministro de agua para el
sistema contraincendios y conducciones asociadas.

la señalización, direccional y de información, de seguridad y para instrucciones de la
policía. La señalización puede tener en ocasiones (por ejemplo en un túnel artificial)
un importante impacto en la geometría (altura entre calzada y clave con una posible
afección al perfil longitudinal y a la longitud de la obra), que puede obligar a llevar a
cabo una optimización in situ y/o la revisión del proyecto de los ramales situados en el
exterior.
Los equipamientos para la explotación constituyen por el contrario parámetros para el dimensionamiento de los edificios técnicos en las bocas del túnel, de las subestaciones, principalmente las subterráneas, del conjunto de locales técnicos subterráneos y de los diversos nichos.
Todos ellos frecuentemente requieren condiciones particulares en cuanto a temperatura y calidad del aire.
También son parámetros importantes en relación con el coste de construcción, de explotación
y de mantenimiento.
Los “equipamientos para la explotación" constituyen parámetros esenciales en relación con la
seguridad del túnel. Debe ser proyectado, construido y mantenido con este objetivo:





disponibilidad y fiabilidad, en particular para el suministro eléctrico, su distribución, y
también para las redes de comunicaciones,
protección contra el fuego de los equipamientos y de los recorridos de los cables de
alimentación y trasmisión,
robustez del equipo y de sus componentes con el fin de garantizar su vida útil, fiabilidad y optimización del coste: explotación y mantenimiento,
facilitar las operaciones de mantenimiento, su bajo impacto sobre las condiciones de
circulación, así como la seguridad de los equipos de mantenimiento y usuarios, lo que
requiere medidas especiales en el diseño y accesibilidad a estos equipamientos,
integración de los procedimientos de explotación y el plan de emergencias en el diseño
del sistema de supervisión, la ergonomía de las interfaces hombre/máquina, la asistencia al operador, sobre todo en caso de crisis.
11
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
1.1.5. Subgrupo “Seguridad”
1.1.5.1. Concepto “Seguridad”
Figura 1.1-5: Factores que afectan a la seguridad
Las condiciones que afectan a la seguridad de un túnel son consecuencia de numerosos factores, tal y como se ha indicado en el Capítulo 2 de este Manual. Para garantizar la seguridad es
necesario tener en cuenta todos los aspectos del sistema constituidos por la propia infraestructura, así como por la explotación y la intervención, los vehículos y los usuarios (Fig. 1.1-5).
La infraestructura es un parámetro esencial para el coste de construcción. Sin embargo, se
puede invertir mucho en ella y no haber conseguido las condiciones de seguridad si no se han
previsto paralelamente asuntos esenciales referentes a:




la organización, los medios humanos y materiales y los procedimientos de explotación
y de intervención,
la formación y el entrenamiento del personal de explotación,
el equipamiento de los servicios de emergencia, con material adecuado y la formación
de su personal,
la comunicación con los usuarios.
1.1.5.2. ¿Cómo pueden afectar estos parámetros al proyecto del túnel?
Los parámetros relativos a la seguridad pueden afectar en mayor o menor medida al proyecto
del túnel. Los siguientes Cuadros dan algunos ejemplos.
 la primera columna indica los principales parámetros que son afectados,
 las dos columnas siguientes indican el grado de influencia sobre el proyecto del túnel
(ingeniería civil - ventilación – explotación y equipamiento de seguridad):
- Verde: impacto de gran importancia,
- Amarillo: impacto medio,
- Rojo: ningún impacto.
12
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
Nota :
1. Los cuatro cuadros siguientes hacen referencia a los cuatro ámbitos principales representados sobre la figura 1.1-5.
2. La primera columna contabilizan los principales parámetros que se refieren.
3. Las segunda y tercera columnas indican el grado de influencia
4. La última columna especifica las principales razones o causas de influencia.
Cuadro 1.1-6: Aspectos que afectan al proyecto debidos a la infraestructura
Cuadro 1.1-7: Aspectos que afectan al proyecto debidos a las condiciones de intervención y a la explotación
Cuadro 1.1-8: Aspectos que afectan al proyecto debidos a los vehículos
13
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
Cuadro 1.1‐9: Aspectos que afectan al proyecto debidos a los usuarios 1.1.6. Sintesis
Un túnel es un “sistema complejo” lo que implica que:

enfocar el proyecto de un túnel únicamente desde el punto de vista del trazado, la geología o la obra civil, conlleva a serias deficiencias, que podrían hacer que el túnel fuera
menos seguro (posiblemente incluso peligroso) y dificultarían la explotación (quizás
incluso sería imposible operar en condiciones razonables),

así mismo, enfocar el proyecto de un túnel únicamente desde el punto de vista de los
equipamientos de explotación sin incluir un análisis previo de los problemas de seguridad, intervención y explotación, conduce a deficiencias que aparecerán rápidamente
tan pronto como el túnel se ponga en servicio,

no considerar desde las etapas preliminares del proyecto, todos los objetivos y restricciones relativas a la explotación y al mantenimiento, derivará inevitablemente a incrementar los costes de explotación y reducir la fiabilidad en general.
Desafortunadamente todavía es bastante frecuente un tratamiento parcial de los problemas,
debido a la falta de “cultura del túnel” de varios de los intervinientes en el proyecto.
El control de este sistema complejo es difícil, pero esencial para:


encontrar las soluciones más apropiadas a cada problema,
asegurar que los usuarios tengan un nivel mínimo de seguridad y ofrecerles un servicio, calidad y confort adecuados.
De forma similar el control de este sistema complejo contribuye muy frecuentemente a la optimización técnica y económica del proyecto, mediante la definición precisa y temprana de las
funciones a realizar, empleando un procedimiento ingenieril.
Desde el inicio del proyecto, los principales aspectos que deben tenerse en cuenta son:


el trazado en planta y el perfil longitudinal, la geología, y los procedimientos de construcción
la ventilación,
14
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR


© AIPCR
la seguridad (mediante un análisis de riesgo preliminar y un plan de emergencias preliminar),
las condiciones de explotación y de mantenimiento,
con lo que se conseguirá un enfoque adecuado para resolver esta compleja ecuación.
1.2. Estudios generales y proyecto (túnel nuevo)
El Apartado 1.2 se refiere al proyecto de túneles nuevos. Los estudios que conciernen a la
renovación o adaptación a la seguridad de los túneles en explotación son objeto del Apartado
1.3.
1.2.1. Trazado (trazado en planta y perfil longitudinal)
El proyecto del trazado en planta y perfil longitudinal de un tramo de carretera o autopista que
incluya un túnel constituye la etapa más importante de su concepción, a lo que rara vez se le
presta la debida atención.
La consideración del “sistema complejo”, que forma un túnel, debe comenzar desde el proyecto de su trazado en planta y su perfil longitudinal, cosa que suele ser poco frecuente. En
esta fase, la optimización técnica y económica es de la mayor importancia.
Es indispensable contar desde los primeros estudios con un equipo multidisciplinar constituido por proyectistas y expertos con gran experiencia que permitirán determinar todos los problemas potenciales que puedan darse en el proyecto de estudio, en lugar de disponer siempre
de información preliminar incompleta, y así adoptar las decisiones correctas para los temas
importantes que, una vez consolidadas, permitirán establecer otros criterios progresivamente
teniendo en cuenta la información adicional de la que se vaya disponiendo.
El objetivo de este apartado no es definir las reglas relacionadas con el proyecto de trazado
del túnel (se pueden encontrar referencias a los manuales de proyecto de numerosos países en
el Apartado 1.6) sino sensibilizar a los gestores y a los proyectistas respecto de la necesidad
de realizar, desde las primeras etapas de proyecto, un enfoque global y multicultural así como
de la importancia de la experiencia en el éxito del proyecto.
1.2.1.1. Países que no disponen de una “cultura de túnel”
En estos países se aprecia una cierta aprensión de los gestores y de los proyectistas hacia los
túneles. Éstos prefieren con frecuencia trazados « acrobáticos » que discurren por las cimas,
con fuertes pendientes, obras de sostenimiento importantes o viaductos de gran longitud y, a
veces, trabajos de consolidación enormes, muy ostentosos y no siempre eficaces en el tiempo,
para atravesar zonas con deslizamientos.
Numerosos ejemplos de alternativas de trazado planteados con túneles muestran que:

el ahorro en el coste de construcción puede alcanzar entre un 10 y un 25% en zonas
con relieve accidentado,
15
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR



