La Línea 12 (Metrosur) de Metro de Madrid

A continuación se detallan curiosidades sacadas de las Relaciones Topográficas de Felipe II, una encuesta consistente en dos cuestionarios, que mandó hacer el Monarca en los años 70 del siglo XVI a varios pueblos de la Corona de Castilla, siendo ésta la primera encuesta de estas características que se hizo en Europa, así como algunos datos y nombre de las estaciones en cada municipio.

A diferencia de las actuaciones que se han producido en otras redes de Metro de otros países, en Madrid no se ha apoyado nunca el diseño y las estaciones de autor.

Metrosur brindó la oportunidad de reflexionar sobre las características específicas del transporte subterráneo y la oportunidad de proponer nuevas pautas de diseño. A pesar de la aparente discontinuidad que puede existir entre el mundo exterior y el mundo subterráneo del Metro, se quiso proporcionar un nivel bajo tierra, que debía  tener una expresión urbanística y arquitectónica adecuada, vinculando exterior e interior.

Los rasgos principales que se adoptaron en el diseño de las estaciones fueron: una geometría amplia y generosa; diseñadas como un gran espacio donde el viajero realice itinerarios sencillos y fáciles; construcción sólida y resistente; materiales de fácil mantenimiento;  y una generosa iluminación, con el objetivo de que las estaciones fueran espacios vivos y agradables; dotadas de escaleras mecánicas y ascensores para resolver todos los cambios de nivel.

Se potenció la funcionalidad, integrando prácticamente todas las necesidades de la estación en un único volumen que se ejecutó y excavó entre pantallas de hormigón.

En Metrosur, el trazado del anillo discurre por cinco municipios distintos, con su historia urbana y sus peculiaridades. Podría haberse optado por una personalización del diseño de cada estación según el municipio en el que estuviera, sin embargo, se mantuvo la construcción tradicional que se venía siguiendo en Madrid, en la que no hay diferencia en el diseño de las estaciones según el lugar donde se ubican.

Accesos

Un condicionante muy importante para todo lo que se hace y se construye en Metro de Madrid, a diferencia de lo que ocurre en otros sectores, es que Metro diseña y se queda con el elemento que construye, ocupándose de su mantenimiento y reposición. Ésta es una condición muy presente a la hora de desarrollar los proyectos de idea, ya que en las soluciones finales se pretende aunar diseño, calidad, facilidad de mantenimiento, durabilidad y funcionalidad así como que responda a unas exigencias de viabilidad suficiente para poder ser repetidos de manera estándar en futuras ampliaciones.

Cuando se inició Metrosur se buscó un acceso que cumpliera todas estas características. Se partió del modelo construido para las estaciones de Nuevos Ministerios y Cuatro Vientos, se incorporaron algunas modificaciones y se terminaron proponiendo dos modelos; uno que incorporaba escaleras mecánicas, fijas y ascensor y otro sólo con el paquete de escaleras.

La principal diferencia de funcionamiento respecto al resto de proyectos de ampliación fue la incorporación definitiva de las escaleras mecánicas hasta superficie en todos los accesos.

Ante la necesidad de cerrar el metro por las noches, lo que planteaba dejar fuera las escaleras mecánicas (elemento fácilmente vandalizable), se tomó como modelo un paralelepípedo de estructura metálica y paramentos de cristal. La transparencia de estos elementos era muy importante, ya que dado que se trataba de volúmenes de grandes dimensiones, al igual que los ascensores, era necesario que no supusieran una interferencia visual en la trama urbana.

La principal diferencia de funcionamiento respecto al resto de proyectos de ampliación fue la incorporación definitiva de las escaleras mecánicas hasta superficie en todos los accesos.

Ante la necesidad de cerrar el metro por las noches, lo que planteaba dejar fuera las escaleras mecánicas (elemento fácilmente vandalizable), se tomó como modelo un paralelepípedo de estructura metálica y paramentos de cristal. La transparencia de estos elementos era muy importante, ya que dado que se trataba de volúmenes de grandes dimensiones, al igual que los ascensores, era necesario que no supusieran una interferencia visual en la trama urbana.

Funcionalidad

En la mayoría de las estaciones, la losa del vestíbulo se convierte en mirador sobre la plataforma de andenes. La riqueza espacial que esta situación genera proporciona una gran amplitud de vistas, permitiendo la orientación inmediata del viajero.

En los laterales del vestíbulo nacen, generalmente, dos paquetes de comunicación vertical, equipados con dos escaleras mecánicas y unas fijas centrales. Ubicados cerca de estos núcleos se vienen instalando dos ascensores que comunican el nivel de vestíbulo con cada uno de los andenes.

La accesibilidad de Personas de Movilidad Reducida se garantiza con la instalación de estos núcleos de comunicación vertical: escaleras mecánicas y ascensores que salvan todos los desniveles.

La anchura de los andenes varía entre 4 y 4,30 metros normalmente y su longitud es de 115 metros, lo que permite mayor amplitud de movimientos y el uso de los trenes de la serie 8000.

Materiales

Pavimentos:  La mayoría de los suelos de vestíbulos y andenes de las estaciones van solados de baldosa tipo Terastone de alta resistencia, recibido con mortero de cemento PA-350 y arena de miga 1/6. Además es fácil de limpiar y presenta una alta gama de colores.

