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Especial Túneles y Obras Subterráneas
Túneles de la Red Transeuropea de Carreteras del territorio histórico de Gipuzkoa
Adecuación de los túneles de la Red Transeuropea de Carreteras del territorio histórico de Gipuzkoa a la Directiva 2004/54/CE de requisitos mínimos de seguridad: instalaciones y revestimiento
Ane Miren Capetillo Arranz
Ingeniera de telecomunicación por la Escuela de Ingenieros de Bilbao (UPV-EHU).
Germán Pozas Zubizarreta
Ingeniero de caminos, canales y puertos por la Universidad de Cantabria.
En este artículo se recogen las actuaciones llevadas a cabo por la Diputación Foral de Gipuzkoa en los túneles de la Red Transeuropea de Carreteras para el cumplimiento de la Directiva 2004/54/CE de requisitos mínimos de seguridad.
Los accidentes de los túneles de Mont Blanc (1999) y San Gotardo (2001), así como las denuncias de varios países europeos sobre las carencias en la seguridad de los túneles y las necesidades de alinear los requisitos de seguridad provocan que en el año 2004 se publique la Directiva 2004/54/CE del Parlamento Europeo y del Consejo (en adelante, la Directiva).
Esta Directiva, aplicable a todos los túneles de la Red Transeuropea de Carreteras cuya longitud supere los 500 metros, tiene como objeto garantizar un nivel mínimo de seguridad mediante la prevención de situaciones críticas que puedan poner en peligro la vida humana, el medioambiente y las infraestructuras de los túneles, y mediante la protección en caso de accidente.
A grandes rasgos, la Directiva define las medidas de seguridad —técnicas y relacionadas con el funcionamiento—, las figuras administrativas y de responsabilidad, y la documentación de seguridad de la que deben disponer todos los túneles. Es decir, exige que para los túneles que se proyecten se cumplan ciertos requisitos de seguridad y que los existentes se remodelen para cumplirlos en la medida de lo posible.
Esta remodelación es integral: no se trata únicamente de añadir equipamiento (cámaras, ventiladores, postes SOS, etc.), sino que, en muchos casos, exige modificaciones estructurales (como mejorar pendientes, ampliar el número de tubos, construir vías de evacuación y salidas de emergencia, construir apartaderos, construir caz de vertidos, etc.). En el caso de los requisitos estructurales, la Directiva permite tomar medidas alternativas siempre que se demuestre mediante un análisis de riesgos que las medidas alternativas ofrecen una protección equivalente o mayor que las recogidas por la Directiva.
La Diputación Foral de Gipuzkoa, tal y como se recoge en la Ley 27/1983, de 25 de noviembre, de Relaciones entre las Instituciones Comunes de la Comunidad Autónoma y los Órganos Forales de sus Territorios Históricos, tiene competencia exclusiva en carreteras y caminos para su planificación, proyecto, construcción, conservación, modificación, financiación, uso y explotación. Por tanto, es responsabilidad de la Diputación Foral de Gipuzkoa remodelar y adaptar los túneles de su red para que cumplan las condiciones de la Directiva.
Además de la Directiva, hay que tener en cuenta otras normativas de derecho nacional. Debe subrayarse que, en el caso de la Diputación Foral de Gipuzkoa, al tener competencia exclusiva en carreteras y caminos, no es de aplicación el Real Decreto 635/2006, de 26 de mayo, sobre requisitos mínimos de seguridad en los túneles de carreteras del Estado. Este Real Decreto es la transposición al ordenamiento jurídico nacional de la Directiva, aunque con unos requisitos mínimos más estrictos, entendiendo estrictos como la exigencia de cumplir con más requisitos de seguridad respecto a aquellos establecidos en la Directiva Europea.
No obstante, sí que se ha utilizado la Metodología de Análisis de Riesgo en Túneles de la Red de Carreteras del Estado —publicada por la Dirección General de Carreteras, Subdirección General de Conservación— (en adelante, MARTE) para poder calcular el índice de riesgo de los túneles; se analizan distintos escenarios de accidentes de incendio y se comparan con un túnel virtual (clasificando los túneles en seguros, con posibles restricciones, o túneles de peligrosidad elevada).
El reto que presenta la Directiva para la Diputación Foral de Gipuzkoa no es sencillo. El territorio histórico de Gipuzkoa tiene una superficie de alrededor de 2000 km2, siendo la provincia más pequeña de España. Sin embargo, tiene más de 1300 km de carreteras, de los cuales 187 km pertenecen a la Red Transeuropea. Además, por la orografía que tiene el territorio histórico de Gipuzkoa, ha sido necesaria la construcción de múltiples túneles para poder dar continuidad a las carreteras, existiendo, solo en la Red Transeuropea, más de 40 túneles, de los cuales 13 superan los 500 m de longitud. Algunos de estos túneles se han construido tras la publicación de la Directiva, por lo que ya cumplen con lo que esta exige, pero otros 5 se construyeron antes del año 2000 de forma que es necesario adecuarlos.
Actualmente, se está trabajando en la adecuación de 4 de ellos, situados en la autopista A-15 (Autopista Navarra- Gipuzkoa). El presupuesto estimado total asciende a 95 millones de euros, y su finalización está prevista para 2025; este presupuesto procede íntegramente de la recaudación del propio Territorio Histórico.
El presupuesto necesario para la adecuación es elevado porque se trata de túneles que llevan en servicio varias décadas y están muy integrados en las rutinas de las personas usuarias del territorio. Por tanto, es inviable cerrar por completo las vías para adecuarlos. Como se trata de obras que se ejecutan con tráfico abierto, se contemplan dos objetivos fundamentales: reducir al mínimo la afección a las personas usuarias de la vía y aprovechar para hacer frente a todos los problemas que haya tenido el túnel (filtraciones, problemas de sostenimiento, etc.). El primer objetivo se consigue gracias a que se trata de túneles que tienen dos tubos, uno para cada sentido, y el tráfico se desvía por el tubo que no es objeto de la obra. Como esta situación eleva mucho la peligrosidad se establecen las siguientes medidas de seguridad para reducir el riesgo (utilizando MARTE): se prohíbe el paso de mercancías peligrosas; se reduce la velocidad de paso de los túneles; y se instalan radares sancionadores. Además, se reducen al máximo posible los plazos de ejecución de la obra ejecutándolos en horario de 24h x 7días/semana.
Además de la propia adecuación a la Directiva, se ha aprovechado para reforzar el revestimiento y el sostenimiento
A la hora de plantear la adecuación de los túneles a la Directiva se han priorizado las medidas más eficientes y efectivas posibles, evitando ejecutar soluciones que hubieran resultado muy costosas desde el punto de vista técnico y económico. Concretamente, en origen, los túneles de longitud inferior a 700 metros carecían de salidas de emergencia y presentan una diferencia de cotas entre tubos del orden de 9 metros, lo que complica de forma considerable la ejecución de las salidas de emergencia que requiere la Directiva; en esos casos, se ha dotado a los túneles de un sistema de ventilación, ajustando el número y el diámetro de los ventiladores para poder encajarlos, en la medida de lo posible, en la sección del túnel existente.
Además de la Directiva, hay que tener en cuenta otras normativas de derecho nacional. Debe subrayarse que, en el caso de la Diputación Foral de Gipuzkoa, al tener competencia exclusiva en carreteras y caminos, no es de aplicación el Real Decreto 635/2006, de 26 de mayo, sobre requisitos mínimos de seguridad en los túneles de carreteras del Estado. Este Real Decreto es la transposición al ordenamiento jurídico nacional de la Directiva, aunque con unos requisitos mínimos más estrictos, entendiendo estrictos como la exigencia de cumplir con más requisitos de seguridad respecto a aquellos establecidos en la Directiva Europea.
