Inspección de túneles de la red de carreteras del Estado: valor añadido para la conservación y explotación

(Artículo publicado en la Revista Obras Urbanas número 51)

Zacarias Barcenilla Torres, Inspector de Túneles de la Zona II (Centro-Sur) de Euroestudios.

En los últimos años, los túneles de carretera han sufrido un aumento considerable en su equipamiento de seguridad, dotándolos con nuevos sistemas inteligentes del transporte (ITS) y mejorando las instalaciones e infraestructuras existentes, todo ello con el fin de garantizar una correcta operación del túnel en condiciones normales y, sobre todo, de reducir al máximo la incertidumbre y las consecuencias que una situación de emergencia pudiera causar.
Debido al uso intensivo que reciben, todas estas instalaciones requieren de unas tareas de mantenimiento y conservación periódicas para seguir en correcto estado de funcionamiento y poder garantizar la seguridad de circulación en todo momento. Dicho mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos es desarrollado por los responsables de conservación y explotación de carreteras, llevando un seguimiento sistemático de la obra civil y de las instalaciones.
Unido a las imprescindibles labores de conservación y explotación, aparece la figura del Organismo de Inspección de la red de carreteras del Estado, encargado de verificar periódicamente el correcto funcionamiento de todos los sistemas de seguridad del túnel y de valorar si las condiciones de conservación son las adecuadas. Los trabajos de inspección engloban los siguientes puntos:

• Se revisa y analiza toda la documentación de los túneles y su adecuación a las distintas normas de aplicación. Estos son: Manual de explotación, plan de autoprotección, proyectos de adecuación, informes, revisiones de Organismos de Control Autorizados (OCAs), análisis de riesgo, etc.
• Obra civil y geometría. Se verifican las dimensiones del túnel y se analiza el estado del revestimiento, sostenimiento, pavimento, salidas de emergencia, drenaje, aceras, apartaderos, etc.
• Se realizan pruebas de funcionamiento de los equipos y su adecuada comunicación con el centro de control. Estos son: iluminación, ventilación, sistemas de detección y extinción de incendios, suministro eléctrico, señalización, comunicaciones, etc.
• Revisión de los medios de conservación y explotación. Se revisan los medios técnicos y materiales de conservación, así como la formación de personal. Igualmente, se analizan los procedimientos y registros del plan de mantenimiento.
• Se analizan los planes y protocolos de actuación en caso de emergencia, verificando el adecuado funcionamiento de los distintos automatismos establecidos en el Manual de Explotación.

Durante los últimos cuatro años, Euroestudios S.L. ha formado parte del Organismo de Inspección de túneles de la Zona II, completando la inspección de 85 túneles de diversas tipologías, contabilizándose un total de 141 tubos y 91,08 km de túnel inspeccionados, encontrándose entre ellos túneles muy característicos de España como el túnel de Guadarrama (AP-6, Segovia, 3.300 m), el túnel de Cantalobos (A-7, Granada, 2.200 m), el túnel de Loma de Bas (AP-7, Murcia, 1.800 m), el túnel de Churriana (A-7, Málaga, 1.200 m), el túnel de M-12 (M-12, Madrid, 1.800 m) o los nuevos túneles de Despeñaperros (A-4, Jaén, 1.900 m). Esta gran experiencia permite llegar a la conclusión de que la inspección periódica de los túneles es un complemento perfecto de las tareas de conservación y explotación, puesto que el Organismo de Inspección:

• Realiza un seguimiento completo del túnel con una valoración de estado, obteniendo una imagen real y fiable del túnel. Esto permite ver los puntos fuertes y débiles del túnel, ayudando a distribuir los medios disponibles por el Conservador para su acondicionamiento.
• Asesora en la realización de las pruebas específicas de los equipos. Las pruebas realizadas durante la inspección son mostradas a los responsables de conservación y explotación para que puedan realizarlas ellos mismos periódicamente con el objetivo de tener la certeza de que el túnel se encuentra al 100% de su operatividad.
• Asesora en cualquier duda técnica sobre equipamiento o conservación que pueda surgir. El haber podido valorar una gran cantidad de túneles de diferentes tipologías, y provincias, permite obtener una visión global de los problemas que pueden ocurrir y de las mejores soluciones a emplear, pudiendo transmitirlas de una conservación a otra.
• Realiza recomendaciones sobre las mejoras que se pueden implantar en el túnel.
• Establece un plan valorado de actuaciones para la completa adecuación al R.D. 635/2006, indicando el orden prioridades entre ellas, de acuerdo a la seguridad que aporta cada una de ellas al túnel.
• Junto al Responsable de Seguridad del túnel, concienciar de la importancia de mantener el Manual de Explotación y la BIT (Base de Datos de Inventario, Incidencias e Inspecciones) actualizado, con el registro de las últimas incidencias ocurridas en el túnel y en pos de poder analizarlas y prevenirlas.

