La naturaleza sorprende la Ingeniería

Entrevista con Júlio Cláudio Di Dio Pierri, Coordinador de Ingeniería del Consorcio Constructor Línea 4 Sur del Subte de Rio de Janeiro

“Construir una línea de subte en un centro urbano adensado  como la Zona Sur de Rio de Janeiro es como implantar un bypass en un paciente ya muy débil: uno solamente hace eso cuando la situación ya está muy complicada”. La comparación, hecha por el ingeniero  Júlio Cláudio Di Dio Pierri, coordinador de Ingeniería del Consorcio Constructor Línea 4 Sul del Subte de Rio de Janeiro,  nos ofrece la exacta dimensión de la complejidad del reto de dicho emprendimiento. Construir un nuevo sistema de movilidad en un gran centro urbano, interfiriendo  lo mínimo posible en otro sistema de movilidad ya existente requiere precisión quirúrgica, elevado conocimiento técnico, equipos de última generación y, principalmente,, mucho planeamiento.

En esa entrevista, Júlio Cláudio Di Dio Pierri nos ofrece un panorama y reconoce la importancia de la combinación de eses factores, pero admite que, en muchos momentos, eso no es suficiente. El perfil geológico de la región, formado por un gran tramo de suelo arenoso, con interferencia de puntas de roca, puede reservar sorpresas que solamente la técnica y las buenas prácticas no resuelven. Son necesarias una buena dosis de intuición, capacidad de improvisación y mucha habilidad. Tal vez sea justamente ese el diferencial que le otorgue tanto destaque a la ingeniería brasileña en el escenario mundial: la capacidad de aprender con la naturaleza, con respecto, consolidando dicho conocimiento y avanzando a cada nueva sorpresa.

Grandes Construções – Las obras de la Línea 4 del Subte de Rio de Janeiro  implicaron en inúmeros retos de Ingeniería. Una de las grandes complicaciones del emprendimiento es su ubicación, cruzando unos cuantos tramos de la Zona Sur con tránsito intenso, gran número de interferencias de red de utilidades y  fuerte aumento de la población, en su mayoría con alto estándar socio-cultural y elevado nivel de exigencias. ¿El perfil de dicha población influenció, de alguna manera, la definición de los métodos constructivos, con el objetivo de reducir los impactos en la vida de población?

Julio Cláudio Di Dio Pierri – Sin duda se trata de una población con un PIB elevado y eso influencia mucho. Tuvimos de invertir algunas metodologías constructivas para facilitar la aceptación de la obra por la población. Algunos de los mayores retos acontecieron cuando surgieron las necesidades de desviar el tránsito en unas cuantas calles de la región, por ejemplo. Pero no teníamos medios de evitar algunos impactos. Todas as metodologías constructivas afectan, bajo algunos aspectos, el público y la comunidad blanco. Es así con el recorrido del subte, la posición de las estaciones, la configuración de las escaleras, el proyecto como un todo. Nosotros, aquí en ese proyecto, tuvimos de resolver una ecuación, a propósito, una inecuación, que es la ejecución del proyecto, el cumplimiento de los plazos y el cumplimiento con las exigencias de la población imagine lo que es hacer una obra gigante de movilidad urbana, interfiriendo  lo mínimo posible en la movilidad actual. Por eso, nuestro empeño en definir una metodología constructiva que impactase lo mínimo posible en la vida de esas personas. Yo suelo decir que implantar un subte es como implantar un bypass: uno solamente lo  hace cuando la situación ya está muy complicada. Entonces, la manera de minimizar los impactos es hacer muchos testes antes de empezar las obras, hacer mucho planeamiento. Nosotros nos quedamos por mucho tiempo, más de un año planeando, antes de empezar las sobras. Y ese el camino, aunque uno sepa que, en el último momento, surgirán sorpresas que demandarán aciertos. Pero intentamos mantener el concepto principal que se ha mantenido hasta ahora. En esa obra, una gran preocupación fue evitar las expropiaciones, preservar las plazas y vías en la superficie.

GC – En esa obra, en zona Sul, casi no hubo expropiaciones, ¿no es así?

