La complicada construcción del Túnel de El Regajal

Los túneles son complicados, los túneles en terrenos expansivos son muy complicados, los túneles en terrenos expansivos, solubles y corrosivos son el infierno, directamente; y si a todo eso añadimos problemas ambientales tendremos el túnel de El Regajal, en la línea de alta velocidad Madrid–Valencia.

Esta entrada tiene tres vídeos (creo que he batido un nuevo récord). El primero es una animación de Voxelstudios sobre la construcción del túnel, a modo de introducción, los otros dos forman parte del vídeo promocional de ADIF para todo el tramo. Las fotografías pertenecen a la galería del Ministerio de Fomento en Flickr.

El túnel de El Regajal pertenece al tramo Aranjuez-Ocaña del Nuevo Acceso Ferroviario de Alta Velocidad de Levante, quedando situado entre Aranjuez y Ontígola. Es un túnel de doble vía, con un diámetro interior de 8,50 m y una sección útil de 85,7 m². La longitud total es de 2.437 metros (2.445 m incluyendo los falsos túneles) con una montera media de 40 m (máxima de 65 m), y una pendiente media de 25 milésimas. El proyecto lo hizo SENER, la empresa constructora fue la UTE ACCIONA-OBRAS SUBTERRÁNEAS y la asistencia técnica corrió a cargo de GETINSA, aunque cuando vieron lo que tenían entre manos entraron también en juego la UPM, la UPC y el CEDEX.

Desde un punto de vista ambiental el túnel atraviesa una zona muy delicada, Lugar de Interés Comunitario (LIC), Zona de Especial Protección para las Aves (ZEPA) y Reserva Natural con ¡¡ 73 especies !! de mariposas distintas, nada menos, lo cual complicaba bastante las obras (cuando menos, su logística, las zonas de paso, el movimiento de tierras, el ruido, etc), pero el verdadero problema estaba bajo tierra… en un trazado que pasaba de unas arcillas fisuradas expansivas (hasta 4 MPa) a una sucesión de glauberitas, yesos, halitas y anhidritas, o sea, problemas de expansividad, corrosión, lixiviación y cruce de fallas en materiales blandos, para colmo de males, durante la excavación se encontró también un acuífero colgado, resumiendo, la ley de Murphy en formato túnel.

Como se puede ver, hubo que recurrir a soluciones que evitaran la decompresión del macizo y la entrada de agua, es decir, rozadora en la parte “salina”, y martillo picador y pala excavadora en la parte arcillosa, procediendo con mucho cuidado, gunitando o proyectando hormigón (con un 4-6% de poliolefinas) e impermeabilizando lo más rápido posible.

Además de eso, como existía un alto riesgo de lixiviación en profundidad en la salida del lado de Ontígola, hubo que pilotar el túnel en los últimos 80 metros… si, como lo estáis leyendo, pilotes dentro del túnel, y bastante grandes, además (1,20 m de diámetro por 17 m de longitud). Por cierto, como también había riesgo de expansividad los pilotes están dimensionados también a tracción, con armadura de fibra de vidrio en maniobras cortas (lo poco que permitía el gálibo del túnel, claro).

¿Eso es todo?, todavía no, cerca del emboquille del lado de Aranjuez el túnel pasaba por debajo de una vaguada con relleno blando y sólo 11 metros de montera, y por el otro extremo bajo la radial R-4 con una montera de 18 m, lo que obligó a usar bulones de fibra de vidrio, hormigón proyectado e inyecciones… de resinas acrílicas, claro, una lechada acuosa quedaba completamente descartada.

En previsión de futuros asientos (o lo que pudiera pasar) se dejaron perforaciones registrables en contrabóveda y andenes, con idea de hacer inyecciones de recalce.

Os dejo con los vídeos promocionales de ADIF, el primero es una introducción a toda la obra y los pasos superiores, el segundo está dedicado al túnel de El Regajal (en mina y falsos túneles) y la restitución medioambiental con hidrosiembra.

Quizá alguien recuerde que durante la construcción de este túnel hubo un hundimiento con cierta repercusión mediática (políticos de uno y otro bando, para variar). Efectivamente, hubo un derrumbe, fue en diciembre de 2008, afectó a una longitud de 40 metros y, francamente, lo raro es que sólo pasara eso, visto lo visto… ¿recordáis eso de que las empresas españolas son una potencia mundial en el AVE?, pues en eso consiste ser una potencia, en saber qué hacer cuando la cosa se pone fea, el famoso “know-how”.

PD: Próximamente, más información sobre el tema.

Desprendimiento de rocas en Preonzo, Suiza

Algunas imágenes y un vídeo del desprendimiento de rocas en Preonzo, en el cantón del Tesino, en la Suiza Italiana. Ocurrió el pasado lunes 14 de mayo de 2012, aunque el movimiento continuó hasta el día siguiente. Las fuentes no terminan de coincidir en cuanto a su volumen, unas dicen que han sido 300.000 m³ y otras que supera los 800.000 m³, mucho, en cualquier caso.

En la imagen de Google Maps (bastante buena, por cierto) se puede comprobar que se trata de la reactivación de un movimiento anterior, de 2002, con 150.000 m³ movilizados. En general, toda la zona presenta inestabilidades, lo que llevó a instalar un completo sistema de monitorización en 1990, algo parecido a lo que comenté en esta entrada.

