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Iulen Iturrizaga López y Javier Borja López.
1. IntroducciónEl pasado 22 de mayo de 2009 se
inauguraba al tráfico el último de los tramosde la autopista AP-1 Vitoria - Gasteiz - Eibar,con lo que se culmina un trazado total de unos47km que constituye una de las másimportantes infraestructuras de transportedesarrolladas entre Gipuzkoa y Araba einiciada en el año 1999.
Por la singularidad de su trazado en la parteguipuzcoana, debido a la orografía del terreno,esta autopista discurre a través de numerosostúneles y viaductos, siguiendo el valle del ríoDeba desde el Norte (Eibar) hasta el Sur, en ellímite con el territorio alavés. En concreto, laautopista dispone de once túneles en el tramoguipuzcoano y de uno en el tramo alavés siendoel más largo de ellos el túnel de Isuskitza conuna longitud superior a los 3.000 metros ycontando entre todos una longitud superior alos 14 km por sentido.
Dentro del marco de la redacción del Manualde Explotación de la autopista AP-1, ycorrespondiendo con el compromiso deBIDEGI con la seguridad de los usuarios quecirculan por la autopista que gestiona, IDOM harealizado un Estudio Específico de Riesgos conel fin de alcanzar los siguientes objetivos:
� Justificar la importancia de las instalacionesprevistas.
� Comprobar la importancia de los tiempos dedetección de la incidencia y de los tiemposde reacción de los usuarios y de los equiposde socorro.
� Comprobar la eficacia de los medios y laoperativa en caso de incidente.
Con esta perspectiva, esta comunicaciónpresenta los métodos y conclusionesobtenidos por IDOM en el desarrollo de dichoanálisis de riesgos.
2. Marco normativo ymetodológico
En el artículo 13 de la Directiva Europea2004/54/CE sobre requisitos mínimos deseguridad para túneles de la red transeuropeade carreteras, se menciona la necesidad de quecada Estado garantice una metodologíadetallada y bien definida a escala nacional. A díade hoy, aún no existe una metodología estataldefinida.
Asimismo, la AIPCR/PIARC, a través de susdistintas publicaciones, tampoco ha publicadoninguna guía metodológica internacional,exponiendo en cambio las distintasmetodologías existentes en países comoAustria, Francia o Italia y explicando para cadauno de ellos sus objetivos, sus respectivoscampos de aplicación así como sus bondades ypuntos débiles, así como distintasrecomendaciones.
De esta manera, para la realización delpresente análisis de riesgos, se ha decididooptar por una adaptación del método utilizadoen Francia para la realización de losdenominados “Estudios Específicos de Riesgos”,cuya metodología se explica en el documento“Guide des dossiers de sécurité des tunnels routiers
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Análisis de riesgos entúneles: ejemploaplicado a laautopista AP-1
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– Fascicule 4: Les études spécifiques de dangers(ESD)” publicado en septiembre de 2.003 por elCETU (Centre d’études des tunnels) de Francia.
Este método está basado en la definición deuna serie de escenarios a estudiar y, de acuerdocon lo expuesto por la AIPCR/PIARC, suflexibilidad permite utilizar diferentes modelospartiendo de unas hipótesis comunes utilizadascomo marco del análisis.
3. Metodología empleada en elcaso de la AP-1
Tal y como se ha comentado en el capítuloanterior, la metodología utilizada para eldesarrollo del presente análisis de riesgos sebasa en el método francés para la realizaciónde éstos.
En el presente capítulo se explican todos lospasos aplicados al caso específico de la AP-1.
3.1. Definición de objetivosEl primer paso a realizar en todo análisis de
riesgos, y quizás el más importante, es ladefinición de los objetivos que se quierenalcanzar con el mismo.
Un análisis de riesgos es una herramienta quese puede utilizar para responder a preguntasconcretas, como puede ser estudiar laposibilidad de instalar un nuevo equipamiento onueva tecnología, no previstos en la normativa,en sustitución de otros requeridos que aportan,a priori, menos seguridad a los usuarios deltúnel. En el caso concreto de la AP1 losobjetivos a alcanzar son los siguientes:
� Justificar la importancia del equipamiento ins-talado.
� Comprobar la importancia de los tiempos dedetección de la incidencia, de los tiempos dereacción de los usuarios y de los equipos desocorro.
� Comprobar la eficacia de los medios y laoperativa en caso de incidente.
De esta forma, todo el estudio se centraespecíficamente en dar respuesta a dichosobjetivos.
3.2. Definición de escenarios aanalizar
Tal y como se recoge en la guía metrológicadel CETU, un escenario se define como unincidente iniciado por un eventodesencadenante (Accidente, avería, etc…)situado dentro de un contexto (situación inicialy elementos agravantes).
