Congelación: la innovadora técnica para la excavación de túneles de Silvertown

El nuevo túnel de carretera de 1,4 km que une el distrito de Silvertown con la península de Greenwich al este de Londres (Reino Unido) es el primero que se construye bajo el Támesis en más de 30 años.

Con la apertura del túnel, prevista para 2025, se contribuirá a reducir la congestión crónica y permitirá mejorar las conexiones de transporte público, por ejemplo aumentando el número de viajes en autobús por el río. El contrato tiene un valor de más de 1000 millones de libras y el diseño y la construcción del proyecto correrán a cargo de una empresa conjunta con Ferrovial Construcción, BAM Nuttall y SK Ecoplant.

La logística y la ingeniería del proyecto han sido complejas y se han visto condicionadas por muchos aspectos. El proyecto consiste en un túnel de doble calzada de gran diámetro, excavado relativamente cerca del río; todo ello en una zona industrial congestionada.

Construcción bajo presión

Hay ocho pasos que conectan los dos túneles, varios de ellos no muy por debajo del agua, lo que supuso un reto de ingeniería para excavarlos de forma segura. Sin duda, la gestión de la presión y el flujo del agua subterránea, que a veces puede acumularse en bolsas aisladas, es un riesgo considerable en la excavación de túneles.

En la fase de licitación, habíamos estudiado varias alternativas para mejorar el terreno circundante a los pasos, como la lechada de permeación (inyección de material de lechada que rellena los huecos dentro de los granos de tierra y forma una sustancia similar al cemento) y el desagüe, en el que se canaliza el agua subterránea fuera de la tierra que rodea el túnel. En este caso, dada la naturaleza y composición del suelo, la inyección de lechada no resultaba una alternativa viable. Por otra parte, el desagüe tampoco era viable debido a la proximidad y tamaño del Támesis. Para ello, habría sido necesario bombear una y otra vez desde el interior del túnel.

Así, al final, tras considerar rigurosamente el coste, la geología local y toda la tecnología disponible, Ferrovial tomó la decisión de emplear la congelación del terreno para conseguir la mejora del suelo más segura y sólida para el túnel de Silvertown.

Construir un túnel con una gran congelación

La congelación del suelo es una técnica costosa en la que el agua se congela a una máxima temperatura de 10 ºC bajo cero. Se perforaron orificios en torno a los pasos y se instalaron tuberías para transportar fluido congelador que, en este caso, era salmuera en lugar de nitrógeno líquido. Durante un período de unos 40 días, se bombeó fluido a -30 ºC a través de las tuberías mediante una unidad de refrigeración, congelando de forma muy gradual la tierra circundante.

Durante la operación, se monitorizó el terreno para garantizar que había un cilindro sólido y congelado alrededor del paso antes de que pudiera empezar la excavación. El entorno debe estar muy controlado, de modo que se sepa que el terreno circundante ha alcanzado la temperatura necesaria. Este bloque helado longitudinal en forma de dónut impedía que el agua penetrara en la excavación y formaba un material similar a la roca, más fácil y mucho más seguro de excavar.

La congelación del terreno, que puede hacerse paso a paso en fases escalonadas por toda la longitud de un túnel, no es una técnica nueva. Se utiliza mucho en la Europa continental: Países Bajos, Dinamarca y Alemania. Sin embargo, en el Reino Unido no se ha utilizado en muchos proyectos y, de hecho, Ferrovial nunca lo había aplicado.

Confianza futura en las técnicas de congelación del suelo

Como es lógico, nos mostramos muy prudentes con respecto a esta técnica, ya que se trataba de algo totalmente nuevo. Por ello, pasamos bastante tiempo tratando de encontrar la alternativa ideal. No obstante, tras los análisis exhaustivos por los que descartamos las demás opciones, el equipo de Servicios de Ingeniería de Ferrovial llegó a la conclusión de que esta técnica era la idónea para las necesidades específicas de Silvertown.

Dado que no disponíamos de los conocimientos, la experiencia o la maquinaria que necesitábamos, subcontratamos a la empresa alemana especializada Züblin Ground Engineering. Su rendimiento nos ha dejado muy impresionados.

El proyecto de Silvertown está muy avanzado y ha sido todo un éxito. Se han perforado todos los túneles, se han excavado los pasos y ahora estamos finalizando los trabajos de construcción y pavimentación de la carretera.

Con la experiencia que hemos adquirido con este proyecto, podremos tomar la decisión de recurrir a la congelación del terreno, siempre y cuando se den las condiciones adecuadas, con plena confianza en el futuro.

Innovación en túneles

En los proyectos de infraestructuras del futuro, la construcción de túneles está destinada a ser aún más frecuente, sobre todo a medida que aumente el número de ciudades que construyan metros ligeros subterráneos, como el que Ferrovial está construyendo en Toronto y el proyecto de metro de Dublín. Además, en las zonas urbanas sobre todo, las obras subterráneas suponen menos interrupciones, menos ruido y menos impacto ambiental que las obras de superficie.

Con la innovación de las nuevas tuneladoras (TBM), una mejor comprensión de las condiciones del terreno, y mejoras como la congelación del suelo, la construcción de túneles es cada vez más segura, fácil y barata. Ferrovial apuesta por la innovación y por lograr que la construcción de túneles sea más productiva y rentable, más segura y más sostenible.

Nos esforzamos por estar a la vanguardia, acumulando siempre experiencia de nuestros proyectos de túneles existentes y aprendiendo para aplicar mejoras en el futuro. Para Ferrovial, esto es imprescindible.

Esfuerzos por unas infraestructuras seguras y de éxito

Al equipo de Servicios de Ingeniería de Ferrovial le apasionan los proyectos como el de Silvertown. Además, para la empresa es sumamente importante visitar las obras, ver cómo los planes se van haciendo realidad de forma segura y con éxito.

No solo dirigimos los proyectos. Nos gusta involucrarnos mucho en las decisiones de diseño y participar activamente, aportando la experiencia que hemos adquirido en todo el mundo y en los proyectos de Ferrovial durante los últimos 50 años a los proyectos colaborativos de infraestructuras de hoy.

Cuando la ciudadanía empiece a utilizar el túnel el próximo año, la mayoría no será consciente de los complejos retos de ingeniería que se han superado para hacer realidad esa experiencia, ni de las sofisticadas soluciones que subyacen bajo la superficie de la historia de Silvertown.

Riverlinx Ltd, empresa formada por Cintra, Aberdeen Standard Investments, BAM PPP, Macquarie Capital y SK Ecoplant, firmó un contrato de APP con Transport for London (TfL) para diseñar, construir, financiar, explotar y mantener el túnel de Silvertown, al este de Londres.