Los terrenos expansivos suponen un auténtico dolor de cabeza para los ingenieros. Si sumamos un terreno soluble y corrosivo, tenemos un buen problema a solucionar, tal y como nos comenta Enrique Montalar en su blog respecto a la construcción del túnel de El Regajal. Todas estas circunstancias obligaron a diseñar complejos procesos constructivos durante la ejecución del túnel con unos revestimientos estructurales de gran rigidez que, en muchos casos, debían quedar finalizados muy cerca del frente de excavación.
El túnel de El Regajal es uno de los elementos más importantes de la línea de alta velocidad Madrid-Castilla La Mancha-Comunidad Valenciana-Región de Murcia, tanto por su complicada ejecución desde el punto de vista geológico y geotécnico, como por el valor medioambiental de la infraestructura. Este túnel se incluye en el tramo Aranjuez-Ontígola, de 4,7 km de longitud, que discurre entre los términos municipales de Aranjuez (Madrid) y Ontígola (Toledo), y cuyas obras de plataforma cuentan con un presupuesto de 113,82 millones de euros. El proyecto lo hizo SENER, la empresa constructora fue la UTE ACCIONA-OBRAS SUBTERRÁNEAS y la asistencia técnica corrió a cargo de GETINSA, aunque cuando vieron lo que tenían entre manos entraron también en juego la UPM, la UPC y el CEDEX.
Os paso a continuación un vídeo que presenta el túnel de El Regajal, así como el proceso constructivo del túnel y singularidades de la obra.
El puente de Vidin-Calafat, o puente II del Danubio, es un puente carretero y ferroviario abierto en junio de 2013 entre las poblaciones de Vidin (Bulgaria) y Calafat (Rumanía). El puente atraviesa el Danubio y constituye el segundo nexo entre ambos países.El puente ha sido diseñado por la ingeniería española Carlos Fernández Casado; Fomento de Construcciones y Contratas (FCC) se hizo cargo de levantar el puente y la vía ferroviaria a un coste aproximado de 225 millones de euros, mientras que el acceso a la plataforma corrió a cargo de la también empresa española Azvi. Consta de tres partes claramente diferenciadas: el viaducto de acceso para el ferrocarril y el viaducto de acceso en tierra. Las dos restantes suponen la construcción de un puente de dovelas prefabricadas, de 13 vanos, con luces entre 80 m en el canal no navegable y 180 m en el canal navegable.
La construcción comenzó oficialmente el 13 de mayo de 2007. Es el mayor proyecto de construcción búlgaro, el segundo puente sobre el Danubio; tiene una longitud total de 1.951 m. Consiste en la construcción de un puente combinado para tráfico rodado y ferroviario, que consta de cuatro carriles, ferrocarril de vía sencilla, carril bici y dos aceras para peatones y servicio y adicionalmente la construcción de las infraestructuras necesarias para el tráfico rodado y ferroviario, que incluyen una nueva estación de mercancías, 17 nuevos kilómetros de ferrocarril, la rehabilitación de la estación de pasajeros existente y la ejecución de siete enlaces a distinto nivel.
Hasta ahora, las dos ciudades estaban comunicadas únicamente por un ferry que no partía hasta completarse el pasaje. El trayecto y los trámites aduaneros suponían hasta tres horas, que con el nuevo puente se reducirán a menos de quince minutos.
Os dejo varios vídeos explicativos sobre este puente. Espero que os gusten.
Eurotunel es un túnel ferroviario que cruza el canal de la Mancha, uniendo Francia con el Reino Unido. La construcción del túnel se inició en 1986 y se terminó en 1994, con una inversión total de 14,7 mil millones de euros. En la actualidad, cerca de 500 trenes circulan por el túnel cada día, con un tiempo de travesía de unos 35 minutos entre Calais/Coquelles (Francia) y Folkestone (Reino Unido). Tiene una longitud de 50,5 km, de los cuales 39 son submarinos, siendo así el segundo túnel submarino más largo del mundo, con una profundidad media de 40 metros, detrás del Túnel Seikan, cuya longitud es de 53 km. El servicio ferroviario por el Eurotúnel tiene dos variantes: el Eurostar, para pasajeros, y el Shuttle, que transporta camiones, automóviles y motos.
Está formado por tres galerías:
Dos túneles de 7,6 m de diámetro reservados para el transporte ferroviario, uno de ida y otro de vuelta (A).
Una galería de servicios de 4,8 m, preparada para la circulación de vehículos eléctricos (B).
