Hola, bienvenidos a la introducción al módulo 2 de normativa
y criterios funcionales del máster de túneles y obras subterráneas.
Mi nombre es Sergio Sánchez, soy el jefe de ingeniería
del terreno y túneles en Acorn Enterprise Capabilities
y tengo más de 20 años en el sector.
He tenido la fortuna de poder participar en numerosas líneas
de alta velocidad de la red española y en proyectos.
También de metro en distintas ciudades
y también tengo experiencia internacional en casi
todos los sistemas constructivos y tanto en la fase de proyectos
como en la construcción de los túneles
y estoy encantado de poderos introducir este módulo del máster
sobre los aspectos funcionales vamos a ver.
De forma introductoria cuáles son las distintas necesidades
que hay que cubrir dentro del diseño de la sección de los túneles
para que pueda cumplir su función y obviamente este es un proceso
multidisciplinar en el que la normativa no se ayuda
pero que exige una coordinación del equipo de diseño.
Esta es la agenda o los puntos que vamos a tocar hoy,
que veremos muy brevemente los condicionantes
de la sección tipo de forma amplia,
más allá de la pura función.
Tocaré muy brevemente
algunos aspectos de normativa porque lo desarrollaréis más adelante
o se desarrollará más adelante en el máster.
Me centraré en las más importantes y luego veremos un poco
todos esos aspectos con condicionantes fundamentales
de túneles de carreteras, ferroviarios e hidráulicos,
que más adelante también os detallarán
y se desarrollarán en más detalle, pero para tomar un primer contacto.
Y finalmente os enseñaré alguna otra tipología de túneles
más allá de los clásicos,
por llamarlo de algún modo.
En primer lugar,
y esto lo habréis tocado en otra parte más geotécnica
o en otros módulos más geotécnicos del módulo,
es el terreno y cómo condiciona la sección tipo
del terreno.
Cuando tengamos terrenos de gran calidad
o las fuerzas o esfuerzos
que el terreno transfiere a nuestra sección de túnel
sean controladas o limitadas,
Podremos diseñar un túnel rectangular, sin embargo,
cuando predominan las carreras verticales,
pues se tiende a soluciones semialípticas o parabólicas,
que podréis haber visto en algún paso inferior de carretera.
Es una geometría bastante común también.
Las secciones en herraduras son las más comunes
y están.
Y posibilitan el lidiar, el afrontar cargas importantes
y de entidad, tanto verticales como horizontales.
Sin embargo, cuando tenemos fuertes estados tensionales,
grandes cargas hidrostáticas, por ejemplo,
en un acuífero, o fuertes presiones interiores,
vamos a recurrir a una sección circular.
El sistema constructivo influirá mucho en la sección tipo
de nuestros túneles y nos indicará o guiará
cómo o dónde localizar nuestros sistemas y distintos elementos.
Aquí tenemos un ejemplo muy claro de una misma infraestructura
en la que distintos sectores, que es la calle 30 de Madrid,
distintos sectores han sido resueltos con soluciones constructivas
muy distintas.
La tuneladora del Bypass con una solución de doble
de doble nivel
o los sectores numerosos de cat and cover que también tiene la calle 30
con secciones rectangulares.
Cómo y dónde se van a ubicar las rutas de evacuación,
la ventilación, la señalética, etcétera,
pues estará muy condicionado por este sistema constructivo.
Vemos también cómo en el caso de las dos tuneladoras
tenemos las galerías con forma de baúl que fueron ejecutadas
con el método belga,
otra forma, otra geometría de la sección
y que por tanto condicionará cómo ubicar dentro los distintos elementos
que se necesitan para dar servicio.
Atendiendo ya al uso o la función, pues podemos hablar
y desarrollaremos ahora un poquito más adelante
de túneles carreteros, ferroviarios, de metro, hidráulicos,
todos estos cumplen distinta función y tienen distintas necesidades
y han de diseñarse de forma muy diferente.
Aquí tenemos un caso también particular
en la foto, que es el Metrobús de Seattle,
donde se diseñaron túneles para la circulación de autobuses,
pero también para la circulación de autobuses.
De trenes en la misma sección y todo eso hubo de acomodarse
y también veremos algunas otras tipologías
cuando hablamos del uso y la función hay una serie de condicionantes
o variables fundamentales.
