Jornada técnica de Aetos

El pasado 24 de junio la Asociación Española de Túneles y Obras Subterráneas (Aetos) organizó un encuentro técnico con el fin de dar a conocer y promover las actividades de la asociación y sus empresas asociadas, a la vez que reunir a los profesionales de la industria de túneles y obras subterráneas para compartir las novedades de esta industria. La jornada tuvo lugar en la sede del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid

El encuentro se dividió en tres partes. En la primera se presentaron algunas de las obras internacionales de empresas españolas que han obtenido el reconocimiento técnico internacional. Las obras seleccionadas para esta ocasión fueron las que se describen a continuación.

El desarrollo de esta ponencia correspondió a Enrique Fernández, ingeniero de Minas y director técnico de Obra Subterránea (Dragados), quien en su introducción se refirió a las nuevas infraestructuras subterráneas urbanas como una forma de ampliación de los servicios en las ciudades que ayudan a la gestión del tráfico, la rehabilitación de servicios y, en definitiva, a una mejor calidad de vida; si bien durante su ejecución afectarán a áreas locales cercanas a la obra. Por ello, indicó que entre las múltiples técnicas constructivas existentes se debe elegir la que cause menores molestias a los colectivos ciudadanos.

En cuanto a la obra en sí del metro ligero de Ottawa (Canadá), se trata de una línea de 12,5 km de trazado en superficie, de los cuales 2,5 km corresponden a ejecución subterránea que abarca el centro de la ciudad. Estos trabajos subterráneos corresponden a un túnel de doble vía de 2,5 km de longitud y 3 estaciones en mina (Lyon, Parliament y Rideau).

La geología del trazado se compone de calizas con intercalaciones de pizarras de las formaciones Lindsay y Verulam, con una resistencia a compresión simple entre 50 y 90 MPa con RQD de 30 a 90. La zona más superficial son depósitos glaciales de arcillas y finos que configuran un ‘paleocauce’ en Rideau.

En cuanto al método constructivo se decidió excavar un túnel de doble vía mediante rozadora dadas las buenas características de la roca a atravesar. Para la excavación se han utilizado tres rozadoras Sandvik MT720, utilizándose 6 palas LHD Cat R1600G para la retirada del escombro excavado.

La obra se ha organizado mediante dos portales de entrada y un pozo intermedio. El túnel de línea consta de tipos de sección de 55 y 61 m² de superficie y el área de la estaciones con 18 m de ancho, cobertera desde 6 m y con afección a los edificios de superficie y obstrucciones mediante bulones y anclajes de las cimentaciones de estos edificios. Todo ello obligaba a utilizar un método de excavación que no pudiera transmitir esfuerzos a los edificios colindantes, para lo cual se recurrió en algunas zonas a la utilización de tirantes en los hastiales del túnel y a la excavación del túnel en varias fases constructivas según la zona del trazado y el tipo de terreno atravesado.

Terminó su ponencia indicando que la obra está ejecutada en el 70% de su fase de construcción, y concluyó indicando que en el siglo XXI, la construcción de nuevas infraestructuras en zonas urbanas no debería perturbar la vida diaria de los ciudadanos, y que la innovación en la tecnología de construcción de túneles es la clave para conseguirlo. Ottawa Light Rail así lo demuestra.

Davor Simic, Dr. ICCyP, jefe de Área de Geotecnia (Ferrovial-Agromán) y profesor de la UPM, fue el segundo ponente y se refirió al control de asientos en la ejecución de obras subterráneas ejecutadas con tuneladoras, y en concreto puso como ejemplos la ejecución del Túnel de equipajes en el aeropuerto de Heathrow en Londres y la excavación de Túnel de Cross Rail, también en Londres en la zona de Oxford Street, ambos ejecutados con tuneladora.

