Nueva autopista dentro de la autopista

Ampliación de capacidad con carriles express y dotación de tecnologías 2.0 en la autopista I-66 en Washington DC, uno de los mayores proyectos de Ferrovial en EE UU

Cintra y Ferrovial han puesto en servicio el pasado 22 de noviembre la “nueva” autopista interestatal I-66 cerca de Washington DC, que constituye una de las mayores concesiones de infraestructuras del grupo español en Estados Unidos, con una inversión en obra superior a 2.300 M€. El proyecto Transform 66 Outside the Beltway, culminado tras cinco años de trabajos, ha reconstruido un tramo de la I-66, una de las autopistas más congestionadas del país, para ampliar un 40% su capacidad con nuevos express lanes (carriles de peaje dinámico) ejecutados en la mediana y la modernización de la infraestructura para crear un nuevo corredor multimodal. También incluye un despliegue inicial de tecnologías de última generación que harán de la I-66 una de las primeras autopistas inteligentes del país.

¿Qué es Transform 66 Outside the Beltway?

Es el proyecto de reconstrucción de un tramo de la autopista interestatal I-66, una de las más congestionadas del área metropolitana de Washington DC, en el estado de Virginia del Norte, que presenta una IMD de más de 200.000 vehículos/día y 8-10 horas diarias de atascos. Su objetivo principal es ampliar la capacidad de la autopista para aliviar la congestión, mejorar la seguridad vial y proporcionar a los conductores tiempos de viaje más predecibles.

La obra principal se ha realizado sobre el corredor existente, formado por dos calzadas con 3-4 carriles generales por sentido. Sobre este corredor se han construido cuatro carriles adicionales de peaje dinámico (express lanes) por el interior de la infraestructura, como si fuera una nueva autopista dentro de la autopista. Al término de la obra se ha configurado una nueva plataforma formada por 10 carriles, cinco por sentido. De ellos, seis son libres de peaje y cuatro son de pago.

Una vez transformada a la nueva configuración, la autopista I-66 será equipada con tecnologías propias del proyecto de autopistas conectadas AIVIA Smart Roads, que desarrollan Ferrovial y otros socios tecnológicos. El proyecto promueve la conectividad entre la infraestructura y los vehículos, tanto autónomos como convencionales, para optimizar la seguridad, la fiabilidad y los tiempos de viaje, además de facilitar la gestión del tráfico desde los centros de control. El despliegue de tecnologías 2.0 del proyecto AIVIA convierte a la nueva I-66 en un banco de pruebas de lo que serán las futuras carreteras inteligentes.

Ámbito del proyecto

El proyecto Transform 66 Outside the Beltway se ha desarrollado a lo largo de un tramo de 22 millas (37,1 km) de la autopista I-66 situado en el exterior de Capital Beltway (I-495), la gran circunvalación de Washington DC, la capital del país. El tramo discurre en sentido oeste entre el enlace de la I-66 con la I-495, en el condado de Fairfax, y el enlace de la I-66 con la R-29 cerca de Gainesville, en el condado de Prince William.

Los nuevos kilómetros de carriles express conectarán en su extremo oriental con otros 16 km de carriles express en la I-66, ya en el interior de la circunvalación de Washington, que se encuentran en servicio desde el año 2017. Con la conclusión de este proyecto, el Estado de Virginia dispondrá en sus autopistas de una red formada por 144 km de carriles express.

Concesionario e inversión

El proyecto lo desarrolla I-66 Express Mobility Partners LLC, formado por la concesionaria española Cintra (55,7%), el fondo de infraestructuras francés Meridiam (29,75%) y el fondo de pensiones neerlandés APG (14,55%). Este consorcio de empresas fue seleccionado en 2016 por el Departamento de Transportes de Virginia del Norte (VDOT) para llevar a cabo la financiación, el diseño, la construcción, la operación y el mantenimiento de un tramo de la I-66 durante un periodo de 50 años. Para diseñar y ejecutar el proyecto, Mobility Partners eligió al consorcio FAM Construction, formado por la española Ferrovial Construcción y la estadounidense Allan Myers.

El concesionario se ha comprometido a desembolsar más de 3.500 M$ en esta asociación público-privada durante la vigencia de la concesión, que es una de las primeros asociaciones público-privadas (APP) de Virginia del Norte. De esa cantidad, 2.300 M$ corresponden a la ejecución del proyecto, 579 M$ son un desembolso inicial al Estado de Virginia para obtener la concesión y financiar proyectos de mejora adicionales en el corredor, otros 800 M$ se destinan a ampliar el servicio de transporte en el corredor y 350 M$ para otros proyectos de mejora del corredor en los próximos 50 años. Con esta estrategia de inversión, la construcción del proyecto no costará un dólar al contribuyente del Estado.

Como contrapartida por estas inversiones, Mobility Partners se embolsará el importe de los peajes de los carriles express de la autopista durante la vigencia de la concesión.

Beneficios esperados

Con la implantación de los nuevos carriles express, la capacidad del corredor se ha ampliado en un 40%. Con este incremento de capacidad, más el apoyo de la tecnología, Mobility Partners espera alcanzar una mayor fluidez en el tráfico, un mayor número de personas transportadas (entre 2.000 y 4.000 más en periodos de congestión en el corredor) y ahorros de más de 30 minutos en las horas punta. La nueva I-66, cuya velocidad de proyecto es de 70 millas por hora (112 km/h), garantizará una velocidad mínima de 55 millas por hora (88 km/h) en los express lanes durante las horas punta, garantizando así esas mejoras de tiempo.

Otros beneficios esperados de la nueva configuración de la I-66 y el respaldo de los sistemas inteligentes de transporte (ITS), que incluye el nuevo sistema de peaje dinámico, son la mejora de la seguridad y la reducción de las emisiones de CO2. También se espera estimular la hasta ahora escasa utilización del vehículo compartido y el transporte público en esta zona.

La nueva infraestructura, además, mejora la conectividad del corredor de la I-66 con otras autopistas que convergen en los distintos intercambiadores, así como con algunas zonas que no tenían conexión directa a la I-66. Por ejemplo, los nuevos express lanes establecen por primera vez una conexión directa desde y hacia el loeste en Monumet Drive y Vaden Drive, cerca de la estación del tren de Cercanías de Vienna-Fairfax.

La obra

La ejecución del proyecto Transform 66 Outtside the Beltway se ha desarrollado entre   principios de 2018 y diciembre de 2022, cumpliendo con el último plazo marcado por la concesionaria, toda vez que el plazo original (julio de 2022) se retrasó cinco meses por problemas con la financiación. Dada la envergadura de la actuación, la obra se dividió en tres grandes tramos, cada uno de ellos dividido a su vez en tres subtramos. Estos tres tramos se han inaugurado en el último cuatrimestre de 2022, con sucesivas puestas en servicio a medida que se iban terminando las obras. El tramo entre el enlace con la Route 29 en Gainesville y la conexión con la Route 28 en Centreville (9 millas, 14,4 km) entró en servicio el 10 de septiembre; el tramo Oeste entre la R 28 en Centreville y la I-495 (13 millas, 20,9 km) se estrenó el 19 de noviembre; y, finalmente, el tramo Este entre la R 28 en Centreville y la conexión con la I-495 (la misma longitud que el tramo Oeste) se puso en servicio el 22 de noviembre. Ese día, los conductores pudieron circular por primera vez a lo largo de los nuevos express lanes.

En la reconstrucción de la autopista han participado más de 2.000 personas/día en los momentos álgidos. La obra ha consistido en la ejecución de una nueva plataforma formada por 10 carriles de circulación, más las vías auxiliares. Para lograr esta configuración final, el consorcio FAM ha ensanchado la plataforma existente, que albergaba entre seis y ocho carriles, para dar cabida a los cuatro nuevos carriles express. En esta operación, parte de los carriles generales existentes se han transformado en carriles express en la parte interior del corredor, al tiempo que en ambos extremos se ha construido parte de los nuevos carriles generales y las vías auxiliares. Tanto los carriles express como los carriles generales y las vías auxiliares se han ejecutado con una anchura de 12 pies (3,6 m), con arcén exterior de 12 o 14 pies (3,6-4,2 m), siendo la mediana variable. La separación entre carriles express y carriles generales, divididos por una barrera provisional, es de 1,2 m.

A lo largo del trazado se han construido o ampliado un total de 63 puentes y pasos superiores, y se han demolido otros 33 (17 de forma completa y 16 parcialmente). Las nuevas estructuras se han ejecutado con distintas tipologías, tableros formados por vigas de hormigón prefabricadas o vigas metálicas. La mayor estructura del proyecto es una rampa o flyover situada en el enlace con la I-495. Se trata de una estructura semicircular de 650 m de longitud divididos en 17 vanos, formada por 160 vigas, que salva seis carreteras y las vías del metro. Fue puesta en servicio el 22 de septiembre.

Una de las actuaciones más complejas ha sido el redimensionamiento a la nueva configuración de la I-66 de los 12 intercambiadores existentes a lo largo del trazado, mediante su modificación o reconstrucción, lo que ha exigido la construcción de un buen número de estructuras y rampas de entrada y salida para conectar con los nuevos carriles express. Por su complejidad, los más relevantes son los intercambiadores con la I-495, al inicio del proyecto, y con la autopista US 28, cerca de Centreville. Este último contempla hasta 26 movimientos posibles de los vehículo y ha requerido la construcción de 13 viaductos y rampas.

La obra en la plataforma se ha complementado con otras actuaciones adicionales para mejorar las opciones de transporte y convertir el corredor de la I-66 en una infraestructura multimodal. Estas mejoras han incluido la modernización de los enlaces, la ampliación de dos aparcamientos disuasorios con más de 4.000 plazas de estacionamiento nuevas, 11 millas (17,7 km) de nuevos carriles para bicicletas y peatones situados a lo largo de la I-66, la construcción de puentes peatonales sobre la autopista para mejorar las rutas para ciclistas y peatones, así como una nueva ruta de autobuses de cercanías que conecta los principales centros urbanos y de trabajo del corredor. En algunos tramos se ha reservado espacio en la mediana del corredor para llevar a cabo una futura ampliación de la línea de metro Orange. Algunas de estas obras, como la ejecución de los carriles para bicis y peatones, continúan tras la puesta en servicio de los express lanes y se prolongarán hasta mediados de 2023.

Desafíos del proyecto

Como suele ocurrir en proyectos que se realizan en autopistas en servicio, el principal reto para el consorcio liderado por Ferrovial Construcción ha sido ejecutar los nuevos carriles express en un corredor vial activo y muy transitado, con 200.000 vehículos/día que circulan a 110 km/h junto a las obras, a lo que se han añadido unos plazos de ejecución muy ajustados, trabajos nocturnos y condiciones meteorológicas con frecuencia extremas.

La ejecución de los carriles express no ha requerido un diseño problemático ni ha significado una especial dificultad desde el punto de vista de la técnica, ya que este tipo de obras son habituales en autopistas periurbanas de Estados Unidos. La complejidad ha radicado en la enorme magnitud del proyecto, el elevado número de programas diferentes a realizar, la coordinación entre los distintos frentes de obra, el elevado número de servicios públicos a trasladar, las dificultades logísticas inherentes al transporte de materiales a la obra, la necesidad de interrumpir el tráfico lo mínimo posible (el cierre de carriles se ha llevado a cabo solo cuando ha sido estrictamente necesario, y casi siempre en horario nocturno) y la ingente cantidad de stakeholders participantes en el proyecto (agencias, empresas, 165 subcontratistas, vecinos…), con los que el consorcio ha tenido que mantener una relación fluida para su desarrollo.

Al contrario que en otros proyectos de construcción, la pandemia del coronavirus no ha tenido un gran impacto en la obra. Más bien al contrario, ya que ha disminuido drásticamente durante meses el volumen de circulación en el corredor, facilitando de esta forma los trabajos en el mismo. No obstante, sí que tuvo un cierto impacto en la cadena de suministros, que el consorcio FAM sorteó acudiendo a los mercados de otros Estados.

La rublización

Dentro de las actividades constructivas, el consorcio de Ferrovial Construcción ha utilizado como principal innovación tecnológica la técnica de la rublización, consistente en el reciclaje del hormigón de la calzada existente para su empleo en la ejecución de la nueva. En total, se han retirado más de 150.000 toneladas de pavimento de hormigón de la calzada existente. Esta tecnología es solo aplicable a las vías construidas con este tipo de pavimento, que es el estándar de las carreteras estadounidenses. Es la primera vez que se utiliza en una carretera de Virginia.

   Esta técnica consiste en el empleo de una maquinaria especial que proyecta ondas de choque a un martillo percutor, encargado de fracturar el hormigón  y convertirlo en escombro. La fracturación se tiene que hacer de una forma segura para no dañar las capas estructurales inferiores de base (mezcla de gravilla y cemento) y subrasante (terreno muy compactado) que se asientan sobre el terreno. Tras varios ensayos, el equipo de FAM determinó las condiciones energéticas óptimas a aplicar sobre el pavimento existente para no dañar las capas inferiores, lo que se tradujo en la elaboración de un protocolo de construcción efectivo que determinar la energía adecuada a ejercer en cada tramo que iba a fracturarse. Además, se ajustó la maquinaria para mantener el bloque de hormigón rublizado en su sitio cuando fuera geométricamente viable, controlando su tamaño y evitando su transporte fuera de obra.

Con esta técnica innovadora se ahorró tiempo en la construcción y se evitó el transporte de material hacia centros de tratamiento para su procesamiento y posterior devolución a la obra. Según el consorcio, la rublización del tramo de la I-66 ha suprimido más de 21.000 desplazamientos en camión para trasladar el material, consiguiendo una reducción significativa de la huella de carbono provocada por los trabajos de pavimentación.

Estrategia de peaje dinámico

En la nueva I-66, los automovilistas podrán decidir previamente por dónde circular:  de forma gratuita por los carriles generales o abonando un peaje por los nuevos carriles express o HOT, que será variable en función de las condiciones del tráfico. En teoría, optar por los carriles HOT significará la ausencia de atascos y una mayor velocidad de circulación (70 millas por hora, frente a las 55-65 millas por hora de los carriles generales), lo que se traducirá en una mayor rapidez en los desplazamientos respecto a los carriles generales.

Los carriles HOT podrán ser usados de forma gratuita por los vehículos de alta ocupación (HOV) que transporten tres o más ocupantes, así como por autobuses, vehículos compartidos y motocicletas. Para ello deberán disponer de un transpondedor E-Z Pass Flex, que autentificará su condición de vehículo HOV al pasar bajo un pórtico de peaje.

Autopista inteligente

Transform 66 Outside the Beltway es el primer proyecto de Cintra y Ferrovial en Estados Unidos en el que desplegarán los primeros desarrollos de su sistema de autopistas conectadas AIVIA Smart Roads, proyecto de vanguardia en el que colaboran con Microsoft, 3M, Kapsch TrafficCom, Telefónica Tech, Intel e Indra. El objetivo de AIVIA es dotar a la autopista de tecnologías avanzadas para crear una interacción inteligente y digital entre la infraestructura y el vehículo autónomo y conectado (V2I), con el fin de mejorar la seguridad en la autopista, optimizar los tiempos de viaje y dar acceso al infoentretenimiento dentro de los vehículos. El sistema debe garantizar la coexistencia entre este tipo de vehículos y los convencionales.

Las tecnologías 2.0 que se ensayan en el corredor incluyen desde inteligencia artificial, 5G y edge computing hasta tecnologías de simulación, ciberseguridad y la tecnología sensorial y de supervisión avanzada, entre otras, y constituyen un primer paso de lo que serán las autopistas inteligentes de un futuro ya inminente. Con el despliegue de sensores y cámaras a lo largo de la vía (desde radares y aforadores de tráfico tradicionales hasta sistemas LIDAR 3D y los propios vehículos conectados) y el respaldo de otras tecnologías, todo ello manejado desde una plataforma avanzada de gestión de tráfico, se creará una infraestructura vial conectada, segura y de alta velocidad que permitirá recoger y procesar todos los datos del estado de la autopista desde la propia infraestructura y los propios automóviles. El sistema generará información relevante y de gran precisión que será comunicada en tiempo real a los usuarios, bien a través de las terminales OBU de los vehículos (los primeros en incorporar estos equipos son los del propio concesionario), bien a través de paneles de mensajería variable en la vía, para que estos, o sus vehículos, tomen la mejor decisión en cada momento.

La participación española

La concesionaria Cintra y su filial de construcción Ferrovial Construcción han sido los actores principales del proyecto Transform 66 Outside the Beltway, al cual estarán vinculados al menos hasta el año 2066. Para el Grupo Ferrovial, se trata de uno de los mayores proyectos de infraestructuras que lleva a cabo en Estados Unidos, país donde tiene una activa participación, sobre todo en el Estado de Texas. Además, el despliegue de las primeras soluciones del proyecto AIVIA pone a ambas empresas a la vanguardia de las carreteras inteligentes en el país.

La tecnológica Indra es otro actor español relevante en el proyecto. Sobre la plataforma terminada, esta empresa basada en Madrid ha instalado la tecnología de peaje inteligente free-flow que permite la puesta en marcha del sistema de tarificación dinámica de los carriles express, clave del proyecto. Esta tecnología está basada en la línea de soluciones Mova Collect de la compañía, dotada de capacidades de deep learning y de detección automática de vehículos HOV. El sistema detecta la intensidad de tráfico en tiempo real y lo combiná con los datos sobre el tipo de vehículo, el número de ocupantes y otras variables para calcular la tarifa de forma dinámica cada tres minutos. Indra, como se apuntó, también contribuye al desarrollo de tecnologías del proyecto AIVIA.

Otra empresa española concurrente es la consultora de ingeniería WSP Spain, que ha participado en la fase de diseño y en trabajos de hidráulica e ingeniería del proyecto.