Quién va a ser el usuario de ese túnel,
vehículos, mercancías, personas, eso nos va a condicionar
cuál es el gálibo que hay que alojar dentro de la sección.
El mantenimiento es fundamental, la sección tiene que ser visitable,
tiene que ser inspeccionable, mantenible, durante la explotación
o a lo mejor por las noches,
pero debemos prever el mantenimiento, por supuesto,
y por ejemplo en esta sección que vemos aquí del monorraíl
de la línea 3 del metro de Panamá,
hay que alojar todos los sistemas de seguridad,
los pasillos de evacuación,
la ventilación, etc. Cuando hablamos de túneles de alta velocidad,
el confort es crítico,
porque la aerodinámica juega un papel muy fuerte,
habréis oído quizá del efecto pistón y cómo la sección tiene
que tener unas dimensiones para garantizar el confort,
minimizar los efectos de ese efecto pistón.
Y muchas veces la sección óptima.
Puede ser muy reducida
o nos vemos en condiciones de diseñar túneles muy largos
y puede generar una sensación de claustrofobia en el usuario
y eso hay que mitigarlo de alguna forma
incorporando elementos compensatorios en la sección tipo.
Tocando muy brevemente el aspecto normativo,
he recogido aquí algunas que yo creo que son las fundamentales
para los diseñadores de túneles.
En el mundo del ferrocarril, en el mundo ferroviario,
A día de hoy la especificación técnica de interoperabilidad
del 2014 que dicta los requerimientos en cuanto a la seguridad
de los túneles ferroviarios es fundamental a la hora de definir
nuestros elementos de evacuación, pasillos, salidas de emergencia,
incluso el drenaje y aspectos del trazado
y digamos que es la normativa fundamental,
aunque obviamente los.
ADIF tiene sus propias recomendaciones y especificaciones,
igual que las tienen los distintos explotadores,
como pudiera ser Euskotren o pudiera ser las redes de metro,
como Metro de Madrid.
En cuanto a carreteras,
el Real Decreto 635 de 2006 es el documento fundamental,
porque se establecen los requisitos mínimos de seguridad y en función
de si el túnel sea bidireccional, de calzadas separadas
o o tenga una intensidad de tráfico u otra,
pues se van a establecer los sistemas necesarios
y se van a establecer las necesidades de elementos de evacuación
como las galerías y su interdistancia.
Es un documento fundamental
como también lo es la norma de trazado española.
Si abrimos un poco el espectro al mercado internacional,
las normas FPA de diseño contra incendios
y seguridad nos las vamos a encontrar en muchos países,
tanto en túneles, carreteros como ferroviarios,
y por eso me ha parecido interesante.
Reflejarlas aquí.
Y también os he puesto ahí algunos nombres de otras guías
y recomendaciones.
Yo creo que las guías de diseño de la sección geométrica
de la PIAR son muy interesantes.
Obviamente en cada país aplica su normativa,
pero ahí se recogen unas discusiones interesantes sobre los criterios
y sobre las variables implicadas y los criterios que llevan a adoptar
una solución y otra.
Por eso también hay algunas otras referencias,
como las del CETU, que siempre son útiles,
o ese documento del US DOT, que hace un análisis comparativo
de distinta normativa en cuanto a aspectos de seguridad
en túneles ferroviarios.
Ahora vamos muy rápido a los túneles de carretera
y voy a mencionar un poco
cuáles son las variables fundamentales
a considerar para definir esa sección tipo.
¿Es un túnel bidireccional?
¿Cuántos carriles ha de tener ese túnel?
Como sabéis, en España generalmente los carriles
suelen ser de 350 km.
El gálibo vertical suele ser de 5 metros,
con eso definimos la caja fundamental de circulación
dentro de nuestro túnel, pero la combinación mediana,
arcel y acera es también fundamental para definir los espacios necesarios
pensando en la detención de los vehículos
y en ese sentido si podemos contar con una mediana,
si la acera es montable por los vehículos para detenerse,
etc. Como consecuencia de la normativa
también sugiere la necesidad de diseñar apartaderos
y bueno ya observando un poquito esta sección
pues vemos por ejemplo como en la parte de clave del túnel
pues tenemos los sistemas de señalética
y también iría la ventilación y hay que reservar ahí un espacio
bajo aceras hay que conciliar las necesidades de drenaje
y otro tipo de conducciones y no olvidar que hay
que darles continuidad a lo largo de todo el túnel
y por supuesto en esa flechita que he puesto ahí.
