1.1 Um túnel é um sistema complexo

• 1.1.1. Complexidade do sistema
• 1.1.2. Subconjunto "Engenharia Civil"
• 1.1.3. Subconjunto "Ventilação"
• 1.1.4. Subconjunto "Equipamento de exploração"
• 1.1.5. Subconjunto "Segurança"
• 1.1.6. Synthesis

1.1.1 Complexidade do sistema

Um túnel constitui um “sistema complexo”, resultado da interação de um número elevado de parâmetros. Estes parâmetros podem ser agrupados em subconjuntos. No gráfico abaixo (fig. 1.1-1) estão representados os principais subconjuntos.

Todos estes parâmetros são variáveis e interativos, dentro de cada subconjunto, e entre os vários subconjuntos.

A ponderação relativa dos parâmetros e o seu caráter variam de acordo com a natureza de cada túnel. Por exemplo:

• os critérios determinantes e a ponderação dos parâmetros não são os mesmos para um túnel urbano e para um túnel de montanha;
• os parâmetros diferem de um túnel pequeno para um túnel mais extenso, de túneis atravessados por veículos de transporte de mercadorias perigosas para túneis atravessados apenas por veículos de passageiros;
• os critérios não são os mesmos para um túnel recém construído ou para um túnel a reabilitar ou a modernizar em conformidade com novas normas em matéria de segurança.

Nota 1: as ligações são múltiplas e frequentemente reversíveis – o conceito geral do túnel e a secção funcional estão posicionadas no centro da figura. Podem ser concebidos diagramas similares posicionando outros fatores no centro da figura.

Note 2: o primeiro círculo representa os “domínios técnicos”. Alguns domínios abrangem vários aspetos:

• segurança: regulamentação – análise do risco – meios de intervenção – exigência de disponibilidade,
• geologia: geologia - geotecnia- dimensionamento da estrutura,
• engenharia civil: métodos – programação da construção – riscos e perigos,
• exploração: técnicas de exploração e de manutenção (aspetos técnicos),
• custos: construção – exploração – conservação corrente – grandes reparações,
• ambiente: regulamentação – diagnóstico – avaliação de impactes – tratamento e mitigação,

Nota 3: o segundo círculo representa o “contexto” em que o projeto será desenvolvido. Alguns elementos abrangem vários aspetos:

• ambiente humano: sensibilidade - urbanização – presença de edificações ou infraestruturas,
• ambiente natural: sensibilidade - água - fauna - flora – qualidade do ar - paisagem,
• caraterísticas do transporte: natureza e volume do tráfego - tipologia – tipo de mercadorias transportadas - etc.
• restrições externas diversas: acessos e restrições particulares – condições climatéricas - avalanches – estabilidade do terreno – contexto socioeconómico - etc.
• nível de rentabilidade: aceitação económica - capacidade de financiamento – controlo dos custos financeiros – contexto económico e político geral no caso de concessão ou de Parceria Público Privada (PPP).

O projeto de um novo túnel (ou a reabilitação e beneficiação de um túnel existente) exige a consideração de um grande número de parâmetros. A árvore de decisão referente a estes parâmetros é complexa, e requer interventores pluridisciplinares com grande experiência. A sua intervenção deve iniciar-se o mais cedo possível, pelas seguintes razões:

• permite que todos os parâmetros relevantes sejam considerados desde o início do projeto, e evita numerosos erros potenciais observados em projetos em curso ou em túneis recentemente concluídos. Entre estes erros, incluem-se a consideração tardia da inclusão do equipamento de exploração e de segurança necessário, bem como o desenvolvimento de um sistema de supervisão que não integra os resultados de análises de risco, o plano de emergência ou os procedimentos de exploração. Como consequência, o túnel e os respetivos sistemas e equipamento de exploração e de supervisão, podem não ser adequados para uma exploração segura e fiável.
• uma intervenção precoce contribui para uma melhor otimização do projeto, tanto da perspetiva da segurança como do ponto de vista dos custos de construção e exploração. Exemplos recentes mostram que otimizações transversais (engenharia civil – ventilação – evacuação de segurança), efetuadas em fases iniciais do projeto, podem contribuir para uma redução dos custos na ordem dos 20%.

Cada túnel é único e é necessário desenvolver uma análise específica adaptada a todas as condições específicas e particulares. Esta análise é fundamental para a obtenção das respostas apropriadas e para permitir:

• a otimização do projeto, dos pontos de vista técnico e financeiro;
• a redução dos riscos técnicos, financeiros e ambientais;
• a garantia aos utentes do nível de segurança exigido.

Não existe uma “solução mágica”, e um simples processo de “corte e colagem” é quase sempre inadequado.

O projeto e a otimização de um túnel requerem:

• um inventário exaustivo e detalhado dos parâmetros,
• uma análise das interações entre os parâmetros,
• a avaliação do grau de flexibilidade de cada parâmetro e, caso seja necessário, a sensibilidade de cada um em relação aos objetivos a atingir,
• uma abordagem holística para se alcançar o sucesso, uma vez que:    
  • uma abordagem puramente matemática não é possível, dado que o “sistema” é demasiado complexo, e não existe uma resposta única;  
  • existem demasiados parâmetros indeterminados ou variáveis nas fases iniciais de um projeto, mas, ainda assim, existem escolhas essenciais que têm de ser feitas a esse nível de análise;  
  • a avaliação dos riscos, da respetiva gravidade e da probabilidade de ocorrência têm de ser tomadas em consideração;
  • muitos parâmetros são interdependentes e muitas interações são circulares.

Nos parágrafos que se seguem são enunciados vários exemplos que demonstram a complexidade, a interatividade bem como o caráter iterativo e “circular” da análise.

Estes exemplos não são exaustivos. Têm como único objetivo sensibilizar o leitor para as matérias e permitir focar as reflexões especificamente em cada túnel.

1.1.2 Subconjunto "Engenharia Civil"

1.1.2.1. Parâmetros

O quadro 1.1-2 abaixo apresenta, a título exemplificativo, os principais parâmetros relativos aos aspetos referentes à engenharia civil:

Quadro 1.1-2 : Principais parâmetros referentes a engenharia civil

• a primeira coluna do quadro indica os principais conjuntos de parâmetros,
• a segunda coluna do quadro indica os principais subconjuntos de parâmetros referentes a um conjunto principal,
• a terceira coluna enumera um determinado número de parâmetros elementares relativos a um subconjunto. A lista não é exaustiva,
• a quarta coluna do quadro indica, por conjunto ou subconjunto, os principais resultados ligados ao subconjunto.

1.1.2.2. Interações entre parâmetros

As interações entre parâmetros são numerosas e frequentemente ligadas por ligações circulares, tendo em consideração as sobreposições entre os vários parâmetros.

O exemplo abaixo (Quadro 1.1-3) refere-se às interações entre a ventilação, o perfil transversal e a segurança:

• a primeira coluna refere-se à ventilação. Os parâmetros indicados nesta coluna são os parâmetros elementares do quadro 1.1-2 para o subconjunto "ventilação",
• a segunda coluna refere-se ao perfil transversal. Os parâmetros resultam do quadro 1.1-2,
• a terceira coluna refere-se à segurança.

Quadro 1.1-3 : Interações entre parâmetros

A figura revela diversos parâmetros comuns a várias colunas (ver linhas) que criam interações circulares entre vários subconjuntos de parâmetros. Estas interações relacionam-se através de funções complexas, tornando praticamente impossível uma resolução puramente matemática do problema, pelo que tal resolução requer a definição de uma hierarquia entre os vários parâmetros, seguida da consideração de hipóteses para os parâmetros de hierarquia superior. Esta hierarquia difere de um projeto para outro, como se exemplifica:

• para um túnel pequeno ou de médio comprimento, unidirecional, o sistema de ventilação mais provável é a “ventilação longitudinal”. De facto, os ventiladores fixos ao teto  têm, habitualmente, um impacto diminuto na dimensão do perfil transversal. Este pode, consequentemente, ser dimensionado inicialmente antes de se projetar a ventilação, mas tomando em consideração os outros parâmetros determinantes. O impacto da ventilação no perfil transversal será então verificado a posteriori,
• pelo contrário, se o túnel é muito extenso ou se o perfil transversal é retangular (falso túnel), o sistema de ventilação e as suas componentes (secção, número e natureza das eventuais condutas de ar – dimensão dos ventiladores, se for o caso - etc.) têm um impacto essencial na dimensão do perfil transversal. O sistema de ventilação terá de ser pré dimensionado no início da análise através de hipóteses preliminares sobre a dimensão do perfil transversal. A geometria do perfil transversal será, então, verificada.

O processo de resolução é iterativo e assente num primeiro conjunto de hipóteses, como os exemplos anteriores mostram. Este processo requer grande experiência transversal e multidisciplinar por parte dos engenheiros, que possibilite que sejam tidos em consideração os aspetos relevantes do projeto, com vista a obter uma melhor seleção das iterações sucessivas e a garantir a melhor otimização do projeto, de acordo com o nível de serviço e de segurança exigidos.

1.1.3 Subconjunto "Ventilação"

O quadro 1.1-4 apresenta um exemplo dos principais parâmetros referentes aos aspetos relativos à ventilação. Este quadro não é exaustivo.

Tal como no que se refere à “engenharia civil”, as interações entre parâmetros são numerosas. Os parâmetros estão também sujeitos a relações circulares.

O modo de resolução dos problemas é semelhante ao delineado acima para a "engenharia civil".

Quadro 1.1-4 : Principais parâmetros que influenciam a ventilação

1.1.4. Subconjunto "Equipamento de exploração"

Estes parâmetros não constituem parâmetros fundamentais para a definição da secção funcional, com exceção de:

• canais técnicos ou galerias técnicas para a passagem de cabos, tubos para fornecimento de água ao sistema de extinção de incêndio,
• sinalização de orientação, de informação, de segurança ou instruções policiais. A sinalização pode ter, por vezes (falsos túneis), um impacto muito importante na geometria (distância entre a plataforma e o teto com um impacto provável no alinhamento vertical e na extensão do túnel). Isto pode, eventualmente, exigir uma otimização mais global, relacionada com a posição e/ou o projeto dos nós no exterior da obra.

Os "Equipamentos de exploração" constituem, por seu turno, parâmetros essenciais para o dimensionamento dos edifícios técnicos nos portais de entrada, de postos de transformação subterrâneos, do conjunto de espaços técnicos subterrâneos e dos diversos nichos. Frequentemente necessitam de disposições específicas no que se refere à temperatura, à climatização e à qualidade do ar.

Constituem, igualmente, parâmetros importantes em termos do custo de construção, exploração e manutenção.

Os "equipamentos de exploração" constituem parâmetros essenciais no que se refere à segurança nos túneis. Devem ser projetados, construídos e conservados tendo em atenção os seguintes objetivos:

• disponibilidade e fiabilidade, em particular no que se refere à alimentação e distribuição elétrica, bem como de todas as redes de comunicação,
• proteção contra o fogo  de todo o equipamento, em particular dos principais cabos de alimentação e dos cabos de transmissão das redes,
• robustez do equipamento e dos seus componentes, de forma a garantir a sua duração, fiabilidade e a otimização dos custos em termos de exploração e manutenção,
• facilitação das intervenções de manutenção, com consequente impacto reduzido na circulação, bem como na segurança das equipas de manutenção e dos utentes, o que requer disposições específicas de projeto e acessibilidade a estes equipamentos,
• integração dos procedimentos de exploração e do plano de emergência na conceção do sistema de supervisão (SCADA), ergonomia das interações homem/máquina e assistência ao operador, particularmente durante um incidente.

1.1.5. Subconjunto "Segurança"

1.1.5.1. Conceito "Segurança"

As condições de segurança num túnel resultam de muitos fatores, tal como apresentado no capítulo 2 deste Manual. Para garantir as condições de segurança, é necessário tomar em consideração todos os aspetos do sistema constituído pela própria infraestrutura, bem como a sua exploração e intervenção, veículos e utentes (Fig. 1.1-5).

A infraestrutura é um parâmetro essencial do custo de construção. Contudo, se as seguintes disposições essenciais não forem tidas em consideração em paralelo, é possível investir massivamente na infraestrutura sem melhorar as condições de segurança:

• a organização, os meios humanos e materiais e os procedimentos de exploração e de intervenção,
• a formação do pessoal da área da exploração,
• a dotação dos serviços de emergência com material adequado e pessoal treinado,
• a comunicação com os utentes.

1.1.5.2. Em que medida estes parâmetros afetam o projeto de um túnel?

Os parâmetros relativos à segurança podem afetar o projeto de um túnel em maior ou menor grau. Nos quadros abaixo são apresentados alguns exemplos.

Nota: Os quatro quadros abaixo referem-se aos quatro campos principais representados na Fig. 1.1-5.

• A primeira coluna indica as principais infraestruturas ou ações em causa,
• As coluna 2 indica o grau de influência no projeto do túnel (engenharia civil – ventilação – equipamento de exploração e segurança):
  • Verde: sem impacto;
  • Amarelo: impacto médio;
  • Vermelho: impacto importante ou principal.

• A coluna 3 especifica as principais razões ou causas de influência.

Fig. 1.1-6 : Principais impactos no projeto devidos à infraestrutura

Fig. 1.1-7 : Principais impactos no projeto devidos às condições de intervenção e à organização da exploração

Fig. 1.1-8 : Principais impactos no projeto devidos aos veículos

Fig. 1.1-9 : Principais impactos no projeto devidos aos utentes do túnel

 

1.1.6. Síntese

Um túnel constitui um “sistema complexo”, pelo que se pode concluir especificamente que:

• abordar a conceção de um túnel exclusivamente do ponto de vista do traçado, de geologia ou da engenharia civil conduz a erros de projeto graves, que provavelmente tornarão o túnel menos seguro (possivelmente até perigoso) e dificultarão a sua exploração (tornando-o, talvez, até inoperável sob condições razoáveis),
• da mesma forma, abordar a conceção de um túnel exclusivamente do ponto de vista do equipamento de exploração, sem integrar uma análise, a montante, de questões ligadas à segurança e ao risco, à intervenção e exploração, também conduzirá a deficiências, que se manifestarão rapidamente com a entrada ao serviço do túnel,
• não tomar em consideração, desde a fase preliminar de projeto, todos os objetivos e restrições relacionados com a exploração e manutenção, conduzirá inevitavelmente ao aumento dos custos operacionais e à redução da fiabilidade global.

A abordagem parcial dos problemas é, infelizmente, ainda bastante frequente, devido à ausência de uma “cultura de túneis” suficiente por parte dos vários intervenientes na fase de conceção.

O domínio deste sistema complexo é difícil mas essencial, de forma a:

• encontrar a solução adequada para cada problema,
• assegurar que os utentes dispõem de um nível básico de segurança, e oferecer-lhes um serviço de qualidade e com condições de conforto adequadas.

De forma paralela, o controlo deste sistema complexo contribui frequentemente para a otimização técnica e financeira do projeto, definindo claramente e desde uma fase inicial as funções a assegurar e suportadas num processo de «engenharia de valor».

A tomada em consideração, desde o início do projeto, das principais questões relativas:

• aos traçados em planta e em perfil longitudinal, geologia, disposições e métodos construtivos em engenharia civil,
• à ventilação,
• à segurança (através de uma análise preliminar dos riscos e do perigo e de um plano de emergência preliminar),
• às condições de exploração e manutenção,

constitui uma abordagem eficaz para a resolução desta equação complexa.

1.2. Projeto geral de um túnel (túnel novo)

• 1.2.1 Traçado em planta e em perfil longitudinal
• 1.2.2 O perfil transversal funcional
• 1.2.3 Segurança e Exploração
• 1.2.4 O equipamento de exploração

A secção 1.2 refere-se ao projeto de novos túneis. Os estudos relativos à reabilitação e melhoria de segurança de túneis em exploração são apresentados na Secção Renovação – Melhoria

1.2.1 Traçado em planta e em perfil longitudinal

A conceção do traçado em planta e em perfil longitudinal de um troço de estrada ou autoestrada que inclua um túnel constitui a primeira fase fundamental na criação de um novo túnel, à qual raramente se  concede a atenção suficiente.

A consideração de um túnel como um “sistema complexo” tem de ter início na fase primordial da conceção do traçado geral, o que raramente se verifica. É, contudo, nesta fase que as otimizações técnicas e financeiras se revestem de maior importância.

É essencial mobilizar, desde a fase inicial do projeto, uma equipa multidisciplinar constituída por especialistas e projetistas muito experientes, capazes de identificar todos os problemas potenciais do projeto, não obstante as informações preliminares serem inevitavelmente incompletas. Esta equipa terá de ter capacidade para tomar boas decisões face às escolhas essenciais e para, posteriormente, consolidar estes elementos de forma progressiva e à medida que a informação adicional seja disponibilizada.

O objetivo desta secção não é definir as regras relativas à conceção do traçado de túneis (na Secção Regulamentações são referidos manuais de projeto de vários países), mas, essencialmente, sensibilizar os donos de obra e os projetistas para a necessidade de uma abordagem global e multicultural, logo desde as fases iniciais dos estudos, e para a importância da experiência, que é crucial para o sucesso do projeto.

1.2.1.1 Países sem "cultura de túneis"

Nestes países, constata-se uma certa apreensão dos donos de obra e dos projetistas em relação aos túneis. Geralmente preferem “traçados acrobáticos”, atravessando montanhas, com inclinações acentuadas, muros de contenção elevados ou viadutos muito longos, e, por vezes, grandes trabalhos de consolidação (muito dispendiosos e nem sempre eficazes ao longo do tempo), de forma a atravessar zonas com taludes instáveis.

Numerosos exemplos de projetos incluindo túneis e variantes de traçado concebidos no âmbito de uma abordagem global do “sistema” quando comparados com abordagens que rejeitam sistematicamente a construção de túneis demonstram que:

• as poupanças, em termos dos custos de construção, podem atingir entre 10 e 25% nas áreas montanhosas,
• podem ser alcançadas poupanças importantes ao nível dos custos de exploração e de manutenção. A fiabilidade do itinerário pode ser melhorada, em particular em zonas de instabilidade ou com declives ativos, ou sujeitas a condições climatéricas severas,
• o impacte ambiental é reduzido de forma muito significativa,
• o nível de serviço para os utentes é melhorado e as condições de exploração, particularmente no inverno (em países em que a queda de neve ocorre) são tornadas mais fiáveis graças à redução das inclinações exigidas pelas passagens nas montanhas.

A assessoria por parte de um perito externo permite mitigar a insuficiência ou a ausência de “cultura de túneis” e melhorar o projeto de forma significativa.

1.2.1.2 Países com tradição de construção e exploração de túneis

O conceito de "sistema complexo" raramente é integrado a montante, em detrimento da otimização global do projeto. Muito frequentemente, a “geometria” da nova infraestrutura é fixada por especialistas em traçado, sem qualquer integração do conjunto de restrições e de componentes do túnel.

Contudo, é essencial que todos os parâmetros e interações acima descritos no parágrafo 1.1 sejam tomados em consideração desde esta fase, designadamente:

• a geologia e hidrogeologia geral da área (ao nível do conhecimento disponível), bem como a apreciação preliminar das dificuldades de âmbito geológico e os riscos potenciais associados aos métodos, custos e duração da construção,
• as potenciais condições geotécnicas, hidrogeológicas, hidrográficas nos portais de entrada do túnel e ao longo dos acessos,
• os riscos e perigos ligados às condições invernais em países sujeitos a fortes quedas de neve, designadamente:
  • os riscos de avalancha ou de acumulação de neve transportada pelo vento e as possibilidades de proteção das estradas de acesso e dos portais de entrada contra estes riscos,
  • as condições de manutenção das estradas de acesso para garantir a fiabilidade do itinerário no caso de quedas de neve significativas. Esta disposição pode condicionar a cota altimétrica dos portais de entrada dos túneis, as inclinações máximas das estradas de acesso, e, se necessário, a área disponível para colocação e remoção de correntes na proximidade dos portais de entrada,
• as condições ambientais nos portais de entrada do túnel e nas estradas de acesso. O impacto pode ser significativo em ambiente urbano (designadamente por causa do ruído e da descarga de ar poluído), bem como em túneis interurbanos,
• a inclinação dos ramos de acesso:
  • o túnel menos dispendioso não é sempre o túnel menos extenso,
  • a supressão de uma via de lentos é difícil de gerir na proximidade de um portal de entrada, e a manutenção de tal via num túnel tem geralmente custos elevados,
  • a inclinação das estradas de acesso pode ter um impacto muito forte na capacidade da estrada, em termos de volume de tráfego e de viabilidade invernal.
• a possibilidade de dispor de galerias como acessos laterais (ventilação – evacuação e segurança – realização dos trabalhos em prazos mais curtos), ou como poços verticais ou inclinados (ventilação – evacuação e segurança),
  • estes pontos de acesso particulares, o respetivo impacto na superfície (em particular em ambiente urbano: espaço disponível – sensibilidade face à descarga de ar poluído - etc), a respetiva acessibilidade durante o ano todo (por exemplo, exposição a avalanchas) podem constituir importantes restrições à conceção do traçado em planta e em perfil longitudinal. De modo inverso, contribuem frequentemente para a otimização dos custos de construção e de exploração,
  • estes pontos de acesso particulares podem ter um impacto fundamental sobre os custos de construção e de exploração, e na dimensão do perfil transversal (otimização potencial da ventilação e do equipamento de evacuação),
• os métodos de construção que podem ter um impacto fundamental na conceção do traçado em planta e em perfil longitudinal, por exemplo:
  • o atravessamento por debaixo de um rio através de um túnel constitui um projeto fundamentalmente diferente de uma solução com recurso a caixões imersos pré fabricados,
  • as interações com um viaduto no portal de entrada do túnel,
  • o prazo de construção exigido pode ter um impacto direto no traçado, designadamente para permitir a condução a partir de ambos os portais de entrada no túnel, bem como no plano intermédio, através de galerias,
• as caraterísticas geométricas do traçado e o perfil longitudinal do túnel, em relação aos quais é necessário, também, integrar os seguintes elementos:
  • limitação das inclinações, que têm um impacto fundamental no dimensionamento do sistema de ventilação e na redução da capacidade em termos de volume de tráfego do túnel,
  • as condições hidráulicas do escoamento das águas subterrâneas durante o período de construção e exploração, que afetam o traçado em perfil longitudinal,
  • a visão lateral reduzida (a construção de larguras adicionais é muito dispendiosa), o que requer uma análise específica das condições de visibilidade e uma vigilância particular da escolha dos raios das curvas do traçado em planta,
  • a escolha criteriosa dos raios do traçado, de forma a evitar variações abruptas das inclinações, e respetivos impactos nos sistemas de recolha e escoamento das faixas de rodagem, interações com galerias para a instalação de cabos,  tubagens para o combate a incêndios, que podem inclusivamente conduzir ao aumento da dimensão do perfil transversal,
• todas as restrições habituais relacionadas com a ocupação do subsolo, nomeadamente em ambiente urbano: metropolitanos – parques de estacionamento - fundações – estruturas sensíveis a assentamentos,
• os custos de construção e exploração:
  • o túnel menos dispendioso não é necessariamente o túnel menos extenso,
  • um investimento adicional em engenharia civil pode ser mais económico em termos globais ao longo da vida do túnel se permitir a redução dos custos de construção, exploração, manutenção e reparação pesada (nomeadamente a nível da ventilação), ou se tornar possível adiar, por vários anos, a saturação da capacidade de tráfego (impacto da inclinação no túnel e nos acessos),
• a coordenação entre os traçados (traçado em planta e perfil longitudinal) deve ser cuidadosamente estudada num túnel, de forma a favorecer o nível de conforto e a segurança dos utentes. O efeito visual das alterações de inclinação do traçado em perfil longitudinal, designadamente em pontos elevados, é salientado pelo campo visual limitado do túnel e pela iluminação,
• as condições de exploração com tráfego uni ou bidirecional têm de ser consideradas na conceção do traçado, nomeadamente:
  • as condições normais de visibilidade e de legibilidade,
  • a possibilidade de encontrar acessos laterais (galerias) ou acessos verticais (poços), designadamente para: otimização da ventilação e do perfil transversal, a melhoria da segurança (evacuação dos utentes e acesso das equipas de emergência, evitando a construção dispendiosa de uma galeria lateral),
• o traçado na proximidade dos portais de entrada e saída:
  • os portais de entrada e saída do túnel constituem pontos de transição únicos, e torna-se necessário tomar em consideração o comportamento humano e as condições fisiológicas. É essencial conservar a continuidade geométrica para que o utente mantenha a sua trajetória instintiva,
  • um túnel retilíneo não é desejável, em particular na aproximação do portal de saída. Pode ser necessário reforçar a iluminação da saída a longa distância,
• os nós de ligação subterrâneos ou muito próximos dos portais do túnel:
  • devem-se evitar os nós de ligação muito próximos dos portais, dentro ou fora do túnel,
  • se forem inevitáveis, deve-se efetuar uma análise detalhada para determinar todas as restrições e as consequências específicas a tomar em consideração (traçado – perfil transversal – vias de acesso ou de saída – risco de refluxo de tráfego – evacuação – ventilação - iluminação - etc), para assegurar a segurança em todas as circunstâncias.

