Nuevo hito del sur de California

Gerald Desmond Bridge Replacement Project es una obra pública promovida y financiada por el Departamento de Transportes de California (Caltrans) y el puerto de Long Beach, en colaboración con el Departamento de Transportes de Estados Unidos y la Autoridad de Transporte Metropolitano de Los Ángeles (Metro) que acaba de hacerse realidad. Su objetivo es reemplazar al antiguo puente Gerald Desmond, construido en 1968 sobre el Back Channel (canal de acceso al puerto interior) y diseñado según los requerimientos y necesidades de aquellos tiempos, por una nueva infraestructura capaz de satisfacer con las máximas garantías las actuales demandas de movilidad en el puerto y su zona de influencia. Entre ellas destacan sobre todo el crecimiento del tráfico rodado y el acceso a la dársena portuaria de los grandes buques portacontenedores de última generación, además de la mejora general de la seguridad de la infraestructura.

La nueva infraestructura, por tanto, puede asumir los volúmenes de tráfico actuales (intensidad media diaria de 68.000 vehículos) y también los futuros, mejorando la movilidad en el corredor y la circulación de los grandes camiones. En el ámbito marítimo-portuario, permite por primera vez el acceso a puerto de los buques Post-Panamax. El viejo puente, funcionalmente obsoleto tras media década de servicio, será demolido en una obra que se prolongará durante dos años.

El moderno Gerald Desmond, construido en paralelo y al norte del existente, es una infraestructura singular de ingeniería diseñada para tener una vida útil de 100 años. Está formado por un puente atirantado con un vano principal de 305 m y dos vanos extremos de 152 m, apoyado en dos torres de fuste único de 155 m de altura y sustentado por 40 cables por torre; y por dos viaductos de aproximación, de 900 m en el lado oeste y 1.115 m en el lado este, con vanos de 57 a 69 m. En total, la nueva estructura tiene 2.624 m de longitud. El tablero, de 47 m de ancho en el tramo atirantado y 25 m de ancho en los viaductos de acceso, alberga una vía pedestre y otra ciclista, separadas.

El nuevo puente, ya galardonado con varios premios de asociaciones de ingeniería, ostenta tres récords: es el primer gran atirantado vehicular de California, el segundo más alto del país –sus largas torres se pueden ver en días claros desde el downtown de Los Ángeles– y el atirantado con mayor gálibo vertical de Estados Unidos. Su potente imagen visual, además, lo ha convertido en el nuevo icono del área de Long Beach y del sur de California.

El proyecto de sustitución del Gerald Desmond se adjudicó en julio de 2012 al consorcio SFI, formado por las constructoras Shimmick Construction (40%, Estados Unidos), FCC Construcción (30%, España) e Impregilo, actual Webuild (30%, Italia), con apoyo como consultoras principales de las ingenierías Arup, Biggs Cardosa y Parsons. La consultora española Fhecor participó en el diseño del tablero de los viaductos de acceso. El contrato, del tipo design/build, fue adjudicado al consorcio internacional por un importe de 649 M$ (529 M€) y creció con los sucesivos modificados hasta los 828 M$ (675 M€), aunque el importe final del proyecto supera los 1.400 M$ (1.100 M€) si se incluyen la demolición del viejo puente, los trabajos preliminares y otros capítulos.

La obra, con plazo original de finalización en 2016, se ha retrasado prácticamente cuatro años debido a diversas circunstancias, hasta terminarse en las postrimerías del verano. La pandemia de la Covid-19, que ralentizó la cadena de suministros y obligó a adoptar estrictas medidas de distanciamiento social en el tajo de obra, también ha tenido su cuota de responsabilidad en el retraso de la parte final de los trabajos. Más de 3.000 operarios y técnicos de distintas especialidades, la mayoría estadounidenses, han trabajado in situ en esta gigantesca obra.

La obra

Las primeras actuaciones sobre el terreno arrancaron en octubre de 2014. Como principales retos planteados por el proyecto, desde el consorcio se citan el propio gigantismo de la obra y su realización sin alterar la operativa de uno de los puertos más​activos del mundo, lo que ha exigido una coordinación máxima entre el contratista y las autoridades. Un factor condicionante que retrasó los trabajos iniciales ha sido la geología del terreno donde se asienta el puente, muy compleja y variable, con presencia de​ varios acuíferos –alguno de ellos contaminado–, centenares de pozos petrolíferos –activos o cerrados, la mayoría de ellos deficientemente documentados–, zonas de vertedero y riesgo general de subsidencia. Todo ello ha obligado al consorcio a realizar nuevos estudios geológicos y geotécnicos, ejecutar tratamientos especiales del terreno y eliminar o reubicar múltiples tuberías y líneas de servicio, así como a formular prácticamente un proyecto específico de ingeniería para cada cimentación de la estructura.

