El túnel base de San Gotardo: Introducción y antecedentes

El túnel base de San Gotardo: Introducción y antecedentes (1 de 6)

Especial “Túnel de San Gotardo” perteneciente a la Revista Obras Urbanas número 57. El artículo se irá publicando en la web en diferentes fragmentos.
Erik von Munthe auf Morgenstierne; Ingeniero de Minas M.A.T.S.A.
Pedro Caro Perdigón; Doctor Ingeniero.
Héctor Vélez Pérez; Ingeniero de Minas. GINPROSA INGENIERÍA.

Introducción

Hace unos meses, la Dirección de la Revista “Obras Urbanas” se planteó la necesidad de realizar un artículo sobre uno de los grandes retos de la ingeniería moderna de hoy en día: El túnel de Base de San Gotardo. Esta necesidad estaba fundamentada, principalmente, en el aspecto de que dicho proyecto ha sido uno de los más largos en cuanto a período de realización en la historia de la humanidad, más de diez años sólo en su construcción, y por otro lado, desde un punto de vista técnico con la dificultad añadida de coberteras mayores de 2.000 metros, así como la evidente importancia estratégica como túnel transalpino que reduce distancias y acerca naciones. Para dar respuesta a esa necesidad, se nos planteó la realización del presente artículo. Las dudas de estar a la altura de escribir este artículo nos abordaron desde el principio, pero después de analizarlo nos pareció una excelente oportunidad de exponer de manera sucinta la historia de este hito del ámbito de la ingeniería subterránea moderna, historia escrita desde el siglo XIX hasta nuestros días.

Sirva este artículo como un humilde homenaje a las mujeres y hombres que trabajaron en el planeamiento, diseño y construcción de una espectacular obra que supuso un desafío ante la severidad de la naturaleza y cuyo resultado ha sido un reto superado, una batalla ganada a la naturaleza no sin esfuerzo y vidas perdidas.

Antecedentes

Antecedentes históricos

Historia del paso de San Gotardo

En las vías de comunicación europeas, los Alpes se sitúan como la principal barrera natural. Estos han jugado muchas veces un papel central y estratégico en diversos aspectos. El hallazgo de la momia de Similaun, conocida comúnmente como «Ötzi», recuperada del hielo en los Alpes del Tirol del Sur en el año 1991 y datada de hace 5.250 años, ha confirmado el tránsito de gente a través de los Alpes ya en la edad de piedra.

Desde entonces, el papel y la percepción de los Alpes ha sido muy ambivalente: por una parte, servían como protección natural, por ejemplo, contra bárbaros del norte y piratas del sur; mientras que por otra constituían un obstáculo, siendo motivo del encarecimiento del transporte de mercancías, así como una barrera y fuente de incomprensión entre pueblos.

El Paso de San Gotardo es un paso de montaña situado a 2.109 metros en Suiza, entre Airolo (Tesino) y Andermatt (Uri), en los Alpes Lepontinos, que conecta la parte norte (germano parlante) de Suiza con la parte sur (italo parlante) de Tesino, y la ruta hacia Milán.

El paso se dedicó ya en 1236 a San Gotardo (Godehard de Hildesheim, 960 – 4 de mayo de 1038), Abad de Hersfeld, más tarde obispo de Hildesheim (1022). Hijo del arzobispo Federico de Salzburgo, Gotardo fue abad del monasterio benedictino de Nieder Altaich en 996 y reformó otros monasterios bajo el patronazgo de Enrique II del Sacro Imperio Romano Germánico. Su hospicio para viajeros de San Moritz, cerca de Hildesheim, se haría famoso.

Aunque el paso se conocía en la antigüedad, no se empleó ampliamente hasta principios del siglo XIII, porque comportaba vadear el turbulento río Reuss, crecido con las nieves fundidas durante el principio del verano, en la empinada garganta de Schöllenen, bajo Andermatt. Las muertes por ahogamiento en el paso se incrementaban en abril y mayo, según los antiguos relatos de las villas cercanas.

El valle del Reuss era tan difícil de vadear , que fue necesario la construcción de un puente en el año 1230 que fue en un principio de madera y necesitaba mucho mantenimiento. En el siglo XVI, el puente de madera fue reemplazado por uno de piedra, pero en 1799 su estructura se vio dañada muy seriamente durante las Guerras Napoleónicas, así que uno nuevo fue levantado en 1820. Sin embargo, en 1958 ya no era capaz de soportar el gran volumen de tráfico, por lo que se construyó sobre él uno nuevo con dos vías (el puente superior en cota en la Fotografía 2.1.a. El antiguo, puente a inferior cota, todavía existe, aunque ya no se utiliza.

Especial "Túnel de San Gotardo" perteneciente a la Revista Obras Urbanas número 57. El artículo se irá publicando en la web en diferentes fragmentos.

Fotografía 2.1.a. Puente del Diablo a cota inferior y puente carretero a cota superior

Especial "Túnel de San Gotardo" perteneciente a la Revista Obras Urbanas número 57. El artículo se irá publicando en la web en diferentes fragmentos.

Fotografía 2.1.b. Vista cenital de los puentes del paso de San Gotardo

Hasta hace no mucho tiempo, y considerando los medios de transporte disponibles en la época, el cruce de los Alpes siempre se había caracterizado por ser muy limitado. A pesar de la disponibilidad de fuertes corrientes de viento a lo largo de los grandes lagos que se extienden en los valles de los Alpes, en éstos no han existido canales navegables. Se tuvo que esperar al desarrollo de las redes ferroviarias, aproximadamente a partir de 1850, para que los Alpes se convirtieran en punto económico y cultural de importancia dentro de Europa.