1.2.2 O perfil transversal funcional

1.2.2.1 As questões

O perfil transversal funcional constitui a segunda fase principal do projeto de um túnel, após a seleção do traçado. Tal como na primeira fase, a abordagem “sistema complexo” deve ser tomada em consideração de uma forma muito cuidadosa, iniciada o mais a montante possível e conduzida por uma equipa multidisciplinar experiente. Todos os parâmetros e interações descritos no Um sistema complexo deverão ser considerados.

Esta segunda fase (perfil transversal funcional) não é independente da primeira fase (traçado), e deve obviamente incorporar as disposições daí resultantes. As duas fases são interdependentes e estreitamente ligadas entre si.

Adicionalmente, conforme mencionado acima no parágrafo 1.1.2.2, os processos referentes às duas primeiras fases é iterativo e interativo. Não existe uma abordagem matemática direta que dê uma resposta única à análise do “sistema complexo”. Não só não existe uma resposta única como o número de boas respostas é limitado e o número de más respostas é grande. A experiência da equipa multidisciplinar é essencial para que seja encontrada uma boa solução rapidamente.

Os exemplos acima referidos no parágrafo 1.2.1 demonstram que as disposições referentes ao "perfil transversal funcional" podem ter um forte impacto na conceção dos traçados em planta e em perfil longitudinal.

A experiência mostra que a análise relativa ao “perfil transversal funcional” é muitas vezes incompleta e limitada às disposições da engenharia civil,  o que conduz  inevitavelmente a:

• nos casos mais favoráveis, um projeto que não é otimizado dos pontos de vista funcional, operacional e financeiro. A experiência mostra que otimizações potenciais podem atingir, em casos excecionais, 20% dos custos de construção,
• nos casos mais frequentes, não existir uma consideração adequada das funções, das restrições e dos impactos no projeto. Estas funções terão de ser integradas nas fases subsequentes do projeto, através da implementação de soluções tardias e, frequentemente, dispendiosas,
• nos piores casos, existirem erros de projeto fundamentais com um impacto irremediável e permanente no túnel, nas suas condições de exploração e de segurança, bem como nos inerentes custos de construção e de exploração.

1.2.2.2 Disposições principais

Os principais parâmetros do “perfil transversal funcional” são:

• o volume de tráfego – a natureza do tráfego – o modo de exploração – túnel urbano ou não urbano, de forma a determinar:
  • o número e a largura das vias, de acordo com o tráfego e o tipo de veículos admitidos no túnel,
  • o pé direito (de acordo com o tipo de veículos),
  • a berma pavimentada, a via de paragem de emergência ou estacionamento, de acordo com o volume de tráfego, o modo de exploração, i.e., uni ou bidirecional, a taxa estatística de avarias,
  • um possível separador central e a respetiva largura, no caso de exploração bidirecional,
• a ventilação tem um impacto fundamental que depende:
  • do sistema de ventilação selecionado, ele próprio dependente de muitos outros parâmetros (ver Ventilação),
  • do espaço necessário para as condutas de ventilação, para a instalação de ventiladores axiais, ventiladores, condutas secundárias e de todos os outros equipamentos de ventilação,
• a evacuação dos utentes e o acesso das equipas de emergência e socorro, que dependem de vários fatores, são detalhados no Infraestruturas específicas
• o comprimento e o declive do túnel. Estes parâmetros intervêm de uma forma indireta através da ventilação, dos conceitos de acesso e de segurança,
• as redes e o equipamento de exploração são, também, frequentemente fatores determinantes do dimensionamento do perfil transversal funcional, tendo em conta o seu número, o espaço que requerem, as proteções necessárias associadas para garantir a segurança ao nível do funcionamento do túnel, e o espaço relativamente limitado sob os passeios e as bermas pavimentadas para a sua implantação. Estão em causa principalmente as seguintes redes, devido ao impacto causado pela sua dimensão:
  • sistema(s) separado(s) ou combinado(s) de esgotos – recolha de líquidos poluídos da plataforma e sifões associados. A ausência de variação no declive transversal, associada às condições do traçado (ver § 1.2.1.2) permite uma simplificação e uma otimização do perfil transversal funcional,
  • rede de abastecimento de água para o sistema de combate a incêndios, bocas de incêndio e, se necessário, a respetiva proteção contra o congelamento,
  • todas as redes de cabos de energia elétrica de alta e média tensão, bem como de baixa tensão. É necessário tomar em consideração, por um lado, os cabos necessários no momento da abertura ao tráfego do túnel e a sua proteção, ou resistência, contra incêndios, bem como as disposições que permitam a sua substituição parcial ou total, e, por outro lado, as disposições para o acréscimo inevitável de outras redes ao longo da vida do túnel,
  • as necessidades específicas a curto e médio prazo de redes externas suscetíveis de atravessarem o túnel,
  • todas as interações entre redes e as necessidades (técnicas ou legais) de espaçamento entre algumas redes,
  • toda a sinalização para exploração: sinalização e mensagens – sinais de controlo de via – painéis de mensagens variáveis – indicações regulamentares – indicações de segurança – indicações direcionais,
• interfaces funcionais localizados: subestações subterrâneas – central de ventilação subterrânea – nichos de segurança – abrigos – etc. É necessário tomar em consideração as disposições para exploração e manutenção, e, especificamente, a construção de locais de estacionamento para intervenções de manutenção e a segurança das equipas operacionais,
• os métodos de construção e as condições geológicas têm um impacto na secção transversal funcional (independentemente do dimensionamento das estruturas de engenharia civil), por exemplo:
  • o atravessamento debaixo de água mencionado na secção 1.2.1.2. A solução com recurso a caixões imersos pré fabricados permite uma conceção muito diferente do sistema de ventilação, das galerias de evacuação ou do acesso das equipas de emergência, em comparação com os equipamentos resultantes de uma solução de travessia através de um túnel escavado,
  • um túnel realizado por uma tuneladora torna disponíveis algumas superfícies, sob a plataforma, que podem ser usadas, por exemplo, para a ventilação, a evacuação dos utentes ou o acesso dos serviços de emergência. Isto pode permitir otimizações (remoção de galerias de ligação ou de galerias paralelas), o que pode ser muito importante do ponto de vista financeiro, se o túnel estiver localizado abaixo do nível freático em materiais permeáveis.

1.2.3 Segurança e Exploração

1.2.3.1 Disposições gerais

As recomendações da AIPCR/PIARC são numerosas nos domínios da segurança e da exploração, para a realização de estudos de segurança, de organização de ações de exploração e de emergência, tal como as disposições relativas à exploração. O leitor é convidado a retomar este tema no Capítulo Segurança e Capítulo Fatores humanos).

O presente capítulo trata, em primeiro lugar, das interfaces segurança/exploração no âmbito do “sistema complexo”. O quadro da secção 1.1.5.2 indica o grau de interdependência de cada parâmetro em relação aos vários subconjuntos do projeto.

Há um determinado número de parâmetros que têm um impacto fundamental logo desde as fases a montante do projeto. Devem ser analisados desde as primeiras fases da conceção e lidar em particular com:

• volume de tráfego – natureza do tráfego (urbano, não urbano) – natureza dos veículos (possibilidade de túnel exclusivo para uma dada categoria de veículos) – transporte ou não de mercadorias perigosas,
• evacuação dos utentes e acesso das equipas de emergência,
• ventilação,
• comunicação com os utentes – sistema de supervisão.

Estes parâmetros fundamentais para a conceção do túnel são também fatores essenciais a considerar na “análise de perigos”, e nos esboços do “plano de intervenção das equipas de emergência”. É esta a razão pela qual é essencial que uma “análise preliminar dos riscos”, associada a um esboço preliminar de um “plano de resposta de emergência”, devam ser desenvolvidas nas fases iniciais dos estudos. Esta análise permite descrever melhor as especificidades da obra em apreço, o caderno de encargos funcional e as especificações de segurança que deve respeitar. Contribui, igualmente, para uma análise do valor da conceção da obra e para a sua otimização, tanto técnica como financeira.

Estes parâmetros e os seus impactos são detalhados nos parágrafos seguintes

1.2.3.2 Parâmetros relacionados com o tráfego e a sua natureza

Estes parâmetros têm um impacto fundamentalmente a nível do perfil transversal funcional (Ver 1.2.2), e através deste, têm um impacto parcial no traçado:

• o volume de tráfego tem implicações sobre o número de vias, a ventilação e a evacuação. Tem também implicações sobre o impacto de veículos avariados e a respetiva gestão quando parados: a exigência de dispor ou não de vias de paragem laterais, de estacionamentos e a organização de ações específicas de intervenção,
• a natureza do tráfego, o tipo de veículos e a sua distribuição têm implicações a nível do conceito de evacuação (passagens transversais, galerias de evacuação, respetivos dimensionamentos e espaçamento) de acordo com a quantidade de pessoas a serem evacuadas,
• os túneis exclusivos para determinadas categorias de veículos tem implicações em termos da dimensão das vias, do pé direito e da ventilação,
• a passagem ou não de mercadorias perigosas tem um impacto importante no sistema de ventilação, no “perfil transversal funcional”, nos dispositivos de recolha de líquidos, nos itinerários de desvio, no ambiente dos portais do túnel ou das chaminés da ventilação, na proteção das estruturas em relação às consequências de um incêndio de grandes dimensões, bem como sobre a evacuação e a organização  dos serviços de emergência e a dotação dos serviços de socorro em termos de meios e materiais específicos.

1.2.3.3 Evacuação dos utentes – acessibilidade das equipas de emergência

Trata-se de um parâmetro fundamental relativo às disposições funcionais e ao projeto geral. Este parâmetro tem, também, em geral uma incidência sobre o traçado (saídas diretas para o exterior) e as disposições ao nível da construção: passagens transversais – galeria inferior – galeria paralela – abrigos ou refúgios temporários ligados a uma galeria.

A sua análise exige uma abordagem integrada com o projeto da ventilação (nomeadamente a ventilação em caso de incêndio), o volume de tráfego, a análise dos riscos, o esboço do plano da resposta de emergência (nomeadamente a investigação dos cenários ventilação / intervenção) e os métodos de construção.

É necessário, do ponto de vista funcional, definir os caminhos, as respetivas caraterísticas geométricas e o espaçamento, de forma a assegurar os fluxos de pessoas com e sem mobilidade reduzida.

É essencial assegurar a homogeneidade, a legibilidade e o caráter acolhedor e tranquilizante  destas instalações. Deve-se ter presente que as mesmas se destinam a ser utilizadas por pessoas em situação de tensão (acidente - incêndio), na fase de auto evacuação (antes da chegada dos serviços de emergência). A utilização destas instalações deve revestir-se de um caracter natural, simples, eficiente e tranquilizador, de forma a evitar a transformação do estado de tensão em estado de pânico.

1.2.3.4 Ventilação

As instalações de ventilação projetadas como sistema de “ventilação longitudinal” puro têm um impacto diminuto no “perfil transversal funcional” ou no “traçado”.

Tal não é o caso das instalações de “ventilação longitudinal” equipadas com uma conduta de extração de fumo, ou de sistemas de “ventilação transversal”, sistemas “semi transversais” ou “semi longitudinais”, sistemas “mistos” ou de sistemas de ventilação incluindo abrigos ou galerias intermédias que permitam extrair e descarregar ar no exterior, para além dos portais do túnel. Todas estas instalações têm um impacto muito importante no “perfil transversal funcional”, no “traçado” e em todas as estruturas subterrâneas adicionais.

As instalações de ventilação na zona de circulação de veículos são fundamentalmente projetadas com o objetivo de:

• proporcionar condições saudáveis dentro do túnel, através da diluição da poluição atmosférica de forma a manter as concentrações a níveis inferiores aos exigidos nas recomendações feitas por regulamentações nacionais,
• garantir a segurança dos utentes em caso de incêndio dentro do túnel, através de uma extração de fumos eficiente, até à sua evacuação para fora da zona de circulação de veículos,

As instalações de ventilação podem, igualmente, desempenhar funções adicionais:

• limitar a poluição atmosférica nos portais do túnel, através de uma melhor dispersão do ar poluído, ou através do tratamento do ar antes da descarga fora do túnel,
• comportar estações subterrâneas de tratamento do ar poluído tendo em vista a sua reutilização no túnel. Estas instalações existem em túneis urbanos ou em túneis não urbanos muito extensos. Trata-se de tecnologias complexas e dispendiosas, que exigem muito espaço e uma manutenção considerável,
• no caso de incêndio, contribuir para limitar a temperatura no interior do túnel, de forma a reduzir a deterioração da estrutura através dos efeitos térmicos.

As instalações de ventilação não se limitam à zona de circulação de veículos. Dizem também respeito:

• às galerias de ligação entre as galerias principais,
• às galerias de evacuação ou aos abrigos usados pelos utentes em caso de incêndio,
• aos espaços ou às instalações técnicas situados dentro do túnel ou fora, perto dos portais do túnel, que requeiram renovação do ar, ou a gestão e controlo da temperatura do ar (aquecimento ou climatização em função das condições geográficas).

As instalações de ventilação devem ser concebidas de forma a poderem:

• adaptar-se, de maneira rápida e dinâmica, às numerosas condições em que são operadas, por forma a lidar com:
  • constrangimentos climáticos, nomeadamente com diferenças de pressão significativas e flutuantes entre os portais em túneis de montanha extensos,
  • regimes de funcionamento variáveis para a gestão do fumo em caso de incêndio, em função especialmente do desenvolvimento do incêndio, depois da sua regressão, bem como ao longo do período do incêndio, de forma a adequar-se às estratégias progressivas de combate ao fogo em cada fase como a evacuação, o combate ao incêndio, a preservação das estruturas, etc.
• apresentar uma capacidade de evolução suficiente para conseguirem adaptar-se à evolução do tráfego (volume - natureza), à diminuição dos níveis de poluição admissíveis e a diversas condições de exploração, ao longo da vida do túnel.

1.2.3.5 – Comunicação com os utentes - supervisão

A comunicação com os utentes tem um impacto importante no “perfil transversal funcional” através da sinalização.

Os outros impactos importantes não se referem ao conjunto do “sistema complexo”. Dizem respeito ao subsistema relativo ao equipamento de exploração, em particular a monitorização à distância, a deteção, as comunicações, a gestão de tráfego, o controlo e a supervisão, bem como a organização da evacuação.

1.2.3.6 – Requisitos específicos de exploração

A operação de um túnel e a intervenção das equipas de manutenção podem exigir disposições específicas para permitir que as intervenções se realizem com todas as condições de segurança e reduzir as restrições ao tráfego.

Estas disposições respeitam, por exemplo, à disponibilização de estacionamentos em frente das instalações subterrâneas que necessitem de intervenções regulares de manutenção, à acessibilidade aos materiais para a sua substituição e manutenção (nomeadamente material pesado ou que ocupe muito espaço).

1.2.4 O equipamento de exploração

Esta secção não tem como objetivo descrever, em pormenor, os equipamentos e as instalações da exploração, a sua função e a sua conceção. Estes elementos encontram-se definidos nas recomendações do presente "Manual de Túneis Rodoviários", bem como nos manuais ou recomendações nacionais listados abaixo na secção 1.6.

O objetivo desta secção  é chamar a atenção de donos de obra e projetistas para as questões específicas distintivas dos equipamentos e instalações de exploração de túneis.

1.2.4.1 Escolhas estratégicas

O equipamento de exploração deve permitir ao túnel cumprir a sua função de garantir a passagem do tráfego e de satisfazer a dupla missão de proporcionar aos utentes um bom nível de conforto e de segurança quando atravessam o túnel.

Os equipamentos de exploração devem ser adequados à função do túnel, à sua localização geográfica, às caraterísticas intrínsecas, à natureza do tráfego, às infraestruturas a montante e a jusante do túnel, às questões fundamentais relativas à segurança e à organização da emergência, bem como à regulamentação e ao ambiente cultural e socioeconómico do país em que o túnel se situa.

Uma quantidade exagerada de equipamentos de exploração não contribui, de forma direta, para a melhoria do nível de serviço, de conforto e de segurança de um túnel. Tal melhoria exige níveis de manutenção acrescidos e um aumento da intervenção humana, os quais, caso não se verifiquem, podem conduzir a uma redução da fiabilidade do túnel e do respetivo nível de segurança. A sobreposição ou o excesso de dispositivos é, igualmente, inútil. Os equipamentos devem ser adequados, complementares, por vezes redundantes (para as funções essenciais de segurança) e formar um todo coerente.

Os equipamentos de exploração são “vivos”:

• requerem um regime de cuidados e de manutenção rigorosos, recorrentes e adequados ao seu nível tecnológico. A sua manutenção tem custos e exige recursos humanos qualificados, bem como meios financeiros recorrentes e adaptados ao longo de toda a vida do túnel. A falta de manutenção (ou a manutenção insuficiente) conduz a grandes disfuncionalidades, à falha dos equipamentos e, consequentemente, a que seja posta em causa a função do túnel e a segurança dos utentes. A manutenção dos equipamentos quando a obra se encontra aberta ao tráfego é, frequentemente, difícil e muito restritiva. As disposições a adotar devem ser tidas em consideração desde a conceção das instalações. Neste sentido, a “arquitetura” dos sistemas, o seu projeto e instalação têm de ser concebidos de forma a limitar o impacto das disfunções sobre a disponibilidade e a segurança do túnel, bem como o impacto relativo às intervenções de manutenção e de renovação das instalações,
• a sua “vida útil” é variável: entre dez e trinta anos em função da respetiva natureza, robustez, condições às quais estão expostos, bem como à organização e qualidade da manutenção. Devem, pois, ser substituídos com regularidade, o que requer financiamentos adequados,
• a evolução tecnológica torna, frequentemente, inevitável a substituição de equipamentos com tecnologias avançadas, devido à obsolescência tecnológica e à impossibilidade de obtenção de peças sobressalentes,
• Os equipamentos devem evidenciar a sua adaptabilidade para ter em consideração a evolução do túnel e do seu enquadramento.

Todas estas considerações conduzem a escolhas estratégicas, das quais as principais são:

• definir os equipamentos necessários de acordo com as necessidades reais do túnel, sem ceder à tentação de acumular dispositivos. A análise de risco combinada com uma «engenharia de valor» constituem ferramentas poderosas que permitem a racionalidade da escolha dos equipamentos necessários. Esta abordagem permite, também, dominar a complexidade dos sistemas, a qual constitui frequentemente uma fonte de atrasos, de sobrecustos e de disfunções fundamentais, se tal complexidade não for gerida com uma organização rigorosa e competente,
• privilegiar a qualidade e a robustez do equipamento, de forma a reduzir a necessidade e frequência da manutenção e as dificuldades decorrentes de intervenções quando a obra se encontra aberta ao tráfego. Isto poderá traduzir-se num sobrecusto inicial, o qual é, no entanto, largamente compensado durante o período de exploração,
• verificar a qualidade e o desempenho dos equipamentos em cada fase do projeto, fabrico, testes de aceitação em fábrica, instalação no local e testes de aceitação no local. A experiência mostra que numerosos equipamentos são deficientes e não satisfazem os objetivos, devido à falta de uma organização rigorosa e de controlos eficientes,
• escolher tecnologias adequadas às condições climáticas e ambientais a que os equipamentos estão sujeitos, bem como às condições socio culturais (deficiência do conceito de manutenção nalguns países), e às condições tecnológicas e técnicas, bem como à organização dos serviços,
• tomar em consideração os custos de operação, em particular os custos energéticos, logo desde a conceção das instalações e a escolha do equipamento. Estes custos são recorrentes ao longo da vida do túnel. As instalações de ventilação e de iluminação são, em geral, as maiores consumidoras de energia. Deve ser dada uma atenção especial a este aspeto desde as fases preliminares de projeto,
• tomar em consideração, logo desde as fases preliminares de projeto e de análise do financiamento:
  • a necessidade de implementar, organizar, formar e treinar equipas dedicadas à exploração e à intervenção, por um lado, e, por outro lado, à limpeza e à manutenção,
  • as restrições às intervenções de manutenção com o túnel em serviço, e os consequentes custos de operação, de manutenção e de renovação,
• tomar em consideração, na organização geral e na programação do projeto de um túnel novo, o tempo necessário para recrutar e treinar as equipas, para realizarem testes, bem como ensaiar todos os sistemas (período de 2 a 3 meses), para realizar exercícios e manobras no local envolvendo todas as partes externas intervenientes (em particular os serviços de emergência e os bombeiros) para familiarização de todos com as particularidades do túnel.