Julio Cláudio – No. Incluso porque eso encarecería demasiadamente el proyecto. Tuvimos solamente unas cuantas afectaciones provisorias, como cambiar unas cuantas rejas de edificios. Pero ese fue un concepto que buscamos desde el inicio, hicimos varios estudios, analizamos la obra en conjunto con el gobierno, intercambiamos ideas, tuvimos consultoría de la Fundación Getúlio Vargas (FGV), porque sabíamos que el gran enfrentamiento sería  cumplir con las demandas de la población y, al mismo tiempo, observar los plazos. Nosotros siempre declaramos, en dichos encuentros, que lo ideal sería simplificar las cosas.

GC – ¿Esa mezcla de tecnologías en el tramo Sur, usando el método cut-and-cover en las estaciones y el TBM en los túneles, es consagrada mundialmente, o es una novedad?

Julio Cláudio – Es usual. Lo que hemos modificado aquí fue la construcción de estaciones más cerca de la superficie. Los túneles excavados por el TBM son profundos, pero las estaciones son llanas. Normalmente, la operación con el TBM, haciendo  dos vías juntas, resulta en estaciones más profundas. Pero optamos por traerlas hacia cerca de la superficie.

GC – ¿Cuál es la ventaja de eso?

Julio Cláudio – Hay muchas ganancias indirectas, como menos escaleras mecánicas, el usuario hace menos desplazamientos, etc. Pero nuestro problema es que nosotros teníamos de hacer los refuerzos de las excavaciones, que acabaron se convirtiendo  en soportes de las estaciones. Unimos las dos cosas para simplificar, fundimos las e4structuras, de tal manera, que el vano libre que el suporte necesitaba soportar fuera suficiente para el pasaje del TBM, sin interrupción. Porque, según las características del terreno, yo necesitaba tener varios puntos de trabamiento de las contenciones. Nosotros necesitábamos eliminar eso. Entonces, sobrecargamos las estructuras y las súper-dimensionamos. Y una de las maneras de lograr eso era subir las estaciones, o no lo lograríamos. Una de las mayores paredes diafragmas en Brasil es de 1,20 m de ancho. Otra opción sería hacerlas con 1,20 metros, pero en “Y”, lo que aumentaría la rigidez. Pero, en esa arena, ese será muy arriesgado. Entonces subimos las estaciones.

GC – ¿El tipo del suelo fue un complicador?

Julio Cláudio – Sí, porque estamos trabajando en arena. Esa arena es muy compacta, a partir de cerca de 8 metros de profundidad. Pero cuando usted corta ese terreno, él no tiene cohesión. Para complicar todavía más, la mayor parte de los aproximadamente 600 edificios ubicados a lo largo del trazado de la línea es construida con fundación directa en esa arena. Cuando usted movimiento ese terreno, el asentamiento puede ser inmediato. Esa arena puede ser muy traicionera.

GC – ¿Cuál es la solución para trabajar en ese suelo?

Julio Cláudio – Usted debe seguir avanzando en la excavación del túnel y, mientras avanza, debe tratar ese suelo. Y cuanto más rápido trabajar, mejor. Es excavar el túnel y al mismo tempo instalar los anillos de hormigón para la contención. Pero la metodología de tratamiento es por un formato medio cónico, lo que crea unas cuantas brechas. Y por cualquier descuido, la calle de arriba puede desaparecer. Además, usted debe considerar que arriba hay redes de suministro de agua, gas y todas las redes de utilidades. Puede ser que dicho asentamiento genere un problema, hasta mismo un vaciado.

GC – ¿Cuál deberá ser el ritmo de avance de las obras? ¿Cuántos metros de túneles serán preparados por día?

Julio Cláudio – El TBM avanza cuantos metros podemos hacer. No hay un límite. Nosotros determinamos el ritmo. Yo no salgo del punto de paro del túnel sin que el próximo esté en la inminencia  de estar listo. Necesito tener certeza de que él llegará hacia el otro lado. Sería posible para en el medio del camino y podríamos hacer unos  cuantos tratamientos específicos, pero la idea es tener eso en una mayor velocidad. Entonces espero el próximo punto de paro estar casi listo, para poder liberar lo de atrás. Así, el túnel deja de ser un punto crítico. El limitador es la estación, que debe estar preparada para el pasaje del TBM.

GC – ¿Con base en el gran volumen de sondaje que ustedes han hecho en ese tramo, es posible todavía encontrar alguna sorpresa en el camino que pueda retardar ese proceso?