  • El ferrocarril conecta los Alpes

Ya en la segunda mitad del siglo XIX, se produce un extraordinario progreso en Europa con la construcción de los tres grandes túneles ferroviarios que permitirían atravesar los Alpes, realizando excavaciones que superaban los 10 km, cuando todavía los medios de los que se disponía por aquel entonces eran bastante rudimentarios. El primero en cruzar los Alpes fue el túnel de Mont Cenis (túnel de Fréjus), que, con una longitud de 13,7 km, conecta Francia (por Modane) con Italia (por Bardonecchia).

Su construcción prevista para 25 años, se completó en sólo 14, entre los años 1857 y 1871, gracias a las innovaciones técnicas empleadas por el ingeniero francés Germain Sommeillier , desarrollando la primera máquina perforadora de roca y llegando incluso a utilizar al final del proyecto la recién inventada dinamita. Años más tarde, en 1882, se abre el túnel ferroviario de San Gotardocon casi 15 km de longitud en Suiza, tratándose de un solo tubo con dos vías. Construido por el ingeniero suizo Luis Favre en tan solo ocho años. La excavación comenzó por ambas bocas en el año 1872 y terminó en 1.880. El tercer túnel ferroviario que completó la triada en la lucha por perforar los Alpes, fue el túnel de Simplon I,entre Suiza e Italia, abierto en el año 1906 y con una longitud de 19,8 km.

Con el paso del tiempo y el desarrollo de las herramientas y la técnica, han permitido que poco a poco se hayan podido construir túneles cada vez más largos y de mayores prestaciones. La construcción de túneles y obras subterráneas, desde el punto de vista de la ingeniería, es una actividad que históricamente se inició con las explotaciones mineras. Esta actividad se vio enriquecida con la construcción de los grandes túneles ferroviarios de finales del siglo XIX, y se ha impulsado actualmente con las grandes obras de ingeniería llevadas a cabo en este nuevo siglo XXI.

Desde siempre la creación de nuevas conexiones y enlaces ha sido fuente de crecimiento y prosperidad, siendo al mismo tiempo la causa de nuevos problemas y desventajas. Es posible tomar como ejemplo el de la parte oriental de Suiza, que después de la apertura del paso ferroviario del San Gotardo en 1882 fue asolada por una gran crisis en el sector del transporte tradicional. La relación ambivalente entre política a escala local e internacional y opinión pública, en cuanto a pasos transalpinos se refiere, es perceptible incluso en la historia moderna, como en el caso de los túneles de paso, tanto ferroviarios como viales, a través del San Gotardo.

  • Túnel ferroviario de Fréjus, precursor de San Gotardo

Influenciados por el mito del San Gotardo, los suizos tienen la tendencia de creer que el túnel ferroviario de paso del San Gotardo fue el primer gran túnel a través de los Alpes y afirmar que la línea de ferrocarril del Gotardo fue la primera vía transalpina europea. En realidad, esta distinción recae en el túnel del Mont Cení, conocido también como Túnel de Fréjus, inaugurado y puesto en marcha en 1871, once años antes que el del San Gotardo.

El, por aquel entonces emergente e industrializado Reino de Cerdeña y Piamonte, ideó y dio lugar a la construcción del verdadero primer túnel transalpino, encargando a tres ingenieros la nada fácil tarea de su proyección y construcción del mismo. Germain Sommellier (1815-1871), Sebastiano Grandis (18171892) y Severino Grattoni (1815-1876) fueron los encargados de desarrollar semejante proyecto. El túnel de doble vía, con una longitud de 13.6 km, ha marcado un antes y un después en la historia de la tecnología. Cuando se comenzó a esbozar el primer boceto en 1857 no existía en el mundo ningún túnel ferroviario con más de 500 m de longitud, dándose una carencia total de experiencia en la realización de túneles. Pocas veces en la historia de la evolución de la técnica se ha asumido un riesgo de tal envergadura.

Para superar tales desafíos, los constructores de la época disponían de utensilios y herramientas que en poco diferían de las usadas en la Edad Media. La excavación se realizaba a mano, con la ayuda de pico, pala, martillo y cincel. Los avances diarios obviamente eran modestos. En la excavación de los pocos túneles realizados antes de 1857, los rendimientos diarios a duras penas alcanzaban el medio metro. Con estos números, el túnel de Fréjus, con sus 13.6 km de longitud, hubiera tardado en ser construido cerca de setenta y seis años.

Mientras los ingenieros Grandis y Grattoni se aventuraron a la construcción del túnel, el ingeniero Sommeiller trabajaba en el desarrollo de una perforadora mecánica, Figuras 2.1.a y 2.1.b, que supuso una primera innovación en la construcción de túneles. Con la ayuda de esta nueva máquina fue posible realizar el total de la obra en solo catorce años. Desde la aparición de las perforadoras mecánicas, pasando por las diversas formas en las que después han sido desarrolladas, se han convertido en un elemento irreemplazable en construcción de túneles, encontrando su culmen en el actual Jumbo, con múltiples brazos, autopropulsado y con sistemas de registro laser, siendo una máquina indispensable para el desarrollo de obras subterráneas.

El túnel base de San Gotardo

Figura 2.1.a. Máquina compresora de Sommeiller: Instalación de arietes compresores en el emboquille Bardonnecchia (Túnel Fréjus) y depósitos de aire comprimido para la máquina perforadora

El túnel base de San Gotardo: Introducción y antecedentes

Figura 2.1.b: Máquina perforadora de Sommeiller en ejecución

En los albores de la construcción de túneles, en la medida de lo posible, es decir , en aquellos tramos con un macizo rocoso estable, estos fueron ejecutados sin suelto o en roca inestable se utilizaron como revestimiento sillerías de piedra o muros de ladrillo. A veces únicamente se revistieron las partes de la sección de excavación potencialmente en riesgo, pudiendo bastar, en función de las condiciones geológicas encontradas, con reforzar únicamente una parte.