En su introducción expuso que los túneles pueden afectar a infraestructuras de valor mucho mayor que la propia obra y ello es debido a los parámetros operacionales de la tuneladora que influyen en el asiento, y que provoca la pérdida de volumen de suelo. La magnitud del asiento depende del factor de seguridad N/Nc, donde Nc es un factor de estabilidad crítico.

El perfil geotécnico donde se ejecuta el túnel de equipajes de Heathrow lo constituyen principalmente las arcillas de Londres y se ha ejecutado mediante tuneladora de frente abierto, siendo revestido mediante un anillo de dovelas expandidas. La fuente del asiento se produce mediante pérdida de terreno en el frente. Estos asientos se ajustan bien con las previsiones del método elastoplástico.

Por otro lado, el Túnel de Croos Rail se extiende 118 km desde Maidenhead y Heathrow en el Oeste, a través de los nuevos túneles gemelos de 21 km bajo el centro de Londres hasta Shenfield y Abbey Wood en el Este. Los contratos de ejecución de Ferrovial corresponden a 22 emplazamientos en el centro de Londres. Uno de ellos comprende dos túneles de 7,1 m de diámetro ejecutados con tuneladoras, desde Royal Oak hasta Farringdon; el otro comprende cavernas de estación, pozos e inyecciones de compensación en Bond Street y Tottenham Court Road, ejecutados con tuneladora y pantallas de pilotes. La mayor parte del túnel se excava en la arcilla de Londres. Aquí el control de asientos está motivado por los parámetros de operación de la tuneladora EPB; por ello se han utilizado otros modelos distintos de los elastoplásticos, sobre todo en área de Hyde Park.

Finalizó concluyendo:

• El control de asientos es un objetivo primordial del proyecto de túneles ejecutados en entorno urbano.
• Los modelos analíticos constituyen una aproximación suficiente en el caso de TBM de frente abierto
• Para el caso de TBM de frente cerrado se deben considerar los parámetros operacionales de la máquina mediante modelos numéricos que además tengan en cuenta la no-linealidad tensodeformacional del terreno.
• Deben calibrarse los modelos con asientos reales medidos durante la construcción, tal como se ha mostrado en el ejemplo del Túnel de Crossrail en el tramo bajo Hyde Park.
• Los modelos calibrados son una herramienta esencial para la predicción de asientos. En el caso de la arcilla de Londres, Ferrovial está utilizándolos con éxito en otros proyectos tales como la Northern Line Extension y el Thames Tideway Tunnel,

Pedro Ramírez, director de Geotecnia de la Ingeniería Typsa, fue el último ponente de la jornada y planteó su ponencia en cuatro puntos: presencia de Typsa en el mundo; condicionantes de los proyectos; presentación de algunos ejemplos de túneles carreteros, ferroviarios, metros e hidráulicos; y consideraciones finales.

Fundada en 1966, Typsa cuenta actualmente con casi 2.500 empleados, de los que el 57% residen fuera de España. El 86% de su producción proviene del mercado internacional, principalmente de Oriente Medio (25%), Hispanoamérica (16%), Europa, Estados Unidos y África, además de España (14%). La compañía cuenta con experiencia en más de 60 países, con 15 oficinas permanentes en España y 35 en el exterior.

Por áreas de actividad, el transporte ocupa el 41%, seguido por la edificación y desarrollo urbano, la ingeniería del agua, energía y medio ambiente, y otras áreas.

En cuanto a los condicionantes en el desarrollo de los proyectos, citó: el incremento de la demanda de ingeniería de túneles: necesidad y oportunidad; la fuerte competencia de las ingenierías internacionales; las culturas técnicas y contractuales muy distintas; procesos de oferta, contratación y gestión muy complejos; multiplicidad (o ausencia) de normativas y requisitos administrativos; incertidumbres económicas y seguridad jurídica vs seguros y garantías; diversidad de ámbitos geográficos y geológicos; disponibilidad de equipos multidisciplinares formados; disponibilidad de un sistema integrado de gestión; diversidad de centros de producción; disponibilidad de experiencia previa en el país; y distintos idiomas y formas de comunicación.