© AIPCR
se pueden conseguir importantes ahorros en el coste de explotación y mantenimiento:
la fiabilidad del itinerario puede ser mayor, principalmente en zonas sometidas a deslizamientos, o a condiciones climáticas severas,
el impacto sobre el medio ambiente se reduce significativamente,
el nivel de servicio mejora para los usuarios y las condiciones de explotación son más
adecuadas (en particular en invierno en los países que presentan riesgo de nieve) mediante reducción de las pendientes requeridas por las vías que recorren las cadenas
montañosas.
La asistencia de expertos externos permite suplir esta insuficiencia de « cultura de túnel », y
mejorar consecuentemente el proyecto.
1.2.1.2. Países con una tradición en construcción y explotación de túneles
La noción de “sistema complejo” es raramente tenida en cuenta en las etapas previas, lo que
va contra una optimización global del proyecto. Con demasiada frecuencia, la geometría de la
nueva infraestructura se fija por especialistas de trazado sin tener en cuenta la influencia de
otras exigencias y elementos del túnel.
Sin embargo, en esta etapa es fundamental tener en cuenta todos los parámetros e interfaces
descritas en el anterior Apartado 1.1, y principalmente:

la geología y la hidrogeología del macizo (a nivel de conocimiento disponible) y la
evaluación preliminar de las dificultades geológicas y riesgos potenciales sobre los
procedimientos, costes y plazo de construcción,

las condiciones geomecánicas, hidrogeológicas e hidrográficas potenciales en las bocas del túnel y en los accesos,

los riesgos y peligros ligados a las condiciones invernales para países sometidos a
fuertes nevadas, principalmente:
–
–
los riesgos de avalanchas o de formación de ventisqueros y las posibilidades de prevenirlos,
las condiciones de viabilidad invernal de las carreteras de acceso para garantizar la fiabilidad del itinerario, (esta disposición puede condicionar la
cota de las bocas del túnel, las pendientes máximas de las carreteras de acceso y en su caso, la disponibilidad de espacio para habilitar las áreas para
poder quitar y poner las cadenas en las proximidades de las bocas),

las condiciones medioambientales en la boca del túnel y en los accesos. El impacto
puede ser muy fuerte en zona urbana, fundamentalmente debido al ruido y a la emisión
de aire contaminado, y en los túneles interurbanos,

la pendiente de las rampas de acceso:
–
–
el túnel más barato no es necesariamente el más corto,
la eliminación del carril adicional para vehículos lentos es desaconsejable cerca de la boca del túnel, y su mantenimiento en el interior es en general muy
costoso,
16
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
–

–
pueden presentar implicaciones en la superficie (en particular en entornos urbanos: espacio disponible-sensibilidad a la emisión de aire contaminado-etc),
mejorar la disponibilidad durante todo el año (por ejemplo, ante la exposición
por avalanchas) y suponer restricciones importantes en el proyecto del trazado
en planta y en perfil longitudinal. Por el contrario contribuyen a la optimización de la construcción y los costes de explotación,
algunas entradas puntuales pueden tener un impacto significativo en los costes
de construcción y explotación y en el tamaño de la sección transversal (posible
optimización de las instalaciones de ventilación y evacuación),
los procedimientos constructivos, que pueden tener una gran influencia en el proyecto
del trazado y del perfil longitudinal:
–
–
–

la pendiente de los accesos puede tener una gran influencia sobre la capacidad
del itinerario, o sobre la viabilidad invernal,
la posibilidad de incorporar accesos laterales (ventilación - evacuación y seguridad reducción del tiempo de ejecución de los trabajos) y pozos inclinados o verticales
(ventilación - evacuación y seguridad):
–

© AIPCR
el cruce de un río con un túnel perforado constituye un proyecto totalmente
distinto al de una solución por cajones prefabricados sumergidos,
interferencias con un viaducto en la boca de túnel,
los plazos de construcción impuestos pueden tener una gran influencia en el
trazado, principalmente para poder atacar por las dos bocas del túnel, e incluso
con frentes intermedios,
las características geométricas del trazado en planta y del perfil longitudinal del túnel,
para las que es necesario tener en cuenta:
–
–
–
–
limitación de las pendientes que influyen en las necesidades de ventilación y
en la capacidad de tráfico,
las condiciones hidráulicas para el drenaje, tanto durante la construcción como
en explotación, que influyen sobre el perfil longitudinal,
los espacios laterales reducidos (salvo costosos sobreanchos), que precisan de
un estudio específico de las condiciones de visibilidad y de la elección de los
radios del trazado en planta,
la elección juiciosa de los radios del trazado en planta con el fin de evitar peraltes por su influencia en la recogida y evacuación de las aguas de calzada,
interfiriendo con el conjunto de canalizaciones de cables y redes de incendios,
obligando a veces a aumentar la sección transversal,

todas las limitaciones clásicas relacionadas con la ocupación del subsuelo, principalmente en zona urbana: metro, parkings, cimientos, construcciones sensibles a los asentamientos,

los costes de construcción y de explotación:
–
–
la obra más barata no es necesariamente la más corta,
una mayor inversión en obra civil puede ser a la larga más rentable si permite una reducción en los costes de construcción, de explotación, de man17
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
tenimiento y de grandes reparaciones (principalmente ventilación), o si
permite prolongar varios años la vida útil de la obra (influencia de la pendiente del túnel y de sus accesos en la capacidad),

la coordinación entre el trazado en planta y el perfil longitudinal debe ser tratada con
especial cuidado para favorecer el nivel de confort y de seguridad de los usuarios (el
efecto visual de los cambios de rasante, principalmente un punto alto, es más acusado
en un túnel dadas las limitaciones de su campo visual y los efectos de la iluminación),

las condiciones de explotación, unidireccional o bidireccional, deben tenerse en cuenta
en el proyecto del trazado, principalmente:
–
–

el trazado en las proximidades de las bocas:
–
–

las condiciones clásicas de visibilidad y legibilidad,
la posibilidad de encontrar accesos laterales o verticales para optimizar
fundamentalmente la ventilación y la sección transversal, o la seguridad
(evacuación de los usuarios y acceso de los servicios de emergencia, evitando la construcción de una galería paralela),
las bocas del túnel constituyen un punto singular de transición, y es preciso
considerar el comportamiento humano y las condiciones fisiológicas; es indispensable mantener una continuidad geométrica para permitir al usuario
conservar su trayectoria instintiva,
no es deseable tener un túnel rectilíneo, principalmente en las proximidades
de la boca de salida, en caso contrario puede ser indispensable reforzar el
alumbrado de salida en una gran longitud,
ramales subterráneos o en las inmediaciones de las bocas del túnel:
–
–
se deben evitar los ramales subterráneos o en el exterior en las inmediaciones de las bocas del túnel,
en caso de que sean indispensables, debe hacerse un análisis muy detallado
para determinar todas las limitaciones y consecuencias concretas a tener en
cuenta (trazado, perfil transversal, inserción, riesgo de reflujo de circulación, evacuación, ventilación, alumbrado, etc.), para asegurar la seguridad
en cualquier circunstancia.
1.2.2. Sección transversal útil
1.2.2.1. Los retos
La sección transversal útil constituye la segunda etapa más importante en el proyecto de un
túnel después del trazado en planta y del perfil longitudinal. Como en la primera etapa, el enfoque de “sistema complejo” debe ser considerado de manera muy cuidadosa, lo antes posible, con un equipo pluridisciplinar experimentado, considerando el conjunto de parámetros e
interfaces descritas en el anterior Apartado 1.1.
18
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
Esta segunda etapa (sección transversal útil), no es independiente de la primera (trazado) y
debe considerar también las disposiciones que allí se trataban. Las dos etapas están relacionadas y muy estrechamente ligadas.
Además, como ya se mencionó en el anterior Apartado 1.1.2.2, el proceso de las dos primeras
etapas es interactivo e iterativo. No existe aproximación matemática directa para dar una respuesta única al análisis del ‘sistema complejo’, no existe tampoco unicidad de respuesta, sino
un número muy limitado de buenas respuestas y un gran número de malas respuestas. La experiencia del equipo multidisciplinar es esencial para poder aportar rápidamente la solución
correcta.
Los ejemplos citados en el anterior Apartado 1.2.1 muestran que las disposiciones de la “sección transversal útil” pueden tener un gran impacto sobre el proyecto del trazado en planta y
el perfil longitudinal.
Desgraciadamente, la experiencia demuestra que este análisis “sección transversal útil” con
demasiada frecuencia resulta incompleto y limitado sólo a las disposiciones de la obra civil, lo
que se traduce inevitablemente:



en el mejor de los casos, para un proyecto no optimizado desde el punto de vista funcional, de explotación y económico, en una afección de hasta un 20% de los costes de
construcción,
en la mayoría de los casos, por no haber tenido en cuenta determinadas funciones, por
sus inconvenientes o por su impacto sobre el proyecto, en que éstas se integren en las
etapas siguientes, dando lugar a soluciones tardías y a veces muy costosas,
en el peor de los casos, debido a errores fundamentales de proyecto, en un impacto
irremediable y permanente sobre la obra, las condiciones de explotación y la seguridad, así como en los costes de ejecución y explotación.
1.2.2.2. Principales disposiciones
Los principales parámetros de la “sección transversal útil” son los siguientes:

la intensidad de tráfico, su composición, modo de explotación, urbano o interurbano,
para determinar:
– número y anchura de los carriles, según el tráfico y el tipo de vehículos autorizados para circular por el túnel,
– altura libre (según el tipo de vehículos),
– arcenes, anchurones de detención o aparcamiento, según la intensidad de
tráfico, túnel unidireccional o bidireccional, y estadísticas de averías,
– eventual mediana central y su anchura en caso de túnel bidireccional,

la ventilación, que tiene una gran repercusión motivada por:
– del sistema de ventilación proyectado, que a su vez depende de otros numerosos parámetros (ver Apartado 8.5),
– el espacio necesario para las galerías de ventilación, para la ubicación de los
ventiladores, aceleradores, conductos de ventilación, y otros equipamientos
de ventilación,
19
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR

la evacuación de los usuarios y los accesos de los equipos de emergencia, que dependen de numerosos factores, detallados en el Capítulo 7,

la longitud y la pendiente del túnel, parámetros que intervienen de manera indirecta a
través de la ventilación, y la necesidad de accesos para evacuación y emergencias,

