Puente sobre el Estrecho de Messina

Puente sobre el
Estrecho de Messina
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PUENTE SOBRE EL ESTRECHO DE MESSINA
El pasado 12 de octubre de 2005, el consejo de administración del consorcio
público italiano Estrecho de Messina procedió a abrir las ofertas económicas y
a hacer pública la puntuación de las ofertas técnicas en el concurso para
construir el puente sobre el Estrecho de Messina. El consorcio del que forma
parte Sacyr, división de construcción del grupo Sacyr Vallehermoso, presentó
la mejor oferta técnica y económica (98 puntos frente a 52,5) para construir
el puente sobre el Estrecho de Messina (Italia) por un importe de 3.880
millones de euros. El presupuesto de licitación era de 4.400 millones de euros.
El consorcio del que forma parte Sacyr con un 18,7% está compuesto además
por las empresas italianas Impregilo (45%), Condotte (15%), CMC (13%) y ACI
(2%) y por la japonesa IHI (6,3%).
El puente sobre el Estrecho de Messina unirá la región de Reggio Calabria al
sur de la Península Itálica con la isla de Sicilia. Es el mayor proyecto de obra
civil actualmente en marcha en Europa y tendrá el mayor vano del mundo en
un puente (3.300 metros). Hoy el récord del mundo lo ostenta el puente
Akashi, en Japón, con 1.990 metros. Constará de dos calzadas de autopista
con tres carriles por sentido, una doble vía de ferrocarril y carriles de
emergencia con una capacidad de tráfico será de 6.000 vehículos a la hora y
200 trenes al día.
El puente estará preparado para soportar terremotos de hasta 7,1 grados en la
escala Richter y vientos de hasta 216 kilómetros por hora. Se estiman 6 años
para la construcción del puente, que tendrá una altura máxima de 65 metros
por encima de la línea de mar para permitir el tráfico marítimo en una franja
de 600 metros. Las dos torres que soportarán el peso del puente y lo
sostendrán mediante cables de acero tendrán una altura de 382,6 metros.
Sacyr está presente en Italia desde el año 2004 y actualmente tiene dos obras
en curso por más de 700 millones de euros:
- Desdoblamiento ferroviario en Palermo (650 millones de euros).
- Carretera de alta montaña en la región de Turín (100 millones de
euros).
Sacyr se ha presentado ya a concursos de autopistas y de metro (Roma) y
tiene previsto seguir concurriendo a concursos en Italia, favorecida por la
figura del General Contractor (GC).
La adjudicación de la construcción del puente sobre el Estrecho de Messina
supone para la compañía un importante respaldo a su estrategia de
internacionalización y su instalación definitiva en Italia.
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Características principales del puente
Para el diseño de una estructura de cruce, en el proyecto preliminar se optó
finalmente por un puente suspendido de un único vano de 3.300 metros de
longitud, por lo que va a contar con el vano central más largo del mundo.
La cubierta tiene una longitud de 3.666 metros, incluidos los dos vanos
laterales de suspensión, y una anchura de 60 metros. La estructura se
compone de tres secciones transversales rectangulares: dos laterales para los
carriles y una central para la vía férrea. El tramo de carretera consta de tres
carriles de 3,75 metros de anchura en cada sentido (dos de marcha y uno de
emergencia). El tramo férreo consta de dos vías y dos aceras laterales para
peatones.
La altura de las dos torres se ha fijado en 382,60 metros para permitir un
espacio de navegación con una altura mínima de 65 metros (en presencia de
condiciones de carga máxima) y una anchura de 600 metros; la altura del
anclaje de la cubierta en el lado siciliano se ha rebajado 11 metros, lo que va
a influir muy beneficiosamente en el medio ambiente.
El sistema de suspensión del puente se afianza mediante dos pares de cables
de acero, cada uno con un diámetro de 1,24 metros y una longitud total entre
los bloques de anclaje equivalente a 5.300 metros.
Este puente de vano único puede resistir terremotos de 7,1 en la escala de
Richter (mucho peores que el que devastó Messina en 1908). Asimismo, puede
soportar vientos de más de 200 Km/h gracias a su configuración aerodinámica.
La tecnología de construcción empleará técnicas y materiales fiables que
llevan mucho tiempo probándose en este campo de la ingeniería. Asimismo, es
importante tener en cuenta que los materiales se van a llevar ya
prefabricados a la zona de obras con las máximas garantías en términos de
calidad, de cumplimiento de los plazos de construcción e impacto mínimo en
el medio ambiente.