Posteriormente se volvió más habitual revestir con albañilería la totalidad del perfil de excavación, buscando desarrollar un estado uniforme en toda la obra.

Desde el punto de vista actual, las condiciones de trabajo en la construcción del túnel del Fréjus eran inimaginables. La iluminación se realizaba mediante lámparas de aceite, cuyo coste era a cargo de los mineros. No existía ningún sistema de ventilación, alcanzándose temperaturas dentro del túnel de al menos treinta grados centígrados. Polvo y gases tóxicos, producto de las voladuras, estaban siempre presentes. Las medidas de seguridad de la época, empleando vigas de madera, no eran mucho mejores que las usadas en la Edad Media para la minería. La seguridad en el trabajo era un tema totalmente desconocido. En tales condiciones, fue cuestión de suerte que únicamente murieran veintidós mineros durante los trabajos de construcción y que setecientos sesenta tuvieran que recurrir a tratamiento por sus heridas. Un número mayor de trabajadores perdería la vida a causa de las desastrosas condiciones higiénico-sanitarias de los precarios dormitorios de la obra.

Especial Túnel San Gotardo

Figura 2.1.c. Salida de un tren de obreros tras un día de trabajo

Especial Túnel San Gotardo

Figura 2.1.d. Entibación con cuadros de madera en Túneles ferroviarios del siglo XIX

  • Túnel ferroviario de San Gotardo

La experiencia de los proyectos ferroviarios del Mont Cenís (Túnel de Fréjus) y el paso del Brennero dieron lugar , en el S. XIX, a la proyección de pasos transalpinos adicionales. El joven Estado Federal Helvético, con ayuda de las vecinas regiones industrializadas de Alemania y del norte de Italia, se dedicó con ansia, desde la década de 1850, a la concepción de un tercer cruce transalpino, situado en su parte central. La joven Suiza aspiraba a dejar claro su papel principal como país de tránsito a través de los Alpes, sin embargo, en la parte central de la cadena montañosa no se daban las condiciones topográficas favorables necesarias para tal obra, a diferencia de la situación presente en el Brennero. Un túnel de paso de gran longitud, con sus bocas situadas a una cota superior a los 1.000 m s.n.m., y con ambas líneas de acceso caracterizadas por la necesidad de desarrollar obras civiles para limitar la pendiente, son las características iniciales de cualquier paso transalpino suizo.

También hubo mucho desacuerdo en torno a la ruta a lo largo de la cual versaría el trazado, al final se impuso el proyecto que preveía una línea a través del Gotardo desde Lucerna hasta Chiasso, con un túnel de cruce de aproximadamente 15 km de longitud entre Göschenen, situado a una altitud de 1.106 m s.n.m., y Airolo a 1.142 m s.n.m. En el año 1872, la compañía fundada a propósito para el proyecto, Gotthardbahn, dio comienzo a la obra, basada en el proyecto del ingeniero de Zúrich Kaspar Wetli (1822-1889), por los expertos ferroviarios Robert Gerwig (1820-1885) y August von Beckh (1809-1899). La construcción del túnel de doble vía del San Gotardo fue encomendada al constructor de Ginebra Louis Favre (1826-1879). Gracias al empleo de perforadoras mecánicas, que funcionaban con aire comprimido, tecnología ya utilizada en el túnel de Fréjus, los trabajos de excavación se desarrollaron como estaba previsto, alcanzándose rendimientos superiores a los 2,60 m de excavación diaria.

Además, para los trabajos de excavación del túnel del Gotardo ya se pudo recurrir al empleo de la dinamita, creada en 1866 por Alfred Nobel. Este sistema permitía a los mineros la destrucción de grandes volúmenes de roca, realizando un limitado número de perforaciones.

Hasta la aparición de las máquinas tuneladoras, el principio de excavación mediante explosivos constituyó el método más común para la construcción de túneles en roca.

La perforación del túnel del San Gotardo culminó el dos de febrero de 1880, teniendo lugar su inauguración el veintitrés de mayo de 1882.

Con un volumen de tráfico de hasta 350 trenes diarios, la línea de montaña del San Gotardo es la que recoge el mayor volumen de transporte de todos los pasos transalpinos, discurriendo principalmente por el trazado realizado en 1882 reduciendo de 27 horas a 5,5 horas el tiempo de viaje entre Lucerna y Milán. A pesar de mejoras técnicas realizadas en la línea de montaña del Gotardo, ésta ya ha alcanzado tiempo atrás su saturación en términos de tráfico ferroviario, no siendo posible incrementar su capacidad para absorber el incremento del tráfico de mercancías, previsto por la política suiza de traspaso del tráfico de mercancías de carretera a ferrocarril.

