Manuel Melis Maynar

Catedrático de Ingeniería del Terreno

Catedrático de Ferrocarriles

LA AMPLIACIÓN 1995-1999 DEL METRO DE MADRID. PROYECTO Y CONSTRUCCIÓN DE

38 km DE TÚNEL Y 35 ESTACIONES EN 40 MESES

Indice

1.- Generalidades sobre la Ampliación

2.- Antecedentes del Metro de Madrid

3.- Evolución y tendencias en el transporte de Madrid

            3 a.- La estrategia urbana y regional

3 b.- Las redes de Metro en el Mundo.

3 c .- Objetivos de la ampliación de la red de Metro.

3 d .- Definición de la ampliación necesaria

4.- Historia resumida de la Compañía Metro de Madrid

5.- Técnica de la Ampliación del Metro. Métodos constructivos seleccionados. Equipos y rendimientos necesarios. Optimización

6.- Programa de trabajos general. Proyectos y obras

7.- Licitaciones y adjudicaciones de los proyectos y obras

8.- Acceso al aeropuerto. Una obra más

9.- Resultados de la ampliación.

1.- GENERALIDADES

“Jamás se ha hecho, ni se hará. Es imposible construir en una gran ciudad 20 km de Metro subterráneo en 4 años, ni aún teniendo los Proyectos de Construcción aprobados y preparados para licitar las obras”.

El Metro de Londres estaba en 1995 ampliando su Línea Jubileo en 16 km, de los que solamente 12.4 eran en túnel.  Los primeros Proyectos fueron adjudicados a finales de 1990, y en 1998, tras grandes retrasos en la puesta en servicio, todo el equipo directivo de ingenieros ingleses de la ampliación fue cesado y sustituido por la Ingeniería americana Bechtel para intentar terminar a cualquier precio antes de las celebraciones del Millennium, el 1 de Enero del 2000. El coste superó el doble del inicialmente previsto, llegando finalmente a los 6.000 Millones de $USA, resultando en unos 54.000 Millones de Pta por kilómetro, mientras que la ampliación del Metro de Madrid que se describe en este libro costó 5.600 Millones de Pta por km. El Metro de Atenas ampliaba también en 1995 su red en 18 km y 21 estaciones, habiéndose abierto la Licitación en 1987, y sólo a finales de 1999 lograron poner en servicio la mitad de esa ampliación, con un coste del orden de los 30.000 Millones de Pta por km. El Metro de Lisboa aumentaba su red en 18 km, con los Proyectos comenzados en 1991. Todos los técnicos de estas y otras ciudades que fueron consultados repetían el párrafo anterior. Es imposible construir 20 km de Metro subterráneo en 4 años. Evidentemente, no conocían, ahora sí, lo que es capaz de hacer la Ingeniería de Caminos española.

Pues bien, 4 años después de la orden de comienzo dada por la Consejería de Obras Públicas de la Comunidad de Madrid se han proyectado, construido y puesto en servicio 37.5 km son de Metro subterráneo con 35 estaciones y 18.5 km más de Metro al aire libre, con 4 estaciones más. El total en 40 meses es de 56 km de Metro y 39 estaciones. Esto se ha conseguido además con el coste por kilómetro citado de 5.600 Millones de Pta por km, la décima parte del coste de Londres, menos de la tercera parte del coste de Lisboa y menos de la cuarta parte del coste de Atenas y de Los Ángeles. Las más importantes revistas internacionales de túneles y obras subterráneas (World Tunnelling, Tunnels & Tunnelling International) han dedicado números especiales a este Proyecto, lo que no había ocurrido antes para ninguna obra del mundo salvo el Canal de La Mancha, y lo dicho en estas revistas sobre la ampliación no se había dicho jamás de ninguna otra obra pública, española o extranjera. En Noviembre de 1999, el World Bank, organismo dedicado entre otras cosas a financiar este tipo de Proyectos de infraestructura a lo largo y ancho del mundo, lo puso como ejemplo para el resto de ciudades, diciendo textualmente, y cito:  “the Madrid metro has been expanding its network at costs substantially below the levels that were internationally considered posible. The whole world could learn from this evidently superb manner of procurement and implementation”.