1.2.4.2 – Recomendações chave relativas aos principais equipamentos

1.2.4.2.a Energia – fontes de energia – distribuição elétrica

As fontes de energia elétrica são indispensáveis ao funcionamento dos equipamentos dos túneis. Os túneis grandes podem exigir uma potência de vários MW (megawatts), a qual poderá não estar sempre disponível no local. Devem ser tomadas disposições específicas desde as primeiras fases do projeto, de forma a reforçar e a tornar mais fiáveis as redes existentes o que frequentemente passa por instalar novos ramais. O abastecimento de energia elétrica é essencial à exploração do túnel. É também indispensável para a sua construção.

O abastecimento e a distribuição da energia elétrica dentro do túnel devem satisfazer:

• as necessidades de potência elétrica,
• uma alimentação de energia fiável,
• um sistema de distribuição de energia fiável, redundante e protegido: redundância e interligações das redes de distribuição – transformadores em paralelo – cabos localizados dentro de canais técnicos com câmaras de visita protegidas contra incêndios.

Cada túnel constitui um caso particular e tem de ser sujeito a uma análise específica em função do seu posicionamento geográfico, do contexto das redes elétricas existentes, das condições de abastecimento elétrico (prioridade ou não prioridade), da possibilidade de se aumentar ou não a potência e a fiabilidade das redes públicas existentes, dos riscos próprios do túnel, bem como das condições de intervenção dos serviços de emergência.

As instalações devem ser concebidas de acordo com a análise efetuada, e os procedimentos de exploração devem ser implementados de acordo com a fiabilidade do sistema e as escolhas adotadas durante a fase de projeto.

Os objetivos relativos à segurança, no caso de corte do abastecimento de energia, são:

• abastecimento de emergência imediato, sem interrupção, durante um período de cerca de meia a uma hora de todos os seguintes equipamentos de segurança (em função do túnel e das condições de evacuação):
  • nível mínimo de iluminação – sinalização – monitorização por televisão em circuito fechado – telecomunicações – transmissão de dados e SCADA – sensores e detetores variados (poluição – incêndio – incidentes – etc.),
  • abastecimento de energia a nichos de segurança, percursos de evacuação e abrigos,
  • esta função é normalmente assegurada por sistemas de alimentação ininterrupta (Uninterruptible Power Supply (UPS)) ou, em certos casos, por geradores a diesel, capazes de restabelecer o fornecimento de energia imediatamente,
• em função do túnel, da localização urbana ou rural e dos riscos incorridos, podem ser fixados objetivos adicionais de CMO (Condições Mínimas de Operação) por forma a que seja assegurado o abastecimento elétrico do seguinte equipamento, e desde que sejam implementados procedimentos específicos durante todo o período do corte do abastecimento de energia. Por exemplo: abastecimento de energia de emergência do sistema de ventilação (por geradores ou por abastecimento externo complementar) compatível com um cenário de incêndio de veículos ligeiros, suspendendo-se a passagem de veículos pesados temporariamente.

As disposições geralmente implementadas relativas ao abastecimento de energia elétrica são as seguintes:

• abastecimento elétrico de emergência a partir da rede pública:
  • 2 a 3 abastecimentos a partir da rede elétrica pública, com ligações a segmentos da rede de alta ou de média tensão. Comutação automática entre “abastecimento normal” e “abastecimento de emergência” dentro da subestação/posto de transformação de eletricidade do túnel com a interrupção do abastecimento elétrico a algum equipamento, caso seja necessário, se o abastecimento externo de emergência for insuficiente,
  • não utilização de geradores a diesel,
  • instalação de um sistema de alimentação ininterrupta de emergência.
• abastecimento por sistema sem buffer a partir da rede pública:
  • um único abastecimento a partir da rede pública,
  • geradores a diesel aptos a fornecer parte do abastecimento em caso de interrupção da principal fonte de abastecimento externa, e implementação de CMO com procedimentos particulares,
  • instalação de um sistema de alimentação ininterrupta de emergência.
• autonomia plena do abastecimento elétrico – abastecimento externo não disponível:
  • a rede pública não é capaz de fornecer a eletricidade necessária ou não é fiável. O túnel fica, então, completamente autónomo. A energia é inteiramente fornecida através de um conjunto de geradores a diesel funcionando em simultâneo. É instalado um gerador adicional para o caso de um dos outros falhar,
  • possível instalação de um sistema de alimentação elétrica ininterrupta (UPS), se o nível de fiabilidade dos geradores for considerado insuficiente, ou por razões de segurança.

1.2.4.2.b Ventilação

As recomendações da AIPCR/PIARC são numerosas neste campo e constituem as referências internacionais fundamentais para a conceção e o dimensionamento das instalações de ventilação. Em complemento ao referido na secção 1.2.3.4 acima, o leitor deve reportar-se para este efeito à Secção Ventilação.

Contudo, deve ser relembrado que, apesar de a ventilação constituir um dos equipamentos fundamentais para assegurar a saúde, o conforto e a segurança dos utentes num túnel, é apenas um dos elos do sistema, no qual os utentes, os operadores e as equipas de socorro e de emergência constituem os elementos mais importantes, pelo seu comportamento, competências e capacidade de ação.

As instalações de ventilação são insuficientes para, de forma isolada, responderem a todos os cenários, e para satisfazerem todas as funções que possam ser assumidas, especialmente no que se refere ao tratamento do ar e à proteção do ambiente.

A relevância da escolha de um sistema de ventilação e do seu dimensionamento exigem uma vasta experiência, a compreensão do fenómeno complexo da mecânica de fluidos em ambiente fechado, associadas às fases sucessivas de desenvolvimento de um incêndio, à propagação, à radiação e às trocas térmicas, bem como ao desenvolvimento e à propagação de gases tóxicos e de fumo.

As instalações de ventilação são, em geral, consumidoras de energia e deve ser dada particular atenção à otimização do seu dimensionamento e da sua exploração, utilizando, por exemplo, sistemas especializados.

As instalações de ventilação podem ser muito complexas, e a gestão adequada em caso de incêndio pode exigir a implementação de sistemas automatizados que permitam gerir e dominar a situação de uma forma mais eficiente do que a gestão feita por um operador sob stress.

Tal como indicado acima na secção 1.2.3.4, as instalações de ventilação devem, acima de tudo, satisfazer os requisitos a nível de saúde e higiene, em condições normais de exploração e os objetivos de segurança, em caso de incêndio.

Robustez, fiabilidade, adaptabilidade, longevidade e otimização do consumo energético constituem os principais critérios de qualidade que as instalações de ventilação devem satisfazer.

1.2.4.2.c Equipamento adicional às instalações de ventilação

Há dois tipos de equipamento complementar dos sistemas de ventilação que são, frequentemente, objeto de fortes solicitações por parte dos interessados (stakeholders), associações de moradores ou grupos de pressão:

• instalações de tratamento do ar,
• sistemas fixos de extinção de  incêndios.

A. Instalações de tratamento do ar. A Secção Impacto dos túneis na qualidade do ar exterior trata desta questão e o leitor é convidado a consultá-la.

A implementação de instalações de tratamento do ar constitui uma solicitação recorrente por parte das associações de defesa de moradores em áreas urbanas. Estes sistemas, normalmente instalados no subsolo, são muito dispendiosos, tanto a nível da construção, como da exploração e manutenção. São também  grandes consumidores de energia.

Até à data, os resultados obtidos com estes sistemas estão longe de serem convincentes, tendo em atenção nomeadamente a importante redução de poluição na fonte (quer dizer, nos veículos) e a dificuldade destes sistemas procederem ao tratamento das concentrações muito baixas de poluentes que se encontram  num túnel, contidos em grandes volumes de ar. Consequentemente, muitos sistemas instalados nos últimos dez anos, já não estão operacionais.

O futuro das instalações de tratamento de ar é muito incerto nos países em que existe uma regulamentação crescentemente restritiva, que imponha reduções cada vez mais rigorosas das emissões poluentes na fonte.

B. Sistema fixo de extinção de incêndio (coluna). A Secção Sistemas fixos de combate ao incêndio trata desta questão e o leitor é convidado a consultá-la.

As tecnologias são numerosas e respondem a critérios diversificados: combate a incêndio – circunscrição do incêndio – redução da radiação térmica e da temperatura para os utentes próximos do incêndio – preservação da estrutura do túnel contra a degradação produzida pelas temperaturas elevadas, etc.

Estes sistemas, embora apresentem aspetos positivos, apresentam também aspetos negativos relacionados, nomeadamente, com a deterioração das condições de visibilidade, se forem ativados logo desde o início do incêndio. A utilização de um sistema fixo de extinção de incêndio requer uma abordagem coerente de todos os aspetos relacionados com a segurança dos utentes, bem como das estratégias de ventilação e de evacuação.

A decisão relativa à implementação ou não destes sistemas é complexa e tem consequências importantes. Deve ser objeto de uma reflexão profunda relativa às condições específicas da obra em causa e ao valor acrescentado obtido através da implementação do sistema. Não deve ser tomada por influência de uma moda ou de um grupo de pressão.

Um sistema fixo de extinção de incêndio requer a implementação de medidas de manutenção relevantes e a realização de testes de funcionamento, frequentes e regulares, sem os quais não é possível assegurar a respetiva fiabilidade.

1.2.4.2.d Iluminação

As recomendações da CIE (Comissão Internacional de Iluminação) têm sido criticadas pela AIPCR/PIARC devido aos elevados níveis de iluminação a que frequentemente conduzem. O leitor poderá reportar-se ao relatório técnico publicado pelo CEN (Comité Europeu de Normalização), o qual apresenta vários métodos, entre os quais o da CIE.

A iluminação é um recurso fundamental para assegurar o conforto e a segurança dos utentes num túnel. Os objetivos do nível de iluminação devem ser adaptados à localização geográfica do túnel (urbano ou não), às suas caraterísticas (curto ou muito extenso) e ao volume e natureza do respetivo tráfego.

O equipamento de iluminação consome muita energia e há desenvolvimentos em curso com vista a otimizar as suas caraterísticas e desempenho.

1.2.4.2.e Transmissão de dados – Supervisão - SCADA

O sistema SCADA (supervisory control and data acquisition) constitui o “sistema nervoso” e o “cérebro” do túnel, permitindo a recolha, transmissão e tratamento da informação, e, por outro lado, a transmissão do conjunto de instruções de funcionamento para o equipamento.

Este sistema requer uma análise meticulosa em conformidade com as condições específicas no interior do túnel, os equipamentos existentes, a organização e o modo de operação, o contexto dos riscos em que o túnel se localiza, bem como as disposições e os procedimentos implementados para as intervenções.

A organização da supervisão e do centro de controlo têm de ser analisados cuidadosamente, de acordo com o contexto específico do túnel (ou do conjunto de túneis), os meios humanos e materiais necessários, as missões a assumir, e a ajuda essencial que os  dispositivos automáticos e os sistemas especializados podem proporcionar aos operadores, em caso de incidente, permitindo não só reduzir e simplificar as suas tarefas como torná-las mais eficientes.

O estudo detalhado destes sistemas é demorado, delicado e requer uma metodologia muito rigorosa de desenvolvimento, de controlo em etapas sucessivas (em particular durante os ensaios), de testes, de controlos globais após a integração de todos os sistemas no local. A experiência mostra que os numerosos erros verificados nestes sistemas resultam das seguintes lacunas:

• especificações mal definidas, análise funcional insuficiente ou desconhecimento das condições e dos procedimentos operacionais,
• desenvolvimento demasiado tardio dos sistemas, o que reduz o tempo necessário para análises detalhadas, para a integração transversal ou para a tomada em consideração das condições específicas da operação do túnel,
• falta de rigor no desenvolvimento, ensaio, controlo e integração de todos os sistemas,
• não tomada em consideração do comportamento humano e dos princípios da ergonomia geral,
• falta de experiência em operação de túneis, na hierarquia de decisões a serem integradas e na cadeia lógica destas decisões na ocorrência de um incidente grave.

A Secção Sistemas de Supervisão deste manual resume todos estes diferentes aspetos.

1.2.4.2.f Comunicações via rádio – circuitos de sinal

Estes equipamentos incluem:

• rede telefónica de emergência,
• rede de rádio para as equipas de operação e os serviços de emergência. Canais de rádio para os utentes do túnel, através dos quais é possível transmitir informação e instruções relacionadas com a segurança,
• numerosos sensores para efetuar medições e deteções,
• rede de vídeo vigilância (CCTV).
• um sistema de DAI (Deteção Automática de Incidentes) está normalmente associado a um sistema de vídeo vigilância. O sistema de DAI requer um reforço do número de câmaras, de forma a tornar a deteção mais fiável e mais relevante.

1.2.4.2.g Sinalização

A sinalização é abordada na Secção Sinalização.

Mais do que no caso de outros equipamentos, o excesso de sinalização é prejudicial para os objetivos pertinentes a que se destina.

A legibilidade, a consistência, a homogeneidade e a hierarquia da sinalização (dando prioridade à sinalização de evacuação e de informação aos utentes) são aspetos a privilegiar na conceção da sinalização dentro do túnel e na sua proximidade.

Os painéis de mensagens fixas, a sinalização de afetação de vias, os painéis de mensagens variáveis, os semáforos e as luzes de paragem, a sinalização das saídas de emergência, a sinalização específica destas saídas, a sinalização de nichos de segurança, os dispositivos físicos para encerramento das vias (barreiras amovíveis), a sinalização horizontal e as bandas sonoras fazem parte dos dispositivos de sinalização. Asseguram parte da comunicação com os utentes.

1.2.4.2.h Dispositivos para  combate a incêndios

Os dispositivos para deteção de incêndios são localizados (deteção de incêndios nos postos de transformação subterrâneos ou nas salas técnicas) ou lineares (cabo termosensível) no interior dos espaços de circulação.

Há diversos tipos de  dispositivos relacionados com o combate a incêndios:

• instalações automáticas nas salas técnicas e nos postos de transformação subterrâneos,
• extintores de pó químico para utilização pelos condutores,
• instalações para os bombeiros: condutas de água e bocas de incêndio – condutas de espuma nalguns países. O volume dos reservatórios de água varia e depende da regulamentação local e das condições específicas do túnel.
• alguns túneis têm um sistema fixo de extinção de incêndio (coluna) (cf. § 1.2.4.2.c acima).

1.2.4.2.i Equipamentos vários

Podem ser instalados outros equipamentos, tendo em atenção os objetivos e as necessidades relativos a segurança, conforto e proteção da estrutura de cada obra. São exemplos desses equipamentos:

• as balizas luminosas inseridas nas paredes laterais ou nos lancis dos passeios,
• um corrimão ou um cabo fixo na parede lateral permitindo a movimentação dos bombeiros em segurança num ambiente cheio de fumo,
• a pintura das paredes laterais ou a instalação de painéis pré fabricados nas paredes laterais,
• os dispositivos para a proteção das estruturas contra os estragos resultantes de um incêndio. Estas disposições de proteção devem ser consideradas logo desde o início do projeto. Com efeito, as trocas térmicas (com o revestimento em betão ou com o pavimento) sofrem modificações durante um incêndio, pelo que o dimensionamento das instalações da ventilação deve refletir este facto,
• a gestão e o tratamento da água coletada do pavimento rodoviário dentro do túnel antes da sua descarga no meio ambiente,

as disposições para a medição das condições ambientais nos portais de entrada e de saída, associados a procedimentos operacionais específicos se os limites forem ultrapassado

1.3. Renovação – melhoria dos túneis existentes

• 1.3.1. Diagnóstico
• 1.3.2. Programa de renovação ou melhoria
• 1.3.3. Conceção e construção

A melhoria (entendida especialmente em termos de melhoria de segurança) e a renovação de túneis existentes e em operação, levantam problemas específicos de análise e de método. O grau de liberdade é menor do que em túneis novos, dado que é necessário tomar em consideração o espaço e as restrições existentes. Contudo, as tecnologias próprias de cada tipo de equipamento e a sua integração são idênticas.

A renovação e a melhoria de um túnel em operação resultam, frequentemente, num aumento do prazo e dos custos, na redução das condições de segurança durante as obras e em impactos menos controlados sobre o volume e as condições do tráfego. Estas desvantagens são frequentemente resultado de uma análise incompleta da situação existente, do estado real do túnel, das suas instalações e do seu ambiente, bem como de uma falta de estratégia e de procedimentos que pudessem reduzir as perturbações ao nível do tráfego.

A Secção Segurança nos túneis existentes  propõe uma metodologia para o diagnóstico da segurança em túneis existentes e o desenvolvimento de um programa de melhoria. Adicionalmente, a  Secção Operação durante manutenção e renovação apresenta questões específicas relacionadas com os trabalhos desenvolvidos em túneis em operação. As respetivas disposições permitem minimizar os problemas mencionados anteriormente.

Considera-se, contudo, oportuno chamar a atenção do leitor para pontos chave apresentados nas secções seguintes.

1.3.1. Diagnóstico

O diagnóstico detalhado e rigoroso de um túnel é uma fase essencial no processo de modernização ou de renovação. Infelizmente, esta fase é frequentemente negligenciada.

O diagnóstico físico de um túnel exige:

• determinar detalhadamente e descrever de forma precisa as funções e a geometria da estrutura,
• determinar, com detalhe, as condições e o estado da estrutura. Avaliar, em particular, a resistência ao fogo, as incertezas e os riscos potenciais, e elencar os testes ou ensaios que seria indispensável levar a cabo, com vista a criar uma base sólida para a realização de estudos detalhados,
• elencar todos os equipamentos existentes, as respetivas funções, o estado, a tecnologia inerente, as respetivas caraterísticas reais (são exigidos testes ou medições) e o stock de peças sobressalentes que possam estar disponíveis,
• avaliar o tempo de vida útil do equipamento mencionado anteriormente antes da sua substituição e identificar a disponibilidade ou não de peças sobressalentes no mercado (nomeadamente por causa da obsolescência tecnológica),
• conhecer os relatórios de manutenção ou de inspeção, as avarias do equipamento e as taxas de avaria.

Este diagnóstico físico deve ser complementado com um diagnóstico referente à organização, aos procedimentos de manutenção e de operação, bem como por um diagnóstico específico relativo a todos os documentos no âmbito da organização da segurança e das intervenções de socorro. Esta fase de diagnóstico pode, eventualmente, resultar na implementação de ações de formação dos vários intervenientes, de forma a melhorar as condições globais a nível da segurança do túnel no seu estado inicial, antes da renovação.

O diagnóstico deve ser seguido por uma análise do risco do túnel com base no seu estado real. Esta análise tem um duplo objetivo:

• avaliar se o túnel pode continuar em operação no estado atual antes da renovação ou se é necessário adotar disposições transitórias temporárias: restrição do acesso apenas a alguns veículos – reforço dos dispositivos de vigilância e intervenção – equipamento adicional - etc.,
• constituir um referencial do estado existente do ponto de vista das condições da segurança que permita aperfeiçoar o conteúdo do programa de renovação.

O diagnóstico tem de identificar (a fim de evitar descobertas tardias em fase de obra) se as instalações existentes, em princípio em condições de funcionamento, são suscetíveis de evolução, junção e de integração nas futuras instalações requalificadas (compatibilidade tecnológica – desempenho nomeadamente para a aquisição e transmissão de dados, dispositivos automáticos e SCADA).

1.3.2. Programa de renovação ou melhoria

O programa de renovação ou melhoria desenvolve-se em duas etapas.

1.3.2.1. Primeira etapa: elaboração do programa

A elaboração do programa resulta:

• do diagnóstico detalhado descrito anteriormente,
• da análise de risco desenvolvida, considerando o estado inicial do túnel,
• das lacunas verificadas relativamente a questões de segurança,
• da análise do que é possível realizar nos espaços existentes e nos potenciais alargamentos, de forma a possibilitar a modernização do túnel.

Tendo em consideração o ambiente físico do túnel e os espaços disponíveis, o programa de melhoria ótimo para a infraestrutura ou para os equipamentos poderá não ser possível de executar em condições razoáveis e poderá ser necessário restringir o mesmo. Este programa restrito poderá requerer a implementação de medidas de mitigação que assegurem que o nível de segurança exigido seja atingido de forma global, após a finalização dos trabalhos.

1.3.2.2. Segunda etapa: validação do programa

A validação do programa exige:

• o desenvolvimento de uma análise do risco baseada no estado final do túnel, após a introdução de melhorias, de forma a testar as novas disposições introduzidas pelo programa. Esta análise tem de ser efetuada com a mesma metodologia utilizada no estudo anterior relativo ao estado inicial. Permite, igualmente, uma pesquisa de otimizações,
• exame detalhado da viabilidade dos trabalhos a desenvolver no âmbito da melhoria ou da renovação nas condições de operação exigidas: por exemplo, interdição de fecho do túnel ou de restrições temporárias à circulação. No caso de incompatibilidade entre os objetivos do programa e os trabalhos necessários à sua implementação, verifica-se a necessidade de um processo iterativo. Esta iteração pode dizer respeito: 
  • ao próprio programa, na medida em que a adaptação do programa seja compatível, por um lado, com os objetivos de segurança, e, por outro lado, com a sua implementação nas condições de operação exigidas,
  • às condições de operação exigidas, que poderá ser necessário modificar, de forma a ser possível desenvolver materialmente as obras relativas ao programa de melhoria.

O programa de melhoria não requer, necessariamente, trabalhos físicos. Pode consistir, apenas, na modificação das funções do túnel ou das disposições de operação, como por exemplo:

• alteração da categoria de veículos autorizados a aceder ao túnel: interdição aos veículos pesados – interdição aos veículos de transporte de mercadorias perigosas,
• implementação de procedimentos específicos relativos a restrições ao tráfego: de forma permanente ou apenas durante as horas de ponta,
• túnel inicialmente operado nos dois sentidos de circulação, transformado para a implementação da circulação num único sentido,
• alteração dos meios de supervisão ou de intervenção.

.

1.3.3. Conceção e construção

A fase de conceção e construção consiste em traduzir o programa de renovação ou de melhoria para o formato de especificações técnicas e contratuais e na implementação das mesmas.

Esta fase requer uma análise muito detalhada:

• das sucessivas etapas de construção, do conteúdo de cada uma destas etapas, das sequências lógicas e prioritárias dos trabalhos a realizar,
• das condições de segurança dentro do túnel em cada fase da construção. Isto requer análises do risco parcial e a implementação, se necessário, de disposições de minimização: regulação do tráfego – restrições à circulação – patrulhamento – reforço dos meios de intervenção – etc. 
• das condições de tráfego dentro do túnel e na sua proximidade, com restrições temporárias ou parciais de acordo com as várias etapas dos trabalhos (disposições diferenciadas para os períodos diurnos e noturnos, para períodos normais ou de férias), com os potenciais desvios, com o impacto global no tráfego e nas condições de segurança nas áreas afetadas pelos trabalhos,
• de restrições e sujeições, prazos globais e parciais dos trabalhos, de forma a possibilitar, por um lado, a definição de especificações contratuais para os empreiteiros e, por outro, a implementação de todas as disposições temporárias e a proceder a uma campanha de informação junto dos utentes e residentes.