Recuerdo el concepto del peralte.
Hay que diseñar la sección que pueda alojar los distintos peraltes
a lo largo del trazado.
Aquí tenemos algunas configuraciones especiales,
diría, porque tenemos ahí rutas de evacuación
bajo el nivel de calzada en el Abo 2 en Chile y nuestra calle 30,
justo antes de la inauguración, años atrás,
vemos abajo ese nivel inferior de mantenimiento y de ayuda
para los servicios de emergencia.
Otras configuraciones, nuestra calle 30 fue pionera,
no fue el primer túnel con tuneladora con una galería inferior,
pero sí que fue de las primeras y luego han surgido
muchos otros casos, aquí vemos el Alaskan Way Viaduct
con un doble nivel de circulación o el Western Harbor Tunnel
que está actualmente en ejecución bajo la bahía de Sydney,
que es una configuración muy similar a la de la calle 30.
Y ambos precisamente ejecutadas por constructoras españolas.
También en esta obra reciente de Western Harbor Tunnel
tenemos también soluciones que no son de tuneladora,
de métodos convencionales o de sectores en roca.
Vemos, por ejemplo, en la sección que se trataba
de una roca buena porque tenemos astiales verticales
y podemos llegar a tener.
Grandes telescopios ahí alojando hasta cinco carriles para facilitar
las distintas conexiones, ramales, etcétera,
que son necesarias para diseñar unos túneles urbanos.
Ahora saltamos a los túneles ferroviarios
y la velocidad de la línea que hay que operar es fundamental a la hora
de definir nuestra sección.
La velocidad a la que van a circular los convoys van
a marcar unas necesidades de entreje y de espacio
en los cruces de trenes, aspectos también aerodinámicos
y la sección se nos va a ir ensanchando.
De abajo a arriba podemos ver como tengo ahí marcados
los túneles existentes de la red convencional
y arriba los túneles de alta velocidad
pasando por los ferrocarriles metropolitanos, etc.
Los túneles existentes de nuestra red convencional,
que algunos son del siglo XIX, eran diseñados estrictamente
para que el material rodante pudiera circular,
lo que las hace que a día de hoy no sean túneles solemos decir,
interoperables a nivel europeo,
porque las condiciones de Gálibo no son las adecuadas,
aparte de otros aspectos de seguridad.
Pero eran, como digo, túneles diseñados
para alojar el material rodante.
Sin embargo.
Sin embargo,
a medida que aumenta la velocidad tenemos que dotar,
en el caso sobre todo de túneles de vía doble,
tenemos que dotar a la sección de un entreje creciente,
ahora lo veremos.
Vamos a ver también un poco la discusión monotubo,
bitubo o vía doble,
vía única y cómo esto afecta a la sección
y como antes he mencionado muy brevemente,
los túneles de alta velocidad aumentan.
En su diseño
tiene unos requerimientos funcionales mayores
que líneas convencionales,
lo que lleva a unas secciones, en caso de vía única o vía doble,
de 52 o 85 metros cuadrados, pero que por efectos aerodinámicos
podemos llegar a tener que incrementar de forma sustancial
esos valores.
Aquí vemos, por ejemplo, dos casos de túneles de vía doble,
pero totalmente distintos entre sí.
Vemos, por un lado, esta sección más pequeña
de un ferrocarril metropolitano con un entreje de 3.11
y, sin embargo, nuestra red de alta velocidad,
ahí tenemos una sección de vía doble,
el entreje exigido es de 4.70 y más.
El gálibo también de implantación de obstáculos es muy diferente
y vamos a una sección mucho más generosa.
Tenemos que alocajar unos pasillos de evacuación menos estrictos
y tenemos también unas exigencias de sistemas de seguridad
y de catenaria pues mucho más.
Mucho mayores.