1.Marco Normativo

En el año 2006 se aprueba el Real Decreto 635/2006, de 26 de mayo, sobre requisitos mínimos de seguridad en túneles de carretera del Estado, siendo una transposición del ordenamiento jurídico nacional de la Directiva Europea 2004/54/CE.
En dicho Real Decreto se establece la obligatoriedad de realizar inspecciones periódicas en los túneles de la red de carreteras del Estado para garantizar que cumplen con las disposiciones de la normativa y que se asegura el mantenimiento de las condiciones de seguridad, con una periodicidad máxima entre inspecciones de 5 años.
Para realizar los trabajos de inspección, la Dirección General de Carreteras del Ministerio de Fomento dividió la totalidad de los túneles existentes en tres grandes zonas:

• Zona I: Norte. Engloba los túneles de las provincias de Asturias, Cantabria, A Coruña, Lugo, Orense, Pontevedra, Palencia, León y Zamora. En total 111 túneles, con 176 tubos y 107 km.
• Zona II: Centro-Sur. Habiendo inspeccionado los túneles de las provincias de Segovia, Madrid, Cáceres, Toledo, Cuenca, Guadalajara, Murcia, Jaén, Almería, Granada, Málaga, Sevilla, Cádiz y Melilla. En total 85 túneles, con 141 tubos y 91 km.
• Zona III: Este. Se incluyen en esta zona las demarcaciones de Aragón, Castilla León Oriental, Cataluña, Comunidad Valenciana y La Rioja. En total 133 túneles, con 169 tubos y 77 km.

Puesto que cada una de estas zonas ha sido asignada a un Organismo de Inspección diferente, se antoja imprescindible homogeneizar entre ellas el alcance de las inspecciones y los criterios de valoración a emplear. Por ello, la Subdirección General de Conservación y Explotación de la Dirección General de Carreteras aprueba la Orden Circular 27/2008 sobre metodología de inspección de túneles, fijando por tanto los elementos que se deben inspeccionar y describiendo las pruebas que se deben realizar a los distintas instalaciones e infraestructuras.
Partiendo de esta metodología, cada Organismo de Inspección ha desarrollado sus propios procedimientos técnicos de inspección, en los cuales se detallan las pruebas específicas de cada elemento y las actuaciones a realizar para la inspección completa de un túnel.

2.Desarrollo de la inspección

La inspección de un túnel se puede dividir en tres fases

Fase Previa a la Inspección del Túnel

Comprende las etapas iniciales de recopilación de documentación, su análisis y planificación de la inspección.
La documentación del túnel consiste principalmente en:

• Manual de Explotación y Plan de Autoprotección.
• Proyecto as-built y Proyectos de adecuación.
• Informes de incidencias y accidentes de los últimos 2 años.
• Informes del Responsable de Seguridad de los 2 últimos años.
• Actas de inspecciones externas.

De igual modo, el Real Decreto 635/2006 define diferentes tipologías de túnel basándose en cuatro parámetros fundamentales: longitud, volumen de tráfico (IMD), tipo de circulación (unidireccional o bidireccional) y ubicación (urbano o interurbano). Para cada tipología establece los requisitos mínimos de equipamiento que debe disponer el túnel.
Partiendo de la tipología de túnel y, por tanto, de los requerimientos que le exige la normativa, comienza la planificación de la inspección del túnel, analizando las instalaciones que dispone el túnel y las que le corresponderían por su clasificación según el Real Decreto 635/2006.