En otras estaciones, como las de Getafe, los pavimentos de vestíbulo y andenes son de terrazo monocapa de árido de granito, de gran resistencia al desgaste. De dos centímetros de espesor y de color gris Berroqueño.

Cerramiento vertical: Los paramentos verticales, tanto de vestíbulo como de plataforma de andenes, reciben el mismo tratamiento. Consiste en un revestimiento con panel Vitrex de color hasta una altura de 2,20 m (esta solución resulta resistente, de alta durabilidad, antivandálica de fácil repetición). Sobre éste se coloca una canaleta de instalaciones y desde ésta al techo se emplea un revestimiento metálico calado tipo Italfilm.

Paneles TRESPA

El trespa es una placa plana, producida a base de resinas termoestables homogéneamente reforzadas con fibra de madera y fabricadas a presión y altas temperaturas. Con la aplicación de técnicas especiales se consigue dotar a las placas de una superficie decorativa integrada con resinas pigmentadas.

Se ha utilizado como material de cerramiento en fachadas, cornisas y aleros en los edificios emergentes de las estaciones de intercambio con Cercanías RENFE.

Carpintería de acero inoxidable y vidrio

Pilares:  llevan un zócalo de 1.5 mm de espesor y 30 cm de altura. Además van forrados con chapa de acero inoxidable curvada acabado esmerilado, con las uniones horizontales soldadas y las verticales con junquillo del mismo material sujeto con clips a su junta.

Con el mismo acabado, la embocadura del ascensor, en acero inoxidable, compuesta por revestimiento de paredes y falso techo en caso necesario.

Remate del piñón de la estación con dos chapas de 25 cm de ancho y 1,6 mm de espesor, soldadas en ángulo de 90º, guardando la forma de la embocadura del túnel a la estación y reforzando sus bordes con cuadradillo de 10x10 mm del mismo material soldado a la chapa.

Frente de las puertas cortavientos de acceso, realizadas con carpintería de acero inoxidable de alta calidad. Compuestas de una puerta de hoja pivotante de 2,10x0,82, de doble apertura interior-exterior, con tiradores verticales de tubo de acero inoxidable de 40 mm de diámetro.

Barandilla quitamiedos de 1,00 de altura sobre zócalo de granito de 30 cm formada a base de tubos y chapa de acero inoxidable; acristalada con vidrio de seguridad de 6+6 mm.

Pinturas

Se han empleado principalmente dos colores, el rojo y el azul. Normalmente, los techos bajo losa, como el de Puerta del Sur de Línea 10, se han pintado de rojo al silicato.

En otras ocasiones se ha dejado el color gris claro bajo losa de vestíbulo y el color azul Metro bajo losa de cubierta.

Metrosur cuenta con tres tipos de estaciones: estaciones ordinarias; estaciones de intercambio con cercanías de Renfe (hay 6 estaciones de este tipo); y una estación singular de correspondencia con la red de Metro (es el caso de la estación Puerta del Sur).

Estaciones ordinarias

Se potenció la funcionalidad integrando todas las necesidades de la estación en un único volumen que se ejecutó y excavó entre pantallas de hormigón.

Estaciones de intercambio con Cercanías de RENFE

La localización de las estaciones de Metrosur junto a las estaciones de Cercanías existentes hizo necesario proceder a la remodelación de las propias estaciones de Renfe para optimizar y facilitar los intercambios.

Estación de correspondencia con Metro: Puerta del Sur

Situada en Alcorcón, es el nexo de comunicación entre el Metro (línea 10) y Metrosur. En esta estación, se desarrolló un esquema con disposición en planta en forma de cruz, siguiendo el modelo de la estación de Colombia.

A lo largo de los años, diferentes ciudades del mundo, han venido renovando y ampliando sus redes de Metro. En algunos casos, la calidad ambiental de las estaciones ha tenido la misma importancia que aspectos más técnicos, como la renovación del material móvil y de las instalaciones. Esta nueva preocupación se ha puesto de manifiesto a  raíz de las conclusiones de estudios psicológicos, que han demostrado que la arquitectura de los interiores y exteriores del Metro influye en la mejora perceptiva por parte del usuario, motivando y potenciando el uso del mismo.

Los nuevos criterios de diseño se basan en la búsqueda de una integración racional entre los  tres espacios que podrían distinguirse en las estaciones; el espacio funcional, el visual y el ambiental.

Con la nueva tipología de estaciones encajadas en un volumen ortogonal, fruto de la construcción con un sistema por pantallas, surgió la oportunidad de tratar los grandes paños verticales resultantes de la construcción con losas y pantallas.

El Concurso de Ideas para la ejecución de los motivos ornamentales de las estaciones de Metrosur fue convocado por Metro de Madrid, S.A. se dio a conocer en el mes de junio de 2001, y publicado desde el día 13 al 20 del mismo mes en el B.O.C.M., La Razón, ABC, El Mundo y El País. A su vez, se enviaron cartas al COAM, al COAAT de Madrid y a la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando indicando las fases y fechas de entrega de las Ideas Ornamentales para diez estaciones de Metrosur, dos por cada uno de los municipios a los que sirve su trazado.