1.4. Etapas da “vida” de um túnel 

• 1.4.1. Conceção
• 1.4.2. Construção
• 1.4.3. Abertura ao tráfego
• 1.4.4. Operação

Arbitrarily the "tunnel life" may be broken down in several main stages whose essential stakes are:

1.4.1. Conceção

Esta é a fase mais importante da vida de um novo túnel. É decisiva em termos dos custos de construção e de operação, da segurança, bem como da gestão dos riscos técnicos e financeiros.

Esta etapa exige uma integração transversal de todas as interfaces do “sistema complexo” constituído pelo túnel. Esta integração tem de se verificar logo desde a fase inicial da conceção (cf. parágrafos acima).

Infelizmente, a experiência demonstra que isto raramente se verifica e que, frequentemente, a conceção de um túnel resulta de uma sucessão de etapas tratadas de forma independente. Embora de uma forma um pouco exagerada, verifica-se que:

• nem sempre a função é claramente definida,
• o traçado é projetado sem qualquer integração do túnel, das suas restrições ou do conjunto de possibilidades de otimização,
• a engenharia civil do túnel “resolve os problemas” do traçado imposto, com todas as consequências que podem ocorrer a nível dos custos de construção e de riscos,
• os equipamentos, o nível de segurança e a exploração são integrados de qualquer forma, e nem sempre de maneira harmoniosa ou ótima, com as opções feitas durante as etapas anteriores.

1.4.2. Construção

Do ponto de vista da engenharia civil, o aspeto mais importante é a gestão dos riscos técnicos (em particular dos geológicos) e de todas as consequências daí resultantes a nível dos custos de construção e dos prazos.

A reflexão relativa à gestão dos riscos de construção tem de ser efetuada desde a conceção. Esta reflexão deve ser aprofundada e partilhada com o dono de obra. As decisões no âmbito dos riscos devem ser desenvolvidas e documentadas de forma clara.

A decisão pela assunção de alguns riscos não constitui, necessariamente, um erro e não deve ser necessariamente proibida, porque pode corresponder a alguns imperativos, como por exemplo, um prazo reduzido, incompatível com a implementação de todas as investigações necessárias para a eliminação de todas as incertezas.

Não obstante, a decisão de assumir riscos deve resultar de uma reflexão profunda sobre:

• as consequências que podem daí resultar, as quais devem ser identificadas, analisadas e registadas de forma clara: atrasos – custos – impactos humanos e ambientais – segurança – prazos – etc.,
• as implicações efetivas desta decisão, as suas probabilidades de realização e o seu interesse efetivo.

Assumir um risco não deve ser o resultado de negligência ou incompetência por parte dos diversos intervenientes.

Do ponto de vista dos equipamentos de operação, destacam-se:

• todos os aspetos que podem otimizar a vida útil dos equipamentos, a respetiva fiabilidade e a facilidade de manutenção e conservação,
• a necessidade de uma ação rigorosa e de um controlo contínuo da funcionalidade, do desempenho e da qualidade dos equipamentos ao longo da fabricação dos seus componentes, bem como da montagem e instalação no local, até à altura dos testes parciais e globais após integração,
• o valor acrescentado à qualidade derivado da escolha do equipamento e do fornecedor, embora os custos de construção possam ser um pouco mais elevados. As eventuais poupanças associadas a custos iniciais mais reduzidos são frequente e rapidamente absorvidas por custos de manutenção mais elevados, por dificuldades de intervenção com tráfego em circulação e por restrições adicionais suportadas pelos utentes.

1.4.3. Abertura ao tráfego

Esta etapa da “vida” de um túnel é frequentemente subestimada e tida em consideração tardiamente. A etapa necessita de algum tempo, que muitas vezes não lhe é concedido, o que conduz a que a abertura ao tráfego do túnel se processe em condições pouco satisfatórias, ou mesmo em condições muito desprotegidas em termos de segurança.

Esta etapa inclui:

• a organização da operação e da manutenção,
• o desenvolvimento e o ajustamento de todos os procedimentos de operação, da manutenção, da intervenção e da segurança em condições normais de operação do túnel, bem como em condições degradadas (Condições Mínimas de Operação),
• o recrutamento e o treino do pessoal,
• o ensaio de todas as instalações, o qual não pode realizar-se antes de o equipamento estar totalmente concluído, testado e entregue (se for o caso, com disposições que exigem apenas intervenções corretivas menores),
• a prática, o treino e as manobras envolvendo todas as equipas de intervenção antes da abertura ao tráfego do túnel.

1.4.4. Operação

A principal missão consiste em assegurar:

• a gestão de todas as instalações, a manutenção e a reparação respetivas,
• a segurança e o conforto dos utentes.

Torna-se, também, necessário avaliar objetivamente a situação com algum distanciamento em relação às rotinas diárias, de forma a:

• obter retorno da experiência, adaptar os procedimentos, as condições de intervenção, o treino e as manobras de segurança,
• otimizar os custos de operação sem prejudicar o nível de serviço e a segurança,
• identificar, analisar, planear e realizar as grandes reparações, as renovações e as obras de modernização.

1.5. Custos de construção, operação, modernização – aspetos financeiros

• 1.5.1. Preâmbulo
• 1.5.2. Custos de construção
• 1.5.3. Custos de operação
• 1.5.4. Custos de renovações e de modernização
• 1.5.5. Aspetos relacionados com o financiamento

1.5.1. Preâmbulo

Os túneis são estruturas relativamente caras, no que respeita à respetiva construção e operação. Deve ser dada uma particular atenção aos custos, logo desde o início do projeto, de maneira a identificar todas as otimizações técnicas e financeiras possíveis.

Recomenda-se a implementação de um processo, desde as primeiras fases do projeto, que inclua:

• a definição detalhada da “função” do túnel,
• um processo iterativo da “engenharia de valor” alcançado em todas as fases estratégicas do projeto, no qual é conveniente integrar as diferentes etapas da análise de risco,
• uma análise detalhada e a monitorização dos riscos potenciais nas fases de conceção e de construção. Estes riscos potenciais prendem-se com:             
  • as incertezas técnicas relacionadas, nomeadamente, com a complexidade do terreno (incertezas geológicas e geotécnicas),
  • as incertezas relacionadas com as previsões dos volumes de tráfego, que constituem um risco importante referente às receitas, no caso da construção e financiamento através de um regime de “concessão",
  • as incertezas e os riscos relacionados com o ambiente financeiro, em particular as alterações nas taxas de juro e nas condições de financiamento e de refinanciamento. Este aspeto constitui um risco importante no caso de construção e financiamento através de um regime de “concessão” ou através de um modelo de PPP (Parceria Público Privada) com contributo financeiro.

Este processo permitirá a otimização do projeto (custos de construção e de operação) e uma melhor gestão dos riscos técnicos e financeiros, bem como da programação.

1.5.2. Custos de construção

1.5.2.1. Rácios de custo por quilómetro

Os custos de construção dos túneis são muito variáveis, tornando-se impossível apresentar rácios de custo por quilómetro representativos, uma vez que estes rácios podem variar em proporções importantes (em média de 1 a 5) em função, nomeadamente:

• das condições geológicas,
• das dificuldades relativas às vias de acesso e às entradas do túnel,
• da localização geográfica do túnel: urbano ou não urbano,
• da extensão do túnel: em particular o “peso” dos equipamentos de ventilação e das disposições de segurança é mais significativo num túnel longo; por outro lado, todos os trabalhos relativos às vias de acesso e às entradas têm um impacto mais importante num túnel de pequena extensão,
• do volume de tráfego, que é um fator determinante para o dimensionamento do número de vias, bem como dos equipamentos de ventilação,
• da natureza do tráfego: em particular, um túnel utilizado por veículos de transporte de mercadorias perigosas exigirá disposições dispendiosas a nível da ventilação, da segurança e, possivelmente, da resistência da estrutura ao fogo; pelo contrário, um túnel dedicado à passagem de veículos ligeiros poderá permitir poupanças importantes devido à possível redução da largura das vias, do pé direito e de exigências reduzidas a nível dos equipamentos de ventilação,
• do ambiente do túnel, que poderá conduzir a disposições de proteção dispendiosas para minimização do seu impacto,
• das disposições adotadas a nível da gestão ou da partilha dos riscos de construção,
• do ambiente socioeconómico do país em que o túnel será construído. O impacto pode atingir cerca de 20% dos custos.

No máximo, pode-se referir que o custo médio de um túnel normal, construído em condições geotécnicas médias, é cerca de dez vezes o custo de uma estrutura equivalente realizada ao ar livre (fora das zonas urbanas).

1.5.2.2. Decomposição dos custos de construção

Os custos de construção podem ser decompostos em três tipos de custos:

• custo das estruturas de engenharia,
• custo dos equipamentos de operação, incluindo o centro de supervisão e o fornecimento de energia a partir da rede pública,
• custos variados, nomeadamente: custos de desenvolvimento do empreendimento pelo dono de obra – gestão do empreendimento – projeto e supervisão do local – sondagens geotécnicas – estudos ambientais e medidas de minimização – expropriações – procedimentos variados – etc.

Os dois diagramas apresentados abaixo mostram, por um lado, exemplos da repartição dos custos de construção de túneis em que as condições de engenharia não são complexas e, por outro, custos de construção de túneis em que as condições de engenharia são menos favoráveis.

Nota: estes dois diagramas demonstram a importância dos custos de engenharia civil e ilustram as consequências da sua quase duplicação (diagrama à direita).

1.5.3. Custos de operação

Os custos de operação de um túnel podem ser decompostos em três tipos:

• custos de operação propriamente ditos, que incluem, basicamente, custos com pessoal, custos com energia, bem como custos com a gestão e com o material corrente. Trata-se de custos recorrentes;
• custos anuais recorrentes de manutenção;
• custos de grandes reparações, bem como os custos de substituição dos equipamentos de acordo com a vida útil respetiva e o seu estado durante a vida do túnel. Estes custos não são recorrentes e dependem dos equipamentos, da respetiva qualidade e das condições de manutenção, a contar desde o décimo ou o décimo segundo ano após a entrada em serviço do túnel.

Os dois diagramas apresentados abaixo mostram exemplos de repartição (em condições económicas constantes) dos custos de construção (engenharia civil, equipamentos de operação, custos variados) e dos custos globais de operação (acumulados ao longo de um período de trinta anos após a entrada em serviço do túnel).

Nota: estes diagramas demonstram a importância dos custos de operação e de manutenção e a necessidade de se escolherem opções que possibilitem a otimização dos custos de operação e de manutenção recorrentes, logo desde as primeiras fases de conceção do túnel.

1.5.4. Custos de renovações e de modernização

Este capítulo diz respeito aos trabalhos de renovação e de modernização necessários para satisfazer as novas regulamentações. Os trabalhos contemplam disposições a nível da evacuação, da resistência da estrutura ao fogo, dos equipamentos de operação e de segurança e de todos os requisitos para satisfazer as novas regulamentações de segurança.

Não é possível indicar preços de referência, devido à diversidade dos túneis existentes, ao respetivo estado, ao tráfego e à maior ou menor exigência de novas regulamentações de segurança, que pode variar de país para país.

Da observação de trabalhos de modernização desta natureza, desenvolvidos em França desde o ano 2000, para satisfazer novas regulamentações, constatou-se uma grande diversidade dos correspondentes orçamentos, os quais apresentam montantes situados entre os dez milhões e as várias centenas de milhões de euros (há registo de vários programas de modernização com orçamentos superiores a 200 milhões de euros).

1.5.5. Aspetos relacionados com o financiamento

Os túneis constituem infraestruturas dispendiosas em termos de construção e de operação. Estes custos são compensados pelos benefícios económicos decorrentes, que incidem sobre o desenvolvimento regional, a fluidez do tráfego, o conforto, a segurança, os percursos fiáveis (atravessamentos de montanhas), bem como sobre a proteção do ambiente.

O financiamento destes trabalhos é assegurado por uma das seguintes vias:

• “método tradicional”: o financiamento e a manutenção são realizados através de uma autoridade pública, e os recursos financeiros necessários têm origem nos impostos gerais ou nos impostos sobre os combustíveis,
•  “concessão” a uma entidade pública ou semi pública, encarregue da construção e operação do túnel durante o prazo contratual. Esta entidade é responsável pelo financiamento (frequentemente através de empréstimos). Através da cobrança da portagem paga pelos utentes, esta entidade cobre os custos de construção e de operação, bem como os riscos e as despesas financeiras. Este tipo de “concessão” pode ser concretizado através do envolvimento financeiro do concedente ou  através de garantias particulares (por exemplo: garantia de um volume de tráfego mínimo com o pagamento de uma compensação financeira se este volume mínimo de tráfego não for atingido),
• “modo misto” de PPP (Parceria Público Privada) ou similar, que pode incluir:
  • apenas a construção, ou a construção e a operação,          
  • a construção num esquema de “chave na mão” no caso de um processo “conceção/construção”,
  • financiamento parcial ou total.

O presente manual não pretende aprofundar estas várias formas de financiamento, ou apresentar os respetivos mecanismos, vantagens ou desvantagens. Contudo, afigura-se interessante apresentar as grandes linhas gerais que decorrem da experiência, e que permitem uma compreensão preliminar.

a) Financiamento através de uma autoridade pública

• Este modo de financiamento é muito utilizado. Permite o desenvolvimento de projetos de infraestruturas em que o financiamento não poderia ser obtido através de uma “concessão” (por insuficiência das receitas de portagem cobradas) ou nos quais exista uma vontade política de evitar a cobrança de portagens.
• Contudo, é exigido à autoridade pública que tenha capacidade para assegurar este financiamento ou que possua capacidade de endividamento. Os recursos financeiros são, essencialmente, provenientes dos impostos gerais ou dos impostos sobre combustíveis e, por vezes, parcialmente, da cobrança de portagens.

b) Financiamento através de “concessão” – túnel integrado numa infraestrutura global

 

O financiamento de um túnel integrado numa infraestrutura mais abrangente através de “concessão” (com ou sem envolvimento financeiro do concedente) constitui o caso comum de um túnel inserido numa nova autoestrada interurbana portajada. Os custos (construção e operação) do túnel são partilhados entre o túnel e a infraestrutura a céu aberto. A experiência demonstra que o sobrecusto do rácio quilométrico da portagem é aceite pelos utentes desde que a nova infraestrutura ofereça um valor acrescentado suficiente, em termos de poupança de tempo, de melhoria ou maior fiabilidade do serviço, de acréscimo de conforto e de segurança.

c) Financiamento através de “concessão” – túnel isolado

 

Existem duas categorias principais de túneis isolados.

• Túneis que representam uma melhoria significativa das condições de circulação. Incluem-se, neste caso, os túneis urbanos que visam tornar o tráfego mais fluido e reduzir os tempos de percurso. A experiência demonstra que o financiamento através de uma “concessão” apenas deve ser equacionado quando se verificarem, em simultâneo, as seguintes condições:

  • volumes de tráfego elevados,         
  • países com níveis de vida elevados, que permitam a imposição de taxas de portagem substanciais, essenciais para assegurar o equilíbrio financeiro,
  • ganhos de tempo significativos para os utentes, de forma a que estes, em troca, aceitem pagar  uma taxa de portagem relativamente elevada,    
  • prazo da concessão com cerca de cinquenta anos, no mínimo. 

• Túneis associados ao “desenvolvimento regional”, concebidos para atravessar um obstáculo natural importante (cadeia montanhosa – estuário). Estes obstáculos criam dificuldades importantes ao comércio. O volume de tráfego inicial é relativamente baixo. A nova ligação com o túnel possibilitará o crescimento do tráfego, mas esta evolução é muitas vezes difícil de prever antecipadamente e, por outro lado, a evolução do tráfego constitui um parâmetro essencial do risco financeiro no âmbito do financiamento da concessão. A experiência demonstra que o financiamento através de uma “concessão” é apenas viável quando as seguintes condições se verificarem em simultâneo

  • o obstáculo natural é significativo e o túnel é suficientemente atrativo (ganho de tempo, nível de serviço, serviço prestado, fiabilidade da ligação) de forma a atrair todo o tráfego existente apesar da necessidade de pagar uma taxa de portagem,          
  • existe envolvimento financeiro do concedente (possivelmente também das partes interessadas – stakeholders), seja através de contribuição financeira, seja através de envolvimento direto na construção e financiamento de parte dos trabalhos (por exemplo, na construção das estradas de acesso),
  • existe garantia de um volume de tráfego mínimo pelo concedente, com o pagamento de uma contribuição financeira contratual se o volume de tráfego mínimo não for atingido,    
  • disposições contratuais para partilha dos riscos principais suscetíveis de colocar em risco o modelo financeiro se ultrapassarem os limites ou as condições definidas no contrato,           
  • prazo de concessão extenso: frequentemente 70 anos ou mais,    
  • garantia financeira pelo concedente, de forma a permitir que a concessionária possa beneficiar de condições mais favoráveis de empréstimo no mercado financeiro, assegurando a viabilidade do plano financeiro.

d) Financiamento através de PPP ou similar

• A diversidade do conteúdo dum regime PPP é muito ampla, dificultando o estabelecimento de linhas diretrizes, dado o espectro de possibilidades.
• Este modo de financiamento compromete financeiramente as autoridades públicas no longo prazo. Torna-se necessário desenvolver uma análise detalhada para se avaliar a vantagem efetiva deste modo de financiamento em comparação com o financiamento tradicional. De facto, este modo de financiamento contribui muitas vezes para o aumento do custo global do projeto (com funcionalidade e qualidade idênticas) de forma a compensar o risco assumido pelo promotor.
• As autoridades públicas têm de definir cuidadosamente as funcionalidades requeridas para o túnel, bem como os objetivos referentes a qualidade, conforto, segurança, nível de serviço, período de vida útil, taxa de disponibilidade, penalizações, etc., de forma a evitar qualquer ambiguidade que se possa traduzir em sobrecustos durante o desenvolvimento do projeto.

1.6. Regulamentações - Recomendações  

Os países que têm muitos túneis dispõem de regulamentações e desenvolveram recomendações e guias para a conceção, construção, operação, manutenção, segurança e intervenção dos serviços de socorro.

Relativamente às condições de segurança em túneis rodoviários, os países da União Europeia estão sujeitos à  Directiva 2004/54/CE que define os requisitos mínimos a implementar de forma a assegurar a segurança dos utentes em túneis com extensão superior a 500 m e que façam parte da rede rodoviária transeuropeia. Um grupo mais alargado de países europeus está também sujeito a uma convenção internacional, o Acordo Europeu relativo ao Transporte Rodoviário Internacional de Mercadorias Perigosas (ADR), o qual inclui disposições específicas relativas a túneis. Todos os países membros transpuseram estas regulamentações europeias para as respetivas legislações nacionais. Alguns países membros implementaram regulamentações adicionais mais exigentes do que as que resultariam da transposição das disposições europeias.

Um quadro com as regulamentações e as recomendações relativas à operação e à segurança dos túneis rodoviários foi desenvolvido em conjunto pela AIPCR/PIARC e o Comité da ITA sobre Segurança Operacional das Instalações Subterrâneas (ITA-COSUF) da Associação Internacional dos Túneis e do Espaço Subterrâneo (ITA - AITES). Este documento pode ser consultado no portal de Internet ITA-COSUF (Publications)

Esta listagem não é exaustiva mas apresenta um painel internacional de vinte e sete países e três organizações internacionais.

Muitos países não têm quaisquer regulamentações relativas a túneis e à segurança em túneis, uma vez que não dispõem de obras desta natureza no seu território. É recomendável que estes países optem por escolher um conjunto completo e coerente das regulamentações existentes de um país com larga experiência no campo de túneis, e não diversifiquem a origem dos documentos, procurando em diversas fontes. As recomendações da AIPCR/PIARC, sintetizadas no presente manual, bem como a European directiva 2004/54/CE constituem, também, referências internacionais que estão a ser aplicadas cada vez mais frequentemente.

 

1.7  Redes Viárias Subterrâneas Complexas   

• 1.7.1 Introduction
• 1.7.2 Part A “Case Study”
• 1.7.3 Particular strategic challenges
• Multimedia Kit

This chapter consists of two main subsections:

• A summary of the report prepared by the working group 5: “Complex Underground Road Networks”, published during the 2015 congress in Seoul (see §1.7.1 and §1.7.2),
• An analysis of the particular strategic challenges relating to “Complex Underground Road Networks” (see §1.7.3). 

1.7.1   INTRODUCTION

“Complex Underground Road Networks” has been the subject under consideration by the PIARC Working Group 5 throughout the course of the 2012-2015 cycle. 

The working plan consists of two sections:

• Part A “Case Study”. This part reflects investigations carried out throughout the course of the 2012-2015 cycle. A report on this is available on the PIARC website: 2016R19EN Road Tunnels: Complex Underground Road Networks. A summary of this report is presented in §1.7.2 below; 
• Part B “Specific Recommendations”. Studies and specific recommendations will be the focus of the 2016-2019 cycle and will be published in a second report at the end of the cycle. 

The terminology “Complex Underground Road Tunnels” covers the following infrastructure:

• A sequence of successive tunnels: examples include the analysis done on Prague, The Hague, Oslo and Tromsø;
• Multimodal tunnels: examples include the analysis done on The Hague and Lyon with shared usage between buses, pedestrians, bicycles and trams;
• Tunnels giving access to business and commercial centres (for public access and freight delivery): examples include the analysis done on Helsinki and Paris-La-Défense. These structures usually comprised a multitude of interfaces between numerous operators which represents a significant part of their complexity;
• Tunnels with a dual function as transit and access to underground car parks: examples include the analysis done on Annecy, Brussels and Tromsø;
• Tunnels with reduced vertical clearance: examples include the analysis done on Duplex A 86 in the Parisian region;
• Underground infrastructure with numerous entrances and exits, as well as underground interchanges. This category of tunnels network identified as the key example of “complex underground road tunnels” is the most important in the panel of analysis. 

All the structures share several similar characteristics:

• Their complexity,
• Their location - essentially in urban and suburban areas,
• Their numerous interfaces with other infrastructure or neighbouring networks to which they are connected, thus creating as many interactions between the operators of various infrastructure and networks. 

1.7.2  PART A “CASE STUDY”

1.7.2.1 OBJECTIVES AND METHODOLOGY

The objective of the case study was to identify structures of this type around the world, to summarise collected information, to analyse it and to establish a number of preliminary recommendations for owners, designers and operators. 

While this collection of information is not exhaustive and the summaries do not constitute a scientific database, it nevertheless contains pertinent and interesting findings. The collection of information was limited to the countries of origin of the Working Group 5 members, wherein the working group had active correspondents available to them. 

The general methodology has been the following:

• Drawing up a detailed questionnaire,
• Surveying through interviews with operators, owners and designers,
• Analysis of the information gathered during the investigation,
• Establishment of summaries,
• Writing up of preliminary recommendations.

At more than 600 pages, a significant volume of information was collected.  Therefore a direct publication of all information has been deemed unsuitable.  The working group decided to:

• Present an overview of the information,
• Establish a monographic sheet for each of the analysed structures (see §1.7.2.5).