 En las siguientes páginas se resumen algunas de las reflexiones y decisiones que llevaron al autor de este Capítulo y a su equipo a conseguir lo que no se había conseguido nunca antes en infraestructuras pesadas urbanas.

La red de Metro de Madrid tenía en 1995 una longitud de 120 km y 158 estaciones. Mientras que en los últimos 20 años la población de la ciudad de Madrid descendió del orden de un 9%, las ciudades de la periferia aumentaron su población en un 45%, servidos por autobuses interurbanos y los trenes de Cercanías de RENFE. La necesidad de un aumento de la red de Metro era apremiante.

En la figura puede verse la evolución del número de viajeros servidos por la red de Metro de Madrid desde sus comienzos en 1919. El máximo tuvo lugar en el período 1968-1975, cuando lo llegaron a utilizar más de 500 millones de viajeros al año. Desde entonces ha ido decreciendo gradualmente, hasta que la aplicación de las nuevas políticas tarifarias por el consorcio Regional de Transportes, creado en 1982, logró incrementar de nuevo su utilización. Esta política tarifaria es, ni más ni menos, que abaratar enormemente el coste del viaje. El Metro de Madrid es uno de los más baratos del mundo, y los costes se cubren a través de  importantísimas subvenciones de la Comunidad, Ayuntamiento y Estado. Como puede verse en la figura, en 1995 lo utilizaron 358 millones de personas, y con los 56 nuevos km de red de la ampliación de la Comunidad de Madrid los usuarios pasaron a ser 480 Millones en 1999, siguiendo creciendo en número durante los primeros meses del año 2000 en unos porcentajes superiores al 5%. Ya sólo este aumento de más de 120 millones de usuarios da idea de la enorme importancia que ha tenido la Ampliación de Metro de Madrid para la ciudad y para el transporte y la movilidad de toda la Comunidad autónoma. Más aún: cuando un usuarios toma un autobús y luego toma otra línea para llegar a su destino, se contabilizan dos viajes. En Metro de Madrid, sin embargo, un usuario transborda entre líneas para llegar a su destino y sólo se contabiliza un viaje. El coeficiente de paso de una forma de medir a otra es del orden de 1.6 en el año 2000. Por tanto, el número real de viajes en Metro de Madrid en el año 2000 era del orden de los 770 millones.

Obsérvese en la misma figura la curva del número de automóviles (turismos) en la Comunidad de Madrid, en color verde. Desde 1960 la motorización ha ido en aumento de forma progresiva, salvo la baja durante la crisis de los años 1980-1985. El descenso del número de usuarios de Metro desde 1975 hasta 1982 se solía achacar a la introducción de la jornada continua, que eliminaba los viajes de mediodía, y sobre todo al aumento en el uso del vehículo privado. De la figura podemos ver sin embargo que esto no parece ser así, ya que en número de usuarios de Metro entre 1995 y 1999 ha aumentado un 20.9% (de 397 a 480 millones), mientras que el número de turismos lo ha hecho en un 16.5% (de 2.23 a 2.60 millones). Una buena red de transporte público eleva sin duda el número de usuarios, que prefieren utilizarla antes que usar su coche.

En la misma figura puede verse, en color azul, la evolución de la población del Municipio de Madrid. Desde 1985 (3.21 millones) hasta 1999 (2.91 millones) ha bajado un 9.2%. El número de usuarios de Metro en este mismo período pasó de 320.8 millones a 480.0 millones, con un aumento del 49.6%. En los últimos 5 años, desde 1995 a 1999, la población del municipio bajó de 3.03 millones a 2.91 millones, un 3.8%, mientras que los usuarios de Metro subieron un 20.9%.

Las elecciones autonómicas de 1995 fueron en Junio. Nombrado a continuación el Gobierno Regional, el 7 de Julio juraron sus cargos los recién nombrados Directores Generales, y los Proyectos de la ampliación de 56 km de Metro comenzaron en Agosto. En Diciembre de 1998 estaban ya en servicio 20.8 km de red con 18 nuevas estaciones, y el resto quedó en servicio el 15 de Febrero de 1999.