Móstoles Central

La obra de Coco Ortega "Alegoría de una tuneladora" fue la premiada para esta estación. Se ha ubicado en el vestíbulo principal de la estación, en el punto donde confluyen las direcciones de todos los viajeros que acceden desde la calle y desde la conexión con Renfe.

Tiene un diámetro de 550 cm y pesa unos 1.000 Kg.

Fuenlabrada Central

El mural recibe el nombre de "Ecosistema de Transportes" y es obra del escultor Luis Gil, el artista gráfico Gonzalo Mayoral y Sonia Perera.

Previamente a su impresión definitiva, se realizaron tres maquetas de prueba en lona blanca lisa. El montaje final se realizó sobre soporte luminoso, que hacía innecesaria una iluminación  adicional.

Puerta del Sur

La obra de Jorge Bernabeu, llamada "Paisajes del Sur", se dispone en dos murales panorámicos. Reproducen fotografías panorámicas de dos entornos naturales de la Comunidad de Madrid. 

Ambos murales describen un semicírculo de aproximadamente 30 m de diámetro. Son impresiones digitales sobre lona ignífuga, completándose con una retro iluminación de tubos fluorescentes de luz blanca.

Julián Besteiro

Obra del equipo de arquitectos Fernando VI, formado por Antonio Espejel Díez, Julio Iscar de Hoyos, Marcia Soto Téllez, Eduardo Navarro Pallarés y Marta Uriel Fernández, se sitúa encima de la zona de las taquillas elevada a una altura de cuatro metros.

Severo Ochoa

Raúl Hermoso y Gonzalo Mayoral son los autores de "ADN y Lunas". Se ha desarrollado en dos murales de 9x8,50 m colocados enfrente de las dos escaleras mecánicas que acceden desde el vestíbulo principal a los andes de la Línea 12.

Alonso de Mendoza

Obra de Zoltan Espejel Enevold, "Explosión Demográfica" simboliza la expansión del Metro de Madrid y de sus ciudades periféricas. Situado en el vestíbulo.

Juan de la Cierva

Los autores del mural premiado fueron Carlos Alonso Pérez y Luis Sardá de Abreu.

El mural "Homenaje a de la Cierva" está situado en el frente del vestíbulo, en el lugar más privilegiado de la estación, frente al mirador, suspendido sobre las vías de la Línea 12.

Parque Oeste

"Con e de Europa", obra de Juan Carlos Melero, ubicada en el dintel del vestíbulo de la estación que da paso al segundo acceso o zona de servicios.

A continuación se desarrollan los distintos tramos que componen la línea, con las estaciones que comprende y sus particularidades constructivas. Son un total de doce tramos, adjudicados para su ejecución según seis contratos, de modo que la licitación correspondiera, aproximadamente, a cada uno de los cinco municipios a los que afecta Metrosur.

La división por tramos de la línea sigue un orden ascendente según el sentido contrario a las agujas del reloj y su esquema es el representado a continuación:

• El tramo I, con una longitud de 4.374 m., comprende las estaciones de Alcorcón 3 y Alcorcón 4. Se inicia al oeste de Alcorcón y discurre entre la carretera N-V y el ferrocarril, dando cobertura a la estación de Cercanías y a la Universidad Rey Juan Carlos. El trazado sale del municipio de Alcorcón para adentrarse en el de Móstoles, por el polígono Los Rosales, donde finaliza dicho tramo.

• El tramo II transcurre a lo largo de 3.146 m. situados en Móstoles, desde el piñón de entrada de la estación Universidad Rey Juan Carlos (Móstoles 1) hasta la pantalla de entrada de Hospital de Móstoles (Móstoles 4).

• El tramo III es un tanto especial, ya que para su licitación se dividió en dos subtramos ejecutados en dos contratos diferentes.

El subtramo III-A tiene un trazado de unos 2.845 m. Discurre desde el piñón de entrada de la estación Móstoles 4 y, a lo largo de su recorrido, atraviesa la estación Móstoles 5 para salir en el término municipal de Fuenlabrada, a unos 1.400 metros del pozo de ataque de la tuneladora empleada para excavar este tramo.

El subtramos III-B, perteneciente a otro contrato se inicia 275 metros antes del piñón de entrada de la estación Fuenlabrada 1 (Loranca) y finaliza a la salida de la misma. Sus 407 metros están situados en la urbanización Loranca, barrio residencial satélite de Fuenlabrada en el límite municipal con Móstoles.

• El tramo IV se desarrolla desde la salida de la estación de Loranca hasta el piñón de salida de la estación Hospital de Fuenlabrada (Fuenlabrada 2), donde enlaza con el pozo de salida de la tuneladora del tramo siguiente. Además de esta estación, se ha proyectado una más, que entrará en funcionamiento en un futuro cuando esta zona esté urbanizada.

• El tramo V discurre entre el nuevo hospital y la avenida de circunvalación, junto a la salida de la estación Fuenlabrada 5. Tiene una longitud aproximada de 3.300 metros y comprende tres estaciones dentro del municipio de Fuenlabrada.

• El tramo VI, de 3.175 m. de longitud, discurre a caballo entre Fuenlabrada y Getafe, desde la circunvalación hasta la entrada de la estación Conservatorio (Getafe 2).