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Características del proyecto
Diseñadores
• Más de 100 profesionales e ingenieros reconocidos internacionalmente.
• 12 institutos universitarios y científicos nacionales e internacionales.
• 39 empresas y asociaciones nacionales e internacionales.
Proyecto técnico
• 3.300 metros – longitud del vano central
• 3.666 metros – longitud total
• 60,4 metros – anchura de la cubierta suspendida
• 382,60 metros – altura total de las torres
• 2 pares de cables de suspensión
• 5.300 metros de longitud con un diámetro de 1,24 metros - dimensiones de
los cables
• 44.352 hilos por cada cable
• 65 metros de altura por 600 de anchura – espacio central mínimo navegable
• 12 millones € de coste de la oferta
Ingeniería: COWI – Puente colgante
Capacidad de la carretera y la vía férrea
• 6 carriles, 3 en cada sentido (1 rápido, 1 normal, 1 de emergencia)
• 2 vías de servicio
• 2 vías férreas
• 6.000 vehículos/hora y 200 trenes/día – capacidad teórica de tráfico
Las cantidades principales:
Del puente colgante
Hormigón en cimentaciones de las torres
Hormigón de los bloques de anclaje
Estructura metálica de las torres
Cables de suspensión y péndulos
Estructura metálica del tablero
De los accesos
Viaductos
Túneles a cielo abierto
Túneles convencionales
Trincheras
Movimiento de tierras totales
Material a vertedero
160.000 m3
560.000 m3
108.000 t
170.400 t
66.500 t
4,6 km
2,0 km
49,9 km
8,0 km
21,6 mil. T
7,0 mil. t
Enlaces por carretera y vía férrea
• 20,3 km. totales de enlaces viarios
• 19,8 km. totales de enlaces ferroviarios
• 10,5 km. de las carreteras en Sicilia: 6,9 de túneles + 1,5 de viaducto + 2,1
en superficie
• 15,2 km. de vías férreas en Sicilia: 13,8 de túneles + 0,4 de viaducto + 1 en
superficie
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• 9,8 km. de carreteras en Calabria: 6,3 de túneles + 1 de viaducto + 2,5 en
superficie
• 4,6 km. de vías férreas en Calabria: 4,4 de túneles + 0,1 de viaducto + 0,1
en superficie
Medio ambiente y análisis de costes y beneficios
• 25% menos de impacto sobre el medio ambiente y la región circundante en
comparación con el proyecto propuesto en 1992.
• 21 Km. menos de túneles ferroviarios
• 2.000 metros menos de viaductos en todos los enlaces
• 12.750.000 menos de toneladas de madera – un ahorro equivalente a la
energía consumida por los ferrys que cruzan el estrecho en un periodo de 30
años (consumo de energía/emisiones de gas oficialmente declarados)
• 9% - 12% Tasa Interna de Retorno
Seguridad
• Resistencia sísmica de 7,1 en la escala de Richter
• Resistencia a vientos de más de 200 Km./h, gracias a su configuración
aerodinámica
• Abierto 365 días al año y 24 horas al día
Tarifas medias
• Vehículos terrestres: las tarifas son similares a las de los ferrys que cruzan
el estrecho. Se han incluido todos los costes adicionales a pesar del ahorro de
tiempo.
• 5 euros para las motocicletas Entre 9,50 y 16 euros para los automóviles (si
regresan en el plazo de/después de 3 días) Entre 50 y 63 euros para los
camiones (si regresan en el plazo de/después de 6 días) 80 euros para los
autobuses y autocares
• Tráfico ferroviario: la tarifa vigente que abonan las Divisiones de Pasajeros y
Mercancías de Trenitalia a RFI se ha incrementado por mejora del servicio.
Cualquier coste añadido será cargado a los usuarios.
Promedio de ahorro de tiempo por trayecto
• 2 horas en tren
• 1 hora en vehículo a motor
Plan económico-financiero
• 4.600 millones de euros de coste de las obras: puente y enlaces (valor en
2002)
• 6.000 millones de euros de requisitos financieros totales teniendo en cuenta
la inflación y la deuda financiera
• No se requiere financiación estatal
o 40% de la financiación, equivalente
a 2.500 millones de euros, mediante una ampliación de capital. o 60% de la
financiación mediante créditos para proyectos de los mercados financieros
internacionales. Estos créditos quedarán garantizados únicamente por los
flujos de caja generados por la explotación del Proyecto.
Impacto socioeconómico
• Creación de 40.000 puestos de trabajo en las regiones circundantes durante
los 6 años de la fase de construcción.