las redes y equipamientos de explotación, que con frecuencia son igualmente determinantes en el dimensionamiento de la sección transversal útil, habida cuenta de su número, de su acumulación, de las protecciones indispensables para garantizar la seguridad de funcionamiento y del espacio relativamente limitado bajo las aceras y arcenes
para su implantación. En particular las que más influyen son:
– redes de saneamiento, separativo o no, y de recogida de líquidos vertidos
sobre la calzada y sus sifones asociados. La ausencia de variación del peralte, en función de las condiciones del trazado en planta (ver 1.2.1.2), permite
una simplificación y una optimización de la sección tranversal útil,
– red de agua de lucha contra incendios y postes de incendio y, si se presenta
el caso, su protección contra las heladas,
– redes de cables de media y baja tensión y redes de comunicaciones. Es indispensable tener en cuenta todos los cables necesarios para la puesta en
servicio del túnel y su protección contra incendio, así como las disposiciones que permitan su sustitución total o parcial y la incorporación necesaria
de otras redes a lo largo de la vida del túnel,
– las previsiones a medio plazo de las redes exteriores susceptibles de pasar
por el túnel,
– las interferencias entre redes, técnicas y reglamentarias, que fijan la interdistancia entre ellas,
– la señalización de explotación: semáforos de afección a carriles, paneles de
mensaje variable, señalización de prescripción, señalización de seguridad y
señalización direccional,

la existencia de elementos localizados precisos para el funcionamiento: subestaciones
subterráneas, edificios de ventilación subterráneos, nichos de seguridad, resguardos,
etc. Es indispensable tenerlos en cuenta para la explotación y el mantenimiento y sobre todo se precisa la construcción de espacios de estacionamiento para los operarios
de mantenimiento,

los procedimientos de construcción y las condiciones geológicas influyen notablemente en el perfil transversal funcional (independientemente del cálculo estructural). A
título de ejemplo:
– en el cruce de un río (ver 1.2.1.2), la solución de cajones prefabricados sumergidos permite un diseño muy distinto de las instalaciones de ventilación
y de las galerías de evacuación o de acceso de los equipos de emergencia,
distinto al que resultaría de una solución de cruce mediante túnel perforado,
– un túnel construido con tuneladora permite disponer superficies bajo calzada
que por ejemplo pueden ser utilizadas para la ventilación, la evacuación y el
acceso de los equipos de emergencia. Ello puede permitir optimizaciones tales como la supresión de galerías entre tubos o galerías paralelas que pueden
ser muy costosas si el túnel está situado bajo la capa freática dentro de materiales permeables.
20
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
1.2.3. Seguridad y Explotación
1.2.3.1. Disposiciones generales
En el campo de la seguridad y la explotación, las recomendaciones de la AIPCR son muy numerosas. Para realizar estudios de seguridad, para la organización de la explotación y las
emergencias y para conocer las disposiciones inherentes a la propia explotación, se invita al
lector a remitirse al Capítulo 2 “Seguridad” y al Capítulo 3 “El factor humano”.
El presente apartado trata esencialmente sobre las interferencias seguridad/explotación en el
seno del “sistema complejo”. Los Cuadros del anterior capítulo 1.1.5.2 indican el grado de
interdependencia de cada uno de estos parámetros con respecto a los diversos subconjuntos
del proyecto.
Un cierto número de parámetros tienen un gran impacto desde las etapas anteriores al proyecto. Deben ser analizados desde las primeras fases de los estudios y conciernen principalmente
a la:




intensidad de tráfico, naturaleza (urbano o no), composición (eventualmente túnel dedicado a una categoría de vehículos), transporte o no de mercancías peligrosas,
evacuación de los usuarios y accesos de los equipos de emergencia,
ventilación,
comunicación con los usuarios y el sistema de supervisión.
Estos parámetros, importantes para el diseño del túnel, son igualmente factores esenciales que
afectan a los análisis de riesgos y a los borradores de los “planes de intervención de emergencias”. Es la razón por la que es indispensable que un “estudio previo de riesgos” asociado a un
análisis previo del “plan de intervención de emergencias” sean realizados desde los estudios
iniciales. Ello permite describir mejor las especificaciones concernientes a la obra, las especificaciones funcionales y los retos específicos de seguridad que debe satisfacer el túnel. Contribuye igualmente a la valoración del proyecto y a su optimización, tanto técnica como económica.
Estos parámetros y su influencia se detallan en los apartados siguientes.
1.2.3.2. Parámetros relativos al tráfico y su naturaleza
Estos parámetros influyen notablemente sobre la “sección transversal útil” (ver 1.2.2) y por
tanto también parcialmente sobre el “trazado”.

la intensidad de tráfico afecta al número de carriles, a la ventilación y a la evacuación.
Afecta igualmente a los efectos que se producen como consecuencia de las averías y
en la gestión de los vehículos parados: necesidad o no de disponer bandas de parada de
emergencia, aparcamientos y de organizar protocolos específicos de intervención,

la naturaleza del tráfico, su composición y su reparto afectan a las galerías de evacuación, a su dimensionamiento y a las interdistancias en función del volumen de personas a evacuar,
21
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR

los túneles en los que se permiten categorías especiales de vehículos afectan a la anchura de los carriles, a la altura libre y a la ventilación,

el paso o no de mercancías peligrosas tiene una influencia muy importante sobre la
ventilación, la sección transversal útil, los dispositivos de recogida de líquidos, las vías
de desvío alternativo, el entorno de las bocas del túnel o las galerías de ventilación y la
protección de la estructura frente a las consecuencias de un incendio de gran potencia.
También influye en la evacuación, en la organización de los equipos de socorro y en la
dotación de los centros de emergencia con medios específicos.
1.2.3.3. Evacuación de los usuarios – accesos de socorro
Se trata de un parámetro fundamental relativo a las disposiciones funcionales y al proyecto en
general. Este parámetro también tiene con frecuencia una incidencia sobre el trazado (salidas
directas hacia el exterior) y sobre las disposiciones constructivas: comunicaciones entre tubos,
galería a distinto nivel, galería paralela, refugios conectados a una galería.
Su análisis requiere un enfoque coordinado con el proyecto de la ventilación (principalmente
la de incendio), la intensidad de tráfico, los análisis de riesgos, las propuestas de planes de
intervención de emergencia (análisis de escenarios de ventilación / intervención) y el procedimiento constructivo.
Es necesario, desde el punto de vista funcional, definir los recorridos, sus características geométricas y las interdistancias a fin de asegurar la capacidad de evacuación, tanto de las personas normales como de las de movilidad reducida.
Es indispensable asegurar la homogeneidad, la legibilidad y el carácter acogedor y tranquilizador de estas instalaciones. Son utilizadas por usuarios en situación de stress (accidente –
incendio), durante la fase de auto-socorro (anterior a la llegada de los servicios de emergencia
exteriores). Su utilización debe de ser natural, simple, eficaz y tranquilizadora con el fin de
evitar la transformación del estado de stress en estado de pánico.
1.2.3.4. Ventilación
Las instalaciones de ventilación del tipo “ventilación longitudinal” tienen un impacto bastante
limitado sobre el “perfil transversal funcional” o sobre el “trazado”.
Este no es el caso cuando el sistema de “ventilación longitudinal” está dotado de una galería
de extracción de humos, o cuando se trata de sistemas de “ventilación transversal”, “ semitransversal”, “semilongitudinal”, “mixto”, o de sistemas que dispongan de pozos o galerías
intermedias para extraer o expulsar aire hacia el exterior fuera de las bocas del túnel. Entonces
las instalaciones tienen gran importancia sobre la “sección transversal útil”, el “trazado” y el
conjunto de obras subterráneas anexas.
La ventilación en la zona de circulación de vehículos tiene esencialmente por objeto:

asegurar condiciones sanitarias en el interior del túnel procurando una dilución de la
contaminación para mantener las concentraciones a niveles inferiores a los requeridos
por las recomendaciones o reglamentaciones nacionales,
22
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR

© AIPCR
garantizar las condiciones de seguridad de los usuarios en el túnel en caso de incendio,
hasta que estén seguros fuera del espacio de circulación, gracias al empleo de un sistema de evacuación de humos eficaz.
Las instalaciones de ventilación también pueden aportar funciones adicionales:

limitar la contaminación en la boca de túnel, asegurando una mejor dispersión del aire
contaminado o mediante un tratamiento previo a su expulsión,

incluir estaciones subterráneas de tratamiento de aire contaminado para poder reutilizarlo en el túnel. Estas instalaciones existen en túneles urbanos o en túneles no urbanos de gran longitud. Se trata de tecnologías complejas y caras que necesitan en general mucho espacio y un considerable mantenimiento,

en caso de incendio, contribuir a reducir la temperatura en el túnel y la degradación de
las estructuras por efectos térmicos.
La ventilación no se limita a la zona de circulación de vehículos, afecta también a:



las galerías de interconexión entre tubos,
las galerías de evacuación y refugios utilizados por usuarios en caso de evacuación,
los locales técnicos subterráneos o situados en las bocas de túnel, que pueden necesitar
una renovación de aire o un control del nivel de temperatura (calefacciónclimatización según las condiciones geográficas).
La ventilación debe proyectarse para poder:

adaptarse de manera dinámica y rápida a los numerosos modos de funcionamiento a
los que puede ser sometida:
– condiciones climatológicas adversas y principalmente importantes y variables diferencias de presión en túneles de montaña,
– regímenes de actuación variables para la gestión de los humos en caso de
incendio, en función de su evolución, tanto en su inicio como a lo largo de
su duración para asegurar la idoneidad de las estrategias de lucha contra el
fuego en cada etapa: evacuación, lucha contra el fuego o protección de las
estructuras, etc.