• El tramo VII, de 1.348 metros de longitud, abarca dos estaciones, Getafe 2 y Getafe 3, que definen el tramo desde la entrada de la primera, Conservatorio, hasta la salida de la segunda, Alonso de Mendoza.

• El trazado del tramo VIII se extiende desde la salida de la estación Getafe 3, hasta el piñón de entrada de Getafe 6. Su longitud es de 4.017 metros aproximadamente y al igual que el tramo anterior, incluye dos estaciones.

• El tramo IX discurre desde la entrada de El Casar hasta pasada la N-401, donde está el emboquille de la tuneladora. Tiene una longitud de 1.996 metros, incluye dos estaciones y, tanto este tramo como los dos anteriores se extienden en su totalidad por el municipio de Getafe.

• El tramo X se inicia al norte de Getafe, en la zona de El Bercial, accediendo al término municipal de Leganés y finalizando en el Barrio de San Nicasio, donde conecta con el tramo siguiente. Cuenta con una extensión total de 6.994 metros y comprende seis estaciones, una en Getafe y el resto en Leganés.

• El tramo XI discurre desde el piñón de entrada de la estación Leganés 6, San Nicasio, hasta el pozo de ataque de La Almudena, tuneladora que excavó los t ramos XII y I, en el término municipal de Leganés; a lo largo de 1.726 metros. En el trazado sólo encontramos una estación.

• El tramo XII, de 3.537 metros, se extiende desde el pozo de ataque de la tuneladora, hasta la conexión con el tramo I. Comprende las estaciones Alcorcón 1 y Alcorcón 2.

EL TÚNEL DE LÍNEA

Para la excavación de los túneles se emplearon diversos métodos. La elección de uno u otro dependía sobre todo de las características del terreno que se escavaba, de las posibles subsidencias y asientos que pudiesen reflejarse en la superficie, en especial en zonas urbanas, con edificaciones o estructuras próximas, de la afección a los servicios existentes y al tráfico, y de los rendimientos de cada uno de los métodos.

Método tradicional de Madrid

El Método tradicional de Madrid, ampliamente experimentado en la construcción de la infraestructura ya en servicio en la red de Metro de Madrid, se utilizó para la ejecución del túnel de línea del subtramo IV-A y la parte final del tramo VI, las galerías de comunicación de éste con los pozos de ventilación, bombeo y salidas de emergencia, y el túnel de vía sencilla que conecta la Línea 10 con el anillo de Metrosur en la estación de Puerta del Sur, en Alcorcón, para uso restringido de Metro.

Las fases de excavación y hormigonado son:

• Bóveda

• Destroza central

• Hastiales laterales

• Contrabóveda

Bóveda

Se inicia la excavación con una galería de avance en clave, de 1 metro de ancho por 1,50 de alto, con entibación continua de tabla de eucalipto. Las tablas se van colocando a medida que avanza la excavación, apoyadas en el propio terreno, forrando la parte superior de la galería. Una vez ejecutada la galería en la longitud de avance (entre 1,25 y 2,5 m según el terreno), se colocan las longarinas, que son perfiles metálicos TH que servirán de apoyo a las tablas, disponiéndose longitudinal­mente al túnel y separadas 1 metro.

Entre las tablas y la longarina se coloca una tabla corrida haciendo de falso apoyo y separando éstas con calas para de­jar espacio suficiente a las tablas de los pases laterales siguientes. Esta tabla corrida se denomina "falso".

Una vez finalizada la galería de avance, se comienza a abrir la excavación a ambos lados de ésta en pases, numerándose éstos con primeros, segundos, etc., según se van alejando de la misma. La ejecución de los pases se realiza de forma análoga, pasando las tablas de entibación a través del falso y acuñadas contra la longarina ya colocada. De esta forma se configura una partición de la sección, en sec­ciones de unos 3 m² con un sostenimiento unido transver­salmente.

Inmediatamente después de ejecutada la excavación se procede al encofrado y hormigonado de la sección de bóveda, con lo que se impide la deformación instantánea del terreno. La excavación se realiza con martillos neumáticos y la eva­cuación mediante cintas transportadoras hasta tolva y ca­mión. Los apoyos de la bóveda en el terreno deben ser inclina­dos, para un mejor reparto de las cargas.

Destroza central

Una vez hormigonada la bóveda, y con un desfase de unos 5 ó 6 anillos, se comienza la destroza, consistente en excavar una caja central dejando un resguardo del orden de 1 a 1,5 m en los hastiales, para que los empujes que la bóveda transmite al terreno que sirve de apoyo no formen planos de rotura peli­grosos, que pudieran dar origen al asentamiento y rotura de la misma. Esta operación se realiza con máquina excavadora que además se utiliza para retirar las tierras procedentes de la excavación de la bóveda que vierten en la destroza a través de una o varias cintas transportadoras.

Hastiales laterales

Finalizada la destroza, se ejecutan los hastiales por bataches contrapeados. Su excavación se realiza con la misma máquina que la destroza y se refina posteriormente a mano. La entiba­ción suele ser ligera y poco cuajada. Se excavan módulos de 2,5 m, al igual que los anillos, con las dos precauciones si­guientes:

• La junta de los anillos debe caer aproximadamente en el centro del batache con el fin de no descalzar la bó­veda completamente.