Para la realización del Programa de Trabajos Base (del que se obtuvo el Programa de Trabajos Acelerado con el que se ha construido la ampliación), en los primeros meses de trabajo del nuevo equipo se estudiaron los métodos constructivos que era necesario utilizar para cumplir el programa. Se estudiaron los procesos constructivos utilizados en las ampliaciones de Metro importantes que se estaban llevando a cabo en Europa, tales como la de Valencia y Bilbao en España que aunque son pequeños metros de vía estrecha tienen procesos constructivos similares, los de Lille, Lyon, Toulouse, Paris, Londres, Milán, Roma, Colonia, en el túnel de la Mancha y el Storebaelt y en algunas otras ciudades como Sao Paulo, Los Angeles, Seul, El Cairo, Hong Kong, Santiago y Taipei. Por diversos motivos que el lector entenderá  no pudieron estudiarse las ampliaciones de metro de países muy alejados como China, que está ampliando los de Pekín, Tianjin y Guangzou,  o Japón, que hubiese sido sin duda muy instructivo por ser el país padre de las EPB, donde se han fabricado más de 1.200 equipos EPB o Slurry, llegando a secciones de túnel de 14.5 metros de diámetro bajo la bahía de Tokio y donde ya hay tuneladoras totalmente automatizadas, manejadas por robots, así como tuneladoras de dos cabezas como en el metro de Hiroshima o hasta de tres cabezas capaces de hacer una estación completa como en los metros de Osaka y Tokyo. Pero fundamentalmente se estudiaron los procesos constructivos utilizados en el Metro de Madrid desde su primera obra en 1917, ya que las características geotécnicas del terreno y otros condicionantes locales son extremadamente importantes en la acertada elección de los procesos constructivos.  Entre otros condicionantes, se pretendía evitar el tener que construir por motivos técnicos las nuevas líneas tan profundas como la Línea 6 Circular o la línea 9, dados los gravísimos inconvenientes que se venían observando tanto para los usuarios, por problemas de accesibilidad, como para el mantenimiento y la explotación.

De estos estudios iniciales, y por el interés que puedan tener para el lector u otros profesionales de la Ingeniería de Caminos española, se resumen en este y posteriores capítulos algunas notas sobre los procesos constructivos utilizados en la construcción del Metro de Madrid desde 1917 hasta nuestros días, así como algunas de las reflexiones del autor que le llevaron a la elección de los métodos con los que se ha trabajado en la Ampliación 1995-99.

Digamos en primer lugar que algunas decisiones a tomar para la construcción de la ampliación del metro parecieron evidentes al autor de estas páginas:

1.- El Proyecto de la Ampliación de Metro de la Comunidad de Madrid sólo tendría éxito si las actividades críticas y peligrosas tenían éxito. Estas actividades eran los túneles de Metro. Estos túneles de gran diámetro son una de las obras más difíciles de la Ingeniería de Caminos. Los túneles de Metro son los más difíciles de construir sin accidentes ni colapsos por ser túneles urbanos, superficiales, en una ciudad densamente habitada, con más de 500 años de antigüedad, con multitud de servicios bajo el pavimento y, sobre todo, por tratarse de suelos y rocas blandas, con los enormes problemas de estabilidad del frente del túnel y del control de subsidencias en superficie para los edificios habitados encima. No era comparable a la construcción de túneles en buena roca dura bajo una montaña, donde encima sólo habría pinos, encinas o abetos, donde el único problema es el control del empuje lateral del macizo, el desgaste de los cortadores de disco y donde las tuneladoras jamás dejarían de excavar para montar el anillo y podían por tanto obtenerse rendimientos superiores a los 1.000 metros al mes.

2.- Para el éxito en la construcción de los túneles era necesario fijar unos criterios claros y prioritarios, a saber:

  -         Los procesos constructivos debían dar la máxima seguridad a los operarios dentro del túnel.

  -         Debían dar también la máxima seguridad a los edificios y otras estructuras urbanas situadas encima o en las proximidades de los túneles.

  -         El túnel debía ser geotécnicamente muy seguro. Se decidió exigir una superficie de frente de suelo expuesto mínima, inferior a la utilizada jamás en túneles urbanos.

  -         No se tendrían en consideración factores de coste o de plazo frente a los de seguridad en los trabajos subterráneos.