Año • Acontecimiento y Túneles Relevantes siglo XIX

1788 • Primer teodolito

1803-1810 • Túnel de Tronkuoy (hidráulico, Francia 1.097 m)

1814 •  1ª Locomotora de vapor en las minas

1824 • Cemento Portland

1826-1843 • Túnel bajo el Támesis (ferroviario, UK 350 m)

1831 • Motor eléctrico (USA)

1836-1841 • Bristol-Bath (ferroviario, UK 2.939 m)

1836-1845 • Sheffield-Manchester (ferroviario, UK 4.850 m)

1836-1850 • Paw Paw (hidráulico, USA 950 m)

1846 • Nitroglicerina

1848-1854 • Semmering (ferroviario alpino, Austria 1.434 m)

1849 • Aire comprimido

1851-1875 • Túnel Hoosac (ferroviario, USA 7.750 m)

1854-1858 • Túnel de Hamestein (ferroviario, Suiza 2.496 m)

1857-1870 • Túnel de Fréjus o Sant-Cení (ferroviario alpino, Francia 13.690 m)

1860 • Perforadora mecánica de Sommeiller

1860-1863 • Metro de Londres

1860-1867 • Túnel de Lyttelton (ferroviario, N Zelanda 2.400 m)

1867 • Dinamita Alfred Nobel

1872-1886 • Túnel de Severn (ferroviario subacuático, UK 7.008 m)

1872-1882 • San Gotardo (ferroviario, Suiza 15.003 m)

1878-1880 • Túnel de Kurikoyama (carretero, Japón 864 m)

1880-1884 • Túnel de Alberg (ferroviario, Austria 10.249 m)

1885 • Electricidad en las minas

1887-1890 • Túnel de Shiquiling (China, 261 m)

1892-1897 • Túnel de BlackWal (carretero bajo el Támesis 1.890 m)

1893-1898 • Motor Diesel

1898-1900 • L1 de metro de París

1898-1906 • Túnel de Simplon (ferroviario alpino, Suiza 19.803 m)

1900 • Sustitución de las máquinas de vapor por eléctricas

  • Ingeniero Jefe del proyecto ferroviario San Gotardo: Louis Favre

El ingeniero helvético Louis Favre asumió la función de contratista e ingeniero jefe con un contrato prácticamente llave en mano, firmado gracias al apoyo económico de personas e instituciones del Cantón de Ginebra. Hombre lleno de buena voluntad intentó, sin éxito, mejorar las condiciones de vida y trabajo del personal, se arruinó completamente y murió de un colapso en el interior del túnel mientras inspeccionaba los trabajos, el 19 de julio de 1879, antes del cuele el día 28 de febrero de 1880 en el que se encontraron las dos galerías, norte desde Goschenen y sur desde Airolo.

Las condiciones de trabajo eran durísimas, el calor y el volumen de agua infiltrada limitaban el periodo de trabajo útil de un hombre a 3 ó 4 meses. También el de las mulas y caballos utilizados para el remolque de escombros perecían al ritmo de un animal diario. En conjunto, trabajaron en el túnel una media de 2.480 obreros, con un máximo mensual de 3.877. La tasa de mortalidad fue de 11,80 muertos por kilómetro con 177 muertos y 403 lesiones graves.

Especial Túnel San Gotardo

Figura 2.1.e. Ingeniero Louis Favre (18261879)

  • Túneles carreteros transalpinos del siglo XX

Desde que se completaran los primeros pasos ferroviarios de los Alpes, el volumen de tráfico ha ido aumentando constantemente, salvo en los periodos bélicos. Efectivamente, hasta los años 50 las redes ferroviarias existentes fueron capaces de absorber todo el aumento del tráfico sin necesidad de ser ampliadas. Una vez que el tráfico a través de los Alpes ha ido desplazándose del ferrocarril a la carretera, algunas líneas ferroviarias han sufrido una perceptible disminución de transporte.

Como reflejo de esto, la capacidad de tráfico de los pasos por carretera alcanzó rápidamente su límite de saturación, llevando consigo una potenciación de la red de carreteras en el área alpina. Se realizaron buenas autovías de montaña, como por ejemplo la del Brennero, caracterizada por pequeños túneles y grandes viaductos. Con la construcción de tales obras se hizo más evidente que, a largo plazo, el creciente tráfico de montaña en superficie no habría sido una solución válida. Es por esto que la construcción de grandes túneles viarios era inevitable, tal y como sucedió cincuenta o cien años antes en referencia con los túneles ferroviarios.

La factibilidad de túneles transalpinos de 20 km de longitud ya había sido demostrada con anterioridad y la construcción de centrales hidroeléctricas había permitido un desarrollo adicional de la tecnología relacionada con la excavación de galerías.

El primer paso en el camino hacia a la construcción de grandes túneles viarios fue dado en 1958 por una empresa de concesiones privada con el inicio de la construcción del túnel del Gran San Bernardo, que contaba con aproximadamente 5.8 km de longitud. El túnel de dos carriles en ambos sentidos se desarrolla a una cota aproximada de 1.900 m.s.n.m., por debajo del puerto que conecta la ciudad suiza de Martigny, en el Valais, con Aosta en el lado italiano, al norte de Turín. El túnel, inaugurado en 1964, dispone de una ventilación semitransversal con ventiladores para la extracción de aire instalados en cuatro centrales de ventilación, presentando un tráfico diario de algo menos de 2.000 vehículos.

Por debajo de la calzada transcurre el oleoducto que va desde Ginebra hasta la refinería de Crissier en el Valais. Con el fin de garantizar un ágil recorrido por el largo y empinado acceso al túnel, gran parte de la carretera del lado italiano, incluyendo puentes, ha sido realizada con falsos túneles. El ascenso, debido a la fuerte pendiente a lo largo del acceso y sin haber sido preconcebido para grandes velocidades de tráfico, limita en gran parte la totalidad de la capacidad de la carretera, a pesar de que ésta sea mayoritariamente de dos carriles.

Un año después de haber comenzado los trabajos de construcción del túnel del Gran San Bernardo, gracias a una empresa concesionaria, aunque fuese privada, se inició un proyecto similar con el túnel del Mont Blanc. El túnel, con sus 11,6 km de longitud, resultaba en su totalidad más largo. Atravesaba el macizo del Mont Blancentre el valle de Aosta, del lado italiano, y el valle de Arve, en el francés. El túnel, de un solo tubo y, previsto de ventilación, presenta dos carriles con tráfico en ambos sentidos, estando situado a una cota media aproximada de 1.350 m.s.n.m. La elevada altura del túnel define un trazado curvo de los accesos en ambos lados, un concepto que, más simplificado, fue utilizado casi cien años antes en la boca norte del túnel ferroviario del Fréjus.