• 6.000 millones de euros de impacto económico durante la fase de
construcción.
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• En la fase de explotación, el puente actuará impulsando el desarrollo y
aportando resultados extraordinariamente positivos al sistema industrial y
económico del sur de Italia.
Calendario
• Seis años para la finalización de las obras
• Inauguración del puente en 2012
• 200 años de servicio
Récord
• 3.300 metros de longitud del vano central – 1.991 metros tiene el del puente
Akashi (Japón)
• 60,4 metros de anchura de la cubierta suspendida - 41 metros tiene la del
puente Tsing Ma (Hong Kong)
• 382,60 metros de altura de las torres - 297 metros tienen las del puente
Akashi (Japón)
• 4 cables – sistema de suspensión - 2 tiene el puente Akashi (Japón)
• 1,24 metros de diámetro de los cables de suspensión - 1,12 metros tienen
los del puente Akashi (Japón)
• 44.352 hilos en cada cable de acero - 36.830 tiene el puente Akashi (Japón)
Otras curiosidades acerca del Puente
La decisión de realizar un puente suspendido en lugar de un túnel
sumergido como en el Canal de la Mancha se tomó después de realizar un
análisis detallado de las opciones más significativas de túneles submarinos y
sumergidos:
Para la construcción de túneles submarinos son necesarias condiciones
geomorfológicas más favorables en caso de estratos compactos e
impermeables a una profundidad moderada del lecho marino para que las
excavaciones puedan realizarse con seguridad y rapidez (como en el caso del
Túnel de la Mancha). En el Estrecho de Messina, la geología del terreno y la
existencia de fallas (superficies discontinuas en profundidad) dificultan
especialmente el uso de esta solución. Asimismo, se encuentran rocas
impermeables a una profundidad de 250 m. por debajo del nivel del mar.
Además de una presión hidrostática muy elevada que puede provocar la
inundación del túnel, descender a dicha profundidad supone también un
desarrollo desproporcionado de las rampas de acceso. No resultaría práctico
tener que construir en torno a 47 km. de túneles para cruzar un estrecho
marino de tan sólo 3,9 km. de longitud, con costes y plazos de construcción
inciertos (y ciertamente mucho más elevados y prolongados que los de la
construcción de un puente).
El concepto de túnel submarino, basado en el Principio de Arquímedes, fue
presentado al Consorcio de Ideas en 1969 por el Grupo Alan Grant. Se prestó
una gran atención a los estudios de viabilidad al intentar optimizar los
beneficios y minimizar los inconvenientes. El túnel tenía la ventaja de no
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afectar al entorno paisajístico y estar estrictamente condicionado (dentro de
ciertos límites) por la ubicación del cruce. No obstante, también incluía
muchos elementos desfavorables, principalmente atribuibles a la
incertidumbre de los parámetros de diseño, la incertidumbre sobre la técnica
de ejecución, los servicios facilitados tanto en términos de viabilidad como de
plazo de tiempo y el riesgo de imprevistos. Los efectos en el entorno y las
corrientes submarinas, la considerable sensibilidad a las acciones marinas y la
vulnerabilidad a las acciones hostiles (por ejemplo, sabotaje y terrorismo)
también deben ser tenidos en cuenta. Los costes y periodos de ejecución
planeados fueron muy estrictos y extremadamente inciertos debido a la falta
total de experiencia en la construcción de este tipo de túneles.
La solución al aire libre con un puente suspendido se considera la más
tradicional, aunque el puente dispondrá de un vano mucho más largo que el
mayor de los puentes de este tipo.
Las ventajas del proyecto del puente son la experiencia estructural y de
gestión que abarca más de un siglo y cientos de construcciones en todo el
mundo (la "vida acumulada" de los 115 puentes atirantados más largos
asciende a más de 4.800 años hasta la fecha). Por lo tanto, se han probado y
comprobado las metodologías de diseño y ejecución que se van a emplear. El
puente atirantado es el menos vulnerable a terremotos de las tres
alternativas, no provoca ningún efecto sobre el entorno marino ni en la
navegación, ofrece el mayor grado de seguridad y comodidad (incluida la
comodidad psicológica) para los usuarios, y no presenta ningún problema
particular de funcionamiento o mantenimiento. En lo que respecta a la
eficiencia de transporte, al contrario que el resto de las soluciones, el puente
ofrece la posibilidad de crear una plataforma única y vasta de uso flexible y
puede hacer frente a todos los requisitos de tráfico previsibles, incluso en
caso de emergencia. Por último, la construcción del puente precisa unos
plazos y costes menores y más predecibles.