1.7.2.2 TUNNELS INVESTIGATED

Twenty-seven (27) “tunnel complexes” were analysed. The list is provided in §1.7.2.5 below. Several “complexes” consist of two to four tunnels and the actual analysis reflects a total of 41 individual tunnels. 

The geographic distribution of structures analysed is shown in the graph below :

The European tunnels seem over-represented in the sample analysis. This stems, 

• from a greater precedence of structural planning of this nature in European territories, from a large necessary investment cost (limiting the number of countries that are able to bear the expense); 
• from the difficulty of collecting complete information from several countries (outside of Europe) that were initially identified. 

Particularly, investigations in Chile (Santiago), in Australia (Melbourne and Sydney) and a second project in South Korea were unfortunately unable to be completed by the production date of the current report. They will be the subject of future updates throughout the course of the next cycle during which supplemen-tary analysis from Germany, China, Japan, Singapore and the USA will also be considered. 

1.7.2.3 SUMMARY OF KEY INFORMATION

The key information outlined in the analysis focus on the following aspects:

• The ‘nominal length’: these lengths span from 400m to 16.4km;
• The overall length of each underground network: these lengths span from 1.1km to 32.8km;
• The year of commissioning: the oldest tunnel of the sample was opened in 1952; the most recent tunnels were put into service in 2014. Of the tunnels investigated, 73% have been put into operation during the last thirty years;
• Traffic volume: the three busiest tunnels have a traffic volume between 150 000 and 160 000 vehicles per day;
• The geographic location of the structures with regard to the number of inhabitants populating the urban area serviced by the tunnel(s);
• Methods of construction: 44% were constructed by cut and cover, 44% by drill and blast, and 12% by TBM or shielding or immersed tube;
• Minimum geometrical characteristics including horizontal and vertical alignment;
• Maximum gradients for ramps on an incline and slopes on a decline;
• The number of underground interchanges or entry and exit ramps: for example, two tunnel complexes consist of more than 40 entrances and exits;
• The lane width: these are in the range of 3.0m and 4.5m with two thirds of the structures having a lane width equal to 3.5m;
• The vertical clearance (free height): these are in the range of 2.0m and 4.8m;
• The lateral elements: emergency stopping bays, sidewalks;
• The speed limit, which is limited to 70 km/h in the majority of structures investigated;
• The nature of traffic: the majority of tunnels investigated prohibit heavy vehicle usage;
• Breakdown and accident rates;
• Annual number of fire incidents;
• The emergency exits and safety equipment;
• The ventilation system;
• The organisation of operations and maintenance.

1.7.2.4 PRELIMINARY RECOMMENDATIONS

As the outcome of this analysis, the working group established a number of preliminary recommendations. These recommendations will be the subject of detailed additional developments which will be published in Part B of the report at the end of the 2016-2019 cycle.

These preliminary recommendations, presented in Chapter 11 - Present Situation, Comments and Preliminary Recommendations of the report, deal with the following aspects:

Underground road networks are located mainly in urban areas, and their design (in particular their alignment) has several constraints.

Geometrical conditions which often contribute to traffic incidents, include: meandering curved alignment, insufficient visibility near the access and exit areas, insufficiently defined characteristics of merging or diverging lanes and, poorly designed exit ramp connections towards the surface road network leading to congestion in the main tunnel, etc. 

It is recommended that in preparing the alignment, the following be considered:

• Not to be limited by a simple geometric approach, linked only to underground and surface land constraints, 
• To implement an overall vision, particularly taking into account the land constraints, the initial traffic conditions, the envisaged evolution of traffic conditions, the operation and safety conditions, the geological, geotechnical and environmental context, as well as the construction methodology and all the other parameters that are specific to the project concerned (see § 1.7.3 below).

b - Cross-section

The investigations mentioned above show that 80% of analysed tunnels prohibit the transit of vehicles that weigh over 3.5 tonnes (or 12 tonnes, in some instances). However, the tunnel design does not take into account this restriction, and does not reconsider optimisation of the lane width as well as vertical height clearance. 

Investigations carried out on recent projects show that substantial savings (from 20% to 30% depending on the final design characteristics) can be obtained by choosing a reduced vertical height for tunnels that prohibit heavy vehicle usage. 

It is recommended that at the earliest stage for developing tunnel projects detailed studies be undertaken to consider and analyse the “function” of the tunnel, traffic conditions (volume and nature of vehicles), as well as the financial feasibility and financing methods. This should be done in such a way as to analyse the advantages of a cross-section with reduced geometric characteristics. This may facilitate the financial optimisation of the project without reducing the level of service or affecting the safety conditions.

c - Ventilation

Underground road networks are usually subjected to large traffic volumes. Traffic congestion is frequent, and the probability of a bottleneck developing within the network is high and recurring. As a result, the ventilation system has to be developed with a detailed analysis of the risks and dangers, taking into account the existence of bottlenecks.

A “pure” longitudinal ventilation system is rarely the appropriate sole response to all the safety requirements, especially in the scenario of a fire located upstream of congested traffic. A longitudinal ventilation system will cause smoke de-stratification downstream of the incident location.  This constitutes a danger for any tunnel user blocked or in slow moving downstream traffic. 

The addition of smoke extraction gallery or the choice of a transverse or semi-transverse ventilation system is often vital if no other realistic or feasible safety improvement measures can be put into place, and considered as efficient.

It is also necessary to implement equipment allowing the different network branches to operate inde-pendently of each other.  This will facilitate the control and the management of smoke propagation during a fire incident. 

The risks associated with the traffic of dangerous goods vehicles through a tunnel with a high urban traffic density must be carefully analysed. There are no ventilation systems capable of significantly reducing the effects of a dangerous goods large fire in such traffic conditions.

d - Firefighting

The necessary timeframe for response teams to arrive on site must be subjected to a detailed analysis under normal and peak hour traffic conditions. The objective is to determine whether or not it is necessary to install first line intervention facilities and resources in proximity of the tunnel portals.

The turnover of fire brigade staff is relatively high in urban areas and their interventions in tunnels are rela-tively rare. The high rate of turnover may lead to loss of specialist skills in tunnel intervention. Thus, it is essential to implement tools which allow continuous professional education and training of the teams. A virtual 3D model of the network, associated with simulation software, can provide pertinent, user-friendly and effective tools. 

e - Signage

It is fundamental to ensure clear visibility of the exit ramps and a clear legibility of signage, in order to reduce the risk of accidents where exit ramps diverge from the main carriageway. 

The locations of interchanges, entry and exit ramps, as well as the concept for signage should be analysed from the conceptual of alignment studies. 

f - Environment

In order to reduce atmospheric pollution, communities, stakeholders and residents often demand the installation of filtration devices for in-tunnel air before it is released into the atmosphere. 

This results in a decision to install filtration equipment which is rarely rational or technical, but in ad-hoc response to public pressure. Before any decision-making on this issue, it is, however, essential to:

• Carry out an analysis to provide an assessment of the expected actual efficiency with regard to air quality, and compare this to the estimation of investment costs and operational costs (especially energy and maintenance costs) in order to establish a rational and balanced projected report of the technical and financial situation;
• Take into account the progress of the car industry by allowing a reduction in emissions and vehicle pollution and thus limiting the concentration of pollutants. This reduction in pollutant concentration would, over time, lead to the decline in the effectiveness of installed air filtration devices;
• Analyse international experience and identify the reasons why many existing air treatment installations have been removed from service. 

g – Traffic conditions – Traffic management

The connections between exit ramps and the surface network must be equipped in a way which allows supervision and management of traffic in real time. This arrangement allows traffic congestion to be reduced inside the tunnel, and an improvement of safety should tunnel incidents require quick evacuation of users. 

h - Operation 

The coordination between operators of physically connected infrastructure is in general adequate. However, it is often essential to improve this coordination by clarifying the situation and role of each operator (particularly in the event of traffic congestion and fire incident) by defining common procedures and determining priorities between the different infrastructure parts and their traffic. 

1.7.2.5 MONOGRAPHS

Monographs have been established for each of the structures listed in the table below. They are accessible in the Multimedia Kit at the bottom of the page. The monographs of the structures highlighted in amber are in the process of being updated and will be online shortly. 

MULTIMEDIA KIT

2.1. Princípios gerais

A gestão da segurança comporta desafios particulares nos túneis rodoviários onde os riscos dos veículos em movimento transportando cargas são expressivos e as consequências de acidentes sérios podem ser significativamente afetados pelo comportamento humano, o qual é difícil de prever(Capítulo Fatores humanos).

É necessária uma abordagem global para tomar em consideração todos os aspetos do sistema, incluindo a infraestrutura, a operação, os serviços de emergência, os utentes rodoviários e os veículos.

O primeiro passo na análise dos requisitos consiste na definição dos objetivos de segurança. Normalmente, os objetivos são definidos, a nível nacional, em conformidade com as leis, regulamentações e normas nacionais e as disposições de segurança, são função das caraterísticas específicas do túnel e do risco associado, definido através de análise e avaliação. A análise dos riscos e a avaliação da aceitação dos riscos são tratadas na Secção Avaliação do risco deste Manual.

O princípio fundamental a ser seguido numa situação de emergência num túnel é que os utentes do túnel procedam ao seu próprio salvamento. Depois da fase de auto salvamento, os serviços de combate a incêndios e de socorro intervêm para combater o fogo e prestar assistência aos restantes utentes do túnel, que não foram capazes de se salvar autonomamente.

Os objetivos de segurança podem ser definidos de várias maneiras mas os trabalhos da AIPCR/PIARC, da CEE/ONU e da União Europeia são concordantes na definição alargada dos seguintes objetivos:

• prevenir as ocorrências críticas, e
• reduzir as consequências dos acidentes.

A segurança integrada nos túneis (Secção Segurança integrada ) requer que seja dada atenção a estes dois objetivos. Esta abordagem pode ser apresentada como um “ciclo de segurança”, que vai da proatividade e prevenção até à minimização de consequências, à intervenção e à avaliação, e volta à proatividade, conforme indicado na Fig. 2.1-1. O Capítulo 3 "Princípio gerais" do relatório 2007R07fornece mais informação sobre os objetivos e os princípios gerais de segurança.

As ações direcionadas para o cumprimento dos objetivos de segurança e de redução dos riscos, podem ser classificadas nas seguintes categorias:

• o comportamento dos utentes do túnel (Capítulo Fatores humanos)
• as medidas de operação e de gestão (Capítulo Operação e manutenção)
• a geometria do túnel (Capítulo Geometria)
• as componentes estruturais do túnel (Capítulo Infraestruturas específicas)
• os equipamentos do túnel (Capítulo Equipamentos e sistemas)

A informação relativa a cada um dos temas acima mencionados é fornecida nos respetivos capítulos deste manual, conforme indicado acima. A informação geral sobre a escolha das medidas de segurança pode ser encontrada nos documentos seguintes:

• Capítulo 2 "Conceitos de segurança para incêndios em túneis " do relatório 05.16.B
• Relatório técnico 05.13.B "Guia de Boas Práticas para a Operação e Manutenção de Túneis Rodoviários "
• Capítulo 4 "Práticas em matéria de segurança" do relatório 2007R07
• Relatório técnico 2008R15 "Túneis rodoviários urbanos – Recomendações aos responsáveis pela gestão e pela operação no que respeita à conceção, gestão, operação e manutenção "
• Capítulo 5 "Medidas adicionais recomendadas para evitar o agravamento de condições de circulação críticas em túneis rodoviários " do relatório 2008R17

O objetivo de planeamento e implementação de medidas de segurança consiste em atingir um equilíbrio adequado entre um nível ótimo de segurança e custos de construção e de operação razoáveis. Tal pode ser conseguido utilizando uma abordagem integrada da segurança do túnel (Secção Segurança integrada).

2.2. Elementos de segurança e abordagem integrada

A segurança não consiste na simples adoção de todas as medidas de segurança possíveis, mas é a consequência de um equilíbrio entre os fatores de risco previstos e as medidas de segurança adotadas.

Com a definição e o desenvolvimento de regulamentações, recomendações e guias internacionais, surge a necessidade de definir um quadro que contemple todos os aspetos relativos à segurança em túneis. Este quadro pode conter os elementos principais seguintes:

• critérios de nível de segurança (regulamentações e recomendações)
• medidas referentes à infraestrutura e à operação
• critérios socioeconómicos e de custo-benefício
• técnicas de apreciação da segurança (análise da segurança e avaliação)
• utilização do túnel rodoviário
• fase da vida do túnel (planeamento, conceção, construção, abertura ao tráfego, operação, renovação, melhoria)
• experiência de exploração
• condição dos sistemas do túnel

Estes elementos de segurança são descritos no Capítulo 5 "Elementos numa abordagem integrada " do relatório 2007R07.

Uma abordagem integrada constitui um quadro para planear, projetar, construir e explorar um túnel novo ou melhorar um túnel existente, cumprindo os níveis de segurança exigidos em cada fase da vida do túnel. Isto deveria efetuar-se de acordo com um plano de segurança, respeitando os procedimentos de segurança adequados.

A figura ao lado apresenta esquematicamente uma proposta de abordagem integrada para a segurança em túneis novos ou em serviço, contemplando os elementos listados acima (figura extraída do  Capítulo 6 "Conclusão" do relatório 2007R07 ).

2.3. Experiência retirada de acidentes ocorridos em túneis no passado

As informações sobre os incidentes e acidentes ocorridos em túneis, bem como as lições que foram retiradas dos mesmos, foram extraídas de vários relatórios do Comité sobre Túneis Rodoviários da AIPCR/PIARC. Relatórios anteriores apresentam um recenseamento estatístico das avarias, acidentes e incêndios que aconteceram em determinados túneis, bem como as lições a extrair de tais acontecimentos em termos da conceção geométrica do túnel, conceção do equipamento de segurança e orientações para a operação. Tais elementos constituem consequentemente um conjunto de dados de importância vital para os engenheiros e decisores envolvidos na conceção do túnel:

• Relatório técnico 05.04B "Segurança Rodoviária em Túneis
• Capítulo 2 "Risco de incêndio e incêndios de dimensionamento " do relatório 05.05B 
• Capítulo 2 "Informação relativa a grandes incêndios em túneis" do relatório da OCDE/PIARC sobre “Transporte de Mercadorias Perigosas através de Túneis Rodoviários”
• Anexo 12.1 "Estatísticas norueguesas de incidentes e acidentes " do relatório 05.16B

Os incidentes nos túneis de Mont Blanc, de Tauern e de St. Gotthard (1999 e 2001) conduziram a uma maior consciencialização dos impactos possíveis dos acidentes em túneis. A probabilidade de os acidentes se transformarem em acontecimentos mais graves é baixa; contudo, as consequências destes incidentes podem ser graves em termos de vítimas, danos na estrutura e impactos na economia de transportes.

Tabela 2.3-1: Incêndios em túneis rodoviários com 5 ou mais mortos (causados pelo incêndio ou por acidente precedente), desde 1950

Ano	Túnel	Extensão	N.º Tubos	Vítimas
1978	Velsen (Países Baixos)	770 m	2	5 mortos e 5 feridos
1979	Nihonzaka (Japão)	2 km	2	7 mortos e 2 feridos
1980	Sakai (Japão)	460 m	2	5 mortos e 5 feridos
1982	Caldecott (EUA)	1,1 km	3	7 mortos e 2 feridos
1983	Pecorile (perto de Génova, Itália)	660 m	2	9 mortos e 22 feridos
1996	Isola delle Femmine (Itália)	148 m	2	5 fatalities et 20 injured
1999	Mont-Blanc (França-Itália)	11,6 km	1	39 mortos
1999	Tauern (Áustria)	6,4 km	1	12 mortos e 40 feridos
2001	Gleinalm (Áustria)	8,3 km	1	5 mortos e 4 feridos
2001	St. Gotthard (Suiça)	16,9 km	1	11 mortos
2006	Viamala Tunnel (Suiça)	750 m	1	9 mortos e 6 feridos

Um quadro mais completo pode ser consultado na Tabela 2.1 "Incêndios graves em acidentes em túneis rodoviários" do relatório 05.16.B.s

Estas catástrofes demonstraram a necessidade de melhorar a preparação para uma crise eventual, bem como a respetiva prevenção e a mitigação das consequências dos acidentes num túnel. Tal pode ser alcançado através da preparação de critérios de segurança logo desde a conceção dos túneis novos, bem como através de uma gestão eficaz e da eventual melhoria dos túneis em serviço, complementada por uma informação melhorada e por melhores comunicações com os utentes dos túneis. As conclusões do inquérito na sequência no incêndio no túnel de Mont Blanc mostraram que as consequências fatais poderiam ser significativamente reduzidas através de:

• uma organização dos serviços operacionais e de emergência mais eficiente (procedimentos de emergência harmonizados, mais seguros e mais eficazes, particularmente nas operações transfronteiriças),
• pessoal com mais formação,
• sistemas de segurança mais eficazes e
• uma maior consciência por parte dos utentes (condutores de ligeiros e de pesados) sobre o comportamento a adotar em situações de emergência.

No Capítulo 3 "Lições extraídas de incêndios recentes" do relatório 05.16.B é apresentada uma descrição detalhada dos incêndios de Mont Blanc, Tauern e St. Gothard, incluindo a configuração original dos túneis e uma descrição passo a passo dos acidentes, da progressão do fogo e do comportamento dos operadores, dos serviços de emergência e dos utentes, bem como das lições a tirar. As lições retiradas estão sumarizadas na Tabela 3.5 deste relatório. A página 24 da Routes/Roads 324 "Uma análise comparativa dos incêndios nos túneis de Mont-Blanc, Tauern e Gotthard " (outubro de 2004) contém informação semelhante.

Depois do acidente de 24 de março de 1999, o túnel de Mont Blanc necessitou de uma renovação significativa antes de ser possível a sua reabertura ao tráfego. O sistema de ventilação constituiu uma parte significativa do trabalho de conceção da reabilitação. Uma descrição do dimensionamento, da operação automática e de ensaios de incêndio à escala real podem ser encontrados no Anexo 12.2 "A Renovação do Túnel de Mont Blanc " do relatório 05.16.B.

O Anexo 8 "Estudo estatístico austríaco de 2005: Análise Comparativa da Segurança em Túneis, no período 1999-2003 " do relatório 2009 R08 apresenta uma comparação da segurança rodoviária em túneis localizados em autoestradas e vias rápidas com a segurança noutros tipos de estradas, bem como da segurança rodoviária em túneis bidirecionais com a segurança em túneis unidirecionais.

2.4. Avaliação do risco 

No passado, em muitos países, o projeto de segurança em túneis rodoviários baseou-se, em grande parte, em regulamentos e em guias prescritivos. O túnel era considerado seguro se as prescrições aplicáveis dos documentos apropriados tivessem sido cumpridas.

Contudo, esta abordagem normativa apresenta algumas insuficiências:

• Mesmo que um túnel cumpra todos os requisitos regulamentares, possui um risco residual que não é óbvio e não é especificamente tratado.
• Uma abordagem normativa define um determinado nível do equipamento do túnel etc. mas não é adequada para tomar em consideração as condições específicas de um túnel individual. Para além disso, em caso de um acidente grave, a situação é completamente diferente da operação em condições normais e pode verificar-se um número alargado de situações diferenciadas que excedem a experiência operacional existente.

Em consequência, complementarmente à abordagem normativa, pode ser utilizada uma abordagem baseada no risco – designada por avaliação do risco – para considerar as caraterísticas específicas do sistema de um túnel (incluindo veículos, utentes, operação, serviços de emergência e infraestrutura) e os respetivos impactos na segurança.

Uma abordagem baseada no risco pode contemplar vários tipos de risco, tais como o impacto sobre um grupo específico de pessoas (risco social) ou sobre uma única pessoa (risco individual), as perdas materiais, os danos sobre o ambiente e sobre valores imateriais. Em geral, as análises de risco em túneis rodoviários centram-se no risco social para os utentes do túnel, o qual pode ser expresso como o número de mortos previsto por ano ou através de uma curva F-N que mostra a relação entre a frequência de acidentes possíveis em túneis e as consequências (expressas em termos de número de mortos).

A avaliação do risco é uma abordagem sistemática para analisar as sequências e as interdependências nos incidentes e nos acidentes potenciais, identificando os pontos fracos do sistema e evidenciando as possíveis medidas de melhoria. O processo de avaliação do risco é caraterizado por três fases:

• Análise do risco: A análise do risco incide sobre uma questão fundamental: "O que poderá acontecer, quais são as probabilidades e as consequências?". Esta análise envolve a identificação dos perigos e a estimativa da probabilidade e das consequências de cada um. Uma análise do risco pode ser desenvolvida de forma qualitativa ou quantitativa ou como uma combinação de ambas. Existem dois tipos de abordagem adequados a nível dos túneis rodoviários:        
       - uma abordagem baseada em cenários, que analisa um conjunto definido de cenário relevantes, com uma análise       diferenciada de cada um,         
       - uma abordagem sistémica, que estuda um sistema global num processo integrado, que inclui todos os cenários relevantes que influenciam o risco associado ao túnel, produzindo, consequentemente, indicadores de risco para o conjunto do sistema.  
  Os métodos quantitativos são prática corrente em análises sistémicas do risco. Deste modo, as probabilidades de acidentes e as respetivas consequências a nível dos diferentes indicadores de danos (por exemplo, em termos do número de mortos e feridos, danos materiais, interrupção de serviços) e o risco resultante são estimados quantitativamente, tendo em consideração os fatores relevantes do sistema e a respetiva interação.
• Avaliação do risco: A avaliação do risco está orientada para a questão da aceitabilidade e da discussão explícita dos critérios de segurança. Por outras palavras, a avaliação do risco deve responder à questão "O risco estimado é aceitável?" Para uma avaliação sistemática do risco, têm de ser definidos critérios de segurança e torna-se necessário verificar se determinado nível de risco é aceitável ou não. Devem ser escolhidos critérios de aceitação, em conformidade com o tipo de análise do risco desenvolvida. Por exemplo, podem ser definidos critérios relacionados com cenários para avaliar os resultados de análises de risco baseadas em cenários, ao passo que podem ser aplicados critérios expressos em termos de risco individual (por exemplo, probabilidade de morte, por ano, para determinada pessoa exposta a um risco) ou de risco social (por exemplo, linha de referência num gráfico F-N) numa análise sistémica de risco. Existem diferentes métodos de avaliação do risco – a avaliação pode ser efetuada através de comparação, de uma abordagem custo-benefício ou através da aplicação de critérios de risco absolutos. Na prática, contudo, são, frequentemente, utilizadas combinações das diferentes abordagens.
• Planeamento de medidas de segurança: Se o risco estimado é considerado como não aceitável, é necessário propor medidas de segurança adicionais. A eficácia (e também a rentabilidade) das medidas adicionais podem ser determinadas através da análise do risco para estudar o impacto sobre a frequência ou as consequências dos diferentes cenários. O planeamento da segurança tem de responder à questão "Quais são as medidas mais adequadas para se obter um sistema seguro (e rentável)?