3.- Ningún proyecto de trabajos subterráneos de la envergadura de estos 37 km de túnel de gran diámetro podía contratarse bajo la modalidad de precio fijo. En opinión del autor de estas páginas es científicamente imposible para ninguna Administración suministrar la información geotécnica completa y adecuada que permita a los Contratistas Licitadores valorar adecuadamente la construcción de un túnel. Incluso con un túnel piloto completo construido como parte del Proyecto de Licitación, las condiciones geotécnicas del macizo pueden variar tan sustancialmente que el contrato quede sin valor alguno y la construcción termine en los tribunales, decidiendo sobre las reclamaciones contractuales. Lo mismo es aplicable a las obras marítimas, las presas y cualquier obra pública en la que la naturaleza juegue un papel importante (¿puede estimarse con certeza e incluir en un Contrato la ola máxima que llegará a un dique de abrigo en un invierno, o la máxima avenida durante la construcción de una presa?). Esto puede comprobarse hoy en los túneles del Pinglin, en Taiwan, donde las tuneladoras llegaron en 1994 y sólo han construido un par de kilómetros en 5 años por este tipo de problemas contractuales. El lector comprenderá que no demos datos de túneles españoles que se han construido a razón de un kilómetro por año cuando podrían haberlo sido a razón de un kilómetro por mes. Se decidió en consecuencia que las modificaciones de los Proyectos que prevé la Ley de Contratos española así como los Proyectos Adicionales serían tratados y tramitados con la máxima prioridad a fin de que los trabajos llevaran el ritmo adecuado y el dinero invertido por los contribuyentes nunca quedara inactivo durante meses o años como ocurría en otros proyectos.

4.- La selección de los Consultores Autores de los Proyectos y los Contratistas Constructores de los mismos se haría con el máximo cuidado, teniendo en cuenta la experiencia en túneles en suelos blandos de los ingenieros y técnicos propuestos por cada Licitador. Un túnel en suelos blandos es, además de un oficio, un arte, y el Cliente debe elegir al artista de la misma forma que elige a Callas frente a Caballé, o viceversa, para cantar la Norma o Puritani. Los criterios de evaluación de las ofertas se basarían en un 30% en la oferta económica, un 20% para el plazo ofertado y un 50%  en las condiciones técnicas y el equipo humano y medios auxiliares. El prepotente funcionario o el Interventor, que en su despacho limpio y enmoquetado, con plantas, banderas, suave música ambiental y aire acondicionado, escribe asépticamente que todas las empresas que tienen la misma Clasificación están capacitadas por la Ley para hacer los mismos trabajos, y que a la Administración sólo debe importarle el coste del Contrato, no está con nosotros, dias y noches en el barro, el frío y el agua dentro del túnel con edificios de 13 plantas habitados encima a sólo 20 metros de distancia, ni sabe qué es el que colapse un túnel en una ciudad. Sólo nos exigirá responsabilidades después a los Ingenieros si el túnel colapsa, y nos hará sentar en el banquillo si algo ocurre, como ya hizo con nuestros compañeros los Ingenieros de la Presa de Tous.

5.- Debía desarrollarse un sistema de control de los trabajos subterráneos que permitiera seguir en detalle y con la máxima precisión la influencia que tenía la excavación de los túneles sobre los edificios y otras estructuras de superficie. Este sistema debía ser capaz de ayudar a detectar los posibles problemas que pudiesen aparecer y estudiar las soluciones correspondientes con el tiempo suficiente para ponerlas en práctica. De esta forma podrían construirse las estructuras adicionales necesarias para la seguridad total de los trabajos, acordar su coste con los Contratistas, aprobar los correspondientes Proyectos Modificados o Complementarios que fuesen necesarios y poner en marcha inmediatamente las soluciones elegidas. Debía conseguirse identificar los problemas con la antelación suficiente para evitar que llegaran a ser irresolubles, como había pasado con los colapsos de los túneles del Metro de Munich o Sao Paulo, los colapsos del Heathrow Express en Londres, las estaciones del metro de Lisboa, los túneles del Metro de Los Angeles o de Atenas, o los gravísimos problemas del enlace Great Belt o Storaebelt en Dinamarca, entre otros grandes proyectos. El sistema fue desarrollado y puesto en práctica, ha permitido seguir la evolución de los más de 8.200 puntos de control situados en toda la ciudad y ha sido una gran ayuda para evitar los colapsos en túneles, que gracias a Dios no se han producido.

