100 años de Metro de Madrid y su traslación internacional

Jornadas ‘100 años de Metro de Madrid y su traslación internacional’

Las Jornadas  ‘100 años de Metro de Madrid y su traslación internacional’ se han celebrado, el pasado 9 de mayo, en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía-Universidad Politécnica de Madrid.

La inauguración de las Jornadas ‘100 años de Metro de Madrid y su traslación internacional’, el pasado 9 de mayo, en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía-Universidad Politécnica de Madrid, ha sido a cargo de José Luis Parra, director ETSIME-UPM, José Miguel Atienza, vicerrector de la Universidad Politécnica de Madrid, Borja Carabante, consejero delegado de Metro de Madrid, y Rosalía Gonzalo López, consejera de Transportes de la Comunidad de Madrid.

Jornadas 100 años de Metro de Madrid y su traslación internacional

Tras las palabras de bienvenida, la primera de las intervenciones ha sido la de Susana Olivares Abengozar, Dra. Arquitecta, sobre “Los orígenes del Metro de Madrid”, en la que ha realizado un recorrido por la historia del mismo, desde la solicitud de las cuatro primeras líneas. Para ello, quiere mostrar cómo era Madrid a principios del siglo XX y qué supone el Metro para la ciudad en ese contexto. “Supuso el espaldarazo final a todo un proceso de actualización, de innovación, que comienza a mediados del siglo XVIII”.

Así, ha destacado que Madrid había llegado a un punto de colapso en superficie, con una gran masificación en torno al centro. De este modo, el Metro permitía a las personas vivir a distancias mayores y poder desplazarse por la ciudad de una manera eficaz.

Los ingenieros fundadores, Carlos Mendoza, Miguel Otamendi y Antonio González Echarte, tomaron como referencia los casos de París y Berlín. Realizaron la solicitud como “ferrocarril secundario sin subvención al Estado”, lo que habría permitido superar el obstáculo burocrático del Ayuntamiento; y, en cuanto al tema económico, el Banco de Vizcaya aportó 4 millones, mientras que Alfonso XIII puso 1 millón de pesetas y, lo que les faltaba, habría llegado rodado gracias a este apoyo. En 1917 comienzan las obras y surge la Compañía Metropolitana Alfonso XIII y, el 17 de octubre de 1919 Alfonso XIII, inaugura la primera línea del Metro, que cubría el tramo Cuatro Caminos – Sol.

Al principio, el Metro genera una gran desconfianza, aunque termina siendo un éxito. La gente comienza a entender la ciudad de otra manera y se comienza el concepto de viajes sin referencias espaciales. De hecho, tal y como ha comentado Susana Olivares a modo de anécdota, las empresas se publicitaban orientándose en torno a las bocas de metro.

También, ha querido destacar que el primer tramo sirvió como experimento en los métodos de construcción.

José Miguel Galera, ETSIME-UPM y Subterra Ingeniería, ha expuesto “Consideraciones para el diseño y construcción de túneles someros excavados en suelos en medios urbanos”. Según el mismo, la ampliación del espacio subterráneo “está unida a la evolución de las ciudades, cada vez más densas, con un espacio en superficie cada vez más limitado” y la evolución en el futuro nos lleva a liberar espacio en superficie para otros fines, como zonas verdes o destinadas al ocio.

A su juicio, los principales condicionantes de los túneles urbanos en suelos son: las secciones, se desarrollan a escasa profundidad, los terrenos a excavar serán de peor calidad geomecánica; en caso de existir nivel freático, puede ser modificado provocando problemas de consolidación; al poseer poca cobertera, puede provocar inestabilidades que alcancen la superficie, y, por último, la subsidencia producida por su construcción está muy limitada al estar ubicados en un entorno urbano.

En cuanto a los métodos constructivos, cuando escogemos uno, aceptamos un nivel de riesgo, mayor si el túnel se encuentra bajo el “nivel freático”.

Igualmente, Galera ha hecho referencia al concepto de diseño, el cual sostiene que está basado en:

  • El sostenimiento del túnel o primario que posee la misión de estabilizar las excavaciones durante su construcción.
  • El revestimiento del túnel o secundario, el cual se diseña para asegurar la estanqueidad del túnel y resistir las cargas asociadas a la presión del agua.
  • Si se detecta agua, es necesario colocar un sistema de impermeabilización entre ambas capas.