Por consiguiente, las ventajas esenciales de esta solución son las siguientes:
• Uso de tecnologías probadas y comprobadas;
• Mayor seguridad y eficiencia; menor sensibilidad ante sucesos
extraordinarios, incluidos el sabotaje y el terrorismo;
• Menor plazo de construcción y menores costes de construcción y operativos
que en las otras soluciones;
• Mantenimiento simple y seguro;
• Ninguna interferencia con el delicado entorno marino del Estrecho;
• Ningún efecto psicológico negativo sobre los usuarios;
• Efectos positivos sobre el mundo científico y de los negocios con
importantes efectos sobre la imagen del país;
• Relación favorable entre costes y beneficios, superior a la de las demás
soluciones.
Antes de decidirse por la elección del diseño de vano único, se sopesó la
posibilidad de construir un puente suspendido más pequeño. Las opciones eran
un puente con dos torres en aguas relativamente poco profundas o un puente
con una única torre central en aguas más profundas (150 m.). Se encontraron
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muchos elementos desfavorables respecto a la seguridad, construcción y
mantenimiento como consecuencia de la profundidad, las fuertes corrientes
irregulares del Estrecho, la presencia de fallas activas, una mayor sensibilidad
frente a los terremotos y los peligros derivados de la interferencia con el
tráfico marítimo en un canal navegable que ya es especialmente exigente.
Por lo tanto, las soluciones de doble vano se descartaron definitivamente a
causa de las observaciones anteriores y en consideración a los siguientes
argumentos:
• La falta de experiencia en la construcción y mantenimiento de estructuras
de puentes a profundidades marítimas similares, en condiciones tan adversas;
• La falta de ventajas importantes y decisivas en cuanto a la respuesta
estructural así como en cuanto a los gastos por su construcción;
• El grave impacto temporal y permanente sobre el entorno marino;
• El impacto sobre la fluidez y seguridad de la navegación en el Estrecho.
Las comisiones supervisoras (Autoridad Supervisora de Ferrocarriles Estatales
italiana, la Comisión del Ente encargado de las carreteras - ANAS y el Consejo
Nacional de Obras Públicas) consideraron como "poco fiable la construcción de
una torre en el mar" y, en consecuencia, dieron su visto bueno al desarrollo de
la propuesta de un puente atirantado de vano único.
A pesar de los fuertes vientos que pueda haber en la zona, el puente estará
abierto siempre debido a su estabilidad intrínseca y al uso de barreras
especiales de protección contra el viento que permitirán que el tráfico circule
con normalidad incluso en presencia de fuertes vientos. En lo que respecta a
la estabilidad, el Puente, que se define como “concebido por el viento”, tiene
un perfil alar con características aerodinámicas que le permiten soportar
vientos que alcanzan velocidades superiores a 216 Km/h (en más de veinte
años de control eólico efectuado por un centro meteorológico local
especializado, nunca se han alcanzado velocidades del viento superiores a 150
Km/h). Años de estudios sobre los túneles eólicos han permitido que se pueda
proporcionar una estabilidad óptima y un cruce cómodo en condiciones de
vientos de fuerza media/baja y alta.
Los puentes suspendidos no suelen verse afectados por los terremotos. La
configuración estructural de un puente posee un tipo de “aislamiento” natural
procedente de las frecuencias características de los movimientos sísmicos
(períodos de fracciones de segundos). Ello ayuda a “aislar” la estructura
frente a las posibilidades físicas de períodos de vibración de varios segundos y
de decenas de segundos. Una clara prueba de ello es el puente Akashi en
Japón que fue golpeado por el devastador terremoto Kobe en enero de 1995
(7,2 grados en la escala de Richter). El epicentro real se situó muy cerca del
puente que resistió los efectos sin sufrir ningún daño. El puente sobre el
Estrecho de Messina ha sido concebido para soportar un terremoto “extremo”
de una magnitud de unos 7,1 en la escala de Richter (el máximo registrado en
Italia) con un foco a unos 15 km. del puente. Un terremoto de esas
características es muy inusual y la probabilidad de que se produzca seguirá
siendo muy reducida durante muchos siglos. El diseño del puente permitiría
que las estructuras continuaran intactas (es decir, reaccionan en un campo
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elástico), incluso en el supuesto de un terremoto extremo, con mejores
resultados que los exigidos en las especificaciones del diseño. El potencial
sísmico de la zona señala que es poco probable la ocurrencia de un terremoto
de una magnitud mucho mayor. Los viaductos y túneles del puente están
diseñados conforme a los más avanzados criterios antisísmicos, de acuerdo
con los términos legales.