Podemos ver, si vemos esta sección de vía doble convencional
muy optimizada y ahora la comparamos con una sección de vía única
de alta velocidad,
vemos que prácticamente es de las mismas dimensiones
y además podemos ver en todos los sistemas y elementos
que hay que alojar a mayores en un túnel de alta velocidad.
Las aceras de evacuación, la ventilación, pantógrafo
de unas dimensiones que no tienen nada que ver con con los elementos
de metro, dejar un espacio de mantenimiento
y, por supuesto, el gálibo de implantación no es el mismo,
ni mucho menos.
En estos túneles de vía única,
la evacuación se hace a través de galería de conexión,
conectando a un túnel habitualmente.
Paralelo que sirve de zona segura
y en esta otra transparencia podemos ver el mismo caso
para un túnel proyectado con tuneladora vemos
como el método constructivo nuevamente condiciona la sección.
Las soluciones biturbo no son sólo habituales
de la red convencional o de la red de alta velocidad en túneles largos,
son también bastante habituales más bien fuera de España,
aunque también hay alguna línea en España,
pero son soluciones más bien adoptadas fuera de España y vemos,
por ejemplo, este caso del Ontario Line Nord,
se trata de secciones muy reducidas, muy ajustadas,
en las que está el material móvil, el pasillo de evacuación
y unos sistemas todos alojados de forma muy ajustada.
¿Por qué se va a soluciones de bitubo en líneas
de ferrocarriles metropolitanos?
Pues para reducir los asientos,
esto es un paradigma que está cambiando,
que secciones más pequeñas generan asientos más pequeños,
obviamente esto es así,
pero la tecnología hoy día de inyecciones en.
En coraza o inyecciones de cola bicomponente
en las tuneladoras pueden lograr asientos prácticamente cero
con ambas combinaciones o con ambas configuraciones,
tanto la de vía doble
y secciones más grandes como la bitubo.
Pero también el concepto o el modo de resolver la ventilación
puede ser distinto y dar pie también a favorecer
estas configuraciones distintas.
No es lo habitual, por ejemplo, en Metro de Madrid,
tampoco Bilbao o Barcelona en España.
Aquí tenemos dos secciones comparadas,
la de Metro de Bilbao y la de Metro de Madrid.
Son muy similares en cuanto a dimensiones interiores.
Diferencia que podemos ver, bueno, en método constructivo, ¿no?
En Metro de Bilbao se ha aprobado con éxito el nuevo método austríaco,
mientras que los suelos de Madrid son más propicios
para ejecutar los túneles mediante el método belga,
aunque esto está cambiando en la prolongación de la línea 3.
Y, por ejemplo, podemos ver cómo la sección de Metro de Madrid
no tiene pasillos de evacuación.
La evacuación se hace por por la plataforma
a través de los extremos de los trenes
y no tenemos esa acera, pero son secciones muy parecidas.
Ahora podemos comparar también
con la de tuneladora de Metro de Madrid,
clásica de sección interior de 840 y ahora damos un salto
a estos túneles.
Tan estrictos, de secciones tan estrictas
que hablaba antes de las líneas convencionales, que eran diseñados
para simplemente alojar el material rodante,
ni siquiera con sistemas de ventilación,
la ventilación era natural.
Hoy día se está procediendo a condicionar estos túneles
y a los que se encuentran en las.
Forman parte de las redes europeas, deben ser interoperables,
es la palabra que se utiliza,
y los gálibos del material móvil que se espera a futuro
no son compatibles con estas secciones
y entonces hay que proceder al recrecido de las mismas
mediante el rebaje de la sección o una ampliación radial.
Ahora mismo el mercado de obra subterránea en España
está centrado en este tipo de actuaciones,
de mejoras y acondicionamiento de las líneas existentes.
Saltando a los túneles hidráulicos,
yo los agruparía como en dos bloques.
Por un lado, colectores y túneles para abastecimiento
y, por otro lado, los túneles en presión
de las centrales hidroeléctricas.
Este es el caso de unos colectores, ambos en España,
uno en la ciudad de Madrid, ejecutado con.
Manualmente y con revestimiento de ladrillo
y luego mediante tuneladora el colector de Sinova
de la depuradora de Soria terminado este recientemente
y vemos en este tipo de túneles que estamos hablando ya de secciones
mucho más reducidas con lo cual la ejecución de estos túneles forma.