No obstante, sí que se ha utilizado la Metodología de Análisis de Riesgo en Túneles de la Red de Carreteras del Estado —publicada por la Dirección General de Carreteras, Subdirección General de Conservación— (en adelante, MARTE) para poder calcular el índice de riesgo de los túneles; se analizan distintos escenarios de accidentes de incendio y se comparan con un túnel virtual (clasificando los túneles en seguros, con posibles restricciones, o túneles de peligrosidad elevada).
Por otra parte, la autopista A-15 forma parte de la Red de Itinerarios de Mercancías Peligrosas, por lo que debe disponer de un drenaje de líquidos tóxicos e inflamables que evite la propagación del fuego por el tubo. La solución adoptada ha sido disponer un caz ranurado interrumpido por arquetas sifónicas y unido a una balsa de vertidos situada en el exterior del túnel.
Adicionalmente, se han tenido que construir varios nichos a lo largo de los túneles para permitir albergar tanto los postes SOS como las bocas de aguas. Además de la propia adecuación a la Directiva, se ha aprovechado para reforzar el revestimiento y el sostenimiento.
En ese sentido, se trata de túneles construidos en la última década del siglo pasado mediante el nuevo método austríaco (NATM), con diferentes secciones tipo en cuanto a longitud de avance, densidad de bulonado y espesores de hormigón proyectado en función del terreno atravesado. Ocasionalmente se han detectado tramos cortos revestidos con una bóveda de hormigón en masa bombeado, con empleo de chapa Bernold a modo de encofrado perdido y una capa final de revestimiento de hormigón proyectado de un espesor aproximado de 5 cm. Los túneles se encuentran recubiertos, en su práctica totalidad, por lámina impermeabilizante vista, lo que impide la observación directa del estado del sostenimiento del túnel.
En los años anteriores a la actuación se han producido desprendimientos localizados del sostenimiento
En los años anteriores a la actuación se han producido desprendimientos localizados del sostenimiento. En los tramos NATM, estos desprendimientos se achacan a la existencia de secciones de sostenimiento de espesor insuficiente; en el caso de tramo Bernold, los desprendimientos se deben a roturas de las placas de hormigón proyectado causadas por las oxidación e hinchamiento de la chapa Bernold subyacente. Además, se constata la existencia de numerosas humedades y filtraciones a través del sostenimiento de los túneles. Por último, el gálibo de los túneles resulta ser insuficiente en algunos puntos para la instalación de nuevo equipamiento y para el propio recrecido del anillo de sostenimiento.
En fase de proyecto se establecen los siguientes criterios de diseño:
- Tras la ejecución de los trabajos, deberá garantizarse un gálibo vertical mínimo de 5 metros sobre la calzada y 4,5 metros sobre el borde exterior de arcén; para el estudio de gálibo, deberán tenerse en cuenta tanto los espesores de gunita a proyectar como los equipamientos que serán instalados en el túnel.
- En los tramos NATM deberá garantizarse un espesor mínimo de hormigón proyectado de 20 cm, reforzando con bulones las secciones irregulares o con pérdida de geometría asociadas a la formación de techos planos y a secciones con sobreexcavaciones.
- En los tramos Bernold deberá renovarse por completo el hormigón proyectado de revestimiento, eliminando la chapa Bernold en la medida de lo posible.
- Debe impermeabilizarse el túnel, evitando el uso de lámina impermeabilizante vista.
Partiendo de esos criterios, para los tramos NATM se proyecta una sección resistente de un espesor total de 20 cm de hormigón proyectado con 400 kg/m3 de cemento tipo I 42,5 R/SR con 3 kg/m3 de macrofibra estructural; en los últimos 5 cm de esa sección se adiciona, además, microfibra antiincendios con una dosificación de 2 kg/m3. En los tramos necesarios se añade un refuerzo a base de bulones de barra de acero corrugada de 25 mm de diámetro y 3,5 metros de longitud inyectados con resina.