Julio Cláudio – En geología, todo es posible. Podemos encontrar, por ejemplo, una punta de roca en el subsuelo, en medio al suelo arenoso. Si eso ocurrir, el mismo TBM puede hacer el corte de dicha roca. Él fue dimensionado para esa posibilidad. En realidad, ese terreno de Rio de Janeiro, en su mayor parte, es formado por terreno arenoso con puntas rocosas. El Pan de Azúcar y el Morro de Urca son puntas rocosas. Algunas son aparentes, otras son enterradas y uno no las ve. Y uno no sabe si, entre dos sondajes  no hay una punta de roca. Existe ese riesgo. Puede aparecer algo localizado, que la buena práctica de sondaje no localizó.

GC – En todo el tramo de Zona Sur de la obra, ¿cuántos puntos de sondaje fueron hechos?

Julio Cláudio – Fueron más de 120 puntos de sondajes, realizados por empresas especializadas, subcontratadas. Fue así que hicimos el levantamiento  para generar el proyecto  básico. Fue un proceso demorado. Necesitábamos solicitar permiso para hacer el trabajo delante de establecimientos comerciales, o delante de una iglesia. Muchas veces no lográbamos hacer en el mismo día y teníamos de volver en el día siguiente, o no nos dejaban hacer en aquel local y teníamos de cambiar de punto. Y eso  complicó el proceso de sondaje.

GC – ¿Han ustedes encontrado una gran incidencia de mantos de agua en esa región, como ocurrió en Barra da Tijuca?

Julio Cláudio – Sí, en la mayor parte del tramo, alrededor de 1,50 metro de profundidad, al fin y al cabo estamos excavando entre el mar y la Laguna Rodrigo de Freitas. Y eso fue un reto gigantesco. Normalmente, un hace el rebajamiento y sala fuera el agua. Pero el rebajamiento trae como consecuencia el asentamiento. Y con esa arena hay el riesgo de asentamiento inmediato y el recalque es grande. Necesitábamos encontrar un proceso constructivo que redujera dicho riesgo. Y, en su mayor parte, son edificios antiguos, con 30, 40 años, con fundación directa en la arena. Así, cambiamos la metodología. Hasta porque el volumen de agua era muy grande, lo equivalente a una aductora de 400 metros cúbicos por hora, para sacar el agua que brotaba.

GC – ¿Y cuál fue la solución?

Julio Cláudio – Nosotros decidimos aislar el agua, no interferir en ella, haciendo un tratamiento de fondo para vedar.

GC – ¿Eso, de alguna manera, afectó la arquitectura de las estaciones?

Julio Cláudio – Sin duda. Eso afectó, por ejemplo, en el espesor de las paredes de las estaciones.

GC – Sabemos que el TBM es desarrollado a la medida para el proyecto, considerándose el perfil geológico de la región y los gálibos de los túneles y estaciones, entre otros factores. ¿Cómo fue la presentación del proyecto  y el desenvolvimiento del equipo por el fabricante, en Alemania?

Julio Cláudio – Eso exigió varias misiones técnicas, varias visitas de nuestros equipos al fabricante. En 2010 empezamos con hacer la campaña de sondaje del suelo. Ne mediados de 2011 concluimos dichos sondajes, ya con informaciones suficientes para empezar los estudios parar la fabricación del equipo. Eso sucedió finalmente en 2012.

GC – ¿Han ustedes contado con un período de monitoreo del fabricante tras la entrega del TBM?

Julio Cláudio – Sí, todo el tiempo. Incluso debido a la complejidad de esa obra, este es un reto hasta mismo para el fabricante. Él acompañará la operación todo el tiempo y, en el inicio, suministrará el personal para la operación inicial. Por contracto, ese se hará por  los primeros 100 metros, en una operación asistida. Estamos también estudiando la posibilidad de contractarlos para hacer la operación total.

GC – ¿Cuál es la expectativa del inicio de operación del TBM?

Julio Cláudio – En octubre de este año.

GC – ¿La porción de la máquina que ejecuta la instalación de las duelas de hormigón, que van a componer el revestimiento del túnel excavado por el TBM forma parte de la estructura del TBM y está incluida en esa operación asistida? ¿Se trata de un componente del equipo o es una estructura separada?

Julio Cláudio – Es una estructura anexa, pero con interacción con la principal. Tiene una interacción de tamaño, peso, posición, detalles de encaje, etc.

GC –¿Pero dicha estructura es también fabricada por Herrenknecht?

Julio Cláudio – Es una empresa del grupo que la produce.