6.- No se contrataría a una gran Consultora nacional o mundial como Project Manager de la ampliación. La experiencia de estas empresas en proyectos similares en otras ciudades demuestra que no resuelven los problemas de coste, de calidad ni de plazo, y el lector comprenderá que el autor no dé más detalles sobre este punto. La dirección de los trabajos de Ampliación se ha llevado por los competentes funcionarios de la Comunidad de Madrid, los Ings. de Caminos D. Jesús Trabada y D. Manuel Arnáiz. La Dirección y redacción de los Proyectos de Obra Civil e Instalaciones, así como la puesta en marcha de los tramos completos, se ha llevado a cabo por el Director de Metro de Madrid D. Ildefonso de Matías con su equipo. Casi finalizando la ampliación de Metro, cuando surgieron los gravísimos problemas de colapso del aeropuerto de Barajas, se observó que como solución se decidió por el Ministerio la contratación por AENA de una empresa de Project Management inglesa para la construcción de la Nueva Área Terminal. Con todo respeto a esta decisión y a nuestros colegas ingleses, da pena ver que la Ingeniería aeronáutica española, que controla férreamente todos los puestos directivos de AENA, tenga que contratar ingeniería extranjera para resolver un sencillo problema de construir en plazo unas cuantas zanjas, unos pocos edificios bajos y unas cuantas toneladas de aglomerado. El autor opina que cualquier Ingeniero de Caminos español actual lo hubiera hecho sin ninguna dificultad.

7.- La ampliación de Metro de la Comunidad de Madrid era un proyecto en que la Geotecnia o Mecánica del Suelo jugaba un factor decisivo. Si se solucionaban los problemas geotécnicos, el proyecto tendría éxito. Se decidió por tanto que los mejores expertos españoles en esta ciencia serían los asesores a tiempo completo de la Dirección de los trabajos. Los Profesores Drs. Ings. de Caminos, Catedráticos de Geotecnia D. José Mª Rodríguez Ortiz y D. Carlos Oteo del Mazo, ambos con más de 30 años de experiencia en túneles en suelos blandos, han sido un factor decisivo en el éxito de la ampliación. El desarrollo del modelo numérico del comportamiento de las grandes tuneladoras de presión de tierras (EPB) utilizadas, así como el análisis e interpretación de todos los resultados de las medidas de auscultación, ha sido desarrollado por el Dr. Ingeniero de Caminos D. Luís Medina Rodríguez, Profesor Titular de Geotecnia de la Escuela de Caminos de Coruña, con la colaboración constante de otros brillantes Ingenieros de Caminos, Pedro Sola, Pedro Romo y Jesús Sanz, profesionales de gran experiencia en la problemática de los túneles urbanos.

8.- Como se verá en las páginas que siguen, el método constructivo base elegido fue la utilización de la tuneladoras o escudos de presión de tierras (EPB, earth pressure balance). Por ello, la especificación de las características de estos equipos era muy importante. Esta especificación se hizo directamente por la Dirección General de Infraestructuras de la Consejería de Obras Públicas de la Comunidad de Madrid. Junto a este equipo humano trabajaron los equipos de maquinaria de los contratistas adjudicatarios y los respectivos fabricantes de las tuneladoras. Las 4 grandes tuneladoras EPB que han construido la ampliación de metro, de 9.4 metros de diámetro, son las más potentes que pueden encontrarse en el mundo. El empuje máximo de gatos se subió del recomendado de 6.000 t hasta 10.000 t. El par motor de la cabeza de corte, recomendado en 1.600 mt se subió hasta 2.000 mt. Esto, entre otros factores, ha sido clave para el éxito de la excavación de los túneles.

La red de Metro de Madrid es una de las más importantes del mundo. En la siguiente tabla se resumen las 20 mayores redes de Metro  ordenadas por longitud total de red.

Además, es una de las primeras que se construyeron. La siguiente tabla relaciona los primeros Metros construídos en el mundo: