Más movilidad bajo el Támesis

Túnel de Silvertown en Londres, innovadora obra de un consorcio hispano-británico

 

Imágenes: TfL e Ian Visits

El 7 de abril entró en servicio el túnel de Silvertown, primer cruce de carretera bajo el río Támesis construido en décadas en el este de Londres. La nueva infraestructura urbana es una alternativa y un complemento para un antiguo túnel que tiene por objetivo reducir la congestión y multiplicar la oferta de transporte público en la zona. Un consorcio hispano-británico ha completado en casi cinco años esta innovadora obra de ingeniería, que ejemplo de la capacidad de las constructoras e ingenierías españolas para desarrollar proyectos de gran complejidad.

El problema

El único cruce del río Támesis para vehículos en la zona este de Londres es el túnel de Blackwall, formado por dos tubos independientes: uno de época victoriana que data del año 1897 (diseñado para carruajes y los primeros automóviles) y otro más que cincuentenario, inaugurado en 1967. Desde hace años, esta veterana infraestructura viaria ha venido dando muestras de falta de capacidad y un gálibo muy limitado en el tubo más antiguo, que además presenta numerosas incidencias que con frecuencia provocan su cierre temporal. Cuando se produce esta situación, el paso del río más cercano es otro túnel situado a 3 kilómetros de distancia.

El túnel de Blackwall, emplazado en la autopista A102, una de las principales vías de penetración a Londres, registra volúmenes de tráfico muy considerables (50.000 vehículos diarios por sentido) y congestión diaria en sus accesos, particularmente en horas punta. Esta situación, además de dificultar la movilidad, genera elevados niveles de contaminación en una zona muy densamente poblada. Se calcula que cada año los conductores pierden un millón de horas haciendo cola para acceder al túnel, con un impacto económico de mas de 10 millones de libras esterlinas/año para sus bolsillos.

Proyecto

Para solucionar las limitaciones de movilidad y mejorar la sostenibilidad ambiental en este tramo de la A102, Transport for London (TfL), la autoridad de transporte londinense, proyectó a principios de la pasada década la construcción de un nuevo cruce bajo el río en esta zona como alternativa al túnel de Blackwall. Este es el origen del túnel de Silvertown, proyectado para conectar el distrito de Newham, en la orilla norte, con la península de Greenwich, en la orilla sur, y complementar al de Blackwall. Se trata del cuarto túnel bajo el Támesis en el área metropolitana de Londres y la primera infraestructura viaria construida para cruzar el cauce fluvial desde 1991.

El proyecto ahora inaugurado es un nuevo túnel formado por dos tubos gemelos de 1,2 kilómetros de longitud, además de unos 300 metros de rampas en ambos extremos. Cada tubo está dotado de dos carriles de circulación, de 3,50 metros de anchura cada uno. Uno de los carriles es de uso exclusivo para transporte público –incluidos los autobuses de doble piso, que no podían circular por el túnel antiguo– y transportes de mercancías. Completan el proyecto los viales de conexión con la red viaria, además de un puente sobre una carretera cercana y una pasarela ciclo-peatonal sobre la autopista A102 para reemplazar a la existente, dos edificios para el control y mantenimiento de los túneles, situados en cada uno de los portales, así como un serie de mejoras integrales en el entorno urbano a ambos lados del río. Hay que señalar que este túnel forma parte de un plan municipal más amplio para regenerar las dos orillas del río.

Beneficios… o no

El túnel de Silvertown, según TfL, transformará por completo la movilidad en esta zona de Londres. Para los promotores del proyecto, su entrada en servicio mejorará sustancialmente los flujos de tráfico bajo el río y en los accesos entre la zona de los Docklands y el sureste de la capital británica. Con el nuevo túnel se espera disminuir la congestión local y eliminar las colas de vehículos diarias en el entorno del túnel de Blackwall, reduciendo el trayecto actual en unos 20 minutos en horas punta. Además, con los nuevos carriles bus exclusivos se multiplicará por seis la oferta de transporte público para cruzar el río, hasta alcanzar 20 trayectos diarios por hora y por sentido en horas punta.

