Manual de Túneis Rodoviários

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9.2. Resistência das estruturas ao fogo

A resistência de uma estrutura ao fogo pode ser caraterizada pelo tempo que decorre entre o início de um incêndio e o momento em que a estrutura deixa de assegurar a sua função, devido a uma deformação inaceitável ou a um colapso.

Capítulo 7 "Critérios de Conceção para a Resistência das Estruturas ao Fogo" do relatório técnico 2007 05.16.B "Sistemas e Equipamentos para Controlo de Incêndios e Fumo em Túneis Rodoviários" resume os objetivos da resistência das estruturas ao fogo em túneis, da seguinte maneira:

  1. as pessoas no interior do túnel devem ser capazes de proceder à sua própria evacuação (auto-evacuação) ou ser ajudadas para alcançar um sítio seguro (objetivo principal)
  2. as operações de salvamento devem ser possíveis em condições seguras
  3. deverão ser adotadas medidas de proteção para evitar o colapso da estrutura do túnel e danos a terceiros.

Um objetivo suplementar consiste em limitar o tempo em que o tráfego estará interrompido devido a reparações, após um incêndio.

O Capítulo VII.4 "Resistência das estruturas ao fogo" do relatório técnico 1999 05.05.B "Controlo de Incêndios e Fumo em Túneis " fornece uma panorâmica geral sobre este tema.

A resistência das estruturas ao fogo é descrita em relação a diferentes curvas relacionando tempo-temperatura. A Figura 9.2-1 mostra a curva ISO 834, a curva holandesa RWS, a curva alemã ZTV e uma curva francesa de hidrocarbonetos “majorada”, HCinc, em que as temperaturas são multiplicadas por um fator de 1300/1100 a partir da curva básica de hidrocarbonetos (HC) do Eurocódigo 1 Part 2-2.

Figura 9.2-1: Curvas tempo-temperatura para as normas ISO, HCinc, ZTV e RWS (Routes/Roads N.º 324)

Os critérios de conceção para a resistência ao fogo em túneis fazem parte de um acordo entre a Associação Mundial da Estrada (AIPCR/PIARC) e a Associação Internacional dos Túneis, tal como se indica no artigo da Routes/Roads intitulado "Critérios de Conceção da AIPCR/PIARC para a Resistência ao Fogo das Estruturas dos Túneis Rodoviários"  (2004), e publicado como recomendação da AIPCR/PIARC no CCapítulo 7 "Critérios de Conceção para a Resistência das Estruturas ao Fogo" do relatório técnico 2007 05.16.B. Na Tabela 9.2-2 é apresentado um resumo das propostas.

Tabela 9.2-2: Recomendações da AIPCR/PIARC e da ITA

Notas

(1) Pode ser necessária uma duração de 180 minutos para uma densidade de tráfego importante de veículos pesados transportando matérias combustíveis.

(2) A segurança não constitui um critério e não requer nenhuma resistência ao fogo (que não o evitar-se um colapso em cadeia). Tomar em consideração outros objetivos pode conduzir às seguintes exigências:

  • ISO 60 minutos na maior parte dos casos;
  • nenhuma proteção se a proteção estrutural for muito dispendiosa comparada com os custos e os inconvenientes dos trabalhos de reparação após um incêndio (por exemplo, cobertura ligeira para proteção acústica).

(3) A segurança não constitui um critério e não requer nenhuma resistência ao fogo (que não o evitar-se um colapso em cadeia). Tomar em consideração outros objetivos pode conduzir às seguintes exigências:

  • RWS/HCinc 120 minutos se for requerida uma proteção elevada por afetar algum bem (por exemplo, túnel sob um edifício) ou por causa de um grande impacto na rede rodoviária;
  • ISO 120 minutos na maior parte dos casos, quando permitir limitar os danos por um custo razoável;
  • nenhuma proteção se a proteção estrutural for muito dispendiosa comparada com os custos e os inconvenientes dos trabalhos de reparação após um incêndio (por exemplo, cobertura ligeira para proteção acústica).

(4) Outras estruturas secundárias: a definir caso a caso.

(5) No caso de ventilação transversal.

(6) Os abrigos devem ligar ao exterior.

(7) Pode ser considerada uma maior duração se existir um grande volume de pesados que transportem matérias combustíveis e a evacuação dos abrigos não for possível em 120 minutos.

As consequências de uma falha terão influência sobre os requisitos para a resistência ao fogo. Isso depende do tipo de túnel. Num túnel submerso, por exemplo, um colapso local pode causar inundação em todo o túnel, ao passo que um colapso local num túnel construído a céu aberto pode ter consequências muito limitadas. Um requisito básico consiste em evitar-se um colapso em cadeia e que os sistemas longitudinais vitais, tais como os cabos de alimentação elétrica e de comunicações, sejam cortados.

Os materiais utilizados nas estruturas dos túneis envolvem diferentes precauções a nível da proteção contra incêndios. A Secção VII.3 "Reação ao fogo dos materiais" do relatório 1999 05.05.B

"Controlo dos Incêndios e do Fumo em Túneis" discute as caraterísticas dos revestimentos de túneis escavados em rocha em comparação com as dos túneis com revestimento de betão armado. A intensidade do calor gerado durante um incêndio de grandes dimensões pode fazer com que o betão armado perca a sua função de suporte. A função de isolamento de uma proteção resistente ao fogo pode ser utilizada para prevenir danos prematuros na estrutura. A resistência ao fogo da construção no seu conjunto (tipo e recobrimento da armadura/pré esforço, proteção adicional, etc.) necessita de ser considerada.

O lasqueamento do betão é causado por diferenças de temperatura e por dilatação. Isto representa um perigo para as armaduras, que são mais facilmente expostas a temperaturas elevadas. Em geral, não constitui um perigo para as pessoas durante a evacuação, mas pode ser perigoso para os bombeiros. Podem ser empregues vários tipos de proteções resistentes ao fogo para reduzir o risco e os efeitos do lasqueamento, muito embora este risco nunca possa ser completamente evitado devido às temperaturas elevadas que podem ocorrer.

Deve ser dada especial atenção à resistência ao fogo do sistema de ventilação, de forma a que o desempenho previsto em projeto não seja reduzido por uma falha. Por conseguinte, é necessário examinar as consequências de um colapso local de uma conduta, em caso de incêndio.

As saídas de emergência são, apenas, utilizadas durante a primeira fase do incêndio para a evacuação de pessoas. Deve ser possível utilizar estas vias por um período de, pelo menos, 30 minutos. Nos casos em que estes percursos são, também, utilizados pelas equipas de socorro e bombeiros, o período pode ser maior.

Para se evitar a progressão do incêndio para um tubo ou uma saída de emergência adjacentes, as portas de emergência, os nichos de segurança e outros equipamentos localizados entre dois tubos devem permanecer intactos durante um período de tempo pré definido. Todas as portas de emergência e a construção em redor, incluindo a ombreira da porta, devem resistir pelo menos 30 minutos à exposição ao fogo. No caso de uma porta entre dois tubos, é exigida uma resistência superior, por exemplo de 1 a 2 horas.

Reference sources

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