Manual de Túneis Rodoviários
Manual de Túneis Rodoviários
Para o operador é importante poder comunicar com o utente. Esta comunicação deve estabelecer-se nos dois sentidos – do operador para o utente e do utente para o operador. Estes intercâmbios devem ser possíveis em todas as situações operacionais: normais, degradadas ou críticas.
Alguns dispositivos permitem que se garanta esta função de comunicação (o alerta é considerado uma forma particular de comunicação). Nem todos os dispositivos oferecem as mesmas funcionalidades: alguns permitem estabelecer uma transmissão do utente para o operador (botões de alarme, alarme automático quando se utilizam determinados sistemas de evacuação...), ao passo que outros permitem uma transmissão do operador para o utente (transmissão de mensagens em frequências moduladas, altifalantes). Apenas um deles permite um diálogo pleno (os telefones de emergência).
Os telefones de emergência permitem que o utente, vítima de um acidente num túnel, contacte o centro de controlo-comando encarregue do túnel. Para além de estabelecer um contacto por voz, a utilização de um telefone de emergência por um utente também permite conhecer a sua localização precisa.
Estes telefones de emergência são instalados a intervalos regulares, em caixas ou postos de emergência de variados tipos. A distância entre dois telefones de emergência é, frequentemente, definida através de regulamentos e, consequentemente, varia de um país para outro.
A estrutura deste dispositivo é bastante simples. Os telefones de emergência no túnel estão ligados a um centro que recebe as chamadas efetuadas a partir do túnel. Habitualmente, este centro localiza-se no centro de controlo-comando do túnel e, por vezes, nas instalações dos serviços da polícia com a jurisdição do túnel.
Os botões de alarme de pressão permitem que um utente alerte o centro de controlo-comando em caso de acidente num túnel. Uma vez que se trata de um equipamento não muito dispendioso, pode ser instalado em intervalos regulares.
Este dispositivo não é muito utilizado porque, em certa medida, como que duplica o telefone de emergência mas, adicionalmente, não permite uma comunicação nos dois sentidos entre o utente e o centro de controlo-comando.
Conforme mencionado anteriormente, o utente tem acesso a vários meios que pode utilizar no túnel, especialmente em situações de emergência: telefones de emergência e, por vezes, botões de alarme de pressão. Dispõe igualmente de extintores de incêndio e, na maioria dos túneis, de saídas de emergência.
Para o operador é essencial ser informado, o mais cedo possível, quando um utente utiliza um destes meios, de forma a tomar as ações adequadas. Isto não é difícil no caso do telefone de emergência e dos botões de alarme de pressão dado que, frequentemente, o centro de controlo-comando recebe a chamada ou a informação de alarme. Quando as chamadas de emergência não são recebidas no centro de controlo-comando, têm de ser estabelecidos procedimentos para que o serviço que recebe a chamada informe imediatamente o centro de controlo-comando.
No caso dos extintores e das saídas de emergência, são frequentemente instalados sensores para detetar uma alteração de estado e comunicar esta informação ao centro de controlo-comando através do sistema SCADA. O operador é, então, informado de que um utente no túnel está a solicitar assistência.
Para os extintores de incêndio, a informação a ter em conta consiste frequentemente na ação de remover o equipamento do suporte ou a abertura da porta do posto de emergência etc. Para as saídas de emergência, a informação a ter em atenção, pode ser a abertura da porta ou a deteção de uma presença na saída, ou ambas.
Quando um túnel está equipado com um sistema de vídeo vigilância (ver Sistemas de vigilância e de controlo do tráfego)
as imagens provenientes do túnel e das suas imediações são visionadas em monitores instalados no centro de controlo-comando. É difícil para o operador observar vários monitores, simultaneamente, com um nível de alerta constante, durante várias horas.
Para ultrapassar esta dificuldade, as entidades que operam os túneis estão a recorrer, cada vez mais, a sistemas automáticos de deteção de incidentes. Nalguns países, a utilização de tal equipamento é mesmo obrigatória em determinados túneis.
A deteção automática de incidentes (DAI) baseia-se, normalmente, numa análise computorizada de sequências de imagens de vídeo geradas a partir das câmaras instaladas para visionar o tráfego do túnel. Existe um conjunto de algoritmos capazes de detetar uma série de incidentes, incluindo:
Uma vez que os incêndios graves em veículos deflagram geralmente após uma paragem do tráfego (por exemplo, na sequência de um acidente), constata-se que é expetável que um alarme “veículo parado” proveniente de um sistema DAI preceda alarmes despoletados por outros sistemas, tais como detetores de temperatura e de fumo. Este aviso inicial com origem no DAI dá tempo aos operadores do túnel para confirmarem a natureza e a localização do incidente, e para iniciarem uma intervenção eficaz. Esta pode concretizar-se através da seleção de uma configuração ótima da ventilação, através de medidas operacionais que previnam a ocorrência de acidentes secundários como sejam advertir, com rapidez, os condutores que se encontrem a montante do incidente. Este ganho de tempo permite, também, antecipar a chamada dos serviços de emergência, fechar o acesso, enviar mensagens através dos painéis de mensagens variáveis e de rádio, chamar os serviços de desempanagem, aconselhar os utentes a sair do túnel, etc.