• Nunca se excavan dos bataches enfrentados al mismo tiempo por las mismas razones.

Esta operación, que parece tener poca importancia cuando el terreno es relativamente bueno, se puede compli­car y llegar a ser una de las fases más comprometidas cuando existe abundancia de agua y el terreno tiene poca co­hesión.

Solera o contrabóveda

Se realiza la excavación correspondiente con máquina, en una longitud de 10 a 15 m (cinco anillos), que suele realizarse en fin de semana, hormigonando posteriormente con plantillas para conseguir la forma de la sección tipo. Se puede hacer en toda la luz o por mitades. Cuando el terreno presenta mucha agua se recurre a zanjas o pozos drenantes.

Este método, utilizado desde 1917 para construir 87,6 km de túnel, además de cañones, galerías, etc, está bien calibrado en los terrenos de Madrid. El rendimiento medio se sitúa en torno a 50 m/mes por frente de trabajo. Presenta como princi­pales ventajas:

• Mínima inversión inicial en instalaciones, por ser un método que sólo requiere herramienta de mano y ma­quinaria tradicional de excavación.

• Posibilidad de avance en varios frentes, siempre que se disponga de varias rampas de ataque y personal espe­cializado suficiente.

• Estabilidad del frente al ser un método de ataque a sec­ción partida y tener la posibilidad de entibar éste.

• Adaptabilidad a casi cualquier tipo de terreno, lo que permite ejecutar sin tratamientos previos, en zonas en las que no sería posible con otros métodos.

• Gran flexibilidad de actuación frente a imprevistos, acortando los pases, aumentando la entibación, o tra­tando el terreno.

• Buen control de asientos, debido al propio sistema de eje­cución con poco frente abierto, con el pre-sostenimiento colocado inmediatamente después de excavar y con el sostenimiento definitivo pegado al frente de excavación.

• Precio competitivo con métodos más mecanizados.

• Reduce incertidumbres de plazo al necesitar menos tra­tamientos que otros sistemas.

Por el contrario, se pueden citar como principales inconve­nientes:

• Dependencia de mano de obra especializada para la eje­cución del método.El método implica una elevada proporción entre la mano de obra y los materiales.

• Provoca muchas juntas de construcción, con la consi­guiente repercusión en el acabado superficial y la dura­ción a largo plazo de la obra.

Escudos de presión de tierras. Tuneladoras

La ejecución de los túneles de línea mediante escudos de presión de tierras EPB o máquinas tuneladoras fue el método más representativo y espectacular de los que se emplearon en la excavación del anillo de METROSUR. Este método supuso la máxima mecanización de la excavación y posterior revestimiento de la oquedad creada.

En general, en todos los tramos de túneles de Metrosur se ha empleado escudo de presión de tierras E.P.B., excepto en los tramos III-B, IV-A y IV-B, que fueron construidos íntegramente sin tuneladora.

La tuneladora consiste, básicamente, en un gran disco frontal de perforación de diámetro igual al de excavación, en el que resaltan las cuchillas de excavación sobre los radios de la cara correspondiente al frente. El suelo excavado se retira a través de unos huecos que se dejan en el espacio entre los radios, al hacer girar el disco frontal sobre su eje a la vez que se empuja sobre el terreno.

Este disco arrastra a su vez una corona metálica, al abrigo de la cual se monta el revestimiento definitivo del túnel, consistente en anillos de 8,43 m de diámetro interior formados por siete dovelas tipo Madrid. Éstas son prefabricadas de hormigón, con forma trapecial, espesor de 32 cm, longitud media de 1,50 m y pueden describir radios mínimos de 250 m. Cada anillo está formado por siete dovelas: una dovela llave troncocónica y seis con ángulo al centro, realizándose la unión entre éstos mediante 13 bulones de acero cincado equidistantes: dos por dovela con uno sólo en la dovela llave. La impermeabilidad se consigue mediante juntas estancas entre dovelas (juntas radiales) y anillos (juntas circunferenciales), que son de neopreno.

El empuje de la cabeza del escudo, que arrastra la coraza, se realiza mediante gatos que se apoyan en el último anillo del revestimiento colocado. Estas máquinas pueden compensar los empujes del terreno y el agua filtrada en el frente, creando una cámara de presión en la zona de aporte de material de excavación y usando distintos sistemas para compensar las diferencias de empujes. La estabilidad del frente se consigue equilibrando el ritmo de excavación de suelo en la citada cámara de presión.

Las máquinas E.P.B. (Earth Pressure Balance o «presión equilibrada de tierras») surgieron a partir del escudo cerrado de las tuneladoras de slurry. La cámara de cortadores utiliza el suelo excavado para ejercer sobre el frente de excavación la presión que lo equilibra a sección completa, dejándolo estable. Para controlar esta presión se utiliza un tornillo sin fin que regula la velocidad de salida del suelo excavado de la cámara de excavación. Las tierras se vierten a una cinta que descarga sobre vagones, que, a su vez, las transportan al exterior para ser finalmente llevadas a vertedero. Con la inyección de agua mezclada con materiales tensoactivos, espumas o polímeros, en la cámara que contiene suelo excavado se modifica la consistencia de éste para hacerlo apto para su extracción por tornillo. Estos agentes condicionantes convierten el suelo excavado en una pasta que soporta de forma muy eficaz la presión efectiva del frente de excavación, creando en el tornillo de salida de residuos un tapón de lodos densos e impermeables, que impide la salida de suelo más húmedo al abrir la compuerta de salida.