Inspección del túnel

En esta etapa se desarrolla la inspección del túnel conforme a la planificación consensuada en la fase previa. Durante las inspecciones:

• Se comprueba el funcionamiento de las Instalaciones y que la calidad de la infraestructura y superestructura se ajusta a lo dispuesto en el Procedimiento Técnico de Inspección elaborado por el Organismo de Inspección, y siempre en base a lo exigido en el R.D. 635/2006.

Medición del caudal del aire en un exutorio

• Se comprueba que la Empresa Explotadora del túnel dispone de suficientes medios humanos, que estos se encuentran adecuadamente formados (cursos de formación y su reciclaje) y dotados con los recursos materiales necesarios en buen estado.

Labores de limpieza periódica del Explotador

• Se comprueba que la Empresa Explotadora desarrolla correctamente las labores de conservación del túnel, contrastando la siguiente documentación con lo verificado en campo:
  • Informes de las revisiones externas (en el caso de que se realicen) de los siguientes sistemas: los equipos de extinción de incendios, sistemas de detección de incendios, grupos electrógenos, señalización, etc.
  • Informes de las revisiones periódicas realizadas por la conservación a los equipos e infraestructura del túnel; seguimiento de los partes de trabajo realizados (diarios, semanales, mensuales, trimestrales, semestrales, anuales) y corroborar que se ajustan al Plan de Mantenimiento Preventivo del túnel, valorando si éste es apropiado o no.

Fase posterior a la Inspección del Túnel

Una vez realizados los trabajos en campo, se procede a generar toda la documentación relativa a la evaluación de la inspección.

• Redacción del Informe de Evaluación de la Inspección del túnel.

Tras la inspección se redacta el Informe de Evaluación y de Propuesta de Mejora del túnel, basado en los resultados de las inspecciones realizadas. Estos informes incluyen una propuesta de mejora del túnel con unos costes estimados, incluyendo todas las investigaciones de detalle y los ensayos realizados. De igual modo, también se proponen las actuaciones de conservación necesarias para la correcta explotación del túnel.
En el Dictamen del túnel, para cada instalación/infraestructura inspeccionadas, se desarrollan dos valoraciones diferentes en función de su:

-Situación con respecto a la normativa vigente. Depende del cumplimiento de la dotación del túnel con respecto a lo exigido en el R.D. 635/2006.

-Análisis de estado durante la inspección realizada. Valoración de la instalación tras las conclusiones obtenidas de las pruebas de servicio realizadas, verificando el grado de cumplimiento de los requerimientos técnicos.

Prueba a un opacímetro mediante empleo del humo de bengala

• Revisión del Manual de Explotación y del Plan de Autoprotección

Para cada uno de los túneles, y de forma conjunta a la elaboración del Informe de Evaluación de la Inspección, se redacta un Informe Resumen del Manual de Explotación y del Plan de Autoprotección, comprobando que se ajusta al contenido mínimo fijado en el R.D. 635/2006, según lo especificado en el Anexo II del mismo, y en la OC 33/2013.
Se verifica que el Manual de Explotación integra un Plan de Emergencia o Plan de Autoprotección que incluya el contenido mínimo establecido en el Anexo II de la Norma Básica de Autoprotección aprobada por el R.D.393/2007.

• Soporte técnico y desarrollo de las Base de Datos BIT 2.1.

Con el objetivo de facilitar la gestión de todos los túneles de la Red de Carreteras del Estado, la Dirección general de Carreteras del  Ministerio de Fomento ha desarrollado una aplicación informática con plataforma web para poder consultar toda la información relativa a los túneles en servicio. La base de datos BIT 2.1 contiene:

-Inventario completo del túnel e Incidencias significativas ocurridas. Son registradas por el Responsable de Seguridad del túnel.

-Datos de las inspecciones y documentación especifica del túnel. Para dar por finalizada la inspección, es necesario que el Organismo de inspección almacene en la Base de Datos BIT 2.1 toda la documentación disponible del túnel (Manual de Explotación, Plan de Autoprotección, etc.), los Informes de Evaluación y de Resumen de Manual de Explotación del túnel y toda la documentación gráfica relevante (fotos y vídeos).