Sección transversal del túnel. Wikipedia.
Estas tres galerías están unidas cada 375 m por otras galerías transversales de auxilio y mantenimiento (C) y (D), que permiten la circulación de aire para disminuir la presión, evitando así la propagación del humo en caso de incendio, así como la resistencia aerodinámica al paso de los trenes que circulan a 140 km/h. Cada túnel ferroviario contiene una sola vía, una catenaria y dos pasarelas utilizadas para las evacuaciones de emergencia, incluyendo un cruce submarino que permite a los trenes pasar de un túnel a otro para facilitar las operaciones de mantenimiento.
La construcción de un túnel que uniera Inglaterra con Francia fue propuesta por primera vez en 1802. El proyecto, sin embargo, no se materializó debido a la falta de técnicas apropiadas para la construcción de este tipo de túneles. La construcción del Eurotúnel no fue nada fácil. Un total de 11 tuneladoras, cada una con un peso de aproximadamente 450 toneladas, se emplearon para excavar los túneles. Los dientes montados en su parte frontal están hechos de un metal extremadamente duro y, al girar, penetran en el terreno, dejando espacio para que la máquina pueda seguir avanzando. La perforadora empleada en el Eurotúnel tenía un diámetro de 8,78 m y una longitud de 200 m, con un peso total de 11.000 toneladas.
La planificación y gestión de redes de distribución de baja demanda exigen contar con técnicas eficientes de optimización de rutas. El sistema de optimización de rutas disponible no solo afecta el desarrollo de operaciones, sino también las decisiones tácticas y estratégicas, como el tamaño óptimo de la flota, la estimación de costes, las políticas de publicidad y la rotura de servicio, etc. Por ejemplo, es habitual la venta de paquetes turísticos que incluyen el transporte; los precios se fijan mucho antes de que la demanda de transporte sea conocida, siendo frecuentes las cancelaciones de última hora y la llegada de nuevos clientes. Si el número de pasajeros que deben ser transportados es pequeño, en comparación con la máxima capacidad de carga del vehículo óptimo a la distancia correspondiente, los beneficios o pérdidas del transporte dependen críticamente de la eficiencia del sistema de optimización de rutas. La Figura muestra la influencia de la optimización de operaciones en la planificación y la gestión de redes de distribución de baja demanda.
Planificación y Gestión de Redes de Distribución de Baja Demanda
Así pues, la planificación y gestión de redes de distribución de baja demanda generan una variedad de problemas de decisión que dependen críticamente de la optimización de operaciones, con espacios de solución muy amplios y, además, crecientes exponencialmente con el número de destinos y el tamaño de la flota. Esta explosión combinatoria de soluciones y la complejidad de las variables a optimizar impiden que la optimización pueda abordarse con técnicas de optimización exactas; por el contrario, las técnicas metaheurísticas y probabilísticas son alternativas siempre viables que, aunque no garantizan alcanzar la solución óptima absoluta, sí pueden proporcionar buenas soluciones a problemas reales complejos (ver Díaz et al., 1996). En este contexto, los sistemas inteligentes son métodos apropiados para resolver problemas complejos de optimización combinatoria como el planteado (ver Goonatilake and Treleaven, 1996, Fayyard et al., 1996 y Medina, 1998). En este artículo, se ha utilizado un algoritmo genético originalmente diseñado para resolver el TSP para abordar problemas más complejos como el CVRP y el SCVRP, utilizando funciones de coste y restricciones muy variadas.
Por otro lado, el problema de optimización de las operaciones de transporte es crucial para la propia existencia de un cierto nicho de mercado de baja demanda. Si se consigue una distribución muy eficiente, es posible aflorar una demanda latente y satisfacerla con una flota pequeña y un costo razonable. Esta situación se produce en el mercado turístico con destinos poco masificados. En un ejemplo de aplicación presentado por Medina y Yepes (2003), se utiliza un aeropuerto hub, donde tanto para fijar precios como para definir la mejor estrategia comercial resulta imprescindible disponer de un sistema flexible para optimizar la distribución de pasajeros y de modelos estocásticos de simulación de escenarios.
Salida típica del programa de optimización de rutas
Referencias:
DÍAZ, A., GLOVER, F., GHAZIRI, H.M., GONZÁLEZ, J.L., LAGUNA, M., MOSCATO, P. y TSENG, F.T.(1996). Optimización Heurística y Redes Neuronales en Dirección de Operaciones e Ingeniería. Editorial Paraninfo S.A., Madrid (España).