El punto débil de estas máquinas EPB es el rodamiento principal. El enorme empuje horizontal de los gatos con que la cabeza está empujando contra el suelo al excavar pasa a la cabeza, donde el rodamiento es el elemento transmisor.

El espacio comprendido entre la superficie cilíndrica excavada y el trasdós del anillo de hormigón, se rellena inyectando mortero de cemento, cuya función es doble, una es equilibrar presiones transmitiendo las cargas del terreno a la estructura anular del hormigón del anillo y la otra es contribuir a la impermeabilización del túnel. 

De forma resumida, el proceso de excavación es el siguiente:

• Montaje de la cabeza y coraza del escudo en un pozo entre pantallas creado al efecto o bien aprovechando la excavación para una estación o pozo de infraestructura.
• Creación de una estructura de empuje a la que se transmite el esfuerzo de unos gatos de avance de escudo, hasta que el rozamiento entre los anillos colocados y el terreno es suficiente como para que deje de necesitarse.
• Excavación del terreno mediante las cuchillas del disco giratorio del frente, transmitiendo la fuerza de empuje contra el terreno desde el último anillo colocado a través de gatos hidráulicos.
• Cuando se ha avanzado la excavación la longitud correspondiente a un anillo, los gatos de empuje se retraen secuencialmente a la vez que se van colocando las dovelas de revestimiento.
• Se excava de nuevo transmitiendo la carga a la cabeza a través de los gatos que se han ido apoyando en las sucesivas dovelas colocadas en el último anillo.
• Inyección entre el terreno y el revestimiento anular de dovelas, entre el último tramo inyectado y la parte final de la coraza, donde se sitúan los cepillos de sellado.
• Repetición de la secuencia de excavación y colocación del anillo que conforma el revestimiento definitivo del túnel.

LAS ESTACIONES

En líneas generales, las estaciones están configuradas por un gran recinto formado por pantallas y losas de hormigón armado, con un ensanchamiento en un extremo, correspondiente al vestíbulo y a los bloques de escalera que dan acceso a los andenes; en el resto del recinto la anchura se limita a la necesaria para alojar la caja de vías y los andenes.
 

Método "cut and cover"

Este método constructivo ha sido empleado en casi la totalidad de las estaciones de la línea. Tiene tres variantes, que se describen a continuación:

En la primera de ellas, tras la retirada de los servicios afectados y desvío del tráfico en la zona de afección, se prepara la superficie de trabajo. A continuación, después de la realización de los correspondientes muretes guía, se excavan y hormigonan por bataches las pantallas perimetrales que confinan el recinto de la estación. En estaciones con luces entre pantallas de cierta entidad, se reparten éstas, empleando pilas-pilote intermedias, que se ejecutan antes de hormigonar la cubierta. Una vez descabezadas las pantallas y las pilas-pilote, se construye la losa de cubierta y, posteriormente, se impermeabiliza. En este punto, se puede comenzar a rellenar con tierras sobre la cubierta y reponer los servicios y el tráfico, al mismo tiempo que se excava bajo la losa hasta llegar al nivel del vestíbulo, donde se ejecuta la losa de vestíbulo. Seguidamente, se continúa la excavación hasta la cota inferior de la contrabóveda, que se ejecuta a continuación. Por último, una vez ha terminado su trabajo la tuneladora, se realizan los andenes y acabados.

La segunda variante se diferencia, básicamente, en el momento y forma de ejecutar la losa de cubierta. Una vez ejecutadas las pantallas y pilas-pilote, se excava hasta el nivel del vestíbulo y se hormigona la losa de vestíbulo. Seguidamente, se colocan vigas prefabricadas y se hormigona la cubierta. A continuación se reinicia la excavación bajo el vestíbulo hasta la cota inferior de la contrabóveda. Los demás pasos son similares a los del método anterior. 

En la tercera variante, tras la ejecución de la losa de cubierta se excava hasta la cota inferior de la contrabóveda y, tras hormigonado, se construye la losa del vestíbulo apoyada en pilares cimentados en la contrabóveda. Es el caso de la estación de Los Espartales, en Getafe.

En las estaciones en las que no dio tiempo a realizar la excavación antes del paso de la tuneladora, principalmente por estar muy cerca del pozo de ataque respectivo, se excavó primero el túnel teniendo que ser demolido el revestimiento a posteriori, cuando se realizó el vaciado del recinto de la estación.

Ejecución a cielo abierto

En zonas donde la disponibilidad del suelo lo ha permitido, como en la estación de Manuela Malasaña, en Móstoles, situada en suelo urbanizable no programado y libre de edificaciones cercanas, se construye la estación a cielo abierto, con carro en el interior de una trinchera previamente ejecutada y cimentado de la bóveda in situ.

Cajón hincado en intercambios Metrosur-Renfe. Caso particular: Alcorcón Central

Para asegurar la conexión y conectividad entre METROSUR y RENFE fue necesaria la ejecución de cajones hincados bajo las vías del ferrocarril, creando corredores y vestíbulos, excepto en las dos estaciones ubicadas en Getafe, que tienen intercambio directo con la red de Cercanías.