O fluxograma simplificado da Figura 2.4-1 ilustra os principais passos no processo de avaliação do risco

 

A avaliação do risco em túneis rodoviários permite uma avaliação estruturada, harmoni­zada e transparente dos riscos, para um túnel específico, incluindo a consideração dos fatores influenciadores relevantes e as respe­ti­vas interações.

Os modelos de avalia­ção do risco propor­cio­nam uma compre­ensão dos processos associa­dos ao risco que os conceitos simplesmente baseados na experiência não poderiam nunca alcançar. Além disso, permitem a avaliação das melhores medidas de segurança adicionais em termos de redução dos riscos e permitem uma comparação das diferentes alternativas. Consequentemente, a abordagem da avaliação dos riscos no contexto da gestão da segurança de um túnel, pode constituir um suplemento apropriado à implementação de requisitos a nível de normas e guias. Na prática, existem métodos diferentes para tratar diferentes tipos de problemas. Recomenda-se a seleção do melhor método disponível para cada problema específico.

Embora os modelos de risco tentem aproximar-se da realidade, na medida do possível, e tentem implementar bases de dados realistas, é importante ter presente que os modelos nunca podem prever os acontecimentos reais e que existe um grau de incerteza e de imprecisão nos resultados. Tomando em consideração esta incerteza, os resultados da análise do risco quantitativo deveriam ser considerados exatos apenas até determinada ordem de grandeza e devem apoiar-se em análises de sensibilidade ou similares. A avaliação do risco através de comparação relativa (por exemplo, o estado existente com o estado de referência de um túnel) pode contribuir para a robustez das conclusões, mas deve ser dada uma particular atenção à definição do túnel de referência.

Os princípios de base e as componentes importantes das metodologias da análise do risco são apresentadas em: Relatório Técnico 2008R02 "Análise do risco em túneis rodoviários".

Este relatório apresenta, igualmente, um inquérito sobre os métodos utilizados na prática, bem como uma série de estudos de caso.

As várias abordagens à avaliação dos riscos são apresentadas e discutidas num novo relatório intitulado: "Práticas em vigor para a avaliação dos riscos em túneis rodoviários". Este relatório inclui, também, atualizações relativas à análise de riscos e está, atualmente, em fase de conclusão

 

2.5. Princípios e meios de segurança contra incêndios

Entre os riscos possíveis a considerar no âmbito dos túneis rodoviários, os incêndios em veículos constituem uma preocupação especial, uma vez que não são fenómenos muito raros e as suas consequências podem ser muito maiores no subsolo do que ao ar livre, se não forem tomadas medidas adequadas. Esta é a razão pela qual vários relatórios da AIPCR/PIARC se ocupam da questão da segurança contra incêndios em túneis rodoviários.

Parte do material incluído nestes relatórios refere-se às caraterísticas específicas dos túneis e é tratado nos correspondentes capítulos deste manual, que se indicam:

• deteção de incêndios e de fumos na Secção Comunicação e alerta
• ventilação para desenfumagem (controlo do fumo) na Secção Ventilação
• equipamento de combate aos incêndios para os utentes e serviços de emergência na Secção Equipamentos de combate aos incêndios
• sistemas fixos de combate aos incêndios na Secção Sistemas fixos de combate ao incêndio
• reação do túnel ao fogo no Capítulo Comportamento ao fogo

Contudo, antes das medidas de combate aos incêndios poderem ser definidas, há princípios gerais, informação básica sobre incêndios em túneis e métodos de estudo que devem estar disponíveis. São estas as questões tratadas nesta secção.

Com base nos objetivos gerais de segurança nos túneis rodoviários acima enunciados na Secção Princípios gerais, foram definidos objetivos mais precisos para o controlo dos incêndios e do fumo:

• preservar vidas fazendo com que a auto evacuação por parte dos utentes seja possível,
• possibilitar as operações de salvamento e de combate ao incêndio,
• evitar explosões,
• limitar os danos na estrutura e no equipamento do túnel e nos edifícios nas imediações.

Estes objetivos são discutidos Secção I "Objetivos do controlo dos incêndios e do fumo " do relatório 05.05.B, que inclui uma discussão detalhada sobre os critérios de defesa em situações de incêndio. A Secção 2 "Conceitos de segurança em túneis rodoviários " of report 05.16.B contém informações complementares.

De modo a auxiliar na avaliação do risco e a fornecer dados que possam ser usados como base para os estudos de conceção, a  Secção II "Risco de incêncio e incêndios de projeto "do relatório 05.05B. fornece informação sobre a frequência dos incêndios, os incêndios de projeto e os cenários de incêndios de projeto. Os incêndios de projeto no âmbito das considerações da segurança das vidas humanas, são normalmente especificados por uma potência do fogo fixa ou que varia no tempo, em função do tipo de veículos envolvidos no incêndio (por exemplo, um ou mais veículos ligeiros ou um pesado de mercadorias) e das cargas transportadas. O relatório “Caraterísticas dos Incêndio de Projeto nos Túneis Rodoviários”, da AIPCR/PIARC, disponibiliza recomendações sobre a seleção de incêndios de projeto.

A compreensão acerca do comportamento do fumo durante um incêndio num túnel é fundamental em cada um dos aspetos do projeto e da operação de túneis. Esta compreensão influenciará o tipo e a dimensão do sistema de ventilação a instalar, a respetiva exploração numa situação de emergência e os procedimentos de resposta que serão desenvolvidos para permitir aos operadores e aos serviços de emergência gerir o acidente em segurança. A Secção III "Comportamento do fumo" do relatório 05.05.B e a  Secção 1 "Princípios básicos do fumo e da progressão do calor no início de um incêndio " do relatório 05.16.B, contêm uma discussão detalhada sobre o assunto, analisando pormenorizadamente a influência dos diferentes parâmetros (tráfego, dimensão do incêndio, condições de ventilação, geometria do túnel) no desenvolvimento de um incidente.

Secção IV "Métodos de estudo" do relatório 05.05.B apresenta uma descrição exaustiva das técnicas de base (resultados de experiências em grande e em pequena escala) e avançadas (simulação em computador) disponíveis para realizar estudos de segurança em incêndios. Esta descrição tem como finalidade auxiliar cientistas e projetistas.

2.6. Mercadorias perigosas  

• 2.6.1. Regulamentos relativos ao transporte de mercadorias perigosas através de túneis
• 2.6.2. Escolha da regulamentação mais adequada a um túnel
• 2.6.3. Medidas de redução do risco

As mercadorias perigosas são importantes para a produção industrial e para a vida quotidiana e têm que ser transportadas. Contudo, sabe-se que estes bens podem comportar riscos consideráveis se dispersos num acidente, seja em troços de estrada ao ar livre, seja em túneis. Os acidentes envolvendo mercadorias perigosas são raros mas, quando ocorrem, podem ter como consequências um grande número de vítimas e estragos materiais e ambientais graves. São necessárias medidas especiais para assegurar este transporte com a maior segurança possível. Devido a estas razões, o transporte de mercadorias perigosas é fortemente regulado na maioria dos países.

O transporte de mercadorias perigosas em túneis levanta problemas específicos uma vez que, no ambiente confinado de um túnel, um acidente pode ter consequências ainda mais graves. As questões seguintes devem ser consideradas:

• A circulação de mercadorias perigosas deve ser restringida em alguns túneis?  Qual deveria ser a motivação de base para tais restrições?
• Que tipo de regulamentação deveria ser aplicada para restringir a circulação de mercadorias perigosas em túneis?
• Se as mercadorias perigosas forem permitidas, que medidas para a redução dos riscos deverão ser implementadas e qual a sua eficácia?

Entre 1996 e 2001, a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico (OCDE) e a AIPCR/PIARC desenvolveram um importante projeto conjunto de pesquisa,  direcionado para fornecer respostas racionais às questões expressas acima: OCDE.Transporte de mercadorias perigosas através de túneis rodoviários. Segurança em Túneis, Paris: OECD Publishing, 2001 ISBN 92-64-19651-X. Os parágrafos seguintes sumarizam os resultados deste projeto e os desenvolvimentos posteriores.

2.6.1. Regulamentos relativos ao transporte de mercadorias perigosas através de túneis

A primeira etapa do projeto de pesquisa conjunto da OCDE/AIPCR consistiu num inquérito internacional incindindo sobre os regulamentos relativos ao transporte rodoviário de mercadorias perigosas, em geral e em túneis, em particular.

O inquérito mostrou que todos os países estudados dispunham, em geral, de regulamentos consistentes para o transporte de mercadorias perigosas em estrada e que estas regulamentações eram normalizadas, em grande parte do mundo. Por exemplo, o ADR (o acordo europeu relativo ao transporte internacional de mercadorias perigosas por estrada) é aplicado na Europa e na parte asiática da Federação Russa. A maioria dos estados nos EUA e as províncias do Canadá seguem códigos de acordo com os regulamentos tipo da ONU. A Austrália e o Japão dispunham de códigos próprios mas a Austrália alinhou-se com o sistema da ONU.

Em contrapartida, o inquérito evidenciou uma variedade de regulamentos relativos ao transporte de mercadorias perigosas em túneis. Constatou-se que as restrições aplicadas aos túneis apresentavam uma grande variação entre países e mesmo entre túneis no mesmo país. A falta de consistência entre os regulamentos relativos aos túneis colocou problemas à organização do transporte de mercadorias perigosas e levou um grande número de veículos de transporte de mercadorias perigosas a infringir as restrições.

No âmbito do seu projeto conjunto, a OCDE e a AIPCR/PIARC propuseram um sistema de regulamentação harmonizado. Esta proposta foi depois desenvolvida pela Comissão Económica das Nações Unidas para a Europa (CEE/ONU) e posteriormente implementada na Europa, em 2007 e em revisões posteriores do ADR.

A harmonização baseia-se no pressuposto de que num túnel existem três perigos principais que podem causar numerosas vítimas ou danos graves à estrutura do túnel e que os mesmos podem ser ordenados por ordem decrescente das consequências e crescente da eficácia das medidas de mitigação da forma seguinte: (a) explosões; (b) libertações de gás tóxico ou de líquido volátil tóxico; (c) incêndios. A restrição de mercadorias perigosas num túnel é feita atribuindo-lhe uma das cinco categorias identificadas com maiúsculas de A a E. O princípio destas categorias é o seguinte:

Tabela 2.6-1: Lista das 5 categorias ADR

Categoria A	Nenhuma restrição ao transporte de mercadorias perigosas
Categoria B	Restrição para mercadorias perigosas que possam causar uma explosão muito granden
Categoria C	Restrição para mercadorias perigosas que possam causar uma explosão muito grande, uma explosão grande ou uma grande libertação de tóxicos
Categoria D	Restrição para mercadorias perigosas que possam causar uma explosão muito grande, uma explosão grande, uma grande libertação de tóxicos ou um grande incêndio
Categoria E	Restrição para todas as matérias perigosas (exceto para cinco produtos com perigo muito limitado)

Os seguintes portais de internet disponibilizam mais informação sobre este assunto:

• Portal de internet de documentos da ONU ADR 2009
• Portal de internet australiano do código ADG
• Regulamentações canadianas TDG

2.6.2. Escolha da regulamentação mais adequada a um túnel

A interdição de mercadorias perigosas num túnel não elimina os riscos, mas modifica-os e desloca-os para um local diferente, em que o risco global até pode ser superior (por exemplo, se forem desviadas para uma área urbana densa). É esta a razão pela qual o projeto de pesquisa conjunto da OCDE/AIPCR recomendou que as decisões sobre a autorização/restrição de circulação de mercadorias perigosas num túnel deveriam ser baseadas numa comparação de várias alternativas e tomar em consideração o itinerário incluindo o túnel, bem como os eventuais itinerários alternativos.

Foi proposto um processo de decisão racional, com a estrutura que consta da figura abaixo. As primeiras etapas produziriam indicadores objetivos de risco, baseados em análises quantitativas de risco (QRA, Quantitative Risk Analysis). As últimas etapas considerariam dados económicos e outros dados, bem como as preferências políticas do decisor (por exemplo, aversão ao risco). Estas últimas etapas poderiam ser baseadas num modelo de apoio à decisão (DSM, Decision Support Model).

O projeto da OCDE/AIPCR desenvolveu um modelo QRA bem como um modelo DSM. O modelo QRA é, atualmente, utilizado em vários países. Trata-se de um modelo de análise sistémica do risco (cf. capítulo 2.4 para a definição) e produz indicadores do risco social (curvas F-N para os utentes do túnel e para a população permanente na vizinhança), bem como do risco individual (para pessoas que habitem de forma permanente na vizinhança do túnel) e de danos no túnel e ambientais. Aplica-se tanto aos itinerários que integram os túneis como aos itinerários a céu aberto, pelo que os riscos associados aos vários itinerários alternativos podem ser comparados. O modelo baseia-se em 13 cenários de acidente representativos de cada uma das cinco categorias de túnel (embora as categorias D e E não possam ser distinguidas, dado que conduzem a riscos similares). O modelo pode ser adquirido junto da AIPCR/PIARC e é descrito com mais detalhe no portal de internet da Associação.

As publicações da AIPCR/PIARC referidas de seguida, contêm informação adicional, assim como exemplos de aplicação:

• "Modelo Quantitativo de Avaliação do Risco do Transporte de Mercadorias Perigosas Através de Túneis" na Routes/Roads 329 (2006) na Routes/Roads 329 (2006)
• Secção 4.6 "Modelo QRA OCDE/PIARC Mercadorias Perigosas" do relatório 2008R02 e Anexo 3.7 "Modelo QRA OCDE/PIARC" do relatório 2008R02.

2.6.3. Medidas de redução do risco

O projeto de pesquisa conjunto da OCDE/AIPCR incluiu, também, uma pesquisa sobre as medidas que poderiam reduzir a probabilidade e/ou as consequências de um acidente envolvendo mercadorias perigosas, num túnel em que a circulação destas mercadorias fosse permitida.

Em primeiro lugar, procedeu-se à avaliação da situação atual, que resultou na identificação e na descrição de todas as medidas possíveis, a maioria das quais se encontra descrita na parte 2 deste manual (capítulos 6-9). A segunda e mais complicada etapa consistiu numa tentativa de avaliar o custo/eficácia destas medidas no que concerne ao risco associado às mercadorias perigosas. Não se procedeu a um exame detalhado dos custos, uma vez que estes são específicos a um projeto particular de túnel e podem ser estudados para cada projeto individual. O ênfase recaíu sobre a eficácia das medidas.

Algumas das medidas de redução dos riscos são diretamente tidas em conta no modelo QRA desenvolvido no projeto (ver acima). Estas medidas foram apelidadas de medidas “locais”. A eficácia de cada uma destas medidas, ou de cada combinação de medidas, pode ser avaliada fazendo correr o modelo com ou sem a(s) medida(s) e comparando os resultados. Foi efetuado um grande número de testes, que demonstrou que não é possível retirar conclusões gerais acerca da eficácia das medidas porque a eficácia depende, em muito, do caso específico. A avaliação da eficácia deve, consequentemente, ser efetuada na base de um projeto concreto.

A eficácia das outras medidas “não locais” foi muito mais difícil de avaliar e foram propostos métodos para a consideração de um conjunto destas medidas. O capítulo VII do Relatório do projeto da OCDE (medidas de redução do risco) contém mais informação relativa a esta matéria.

2.7. Procedimentos de segurança

• 2.7.1. Documentação de Segurança dos Túneis Rodoviários
• 2.7.2. Recolha e Análise de Dados de Incidentes em Túneis Rodoviários
• 2.7.3. Inspeções de Segurança em Túneis Rodoviários

Para se garantir a segurança em túneis rodoviários é necessário implementar as necessárias medidas estruturais, técnicas e organizacionais de forma a que os incidentes possam ser evitados na medida do possível e que o respetivo impacto possa ser reduzido ao mínimo. O nível de segurança nos túneis é influenciado, em diversos graus, por um conjunto de fatores que podem ser agrupados em quatro grupos principais: Utentes rodoviários, Infraestrutura, Veículos e Operação.

A maioria das medidas necessárias para garantir a segurança num túnel baseia-se nos fatores de influência referidos acima e destina-se a prevenir ou a reduzir o perigo decorrente do comportamento incorreto dos utentes, da inadequação das instalações ou da operação do túnel, de defeitos técnicos dos veículos ou de outras falhas. Ver Capítulo 1 "Porque é que as ferramentas para a gestão da segurança dos túneis são necessárias?" do relatório 2009R08 .

Todas as medidas de segurança necessárias acima mencionadas têm de ser combinadas numa gestão eficaz da segurança do túnel. Para maximizar a eficácia da gestão da segurança do túnel, são necessárias determinadas ferramentas para apoiar a estratégia, conduzir decisões críticas e manter um enfoque constante e rastreável sobre todas as questões da segurança, ao longo da vida do túnel. As três “ferramentas” principais na gestão da segurança de um túnel são descritas nos parágrafos seguintes.

2.7.1. Documentação de Segurança dos Túneis Rodoviários

A documentação de segurança é um aspeto chave da gestão da segurança e deve ser compilada para cada túnel. As necessidades relativas a esta informação são diferentes em função da fase em que o túnel se encontra em termos do seu ciclo de vida: conceção, abertura ao tráfego ou operação. Durante a fase de conceção, a documentação de segurança centra-se na descrição da infraestrutura do túnel e nas previsões de tráfego, ao passo que na fase de exploração ganham importância os aspetos operacionais, tais como os planos de resposta em caso de emergência e as medidas relativas ao transporte de mercadorias perigosas. O grau de detalhe da informação aumenta à medida que o projeto se desenvolve. A documentação de segurança deve contemplar documentos “vivos”, continuamente desenvolvidos e atualizados, e que incluam o detalhe de alterações na infraestrutura do túnel, dados de tráfego, etc., bem como eventuais conclusões importantes decorrentes da experiência de exploração (i.e. análise de incidentes significativos, exercícios de segurança, etc.). O Capítulo 2 "Documentação de Segurança dos Túneis Rodoviários " do relatório 2009R08.

2.7.2. Recolha e Análise de Dados de Incidentes em Túneis Rodoviários

A recolha e análise dos dados de acontecimentos específicos, conforme se pormenoriza no Capítulo 3 "Recolha e Análise dos Dados relativos a Incidentes em Túneis Rodoviários " do relatório 2009R08 são essenciais para a avaliação do risco num túnel e para a melhoria das respetivas medidas de segurança. Envolvem um processo com duas etapas distintas, desde o nível local do túnel para responder a necessidades específicas, como sejam os dados para as análises de riscos, até ao cumprimento de obrigações legais,  como o fornecimento de estatísticas a nível nacional/internacional. A avaliação de acontecimentos específicos (acidentes e incidentes) pode auxiliar a identificar perigos específicos num túnel, bem como a otimizar os procedimentos de exploração e a reação dos sistemas de segurança. Tal como a análise de acidentes reais, a análise de dados resultantes de exercícios de segurança pode contribuir para ganhar experiência na gestão de incidentes específicos em circunstâncias realistas.

2.7.3. Inspeções de Segurança em Túneis Rodoviários

As inspeções de segurança, conforme explicado no Capítulo 4 do Relatório Técnico 2009R08 (Inspeções de Segurança de Túneis Rodoviários), constituem uma ferramenta para determinar o atual nível de segurança de um túnel, seja no âmbito de um quadro legal (Diretiva Europeia, por exemplo) ou por comparação com um nível de risco considerado aceitável. A AIPCR/PIARC desenvolveu um esquema organizacional baseado na Diretiva da UE 2004/54/EC para descrever a cadeia de responsabilidade da segurança relativa às inspeções de segurança e para clarificar as responsabilidades das partes envolvidas. Este esquema propõe, igualmente, o conteúdo de uma inspeção de segurança (infraestrutura e sistemas, documentação de segurança e procedimentos existentes, organização da gestão do túnel, formação e garantia da qualidade), juntamente com um plano de implementação completo com a preparação e todos os passos necessários para se desenvolver uma inspeção de segurança.

2.8. Avaliar e melhorar a segurança nos túneis existentes

• 2.8.1. Porquê melhorar os túneis existentes
• 2.8.2. Metodologia proposta para avaliar e melhorar os túneis existentes

2.8.1. Porquê melhorar os túneis existentes

Os últimos grandes desastres em túneis rodoviários (incêndio no túnel de Mont Blanc em 1999, incêndio no túnel de Tauern em 1999 ou incêndio no túnel de Gotthard em 2001) tiveram como consequência que fosse dada uma especial atenção às normas de segurança nos túneis existentes. Estes túneis requerem abordagens específicas e ferramentas para identificar e avaliar a necessidade de programas de melhoria a nível da segurança. As pesquisas e estudos realizados após estes grandes incidentes com incêndio em túneis, demonstraram que muitos túneis rodoviários existentes requerem meios adicionais e específicos para garantir um ambiente seguro aos utentes. Mesmo nos casos em que anteriormente foram desenvolvidos programas de melhoria, os túneis existentes podem não cumprir as normas de segurança atuais, dada a evolução recente da regulamentação.

Estes incidentes e os estudos realizados posteriormente conduziram à tomada de consciência dos riscos dos túneis por parte das pessoas envolvidas nos túneis rodoviários, desde projetistas e operadores até aos representantes das autoridades. Tornou-se claro que a melhoria da segurança não é apenas uma questão de melhorar a estrutura e/ou o equipamento, mas que existe também, e muitas vezes principalmente, uma forte necessidade de clarificação da organização da gestão da segurança e de adaptação dos procedimentos.

No âmbito da avaliação da segurança em túneis existentes deve ser dada uma atenção especial às alterações no ambiente do túnel (volume e composição do tráfego, transporte de mercadorias perigosas, trabalhos de construção na área envolvente, etc.), que podem também conduzir à necessidade de medidas de melhoria.

2.8.2. Metodologia proposta para avaliar e melhorar os túneis existentes

Propõe-se uma abordagem estruturada para avaliar e preparar os programas de reabilitação, composta por duas atividades principais:

• A primeira atividade tem como propósito avaliar a situação atual, como uma imagem instantânea do túnel, de forma a determinar o nível de segurança atual. Em primeiro lugar, é necessário definir um nível de segurança de referência, o qual é, geralmente, o que consta do quadro regulamentar. De seguida, procede-se à análise das funcionalidades atuais do túnel e do estado dos equipamentos que as executam. Nesta base, é necessário avaliar se o túnel existente cumpre os critérios de projeto relevantes a nível da segurança. Além disso, deve-se proceder à avaliação de riscos específicos através da análise de riscos, ferramenta adequada para avaliar o nível atual de segurança de um túnel em operação. A partir destas análises iniciais, podem ser definidas ações e podem ser estabelecidas prioridades.
• A segunda atividade tem como propósito definir a situação futura do túnel, após os trabalhos de renovação considerados aceitáveis em relação ao objetivo do nível de segurança definido. Isto pode ser efetuado através do desenvolvimento de programas de renovação e avaliando, de novo, o nível de segurança do túnel renovado com todas as medidas de melhoria. A análise do risco pode mais uma vez ser aplicada para demonstrar um nível de segurança adequado ou para avaliar várias alternativas de medidas de melhoria, incluindo critérios de rentabilidade. Os programas de renovação dependem do contexto específico de cada túnel, das respetivas restrições e ambiente. Pode ser desenvolvido um processo iterativo de análise do risco no caso em que haja acordo num nível de segurança projetado, aceite por todos os intervenientes no projeto.