Jornadas 100 años de Metro de Madrid y su traslación internacional

Las Jornadas ‘100 años de Metro de Madrid y su traslación internacional’ han continuado con el “Análisis mecánico de estanqueidad de túneles circulares poco profundos en materiales cohesivos y friccionales” expuesto por Carlos Carranza-Torres, University of Minnesota, una intervención mucho más teórica.  Así, ha mostrado algunos modelos de diseño en los que concierne la estabilidad de túneles profundos desde un punto de vista geomecánico.

De este modo, con su presentación ha pretendido hacer una revisión de modelos de estabilidad de túneles someros que existen en la literatura, así como introducir un modelo analítico de estabilidad de túneles circulares, mostrando que los resultados que se obtengan se podría decir que son acertados “desde un punto de vista rigurosamente mecánico”, ha afirmado. El problema a evitar es el colapso de túneles poco profundos.

Jornadas 100 años de Metro de Madrid y su traslación internacional

Sobre las “Tendencias actuales en el diseño constructivo de infraestructuras de Metro en las grandes urbes (Londres, Washington, San Francisco, Otawa…)”, Andreas Feiersinger, Dr. Sauer and Partner, ha explicado algunos de sus proyectos recientes.

En primer lugar, la estación de Chinatown, en San Francisco, Estados Unidos. El objetivo era minimizar el impacto a la comunidad, a los servicios y a los edificios adyacentes. Algunos de los desafío en este proyecto eran el tamaño de las cavernas y la geología. La caverna de plataforma cuenta con 17 metros de ancho y 13 metros de altura. Todas las cavernas han sido construidas con el método secuencial por la influencia de la comunidad china en la fase de diseño. Se utilizaron membranas para la impermeabilización y el revestimiento se hizo con hormigón in situ.

Se espera que la nueva línea Central Subway comience a operar este año.

La línea de Confederación en Ottawa, Canadá, presentaba unos desafíos similares a los de Chinatown. Construida en caliza competente, a una distancia corta, en depósitos glaciales, uno de los principales desafíos del proyecto. El diseño original era a cielo abierto, pero las 3 estaciones se rediseñaron, dos de ellas al método de excavación secuencial.

Por último, la estación de Bank, en Londres, se trata de la extensión de una estación existente con el objetivo de aumentar la capacidad de la estación y mejorar su accesibilidad para personas con movilidad reducida. En este proyecto se está utilizando el BIM, obligatorio para las obras del sector público en Reino Unido, desde 2016. Se han tenido que evaluar casi 300 estructuras existentes del Metro de Londres. El sostenimiento ha sido realizado con hormigón proyectado reforzado con fibra de acero. Se espera su finalización en 2022.

“Innovaciones tecnológicas en la excavación de túneles con rozadoras” es el título de la ponencia de Enrique Mota, de Sandvik, quien ha destacado el ámbito de aplicación de las rozadoras: donde el explosivo no podía ser utilizado debido a material muy duro, competente y abrasivo.

La idea es introducir tecnología en la rozadora que les permita, a nivel remoto, controlar el rendimiento que están obteniendo. “Vamos a conseguir con esa digitalización del equipo manejar todo el espectro: desde la producción pura instantánea, hasta el control de los mantenimientos”, ha asegurado Mota.

Con los equipos automáticos o autónomos se incrementa la producción, se evitan las paradas (controlando la situación sabemos cuándo intervenir), se reducen costes y se evita la exposición al riesgo y accidentes. Además, requiere menos personal de alta cualificación, ya que es fácil de usar.

El reto es llegar a la automatización total de la ejecución, para lo que aún falta automatizar las tareas auxiliares.

Tras las rozadoras, Ignacio Fernández de Miguel, de MAXAM, ha mostrado el papel de los explosivos con “La excavación de túneles urbanos con explosivos y el control de las alteraciones ambientales”. “Siempre hay que hacer una inspección previa de las estructuras cercanas” para tomar ciertas medidas de precaución y, de este modo, reducir el. También, hay que hacer una predicción de las vibraciones, una medición y un control de las mismas para minimizarlas lo máximo posible y no generar estrés a la población.

En cuanto a la onda aérea hay que tratar de poner barreras al ruido, aunque no existe una normativa. Hay que realizar voladuras de prueba para predecir resultados. Para la medición, hay que emplear sismógrafos anclados al terreno en las zonas de viviendas, y es aconsejable utilizar acelerómetros en distancias muy cortas.