FAYYARD, U.M., PIATETSKI-SHAPIRO, G., SMYTH, P., and UTHURUSAMI, R.(1996).Advances in Knowledge Discovery and Data Mining. MIT Press.
GOONATILAKE, S. and TRELEAVEN, P. (1996). Intelligent Systems for Finance and Business. John Wiley.
MEDINA, J.R.(1998). Algoritmos genéticos para la optimización de redes de distribución. Actas del X Congreso Panamericano de Ingeniería de Tránsito y Transporte. Santander 1998, Ministerio de Fomento (España), pp. 339-347.
MEDINA, J.R.; YEPES, V. (2003). Optimization of touristic distribution networks using genetic algorithms. Statistics and Operations Research Transactions, 27(1): 95-112. ISSN: 1696-2281. (pdf)
El transporte de materiales a una obra normalmente se hace por carretera, alguna vez por ferrocarril o en embarcaciones, pero rara vez con medios aéreos. En este caso se trata de la rehabilitación del Caminito del Rey, considerada durante algún tiempo el camino más peligroso del mundo. Se trata de un paso peatonal construido en las paredes del desfiladero de los Gaitanes, en El Chorro, entre Álora y Ardales, en la provincia de Málaga (España). Tiene una longitud de 3 km con largos tramos con una anchura de apenas 1 m colgando hasta 100 m de altura sobre el río, en unas paredes casi verticales.
Las necesidades de mantenimiento de los saltos del Gaitanejo y del Chorro, obligaron a la Sociedad Hidroélectrica del Chorro a construir entre 1901 y 1905 un acceso entre ambos a través del desfiladero de los Gaitanes, cordillera Bética, Málaga. Cuatro años se tardó en abrir un camino a lo largo de los trece kilómetros de la garganta abierta por el río Guadalhorce, que muestra dos estrechamientos con una zona abierta entre ambos. El situado en el lado sur es el más espectacular de ambos. Fue en mayo de 1921 cuando Alfonso XIII recorrió esta pasarela para asistir a la inauguración del Embalse del Conde del Guadalhorce, título que el Rey dio al ingeniero responsable de aquella obra.
El paso del tiempo y el abandono de su mantenimiento hizo mella en el Caminito: en los años 90 presentaba un estado lamentable, con la barandilla desaparecida en casi todo su recorrido, numerosas secciones derrumbadas y las que quedaban amenazando con hacerlo. Precisamente fue su peligrosidad uno de los factores que contribuyó a su fama. Muchos excursionistas se dirigían a El Chorro para recorrer el Caminito (aunque también por su zona de escalada, una de las más importantes de Europa). Esto propició numerosos accidentes (algunos mortales) a lo largo de los años y acrecentó su leyenda negra.
Os paso un par de vídeos. Uno sobre el transporte de materiales y otro sobre el propio Caminito del Rey.
Grabado realizado en 1881 del canal de Suez. Wikipedia
El canal de Suez es una vía artificial de navegación situada en Egipto que une el mar Mediterráneo con el mar Rojo. Su longitud es de 163 km entre Puerto Saíd (en la ribera mediterránea) y Suez (en la costa del mar Rojo). Esto hizo posible permitir un tránsito marítimo directo entre Europa y Asia, eliminando la necesidad de rodear toda África como venía siendo habitual hasta entonces, lo que impulsó un gran crecimiento en el comercio entre los dos continentes.
Las obras de excavación del canal se iniciaron oficialmente el 10 de abril de 1859 promovidas por el francés Ferdinand de Lesseps, autorizado por las autoridades egipcias de la época. Fue inaugurado en 1869. En el momento fue realizada una de las más grandes obras de la ingeniería del mundo por decenas de miles de nativos (fellahs) llevados por la fuerza desde todas las regiones de Egipto. Al principio no se disponía de maquinaria y todo tenía que hacerse a mano. Mueren miles de personas por fatiga, ritmo de trabajo, clima tórrido, cólera, zona sin agua, etc. El trabajo se aceleró después de la introducción de las dragas de cangilones. Al final de 1865 se contabilizan, entre Puerto Saíd y Suez 50 dragas, 20 grúas de vapor, 129 barcazas, 30 aparatos elevadores y 20 locomotoras. El 17 de febrero de 1867 un primer barco atravesó el canal, aunque la inauguración oficial se realizó el 17 de noviembre de 1869 con la presencia de la emperatriz Eugenia de Montijo.
