Un nuevo método ayuda a mejorar la intervención en túneles incendiados y a reducir su tiempo de cierre
Investigadores de la Universitat Politècnica de València han desarrollado unos sensores de fibra óptica y la metodología para su distribución en el interior de túneles. Su trabajo ayuda a detectar un incendio en un túnel y a saber dónde y cómo intervenir. Con ello, se mejora la seguridad de estas infraestructuras, se contribuye a reducir el tiempo en el que permanecerían cerradas como consecuencia del incendio y, por tanto, se disminuyen también las pérdidas económicas derivadas de dicho cierre. Su trabajo ha sido publicado en la revista Tunnelling and Underground Space Technology y en Fire Safety Journal.
El método propuesto por los investigadores de la UPV se basa en la monitorización de las temperaturas del túnel por secciones. En función de la tipología de incendio, permite determinar cada cuántos metros hay que monitorizar una sección del túnel, cuántos sensores utilizar y cómo distribuirlos.
“De este modo, podemos conocer la evolución de la temperatura en cada punto del túnel, información que los métodos empleados actualmente no ofrecen, así como la evolución de las temperaturas y los tiempos de exposición a la temperatura más alta”, apunta Ignacio Payá Zaforteza, investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universitat Politècnica de València.
Diagnóstico posterior
Pero, además de ofrecer información relevante para los equipos de rescate, esta metodología es especialmente importante para la rápida “recuperación” de los túneles y su reapertura al tráfico.
“Una vez extinguido el incendio, permite obtener un exhaustivo diagnóstico sobre la resistencia residual del túnel y acota las zonas sobre las que los ingenieros deberán actuar para que el túnel esté operativo lo antes posible. De este modo, se reduce tanto la inversión como el tiempo necesario para la reparación y, en último término, los días en que el túnel permanecerá cerrado”, destaca Paula Rinaudo, investigadora también del ICITECH de la Universitat Politècnica de València.
Estudio centrado en el túnel Virgolo (Bonzano, Italia)
Para el desarrollo de esta metodología, los investigadores de la UPV se basaron en el análisis de técnicas de dinámica de fluidos computacional, métodos estadísticos y de optimización multiobjetivo. La metodología fue validada mediante su aplicación al túnel del Virgolo (Bonzano, Italia). “Obtuvimos temperaturas en 16.000 puntos de control del túnel italiano, para 18 escenarios de incendio. Posteriormente, estudiamos hasta 100 configuraciones distintas de distribución de sensores”, añade Paula Rinaudo.
Se analizaron diferentes tipos de incendios, desde uno provocado por el accidente de un coche hasta el incendio de un camión cisterna. De este análisis han obtenido una serie de pautas que se podrían aplicar a cada caso concreto.
Sobre los sensores
La metodología desarrollada es aplicable con cualquier tipo de sensores capaces de medir muy altas temperaturas. No obstante, los investigadores consideran que los sensores de fibra óptica están especialmente indicados. Ello es debido a que como indica Pedro Calderón, investigador también del ICITECH participante en el proyecto, “los sensores ópticos pueden multiplexarse, lo que permite disponer varios sensores en un único cable y simplifica y abarata la instalación. Además los sensores ópticos son inmunes a las interferencias electromagnéticas, lo que permite instalarlos en sitios donde los sensores convencionales (termopares) no funcionan, como son los túneles de ferrocarriles electrificados”.
Este tipo de sensores ha sido desarrollado y patentado por un equipo multidisciplinar de investigadores del Icitech (Paula Rinaudo, Benjamín Torres, Pedro Calderón e Ignacio Payá) y del ITEAM (Salvador Sales y David Barrera). Se trata de dispositivos de fibra óptica, que permiten registrar temperaturas de hasta 1230oC.
El desarrollo de estos trabajos ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad.
Referencias:
Rinaudo, P. Paya-Zaforteza, I. ,Calderón, P.A. Improving tunnel resilience against fires: A new methodology based on temperature monitoring. Tunnelling and Underground Space Technology 2016 Volume 52: 71-84. DOI: 10.1016/j.tust.2015.11.021
Rinaudo, P., Torres, B., Paya-Zaforteza, I., Calderón, P.A., Sales, S. Evaluation of new regenerated fiber Bragg grating high-temperature sensors in an ISO 834 fire test. Fire Safety Journal 2015 Volume 71:332-339. DOI: 10.1016/j.firesaf.2014.11.024.