Incluso durante su construcción los puentes atirantados no son más
vulnerables a los terremotos. Por ejemplo, las torres aisladas se encuentran
bajo una menor tensión y poseen una mayor capacidad para “filtrar” los
movimientos sísmicos. En cualquier caso, la adopción de unas medidas
adecuadas de construcción asegurará que no se produzca ningún impacto.
En lo que respecta a los movimientos tectónicos lentos (entre las costas),
estudios acreditados realizados durante más de 20 años por diferentes
organismos usando técnicas tradicionales y por satélite han llegado a la
conclusión de que no existen deformaciones importantes en la región del
Estrecho. En cualquier caso, el último estudio realizado por el ENEA (Ente
italiano para las Nuevas Tecnologías, Energía y Medioambiente) afirma que los
movimientos teóricos entre las torres del puente sólo darían lugar a pequeñas
variaciones y tendrían “muy pocos efectos sobre la estabilidad de la
estructura en su conjunto ".
Ante la posible ocurrencia de un tsunami, los proyectos preliminares de 1992
y 2002 y el estudio de impacto medioambiental de 2003 lo tuvieron en cuenta.
Los estudios han considerado las tres clases principales de tsunamis:
- Terremotos con el epicentro en mar o en tierra, cercanos a la costa.
Buenos ejemplos de esta clase son el terremoto que ocurrió en el
Estrecho de Messina en 1908 y el que tuvo lugar en la llanura de Gioia
Tauro en 1783.
- Actividad volcánico-tectónica (explosiones, hundimientos del borde de
la caldera y hundimientos de depósitos acumulados) a lo largo del arco
de las islas Eolias o en uno de los volcanes submarinos del mar Tirreno
como los montes submarinos Vavilov o Marsili. El 30 de diciembre de
2002 el hundimiento de la escoria del Estrómboli, que provocó un
tsunami devastador, es un buen ejemplo de esta clase de causa.
- Desprendimientos enormes de tierras a lo largo de la costa o en
pendientes submarinas. Un ejemplo característico de esta clase de
fenómeno es el desprendimiento de tierras ocurrido el 6 de febrero de
1783 en el monte Paci, situado al sudeste de Sicilia y que provocó un
terremoto de la misma magnitud que el que había tenido lugar en la
llanura de Gioia Tauro el día anterior.
En la bibliografía científica, nos encontramos un tipo más de fenómeno que
puede ocasionar un tsunami, a saber, la caída de un asteroide en el mar,
junto a una masa de tierra. No obstante, es un suceso altamente improbable
que, además, es muy difícil de incluir en un plan de emergencia.
Con carácter general, la altura de una ola en la zona del Estrecho no sube
por encima de los 10-12 metros. No obstante, sus posibles daños dependen de
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su longitud, que puede extenderse por varios kilómetros y cuyos efectos
estarían más cercanos a los de una marea excepcionalmente alta, en vez de
un maremoto. Incluso las olas más altas no afectarían la zona del puente que,
a causa de la orografía del Estrecho, no se verían “respaldadas” por olas del
norte o del sur. De hecho, las olas generadas por el terremoto de 1908 tenían
una altura de 10 m. e incluso superior hacia el sur del Estrecho (en la zona del
Reggio) pero “sólo” de 2-4 m. a lo largo de la línea Ganzirri-Cannitello e
inferior a 1 m. en Ganzirri-Punta Faro.
En cualquier caso, los componentes estructurales cruciales del puente no
estarían expuestos al riesgo puesto que: - los cables, los anclajes y la cubierta
no podrían ser alcanzados por las olas, ya que estarían situados a más de 60
m. sobre el nivel del mar; - las dimensiones de las torres se han concebido
para soportar los potentes efectos sísmicos y eólicos y sus cimientos están
afianzados a gran profundidad; en consecuencia, no podrían verse dañadas ni
por olas superiores a las mencionadas con anterioridad.
Podemos concluir que un tsunami no amenazaría al puente sino más bien a la
población y a los edificios que se encuentren a lo largo de la línea costera.
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Imágenes simuladas del puente sobre el Estrecho
de Messina
Vista desde Sicilia
Vista desde el área comercial y hotelera de Piale, en Calabria
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Vista desde el centro del Estrecho
Alzado de una de las torres
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Plano de situación
Sección del puente
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