Manual de Túneis Rodoviários
Manual de Túneis Rodoviários
A ventilação dos túneis assegura duas funções:
Em termos históricos, a primeira razão que conduziu à instalação de sistemas de ventilação em túneis foi a redução dos níveis de poluição. Embora as emissões de poluentes por veículos rodoviários tenham diminuído significativamente ao longo das últimas décadas, esta função continua a revestir-se de importância e deve ser-lhe dada grande atenção na fase de projeto. Nalguns casos, a ventilação natural devida ao efeito de pistão dos veículos em movimento, pode ser suficiente para satisfazer os requisitos de qualidade do ar em condições normais de operação. A necessidade de um sistema de ventilação mecânico é avaliada considerando a extensão do túnel e o tipo de tráfego (bidirecional ou unidirecional) e das condições de escoamento (possibilidade de congestionamento): consultar o Relatório Técnico 2004 05.14.B : Túneis Rodoviários: Emissões dos veículos e necessidade de ar para ventilação.
Este relatório será substituído por um novo relatório, a publicar brevemente
Os mesmos fatores determinam os requisitos para ventilação em situações de emergência, especialmente em caso de incêndio. A presença de outros equipamentos ou instalações, saídas de emergência, por exemplo, também deve ser tida em conta. A ventilação natural pode ser suficiente nalguns casos, mas a ventilação mecânica é frequentemente necessária em túneis com mais de algumas centenas de metros de extensão.
Podem ser utilizadas diferentes estratégias de ventilação nos túneis. A escolha entre elas é, geralmente, guiada essencialmente por considerações de segurança perante incêndios; a utilização do sistema em condições normais de operação é adaptada para satisfazer esses requisitos: ver Capítulo V "Ventilação para controlo de incêndios e fumo " do relatório 05.05.B 1999
A estratégia longitudinal consiste na criação de um escoamento de ar longitudinal no túnel, de forma a empurrar todo o fumo produzido por um veículo em chamas para um dos lados do incêndio. Se os utentes estiverem presentes nesse lado, podem ser afetados pelos gases tóxicos e pela redução da visibilidade, pelo que a utilização desta estratégia em túneis bidirecionais e/ou congestionados, requer uma grande prudência. A velocidade mínima do ar para um controlo eficaz do fumo depende do incêndio e da geometria do túnel (declive, perfil transversal).
A estratégia transversal beneficia da estratificação térmica do fumo do incêndio: o fumo tem tendência a concentrar-se na parte superior do espaço do túnel, de onde pode ser extraído por meios mecânicos. O sistema é concebido para preservar uma camada de ar novo na parte inferior do perfil transversal, (visibilidade adequada, baixa toxicidade) que permita a autoevacuação. É, por conseguinte, importante manter uma velocidade do escoamento longitudinal tão baixa quanto possível na zona do incêndio, para evitar a perda de estratificação e uma dispersão longitudinal excessiva do fumo. Esta estratégia (transversal) é aplicável a qualquer túnel, mas o projeto, a construção e a operação do sistema são mais difíceis e mais dispendiosos.
O processo de projeto de um sistema de ventilação inclui o cálculo da capacidade minima aceitável de um sistema no que respeita ao impulso e/ou caudais, o projeto da rede de ventilação e a escolha dos equipamentos de ventilação adequados. Consultar o Capítulo 4 do Relatório 2006 05.16.B : Ventilação e os seus anexos 12.3 "Procedimento de cálculo de ventiladores de impulso", 12.4. "Aberturas de exaustão de fumo"" e 12.6. "Impacto acústico dos ventiladores de impulso ". Os equipamentos de ventilação devem satisfazer uma série de especificações, nomeadamente no que respeita à resistência ao fogo e ao desempenho acústico.
O projeto dos cenários de controlo da ventilação adequados para cada situação de incêndio possível é uma etapa muito importante do processo: ver Relatório Técnico 2011 R02 : Túneis Rodoviários: Estratégias operacionais para a ventilação.
Estes cenários podem ser simples, especialmente quando se trata da estratégia longitudinal, ou podem envolver um grande número de dispositivos de medição e de ventilação em túneis complexos ventilados transversalmente. A otimização do controlo da ventilação no que respeita à qualidade do ar em condições normais de operação é crucial para se reduzir o consumo de energia; trata-se de uma questão importante, uma vez que este consumo representa uma parte significativa dos custos operacionais de um túnel.
As interações da projeto do sistema de ventilação com outros elementos de um túnel são numerosas e diversas. No caso da ventilação transversal, por exemplo, os caudais necessários podem ter impactos sobre a secção de escavação, com uma eventual implicação importante a nível do custo de construção. A ventilação é responsável, também, por uma grande parte das necessidades a nível do abastecimento de energia elétrica do túnel. A ventilação interage estreitamente com outros equipamentos de segurança, tais como os sistemas de deteção e de combate a incêndios: consultar o Capítulo 5 "Sistemas fixos de combate a incêndios no contexto dos sistemas de segurança dos túneis " do relatório 2008 R07.
As questões ambientais ligadas à ventilação, para além do consumo de energia e da pegada de carbono associada, prendem-se com a descarga localizada e concentrada de ar poluído pelos portais e chaminés. A redução do seu impacto nas imediações do túnel faz parte de uma boa conceção ambiental: consultar a Secção 4.3. "Técnica de dispersão do ar em túneis", Secção 4.6. "Aspetos operacionais" e o Anexo D. "Perspetiva geral da modelização da dispersão na conceção dos sistemas de ventilação" do Relatório 2008 R04.
Por fim, outras partes do túnel que não as destinadas ao tráfego podem necessitar de ventilação, em especial as saídas de emergência: ver a Secção 5.3. "Conceção do itinerário de evacuação" do relatório 05.16.B 2006.
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