De esta forma, la casuística seleccionada parael análisis de riesgos se basa generalmente en laelección de un túnel representativo (Isuskitza,Gallastegui, Zarimutz, San Martzial y Luko en elcaso que nos ocupa), una serie de eventosdesencadenantes (avería, accidente e incendio) yuna serie de elementos agravantes (existenciade un accidente previo, retención, presencia deautobuses e incendio en un TMP).
Estudio estadístico y probabilísticoPara la decisión de qué casos concretamente
estudiar, el primer paso es determinar lafrecuencia teórica con la que se producen losdistintos eventos desencadenantes, para ello sepueden utilizar dos fuentes de datos:
� Datos estadísticos de la propia explotaciónen caso de que existan.
� Datos probabilísticos “estándar” definidos endocumentación de referencia.
En el caso concreto, dadas las característicasespeciales de la autopista, se disponía deinformación estadística de accidentes y averíasacerca de los tramos viarios que estaban enservicio y se extrapolaron (en función de laslongitudes de los tramos, del tráfico esperado,etc...) a los nuevos tramos viarios, de los que nose disponía de información.
Respecto a las probabilidades de incendio yaccidentes menos frecuentes, al no existir,afortunadamente, ningún caso, se toman datosprobabilísticos de las redes viarias francesa yestatal.
Matriz frecuencia-gravedadDe esta forma, con las frecuencias anteriores,
se definió una matriz de frecuencia esperada delos incidentes frente a su hipotética gravedadesperada. Dicha matriz se representa en lasiguiente figura:
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Selección de escenariosLa matriz sirve como elemento gráfico para
la clasificación de los incidentes y sujerarquización de acuerdo a su binomiofrecuencia-gravedad. En base a estos datos, seestudian aquellos casos que se encuentran en ladiagonal o en la mitad superior de la tabla,definiendo de esta forma hasta 11 escenarios.Estos escenarios son:
� Escenarios de vehículos ligeros:− Escenario A: Avería de un vehículo ligero
en el túnel de Luko.− Escenario B: Accidente de un vehículo
ligero en el túnel de San Martzial.− Escenario C: Incendio de un vehículo ligero
(8 MW) en el túnel de Gallastegi− Escenario D: Incendio de un vehículo
ligero (8 MW) en el túnel de Gallastegi,tras una colisión múltiple que ha generadouna cola de 100 metros.
� Escenarios de vehículos pesados:− Escenario E: Avería de un vehículo pesado
en el túnel de Eitza.− Escenario F: Accidente de un autobús en el
túnel de Isuzkitza− Escenario G: Incendio de un vehículo
pesado (100MW) en el túnel de Isuzkitza
− Escenario H: Incendio de un vehículopesado (30MW) en el túnel de Isuzkitza,con un autobús en el túnel.
� Escenarios de TMP:− Escenario I: Incendio de un TMP (200MW)
en el túnel de Isuzkitza.− Escenario J: Incendio de un TMP (200MW)
en el túnel de Isuzkitza, tras una colisiónmúltiple que ha generado una cola de 100metros.
� Otros:− Escenario K: Incendio de un vehículo
pesado (30MW) en el túnel de Zarimutz,suponiendo una fuerte contrapresión conavería de un ventilador en el tubo conpendiente negativa.
3.3. Análisis de escenariosCada uno de los escenarios anteriores se
analiza de acuerdo a los siguientes pasos:� Definición de condiciones iniciales.� Cálculo de la evolución del incendio (en su caso).� Evolución de la evacuación de las personas
(en su caso).� Estudio del escenario y análisis de las conse-
cuencias.
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Figura 1: Matriz frecuencia-gravedad
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Definición de condiciones inicialesEn este paso se definen las condiciones
iniciales del incidente:� Condiciones meteorológicas y de ventilación
iniciales.� Ubicación inicial del incidente y del personal
de campo de la explotación.� Tráfico inicial.� Potencia del fuego.
Tal y como se recomienda en la guíametodológica, se ha intentado no analizar losresultados desde la peor perspectiva posible, sinomás bien enfocando el análisis hacia la diversidadde condiciones iniciales, intentando recoger elmáximo número de situaciones posibles.
Por ejemplo, se ha considerado que lascondiciones ambientales en algunos casosfavorecen a la pauta de ventilación prevista,mientras que en otros casos son contrarias a lamisma. De esta forma se puede estudiar lasensibilidad del desarrollo de los escenariosante la variación de las condiciones iniciales.
Asimismo, se han tomado las potencias deincendio, y su evolución temporal, según seestandariza en la guía metodológica del CETUanteriormente mencionada. En la siguientefigura se puede observar la curva de evolucióndel incendio para un caso de incendio de unvehículo cisterna con 20 Tm de combustible:
Cálculo de la evolución de los humosPara realizar un estudio pormenorizado de
cada uno de los escenarios, es necesariodisponer de información detallada de laevolución de los humos, temperatura ycontaminantes a lo largo de toda la extensióndel incidente, tanto física como temporal.