En cuanto a la impermeabilización, se emplea una membrana polimérica impermeable proyectada en los tramos húmedos, pero sin filtraciones de entidad, y un sistema de impermeabilización con doble lámina de PVC fijado al sustrato con anclajes estancos en los tramos húmedos y con filtraciones importantes. En los tramos actualmente secos y sin indicios de humedades anteriores no se dispone ningún elemento de impermeabilización. Con carácter previo se ejecuta una impermeabilización primaria para captar y drenar filtraciones puntuales mediante sistemas Oberhasli, o filtraciones difusas de extensión reducida mediante láminas drenantes.
En los tramos Bernold la actuación se reduce a eliminar y reponer el hormigón proyectado de revestimiento, eliminando la mayor parte de chapa Bernold y aplicando pintura pasivante en los restos de chapa cuya eliminación no sea posible sin dañar la sección de hormigón bombeado subyacente. En la reposición de la capa de hormigón proyectado se emplea el mismo hormigón que en el resto del túnel, adicionando tanto macrofibra estructural como microfibra antiincendios. Las secciones Bernold se impermeabilizan con membrana proyectada, y el hormigón proyectado se refuerza en toda su sección con un mallazo que garantice a futuro su estabilidad, evitando el desprendimiento de fragmentos de gunita en caso de rotura de la capa.
El proceso constructivo general se inicia con la implantación del tráfico bidireccional por el tubo que queda en servicio, liberando de tráfico el tubo en el que se va a intervenir. Las primeras tareas consisten en el desmontaje, la demolición y la retirada de todos los elementos presentes en el túnel, tales como instalaciones de alumbrado, telas impermeables, paneles metálicos y de hormigón de recubrimiento de hastiales, etc. Completados estos trabajos, se realiza un primer escaneo tridimensional del túnel, apoyado en una red poligonal de bases de replanteo. Este primer escaneo define la geometría real del túnel y sirve de base para determinar las necesidades de repicado a partir del estudio de colisiones entre el cajón de galibo y la geometría futura del túnel; además, se toma como origen de las mediciones de las unidades de excavación y hormigón proyectado.
En paralelo al estudio de colisiones se lleva a cabo la revisión geológica del túnel y se levanta un inventario de humedades, confirmando o ajustando, según proceda, la tramificación de secciones tipo propuesta en fase de proyecto, e identificando aquellas zonas en las que deba sanearse el sostenimiento existente por hallarse en mal estado.
Al final de los trabajos, se realiza un último escaneo tridimensional del túnel
A partir de la definición así obtenida, en el túnel se ejecutan, sucesivamente, los trabajos de repicado, impermeabilización primaria, hormigón proyectado, bulonado e impermeabilización general. A lo largo de ese proceso se realizan otros tres escaneos 3D, correspondientes a:
- Segundo escaneo: se ejecuta tras el repicado del túnel, confirmando que se han ejecutado los repicados necesarios o, en caso contrario, identificando las zonas en las que se debe seguir trabajando. Permite establecer el volumen de excavación ejecutado por comparación con el primer escaneo.
- Tercer escaneo: se ejecuta con carácter previo a la ejecución de la última capa de hormigón proyectado. Permite comprobar que se han alcanzado los espesores proyectados y que no existen excesos de espesor que interfieran con el cajón de gálibo, identificando, si las hubiera, aquellas zonas en las que deben corregirse los espesores de hormigón proyectado. En las zonas con impermeabilización mediante membrana proyectada, este escaneo debe realizarse antes de la proyección de la membrana.
- Cuarto escaneo: se ejecuta tras la proyección de la capa final de revestimiento. Permite comprobar los espesores totales y la geometría final del túnel, además de proporcionar el volumen total de hormigón proyectado empleado por comparación con el segundo escaneo.
Terminados los trabajos de sostenimiento y revestimiento del túnel, se ejecutan el resto de trabajos de obra civil (zanjas de canalizaciones, aceras, paneles de hastiales, reposición de rodadura, etc.) y de instalaciones. A la finalización de la totalidad de los trabajos se realiza un último escaneo tridimensional del túnel a modo de levantamiento final de la obra.