Todas las etapas de la obra se han realizado con procedimientos constructivos y maquinaria de última generación, algunos novedosos en EE UU. Así, toda la cimentación es profunda, con encepados ejecutados sobre 352 pilotes de hormigón armado de gran diámetro (de 1,5 a 2,4 m,) hincados a profundidades de 31 a 58 m, para soportar las pilas. En este caso, se ha empleado la técnica de cast-in-drilled-hole (CIDH), una variación del método tradicional consistente en inyectar hormigón a presión en la base donde se apoya el pilote para maximizar el peso que esta puede soportar y mejorar su sujeción al terreno, siendo la primera vez que se utiliza en California. En el proyecto se empleó un sistema diseñado ad hoc para perforar el cambiante subsuelo con una afección mínima a los centenares de pozos petrolíferos existentes. En el caso de las dos torres de atirantamiento, cada una de ellas está cimentada sobre 12 pilotes de 2,4 m de diámetro, unidos por un encepado octogonal de 4,90 m de altura.

También ha sido singular el izado de las dos torres, probablemente el elemento más impactante del puente debido a su gran  altura (155 m, equivalente a 50 pisos). En esta operación se han empleado encofrados autotrepantes, un sistema de construcción gradual que no requiere el uso de grúas, habitual para izar grandes pilas. La novedad ha residido en la solución adoptada para la ejecución, mediante un encofrado amoldable al diámetro variable del fuste semi-circular de hormigón (más ancho en la base y estrecho en la cima), construyendo secciones consecutivas de 5,5 m de altura hasta completar la altura de cada torre. Este izado concluyó en diciembre de 2017. El centenar largo de pilas que soportan los viaductos de acceso –de sección maciza las más altas y huecas las más bajas– se ejecutó mediante encofrado convencional.

Hasta ahora inédita en California ha sido la técnica para construir el tablero de los viaductos de aproximación, formado por un cajón monocelular de sección variable. Para ello se han empleado dos autocimbras de 1.438 toneladas de peso, una para el viaducto este y otra para el oeste. En la tipología inferior empleada, la autocimbra hormigona (y por tanto construye) un vano del viaducto (57 m de longitud y 24,6 m de anchura), desplazándose a continuación para ejecutar el vano siguiente, hasta conformar todo el tablero. En la elección de esta técnica constructiva, segura y de elevado rendimiento, que se ha empleado por primera vez en una obra en EE UU, ha pesado la experiencia acumulada por los técnicos de FCC Construcción en la ejecución de otras estructuras atirantadas d gran tamaño (Alamillo en España, Vidin-Calafat en Rumanía/Bulgaria y Mersey Gateway en Reino Unido, entre otros). El tablero de ambos viaductos de acceso se ha ejecutado en 21 meses (abril 2016-diciembre 2017).

El tramo atirantado, parte final de la obra, se ha construido partiendo al unísono desde ambas torres, una obra de precisión a más de 60 m sobre el agua realizada con apoyos y grúas de gran altura para el izado de piezas. Ha consistido en la construcción junto a cada torre de una sección de 47 m de ancho formada por una estructura metálica a base de vigas longitudinales y transversales (de 32 t de peso), anclada a la torre con cables de atirantamiento, sobre la que se han colocado losas prefabricadas antes del hormigonado. Una vez construidas las dos primeras secciones del tablero, y con nuevas grúas apoyadas en el mismo, el proceso de avance se ha repetido consecutivamente, fijando las secciones contiguas entre sí, hasta completar el vano principal y los dos laterales del tramo. Sobre las nuevas secciones se ancló y se tensionó el resto de cables de atirantamiento (40 por torre). La ejecución del tramo atirantado se ha prolongado durante dos años (abril 2018-abril 2020).

Paralelamente, en ambos extremos del puente se han ejecutado las correspondientes conexiones de los viaductos de acceso con la red vial existente para dar plena funcionalidad a toda la estructura.

Diseño antisísmico

Un aspecto inusual del nuevo puente es su resiliencia estructural, que es el resultado de una estrategia diseñada para minimizar los efectos de un seísmo en la estructura, situada cerca de dos fallas; de hecho, es el primer gran atirantado del país que se construye en una zona sísmica activa. “El objetivo –según un técnico del consorcio– es no perder el puente en un terremoto de gran magnitud”. Esta estrategia, validada en ensayos sobre aeroelasticidad, se basa en el diseño y en un equipamiento que hacen que, en caso de terremoto, el puente se mueva con el terreno y que algunos de sus elementos queden aislados (tablero principal y torres), limitando el impacto de la fuerza sísmica para preservar al máximo la integridad estructural.

Elementos clave del diseño son la cimentación profunda, que absorbe parte de la energía sísmica inicial, y las secciones huecas de torres y pilares, que potencian su ductilidad y flexibilidad. Como equipamiento principal de la estrategia antisísmica, en distintas partes del puente y en las zonas de unión entre los distintos tramos del mismo se han instalado amortiguadores de fluido viscoso (que disipan la energía del seísmo y amortiguan el impacto), además de diafragmas, rótulas plásticas y juntas flexibles para compensar los movimientos entre tramos contiguos. También se han instalado 77 acelerógrafos que monitorizarán el comportamiento estructural ante un seísmo, y que proporcionarán a las autoridades responsables del puente lecturas inmediatas para determinar cuáles son las zonas afectadas por los temblores; asimismo, aportarán una valiosa información para el diseño y construcción de futuros puentes en zonas de seísmos.