Igual que pasó con el túnel del Gran San Bernardo, el del San Bernardinoen el cantón de los Grisones, con 6,6 km de longitud, está a una elevada altura, 1.600 m.s.n.m. El proyecto, abierto al tráfico en 1967, conecta Graubünden con Ticino, siendo parte de la carretera nacional A13, mayoritariamente con dos carriles por sentido. Por primera vez se garantizaba la conexión alpina por carretera en el interior de Suiza durante todo el invierno. El túnel, de sección única, está provisto de dos carriles con tráfico bidireccional y dos pozos de ventilación verticales, con sendas obras en superficie para la extracción del aire saturado.

La carretera del San Bernardino es la segunda vía alpina de mayor importancia en Suiza, aunque no es la única alternativa a la del Gotardo, en caso de darse retenciones en esta última. El largo y empinado acceso, con una pendiente máxima del 8%, y un desarrollo mayoritariamente con dos carriles en ambos sentidos, conlleva sin embargo una limitación para el transporte. Entre los años 1991 y 2006 el túnel fue completamente renovado. Antes del año 2022 está prevista la actualización de los equipos y sistemas de seguridad, incluidos los de ventilación, en la que la prestigiosa ingeniería Lombardi está involucrada.

Tanto los ventiladores axiales, en las respectivas centrales de aireación, como los ventiladores a propulsión en el tramo de circulación y el sistema de control, serán sustituidos por completo.

Los primeros túneles viarios alpinos de la década de los 60 representan, en gran medida, obras singulares pioneras. Tales infraestructuras, sin tener en cuenta las grandes vías ferroviarias alpinas, permitieron la creación de nuevas comunicaciones y la conexión de la región, que hasta aquel momento había sido insignificante desde el punto de vista del tráfico de mercancías, siendo el motor del desarrollo económico de la zona. Una década más tarde se descubrió que los grandes flujos de tráfico viario se desarrollaban a través de recorridos marcados por los pasos ferroviarios existentes.

Al final de los años 70 la forma más eficiente para limitar la desbordante avalancha de transporte, fue identificada en la construcción de túneles viarios y autovías situadas en paralelo a los ejes del tráfico ferroviario existentes como sucede con el túnel carretero de Fréjus que transcurre paralelo a su homónimo ferroviario y que fue inaugurado en 1980. Actualmente se está construyendo un tercer túnel de Fréjus, un segundo tubo carretero. El objetivo de este segundo tubo es mejorar la seguridad añadiendo un túnel adicional con 34 galerías de conexión que permita, en un futuro, el tráfico unidireccional por cada tubo.

  • Túnel Carretero de San Gotardo (1980)

Así fue como comenzó el desarrollo de la ingeniería Lombardi en la construcción de túneles viarios y ferroviarios. Gracias a la experiencia en la construcción de túneles y galerías para centrales hidroeléctricas y a una idea innovadora, se le encargó a la ingeniería el proyecto del túnel viario del San Gotardo, inaugurado en 1980.

Partiendo desde Göschenen y Airolo, se proyectó paralelo al ferroviario existente. El túnel no desarrolla un trazado rectilíneo, obteniendo una longitud total de 16,9 km, casi 2.000 m más largo que el ferroviario. Actualmente es el cuarto túnel viario más largo del mundo. La desviación del trazado rectilíneo, permite una ubicación óptima de los cuatro pozos de ventilación y de sus respectivas obras de extracción y toma de aire.

Realmente, el túnel del San Gotardo había sido proyectado con doble sección, sin embargo, por decisión del Consejo Federal Suizo, se realizó con una única sección de circulación y una galería de seguridad adicional. Este túnel, con doble carril en ambos sentidos, forma parte de la carretera nacional A2. Por encima del vano de circulación, la solera está dividida por una pared.

Las dos secciones resultantes sirven para ventilar el túnel gracias a las cuatro centrales de ventilación subterránea intermedias y una adicional en cada boca del túnel. Una particularidad del túnel es que está construido desde la galería de seguridad, situada en paralelo y empleada como vía de escape y rescate, así como para el tránsito de mercancías. Se conecta con el túnel principal a través de 73 refugios situados cada 248 m. Tanto la galería de seguridad como los refugios están ventilados de manera independiente y están continuamente en sobrepresión en relación con el túnel principal, evitando así la propagación de humo.

El túnel viario del San Gotardo es, hasta ahora, la carretera más transitada de Suiza a través de los Alpes. En el año 2013 el tráfico diario medio fue de 17.500 vehículos. La cuota de tráfico pesado del túnel se sitúa alrededor del 15% o 20%.

Especial Túnel San Gotardo

Figura 2.1.f. Actuales Corredores Transalpinos ferroviarios y carreteros. Fuente. 1998: Gestor ferroviario francés SNCF, LITR

Especial Túnel San Gotardo

Figura 2.1.g. Relación de los tres túneles existentes de San Gotardo ferrocarril (1882), carretera (1980) y Base (2016).(AlpTransit)

  • Túnel base de San Gotardo (2016)

Una solución técnica a la altura de las expectativas futuras, como en el caso de los otros pasos transalpinos, solo puede asegurarse mediante la construcción de una línea con un trazado horizontal plano, y un túnel de base. La realización de un trazado horizontal a través de los Alpes a lo largo del eje del San Gotardo necesita la construcción de un segundo túnel de base al sur , limitando su longitud, bajo el Monte Cenís. Ya en la década de 1940 se desarrollaron los primeros diseños para un túnel similar al túnel de base del San Gotardo, con una longitud aproximada de cincuenta kilómetros.