Para observar las distintas fases de los procesos de ejecución e hinca de un cajón se va a estudiar, a continuación, el caso particular de la estación de Alcorcón Central.

Se construyó un intercambiador de transporte entre la línea  C-5 de Cercanías de RENFE y METROSUR, para lo cual fue necesaria la demolición de la antigua estación. La nueva estación de ferrocarril, mucho más amplia y moderna, se encuentra situada en el mismo lugar que la antigua y junto a la nueva estación de METROSUR, Alcorcón Central.

Para posibilitar el paso de viajeros desde un andén a otro y para acceder a la estación de METROSUR desde la calle Berlín, que se realiza bajo la plataforma del ferrocarril, se construyó un cajón de hormigón armado, que fue empujado mediante gatos hidráulicos desde el lado de la calle Berlín hacia el lado de la Avenida de Móstoles.

Antes de la realización in situ del cajón, de sección rectangular y de dimensiones exteriores 10,80 m de ancho, 8,68 m de alto y 20,43 m de largo, se ejecutaron una serie de pilotes de hormigón para conformar y proteger el recinto de excavación.

Una vez realizada la excavación, se procedió a la ejecución de una solera de hormigón que se recubrió con una lámina de plástico para facilitar el empuje del cajón que iba a construirse sobre ella. A continuación se realizaron la losa de fondo del cajón y los hastiales, con sus correspondientes armaduras de espera, para, posteriormente, pasar a ejecutar la losa superior del cajón, utilizando una cimbra para apoyar los encofrados.

Una vez adquirida la resistencia necesaria, se descimbró la losa superior y se procedió a apear las vías del ferrocarril para poder comenzar con el empuje del cajón.

A continuación, se instaló el sistema de empuje o hinca horizontal, consistente en una serie de 12 gatos hidráulicos de 20 cm de diámetro y una capacidad máxima de empuje de 350 t, dispuestos en dos grupos de tres parejas. La reacción de estos gatos se transmite a una rígida estructura metálica, que a su vez apoya en un muro hormigonado contra el terreno.

El proceso de empuje se realizó durante diez días, en tramos de algo más de 2 m, para poder ir excavando el terreno del frente abierto del cajón sin que hubiera riesgo de desprendimiento de los laterales.

En la tabla adjunta se observa cómo aumentan las presiones alcanzadas por los gatos y el empuje total de éstos se indican a medida que aumenta el avance a origen del cajón, debido al comienzo del rozamiento de la base del cajón sobre el terreno, fuera ya de la lámina de plástico.

El rozamiento va aumentando progresivamente y con él la presión ejercida por los gatos, hasta un máximo de 5.000 t de empuje total. El peso del cajón es de 1.400 t, aproximadamente, y el recorrido total es de 20,79 m.

En los planos adjuntos se indican los perfiles longitudinales y la sección transversal, en las posiciones inicial y final del proceso de empuje.

LA SUPERESTRUCTURA

Se trata de vía en placa con carril naturalmente duro de 54 Kg/m, del tipo UIC-54 en barras de 18 m de longitud, apoyado sobre tacos de hormigón armado recubiertos con elastómero. Esta solución optimiza el mantenimiento de la vía a lo largo de su vida útil. Los tacos tienen que soportar una carga de 12,5 toneladas por eje y las sujeciones con el carril son del tipo SKL-1 o bien Pandrol, según la atenuación de vibración y ruido requerida, y sistema de fijación Vossloh, con elastómero tipo Corkelast. Además, se emplearon aparatos de vía, soldaduras aluminotérmicas de carril y hormigón para la ejecución de la superestructura.

En general, la superestructura se hormigonó o bien en tramos de vía sencilla, aproximadamente de 100 m de longitud para, a continuación, ejecutar la otra, o bien a sección completa, es decir, vía doble.

En los tramos ejecutados con tuneladora, una vez retiradas las vías provisionales, se rellenó la zona interior del anillo con una capa de 1 metro, aproximadamente, de grava-­cemento, con el fin de alcanzar la cota de hormigonado necesaria para la instalación de la vía. A continuación, se colocó la vía con sus tacos, soportada por pórticos provisionales apoyados en la grava-cemento, con sus patas embutidas en tubos de plástico para poder recuperarlos después del hormigonado de la plataforma.

Metrosur es una línea que se puede considerar piloto en materia de innovaciones y en la que descubrimos hoy muchas de las soluciones que se generalizaron  en el Metro.

Nuevos y sofisticados diseño de mobiliario han sustituido a los antiguos, complementando esa renovación y modernización de imagen a la vez que cumplen con sus exigencias funcionales. Los torniquetes incorporan renovados softwares, que permiten distintas aplicaciones, optimizando su rendimiento. Asimismo, las máquinas expendedoras se incorporan a esa modernización y al conjunto estético de la estación.

Electrificación

El sistema de tracción, que permite la circulación de los trenes, se alimenta a través de 12 subestaciones eléctricas emplazadas en otras tantas estaciones, ubicadas en forjados intermedios de la estructura subterránea de cada estación.