3.Pruebas de inspección exportables al plan de mantenimiento del túnel

Tal y como se ha comentado anteriormente, el Organismo de Inspección desarrolla una serie de pruebas de funcionamiento de los equipos que son mostradas a los responsables de conservación y explotación.
Algunas de estas pruebas tienen una gran relevancia para garantizar la adecuada respuesta ante un incidente y se entiende que son difíciles de ejecutar fuera de la inspección periódica (bien por equipamiento necesario, capacitación del personal, restricciones que se deben imponer al tráfico, etc.). Aun así, puesto que en algunos casos se detectan configuraciones que, en determinadas condiciones, podrían fallar y que se podrían corregir de manera sencilla durante las tareas habituales de mantenimiento, se considera apropiado valorar la posibilidad de introducir estas pruebas funcionales en los planes de mantenimiento de algunas Conservadoras.
Algunas de estas pruebas serían:

Instalación eléctrica

• Comprobación trimestral de los cuadros eléctricos de baja tensión mediante el empleo de cámara termográfica. Se pueden prever fallos eléctricos verificando la existencia de puntos calientes, derivados de fallos de cableado, corrosión, sobrecargas, averías, etc.

Termografía de un cuadro eléctrico

• Se recomienda la realización mensual de pruebas de corte de suministro eléctrico para comprobar la correcta conmutación con el grupo electrógeno y con el SAI, trabajando en carga, es decir, en condiciones normales de explotación. Lo habitual es comprobar el estado de estos equipos en vacío, lo cual únicamente sirve para verificar su funcionamiento como sistema.

Por ello, se procederá a realizar la prueba de corte de suministro eléctrico y entrada en funcionamiento del grupo electrógeno. Se “tira abajo” la celda de embarrado de entrada al Centro de Transformación para comprobar la correcta conmutación con el grupo electrógeno. Al cortar la red eléctrica principal, el SAI deberá entrar en funcionamiento, manteniendo los equipos vitales del túnel hasta que arranque el GE, y al poco tiempo deberá hacerlo el grupo electrógeno. Se verificará que el grupo arranca correctamente y que asume todos los equipos vitales del túnel. También se comprobará el tiempo en que tarda en realizarse la conmutación y se tomarán datos de la respuesta del generador. Los equipos vitales que no deberán verse afectados durante la conmutación y posterior funcionamiento del grupo electrógeno son: iluminación de seguridad, comunicaciones, señalización, CCTV, postes SOS, detección y extinción de incendios. 

Iluminación

Se recomienda la medición anual de los niveles de iluminación del túnel con el objetivo de mantener unos valores mínimos de iluminancia, uniformidad y de eficiencia energética. Con los resultados obtenidos se pueden detectar fallos en la disposición de las luminarias, mermas por falta de limpieza de las carcasas o haber sobrepasado la vida útil de las luminarias. Se estima que la vida útil de las luminarias de VSAP son unas 20.000 horas, perdiendo rendimiento con el tiempo, por lo que no cambiarla a las 20.000 horas (siguiendo siempre las recomendaciones del fabricante), aunque luzca, solo lleva a una reducción del nivel lumínico del túnel.

Principalmente, se medirán los niveles más significativos, pleno sol y nocturno, empleando las recomendaciones de alumbrado en túneles del Ministerio de Fomento.

Representación de los valores de iluminancia del nivel soleado

Ventilación y Anemómetros

Comprobación del correcto funcionamiento de los ventiladores mediante su arranque progresivo, de forma que se obtengan todos los regímenes posibles de ventilación (desde un ventilador encendido a todos) en ambos sentidos de impulsión, y contrastando los valores de velocidad del aire registrados en la aplicación de gestión del túnel mediante la toma de datos en campo mediante anemómetros portátiles. Con ello se pretende comprobar la calibración de los anemómetros fijos instalados en el interior del túnel, equipo vital para el gobierno del sistema de ventilación, y cuya desviación puede causar graves trastornos en la implementación de los protocolos de actuación en caso de emergencia (por ejemplo, velocidad critica de impulsión y velocidad para no desestratificar el humo de un incendio)

Sistema de detección de incendios

Prueba anual de calentamiento del sistema de detección lineal de incendios, procediendo al calentamiento de varias zonas del cable a lo largo del túnel para comprobar que se produce una correcta identificación de la zona de incendio, en un tiempo prudencial, y que se activa correctamente el plan contra incendios correspondiente (plan de ventilación y de cierre de túnel).
La prueba consiste en el calentamiento local (tramo de 2-8 metros) del detector mediante el empleo de una fuente de calor, sin sobrepasar la temperatura máxima recomendada por el fabricante. Esto se realiza en los sistemas basados en fibra óptica o sensores puntuales. En los sistemas basados en cable bimetálico, no se podrá realizar el ensayo real con fuente de calor ya que sería un ensayo destructivo. En su defecto, se provocaría un cortocircuito entre los dos componentes del cable (ante un incendio, el calor funde la resina que separa los dos componentes metálicos del cable, produciéndose el contacto entre ambos y cortocircuitando), en la zona deseada de detección.