A causa de la excesiva duración prevista para su construcción, ya que por aquél entonces no existían las tuneladoras mecánicas, tales diseños fueron descartados estando ya en una fase de proyección preliminar . La idea de un túnel de base a través del San Gotardo fue, no exenta de polémica, posteriormente desarrollada por todas las instancias. Hoy este túnel representa el elemento principal del proyecto suizo de nuevos pasos transalpinos ferroviarios dentro del proyecto AlpTransit. El túnel de base del San Gotardo, con sus 57 km de longitud, será puesto en operación a lo largo de 2016.

Tras el ya inaugurado túnel de base del Lötschberg, con 35 km, se trata del túnel de base alpino con un estado de ejecución más avanzado.

Necesidades de mejora en la red de transporte transalpina

Actualmente el volumen de mercancías que atraviesan los Alpes entre Francia e Italia alcanza los 43 millones de toneladas, de los cuales hoy en día menos de un 15% va por ferrocarril, siendo mayoritariamente a través del túnel del Fréjus.

En los años 70 del siglo pasado, el transporte de mercancías entre Francia e Italia era llevado a cabo a partes iguales entre tráfico ferroviario y tráfico rodado por carretera. La apertura en 1965 del túnel viario del Mont Blanc, con 11.6 km de longitud, entre la localidad francesa de Chamonix y su equivalente italiana, Courmayeur , marcó el inicio del declive del transporte ferroviario. Con la inauguración en el año 1980 del túnel viario del Fréjus, con 12.9 km de longitud en paralelo al túnel ferroviario, el transporte se decantó definitivamente por la opción por carretera.

Ni siquiera los trabajos de modernización del histórico túnel, llevados a cabo entre 2002 y 2011, con el objetivo de permitir el tráfico de contenedores compatibles a nivel europeo, fueron capaces de revertir la tendencia, ya que la capacidad de transporte de la línea del ferrocarril del Fréjus está limitada por la fuerte pendiente presente. Las medidas, adoptadas en el Mont Cení, tanto para la línea del ferrocarril como para el túnel viario, tenían como objetivo aumentar la capacidad de transporte, resultando por lo tanto incompletas.

Además, la presión demográfica que sufren los grandes núcleos urbanos está en constante aumento. En Suiza, casi el 40% de la población está concentrada en las cinco principales ciudades, Zúrich, Basilea, Ginebra, Berna y Lausana. De manera proporcional se ha ido concentrando en esas zonas la actividad económica del país. La consecuencia obvia ha sido un constante y progresivo aumento del tráfico urbano, ya sea por carretera o por ferrocarril. La congestión del tráfico en las zonas de mayor densidad poblacional, como el norte de Zúrich, el triángulo formado por Basilea-Ginebra-Lausana, o los alrededores de Lugano, es un escenario cotidiano en la vida de sus habitantes.

El espacio para realizar grandes proyectos viarios o ferroviarios a cielo abierto es cada vez más limitado, considerando que no sea inexistente. La tendencia a realizar soluciones subterráneas se refuerza. Dicha tendencia supone un impacto en todos los aspectos del sector de la construcción, pero de un modo particular en el del transporte. Ya sean viarias o ferroviarias, las nuevas vías subterráneas se presentan, generalmente, como la única alternativa posible para aumentar la capacidad del tráfico urbano.

Únicamente la realización de una nueva solución radicalmente diferente, con un trazado completamente nuevo y dimensionado para la línea de alta velocidad entre Lyon y Turín con el túnel de base (de 57 km de largo, como el túnel de base del San Gotardo) como elemento central, podría satisfacer las necesidades futuras.

Proyecto New Railway Link through the Alps (NRLA)

AlpTransit, también conocido como New Railway Link through the Alps (NRLA -Nuevo Enlace Ferroviario a través de los Alpes) es un proyecto federal suizo para construir un enlace ferroviario rápido norte-sur a través de los Alpes de aquel país, mediante la construcción de “túneles de base” a niveles muy inferiores a los de los actuales túneles. El proyecto está compuesto por dos secciones principales, el eje San Gotardo (más al este) y el eje Lötschberg (más al oeste). El eje San Gotardo compuesto por los túneles de base de Zimmerberg (en el norte), de San Gotardo (en el centro), y de Monte Ceneri (en el sur), está siendo construido bajo contrato del Gobierno Federal Suizo por la empresa AlpTransit Gotthard AG. Con una longitud de 57 km el túnel de base San Gotardo se ha convertido en el túnel ferroviario más largo del mundo. La combinación de los tres túneles de base ha sido diseñada para convertirse en el primer enlace ferroviario transalpino plano con una cota máxima de 550 msnm. Esto convertirá a la infraestructura en un enlace de alta velocidad con una velocidad máxima de 250 km/h que permitirá reducir sensiblemente los tiempos de viaje.

El eje Lötschberg que incluye el nuevo Túnel deb ase de Lötschberg en los Alpes berneses que fue construido por la compañía BLS AlpTransit Lötschberg AG. Este túnel de base tiene una longitud de 34,6 km y fue abierto al tráfico en junio de 2007, convirtiéndose en la primera infraestructura del proyecto AlpTransit en ser finalizada.

El túnel base de San Gotardo: Introducción y antecedentes

Figura 2.3.a. Ejes del Proyecto NRLA. Alp Transit

La historia del proyecto NRLA es un excelente caso de estudio de efectividad de la política suiza en funcionamiento que une los conceptos de infraestructura europea y necesidades mercantiles y de transporte. Las diversas regiones e ideologías políticas, desde hoy en día hasta hace 40 años, se ponen de acuerdo sobre las rutas definitivas y sobre la financiación del ambicioso proyecto.