Estos últimos días las medidas estaban mostrando movimientos diez veces superiores a los habituales, superando los 5 mm/hora, ahí que ya estuvieran preparados para el colapso (de hecho, ya hace una semana que evacuaron la parte inferior). Existen registros históricos de movimientos del terreno en la zona desde 1600, y en 1725 un desprendimiento arrasó casi por completo el pueblo. La denominación local de la zona es Valegión, que quiere decir «acumulación de piedras», no hace falta decir más, ¿verdad?.

Os dejo con las fotografías y el vídeo.

Más información en Blick y en la edición italiana de la Wikipedia para Preonzo.

¿Cómo se hinca un pilote en el lecho marino?

¿Alguna vez te has preguntado cómo se hinca un pilote en el lecho marino?, ¿o cómo se sustentan las grandes plataformas petrolíferas offshore?

En los libros técnicos suele aparecer el método α (Tomlinson, 1971) para el cálculo de la resistencia por fuste de los pilotes, adoptado por el API (American Petroleum Institute) a mediados de los 80, o el método λ (Vijayvergiya y Focht, 1972) para plataformas petrolíferas del golfo de México, también para resistencia por el fuste pero, una vez calculados, ¿cómo se instalan esos pilotes, realmente?

Pues, cuando es posible, desde superficie, y cuando no es posible, con métodos más sofisticados, como se puede comprobar en esta detallada animación, cortesía de StabFrame…

Y en este otro vídeo de lo que ocurre bajo el agua, realmente. A partir del instante 1:14 se puede ver cómo entra el pilote…

Actualmente, el API (American Petroleum Institute) tiene dos comités dedicados a las cimentaciones de plataformas offshore, encargados de elaborar el “API RP 2GEO – Geotechnical and Foundation Design Considerations”, de forma coordinada con las normas ISO 19901-4 e ISO 19902 teniendo en cuenta los últimos estudios realizados (he leído por algún sitio que en la última edición iban a cambiar el coeficiente de empuje lateral K y añadir un método de cálculo mediante el CPT, pero que no se decidían por ninguno en concreto, qué cosas…)

Por cierto, si quieres pilotes grandes de verdad, de esos que cambian su nombre a cajones, con 22 metros de diámetro, tienes un ejemplo en esta otra entrada, sobre las islas artificiales que han creado en el mar de China para conectar el puente Hong Kong-Zhuhai-Macao con un túnel y permitir el tráfico marítimo.

Venice Backstage, ¿cómo funciona Venecia?

Las imprescindibles labores de mantenimiento, ingratas y poco reconocidas, son difíciles en cualquier ciudad, especialmente en Venecia, como se puede comprobar en el siguiente vídeo «Venice Backstage. How does Venice work?«, realizado por Insula, la empresa encargada del mantenimiento de la ciudad.

El vídeo, que parece querer confirmar aquello de «lo que mata es la humedad«, toca un poco de todo, las barreras anti-capilaridad y los tratamientos para evitar el ataque salino a los muros de mampostería, la flexibilidad de los propios muros respecto de los forjados (resuelta con anclajes metálicos), los problemas de la cimentación de los palazzi (ya sabéis, los pilotes de madera se portan bien mientras están secos o sumergidos, pero llevan realmente mal pasar de un estado al otro), la mala relación entre los pavimentos y el acqua alta, el mantenimiento de los puentes (de piedra y metálicos), las canalizaciones urbanas, la ingeniería sanitaria, etc… (no, no menciona el puente de Calatrava, ya se darán cuenta de lo que han hecho, ya).

Un esquema de las cimentaciones de Venecia (pulsa para ver el folleto –> pdf – 3,56 Mb)

cimentación con pilotes de madera en Venecia

Detalle de la cimentación con pilotes de madera (pulsa para más información)

Una vista de las labores de conservación de los muros, mediante inyecciones

Realidad aumentada, ahora con cajones de arena

Lo llaman «caja de arena de realidad aumentada» (augmented reality sandbox) y antes de comentar nada más, os dejo con los vídeos. El primero muestra cómo funciona el invento y el segundo, la simulación de un vertido (llamarlo «virtual dam failure» me parece un poco exagerado).

Según cuenta la página web del proyecto, gracias al hackeo de Héctor Martín han podido aprovechar la cámara 3D del Microsoft Kinect para Xbox para detectar la arena (el terreno), dejando un segundo de desfase para modificar cosas (en el instante 5:30 del segundo vídeo se ve lo que ocurre cuando dejan la mano quieta durante unos segundos). Después han usado un proyector para dibujar el terreno virtual sobre la propia caja, asignando colores a las curvas de nivel, generando finalmente el agua «por imposición de manos» (lo mejor de todo).

Para la simulación numérica han utilizado las ecuaciones de Saint-Venant para aguas someras a partir de las ecuaciones de Navier-Stokes, utilizando la superficie de arena como condición de contorno, sacrificando algo de exactitud para poder calcularlo en tiempo real por el método de Runge-Kutta sin quemar la tarjeta gráfica (una Nvidia GeForce GTX580). Si tienes interés en saber cómo han resuelto las cuestiones numéricas, aquí tienes más información [pdf – 2,14 Mb].

La simulación no está mal, pero lo interesante de verdad, con mayúsculas y en negrita, INTERESANTE, es que se pueden hacer simulaciones encima de la mesa y a mano alzada, ¿incómodo?, seguramente, pero enormemente útil a efectos didácticos (para demostrar a los alumnos que todas esas cosas raras que estudiamos sirven para algo) y, sobre todo, para enseñarle a la gente por qué y para qué se hacen estas simulaciones, especialmente en el siempre doloroso tema de las inundaciones, que parecemos tontos, oye, todos los años igual.