La construcción del canal de Suez marcó un hito en la historia de la tecnología ya que, por primera vez, se emplearon máquinas de excavación especialmente diseñadas para estas obras, con rendimientos desconocidos hasta esa época. En algo más de dos años se excavaron más de 50 millones de metros cúbicos, de los 75 millones del total de la obra.
Vista del Canal de Suez. http://olinalzin18.wordpress.com/
La ingeniería española también estuvo implicada en la construcción del canal con Cipriano Segundo Montesino, Eduardo Saavedra y Nemesio Artola. En este enlace podéis leer un poco más al respecto. Para conocer más detalles sobre el Canal de Suez, puedes visitar la web oficial de Suez Canal Authority (en inglés, pero altamente recomendable).
Algunos datos desde su inauguración:
1869, inauguración
1875, gobierno británico compra las acciones egipcias
1888, por convenio internacional canal abierto a todas las naciones
1936, Británicos reciben los derechos de mantener fuerzas militares en el canal
1948, egipcios regulan uso de canal por barcos que sirven a puertos israelitas
1954, acuerdo para retirada británica a los 7 años
1956, junio, retirada británica
1956, 26 de julio, Egipto nacionaliza el canal
1956, 31 de octubre, ataques de Francia y Gran Bretaña para abrir el canal a todos los barcos. Egipto amenaza con hundir 40 barcos que había en el canal
1957, marzo, reapertura del canal, O.N.U. interviene
1967, junio, guerra de los seis días, cierre del canal
1975, 5 de junio, reapertura del canal
1979, uso sin restricciones para Israel tras acuerdo de paz
Pero lo mejor será ver el vídeo que nos presenta la serie Megaestructuras, del Canal Historia. Espero que os guste.
También os dejo un «timelapse» sobre el recorrido del canal.
Me ha parecido interesante rescatar una pequeña publicación, que ya tiene 10 años, donde se aplicaba un algoritmo de optimización heurística curioso: Old Bachelor Acceptance, o «algoritmo del solterón«. En este caso, aplicado a la optimización de redes de transporte con flotas heterogéneas. Resulta curioso ver cómo determinados comportamientos sociales (colonias de hormigas), principios naturales (teoría de la evolución) o recreaciones de nuestro cerebro (redes neuronales) son capaces de resolver problemas complejos de optimización.
Figura 1. Neumáticos de dúmperes rígidos. Imagen: V. Yepes
El neumático es el elemento que establece la unión elástica entre el vehículo móvil (dúmper, pala cargadora, bulldozer, motoniveladora) y el suelo. Sus funciones son transportar la carga, contribuir a la suspensión y amortiguación de la máquina, aportar flotabilidad y permitir el guiado y la tracción. Desde finales del siglo XIX, cuando se empezaron a fabricar los primeros neumáticos, se ha producido una evolución espectacular que ha dado lugar a los neumáticos gigantes, concebidos para transportar cargas pesadas sobre suelos tanto flojos como duros en las más diversas condiciones.
Wikimedia
Os dejo la siguiente presentación de Pedro Zambrana García, que espero os resulte útil.
En este otro vídeo podemos ver cómo se fabrican los neumáticos para equipos pesados.
Referencias:
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
En numerosas ocasiones no podemos realizar un paso bajo una línea de ferrocarril o de carretera sin interrumpir seriamente el tráfico durante un periodo de tiempo que, en ocasiones, no es posible superar. En vez de construir una estructura tipo marco de forma tradicional, podemos acudir al procedimiento constructivo de empuje de cajones. Se trata de realizar la estructura íntegramente fuera de la plataforma de la vía o de la carretera y posteriorrmente, mediante una fase de excavación y otra de translación realizadas simultáneamente, se sitúa la estructura en su posición definitiva.
La estructura no va cimentada, está apoyada simplemente sobre el plano horizontal de deslizamiento constituido por la llamada «solera de deslizamiento«, que hormigonada con anterioridad, crea el plano de apoyo de la mencionada estructura. La solera tiene la doble función de crear un plano de deslizamiento de la estructura, y por otra parte, servir de encofrado para la construcción de la misma.
El diseño de la sección estructural del cajón debe resultar compatible con los esfuerzos originados en el proceso de traslación y con las solicitaciones derivadas de la ausencia de cimentación en la estructura una vez completado el deslizamiento.