O processo, com várias fases, para a preparação de um programa de renovação à medida, de um túnel em operação, pode ser resumido no fluxograma apresentado abaixo. O fluxograma descreve as ligações funcionais entre as várias etapas e os respetivos resultados.

Em detalhe, o conteúdo de cada etapa deve ser adaptado às condições específicas do túnel individual, do respetivo ambiente e, naturalmente, às práticas locais específicas.

Em função da situação do túnel, o processo pode parar após a etapa 3 com uma simples comparação com o estado de referência, se a análise demonstrar que o nível de segurança exigido já foi alcançado. De facto, no caso dos túneis já renovados, a etapa 3 pode, com efeito, constituir o fim do processo.

Caso contrário, a etapa 3 pode realçar medidas urgentes de mitigação para melhorar o nível de segurança do túnel, que podem ser imediatamente concretizadas por meio de ações fáceis de implementar, tais como a introdução de barreiras de encerramento, alteração da sinalização ou medidas de controlo do tráfego. Em alguns casos, estas medidas podem ser suficientes para se alcançar o nível de segurança exigido.

Se forem necessários trabalhos mais substanciais, as modificações temporárias das condições de exploração podem constituir um meio útil para aumentar provisoriamente o nível de segurança no túnel, se necessário.

A preparação dos trabalhos de renovação para um túnel em operação é um processo iterativo, dado que se trata de uma combinação de questões técnicas, de medidas de segurança, de restrições de custos e de faseamento dos trabalhos. É por esta razão que as etapas 4 e 5 podem ser refinadas várias vezes para se obter um programa de renovação adaptado, considerando todos os parâmetros relevantes que podem influenciar a decisão. As atividades de conceção podem começar após a etapa 5.

O novo relatório "Avaliar e melhorar a Segurança em Túneis Rodoviários Existentes" apresenta recomendações para cada etapa no âmbito deste processo, até à definição de um programa de melhoria.

São apresentados pontos fracos típicos (deficiências de segurança) em túneis existentes. Além disso, estudos de caso de túneis existentes na Europa demonstram a estratégia adotada para trabalhos de renovação e as medidas de melhoria implementadas.

3.1. Utentes

O Relatório Técnico 2008R17 "Fatores humanos e segurança nos túneis rodoviários no que se refere aos utentes" evidencia os seguintes aspetos:

• os modelos que descrevem o processo de decisão humana: estes modelos pretendem dar aos profissionais dos túneis um breve enquadramento teórico que permita compreender o comportamento humano: Capítulo 1 "Aspetos gerais dos fatores humanos " do relatório 2008R17
• as observações do comportamento dos utilizadores dos túneis, tanto em situações normais como críticas, e discussão, em termos gerais, dos principais factores humanos que influenciam este comportamento:Capítulo 2 "Comportamento humano em túneis rodoviários em situações normais" do relatório 2008R17 e  Capítulo 3 "Comportamento humano em túneis rodoviários em situações críticas" do relatório 2008R17
• os objetivos gerais relativos aos elementos de segurança, seguidos de uma descrição das medidas mínimas exigidas pela Diretiva da UE: estas medidas são examinadas à luz dos resultados de pesquisa psicológica e de recomendações de outras fontes, para enunciar finalmente a recomendação de medidas adicionais: Capítulo 4 "Medidas adicionais recomendadas para melhorar a segurança de túneis rodoviários em condições de circulação normais" do relatório 2008R17 and Capítulo 5 "Medidas adicionais recomendadas para evitar o agravamento de condições de circulação críticas em túneis rodoviários " do relatório 2008R17
• os modelos que descrevem o processo de decisão humana: trata-se de uma matéria importante para a interação entre os túneis e os utentes dos túneis: Capítulo 6 "Desenvolvimentos futuros do STI e segurança nos túneis " do relatório 2008R17.

Ao desenvolverem estas pesquisas, os membros do Grupo de Trabalho envolvidos nestes estudos viram-se confrontados frequentemente com a questão: "deve-se adaptar o túnel ao utente ou o utente ao túnel?" É óbvio que se deve fazer uso de ambas as estratégias e, de forma a relativizar as recomendações existentes, o Grupo de Trabalho decidiu estudar a questão da educação dos condutores e da informação aos condutores.

Os aspetos seguintes serão destacados no relatório previsto "Recomendações relativas à educação e à informação aos condutores em túneis rodoviários". O objetivo deste relatório será fornecer recomendações a todos os responsáveis por ações educativas e informativas: organizações e agências nacionais, donos de obra, operadores e consultores no domínio da comunicação. Este relatório fornecerá, no primeiro capítulo, informação geral aos destinatários da publicação, assumindo-se que estes têm pouco ou nenhum conhecimento dos detalhes do contexto do túnel. O segundo capítulo tratará de recomendações gerais válidas para todos os destinatários da publicação (leitores e/ou instituições). Nos capítulos 3 e 4 serão propostas recomendações à consideração das organizações e agências e de donos de obra específicos

3.2. Operadores

O termo "operador" designa a entidade que representa o dono de obra no terreno e que é responsável pela operação do túnel. Este interveniente chave no âmbito da segurança do túnel trabalha em ligação estreita com os outros intervenientes envolvidos (dono de obra, autoridades públicas, serviços de emergência, subempreiteiros, outros operadores, utentes, etc.). Tem como principais tarefas gerir o tráfego, os aspetos de engenharia civil e dos equipamentos do túnel juntamente com a gestão de crises e a gestão administrativa no âmbito da sua missão. Desempenha um papel crucial na implementação ótima do sistema de gestão da segurança do túnel. Este papel concretiza-se, nomeadamente, através do seu envolvimento nos estudos de conceção (incluindo análises do risco) e na definição dos princípios de operação, bem como na monitorização do quotidiano da exploração da obra (gestão de acontecimentos, realização de exercícios de segurança, implementação de processos de pós- avaliação, atualização regular dos documentos de exploração/operação, formação do pessoal, coordenação com as outras partes interessadas, etc.)

Em relação a este interveniente, o Relatório Técnico 2008R03 "Gestão da interação operador-equipas de emergência em túneis rodoviários " destaca os seguintes aspetos:

• lições mais relevantes retiradas dos incêndios mais graves ocorridos em túneis nas últimas décadas: Capítulo 1 "Lições retiradas" do relatório 2008R03
• informações e recomendações para boas práticas, baseadas na experiência e nas lições retiradas: Capítulo 2 "Recomendações detalhadas" do relatório 2008R03.

De uma forma geral, as lições retiradas dos exercícios e eventos reais demonstraram que o comportamento de todos aqueles que estão encarregados da operação do túnel é um fator decisivo para garantir  a segurança das pessoas durante um incidente.

Um dos principais aspetos relativos a esta matéria é a reação apropriada do pessoal de operação responsável pela monitorização e controlo dos túneis. Trata-se dos primeiros atores a serem envolvidos na gestão de crise do túnel rodoviário e assumem, a este título e em nome do operador, responsabilidades consideráveis em termos da gestão diária do túnel. A sua tarefa é tanto mais difícil pelo facto de, a qualquer momento, lhes poder ser solicitado que procedam à gestão de eventos potencialmente perigosos mas cuja probabilidade de ocorrência é baixa. Para reagir de forma adequada, os operadores dos túneis devem ser capazes de compreender e controlar situações por vezes complexas, o que significa que devem dispor de boas competências a nível de gestão do stress. Uma formação específica e adequada é, consequentemente, fundamental. As regulamentações europeias exigem que o pessoal envolvido na operação de túneis receba uma "formação inicial e contínua adequada" (Diretiva Europeia 2004/54/CE - Anexo 1 § 3.1 "Meios operacionais").

3.3. Equipas de emergência  

As equipas de socorro suscetíveis de serem chamadas a intervir em túneis rodoviários necessitam obviamente de receber a formação geral necessária para prestar auxílio a pessoas e para combater  incêndios em qualquer tipo de infraestrutura. Os túneis são espaços confinados em que uma crise ou um incêndio podem, muito rapidamente, tornar as condições da operação de salvamento muito mais complicadas. Para além das respetivas competências técnicas gerais, os bombeiros devem receber formação específica para este tipo de intervenção. Esta formação deverá desenvolver os seus conhecimentos comportamentais e permitir-lhes lidar adequadamente com as situações complexas com que podem ter de se confrontar num túnel. Este conhecimento é especialmente importante para o pessoal de supervisão, que deve ser capaz de executar e adaptar, se necessário e em todas as circunstâncias, os métodos de intervenção operacionais inicialmente previstos. Para cumprir esta missão, é determinante uma boa coordenação com o pessoal do operador do túnel, a qual requer um grande rigor na preparação, no acompanhamento e na implementação dos planos de intervenção, exercícios de segurança e formação baseada nos resultados de experiências anteriores.

No caso dos túneis transfronteiriços, é necessário chamar a atenção para a necessária colaboração entre os países envolvidos, de maneira a assegurar uma coordenação perfeita entre as equipas de socorro em situações de crise.

No que respeita às equipas de socorro, o  Relatório Técnico 2008R03 "Gestão da interação operador-equipas de emergência em túneis rodoviários" :

• as lições mais relevantes retiradas dos incêndios mais graves registados em túneis nas últimas décadas: Capítulo 1 "Lições extraídas" do relatório 2008R03
• a informação e as recomendações para uma boa prática, baseadas na experiên­cia e nas lições extraídas: Capítulo 2 "Recomendações detalhadas" do relatório 2008R03

3.4. Recomendações gerais

Este parágrafo fornece recomendações gerais àqueles que pretendem dar uma atenção especial aos fatores humanos no âmbito da conceção de um túnel novo ou da renovação de um túnel existente. O objetivo deste parágrafo não consiste em listar as recomendações técnicas fundamentais, desenvolvidas nos relatórios da AIPCR/PIARC e relativas à inclusão dos fatores humanos no âmbito da segurança. Pretende, acima de tudo, listar as principais recomendações metodológicas a implementar quando se deseja dar uma atenção particular a estes aspetos.

Três pontos principais merecem ser destacados deste ponto de vista:

1. a necessidade de intervir o mais a montante possível no quadro dos estudos,
2. a importância crucial da inclusão dos trabalhos desenvolvidos no campo da integração dos fatores humanos e organizacionais na segurança,
3. as vantagens dos testes para validar as soluções inovadoras passíveis de serem implementadas.

O primeiro ponto diz respeito, em particular, à conceção de novos túneis nos quais é fundamental intervir o mais a montante possível, durante os estudos. Isto deveria permitir refletir melhor sobre os principais fatores que condicionam o comportamento dos utentes em túneis rodoviários. Entre estes fatores principais, destacam-se os seguintes:

• dados ligados ao contexto local, por exemplo, o tipo de tráfego e consequentemente os utentes envolvidos (locais, profissionais, assinantes, etc.),
• elementos de contexto relacionados com as infraestruturas existentes a montante e a jusante do túnel previsto (lógica de continuidade do itinerário),
• outros túneis no itinerário ou nas proximidades do túnel,
• túneis transfronteiriços, em relação aos quais deve ser dada uma atenção particular às estratégias e aos meios implementados para comunicação com os utentes.

O segundo ponto refere-se à consideração do trabalho desenvolvido no campo da integração dos fatores humanos e organizacionais relacionados com a segurança, visando nomeadamente valorizar o conhecimento acumulado, até à data, no campo da segurança rodoviária em geral e da evacuação em situações de crise, em particular. A concretização deste ponto é feita por duas vias: através da incorporação dos ensinamentos gerais retirados dos trabalhos desenvolvidos neste campo (recomendações da AIPCR/PIARC, por exemplo) ou através do envolvimento no projeto de especialistas de ciências humanas (psicólogos, peritos). A oportunidade de envolver especialistas em ciências humanas merece ser equacionada tanto na conceção de túneis novos como na renovação de túneis existentes. Naturalmente, aplica-se apenas aos projetos mais importantes com questões específicas (túneis transfronteiriços e/ou particularmente longos, túneis de dimensões limitadas, etc.)

Neste campo, e como já foi feito no caso das infraestruturas ao ar livre, é requerida prudência antes da implementação de uma solução técnica que pareça satisfatória à primeira vista. Os ensinamentos retirados de acontecimentos reais ou dos numerosos exercícios efetuados em túneis, demonstram que, de facto, as escolhas técnicas feitas por engenheiros especializados em equipamentos e em segurança em túneis nem sempre são as mais adequadas do ponto de vista do comportamento do utente.

Independentemente da eventual implicação de especialistas em ciências humanas, é obviamente necessário ter o cuidado de assegurar uma consulta alargada a todos os intervenientes envolvidos. Os serviços de intervenção, em particular, devem estar estreitamente ligados à conceção do equipamento de segurança (deve ser dada atenção especial aos recursos destinados a auto evacuação dos utentes).

A terceira recomendação diz respeito aos testes e ensaios necessários para validar escolhas inovadoras, quando estas últimas se mostram desejáveis. Já muita coisa foi aprendida quanto à forma de tomar em consideração os comportamentos humanos nos túneis. Os projetistas são convidados a tomar estes aspetos em consideração ao finalizar o conjunto das medidas de segurança em túneis. Quando se verifica a necessidade de desenvolver meios inovadores, as fases de testes preliminares não devem ser negligenciadas (ensaios interiores, por exemplo), nem os testes no local. Será útil que estes testes sejam desenvolvidos com o apoio de peritos no domínio das ciências humanas. O seu objetivo será validar as medidas inovadoras propostas antes da implementação nos túneis.

Como conclusão e em geral, não podemos senão relembrar a necessidade de demonstrar muito pragmatismo e humildade neste campo. Um princípio básico consiste em, sempre que possível, preferir soluções simples e intuitivas em linha com a prática atual em vigor ao ar livre. Estes tipos de abordagem garantem que as medidas implementadas são passíveis de serem bem compreendidas e adotadas pelos utentes.

4.1.Tarefas de operação/exploração

Em termos gerais os túneis são considerados como partes da rede rodoviária capazes de assegurar um nível de segurança adequado ou até mais elevado que numa rede ao ar livre. Não obstante, as consequências potenciais de incidentes específicos (avaria, acidente ou incêndio) podem ser, de longe, mais graves em túneis do que na rede ao ar livre. Além disso, uma vez que os túneis são, frequentemente, pontos obrigatórios de passagem, qualquer encerramento total ou parcial pode conduzir a grandes perturbações do tráfego ou obrigar os utentes a percorrer longas distâncias em percursos alternativos.

Por estas razões, os operadores e as autoridades rodoviárias têm o dever de assegurar a continuidade operacional e a segurança dos túneis rodoviários. Consequentemente, devem garantir aos utentes que atravessam o túnel um nível de qualidade do serviço e de segurança em completa conformidade com as exigências regulamentares em vigor.

De acordo com as regulamentações nacionais, a gestão do tráfego nos túneis (e na estrada em que o túnel se situa) está cometida aos operadores e à polícia de trânsito, os quais, em concreto, devem responder pela segurança dos utentes dentro do túnel e das pessoas que trabalham no interior do túnel (pessoal da exploração, subempreiteiros, etc.). Em vários países, a polícia de trânsito está encarregue, em termos globais, da gestão e da supervisão do tráfego, ao passo que o operador está encarregue de tarefas operacionais, como sejam a manutenção, a operação do equipamento do túnel, a supervisão do tráfego e a assistência aos utentes.

Em termos gerais, as tarefas típicas dos operadores consistem em:

• Supervisão do tráfego e operação do equipamento do túnel
  Os túneis principais (em termos de extensão, densidade do tráfego e complexidade do túnel) são, habitualmente, geridos através de um Centro de Controlo de Tráfego. Muito frequentemente o Centro de Controlo está equipado com sistemas de supervisão remota (por exemplo, circuitos fechados de televisão, deteção automática de incidentes) e podem controlar à distância determinados equipamentos (ventilação, sinalização, encerramento do túnel, etc.).
• Patrulhamento técnico
  Em determinados casos, o operador pode, também, acionar patrulhas, as quais podem assegurar uma supervisão direta dos utentes através de vigia nos túneis. Estas patrulhas podem intervir rapidamente em caso de necessidade.
• Gestão dos trabalhos de engenharia civil      
  Trata-se de uma supervisão permanente dos trabalhos de engenharia civil do túnel, através da execução regular de levantamentos e inspeções. Trata-se, igualmente, de executar a manutenção regular das instalações, tais como os sistemas de drenagem, sarjetas e todas as estruturas secundárias (locais no interior do túnel, salas técnicas, etc.),
• Gestão do equipamento           
  Nos grandes túneis, o operador aciona diversos tipos de equipamentos que estão sob a sua alçada, na fase de operação. Para tal, os túneis estão também equipados com sistemas que permitem ao operador monitorizar o estado do equipamento. O operador deve, também, cuidar da manutenção do equipamento instalado no túnel. Aqui, uma vez mais, é possível ter acesso a ferramentas computorizadas que o apoiem no desempenho desta tarefa.
• Gestão do equipamento           
  Nos grandes túneis, o operador aciona diversos tipos de equipamentos que estão sob a sua alçada, na fase de operação. Para tal, os túneis estão também equipados com sistemas que permitem ao operador monitorizar o estado do equipamento. O operador deve, também, cuidar da manutenção do equipamento instalado no túnel. Aqui, uma vez mais, é possível ter acesso a ferramentas computorizadas que o apoiem no desempenho desta tarefa.
• Gestão das situações de emergência  
  Independentemente da natureza do acidente, quer seja um problema relacionado com o tráfego (acidente, choques em cadeia, incêndio, etc.) ou com o equipamento (falha no abastecimento de energia, avaria da rede de transmissão de dados, etc.), o operador encarregue da supervisão está incumbido de intervir ou de informar/ativar o serviço/autoridade pertinente.
• Gestão técnica e administrativa         
  Para além das tarefas diretamente relacionadas com a exploração do túnel, cabe ao operador proporcionar os serviços técnicos e administrativos de suporte à gestão da infraestrutura e do pessoal. O operador está encarregue do projeto de qualquer melhoria do equipamento, da direção dos trabalhos, do investimento e dos orçamentos operacionais, tendo em vista o funcionamento adequado do túnel. Por fim, o operador também elabora estatísticas e monitoriza a realização dos seus próprios objetivos, através da preparação de relatórios periódicos sobre a operação do túnel/estrada (indicadores financeiros, indicadores de tráfego, etc.).

The Relatório técnico 05.13.B "Boas Práticas na Operação e Manutenção de Túneis Rodoviários" deals with this subject in parts 2 and 4.

4.2 Os intervenientes na operação do túnel e a respetiva cooperação

A gestão do processo de transporte rodoviário é uma tarefa muito complexa. Torna-se ainda mais complexa se se considerar o transporte rodoviário em ambiente de túnel. Parte da complexidade deve-se ao facto de que as capacidades e as competências exigidas para a gestão dos túneis estão dispersas por vários serviços. Neste âmbito, a cooperação entre os diferentes intervenientes é, claramente, um pré-requisito essencial a uma colaboração equitativa e eficaz, com vista a uma boa gestão de tráfego e dos incidentes. A coordenação é, normalmente, levada a cabo sob a alçada de autoridades locais ou centrais, que orientam o processo e que se baseiam sobre os resultados de trabalhos que foram aprovados pelo conjunto dos intervenientes.

Os principais intervenientes que devem cooperar neste contexto são:

• O operador do túnel;
• Os operadores das diferentes partes da rede rodoviária que têm de ser notificados no caso de encerramento ou de restrições ao tráfego, para assegurar a gestão do tráfego comum do eixo/rede;
• As autoridades administrativas nacionais e locais a quem devem ser apresentados os relatórios requeridos ao abrigo das regulamentações;
• O dono do túnel (se não coincidir com o operador do túnel), que deve também ser mantido informado;
• Os serviços públicos (bombeiros e serviços de socorro, polícia de trânsito, serviços médicos...) com quem têm de ser preparados planos de intervenção coordenados, de forma a que possam intervir de forma coordenada e eficiente em resposta a qualquer tipo de incidente;
• Outros fornecedores (limpeza, manutenção, desempanagem, etc.)

O Relatório Técnico 2007R04 "Guia para a organização, recrutamento e formação de pessoal da operação de túneis rodoviários " define as tarefas organizacionais de forma mais detalhada.

4.3 Organização das operações

As tarefas de operação (operação, manutenção, etc.) podem ser consideradas semelhantes num vasto conjunto de túneis, mesmo que a organização interna das entidades responsáveis varie de país para país e que as tarefas possam ser desenvolvidas pelo operador ou por outras entidades. Nalguns casos, o pessoal necessário é gerido por uma única organização. Noutros casos, as tarefas de operação podem ser partilhadas por várias organizações públicas e privadas. O dono do túnel ou a administração rodoviária podem, por exemplo, confiar a totalidade da construção e da operação do túnel e/ou tarefas operacionais específicas (por exemplo, as tarefas de manutenção podem ser entregues a subempreiteiros) a organizações públicas ou privadas diferentes.

As medidas planeadas para a gestão de incidentes podem diferir, consoante as regulamentações nacionais e os requisitos locais específicos a cada túnel. Em consequência, a organização do operador e da polícia de trânsito podem ser diferentes, dependendo do contexto local.

Embora o contexto varie em grande medida de um país para outro, regra geral, a estrutura da operação está organizada em três grupos principais:

• O pessoal da operação, encarregue da gestão da operação e da assistência ao utente;
• O pessoal técnico encarregue da construção e gestão do túnel (engenharia civil e equipamento);
• O pessoal administrativo;

Nalguns casos, os serviços de intervenção de emergência fazem parte do pessoal da operação).

O capítulo 4, "Pessoal operacional: tarefas e instalações" do Relatório Técnico 2007R04 refere detalhadamente a organização da operação.

4.4 Instruções de operação, condições mínimas de operação, planos de emergência 

Cada operador de túnel elabora e atualiza procedimentos escritos (por vezes chamados de "instruções de operação") que definem os objetivos e os critérios das ações a desenvolver pelos diferentes serviços internos, que podem afetar o túnel ou a estrada. Todos os tipos de eventos ligados à operação têm de ser tidos em consideração no âmbito dos procedimentos, incluindo acidentes correntes, acidentes graves e emergências. As “instruções de operação” contêm as ações básicas a desenvolver de acordo com os procedimentos correspondentes e as restrições existentes.