Es una variable importante a la hora de definir la sección.
Tienen que ser ejecutables,
poder introducir la maquinaria dentro de esas secciones
y a veces es la propia maquinaria la que condiciona las dimensiones.
En el caso de los túneles colectores,
dos variables fundamentales, el mantenimiento, vemos en ambos,
un pasillo de batación, una acera de mantenimiento
para visitarlo en condición de aguas bajas
y utilizamos esa acera para generar un canal de aguas bajas
que tenga suficiente velocidad para poder arrastrar sedimentos
y evitar que queden sedimentos en la sección,
reducir olores, etc., ¿no?
En este ejemplo a continuación es un concepto totalmente distinto,
es un túnel de abastecimiento,
obviamente pueden ser túneles en lámina libre,
pero este es un caso particular aquí en la Sierra de Madrid
del canal de Isabel II,
una conducción forzada alojada dentro de una sección de tuneladora
con dos pasillos pequeños de mantenimiento
lateralmente y bandejas para instalaciones.
Saltando rápidamente a los túneles de centrales hidroeléctricas
o los túneles en presión, las centrales hidroeléctricas
son como la obra o las presas con central hidroeléctrica
son como las obras geotécnicas por antonomasia,
porque tenemos multitud de elementos y si nos centramos en los túneles
tenemos multitud de tipologías y secciones.
Yo estaba mencionando los túneles en presión,
pero tendremos más.
La caverna de la casa de máquinas, el túnel de descarga,
galerías de cables, túneles de acceso,
túneles de acceso por construcción y, por supuesto,
los pozos de la chimenea de equilibrio,
tomas, etc. Pero centrándonos en los túneles en presión,
pues estos suelen tener una sección final circular
para recoger las fuertes presiones interiores de del caudal circulante
y, en muchos casos,
armadas con acero o incluso blindadas con camisa de acero.
Algunos aspectos constructivos que estaba mencionando.
Este colector se diseñó con una sección interior de 310
para facilitar, como vemos ahí,
el cruce de las mesillas de dobelas o el cruce de los trenes
que abastecen de materiales al frente del túnel.
Y no solo eso, sino también que.
Para una sección que permitiera alojar el ducto de ventilación.
Este es otro caso de central hidroeléctrica ahora
y vemos esa sección final revestida circular
pero vemos también.
Vemos allá un túnel de acceso, un ataque intermedio,
cómo también se accede con raíles hasta el frente
y cómo tenemos que generar apartaderos y anchurones
para el parqueo,
para el estacionamiento de los equipos durante las pegas
o para el acopio de material.
Y finalmente, mostraros para que os suene,
hay muchos otros tipos de túneles.
Estos de las fotografías son galerías de servicios de la ciudad de Madrid
con una línea de alta tensión o simplemente con cables de telefonía
y otro tipo de instalaciones.
Son túneles muy estrictos que permiten el acceso
para mantenimiento.
Y con las bandejas necesarias para localizar las instalaciones.
Otros túneles que son vitales para las obras subterráneas
son los túneles auxiliares de obra,
cuando queremos generar ataques intermedios
para reducir el plazo y llegar a los frentes,
y entonces estos túneles los diseñamos para permitir el cruce
de.
De vehículos de gran tonelaje
y el contratista definirá para sus rendimientos
esperados qué tipo de vehículos quiere que pasen por ahí,
si quiere permitir el cruce y luego también vemos ahí, por ejemplo,
unos mangones de de ventilación de grandes dimensiones
para llevar aire limpio a los frentes,
a distintos frentes de forma simultánea.
Esto es concretamente un acceso intermedio de uno de los túneles
de alta velocidad de los accesos a Galicia,
concretamente el túnel del Espiño.
Pero bueno, con esto.
Creo que hemos podido repasar un poco todos esos aspectos
que condicionan el diseño de nuestra sección.
Os he mencionado alguna normativa que seguro os va a terminar sonando
al final del máster y que os van a recordar a lo largo del módulo.
Espero que haya sido de vuestro interés
y yo creo que es un módulo vital
para poder diseñar nuestra sección geométrica
y que el proyecto de vuestro túnel concluya con éxito.
Gracias por tenerme con vosotros y hasta pronto.