Prueba detección lineal de incendios en un sistema de fibra óptica

Comprobación de obstáculos

Se debe prestar especial atención a la presencia de obstáculos laterales (apartaderos, salidas de emergencia, bifurcaciones, etc.) en las cercanías de la calzada.
Estos obstáculos, al disponer de una terminación en ángulo recto y no estar equipados con ningún sistema de protección anti-impactos, suponen un gran peligro para la seguridad vial en caso de colisión de un vehículo por circulación accidental por la zona del obstáculo.
Aunque, en algunos casos, los túneles disponen de suficiente anchura de arcén, se recomienda estudiar la posibilidad de instalar un sistema anti choques y/o señalizar más exhaustivamente dicho obstáculo.
Este tipo de accidentes (choque frontal contra galerías de emergencia, apartaderos, bifurcaciones, etc.), aunque tengan pocas probabilidades de ocurrir, sus consecuencias son terribles. Por ello, es necesario tenerlo muy en cuenta y tomar las medidas necesarias para evitarlos.

Obra Civil

Se recomienda que la empresa conservadora realice un seguimiento de la fisuración, humedades y/o filtraciones, eflorescencias a través de un plan de puntos de inspección. El plan debe constar de un listado de puntos a observar, periodicidad y personal, y disponer de los elementos necesarios para poder registrar sistemáticamente la información obtenida.

DAI

Puesto que se considera un equipo esencial en la seguridad del túnel, se recomienda la comprobación semestral del correcto funcionamiento del sistema de Detección Automática de Incidentes (DAI), verificando que las alarmas se reciben rápidamente en el Centro de Control.

• Se realizará un recorrido parando con el vehículo en cada una de las secciones de detección de las cámaras, además de en las zonas críticas como: postes SOS, apartaderos y accesos a galerías de Emergencia.
• En cada carril, se realizará un recorrido en sentido contrario con el vehículo circulando marcha atrás.
• En cada uno de los carriles, se realizarán pasadas a velocidades anormalmente reducidas. Las velocidades de circulación serán siempre inferior a la mitad de la velocidad mínima de circulación a través del túnel.
• Para cada una de las aceras, arcenes y carriles del túnel, se realizara un recorrido a pie para comprobar que el sistema detecta y reconoce peatones en cada una de las secciones de detección y en todo el ancho de la plataforma.

4.Conclusiones

Tras haber inspeccionado los 85 túneles correspondientes a la Zona II (Centro-Sur) de España, se ha podido comprobar que el estado de conservación de los túneles es satisfactorio, debido en su mayoría al gran trabajo de conservación y explotación desarrollado en los últimos años por los diferentes responsables en todos sus niveles. Igualmente, la dotación de equipamiento ha aumentado y mejorado considerablemente en los últimos años, otorgando a la gran mayoría de los túneles un nivel de seguridad muy elevado.
A raíz de este aumento en las instalaciones de seguridad, se hace muy necesaria la figura del Organismo de Inspección de la red de carreteras del Estado, encargado de verificar desde un punto de vista neutral el correcto funcionamiento de todos los sistemas de seguridad del túnel y de valorar si las condiciones de conservación son las adecuadas. Esta valoración del túnel, realizada por empresas independientes con una misma metodología, permite obtener una imagen veraz del estado de los túneles, permitiendo ver los puntos fuertes y débiles del túnel, ayudando a distribuir los medios disponibles para su acondicionamiento.
Además, la labor de asesoramiento en la realización de las pruebas específicas de los equipos, permite al Explotador incluirlas en su plan de mantenimiento con el objetivo de tener la certeza de que el túnel se encuentra al 100% de su operatividad.
Estas actividades se complementan a la perfección con las tareas de conservación y explotación, otorgándole un valor añadido a la seguridad del túnel.