GC – ¿Y cómo se hace la aplicación y fijación de las duelas? ¿Ese proceso se hace por presión?

Julio Cláudio – Es un montaje de encaje, como un Lego©. Son estructuras en hormigón, que son posicionadas por partes. La colocación de las duelas es toda automática. A la medida en que la máquina avanza, ella selecciona y aplica las piezas. Es el proceso del anillo universal. La misma forma sirve para tramos en curvas y en rectas. El direccionamiento del TBM se hace por laser. En el sistema de mando del equipo es instalada la programación con todo el recorrido. A partir de dichos datos, el sistema informa cual es la próxima pieza en hormigón y donde ella será colocada. Antiguamente dicho proceso era manual.

GC – ¿Eses anillos de hormigón son pre-fabricados?

Julio Cláudio – Sí,  son pre-moldados con características especiales, que serán producidos en el sitio de trabajo de Leopoldina. Se trata de un hormigón de alta resistencia,. Él debe ser impermeable, pues la estructura quedará inmersa, en un suelo agresivo. Además de la estructura en hormigón hay los complementos. Entre los segmentos de hormigón hay un caucho, que hará la veda. Hay encajes, concavidades, detalles de los encajes que, si no fueran realizados correctamente, pueden originar vaciados, porque la presión es alta.

Grandes Construções – ¿Las duelas de hormigón empiezan con ser pre-fabricadas con mucha antecedencia, en relación al inicio de operación del TBM?

Julio Cláudio – Eso está  pendiente del tamaño de la fábrica que usted tendrá, del número de formas que fueron compradas, etc. Nuestra previsión es que, en el inicio de la operación de la máquina, al menos 800  duelas ya estarán listas, en existencias. Lo ideal es tener un tramo entero para colocación, ya listo, porque el TBM trabaja muy rápido y no  puede parar, para esperar esa producción. Nuestra idea es empezar la producción de dichas estructuras en hormigón en fines de abril.

Grandes Construções – ¿Cuántas duelas serán necesarias para todo el recorrido del túnel de Zona Sur?

Julio Cláudio – Serán 2.800 duelas para todo el tramo, y la capacidad de producción de nuestra unidad de pre-fabricados, que será ubicada en el sitio de trabajo de Leopoldina, será de 10 duelas por día, trabajando en dos turnos. Pero podemos  establecer un tercer turno de operación como un plan B.

Grandes Construções – ¿La expectativa es que los 5,7 km de túneles a ser excavados por el TBM sean completados en cuánto tiempo?

Julio Cláudio – El avance esperado es de 15 a 18 metros por día, con la fijación de 10 anillos a cada día. Eso si no hubiera cualquier sorpresa geológica en el camino, y ningún problema en una estación. Pero no podemos ter certeza absoluta de nada. Es siempre posible suceder una sorpresa. Si encontramos una gran roca, en el camino del TBM, por ejemplo, necesitamos interrumpir el trabajo y retirarla. La máquina hasta corta la piedra, pero si ella estuviera grabada. Caso contrario ella queda girando junto con la máquina y no  corta. Entonces, debemos sacara la roca del camino. Uno debe tener un cuidado especial, porque cuando sacamos la roca, ella puede traer más arena y eso puede causar un asentamiento grande. Pero todo eso solamente descubrimos durante el trabajo. Por eso no podemos precisas cual será el ritmo de avance del túnel por día. Hacemos una estimativa e intentamos mantenernos dentro de ella.

Grandes Construções – ¿Mientras está operando, el TBM genera algún nivel de sonido perceptible en la superficie?

Julio Cláudio – Ningún. Nosotros ni al menos percibimos que él está operando abajo. Lo que  podemos percibir es un posible asentamiento, pero así mismo es una percepción muy pequeña. Eso se puede percibir hasta mismo después, con la instrumentación.

Grandes Construções – ¿Después de concluida la perforación del túnel, el TBM puede ser reaprovechado en otro proyecto? ¿Él puede ser adaptado para ser usado en otra obra semejante?

Julio Cláudio – Si la geología fuera parecida, hasta puede. En São Paulo el TBM usado en las obras de la Línea 4 está siendo adaptado para la expansión de la Línea 5. El diámetro de la cabeza está siendo adaptado para  las nuevas obras. Hay que ver si los motores soportan ese aumento de diámetro. Es necesario revisar todo para ver si él soporta o no. Esa experiencia en São Paulo nos mostrará si eso es realmente posible.