Para la obtención de dicha información seutiliza la herramienta SOLVENT, diseñada apartir de los resultados obtenidos a raíz de losensayos realizados en el “Memorial Tunnel” deEstados Unidos. Esta herramienta es elresultado de la denominada fase IV de dichosensayos, la cual tenía como objetivo eldesarrollo y la validación de una herramientaCFD (Computational Fluid Dynamics)específica para el análisis de la evolución deincendios en túneles.
En las siguientes figuras se pueden observar,en t=0, 80, 210, 450 y 630 s, la evolución delcampo de velocidad y la opacidad en el centrode la calzada del túnel coincidiendo con elescenario K.
En base la evolución de las variables físicasanteriores, en cada momento se definen 5 zonasdenominadas de peligro:
� Zona letal: se define como zona letal aque-lla en la que en un plazo relativamente corto
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Figura 2: Curva de evolución de incendio de 200 MW de potencia (fuente: refencia 2).
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Figura 3: Evolución del campo de velocidades en el túnel.
Figura 4: Evolución de la opacidad en el túnel.
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de tiempo, las condiciones pudieran llevar a ladefunción de los usuarios.
� Zona peligrosa: se define como zona peli-grosa aquella en la que las condiciones desupervivencia son mejores que en la anterior,no obstante, la estancia prolongada en dichazona puede causar la muerte o heridas gra-ves en los usuarios.
� Zona incapacitante: se define comozona incapacitante aquella en la que, si bienlos riesgos de defunción o de resultar heri-do grave no son muy altos en un periodorazonable de tiempo, la capacidad de losusuarios se ve mermada por las condicionesambientales.
� Zona no incapacitante: se define comozona no incapacitante aquella en la que, sibien la zona no está exenta de peligros, seconsidera que las condiciones no presentanun riesgo inmediato ni impiden la evacuaciónde los usuarios.
� Zona segura: se define como zona seguraaquella en la que los usuarios pueden esperara ser evacuados o se pueden considerarexentos de riesgos a corto plazo, de tal for-ma que se considera que su evacuación haconcluido (a efectos de evaluación de dañossufridos). Se consideran zonas seguras lossiguientes:
− Galerías de evacuación (sin contar lagalería próxima al incendio en caso de queésta esté muy cerca)
− Bocas del túnel.
Evolución de la evacuación de laspersonas
En el presente análisis, se ha optado porrealizar los cálculos de evacuación mediante dosprocedimientos distintos:
� Mediante hipótesis sencillas: tal y como expo-ne el CETU, se toman hipótesis sencillas deevacuación en las que la velocidad de las per-sonas depende directamente de las condicio-nes de la zona de peligro en la que se encuen-tran:− Parada de vehículos e inicio de evacuación:
~ Cuando ven una señal PMV indicandoque paren a la derecha y apaguen elmotor.
~ Cuando ven otros vehículos detenidos.~ Cuando ven personas evacuando.
− Ocupación media de los vehículos:~ Vehículos ligeros: 1,5 personas.~ Vehículos pesados: 1,5 persona.~ Autobuses: 50 personas.
− Tiempo de reacción de los usuarios yevacuación de su vehículo:~ Vehículos ligeros: 90 s.~ Vehículos pesados: 90 s.~ Autobuses: 300 s.
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Figura 5: Evacuación de los usuarios de un autobús.
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− Velocidad de evacuación de las personas:~ Zona letal (visibilidad muy reducida o
nula): 0,3 m/s.~ Zona peligrosa (visibilidad reducida): 0,5
m/s.~ Zona incapacitante (capacidad de los
usuarios mermada por las condiciones):0,7 m(s.
~ Zona no incapacitante o evacuaciónconducida por agentes: 1 m/s.
~ En este caso se toma siempre unadirección de evacuación contraria la delincendio.
� Mediante la utilización de un software espe-cífico de simulación de evacuación “EXO-DUS”, el cual es capaz de modelizar de unaforma mucho más realista las condiciones deevacuación de las personas en un escenariode incendio. En las siguientes imágenes sepuede observar algunos ejemplos aplicadosal presente análisis:
Análisis del escenarioEl análisis del escenario se realiza desde dos
puntos de vista:
� Calcular la “gravedad” del caso estudiadodesde el punto de vista de número de bajas yde heridos teóricos a resultas del incidente.
� Estimar los tiempos de actuación de losintervinientes en el escenario, los tiempos deevacuación de las personas y los tiempos deresolución del incidente.