Al reducir el nivel de congestión, fomentar el transporte público mediante la implantación de peajes en ambos túneles (Blackwall y Silvertown) y establecer e incentivar rutas de autobuses de emisiones cero, el túnel de Silvertown impulsará la movilidad sostenible y tendrá un impacto positivo en la calidad del aire de la zona, siempre según TfL.

Por el contrario, los vecinos de la zona creen que el nuevo túnel atraerá cada vez más tráfico y contaminación (calculan unos 25.000 vehículos adicionales). También consideran poco realista el sistema de bici-bus ideado por TfL, que permite a los ciclistas subir la bicicleta al autobús para cruzar el río.

Consorcios

En mayo de 2019, como culminación de un proceso de licitación iniciado en 2016, TfL adjudicó al consorcio Riverlinx SPV (Special Purpose Vehicle), formado por fondos de inversión y promotores de infraestructuras de transporte, entre ellos la empresa española Cintra, el contrato de concesión para la financiación, construcción, mantenimiento y explotación durante 25 años del túnel de Silvertown. El importe estimado del proyecto ha ascendido a 1.200 millones de libras (más de 1.400 M€), cantidad sufragada en su mayor parte por el consorcio.

Este consorcio adjudicó el diseño y construcción del túnel al consorcio Riverlinx CJV (Consortium Joint Venture), integrado por tres empresas constructoras: la española Ferrovial Construcción, la británica BAM Nuttall y la surcoreana SK Ecoplant. A su vez, el consorcio constructor contrató a un equipo ingeniería internacional de tres empresas, entre ellas la española Ayesa, para el diseño del túnel y las distintas estructuras (pozos de ataque y rotación, falsos túneles, portales…), y ejercer el rol de project management. El proyecto fue revisado también por la ingeniería madrileña Fhecor. Ineco, la consultora de ingeniería del Grupo Transportes, en UTE con una empresa irlandesa, ha formado parte del equipo de diseño como certificador independiente durante toda la obra.

El contrato entre TfL y Riverlinx SPV estableció la puesta en servicio del túnel de Silvertown a lo largo del año 2025, un plazo que se ha cumplido con creces. También establece que la nueva infraestructura viaria será explotada mediante un modelo de colaboración público-privado. Los pagos al consorcio no comenzarán hasta la puesta en servicio del túnel.

Método de excavación

El método elegido para la construcción de los dos tubos ha sido la excavación mediante una tuneladora en lugar de dos, debido a limitaciones de espacio en la boca de Greenwich y para contribuir a mitigar la huella de carbono de la obra. La geología de la zona, formada por terrenos heterogéneos compuestos por aluvión, arcilla, arena y grava, determinó la elección de una tuneladora de escudo de presión de tierras (EPB), cuya fabricación fue encargada a la empresa germana Herrenknecht. Su misión: perforar un total de 2,2 kilómetros de túnel bajo el cauce del río y revestirlo con más de 9.000 dovelas de hormigón armado.

Con una longitud de 82 metros, un peso de 1.800 toneladas y una potencia motriz de 5.600 kW, las dimensiones de la cabeza de corte (11,9 metros, mayor incluso que las empleadas en los proyectos Crossrail y HS2), la han convertido en la de mayor diámetro utilizada nunca en el Reino Unido. Fue bautizada con el nombre de Jill, en honor a Jill Vener, la primera conductora de autobús de Londres.

Una innovación del proyecto ha ido la estrategia de excavación empleada con Jill. En una obra de dos tubos con una sola tuneladora, lo habitual es desmontar la tuneladora tras ejecutar el primer tubo y devolverla al pozo de salida para ejecutar el segundo tubo. En el túnel de Silvertown, la estrategia de excavación, condicionada por limitaciones espaciales, financieras y de plazos, ha sido diferente y se ha realizado en tres fases: excavación del primer tubo desde el pozo de Newham en dirección sur, rotación de la tuneladora en el pozo de Greenwich y ejecución del segundo tubo en dirección norte hasta el pozo de Newham. Esta estrategia ya se había realizado antes en obras de gran magnitud en París y Stuttgart, pero en ambos casos fue solo para facilitar la extracción, no para perforar un segundo tubo. En todo caso, es la primera vez que esta operación se ha realizado con una tuneladora tan grande.