Paso inferior del metro ligero bajo la línea del ferrocarril Granada-Moreda, en la zona de Cerrillo Maracena.
Para la construcción de la losa base inferior de la estructura, se requiere la interposición entre ésta y la solera de deslizamiento, de un material idóneo que cumpla las funciones de separación de hormigones reduciendo el rozamiento en la traslación. A tal propósito se recurre por razones de funcionalidad y economía a una lámina de polietileno de espesor adecuado.
La parte frontal del cajón debe ofrecer la mayor resistencia posible al avance en el terreno y sujetar lateralmente el mismo, por lo que se proyecta prolongando su losa superior y los muros laterales, achaflanados estos últimos al fin de constituir la denominada «cuña de penetración«.
Tiene particular importancia, en la fase de empuje, la estabilidad del frente de excavación para evitar el peligro de desconsolidación lateral en «V» en los muros laterales de la cuña de penetración. En tal caso podría llegarse al asentamiento de la plataforma. La experiencia sugiere dar una inclinación achaflanado el frontal de la cuña de penetración conforme al ángulo de rozamiento del terreno y así poder proceder en fase de avance con un frente paralelo al talud del mismo.
Podemos resumir las ventajas derivadas de este sistema constructivo, en el caso de un paso inferior en una vía de ferrocarril, en las siguientes:
Eliminación de todos los trabajos que precisen corte de vía
Eliminación de trabajos nocturnos
Eliminación de toda actividad de maquinaria sobre la vía y de los cortes de catenaria correspondientes
Disminución consecuente de interferencias con el tráfico ferroviario
Seguridad en el paso de circulaciones, evitando situaciones en precario
Eliminación de problemas de cimentación
Facilidad de construcción de la estructura en espacio abierto
Control total de la calidad de los materiales y de la ejecución
Impermeabilidad de la estructura
Acabado de paramentos en hormigón visto, sin necesidad de revestimientos posteriores
Os paso un vídeo de la Junta de Andalucía donde se puede ver cómo se ha realizado un paso inferior para atravesar una línea de ferrocarril mediante el empuje de cajones de hormigón. Espero que os guste.
Figura 1. Ascensor El Peral, tipo funicular, año 1902, Valparaíso (Chile). https://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ascensor_El_Peral,_tipo_funicular,_a%C3%B1o_1902,_Valpara%C3%ADso,_Chile.jpg
Se denomina funicular a un sistema de transporte por cable utilizado para salvar grandes pendientes. Se emplean para transportar cargas a intervalos regulares. Circula sobre raíles y normalmente dispone de dos cabinas enlazadas por un cable de acero sobre una vía de ferrocarril, a modo de ascensor inclinado, de tal forma que mientras un vehículo sube el otro baja, lo que permite aprovechar la energía potencial del que queda en la parte superior para subir el inferior a la vez que se frena el que está bajando.
Se pueden superar pendientes de hasta un 70%. Los carretones de elevación suelen ser dispositivos tipo skip, permaneciendo en un plano horizontal para no verter la carga. Con pequeñas rampas, la velocidad de subida llega a 1 m/s y las cargas oscilan entre 10 y 20 t. Con fuertes pendientes, se alcanzan hasta 5 t y 0,5 m/s.
Los vagones suelen compartir la misma vía salvo en el punto medio, donde se bifurca para que puedan pasar a la vez. Los vehículos carecen de motorización propia, ya que el movimiento lo imprime un motor que acciona una gran polea, que a su vez mueve el cable de tracción. No obstante, los vehículos van dotados de varios sistemas de frenado, tanto de servicio como de urgencia, este último en caso de fallo en las instalaciones (rotura o disensión del cable, etc.) o en los vehículos.
Este medio de transporte se creó alrededor del Siglo XIX como una alternativa a la vías del ferrocarril, como medio de vencer grandes pendientes. El primer funicular del mundo, accionado por una máquina de vapor, fue el que unía Rue Terme con Croix Rousse y fue inaugurado en Lyon en el año 1862.
A continuación os dejo un vídeo del funicular suizo de Gelmer, que es el más empinado del mundo, con un 106,6% de pendiente. Está situado a unos 80 km de la capital helvética. Este funicular es fruto de la adaptación al uso turístico de un antiguo remonte usado para la construcción del Embalse de Gelmer. Espero que os guste.
Referencias:
YEPES, V.; MARTÍ, J.V. (2017). Máquinas, cables y grúas empleados en la construcción. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 814. Valencia, 210 pp.