tener una gran capacidad de evolución de manera que pueda adaptarse a lo lago de la
vida del túnel a las variaciones del tráfico (intensidad – composición), a la bajada de
los umbrales de contaminación admisible y a las diversas condiciones de explotación.
1.2.3.5. Comunicación con los usuarios - supervisión
La comunicación con los usuarios influye de forma esencial sobre el perfil transversal funcional a través de la señalización.
El resto de afecciones no es sobre el conjunto del ‘sistema complejo’, sino sobre los subsistemas de equipamientos de explotación y principalmente en relación a la televigilancia, la detección, las radiocomunicaciones, la gestión del tráfico y las instalaciones de control y de
supervisión, así como sobre la organización de la evacuación.
23
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
1.2.3.6. Necesidades propias de la explotación
La explotación de un túnel y la intervención de los equipos de mantenimiento pueden precisar
la existencia de ciertos espacios que permitan las intervenciones con total seguridad y reduzcan las restricciones a la circulación. Estos espacios se refieren por ejemplo a los aparcamientos frente a las instalaciones subterráneas que necesitan intervenciones periódicas de mantenimiento y accesibilidad de materiales para su sustitución (en particular material pesado o
voluminoso).
1.2.4. Equipamientos de explotación
El presente apartado no tiene por objeto describir de manera detallada los equipamientos de
explotación, su función o su diseño, que ya están definidos en las recomendaciones del presente “Manual de túneles de carretera”, así como en los dosieres piloto o recomendaciones
nacionales citadas en el Apartado 1.6 siguiente.
El presente apartado está destinado a atraer la atención de las administraciones y de los proyectistas sobre los retos particulares inherentes a los equipamientos de explotación de un túnel.
1.2.4.1. Elecciones estratégicas
Los equipamientos de explotación deben permitir que el túnel cumpla su función de servir
para la circulación del tráfico y asegurar el confort y la seguridad de los usuarios en su interior.
Los equipamientos de explotación deben estar adaptados a la funcionalidad del túnel, a su
localización geográfica, a sus características intrínsecas, a las características del tráfico que va
a soportar, a las infraestructuras aguas arriba y aguas abajo y a los grandes retos relativos a la
seguridad y a la organización de los equipos de emergencia, así como a la reglamentación y al
entorno cultural y socio-económico del país en el que se encuentre.
Un exceso de equipamiento de explotación no contribuye necesariamente a un mayor nivel de
servicio, de confort y de seguridad en el túnel. Necesita un mayor mantenimiento y medios
más importantes, que si no están disponibles pueden conducir a reducir la fiabilidad y el nivel
de seguridad. La yuxtaposición o el abuso de artilugios es también inútil. Los equipamientos
deben ser los adecuados, ser complementarios, a veces redundantes (para las funciones esenciales de seguridad) y formar un todo coherente.
Los equipamientos de explotación son elementos “vivos”:

necesitan una conservación y un mantenimiento riguroso, recurrente y adaptado a su
nivel de tecnología. Este mantenimiento tiene un coste y necesita medios humanos
competentes, así como medios económicos permanentes y adaptados a lo largo de la
vida del túnel. La ausencia de mantenimiento (o mantenimiento insuficiente) conduce
a grandes disfunciones y al fallo de los equipamientos y en consecuencia al cuestionamiento de la funcionalidad de la obra y de la seguridad de los usuarios que la utilizan. El mantenimiento de los equipamientos en condiciones de tráfico rodado es a veces difícil y muy exigente y deben ser tenidos en cuenta desde la fase de proyecto de
las instalaciones. A este respecto “ la arquitectura” de los sistemas y su instalación de24
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
ben ser concebidas de modo que las intervenciones para su conservación, mantenimiento y renovación afecten lo menos posible a la disponibilidad y a la seguridad de la
obra,

su vida útil es variable: de una decena a una treintena de años según su naturaleza, su
robustez, las condiciones a las que están sometidos y la organización y calidad de su
mantenimiento. Deben por tanto ser reemplazados de manera regular, lo que precisa
financiación adecuada,

la evolución tecnológica con frecuencia hace indispensable la sustitución de equipamientos que quedan obsoletos y se hace imposible obtener piezas de recambio,

los equipamientos deben ser adaptables a la evolución de la obra y su entorno.
Todas estas consideraciones conducen a cierto número de decisiones estratégicas principalmente referidas a:

definir los equipamientos necesarios en función de las necesidades reales de la obra,
sin ceder a la tentación de acumular artilugios. El análisis de riesgos asociado a un
análisis numérico es una herramienta que permite la racionalidad de elección de los
equipamientos necesarios. Este enfoque permite también controlar mejor la complejidad de los sistemas, que frecuentemente es motivo de retrasos, de sobrecostes y de importantes disfunciones si no se lleva a cabo por una dirección rigurosa y competente,

preferir calidad y robustez en los equipamientos para reducir las operaciones de mantenimiento y las dificultades de intervención bajo circulación del tráfico. Esto puede
traducirse en un ligero sobrecoste de inversión pero que sobradamente es compensado
en explotación,

verificar el rendimiento de los equipamientos en todas las etapas de proyecto, fabricación, recepción en fábrica y después en la obra. La experiencia demuestra que numerosas instalaciones son defectuosas y no satisfacen los objetivos por falta de una organización rigurosa, sobre todo en los controles,

elegir las tecnologías adaptadas a las condiciones climáticas y medioambientales a las
que los equipamientos estarán sometidos, así como a las condiciones socioculturales,
(deficiencia del concepto de mantenimiento en ciertos países), tecnológicas y técnicas
y a la organización de los servicios,

considerar, desde la fase de proyecto de las instalaciones y de la elección de los materiales, los costes de explotación y en particular los de energía que son permanentes a lo
largo de la vida del túnel. Las instalaciones de ventilación y de alumbrado son en general las que más energía consumen, por lo que desde su proyecto debe prestarse una
atención especial a este respecto,

considerar y analizar desde la fase de proyecto:
– la necesidad de disponer, organizar y formar equipos dedicados por una parte a la explotación y a la intervención y por otra a la conservación y al mantenimiento,
25
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
– las dificultades de intervención para el mantenimiento,
– los costes a lo que ello de lugar,

considerar antes de iniciar la explotación los plazos necesarios para la contratación de
los equipos y su formación, la necesidad de la puesta en marcha de todos los sistemas
2 o 3 meses antes de su puesta en servicio y los simulacros y maniobras in situ junto
con los intervinientes exteriores (principalmente con los servicios de emergencia) con
el fin de familiarizarles con las particularidades del túnel.
1.2.4.2. Recomendaciones claves concernientes a los principales equipamientos
1.2.4.2.a Energía – fuentes de suministro eléctrico – distribución eléctrica
Las fuentes de energía son indispensables para el funcionamiento de los equipamientos. Los
grandes túneles pueden necesitar una potencia de varios MW (megavatios) que no siempre
está disponible in situ. Desde el inicio del proyecto deben tomarse las medidas necesarias para
asegurar el refuerzo y fiabilidad de las líneas existentes, o frecuentemente, el tendido de nuevas líneas.
La alimentación de energía eléctrica y su distribución en el interior del túnel deben satisfacer a:



las necesidades de potencia eléctrica,
la fiabilidad del suministro,
un sistema de distribución de energía redundante y protegido: redundancia e interconexión de las redes de distribución, transformadores en paralelo, cables dentro de
mangas en pozos resistentes al fuego.
Cada túnel es un caso particular y debe ser objeto de un análisis específico en función de su
situación geográfica, del conjunto de las líneas eléctricas existentes, de las condiciones de
alimentación prioritarias o no, de las posibilidades de aumentar o no la potencia, de la fiabilidad de las líneas públicas existentes, de los riesgos inherentes al túnel y de las condiciones de
intervención de los servicios de emergencia.
Las instalaciones deben ser concebidas de manera consecuente y los procedimientos de explotación organizados en función de la fiabilidad del sistema y de las decisiones que se han tomado durante el proyecto.
Los objetivos en materia de seguridad, en caso de corte del suministro eléctrico son los siguientes:

alimentación asegurada de entre media hora a una hora, según el túnel y las condiciones de evacuación, de los equipamientos de seguridad siguientes:
alumbrado mínimo – señalización – televigilancia – telecomunicaciones – control centralizado y supervisión – captadores y detectores varios (contaminación – incendio –
incidentes – etc) – nichos de seguridad – vías de evacuación – refugios.
Ello se consigue habitualmente mediante el empleo de baterías y a veces por medio de
grupos electrógenos, listos para dar suministro,
26
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR

© AIPCR
dependiendo del tipo de túnel, de su ubicación (urbano o interurbano) y de los riesgos
asociados, es posible establecer objetivos adicionales a las CME (Condiciones Mínimas de Explotación) para asegurar el suministro eléctrico de determinados equipamientos, implementando procedimientos específicos durante la duración de todo el
corte de suministro. A modo de ejemplo: asegurar la alimentación de la ventilación,
por grupo electrógeno o una alimentación exterior parcial, para permitir hacer frente a
un incendio de vehículos ligeros pero no a un incendio de vehículos pesados, en cuyo
caso la circulación de éstos queda temporalmente suspendida.
Los dispositivos más habituales para la alimentación energética son los siguientes:

Alimentación asegurada a partir de la red pública:
– de 2 a 3 alimentaciones a partir de la red pública mallada, con conexiones a
segmentos diferentes de la red de media o baja tensión. Cambio automático
‘’alimentación normal’’ / ‘’alimentación segura’’ en el interior de las instalaciones del túnel con, si se presenta el caso, consigna de desconexión de
una parte de las instalaciones, si la alimentación reducida exterior es insuficiente,
– sin grupo electrógeno,
– instalación de un sistema seguro mediante “baterías”.