Estas subestaciones, además de alimentar la tracción de la línea, dan servicio a los centros de transformación instalados en todas las estaciones para abastecer a todas las demás instalaciones: escaleras mecánicas y ascensores, sistemas de ventilación y bombeo, alumbrado, etc.

Señalización

Se incorporan todos los sistemas de seguridad que controlan la circulación de trenes (ATP) y la conducción automática (ATO) que permiten reducir al máximo el intervalo entre trenes con el consiguiente aumento de capacidad de la línea.

Comunicaciones

Se incluye una red de transmisión multiservicio:voz, datos y video por ATM/IP sobre soporte de fibra óptica para la línea y las estaciones. Se incorpora también el sistema TETRA de radio trunking digital para agilizar las comunicaciones con el material móvil y los servicios de seguridad y emergencias.

Escaleras mecánicas y ascensores

Todas las estaciones están dotadas de escaleras mecánicas y ascensores que salvan los desniveles de calle a vestíbulo y de vestíbulo a andenes y permiten el acceso a viajeros con movilidad reducida.

Protección contra incendios

Se incorpora:

• Detección precoz por aspiración, facilitando una vigilancia continua de los riesgos
• Extinción de incendios mediante sistemas centralizados de agua nebulizada
• Extinción mediante columna seca en estaciones, pozos de ventilación y salidas de emergencia

Ventilación

El sistema de ventilación en túneles y acondicionamiento ambiental de las estaciones está basado en la realización de una serie de pozos (extracción, compensación e inmisión) donde se ubican los equipos mecánicos (ventiladores, silenciadores, etc.).

Salidas de emergencia

Se dotó de salida de emergencia a todas las estaciones, como alternativa a la salida por vestíbulo, y dentro del túnel, de tal manera que haya una, al menos, cada 1000 metros.

La red de Metro es un sistema de transporte en el que es necesario que existan instalaciones y servicios que, si bien no son percibidos por el usuario, resultan vitales para el desarrollo de la actividad.

Entre ellos destacan por su importancia las cocheras del material móvil. En ellas se realizan las labores de mantenimiento y se estacionan los trenes cuando no están en servicio.

Metrosur cuenta con dos modernas cocheras. Una en la estación de El Bercial, entre las localidades de Getafe y Leganés, y es la única subterránea. Está dedicada fundamentalmente al estacionamiento de trenes. Tiene una capacidad de 8 vías de 115 metros de longitud.

La otra se encuentra en Loranca, entre Fuenlabrada y Móstoles, construida en superficie y destinada, tanto a estacionamiento como a mantenimiento de primer nivel. Tiene una capacidad de 18 vías de 115 metros, y se dispuso también 7 vías más para alojar los vehículos auxiliares necesarios para el mantenimiento de vía catenaria.

El diseño de las instalaciones para mantenimiento de primer nivel queda condicionada por estudios del número de trenes que deben albergar simultáneamente. Se dividen en módulos específicos según la operación que se vaya a realizar sobre el material móvil: estacionamiento, mantenimiento o lavado.

La zona de mantenimiento preventivo y correctivo es más difícil de diseñar debido a las peculiaridades de éste. Las vías suelen estar montadas sobre pilares de hormigón o metálicos para permitir la existencia de fosos para poder trabajar bajo los bastidores de los trenes.

Las instalaciones para el mantenimiento de segundo nivel se diseñan y construyen no tanto como talleres ferroviarios puros, sino como verdaderas instalaciones industriales fabriles.

De forma complementaria a las cocheras se han construido 4 vías apartadero, en la estación de la Universidad Rey Juan Carlos, que son utilizadas para regular el número de trenes en circulación.

Instalaciones para mantenimiento. Primer nivel

• Estacionamiento
• Mantenimiento programado de ciclo corto
• Limpieza
• Reparación de averías

Instalaciones para mantenimiento. Segundo nivel

• Revisión y reparación de equipos
• Grandes modificaciones
• Repintados
• Reparación de accidentes

El material móvil utilizado en Metrosur es del tipo 8000. Cada tren transporta 609 pasajeros (dos plazas para PMR), tarda 58 minutos en recorrer completamente el anillo. La frecuencia media entre trenes se sitúa en torno a los tres minutos.

Su diseño y fabricación se realizó íntegramente en España. La motorización de estos trenes permite una aceleración máxima de 1,2 m/s2 y circulan a una velocidad punta de 110 Km/hora. Disponen de sistema informático de ayuda a la conducción y mantenimiento, caja negra, sistema de protección automática de trenes (ATO), sistema antiempotramiento, radioteléfono, megafonía y aire acondicionado.

La principal cualidad de estos trenes es su funcionamiento a 1.500 Vcc, que permite aumentar sus prestaciones de velocidad y equipamiento. Además, la construcción de las cajas ha utilizado una aleación ligera de aluminio que permite disminuir el peso de los vehículos y su consumo de energía.

En materia de seguridad, son los primeros vehículos ferroviarios, junto con los de la serie 7000, en equipar a bordo sistemas de extinción de incendios por agua nebulizada. También se han incorporado escaleras laterales para la evacuación de pasajeros en caso de incendio y sistemas de fotoluminiscencia y videovigilancia interior.

Las composiciones de los trenes de la serie 8000 están formadas por tres coches, de una longitud total de 55,5. La configuración es de tren continuo.