Os sistemas de vídeo deteção de fumos são descritos na Secção 6.3.3 "Métodos atualmente utilizados" do relatório 05.16.B 2006.
Os sistemas DAI baseados em vídeo podem proporcionar informação em tempo real sobre o fluxo, volume e velocidade do tráfego. Podem gravar imagens na origem do incidente e interagir com outros sistemas tais como o sistema de supervisão, controlo e aquisição de dados (SCADA). Os sistemas DAI baseados em vídeo incluem, normalmente, câmaras, um sistema de processamento de imagens vídeo de uma ou várias câmaras, codificadores e descodificadores de vídeo IP (Internet Protocol) para enviar imagens para monitores ou ecrãs de computador. Para além disso, um sistema de gestão de vídeo é composto por um ou dois servidores redundantes, que têm uma função de proporcionar vídeos e outras funções de armazenamento de dados (gravação maciça de vídeo e dos incidentes DAI, recolha e armazenamento de dados e acontecimentos de tráfego em tempo real, interface com o sistema SCADA do túnel), equipamentos de rede e linhas de comunicação (fibras óticas, cabos coaxiais e cabos de par entrançado não blindado).
A conceção dos sistemas DAI, em túneis, deve ser desenvolvida considerando adequadamente as seguintes questões:
O artigo da Routes/Roads de 2009 "Sistemas de Deteção de Incêndios em Túneis Rodoviários – Ensinamentos Retirados do Projeto de Investigação Internacional" concluiu que "para fazer face a obstruções, a maior parte dos fabricantes de detetores de campo de visão recomenda dois detetores, cobrindo a mesma área, a partir de ângulos diferentes, por exemplo, a partir de duas direções dentro do túnel". Podem ser utilizadas várias câmaras para efeitos de redundância, no caso de avaria de uma delas. Em geral, os campos de visão das câmaras são definidos de forma a sobreporem-se, de tal modo que a avaria de uma câmara possa ser compensada através das imagens das câmaras mais próximas.
A Secção IV.2.1. "Dispositivos de Deteção de Incidentes de Tráfego " do relatório 05.15.B 2004 sugere que o espaçamento das localizações das câmaras pode variar de 30 a 150 metros, se forem utilizadas para deteção automática de incidentes.
O desempenho de um sistema DAI depende, em grande medida, da boa colocação em serviço e da calibração, antes da implementação. A experiência mostra que a colocação em serviço e a calibração deste tipo de instalações, pode levar vários meses.
Os detetores de incêndio e de fumo são sempre partes integrantes de um circuito de controlo composto por sensores, equipamentos para desencadear alarmes, cabos de transmissão, unidades de avaliação, etc., e que, no seu conjunto, são geralmente referidos como o sistema de alarme de incêndio.
Os sistemas de alarme de incêndio e de fumo nos túneis rodoviários são concebidos para detetar incêndios e a produção de fumo com a maior celeridade possível, para que os equipamentos e os procedimentos de segurança possam ser ativados sem demora. Os sistemas devem ter como objetivos principais:
Regra geral, os princípios de deteção de incêndio baseiam-se na perceção dos parâmetros determinados pelo incêndio, i.e. calor, fumo, radiação e produção de substâncias químicas caraterísticas. Por conseguinte, os sensores de deteção de incêndios podem ser classificados como:
Cada um destes detetores tem o seu próprio domínio de aplicação, relacionado com o seu tempo de resposta, robustez, fiabilidade, etc.
Recentemente, os sistemas DAI de vídeo, demonstraram ser muito eficientes e rápidos na deteção de incêndios. De facto, eles detetam todos os objetos ou veículos cujo movimento não siga o fluxo normal do tráfego. As câmaras podem ser, automaticamente, orientadas para o local do incidente, o que permite ao operador ver o início do incêndio.
Os sistemas de deteção de incêndios/fumo são descritos na Secção 6.3 "Deteção de incêndios" do relatório 2006 05.16.B.
De forma geral, os detetores de incêndio de túneis rodoviários devem ser concebidos para resistir às seguintes condições ambientais: velocidades do ar até 10 m/s, visibilidades reduzidas devido a emissões de escape de motores diesel e a partículas oriundas do desgaste abrasivo dos pneus e da superfície do pavimento, aumento e flutuações de curto prazo das concentrações de poluentes (monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), óxidos de azoto e hidrocarbonetos), alteração das intensidades dos faróis dos veículos, calor dos motores e fumo quente devido aos gases de escape dos veículos, interferências eletromagnéticas, composição mista do tráfego (i.e., veículos ligeiros, ligeiros de mercadorias, veículos pesados, autocarros e camiões cisterna), o que tem por consequência a existência de diferentes graus de obstrução do perfil transversal do túnel.