También es un instrumento fundamental de la política exterior de Suiza, que juega un papel clave en las negociaciones con la Unión Europea mediante la conexión de las partes norte y sur de Europa. Además de esto, es una solución ecológica a tratar que permite el aumento de los flujos de tráfico.

Desde la invención de trenes, coches y aviones, la sociedad ha estado viviendo en una era de movilidad. Los bienes y las personas viajan por todo el mundo a velocidades cada vez mayores. El NRLA es un símbolo de reunión de la sociedad, especialmente en los centros urbanos y económicos.

Los objetivos del Proyecto NRLA son:

Para tráfico de pasajeros:

  • Reducción de los tiempos del viaje en hasta un 30%.
  • Mejorar las conexiones con los cantones periféricos de Ticino y Valais.
  • Hacer de Suiza una parte de la red corredor de alta velocidad ferroviaria europea.
  • Mejorar los enlaces con las principales ciudades europeas.

Para el transporte de mercancías:

  • Mejorar la eficiencia del transporte al disminuir las pendientes de tránsito y las distancias de transporte.
  • Incrementar la calidad operacional.
  • Reforzar la posición competitiva del medio ferroviario.
  • Implementar acciones de protección medioambiental en el entorno natural de la entidad de los Alpes.

Financiación del Proyecto New Railway Link through the Alps (NRLA)

El punto clave de la política de transporte suiza en los Alpes consiste en derivar el transporte de mercancías actualmente existente por carretera a un transporte ferroviario con el propósito de mantener un desarrollo de transporte sostenible y una protección medioambiental adecuada.

Para promover el transporte combinado y el desarrollo sostenido, el gobierno suizo elaboró un proyecto de financiación que fue aprobado por el electorado suizo y que consiste en:

  • Impuesto de vehículo pesado, calculado sobre el máximo peso permitido, kilómetros recorridos y emisiones y consumos del vehículo.
  • Impuesto de tránsito alpino a vehículos pesados. n Ayudas de financiación para la construcción de los dos ejes transalpinos: San Gotardo y Lötschberg.

Basado en el plan de financiación, alrededor de 30 billones de francos(*) suizos se recaudaron e invirtieron en el proyecto. De ellos 9,8 billones de francos(*) suizos serían imputables al túnel base de San Gotardo, aunque el coste final de túnel base de San Gotardo se prevee que superen los 13 billones de francos suizos(*).(* Datos tomados de AlpTransit)

Cronología de implantación del Proyecto New Railway Link through the Alps (NRLA)

Se resume la siguiente cronología de la implantación del Proyecto:

  • 1947 – Carl Eduard Gruner, ingeniero y planificador urbanista, presenta la visionaria idea del túnel base de San Gotardo como elemento de paso rápido de los Alpes.
  • 1960s – En 1963 el Gobierno Federal Suizo estudia un proyeco ferroviario de los Alpes. Evalúa varias soluciones y trazados del túnel base y en 1970 recomienda la construcción de un túnel base de San Gotardo desde Erstfeld hasta Biasca.
  • 1970s – Un nuevo comité se forma para revisar la propuesta de nuevo. Sin embargo, desacuerdos políticos entre partidarios de rutas por Gotardo, Simplon y Splugen, además de una recesión económica bloquean el proyecto del túnel.
  • 1971 – El Consejo Federal Suizo asigna a Swiss Federal Railways (SBB) la tarea de elaborar el proyecto de construcción para la ruta base del Gotardo ErstfeldBiasca patra permitir una rápida implementación de los trabajos de construcción. El proyecto de construcción se presenta en 1975.
  • 1980s – En 1983, el Consejo Ferderal Suizo concluye en un informe que la nueva línea ferroviaria de los Alpes no es urgente. En 1986, tras nuevos estudios de evaluación, se plantea una nueva ruta desde el norte de los Alpes hasta el Sur . Después de una consulta formal con los cantones, en 1989 el Consejo Federal decide implementar el llamado “neetwork variant” que propone la combinación del túnel base de San Gotardo con el túnel base de Lötschberg y el túnel Hirzel para enlazar con el Este de Suiza.
  • 1992 – 2 de mayo, en el acuerdo de tráfico con la Unión Europea, Suiza proporciona las capacidades de tráfico de los Alpes.

27 de septiembre, el electorado Suizo acepta con un 64% la resolución de construir un corredor ferroviario de los Alpes. Esto forma las bases de planificación y construcción de los ejes de San Gotardo y Lötschberg.

  • 1993 – 1 de septiembre, Swiss Federal Railways (SBB) asume el proyecto de organización desde la oficina federal de transporte y de ese modo también la responsabilidad de proyecto de Gotardo. Esto compromete a la ruta base de Gotardo desde ArthGoldau a Lugano y la integración del Este de Suiza. SBB emprende los proyectos preliminares dentro de un presupuesto especificado.
  • 1994 – 20 de febrero, la iniciativa de los Alpes se acepta en referéndum. La protección de los Alpes se incluye en la constitución suiza.
  • 1995 – 12 de abril, El Consejo Federal acepta las propuestas del BBS de la ruta del túnel base de San Gotardo entre Erstfeld y Bodio y el trazado de superficie entre Bodio y Giustiza. Las secciones del futuro túnel se deciden: dos tubos paralelos serán construidos con aproximadamente 180 galerías de conexión para que cada túnel pueda tener un espacio de rescate para el otro túnel. También se construirán 2 estaciones, en Sedrun y Faido, que permitirán a los trenes cambiar de túnel o hacer una parada de emergencia en caso de incidente. El conjunto de túneles tendrá una longitud total de 153,40 kilómetros.