Determinación de la gravedadPara determinar la gravedad de los casos de
incendio (obviamente no tiene mucho sentidopara el caso de averías o accidentes), se calculala probabilidad de que una persona concretaresulte herida o fallezca como consecuencia delas dosis recibidas de radiación térmica y demonóxido de carbono de la nube de humoresultante del incendio.
Para ello se han utilizado los métodosdescritos por el Ministerio de Medioambienteholandés en su “Green Book”, en concreto eldenominado “Método Probit”. Este método sebasa en la utilización de modelos estadísticospara calcular, en base a las dosis recibidas deciertas sustancias nocivas, como pueden ser laradiación o el monóxido de carbono, paradeterminar las probabilidades de fallecimiento ode sufrir heridas graves (como quemaduras de2º grado en el caso de radiación). El valor de la"variable Probit" se determina por la expresión:
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Figura 6: Mapa de densidad de rutas de evacuación.
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dónde la variable c representa el fenómenoestudiado (radiación térmica en W/m2 oconcentración de CO en ppm en este caso)mientras que K1, K2 y n son unas constantesdependientes de fenómeno concreto estudiado.A su vez, la variable probit se relaciona con laprobabilidad a través de la “función de error” dela siguiente manera:
definiéndose la función de error de lasiguiente manera:
Hay que precisar que el cálculo de heridosy/o fallecidos se refiere a aquellos causados porefecto del incendio, no contabilizándose losefectos de otras posibles causas, notablementelos que se podrían dar por efecto directo deaccidentes u otras situaciones.
Los tiempos de evacuación y exposición a laszonas de peligro se representan en gráficas queaúnan ambos elementos como la que sepresenta a continuación.
Es importante resaltar que pese a que losresultados de cada incidente se estiman ennúmero de fallecidos y heridos, los resultadosobtenidos se basan en métodos teóricos yestimaciones, de tal forma que no se puedentomar nunca al pie de la letra. Su fin esdeterminar la gravedad esperada de unasituación, con fines comparativos de tal formaque se puedan alcanzar los objetivos expuestosanteriormente.
Tiempos de actuaciónEl estudio de los tiempos de actuación se
representa en diagramas de Gantt con objetode observar de forma visual los tiempos de cadauna de las actuaciones, así como el tiempo deintervención de los agentes implicados.
Este estudio es especialmente importantepara determinar el tiempo medio (color planoen el gráfico anterior) y el máximo (colorsombreado) de resolución de incidentes comoaverías y accidentes, puesto que constituyensituaciones accidentógenas. Asimismo permiteevaluar los tiempos de intervención de losequipos de primera intervención y agentes decampo puesto que pueden llegar a controlar unfuego en sus etapas iniciales o, en su caso, ayudaren la evacuación de las personas, agilizándola ydisminuyendo de esta manera las consecuenciasdel incidente.
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Figura 7: Evolución de las personas y las zonas de riesgo.
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4. ConclusionesTal y como se ha podido apreciar, un análisis
de riesgos es una potente herramienta quepermite la determinación de la gravedad teóricade incidentes hipotéticos, generalmente confines comparativos. De esta forma, mediante elestudio de cada uno de los escenariosanteriormente expuestos, se puede estimar lagravedad teórica resultante, contrastándola conla esperada a priori y dando una imagen visual ynumérica de la importancia de las instalacionesde seguridad.
Al incorporar un estudio de evacuaciónmediante análisis software, permite realizar unaestimación del tiempo de evacuación de lasinstalaciones, así como estudiar posibles puntos“negros” en los caminos de evacuación.
Asimismo, es una herramienta igualmentepoderosa para observar los tiempos esperadosy máximos de resolución de incidentes quepuedan generar otros de un volumen ygravedad mucho mayores, como accidentesleves sin daños personales o averías. Igualmentepermite estimar si los tiempos de intervenciónde cada uno de los actores implicados estándentro de los márgenes esperados, y cuáles sonlos casos en los cuales la velocidad deactuación se puede ver condicionada por lascaracterísticas concretas de la vía en cuestión.
Por último, tal y como se ha querido reflejaren el presente capítulo, un análisis de riesgos es
una herramienta más de la explotación quetiene como objeto:
� Dar respuestas a las preguntas planteadasacerca de la seguridad de las instalaciones.
� Sacar conclusiones que puedan derivar enmejoras de las condiciones de seguridad delos usuarios.
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2. Guide des dossiers de sécurité des tunnels routiers – Fascicule
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3. Directiva Europea 2004/54/CE del Parlamento Europeo y del
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7. Estudio de accidentes; Dirección General de Carreteras; 2006.
8. Anuario estadístico de accidentes en las carreteras del Estado;
Dirección General de Carreteras; 2006.
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Figura 8: Evolución prevista del incidente
�
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