Arquímedes o la dificultad de hacer un túnel submarino que flote

Desde el momento en el que los antepasados del ser humano se pusieron de pie, el transporte ha sido un asunto central para la especie. Domesticación de animales, la rueda, las primeras calzadas… Las comunicaciones mejoraban, pero la geografía del planeta seguía empeñándose en entrometerse.

Los primeros puentes y túneles marcaron un antes y un después en las comunicaciones terrestres. Y con la llegada de los medios de transporte de vapor y de combustión, se convirtieron en esenciales. Ya no más montañas que rodear ni ríos que vadear. Sin embargo, los accidentes geográficos más caprichosos siguen siendo un quebradero de cabeza para los ingenieros. Ahora, en Noruega, van a poner a prueba una nueva infraestructura que podría cambiar la relación entre la tierra y el mar.

¿Qué es el túnel-puente sumergido flotante de Arquímedes?

¿Es un túnel, es un puente? Más bien es un túnel tubo flotante sumergido o SFTB (por sus siglas en inglés) que se basa en un principio físico descrito hace más de 2.000 años de antigüedad. Bautizado también como el puente de Arquímedes, la infraestructura que han diseñado los ingenieros noruegos se basa en las cavilaciones del científico de Siracusa para aunar lo mejor de un puente con lo mejor de un túnel.

¡Eureka! dicen que exclamó Arquímedes cuando se dio cuenta de que, cuando su cuerpo se metía en la bañera, desalojaba su mismo volumen en agua. Aunque no se sabe mucho de su vida, la anécdota del baño ha servido para ilustrar el principio de Arquímedes o como “un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja”.

En esta milenaria idea se basa uno de los proyectos de renovación de la autovía E39 de Noruega. O más bien en la idea de la flotabilidad descrita a partir del principio de Arquímedes. Básicamente, mientras un objeto pese menos que el peso del agua que desplaza, flotará, un concepto clave para un túnel flotante subacuático que lo que busca es situarse por encima de la mayor parte del agua, pero quedarse sumergido.

¿Por qué se quiere construir un túnel submarino flotante en Noruega?

Cuando el tren a vapor llegó a Noruega corrían los años 50 del siglo XIX. Como en buena parte de una Europa que confiaba en la industria y la mecanización, el país se lanzó a más de cinco décadas de construcción de vías para conectar su complicada geografía. Se vencieron gélidas temperaturas, montañas escarpadas y climatología adversa para conectar el país.

Sin embargo, los irreductibles fiordos no pudieron ser domados. Al igual que pasa en otras zonas similares, como, por ejemplo, las rías del noroeste peninsular, la geografía de un fiordo hace que un trayecto de menos de una hora en barco se duplique por carretera o incluso triplique en los casos más extremos. La autopista E39 discurre en la actualidad por la costa noruega, entre Kristiansand y Trondheim, a lo largo de 1.100 kilómetros. Para atravesarla, es necesario tomar siete ferris para cruzar otros tantos fiordos.

El resultado: 21 horas de viaje. El puente de Arquímedes o SFTB y otros proyectos innovadores prometen reducir el tiempo del trayecto a la mitad.

¿Cómo se construye un túnel submarino flotante?

Cuando se imagina este tipo de estructura sin tener conocimientos de ingeniería, surgen rápidamente dos preguntas: cómo hacer que el tubo se sumerja, pero no se hunda, y cómo hacer que no se mueva para permitir una conducción cómoda en su interior. Sobre todo, si tenemos en cuenta que estará situado en la costa atlántica noruega. Aquí es cuando volvemos a Arquímedes, la flotabilidad y el equilibro de las fuerzas.

El STFB, que se planea construir en los fiordos de Boknafjorden y Kvitsøyfjorden, constará de dos tubos de hormigón (uno para cada dirección) de 26 kilómetros de largo unidos entre sí. Los tubos se construirán en tierra, donde serán perfectamente sellados antes de ser lanzados al mar.

Una vez allí, se irá dejando entrar agua en varios depósitos establecidos a modo de lastre y así dejarlo hundido a la profundidad pretendida. Un tubo en equilibro entre el aire de su interior que lo impulsa hacia la superficie y su propio peso y el del agua que lo quieren arrastrar al fondo.  

En cuanto a su estabilidad, el túnel flotante estará hundido a unos 30 metros de profundidad para permitir el tráfico marítimo en superficie. A esa profundidad, no se verá afectado por las inclemencias meteorológicas ni siquiera en las cercanías del círculo polar. Aun así, el proyecto contempla que ambos tubos, unidos entre sí, vayan anclados al fondo y estén sujetos a una serie de plataformas flotantes o pontones en superficie.

La idea es que el túnel esté completamente inmóvil para permitir el tráfico seguro en su interior. Y por debajo del túnel, algo más de 500 metros de Océano Atlántico hasta el lecho del fiordo.

“El conocimiento del medio ambiente es muy importante, así que además de una simulación detallada, hicimos una campaña de recogida de datos de la velocidad del viento, la geología del lecho rocoso, etc, para comparar con precisión nuestro modelo con las cargas ambientales del mundo real”, explica la ingeniera Arianna Minoretti, del Statens Vegvesen, la red de carreteras del estado noruega, en una entrevista reciente con Forbes.

¿Qué sistemas de seguridad tendrá el túnel flotante STFB en Noruega?

Claustrofobias aparte, las precauciones cuando se atraviesa un túnel deben extremarse. Cualquier accidente sin grandes riesgos en una carretera puede convertirse en una catástrofe bajo una montaña. Y más aún si encima de cada metro cuadrado de carretera se coloca una columna de 30.000 litros de agua.

Noruega tiene ya experiencia en túneles submarinos, ya que ha construido varios por el lecho marino, aunque nunca flotantes. El más largo, el túnel Karmøy, fue inaugurado en 2013 también como parte de la E39 y mide casi nueve kilómetros.

De acuerdo con la Statens Vegvesen, el hecho de que cada sentido del tráfico circule en tubos separados, reducirá mucho el riesgo de colisión. Además, se mantendrán las pendientes dentro del túnel por debajo del 5% para evitar un calentamiento excesivo de los frenos (sobre todo en camiones). Por último, cada 250 metros habría una conexión entre ambos túneles para que, en caso de accidente, los viajeros puedan acceder a una vía de escape.

De momento, la autoridad noruega de las carreteras sigue deliberando la viabilidad de este y otros proyectos para que la E39 sea una carretera libre de ferris en el año 2034. De ser elegido, el proyecto del primer túnel submarino flotante del mundo se empezaría a hacer realidad a finales de este mismo año, la Grecia Clásica seguiría dándonos lecciones y las ingenierías superarían una barrera más.