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Alejandro Sanz, de gGRAVITY Engineering, ha hablado sobre “Las tuneladoras en el desarrollo de las redes de transporte metropolitano” en estas Jornadas ‘100 años de Metro de Madrid y su traslación internacional’. Entre las conclusiones a las que ha llegado: las tuneladoras han alcanzado diámetros de túneles multifunción; se han conseguido diseños con grandes diámetros, contando con diversas opciones a la hora de diseñar una infraestructura; se han conseguido diseños próximos a la tuneladora universal; se pueden sustituir los útiles de corte bajo altas presiones con riesgo mínimo; se están dando pasos hacia la robotización de la excavación y, finalmente, todo ello nos llevaría a una utilización de los equipos próxima al 95 % de forma automatizada.

 

Pablo de la Puente Marjalizo, de IDOM, ha expuesto a los asistentes el “Metro de Estambul, diseño de las estaciones en caverna”. Tal y como ha querido resaltar, las ciudades desarrollan su red de metro en relación con su población.

Este proyecto, en concreto, se desarrolla en 15 estaciones, dos de ellas tipo “cut and cover” y ocho tipo caverna y las restantes tipo bi-tubo. Entre sus particularidades, destaca la densidad de posibles restos arqueológicos, por lo que las líneas de metro han sido excavadas, tradicionalmente, bastante profundas en el barrio de Faith.

Se diseñaron las cavernas de estación con dos alternativas, tratando de integrar las secuencias de excavación en un contexto urbano como el de Estambul y tratando de minimizar las afecciones al tráfico. La alternativa A, el esquema típico de ejecutar el avance, la destroza y la contabóveda, fue seleccionada como la más apropiada al reducir el tiempo de excavación necesario; sin embargo, la alternativa B facilitaba el arrastre de las TBMs a lo largo del túnel antes o después de que las estaciones estén completamente terminadas y permitía reducir riesgos.

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“Nuevas Líneas en el Metro de Santiago de Chile y Lima”. Este ha sido el tema tratado por Javier Torre, de Obras Subterráneas S.A., en las Jornadas ‘100 años de Metro de Madrid y su traslación internacional’, comenzando por la línea 2 de Lima, de 35 km. Este proyecto está dividido en tres partes: una en el este de la ciudad, que se va a ejecutar con el Nuevo Método Austriaco de Túneles (NATM); una parte central con tuneladoras, al igual que la parte oeste. OSSA ha hecho dos tramos con el método NATM.

En Santiago de Chile se ha trabajado en la línea 6, con 10 estaciones y 15 km de extensión, y en la línea 3, de 22 km y 18 estaciones. Han trabajado en la zona norte, desarrollando 1.900 metros de túnel. No pasa por debajo de edificios o zonas habitables.

Los túneles en la capital de Chile son de doble vía. Las cavernas de estaciones tienen 120 metros de longitud, una sección de 17 metros de ancho y 12 de alto; siempre atacarán por un pozo vertical, en el que se van a instalar las infraestructuras de acceso de pasajeros a la estación. Hay una segunda galería para facilitar escaleras.

Inicialmente, se aplicaba un Sistema Austriaco Extremo, que dividía la sección hasta en 9 partes, lo cual complicaba la ejecución porque obligaba a utilizar maquinaria de pequeñas dimensiones. Se excavaban primeramente las galerías laterales y después la parte central, un pilar de material que soporta la bóveda que se va retirando en última fase. Sin embargo, en la línea 6, en lugar de que la bóveda estuviera sujeta a un machón de material, se sujeta por una estructura de cerchas y se ejecuta en dos fases.

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Por su parte, Rolando Justa Cámara, de ACCIONA CONSTRUCCIÓN, ha mostrado la “Línea 1 del Metro de Quito: Ejemplo de transferencia tecnológica España-Hispanoamérica”. Realmente, ha comentado, han tomado el Metro de Madrid y se han llevado el modelo hasta esta ciudad. Se trata de unos 23 km y 15 estaciones, las cuales se han realizado con pilotes secantes o con pantalla. Además, ha destacado que, normalmente, han seguido el criterio de hacer la estación vaciada antes de pasar con la máquina.

Se han utilizado dos tuneladoras: 9.405 mm de diámetro. Los 33 cm de GAP entre la excavación y el trasdós del anillo que se han rellenado con mortero bicomponente, cuya ventaja es el confinamiento rápido, evitando las fluctuaciones. El diámetro externo del anillo es de 9.070 mm.

La diferencia con respecto al Metro de Madrid: han aprendido que para ayudar en el montaje del revestimiento, cuanto menor sea el número de tornillos de fijación, más rápido es el proceso. Esos tornillos han sido sustituidos por conectores.

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