Además de la perforación de los tubos gemelos, la obra subterránea ha incluido también la ejecución de falsos túneles en los dos extremos, así como la construcción de ocho galerías transversales de conexión entre ambos tubos.

La obra

El diseño de detalle del túnel y los trabajos preparatorios del terreno se iniciaron en 2020, quedando interrumpidos varias semanas por la pandemia del coronavirus. En esta fase previa a la excavación con tuneladora se llevaron a cabo distintas actuaciones en superficie, entre ellas la construcción del pozo de ataque de Newham, la adecuación de espacios para almacenar las dovelas y la maquinaria, el montaje del sistema de transporte de material excedente del túnel y el reforzamiento de los muros ribereños para garantizar que no resultaran afectados por los trabajos de perforación.

Jill, que llegó al tajo de Newham en agosto de 2022, fue descolgada por partes mediante grúas hasta el pozo y ensamblada en su interior. A principios de septiembre inició la excavación del primer tubo y, tras un mes de parón por un incendio que afectó a la cinta transportadora de material excedente, reanudó el trabajo subfluvial, alcanzando su destino al otro lado del río en el pozo de Greenwich, adonde arribó en febrero de 2023. El primer viaje bajo el Támesis se prolongó durante cinco meses, a una media de 18 metros diarios. En el pozo de Greenwich, la tuneladora fue rotada 180 grados para colocarla frente al terreno de excavación del segundo tubo. Jill inició el viaje de regreso en abril de 2023 y alcanzó el pozo de Newham a principios de agosto, tras cinco meses de perforación, alcanzando una media de 22 metros/día. Entre ambos tubos revistió los dos tubos con 1.122 anillos de dovelas de hormigón.

La perforación subterránea y subfluvial de Jill generó cerca de 780.000 m³ de material excavado, que fue íntegramente evacuado por el río mediante barcazas para minimizar el impacto de la obra en el tráfico y en las comunidades vecinas, y destinado a regenerar áreas degradadas. Con este modo de transporte se han evitado más de 100.000 viajes de camiones entre el pozo de Newham y las carreteras locales.

En paralelo a los avances de la tuneladora, en ambos extremos se construyeron, mediante el método cut and cover, dos falsos túneles como prolongación del túnel excavado y revestido por Jill (200 metros en el extremo de Silvertown y 80 metros en el extremo de Greenwich). El revestimiento de estos falsos túneles se ejecutó con el apoyo de un encofrado de 70 toneladas denominado The Crab, suministrado y operado por la empresa española tecozam.  Sobre estos falsos túneles, que fueron recubiertos con el material excedente de la excavación, se levantaron los dos edificios para el control y mantenimiento del túnel (Silvertown el principal y Greenwich de respaldo). También se ejecutaron muros de contención en los laterales de las rampas de acceso hasta su encuentro con los portales norte y sur del túnel. En el interior se construyeron las galerías de evacuación entre los dos tubos, situadas cada 150 metros. Los trabajos en los túneles, asimismo, comprendieron la instalación de conductos y cableados de servicios públicos y la ejecución de la solera donde posteriormente se dispusieron cuatro capas de asfalto para conformar las dos calzadas. Las conexiones de superficie entre el nuevo túnel y la red existente –conecta por el sur con el acceso al túnel de Blackwall y por el norte con la glorieta de Tidal Basin– se terminaron en mayo de 2024.

En el interior de los túneles, el consorcio ha trabajado en el equipamiento tecnológico y de seguridad de ambos tubos. En este ámbito también ha habido una destacada participación de empresas españolas. Así, la asturiana Zitrón ha suministrado e instalado los 24 ventiladores que componen el sistema de ventilación interior del túnel. Y la tecnológica Indra es la responsable del suministro y la puesta en operación del sistema de control, que monitoriza ambos tubos 24/7 y permite la gestión, detección y atención de incidencias en el interior del túnel, reduciendo los tiempos de respuesta. El consorcio constructor dedicó los últimos meses de 2024 y los primeros de 2025 a la realización de múltiples pruebas para testar el correcto funcionamiento de todos los sistemas instalados.