A continuación citó someramente algunos de los principales proyectos de túneles a nivel internacional:

1. Carreteras (Galería natural costera del Pizzo o la Carretera central de Sicula en Sicilia, ambas en Italia; el túnel de Plugova en Rumanía; o los túneles de las autopistas de la Prosperidad en Colombia, de entre los que sobresale el Túnel del Toyo de 9.750 m de longitud).
2. Ferroviarios (Túnel de Lowari en Pakistán, de 8.600 m de longitud; Túnel bajo el río Hudson en Nueva York, de 2.200 m de longitud y 8,5 m de Ø interior; o la conexión ferroviaria de Kicevo-Frontera de Albania en la Rep. de Macedonia, con 11 túneles de 12,1 de longitud total).
3. Metros (Metronorth en Dublín (Irlanda), se trata de un tramo de 17 km con 9 estaciones y 6 paradas con túnel de doble tubo de 6,5 m de ø exterior y cavernas de 25 m, excavado con tuneladora; Metro de Quito en Ecuador; Línea 2 y 4 del Metro de Lima (Perú), del que Typsa ha proyectado 14 km de longitud con sección de 9,9 m de Ø exterior, con 14 estaciones más cocheras; Líneas 4, 5 y 6 del Metro de Riad (Arabia Saudí, el alcance del proyecto es de 64,43 km (26,44 en túnel y 29,73 en viaducto, y 25 estaciones, con excavación con tuneladora EPB y Método austríaco); o Metro de Estocolmo (Suecia), tramo de 11 km de longitud con dos túneles de vía simple o túnel único de vía doble y 5 estaciones, el proceso constructivo es mediante Método austríaco + pregrouting).
4. Hidráulicos (Túnel de la central hidroeléctrica de Mezapa en Honduras, de 300 m de longitud y 3,5 m de ø; trasvase hidráulico en Marruecos, con 4 galerías de conducción y Ø desde 4,5 a 6,15 m; o la conducción en presión de la presa de Nandi Forest en Kenia, con más de 13 km de longitud, sección circular de 3,8 m).

Cerró su presentación exponiendo a modo resumen sus consideraciones finales:

• Los túneles constituyen infraestructuras de especial interés.
• Los procesos de ingeniería requieren la integración de muchas especialidades.
• Tendencia hacia estructuras organizativas muy complejas.
• Conveniencia de establecimientos permanentes y/o acuerdos con ingenierías locales.
• La importancia de los condicionantes geológicos, hidrogeológicos y sísmicos.
• La consideración del sistema sostenimiento-revestimiento a largo plazo, y el armado de los revestimientos: una cuestión diferente según el ámbito geográfico.
• Los aspectos medioambientales de los túneles son objeto de creciente interés, sensibilidad y exigencia.
• La utilidad de las nuevas tecnologías, para diseño y comunicaciones.
• Aunque la cultura técnica local suele prevalecer, no hay soluciones únicas.
• En continuo proceso de aprendizaje, actualización y adaptación.

Tras las ponencias presentadas se ofreció un avance de las Guías Técnicas sobre Túneles que están desarrollando en la actualidad los grupos de Trabajo de Aetos sobre:

• Criterios de Contratación. Recomendaciones ITA para el Reparto de Riesgos en la Contratación de Túneles.
• Reparación y Rehabilitación de Obra Subterránea.
• Criterios Medioambientales en Obras Subterránea.

Como cierre de evento se estregó la Medalla de Socio de Honor a uno de sus miembros más destacados: José María Rodríguez Ortiz, catedrático de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica, que ha sido director del Máster en Túneles y Obras Subterráneas de Aetos entre 2005 y 2010, además de un profesional internacionalmente reconocido por su papel de asesor en las grandes obras de túneles y obras subterráneas desarrolladas en las últimas décadas en nuestro país.