27 de junio, la oficina general e transporte y energía, hoy el Departamento General de Medio-Ambiente, Transporte, Energía y Comunicación, DETEC) llama a consulta la autofinanciación del corredor alpino.

3 de octubre, la autorización de la planificación para las secciones individuales del túnel base de San Gotardo entre Amsteg y Bodio y las secciones en superficie entre Bodio y Giustiza se inician. Comienzan los trabajos del proyecto de construcción.

  • 1996 – 15 de abril, Los trabajos de construcción empiezan en las inmediaciones de Sedrun: esto marca el inicio de los trabajos de exploración para el túnel base de San Gotardo.

24 de abril, el consejo federal suizo decide cómo proceder respecto a la construcción y financiación de la infraestructura de transporte público. Se decide implementar el proyecto New Railway Link through the Alps (NRLA) en fases. Del total del proyecto que fue aprobado por referéndum en 1992, sobre la ruta de Gotardo sólo el túnel base bajo Zimmerberg, Gotardo y Ceneri serán construidos (ver Figura 2.3.a) y una parte de la longitud del túnel base de Lötschberg será de vía única. La mayoría de las rutas planificadas que fueron aprobadas hasta esta fecha, incluyendo el túnel Hirzel, fueron archivadas.

26 de junio, el Consejo Federal presenta su informe “Construcción y financiación de infraestructura del transporte público” al parlamento suizo.

  • 1998 – 20 de marzo, el parlamento suizo aprueba el informe “Construcción y Financiación de la infraestructura de Transporte Público” con modificaciones en el programa de construcción y en el concepto de financiación. La inversión total asciende a 30 billones de francos suizos. El proyecto NRLA comprende el túnel base de San Gotardo, el de Lötschberg, Ceneri y Zimmerberg, y el enlace entre el Este de Suiza y la ruta de Gotardo. Los proyectos serán financiados por el 55 % de impuestos del tráfico pesado de vehículos carreteros, el 19 % obtenido de un 0,1% de incremento del impuesto del valor añadido, un 10 % de derechos de aduanas y el resto (16%) de préstamos.

12 de mayo, AlpTransit Gotthard Ltd se establece. Se crea desde el departamento de la SBB, que fue la entidad responsable de la planificación de la ruta de Gotardo del NRLA. La compañía es filial 100 % de la SBB, con capital compartido de 5 millones de francos suizos.

27 de septiembre, en un referéndum nacional el impuesto de tráfico pesado se acepta. Esto aumenta la posibilidad de mejorar la posición ferroviaria en el mercado de transporte.

29 de noviembre, con una mayoría del 63,5%, los votantes suizos aceptan las propuestas del Gobierno para la construcción y financiación de la infraestructura de transporte público.

  • 1999 – 30 de marzo, DETEC oficialmente autoriza el Túnel base de San Gotardo. El proceso de licitación para la adjudicación de trabajos de los sectores de Amsteg, Sedrun, Faido y Bodio puede empezar. El proceso del sector Erstfeld del túnel queda todavía pendiente.
  • 2000 – 13 de junio, se adjudican los lotes de los dos sectores de construcción mayores. Un consorcio independiente se adjudica el contrato de construcción de 15 km en la sección Bodio-Faido además del sector de 14 kilómetros Faido-Sedrun usando TBM´s. Los contratos también incluyen la construcción de la estación multifunción de Faido.
  • 2003 – 10 de septiembre, parece que el concepto de financiación del 1998 fue demasiado optimista, como medida inmediata, el consejo federal propone un redimensionamiento del NRLA, los proyectos de los túneles de Zimmerberg y Hirzel se archivan.
  • 2006 – 29 de abril, el contrato de sistemas de infraestructura (superestructura) se firma en Lucerna. El contrato es de 1,69 billones de francos suizos.

16 de septiembre, para la implantación del NRLA el parlamento suizo autoriza un crédito de 19,1 billones de francos suizos. De esa cantidad 13,157 billones serán para el túnel base de Ceneri y para el túnel base de San Gotardo.

  • 2009 – 18 de mayo, los primeros trabajos de los sistemas de infraestructura comienzan desde Biasca.
  • 2013 – 30 de agosto, el primer viaje de la longitud entera del túnel base de San Gotardo desde Bodio a Erstfeld se realiza. Los periodistas invitados cubren los 57 kilómetros en tren autobús o a pie. 1.000 días después de que el túnel más largo del mundo estuviera calado.

16 de diciembre, se inician las pruebas piloto de tráfico de trenes en 13 kilómetros de longitud entre Bodio y Faido a velocidades de 160 km/h.

  • 2014 – 16 de junio, con más de 650 pruebas de trenes en 78 días de pruebas la fase piloto de operación queda completada. Tuvo lugar entre diciembre de 2013 y mediados de junio de 2014 entre el sur del portal de Bodio y la estación multifunción de Faido. En estos 13 kilómetros de longitud los trenes viajaron hasta una velocidad de 220 km/h.

31 de octubre, en el túnel base de San Gotardo a una distancia de 54 km desde el portal Sur, el contratista coloca la última “durmiente de oro”. Los 57 kilómetros del túnel ferroviario más largo del mundo pueden ser continuamente recorridos por locomotoras diésel. Un importante hito para el proyecto. Después de 39 meses y 290 kilómetros de vías colocados.

  • 2015 – 1 de octubre, empieza el test de operación en el túnel base de San Gotardo.
  • 2016 – 2 de junio, inaugurado oficialmente el túnel base de San Gotardo.

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