Doble vía sobre el Biobío

Entra en servicio el nuevo puente ferroviario en Concepción (Chile), una obra de Sacyr

El 21 de julio se ha puesto en operación parcial (una de dos vías) el nuevo puente ferroviario sobre el río Biobío, infraestructura que sustituye a un puente del siglo XIX y que está llamada a mejorar la conectividad y elevar el estándar ferroviario en el área de Concepción (sur de Chile). El proyecto, promovido por los ferrocarriles chilenos (Efe), incluye el puente ferroviario más largo del país y un nuevo túnel para conectar con la red existente. Esta obra pública ha sido desarrollada durante tres años y medio por la constructora e Sacyr Ingeniería e Infraestructuras con el apoyo de dos ingenierías españolas.

Concepción (1,1 millones de habitantes), capital de la región del Biobío, es la tercera área metropolitana de Chile, después de Santiago y Valparaíso. Esta dividido en dos conurbaciones situadas a ambos lados del río Biobío, uno de los más caudalosos del país, por lo que la comunicación entre las comunas de ambas riberas (Concepción y San Pedro de la Paz) se realiza a través de un puente ferroviario y tres puentes de carretera.

Desde hace años, el puente ferroviario, una estructura metálica que data de 1889 y tiene una vía única, se ha convertido, por falta de capacidad, en un cuello de botella para atender las necesidades del Biotren (suburbano formado por dos líneas que recorre ambas márgenes y cruza el río, y que se prolonga hasta la localidad de Coronel) y la demanda de la actividad agrícola y forestal local, así como de los cinco puertos de carga de la zona. A ello se suma el complejo mantenimiento del puente existente, sometido en los últimos años a reparaciones continuas que han obligado a interrumpir el servicio ferroviario.

Para resolver esta situación, Efe, la empresa de ferrocarriles de Chile, inició en 2017 los trabajos de ingeniería del proyecto de un nuevo puente para sustituir al existente, así como un túnel para cruzar el cerro Chepe, en la margen norte. El proceso de ingeniería comprendió análisis topográficos y batimétricos, prospecciones geotécnicas, análisis hidrológicos y de hidráulica fluvial, además de estudios de diseño estructural, sísmicos, del túnel, vías y sistemas ferroviarios. En 2022 adjudicó la obra a la empresa española Sacyr Ingeniería e Infraestructuras, por un importe de 237 M$ (202 M€ al cambio actual). El proyecto está enmarcado en el plan maestro Trenes para Chile.

El proyecto consiste en la construcción de un nuevo puente de 1.882 metros de longitud, divididos en 62 vanos rectos con luces de entre 30 y 45 metros, que se eleva sobre pilotes hincados a grandes profundidades en el lecho del río, dado que abundan los estratos de suelos blancos. Estos pilotes sostienen los dinteles-mesas superiores sobre los que se apoyan las vigas de acero tipo cajón que conforman la parte inferior del tablero. El tablero tiene una anchura de 14,6 metros y es de tipo mixto, formado por un cajón metálico y una losa de hormigón. El nuevo puente, que se construye unos 50 metros aguas abajo del antiguo, incorpora dos vías electrificadas, una para trenes de pasajeros y otra para mercancías. Su vida útil está calculada en 100 años. El último vano del puente salva la avenida Costanera para conectar con el túnel del cerro Chepe. La longitud del túnel, excavado en roca, es de 327 metros y contempla obras de paisajismo en sus dos accesos.

Con el nuevo puente, los técnicos de Efe señalan que se mejorará significativamente la conectividad y el estándar del tráfico ferroviario en esta zona. Al dotarlo de una segunda vía, se duplica la capacidad de la infraestructura. También se incrementará la capacidad de carga hasta 25 toneladas por eje, lo que permitirá transportar un mayor volumen de mercancías y evitar la circulación de 500 camiones/día. Además, los trenes de pasajeros podrán alcanzar una velocidad m00 km/h, frente a los 50 km/h actualesros podre consideran mercancn to de este puente, que en los el el crecimiento de la demanáxima de 100 km/h, frente a los 50 km/h del puente existente, y los de mercancías llegarán a los 65 km/h. Asimismo, se moderniza la circulación con nueva señalización y electrificación. En suma, la nueva infraestructura mayores prestaciones de velocidad, seguridad y regularidad, además de un incremento e las frecuencias.