Nunca é demais salientar que estes sistemas devem apresentar um grau elevado de fiabilidade de funcionamento e devem ter capacidade para localizar o incêndio com a maior precisão possível. É aconselhável que os sistemas de deteção de incêndio possuam um certo nível de inteligência para evitar falsos alarmes, uma vez que a recuperação após falsos alarmes pode gerar despesas significativas ou, ainda pior, podem desencorajar os operadores, após algum tempo, de dar a devida atenção aos alarmes.
Além do mais, é imperativo que a instalação do sistema de deteção/alarme de incêndios tenha um custo razoável, tenha custos de operação baixos e seja simples de manter: consultar a Secção 6.3 "Deteção de incêndios" do relatório 2006 05.16.B.
Os regulamentos e as normas nacionais e internacionais especificam os parâmetros seguintes para os detetores automáticos de incêndios: tempo máximo para a deteção do incêndio, determinação da localização do incêndio, potência mínima de incêndio a detetar, métodos de deteção aprovados, pontos de reunião após alarmes de incêndio, caraterísticas dos túneis que devem dispor de instalação de alarmes automáticos de incêndio (por exemplo, extensão do túnel, túneis com ventilação mecânica, túneis que não são permanentemente monitorizados por meios humanos, túneis de pequena extensão com densidades de tráfego particularmente elevadas).
A Secção 10 "Referências" do relatório 2006 05.16.B.
A eficácia da deteção de incêndios não se baseia, apenas, no tipo de dispositivos (temperatura, extinção do feixe de luz, ionização, etc.), mas também na estratégia de deteção que foi desenvolvida, a qual inclui a quantidade de sensores e o respetivo nível de vigilância no túnel.
A deteção automática de incidentes, a análise de imagens vídeo incluindo os sistemas DAI, a observação do sistema de circuito fechado de televisão (CCTV), os equipamentos tais como extintores que acionam alarmes quando removidos, bem como os telefones de emergência, constituem, em geral, bons meios para ativar um alarme.
Muitos dos detetores correntemente utilizados reagem em função do calor e da taxa de incremento da temperatura. Quando bem calibrado, este tipo de sistema gera poucos alarmes falsos, mas pode ser lento a reagir. Os detetores de fumo permitem dar sinais de alarme mais rapidamente mas são mais propícios a gerar falsos alarmes por causa do fumo produzido pelos veículos a diesel: consultar a Secção VI.3.1 "Deteção de incêndios" do relatório 05.05.B 1999.
O artigo da Routes/Roads de 2009 "Sistemas de Deteção de Incêndios em Túneis Rodoviários – Ensinamentos Retirados do Projeto de Investigação Internacional" aborda os sistemas de deteção de incêndio/fumo em túneis rodoviários, tais como a deteção linear do calor, a deteção ótica das chamas, a deteção através de imagens de vídeo, a deteção pontual de calor e a deteção de fumo através de um sistema de amostragem do ar. O artigo conclui que o sistema de amostragem do ar apresenta um bom desempenho em termos de tempo de resposta e de capacidade para localizar e controlar com precisão um incêndio e os respetivos efeitos no ambiente rodoviário, quando se têm em consideração os desempenhos globais, incluindo os falsos alarmes, a manutenção e a deteção de incêndios. Os resultados deste estudo podem ser utilizados na determinação da tecnologia mais adequada para a deteção de incêndios em túneis.
Um túnel é um espaço fechado e confinado que muito frequentemente não permite a propagação de ondas de rádio das emissoras exteriores ao túnel. Para restabelecer esta propagação, é necessário instalar um equipamento que permita a retransmissão das frequências necessárias. Podem ser retransmitidos diversos tipos de serviços:
Existe um grande número de serviços cujas frequências poderiam ser retransmitidas mas nem todas o são, por causa dos custos envolvidos, para não falar da viabilidade. Regra geral, são retransmitidas certas frequências utilizadas pelos serviços de socorro, as frequências utilizadas pelo operador, algumas frequências FM e/ou DAB e as frequências dos operadores de telemóveis.
Quando uma ou mais frequências de rádio são retransmitidas, é instalado um dispositivo que permite inserir mensagens pré gravadas. Em caso de necessidade, estas emissões de rádio são interrompidas e são transmitidas, à atenção dos utentes, mensagens relativas ao túnel com instruções precisas prestadas pelo operador sobre as ações que os utentes devem desenvolver.
Uma instalação de retransmissão de rádio, num túnel, é essencialmente composta de:
Não existem muitos dispositivos que permitam abordar diretamente os utentes do túnel para lhes fornecer informação ou para lhes solicitar que se comportem de determinada maneira. Para resolver este problema, alguns túneis estão equipados com altifalantes. Na prática, dependendo da forma como são utilizados, os altifalantes oferecem diferentes funcionalidades. Referem-se, em particular, os pontos seguintes:
Estes dispositivos não são, contudo, muito utilizados atualmente. A sua utilização deve ser estudada caso a caso e, frequentemente, poderão ser adequados para utilização em túneis muito específicos (com tráfego muito denso, com grande extensão, etc.)
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