Alimentación no asegurada a partir de la red pública:
– una sola alimentación externa a partir de la red pública,
– grupos electrógenos capaces de suministrar una parte de la potencia en caso
de rotura de la alimentación exterior y puesta en marcha de CME acompañados de procedimientos ad hoc,
– instalación de un sistema seguro mediante “baterías".

Autonomía completa de alimentación:
– la red pública no es capaz de suministrar la potencia requerida ni la fiabilidad necesaria. El túnel es puesto entonces en modo de autonomía completa.
La energía se suministra por un conjunto de grupos electrógenos funcionando en paralelo. Se instala un grupo adicional para hacer frente al fallo de
uno de los grupos,
– instalación, si se presenta el caso, de un sistema seguro por baterías, si el nivel de fiabilidad del conjunto de grupos electrógenos se considera insuficiente o por motivos de seguridad.
1.2.4.2.b Ventilación
Las recomendaciones de la AIPCR son muy numerosas en este campo y constituyen, a nivel
internacional, la principal referencia para proyectar y dimensionar las instalaciones de ventilación. Para complementar lo dispuesto en el Apartado 1.2.3.4, es preciso remitirse al Apartado 8.5 .
Conviene recordar que aunque la ventilación constituye uno de los equipamientos esenciales
para asegurar la salud, el confort y la seguridad de los usuarios del túnel, no es más que uno
27
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
de los eslabones del sistema, en el que los usuarios, los operadores y los medios de intervención y emergencia son los elementos más importantes, por su comportamiento, sus competencias y su capacidad de acción
La ventilación por sí sola no puede responder a todo, ni cumplir con todas las funciones que
se le podrían encomendar, principalmente en materia de tratamiento del aire y de protección
del medio ambiente.
La importancia de la elección de un sistema de ventilación y su dimensionamiento necesita de
amplia experiencia y de la comprensión de los complejos fenómenos fluido-mecánicos que se
dan en recintos confinados y su relación con las distintas etapas que se dan en el desarrollo de
un incendio: la propagación, radiación, intercambios térmicos y formación y propagación de
gases tóxicos y humo.
Los sistemas de ventilación son en general altos consumidores de energía por lo que debe
prestarse especial atención en la optimización de su dimensionamiento y su explotación, con
la ayuda por ejemplo de sistemas experimentados.
Las instalaciones de ventilación pueden llegar a ser muy complicadas por lo que, para su correcta gestión, pueden requerir la instalación de sistemas automatizados que permitan controlar mucho más rápidamente una situación que un operador sometido a estrés no sería capaz
de realizar.
Como se ha indicado en el Apartado 1.2.3.4, la instalación de ventilación debe, ante todo,
responder a las necesidades relativas a las condiciones de salud e higiene en condiciones normales de explotación y a los objetivos de seguridad en caso de incendio.
La robustez, fiabilidad, adaptabilidad, longevidad y optimización del consumo energético
constituyen criterios de calidad importantes que debe satisfacer una instalación de ventilación.
1.2.4.2.c Equipamientos adicionales a las instalaciones de ventilación
Frecuentemente, dos tipos de equipamientos adicionales a la ventilación son demandados por
parte de las comunidades, residentes o grupos de presión:


instalaciones de tratamiento de aire,
sistemas fijos de lucha contra incendio.
A. Instalaciones de tratamiento de aire. El Apartado 5.1 trata esta cuestión y se invita al
lector a dirigirse a él.
Las instalaciones de sistemas de tratamiento de aire son objeto de repetidas demandas por
parte de grupos de residentes en zonas urbanas. Estos sistemas, en instalación subterránea, son
muy costosos tanto por su construcción como por su explotación y mantenimiento. Además,
consumen mucha energía.
Los resultados obtenidos hasta ahora distan de ser convincentes, debido en particular a las
importantes reducciones de las emisiones de los vehículos y a la dificultad que presentan estos
sistemas para eliminar las pequeñas concentraciones, contenidas en grandes volúmenes de
aire, de los contaminantes presentes en el túnel. Como resultado, muchos de los sistemas instalados en los últimos diez años no están actualmente en funcionamiento.
28
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
El futuro de estas instalaciones es muy incierto en países donde la reglamentación es cada vez
más exigente e impone tratamientos a la fuente de emisiones contaminantes cada vez más
rigurosos.
B. Sistemas fijos de lucha contra incendios. El Apartado 8.7 trata de esta compleja cuestión
y se propone al lector dirigirse a él.
Las tecnologías son múltiples y responden a criterios muy diversos:
– lucha contra incendios (en el entorno del foco del incendio),
– reducción de la radiación térmica y del nivel de temperatura para los usuarios situados en las proximidades del incendio,
– protección de la estructura contra las degradaciones debidas a altas temperaturas.
Estos sistemas presentan aspectos positivos y negativos relacionados principalmente con la
degradación de las condiciones de visibilidad si se utilizan desde el comienzo del incendio. La
utilización de un sistema fijo de lucha contra incendios requiere un enfoque coherente con la
seguridad de los usuarios y con las estrategias de ventilación para la autoevacuación.
La decisión sobre el establecimiento o no de tales sistemas es complicada y puede tener graves consecuencias. Debe ser objeto de una reflexión en profundidad relativa a las condiciones
particulares de seguridad de la obra en cuestión y al valor añadido obtenido por su inclusión.
No debe ser tomada bajo la influencia de una moda o grupo de presión.
Estos sistemas precisan un mantenimiento importante y la realización de ensayos de funcionamiento regulares y frecuentes, sin los que su fiabilidad no se puede asegurar.
1.2.4.2.d Alumbrado
Las recomendaciones de la CIE, (Comisión Internacional para el Alumbrado), han sido objeto
de críticas por parte de la AIPCR debido a los altos niveles de alumbrado a los que conducen
frecuentemente. El lector puede dirigirse al informe técnico publicado por la CEN, (Comité
Europeo de Normalización), que presenta varios métodos entre los que se encuentra el de la
CIE.
El alumbrado es una herramienta fundamental para asegurar el confort y la seguridad de los
usuarios del túnel. Los objetivos del nivel de alumbrado deben estar adaptados a la localización geográfica del túnel (urbano o no), a sus características (corto o muy largo), al volumen y
a la naturaleza del tráfico
Las instalaciones de alumbrado consumen mucha energía y actualmente se está avanzando
para optimizar sus características y rendimientos.
1.2.4.2.e GTC – (Gestión Técnica Centralizada) - Supervisión
Se trata del “sistema nervioso” y del “cerebro” del túnel, que permite la recogida y trasmisión
del tratamiento de la información y posteriormente la trasmisión del conjunto de órdenes de
funcionamiento de los equipamientos.
29
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
La GTC necesita un análisis meticuloso en función de las condiciones específicas del túnel, de
sus equipamientos, de la organización y del modo de explotación, del contexto de riesgo en el
que se encuentra el túnel y de las disposiciones y procedimientos establecidos para las intervenciones.
La organización del puesto de control y supervisión debe ser objeto de un análisis muy cuidadoso, en función del contexto específico del túnel (o conjunto de túneles), de los medios necesarios, de las medidas a tomar y de la asistencia indispensable aportada a los operadores, en
caso de incidente, por los automatismos o sistemas expertos que permiten aliviar sus tareas y
hacerlas más eficaces.
La puesta a punto es larga y delicada y necesita de una metodología de desarrollo muy rigurosa, con controles por etapas sucesivas (en particular durante los ensayos en fábrica) y la realización de pruebas de verificación global tras la integración de todos estos sistemas de campo.
La experiencia demuestra que los numerosos fallos constatados provienen de las siguientes
carencias:





especificaciones mal definidas, análisis funcional insuficiente o ignorancia de las condiciones o procedimientos de explotación,
retraso en el desarrollo de estos sistemas, lo que hace que no exista el tiempo necesario para los análisis en profundidad, la integración transversal y el tener en cuenta las
condiciones de explotación del túnel,
falta de rigor suficiente en el desarrollo, los tests, el control y la integración del conjunto de sistemas,
no tener en consideración el comportamiento humano y la ergonomía general,
falta de experiencia en la explotación de túneles y en la jerarquía de las decisiones a
integrar y la cadena lógica de éstas en caso de un evento grave.
El Apartado 8.2 presenta una visión actualizada de estos aspectos.
1.2.4.2.f Radiocomunicaciones – corrientes débiles
Estos equipamientos comprenden:




red de llamadas de emergencia,
red de radio para la explotación y servicios de intervención. Canales de radio destinados a los usuarios del túnel, a través de los que se pueden trasmitir informaciones e
instrucciones relativas a la seguridad,
numerosos captadores para mediciones y detección,
red de video vigilancia. A esta red es frecuente asociar un sistema DAI (Detección Automática de Incidentes), que necesita un mayor número de cámaras para hacer la detección más fiable y más idónea.
1.2.4.2.g Señalización
La señalización es el objeto del Apartado 8.9.
En mayor medida que para otros equipamientos de explotación, una sobreabundancia en la
señalización reduce su importancia y su finalidad.
30
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
La legibilidad, coherencia, homogeneidad y prioridad (evacuación e información), deben ser
tenidas en cuenta en la redacción del proyecto de señalización, tanto en el túnel como en sus
accesos.
Los paneles fijos, los semáforos de afección de carriles, los paneles de mensaje variable, los
semáforos de barrera, las vías hacia salidas de emergencia, la señalización de estas salidas, la
señalización de los nichos, los dispositivos físicos de cierre de carriles (barreras móviles), las
marcas viales y las bandas sonoras forman parte del conjunto de dispositivos que utiliza la
señalización. Aseguran una parte de la comunicación con el usuario.
1.2.4.2.h Dispositivos de detección y de lucha contra incendios
Los dispositivos de detección de incendios pueden ser: puntuales (detección de incendio en
las subestaciones subterráneas o en los locales técnicos), o lineales (cable termométrico) en
las zonas de circulación.
Los dispositivos de lucha contra incendio son múltiples:




instalaciones automatizadas en general en locales técnicos,
extintores para uso de los conductores,
instalaciones para bomberos: tuberías de agua y bocas de incendio – tuberías para espuma en ciertos países. El volumen de las reservas de agua es variable y depende de la
reglamentación local y de las condiciones particulares del túnel,
ciertos túneles poseen instalaciones fijas de lucha contra incendios (ver 1.2.4.2.c).
1.2.4.2.i Equipamientos varios
Otros equipamientos son susceptibles de ser instalados en función de los objetivos y necesidades en materia de seguridad, de confort, o de protección de la estructura de cada caso en
particular. De forma no exhaustiva estos equipamientos pueden referirse a:






luces de balizamiento luminoso insertadas en los hastiales o en los bordillos de las
aceras,
barandilla o línea de vida que permita asegurar el avance de los bomberos en el humo,
pintura de los hastiales o colocación de paneles prefabricados,
dispositivos para proteger la estructura de los daños de un incendio. Éstos deben ser
tenidos en cuenta desde el inicio del proyecto. Por ejemplo, los intercambios térmicos
con el revestimiento de hormigón o con el suelo, son alterados durante un incendio y
el dimensionamiento de las instalaciones de ventilación debe tenerlo en cuenta,
la gestión y el tratamiento de las aguas derramadas sobre la calzada, previo a un vertido al cauce,
dispositivos de medida de las condiciones medioambientales en la boca del túnel, asociadas a los procedimientos específicos de explotación en caso de superar los umbrales.
1.3. Renovación – modernización de los túneles existentes
La modernización (en particular por motivos de mejora en la seguridad) y la renovación de los
túneles existentes en servicio da lugar a problemas específicos de análisis y metodología. El
31
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
grado de libertad es menor que para túneles nuevos porque es necesario tener en cuenta los
espacios y las restricciones existentes. Sin embargo las tecnologías específicas para cada tipología de equipamiento y su integración son idénticas.
La renovación y modernización de un túnel en servicio muy frecuentemente derivan en un
incremento del plazo de construcción y de los costes, en unas condiciones de seguridad bastante bajas durante la ejecución de los trabajos y en un impacto difícilmente controlable sobre
el volumen y las condiciones de tráfico. Estos inconvenientes son frecuentemente el resultado
de un análisis incompleto de la situación existente, de las condiciones reales del túnel, de sus
instalaciones de su entorno, y de una carencia de estrategia y procedimiento que aliviarían los
efectos sobre el tráfico.
El Apartado 2.8 propone una metodología para el diagnóstico de la seguridad en túneles existentes y el desarrollo de un programa de modernización. Además, el Apartado 4.9 presenta
ejemplos específicos de trabajos que se han llevado a cabo en túneles en servicio. Sus disposiciones permiten minimizar los problemas mencionados.
No obstante, parece apropiado atraer la atención del lector sobre los puntos clave siguientes.
1.3.1. Diagnóstico
El diagnóstico detallado y riguroso de un túnel es una etapa esencial en el proceso de su modernización y renovación. Desafortunadamente esta etapa es frecuentemente olvidada.
Un diagnóstico físico de un túnel requiere:





comprobar y describir de una forma precisa su funcionalidad y su geometría,
redactar un informe detallado sobre su estado general, evaluando en particular la resistencia al fuego, las incertidumbres y riesgos potenciales, y las pruebas y ensayos que
sería imprescindible acometer para poder realizar estudios detallados,
hacer un listado de todo el equipamiento existente, sus funciones, su estado, su tecnología, sus características reales (se requerirán pruebas o medidas) y de todo el almacén
de repuestos que pudiera estar disponible,
evaluar la vida útil remanente del equipamiento antes de su reposición e identificar la
viabilidad o no de las piezas de repuesto en el mercado (importante a causa de la obsolescencia tecnológica),
tener constancia de los informes de mantenimiento e inspección, de los fallos de funcionamiento y del porcentaje de roturas.
Este diagnóstico físico debe ser además complementado con otro relativo a la organización, a
los procedimientos de explotación y mantenimiento y a la organización de las intervenciones
de rescate y salvamento. Esta etapa del diagnóstico puede eventualmente llevar a establecer
acciones de formación de las diferentes partes que forman los equipos de intervención con el
fin de mejorar las condiciones globales de seguridad del túnel en una etapa inicial previa a la
renovación.
Al diagnóstico debe seguir un análisis del riesgo basado en el estado actual del túnel. Este
análisis tiene un doble objetivo:

valorar si el túnel puede continuar operativo en su estado actual, previo a la renovación, o si es necesario tomar alguna medida transitoria temporal: restricciones al acce32
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR

© AIPCR
so de algunos vehículos – refuerzo de las medidas de vigilancia e intervención – equipamiento adicional – etc.,
establecer como referencia el estado existente desde el punto de vista de la seguridad
con el fin de afinar la definición del programa de renovación.
El diagnóstico tiene que identificar (sin correr el riesgo de situaciones inesperadas durante las
obras) si las instalaciones existentes, supuestamente en condiciones de servicio, pueden ser
modificadas y/o integradas en las futuras instalaciones actualizadas (compatibilidad tecnológica – prestaciones, en particular para la Gestión Técnica Centralizada, los autómatas y la
supervisión).
1.3.2. Programa de renovación y mejora
El programa de renovación y mejora se realiza en dos fases.
1.3.2.1. Primera fase: elaboración del programa
La elaboración del programa resulta de:




el diagnóstico detallado,
el análisis de riesgo realizado considerando el estado inicial del túnel,
las deficiencias observadas relativas a seguridad,
el análisis sobre lo que es posible realizar en los espacios existentes y sus potenciales
ampliaciones para conseguir la modernización del túnel.
En función del entorno físico del túnel y de los espacios disponibles, podría no ser aceptable
el programa óptimo de modernización de la infraestructura o del equipamiento y sería necesario definir un programa más restrictivo. Éste podría requerir la implantación de medidas compensatorias que permitan alcanzar el nivel requerido de un modo global.
1.3.2.2. Segunda fase: validación del programa
La validación del programa requiere:


la realización de un análisis de riesgo basado en la etapa final del túnel, después de su
modernización, con el fin de probar las nuevas medidas introducidas por el programa.
Este análisis tiene que desarrollarse con la misma metodología que la usada para el
análisis previo efectuado en base al estado inicial. Ello facilita la optimización,
un examen detallado de la viabilidad de los trabajos que deben realizarse para la mejora o renovación en las condiciones de explotación requeridas: por ejemplo, prohibición
de cierre o restricciones temporales de circulación. En caso de incompatibilidad entre
los objetivos del programa y la ejecución de los trabajos necesarios para su aplicación,
se necesitaría una iteración. Esta iteración podría concernir:
– al programa, en la medida en que su adaptación sea compatible tanto con
los objetivos de seguridad como con su implantación en las condiciones de
explotación requeridas,
– a las condiciones requeridas de explotación, que podría ser necesario modificarlas para que físicamente sea posible realizar los trabajos de renovación.
33
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
El programa de modernización o mejora no necesariamente requiere obras físicas. Podría consistir únicamente en la modificación de las prestaciones del túnel o de las medidas de explotación, como por ejemplo:




modificación de la categoría de los vehículos autorizados para circular por el túnel: no
acceso a camiones - no acceso a vehículos de transporte de mercancías peligrosas,
establecimiento de procedimientos específicos para la restricción del tráfico: de un
modo permanente o sólo durante las horas punta,
un túnel que esté funcionando con tráfico bidireccional, cambiarlo a tráfico unidireccional,
modificación de los medios de supervisión o de intervención.
1.3.3. Proyecto y construcción
Esta etapa de proyecto y ejecución requiere trasladar el programa de renovación y modernización a unas especificaciones técnicas y contractuales y realizarlas.
Esta etapa requiere un análisis muy detallado de:




las sucesivas etapas de construcción, el contenido de cada una de ellas y la secuencia
más lógica y prioritaria de los trabajos,
las condiciones de seguridad en el túnel en cada una de las etapas de construcción.
Ello requiere análisis de riesgo parciales y la adopción, si fuera necesario, de medidas
compensatorias: reglamentación de la circulación – restricciones – patrullas – refuerzo
de los equipos de intervención –etc,
las condiciones de circulación en el túnel y en sus accesos, con restricciones parciales
o temporales, según las diferentes fases de las obras (disposiciones diferentes para horario diurno y nocturno, para periodos normales o vacacionales), desvíos provisionales
y de afección global a las condiciones de circulación y de seguridad en la zona afectada,
las restricciones y servidumbres, las limitaciones parciales y globales de plazos contractuales para la ejecución de los trabajos, con el objetivo de definir, por un lado, las
especificaciones contractuales para el contratista y, por otro, implementar todos los
preparativos temporales necesarios y para llevar a cabo una campaña de información a
los usuarios y residentes.
1.4. Etapas de la “vida del túnel”
De una forma un poco arbitraria “la vida del túnel” puede dividirse en varias etapas, siendo
las más esenciales las siguientes:
1.4.1. Proyecto
Esta es la etapa más importante de la vida de un túnel. Es decisiva en términos de costes de
construcción y de explotación, de seguridad, y de control de los riesgos técnicos y presupuestarios.
Esta etapa requiere una integración transversal de todas las interfaces del “sistema complejo”
que constituye el túnel, desde las etapas iniciales del proyecto (ver los párrafos anteriores).
34
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
La experiencia demuestra que desafortunadamente este proceder es poco común y que frecuentemente el proyecto del túnel es el resultado de la sucesión de etapas independientes.
Aunque sea un poco exagerado, se puede resaltar:




la funcionalidad no está siempre bien definida,
el trazado se establece sin tener en cuenta que estamos en un túnel, con sus restricciones, y sin considerar las posibilidades de optimización,
la obra civil “dirige” el conjunto del trazado en planta y perfil longitudinal, con todas
las consecuencias que de ello pueden derivarse respecto a costes de construcción y
riesgos,
los equipamientos, la seguridad y la explotación se encajan de cualquier modo y no
siempre de manera armoniosa ni óptima con las soluciones elegidas en las etapas previas.
1.4.2. Construcción
En lo que concierne a la obra civil, el aspecto más importante es el control de los riesgos
técnicos (en especial geológicos) y de las consecuencias que pudieran resultar de los costes y
del plazo.
Las consideraciones relativas al control de los riesgos de construcción deben tenerse en cuenta
desde el proyecto. Estas consideraciones deben ser detalladas y acordadas con el propietario
del túnel. Las decisiones que tengan que ver con los riesgos deben ser desarrolladas y documentadas de manera clara.
Asumir riesgos no constituye necesariamente un error, ni debe ser obligatoriamente rechazado
ya que puede ser debido fundamentalmente a plazos improrrogables que serían incompatibles
con la puesta en marcha de las investigaciones necesarias para eliminar las incertidumbres.
Sin embargo, la decisión de correr con un riesgo debe de ser el resultado de una reflexión muy
profunda en relación a:


las consecuencias que puedan derivarse, que deben ser claramente identificadas, analizadas y consignadas: retrasos –costes –impactos sobre la vida humana y el medio ambiente – seguridad – planificación –etc.,
los resultados reales de esta decisión, la probabilidad de que sucedan y su interés real.
Asumir un riesgo no debe de ser el resultado de una negligencia o incompetencia de los diferentes implicados
En lo que concierne a las instalaciones para la explotación, se debe prestar atención a:



todos los aspectos capaces de optimizar la vida útil de los equipos, su fiabilidad y facilidad de mantenimiento,
la necesidad de un proceso riguroso y de un control continuo de la funcionalidad, las
prestaciones y la calidad de los equipos desde la fabricación de los componentes, su
montaje y su instalación en el túnel, hasta el momento de las pruebas parciales y globales una vez realizada la integración,
el valor añadido a la calidad en lo que concierne a la elección de los equipos y del contratista, incluso aunque los costes de construcción pudieran ser de algún modo superiores. Los posibles ahorros debidos a una reducción inicial de los costes son con fre35
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
cuencia compensados rápidamente por un coste mayor del mantenimiento, dificultades
en la intervención bajo condiciones de tráfico y restricciones adicionales que serían
soportadas por los usuarios.
1.4.3. Puesta en servicio
Esta etapa de la “vida del túnel” es con frecuencia subestimada y considerada de forma tardía.
Requiere de un tiempo que frecuentemente no se concede, lo que conduce a realizar la puesta
en servicio bajo condiciones poco satisfactorias, e incluso bajo condiciones muy expuestas en
términos de seguridad
Esta etapa incluye:





la organización de la explotación y el mantenimiento,
la redacción y ajuste de todos los procedimientos de explotación, mantenimiento, intervención y seguridad, tanto en condiciones normales de servicio como en condiciones mínimas de explotación,
selección y formación de la plantilla,
la prueba de funcionamiento global, “sin tráfico”, de todas las instalaciones que no
puede realizarse antes de que todo el equipamiento se haya completado, probado y recepcionado (posiblemente con actuaciones que requieran tan sólo intervenciones correctivas menores),
los entrenamientos y maniobras implicando a todo el equipo de intervención antes de
la puesta en servicio del túnel.
1.4.4. Explotación
El objetivo principal es asegurar:


la gestión de todas las instalaciones, su mantenimiento, su reparación,
la seguridad y el confort de los usuarios.
También es necesario ser capaz de observar la situación de manera objetiva, alejándose de la
rutina diaria para:



realizar una retroalimentación a partir de la experiencia, adaptando los procedimientos, las condiciones de la intervención y las maniobras para seguridad,
optimizar los costes de explotación sin perjuicio para el nivel de servicio y la seguridad,
identificar, analizar, planificar y llevar a cabo grandes reparaciones y obras de renovación y modernización.
36
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
1.5. Costes de construcción – explotación – puesta al día – aspectos financieros
1.5.1. Introducción
Los túneles son obras relativamente costosas tanto en construcción como en explotación. Se
debe prestar mucha atención desde el comienzo del proyecto con el fin de visualizar todas las
optimizaciones técnicas y financieras posibles.
Se recomienda que desde el inicio se implante un proceso que considere:



la definición detallada de la “función” del túnel,
un proceso iterativo de “análisis de valor”, realizado en todas las fases estratégicas del
proyecto, en el que se integren las distintas etapas de análisis de riesgos,
un análisis detallado y un seguimiento de los riesgos potenciales en fases de estudio y
de construcción. Estos riesgos potenciales están ligados:
– a las incertidumbres técnicas relativas fundamentalmente a la complejidad
del subsuelo, (incertidumbres geotécnicas),
– a las incertidumbres relativas al tráfico, que constituyen un riesgo importante
relativo a los ingresos en el caso de construcción y financiación por parte de
una “concesión”,
– a las incertidumbres y riesgos relativos al entorno financiero, y sobre todo a
la evolución en el tiempo de los precios y condiciones de financiación y de
refinanciación. Este aspecto constituye un riesgo importante en el caso de
construcción y financiación por una “concesión” o por una PPP (Participación Público-Privada) con aporte financiero.
Este proceso permitirá optimizar el proyecto (costes de construcción y de explotación) y controlar mejor los riesgos técnicos, financieros y de plazo.
1.5.2. Costes de construcción
1.5.2.1 Ratios por kilómetro
Los costes de construcción de los túneles son muy variables, no es posible dar ratios de costes
por kilómetro representativos, dado que éstos pueden variar en proporciones importantes, (una
media de 1 a 5) en función fundamentalmente de:





las condiciones geológicas,
las dificultades de los accesos o de los emboquilles,
la localización geográfica del túnel: urbano o interurbano,
la longitud: el “ peso” de la ventilación y de los requerimientos de seguridad es más
elevado para un túnel largo, mientras que las obras de acceso y de emboquille tienen
mayor impacto para un túnel corto,
el volumen del tráfico, que es determinante para el dimensionamiento del número de
carriles, así como para el de las instalaciones de ventilación,
37
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR




© AIPCR
la naturaleza del tráfico: un túnel con circulación específica de vehículos de transporte
de mercancías peligrosas necesitará requerimientos costosos de ventilación, de seguridad e incluso de elementos de resistencia al fuego de la estructura; por el contrario, en
un túnel dedicado exclusivamente al paso de vehículos ligeros se pueden obtener ahorros considerables derivados de la reducción de la anchura de los carriles, de la altura
libre y de necesidades más reducidas en el ámbito de la ventilación,
el entorno del túnel, que puede dar lugar a realizar actuaciones costosas de protección
o reducción del impacto,
las decisiones adoptadas para la gestión o el reparto de los riesgos de construcción,
el marco socioeconómico del país en el que se va a construir el túnel: el impacto puede
alcanzar alrededor del 20%.
Se puede indicar, a lo sumo, que el coste medio de un túnel normal, realizado en condiciones
geotécnicas medias es del orden de diez veces el de una infraestructura equivalente realizada a
cielo abierto (fuera de zona urbana y no incluyendo complicadas estructuras y obras de fábrica).
1.5.2.2. Desglose de los costes de construcción
Los costes de construcción para un túnel desglosan en:



costes de obra civil,
costes de equipamientos de explotación incluyendo el centro de control y la acometida
eléctrica,
costes varios que engloban fundamentalmente: dirección de obra, control y vigilancia,
sondeos de reconocimiento, estudios medioambientales y medidas compensatorias,
impuestos, procedimientos varios, etc.
Los dos gráficos siguientes muestran ejemplos del reparto de estos costes de construcción. Por
un lado para túneles en los que las condiciones de la obra civil no son complicadas y por otro
para los que las condiciones son menos favorables.
Figura 1.5.1: Desglose del coste de construcción
Nota: estos dos esquemas muestran la importancia del coste de obra civil en la construcción
de un túnel y de cómo se eleva en el caso del esquema situado a la derecha, pudiendo incluso
llegar a duplicarse.
38
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
1.5.3. Costes de explotación
Los costes de explotación de un túnel se desglosan en:



costes de explotación propiamente dichos, que engloban esencialmente gastos de personal, costes de energía, gastos de gestión y otros gastos corrientes. Se trata de costes
ordinarios,
los costes anuales ordinarios de mantenimiento,
costes de grandes reparaciones y de sustitución de materiales en función de su durabilidad y estado durante la vida del túnel. Estos costes no son ordinarios y se ocasionan a
partir del décimo o duodécimo año desde el inicio de la explotación del túnel, en función de las características de los materiales, de su calidad y de las condiciones de mantenimiento.
Los dos esquemas siguientes muestran ejemplos, con condiciones económicas constantes, del
reparto de los costes de construcción (obra civil, equipamientos de explotación y varios) y de
los costes globales de explotación acumulados en un periodo de treinta años desde la puesta
en servicio del túnel.
Figura. 1.5.2: Desglose de costes para un periodo de treinta años
Nota: estos dos esquemas muestran la importancia de los costes de explotación y mantenimiento y la necesidad de adoptar desde la fase de proyecto del túnel las disposiciones necesarias que permitan optimizar los costes ordinarios de explotación y de mantenimiento.
1.5.4. Costes de los trabajos de puesta al día
Se trata de los trabajos de renovación del túnel para la “puesta al día” de los requisitos de la
evacuación, de la resistencia de las estructuras y de los equipamientos de explotación y seguridad para satisfacer las nuevas reglamentaciones en el campo de la seguridad.
En este contexto no es posible aportar ratios debido a la diversidad de túneles existentes, a su
estado y a la exigencia más o menos importante de las nuevas normas de seguridad propias de
cada país (complementando a las internacionales).
Las comprobaciones hechas en Francia sobre los trabajos de “puesta al día” que han sido encomendados hace una década, muestran una gran variación de los presupuestos correspon-
39
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
dientes, que oscilan desde una decena de millones de euros hasta varias centenas de millones
de euros, con varias actuaciones superiores a los 200 M€.
1.5.5. Aspectos relativos a la financiación
Los túneles constituyen infraestructuras caras en términos de construcción y explotación.
Como contrapartida aportan ventajas importantes en materia de ordenación del territorio, fluidez del tráfico, confort, seguridad, fiabilidad de la ruta (atraviesan cadenas montañosas), así
como protección del medio ambiente.
La financiación de las obras se puede realizar mediante:

“modelo tradicional”: financiación y mantenimiento por una entidad pública. Las
fuentes de financiación provienen de impuestos o tasas sobre los carburantes.

“concesión”: mediante una adjudicación privada o semipública, encargada de la ejecución y de la explotación de la obra durante un plazo de tiempo determinado. Esta adjudicación asegura la financiación normalmente mediante préstamos. Como contrapartida impone un peaje a los usuarios para cubrir los gastos de construcción y de explotación, así como los riesgos y los gastos financieros. El modo de “concesión” puede ser
combinado mediante una participación financiera del concedente o mediante garantías
específicas (por ejemplo: garantía de tráfico mínimo o contrapartida financiera en el
caso de que no se alcance éste).

“modelo mixto” de PPP (Participación Público Privada) o similar, que puede ser:
– sólo sobre la construcción, o sobre la construcción y la explotación,
– sobre la construcción mediante un planteamiento “llave en mano” en caso
de un procedimiento “proyecto y obra”,
– sobre la financiación parcial o total.
El presente manual no tiene por objeto detallar los diferentes modelos de financiación, ni presentar sus mecanismos, sus ventajas o sus inconvenientes. Sin embargo parece interesante
presentar algunas de las grandes líneas de actuación extraídas de la experiencia, que aportan
una visión preliminar.
a) Financiación por una entidad pública


Este modo de financiación es el más frecuentemente utilizado. Permite asegurar la ejecución de una infraestructura cuya financiación no pueda ser realizada por “concesión”, sin los ingresos derivados de un peaje, o cuando haya voluntad política de evitarlo.
Necesita, sin embargo, que la entidad pública tenga capacidad financiera que asegure
la financiación o capacidad de endeudamiento. Los recursos provienen esencialmente
de los impuestos y de las tasas, y a veces, parcialmente de ingresos de peaje.
b) Financiación por “concesión” de un túnel no aislado

La financiación de un túnel “no aislado” por “concesión” (con o sin participación financiera del concedente), es el caso común de un túnel que se encuentra en una autopista nueva interurbana de peaje. El coste del túnel está repercutido en el coste de la
40
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR
totalidad de la infraestructura construida a cielo abierto, demostrando la experiencia
que el sobrecoste del ratio por kilómetro del peaje es aceptado por el usuario a partir
del momento en el que la nueva infraestructura aporta un valor añadido suficiente en
materia de ganancia de tiempo, de calidad de servicio, de confort y de seguridad.
c) Financiación por “concesión” de un túnel aislado. Existen dos categorías principales de
túneles aislados.

Los que suponen una gran mejora en las condiciones de circulación. Es sobre todo el
caso de túneles urbanos destinados a hacer más fluida la circulación y mejorar los
tiempos de recorrido. La experiencia demuestra que un modo de financiación por
“concesión” no es realmente posible excepto cuando se dan las condiciones siguientes:
– volumen de tráfico importante,
– país con un nivel de vida elevado que permita la aplicación de un peaje sustancial, indispensable para asegurar el equilibrio financiero,
– ganancia de tiempo considerable para el usuario por lo que acepta como contrapartida una tasa de peaje relativamente elevada,
– duración de la concesión de cincuenta años como mínimo.

Los túneles de “desarrollo regional”, destinados a atravesar grandes obstáculos naturales (cadenas montañosas - golfos). Estos obstáculos constituían un handicap importante para los intercambios comerciales. El volumen de tráfico inicial es relativamente bajo. La nueva infraestructura permitirá el crecimiento del tráfico, aunque esta evolución
es frecuentemente difícil de apreciar, lo que constituye un parámetro importante de
riesgo financiero para el equilibrio de la concesión. La experiencia demuestra por lo
tanto que un modo de financiación por “concesión” no es realmente posible excepto
cuando se dan las condiciones siguientes:
– el obstáculo natural es importante y el túnel suficientemente atractivo (ganancia de tiempo, calidad de servicio, servicio prestado, fiabilidad de la ruta) como para captar todo el tráfico existente a pesar de la necesidad de pagar un peaje,
– participación financiera del concedente, bien sea en términos de contribución financiera o de participación directa en la ejecución de una parte de los
trabajos (realización de los accesos, por ejemplo),
– garantía de un volumen mínimo de tráfico y, si no se alcanza, contribución
financiera de la parte concedente,
– acuerdos contractuales para repartir los mayores riesgos susceptibles de poner en peligro el modelo financiero si se sobrepasa un cierto límite,
– duración de concesión muy larga: frecuentemente 70 años o más,
– garantía financiera aportada por el concedente, con el fin de permitir a los
concesionarios obtener condiciones más favorables en el mercado financiero, lo que puede permitir asegurar mejor la viabilidad del sistema financiero.
d) Financiación por PPP o similar

La riqueza de contenido de una modalidad PPP es muy amplia, siendo difícil de establecer las líneas de actuación teniendo en cuenta el amplio espectro de posibilidades.
41
MANUAL DE TÚNELES DE CARRETERA DE LA AIPCR
© AIPCR

Este modelo de financiación compromete financieramente a largo plazo a las entidades
públicas, siendo necesario efectuar un análisis detallado para evaluar su verdadero interés con respecto a una financiación tradicional, más aún cuando frecuentemente este
sistema contribuye a incrementar los costes globales del proyecto (obteniéndose las
mismas prestaciones) debido a la compensación de los riesgos asumidos por el promotor.

Las entidades públicas deben definir de manera muy precisa la funcionalidad de la
obra, así como los objetivos en materia de calidad, confort, seguridad, calidad del servicio, vida útil, tasas de disponibilidad, etc, con el fin de evitar toda ambigüedad susceptible de traducirse en sobrecostes importantes en el desarrollo del proyecto.
1.6. Normativa - recomendaciones
Los países que tienen muchos túneles disponen de normativa y han desarrollado recomendaciones y guías para el proyecto, la construcción, la explotación, el mantenimiento, la seguridad y la intervención de los servicios de rescate.
En lo que concierne a las condiciones de seguridad en túneles de carretera, para los países
pertenecientes a la Unión Europea es de obligado cumplimiento la Directiva 2004/54/CE que
prescribe los requisitos mínimos que deben cumplirse con el fin de garantizar la seguridad de
los usuarios, siendo de aplicación para los túneles de longitud mayor de 500 m y pertenecientes a la red de carreteras transeuropea. Además también un amplio grupo de países europeos
están obligados al Acuerdo europeo sobre el transporte internacional de Mercancías Peligrosas por carretera (ADR), que incluye medidas específicas para los túneles. Cada país miembro ha traspuesto estas normativas europeas a su propia legislación nacional. Además algunos
países han añadido regulaciones adicionales que son más exigentes que la simple transposición de las especificaciones europeas.
La AIPCR, en colaboración con el Comité de Seguridad en explotación de infraestructuras
subterráneas (ITA-COSUF) de la Asociación internacional de túneles y obras subterráneas
(ITA - AITES), ha elaborado una relación de las normativas y recomendaciones exigibles en
materia de explotación y de seguridad en túneles, que puede ser consultada en la página web
de ITA-COSUF . Aunque la relación no es exhaustiva presenta un panel internacional de
veintisiete países y tres organizaciones internacionales.
Muchos países no disponen de normativa relativa a túneles o a su seguridad ya que no tienen
túneles de carretera en su territorio. Es recomendable que en su caso seleccionen un paquete
completo y coherente de las normativas existentes en un país con larga experiencia en el campo de los túneles y no mezclen un poco en todas direcciones. Las recomendaciones de la
AIPCR, como se resume en este manual, así como las de la Directiva europea 2004/54/CE
constituyen referencias internacionales que están siendo aplicadas de manera creciente.
42

Documentos relacionados