   El nuevo puente se ubica en una zona de sismicidad elevada, por lo cual ha sido diseñado para soportar sismos de gran magnitud, un estándar que el puente existente no cumplía. Con ese fin incorpora un aislamiento sísmico basado en la colocación de 146 aisladores elastométricos con núcleo de plomo entre el tablero y las pilas, que reducen las acciones sísmicas sobre la cimrntación. También incorpora sensores para el monitoreo estructural. Además, su mayor altura lo protege frente a las crecidas del río, cada vez más frecuentes en invierno por las lluvias características de la región. Estas características innovadoras se traducen en una reducción de las interrupciones operativas.

La obra

Sacyr Ingeniería e Infraestructuras comenzó la construcción del proyecto en diciembre de 2022, que se ha prolongado durante 30 meses, hasta la puesta en servicio del nuevo puente el pasado 21 de julio. Esta puesta en servicio es parcial, ya que en esa fecha se ha abierto al tráfico ferroviario la vía norte, que es para trenes de pasajeros. La vía sur, para trenes de mercancías, se pondrá en servicio previsiblemente el próximo mes de octubre, de acuerdo a las previsiones actuales de Efe.

En la ejecución del puente, la empresa española, que ha contado con la asistencia técnica de la ingeniería MC2-Typsa para el diseño de la estructura y de la también española Systra Subterra para los trabajos del túnel, ha empleado las más modernas técnicas constructivas, tanto para las excavaciones del túnel, como para el hincado de pilotes en el río y la instalación de las vigas. Además, la obra se ha realizado con técnicas punteras de diseño sismorresistente. Todos los diseños han sido sometidos revisiones estructurales, como establece la norma chilena, una de las más exigentes del mundo. En el proyecto se ha empleado la metodología colaborativa Building Information Modeling (BIM).

   Los trabajos de construcción han incluido la hinca de 334 pilotes de hormigón armado de entre 1,5 metros y 2,0 de diámetro, a profundidades máximas de 50 metros, que se han ejecutado desde rellenos-penínsulas temporales. Estos trabajos se iniciaron en el lado Concepción, el de mayor profundidad, y en época de verano para aprovechar el menor caudal del río. En total, se han ejecutado 62 encepados por encima de la lámina de agua (cada una de ellos apoyado sobre ocho o seis pilotes), dando lugar a una zona no sumergida del pilote/columna de entre 3 y 8 metros. También se han construido dos estribos laterales. Sobre los encepados se apoyaron los aisladores sísmicos. El tablero, a su vez, se apoya sobre estos dispositivos.  

Para le ejecución del tablero se ha empleado un sistema mixto, consistente en la colocación de tramos de cajón metálico con grúas desde penínsulas artificiales temporales y el desarrollo de un sistema lanzavigas para colocación de los tramos de cajones metálicos y prelosas superiores. En total, en esta fase se han empleado 62 vigas cajón metálicas, con longitudes de 20 a 40 metros, anchura de 8 metros y peso variable entre 70 y 150 toneladas. El lanzavigas que ha instalado parte de las vigas es una estructura formada por tres pórticos y una celosía de 92 metros de longitud, diseñada para la colocación de las vigas y las pre-losas, con una capacidad de levante de 140 toneladas. Esta estructura, diseñada por el Departamento de Estructuras de Sacyr, ha constituido una novedad en Chile. Una vez trasladadas las vigas y colocadas en su posición definitiva, se sueldan. Sobre las mismas se instalan las pre-losas y la losa de hormigón, que dan al tablero su anchura total.

   La construcción del túnel bajo el cerro Chepe se ha llevado a cabo en un plazo de 12 meses y ha tenido importantes condicionantes medioambientales y culturales, ya que esta montaña es utilizada por una tribu local para sus ceremonias. La excavación se ha realizado predominantemente con medios mecánicos, destacando el uso de rotormartillos instalados en excavadoras. Complementariamente se empleó la técnica de fracturación controlada de roca, mediante el cual se realizaron 62 fracturamientos con el apoyo de detonaciones y la supervisión de la instrumentación desplegada en el cerro. Con ello se ha buscado minimizar el impacto ambiental, además de garantizar la seguridad estructural y mantener la operatividad del túnel existente, situado a solo 40 metros de distancia.      

   La imagen final del nuevo puente ferroviario se caracteriza por un conjunto de módulos triangulares, compuestos por un mástil vertical y un conjunto de diagonales, a la manera del sistema de atirantamiento de un puente atirantado, que se repiten de forma alternada a lo largo del tablero. Los mástiles son tubos metálicos circulares de color blanco y alturas de entre 21 y 28 metros. Esta estructura ornamental, que ha sustituido al diseño original, ha permitido disminuir sustancialmente la cuantía de materiales estructurales empleados.