O pessoal do operador também necessita de dispor de um plano de emergência quer para as intervenções após um acidente rodoviário quer para a avaria técnica do equipamento no túnel. Este plano, geralmente, satisfaz os requisitos da regulamentação e inclui procedimentos operacionais e instruções envolvendo, pelo menos, os operadores do túnel e o pessoal de intervenção no caso de incidente ou avaria técnica. Os procedimentos de intervenção de emergência devem ser coordenados com os procedimentos aplicados pelos serviços de emergência e de socorro. O conteúdo detalhado deste plano poderá ser definido por instruções nacionais ou diretivas específicas a cada país e precisa de ser ajustado ao contexto técnico e organizacional do túnel.

O capítulo 4 "Pessoal da operação: tarefas e instalações" do Relatório Técnico 2007R04 define pormenorizadamente a organização da operação.

4.5 Custos operacionais

A experiência demonstra que o custo unitário de um túnel apresenta um valor superior ao custo unitário da mesma estrada no exterior. No caso de uma estrutura subterrânea, podem existir vários equipamentos que são acionados para garantir uma operação segura em condições normais de operação ou para permitir a proteção e a evacuação dos utentes e a intervenção de serviços de socorro em caso de incidente, acidente ou incêndio. Estas medidas não só representam custos de investimento consideráveis, como também se traduzem em custos de operação e de manutenção particularmente elevados. Dessa maneira, o papel do operador consiste em garantir a continuidade e a segurança da operação, num contexto de custos controlados.

Em qualquer caso, pode não ser viável atingir a otimização dos custos operacionais mesmo com uma operação do túnel de grande qualidade, se a conceção e a construção do túnel tiverem sido mal concebidas ou mal conduzidas. Consequentemente, os custos operacionais têm de constituir uma preocupação fundamental durante as diferentes fases do projeto e da execução dos trabalhos, dado que a solução tem de ser encontrada muito antes de se tornar um problema durante a fase operacional.

A atividade de exploração deve ser ajustada de forma a assegurar que a vida útil expectável do equipamento não diminua. A vida útil dos equipamentos em túneis é, normalmente, mais curta do que noutros ambientes, dado que a atmosfera nos túneis é particularmente corrosiva.

O Relatório Técnico 05.06.B "Túneis rodoviários: redução dos Custos Operacionais é inteiramente dedicado aos custos operacionais e, especialmente, à redução dos mesmos.

4.6 Recrutamento, formação do pessoal e treino

As tarefas confiadas ao pessoal encarregue da operação são muito importantes do ponto de vista da segurança e da eficiência da operação. Além disso, o próprio contexto é objeto de evolução, dado que os problemas operacionais ganham importância em relação aos problemas estritamente técnicos e os sistemas operativos são em maior número e cada vez mais complexos.

Neste sentido, é necessário que o pessoal encarregue da operação satisfaça os seguintes requisitos:

• Devem ser selecionados através de um processo de recrutamento rigoroso
• Devem receber uma boa formação antes de assumirem as respetivas funções
• Devem receber cursos de atualização ao longo das suas carreiras
• Devem participar em treinos, eventualmente organizados em cooperação com serviços externos.

Durante as fases de recrutamento, as qualificações exigidas aos futuros operadores devem ser definidas em consonância com a natureza das tarefas operacionais. Deve ter-se presente que, mesmo que as tarefas sejam similares em todos os países, as pessoas responsáveis pela sua execução não pertencem, necessariamente, ao mesmo tipo de organização em cada país. Não obstante, as competências e as aptidões requeridas devem ser similares.

As duas questões seguintes devem ser consideradas no âmbito da conceção da formação do pessoal (inicial e contínua):

• Que tipo de formação deve ser proporcionada ao pessoal encarregue da operação (ou, qual deve ser a formação obrigatória)?
• Que critérios deve o gestor da operação aplicar para validar a qualidade da formação e os resultados obtidos?

Se não existir regulamentação nacional sobre o conteúdo da formação, o operador tem de adaptar o programa de formação às caraterísticas e aos requisitos específicos dos túneis.

O Relatório Técnico 2007R04 "Guia para a organização, recrutamento e formação de pessoal encarregue da operação de túneis rodoviários" define detalhadamente o recrutamento e formação do pessoal nos capítulos 7  "Recrutamento do pessoal encarregue da operação" and 8 "Formação do pessoal encarregue da operação" .

O operador necessita de testar regularmente a eficiência do seu pessoal e os procedimentos que definiu. Deste modo, o operador tem de se assegurar que o seu pessoal está familiarizado com os diferentes equipamentos instalados no túnel e que pode, consequentemente, detetar quaisquer eventuais deficiências na execução de tarefas específicas.

Para além dos exercícios internos, o operador e os serviços de emergência precisam de organizar treinos conjuntos de socorro, com a participação da polícia de trânsito, do operador, dos serviços médicos, dos bombeiros e dos serviços de socorro. Os resultados de cada treino devem ser alvo de uma análise. Se a análise efetuada aos resultados do treino revelar lacunas, deve proceder-se à revisão das estratégias de intervenção.

Um novo Relatório Técnico sobre "Boas práticas em exercícios de emergência em túneis rodoviários" estará em breve disponível na Biblioteca Virtual da AIPCR/PIARC

4.7 Avaliação da operação e dos incidentes

A recolha de dados relativa a incidentes e a acidentes e a respetiva análise são essenciais para a avaliação dos critérios de operação e para a avaliação dos riscos do túnel. Tudo isto é importante tendo em vista a melhoria contínua da segurança do túnel. Os dados recolhidos permitem, em particular, a avaliação da frequência dos acontecimentos que os desencadeiam. Os dados permitem, também, examinar as consequências dos eventos e a eficácia das medidas e dos equipamentos de segurança. Fornecem, também, informação adicional sobre o comportamento real dos utentes do túnel.

A recolha e a análise de dados relativos a incidentes e acidentes deverão permitir que os seguintes objetivos sejam alcançados:

• A nível local (i.e. ao nível de cada túnel individual): constituem uma base importante para a definição e a avaliação de melhorias a decidir pelo dono do túnel. Constituem também uma ajuda no âmbito do processo de decisão para a melhoria geral da segurança numa dada rede rodoviária;
• Ao nível nacional e internacional: constituem uma peça fundamental para o quadro de referência no âmbito do qual as autoridades formulam e adaptam políticas gerais relacionadas com a segurança em túneis. Especificamente, permitem quantificar a magnitude (em termos de frequência e gravidade) de acontecimentos críticos que podem representar perigo para a vida dos utentes. Permitem, igualmente, medir a eficácia das instalações de segurança e, em determinados casos, comparar o nível de segurança num dado túnel com dados de segurança nacionais ou internacionais.

Por fim, os dados recolhidos proporcionam informação útil (estatísticas nacionais segundo o tipo de túnel) para a análise dos riscos relativos a túneis em fase de projeto ou túneis em operação que ainda não possuem uma base de dados adequada.

As lições extraídas da operação, em particular durante incidentes e acidentes, devem ser objeto de análise. De facto, se os resultados destas análises revelarem deficiências, as estratégias de intervenção e/ou as instruções de operação devem ser revistas e melhoradas.

O Relatório Técnico  2009R08 "Ferramentas para a gestão da segurança em túneis rodoviários" define, detalhadamente, no capítulo 3 "Recolha e análise de dados de incidentes em túneis rodoviários" as condições de análise de dados de incidentes e/ou acidentes.

4.8 Manutenção do equipamento  

Ao longo da vida do túnel, o operador deve proceder à manutenção das obras de engenharia civil e dos equipamentos do túnel. A manutenção das estruturas de engenharia civil não é descrita neste parágrafo.

As operações de manutenção dos equipamentos podem ser subdivididas em dois grupos:

• As medidas preventivas são executadas com intervalos fixos com o objetivo de conservar os equipamentos em bom estado de funcionamento. A manutenção preventiva tem a vantagem de evitar, dentro do possível, avarias não previstas e é fácil de planear. Contudo, pode conduzir a custos elevados se as intervenções forem demasiado frequentes, pelo que estas devem ser corretamente otimizadas.
• As ações corretivas são executadas quando um sistema ou parte de um sistema avariou ou apresenta danos. A manutenção corretiva tem a vantagem do sistema ser utilizado até ao fim da duração de vida. Tem como desvantagem o facto de não poder ser planeada e, consequentemente, as reparações de emergência serem efetuadas com custos adicionais significativos.

Recomenda-se a utilização da manutenção preventiva quando possível e no caso dos sistemas que não são redundantes e que estejam relacionados com a segurança. A manutenção preventiva permite o planeamento conjunto das diferentes tarefas de manutenção na ocorrência de encerramento ao tráfego do túnel. Além disso, contribui para manter o equipamento em boas condições de operação. Contudo, deve ter-se presente que, mesmo que a manutenção preventiva seja realizada de forma adequada, o operador não poderá evitar intervenções corretivas.

Habitualmente o pessoal do operador não realiza todas as tarefas de manutenção; o operador recorre geralmente a empreiteiros, e dispõe de várias opções:

• É possível contratar apenas as tarefas de manutenção relacionadas com determinado nível técnico. Nesse sentido, o operador pode contratar tarefas que não apresentam qualquer complexidade técnica (limpeza, lavagem, ...) ou pode contratar apenas tarefas muito complexas (sistema de supervisão, equipamento de retransmissão rádio, ...)
• É possível contratar todas as tarefas de um ou vários grupos de equipamentos (todos os sistemas de ventilação, todas as instalações de vigilância remota, etc.).

O Relatório Técnico 05.06.B no capítulo 7 "Custo da manutenção", o Relatório Técnico 05.13.B no capítulo 4 "Manutenção e operação" e o Relatório Técnico 2007R04 no capítulo 6 "Organização do pessoal operacional", fornecem informação mais pormenorizada sobre o tema da manutenção.

4.9 Operação durante os trabalhos de manutenção e de renovação

As tarefas de manutenção de equipamentos similares não diferem muito de um túnel para outro. Contudo, alguns túneis apresentam elementos específicos (tráfego denso e ininterrupto, percurso alternativo extenso, etc.) que dificultam o encerramento total do túnel ou mesmo parcial. Neste caso, o operador pode ter de manter a exploração, ainda que a um nível mais reduzido, ao mesmo tempo que as intervenções de manutenção são realizadas. Isto é possível apenas através da implementação de medidas especiais que tenham em consideração, não apenas a segurança oferecida ao utente, mas também a segurança do pessoal encarregue da manutenção.

O Relatório Técnico 2008R15 no capítulo 2  "Operação de túneis rodoviários urbanos existentes"

define as condições para o desenvolvimento da manutenção quando o túnel se encontra em operação.

Durante a renovação do equipamento de um túnel que não possa ser encerrado facilmente é provável encontrar as mesmas dificuldades referidas acima. Em relação às intervenções de manutenção, este tipo de trabalho pode requerer várias semanas ou mesmo vários meses até ser finalizado. Consequentemente, têm de ser planeadas medidas mais elaboradas (e frequentemente mais dispendiosas).

O Relatório Técnico 05.13.B discute aspetos relativos à renovação no capítulo 6 "Renovação de túneis" .

4.10. Túneis muito curtos e/ou com níveis de tráfego reduzidos

As recomendações apresentadas nas secções 4.1 a 4.9 acima nem sempre são passíveis de adaptação (sendo por vezes mesmo difíceis de implementar) a túneis muito curtos ou com níveis de tráfego reduzidos, ou a túneis dispersos situados em zonas de baixa densidade populacional.

Para estes túneis em concreto, recomenda-se o desenvolvimento, para cada túnel (ou grupo de túneis localizados na mesma rede rodoviária), de uma análise específica detalhada, considerando:

• as condições geográficas e climáticas,
• os recursos locais ou regionais disponíveis nas proximidades: autoridades, operador, serviços de emergência, etc.,
• o contexto económico,
• a exposição ao risco e o nível de risco.

Esta análise possibilitará, então, a organização e implementação da operação mais adequada às condições específicas destes túneis.

5.1. Impacto dos túneis na qualidade do ar exterior

No domínio dos túneis rodoviários, a qualidade do ar é tradicionalmente considerada em termos da concentração de gases de escape que os veículos libertam dentro do túnel. Contudo, as concentrações de poluentes fora de um túnel podem ser nocivas ou criar desconforto às pessoas residentes nas proximidades. Logo que nos afastamos do portal ou do poço de extração tais concentrações de poluentes diminuem rapidamente para o ambiente circundante, de acordo com mecanismos complexos tais como a velocidade e a direção do vento e a topografia dos terrenos vizinhos. Por conseguinte, considera-se que, quando a intensidade de tráfego aumenta e quando os túneis são construídos em ambiente urbano, deve ser estudada a qualidade do ar na proximidade dos portais do túnel e em outros pontos de extração.

É expectável que a qualidade de ar, à superfície, por cima de um túnel, seja melhor do que seria num lanço rodoviário, ao ar livre, com a mesma localização. Contudo, o ar poluído produzido no seu interior é libertado nos portais e nos poços de extração, quando uma corrente longitudinal ou transversal é gerada pelo efeito de pistão e/ou pelos sistemas de ventilação. Dependendo das concentrações de fundo e de outras fontes situadas na proximidade do portal ou do poço de extração de um túnel, os níveis de concentração dos poluentes na vizinhança desses pontos podem exceder os níveis máximos definidos pelas autoridades. Nesse caso têm de ser tomadas medidas para melhorar a qualidade do ar na proximidade do túnel. Estas medidas podem consistir em trabalhos de engenharia civil ou mecânica, ordenamento do território nas imediações do túnel, etc. Muitas vezes é possível reduzir as concentrações de poluentes com base em medidas de exploração tais como  alterações no regime de ventilação.

A AIPCR/PIARC publicou o Relatório Técnico 2008 R04 "Túneis Rodoviários: Um Guia para a Otimização do Impacto da Qualidade do Ar no Ambiente" que se concentra sobre os problemas da qualidade do ar no exterior devida aos túneis e que é um guia para melhorar o ambiente urbano através da alteração das emissões dos veículos e da modificação da sua distribuição espacial nas imediações do túnel. O guia inclui um conjunto alargado de opções de conceção e operação com vista a minimizar o impacto dos túneis no ar exterior: desde a seleção da localização ótima para a implantação do túnel, aos gradientes, tipo de ventilação, gestão da descarga do ar, gestão do tráfego, manutenção do túnel e, por fim (se útil e necessário) técnicas de remoção dos contaminantes.

5.2. Ruído e vibração

O ruído é considerado, geralmente, como um dos principais agentes nocivos percetíveis pelos humanos e pode afetar significativamente as zonas urbanas. Por conseguinte, deve ser tido em atenção na conceção dos túneis, especialmente dos túneis urbanos, que têm uma elevada concentração de pessoas na proximidade imediata dos portais ou dos poços de extração.

O ruído gerado pelo tráfego não é exclusivo dos túneis. As infraestruturas subterrâneas são, geralmente, vistas como tendo uma influência positiva sobre o ambiente acústico mas, nalgumas configurações, podem ocorrer problemas específicos perto dos portais. Na maioria dos países desenvolvidos são realizados estudos de ruído para cada projeto de infraestrutura novo (ou projeto de alteração significativa) e a existência de túneis é tida em consideração nessa fase.

A principal fonte de ruído com impacto sobre o ambiente circundante aos túneis é o tráfego. Parte do ruído dos veículos que circulam dentro dos túneis é refletido pelo revestimento do túnel e alcança o portal, que se torna ele próprio uma fonte de ruído. Em determinadas condições, o nível de ruído perto do portal de um túnel pode ser mais elevado do que seria ao ar livre. Contudo, este tipo de efeito é apenas relevante para os recetores acústicos na vizinhança imediata do portal do túnel: à medida que nos afastamos do portal, os níveis de ruído diminuem rapidamente, dado que o ruído proveniente do túnel é atenuado pelo efeito dominante do ruído gerado pelos veículos nos lanços a céu aberto.

Existem, também, outras fontes de ruído associadas à própria infraestrutura do túnel, das quais a principal é o sistema de ventilação. No caso da ventilação transversal, ou da ventilação longitudinal com poços de extração, os ventiladores e a canalização de ar através de admissões ou de bocas de saída podem gerar um ruído significativo e, nalguns casos, têm de funcionar mesmo durante o período noturno quando as normas de ruído ambiental são definidas para níveis mais baixos. Uma solução pode consistir em reduzir a utilização do sistema de ventilação otimizando o seu controlo, mas isto pode apenas ser realizado até um determinado ponto.

A solução mais eficaz consiste em considerar estes problemas na fase de conceção. Considerando que os efeitos mais importantes do ruído estão geograficamente limitados, convém que as admissões/bocas de saída  sejam localizadas o mais longe possível dos edifícios vizinhos, o que pode provocar um aumento significativo dos custos. Para reduzir o ruído gerado, a velocidade do ar deve ser mantida em níveis relativamente baixos nas admissões/bocas de saída, garantindo que estas aberturas são suficientemente grandes. Além disso, são frequentemente necessários atenuadores acústicos para evitar que o ruído gerado pelos ventiladores “escape” para fora da central de ventilação.

No caso da ventilação longitudinal, o ruído causado pelos ventiladores no ambiente é geralmente moderado, uma vez que, por um lado, os ventiladores de impulso não devem situar-se muito perto dos portais por questões de eficiência (consequentemente, o ruído dos ventiladores é “diluído” no ruído do tráfego) e, por outro lado, os ventiladores são geralmente equipados com atenuadores acústicos para manter um nível de ruído aceitável no interior do túnel. Contudo, para configurações particularmente sensíveis, pode ser necessário selecionar conceções ou medidas operacionais específicas.

A vibração produzida pelo tráfego raramente representa um problema significativo na fase de operação de um túnel rodoviário (ao contrário dos túneis ferroviários, uma vez que os comboios produzem muito mais vibração do que os veículos rodoviários). Se tal problema ocorrer, geralmente pouco pode ser feito para além de proibir o acesso aos veículos mais pesados. Os ventiladores constituem outra fonte de vibração. Devem ser cuidadosamente equilibrados de forma a evitar uma vibração excessiva. Contudo, a vibração dos ventiladores não é, geralmente, percetível no ambiente; afeta, em primeira instância, a máquina em si e pode comprometer a respetiva longevidade. Pode, também, tornar-se um problema de segurança, dado que os ventiladores de impulso, por exemplo, podem perder partes ou mesmo cair do teto do túnel devido a vibrações excessivas. A monitorização da vibração é crucial para a fiabilidade e segurança dos ventiladores de impulso.

A vibração é muito mais problemática durante a fase de construção, especialmente quando se recorre a explosivos. A construção de túneis e as medidas ambientais associadas estão fora do âmbito do comité sobre operação de túneis rodoviários da AIPCR/PIARC; a ITA/AITES publicou recomendações específicas sobre esta matéria.

5.3. Impacto sobre a água

O impacto da infraestrutura rodoviária sobre a qualidade da água pode ser muito significativo, tanto em condições de operação normais (fuga de hidrocarbonetos, material de desgaste dos pneus, etc.) como em situações acidentais (derrame de grandes quantidades de poluentes).

A existência de um túnel não modifica muito o problema. Tal como em qualquer estrada, mantem-se a necessidade de se proceder ao tratamento da água (decantação, remoção de poluentes) antes da sua libertação no meio ambiente. Contudo, devem ter-se em consideração alguns elementos específicos dos túneis quando se procede à conceção dos sistemas de gestão da água. Em primeiro lugar, os túneis têm de ser limpos numa base regular, mesmo mensal no caso de túneis urbanos com muito tráfego. Esta situação gera o desperdício de grandes quantidades de água contendo produtos de limpeza. Em segundo lugar, os túneis em que é permitido o transporte de mercadorias perigosas estão geralmente equipados com caleiras específicas, de forma a limitar o derrame de líquidos inflamáveis no pavimento. Se ocorrer um derrame acidental, o caudal de líquido poluente nestas caleiras pode ser superior ao que se observa na superfície do pavimento normal, e o sistema de gestão da água deve ser capaz de lidar com estes caudais.

Durante a fase de construção, podem ocorrer situações muito difíceis relacionadas com a água em ambientes sensíveis, por exemplo, as relativas à turvação dos efluentes no estaleiro. Devem ser tomadas as medidas adequadas. Nalguns casos, estas medidas representam restrições e sobrecustos significativos para os trabalhos de construção. A construção de túneis e os aspetos associados saem fora do âmbito do comité da AIPCR/PIARC dedicado à exploração de túneis rodoviários. Para mais detalhes aconselha-se, por conseguinte, a consulta das recomendações da ITA/AITES.

A maior parte dos impactos dos túneis sobre a água (e da água sobre os túneis) ocorre durante a sua construção, mas alguns impactos permanecem durante muito tempo e podem criar obstáculos à operação e à manutenção dos túneis. Deve ser dada especial atenção a estes processos durante as fases de planeamento e de conceção, de forma a evitar consequências adversas e dispendiosas. Deve ser levado a cabo um estudo detalhado da hidrologia de superfície e subterrânea, antes e durante a construção. Devem ser escolhidos o traçado e os elementos estruturais menos prejudi­ciais de forma a minimizarem-se interrupções e alterações dos padrões e processos hidrológicos.

Do ponto de vista teórico, os túneis podem ser: impermeáveis (não permitindo a infiltração de água e desenvolvendo-se toda a pressão da água sobre o revestimento) e permeáveis ou semi permeáveis (permitindo alguma infiltração de água e evitando o desenvolvimento de toda a pressão da água sobre o revestimento). Na prática, a maioria dos túneis é permeável durante a construção e semi permeável durante a fase de operação. A Fig. 5.3.1 mostra a infiltração de água num túnel revestido com aduelas e concebido para ser impermeável.

Em túneis não revestidos (ou com revestimento permeável) as ressurgências de água podem ser importantes. A Fig. 5.3.2 mostra a ressurgência da água através de uma camada basáltica permeável, no Canadá.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O rebaixamento dos níveis freáticos causado pelas técnicas de construção das infraestruturas é um assunto cada vez mais importante. Em geral, o efeito perdura durante a operação do túnel e os níveis freáticos originais baixam, verificando-se um impacto irreversível a nível das captações de água.

A água que se infiltra num túnel pode dissolver o hidróxido de cálcio do betão do revestimento, tornando-se mais alcalina, e depositá-lo nas superfícies dos sistemas de drenagem. Este efeito é mais frequente em túneis antigos, com sistemas de drenagem ultrapassados. A Fig. 5.3.3 mostra o escoamento da água de drenagem e o precipitado de hidróxido de cálcio num túnel revestido de betão. A Fig. 5.3.4 mostra um efeito similar numa junta de construção.

5.4. Operação sustentável em túneis

A tendência internacional atual consiste em exigir aos operadores e às autoridades rodoviárias a promoção de uma utilização eficiente da energia e a adoção de métodos sustentáveis de construção e de operação de estradas públicas.

Ao longo da sua história, a AIPCR/PIARC publicou diversos relatórios com o objetivo de aumentar a eficiência da operação nos túneis, a redução dos custos operacionais e a minimização dos impactos ambientais.

A "operação sustentável de túneis", como um todo, será um dos temas de trabalho do próximo ciclo da AIPCR/PIARC (2012-2015).