Innovaciones

En el proyecto del túnel de Silvertown, las ingenierías y constructoras del consorcio ha puesto en práctica una serie de soluciones constructivas innovadoras, varias de ellas inéditas en el Reino Unido, para mejorar el rendimiento de los trabajos y garantizar la seguridad de la obra y de la infraestructura. Todo el proyecto se ha realizado mediante la metodología Building Information Modelling (BIM), un proceso de generación y gestión de datos de la infraestructura a lo largo de todo su ciclo de vida que ya es un estándar en la obra pública internacional. Entre las principales innovaciones del proyecto destacan las tres siguientes.

– Pozo de ataque. Debido a los condicionantes de la zona (falta de espacio, cercanía de carretera y línea férrea, profundidad y, sobre todo, la prohibición de emplear anclajes al terreno para no interferir con la construcción del segundo tubo), el pozo de ataque de Silvertown no es un pozo rectangular, habitual en las obras con tuneladora. En su lugar, el consorcio diseñó y ejecutó cuatro pozos contiguos de 21,2 metros de diámetro conectados a través de contrafuertes en forma de T, que se curvan para alinearse con la carretera sin necesidad de tratar el suelo externo o utilizar anclajes. La planta del pozo tiene forma de cacahuete, de ahí su apelativo de “pozo cacahuete” (peanut shaft). Este diseño permitió construir el pozo con pilotes secantes en vez de muros pantalla, siendo la primera vez que esta técnica se utilizaba en el Reino Unido. Dispone de aperturas en la parte delantera y trasera para el lanzamiento de la tuneladora y la retirada del material excavado. Como beneficios, la singular tipología del pozo ha requerido un menor volumen de excavación que un pozo convencional y ha facilitado la restauración posterior del terreno a nivel de superficie. El pozo se utilizó también para el desmontaje de Jill. El diseño fue galardonado con el premio NCE Tunnelling Innovation 2023.

– Cámara de rotación. Probablemente la innovación más singular de esta obra, que la hace única en el mundo. Sobre uno de los parkings del complejo O2 Arena en North Greenwich, punto de llegada de Jill tras la excavación del primer tubo, el consorcio diseñó y construyó un pozo de forma elíptica (40 metros de longitud, 39 metros de anchura y 21 metros de profundidad), con suficiente espacio para poder rotar la tuneladora 180 grados, enfilarla hacia el segundo tubo y enviarla de vuelta para excavar hasta el punto de partida en Newham. En este proceso de rotación, el escudo y la cabeza de corte de Jill se colocan en un carro especial apoyado sobre gatos hidráulicos, que se desliza sobre una capa de planchas de acero gracias a un sistema de colchón de aire entre el carro y el suelo. Esta colchón es generado por un sistema de patines rellenos de hidrógeno comprimido situados bajo el carro, que hace que la tuneladora flote. El movimiento de rotación se consigue con el apoyo de cabestrantes metálicos anclados a las paredes de las cámaras, que permiten alinear la máquina con precisión frente al terreno para excavar el segundo tubo. Con este sistema, el giro de 180 grados la cabeza de corte y el escudo de Jill, de 1.450 toneladas, se completó con éxito en un día. Posteriormente se repitió con otras partes de la tuneladora. Este método implementado por el consorcio hispano-británico ahorró a Tfl semanas de obra respecto al método convencional. La innovación también fue galardonada con el premio NCE Tunnelling Innovation 2023.

– Congelación del terreno. Las galerías entre los dos tubos están ubicadas en terrenos de gran complejidad, con abundante presencia de aguas subterráneas. Excavar este tipo de terreno con seguridad es siempre un reto para la ingeniería, y en esta caso, los métodos tradicionales para la mejora del terreno no eran viables. Por ello, el consorcio decidió emplear la congelación del suelo, una técnica de estabilización del terreno nunca empleada en el Reino Unido. Esta técnica implica la perforación de orificios en torno a las futuras galerías para instalar tuberías con fluido congelador (salmuera), bombeándolo a una temperatura de –30 grados, consiguiendo así de forma muy gradual la congelación del terreno circundante. El bloque helado longitudinal impide la penetración de agua durante la excavación y forma un material similar a la roca, que es más fácil y seguro de excavar.