Dividido en dos contratos y abarcando a las comunas de Huechuraba, Recoleta, Vitacura, Las Condes, La Reina y Ñuñoa, el proyecto AVO busca alivianar el flujo de tránsito por el anillo Américo Vespucio, implementando una solución de autopista subterránea inédita en el país.
El constante crecimiento de la Región Metropolitana -poco más de 7 millones de habitantes de acuerdo al Censo de 2017, y con una proyección de 9 millones de habitantes para el año 2035, según el Instituto Nacional de Estadísticas- presenta una serie de inconvenientes propios de una urbe que, por ejemplo, ve aumentar exponencialmente su parque automotriz mas no su infraestructura vial.
En ese sentido, el proyecto Américo Vespucio Oriente, que está dividido en dos fases, obedece a estas características: por una parte, se trata de una alternativa que busca alivianar la congestión creciente en el anillo Américo Vespucio y por otra, se busca innovar respecto a soluciones ingenieriles, como en este caso, utilizando diversos métodos para conformar una solución vial integral.
AVO I: Historia de su licitación
Uno de los primeros grandes desafíos que debió enfrentar el proyecto Américo Vespucio Oriente (AVO) -que está a cargo del Departamento de Concesiones del Ministerio de Obras Públicas (MOP)- fue su extensión y alcance para la ciudad de Santiago.
En este aspecto, explicó Rodrigo Richmagüi, ingeniero civil e inspector fiscal de las obras que se desarrollan en AVO I, los motivos para dividir el proyecto completo radicaron, precisamente, en “complicaciones respecto a tipologías de soluciones que se estaban tomando, principalmente, en el tramo comprendido entre Príncipe de Gales y Los Presidentes”.
En esa misma línea, el ingeniero civil comentó que el año 2012 el Ministerio de Obras Públicas finalmente decide dividir la concesión en AVO I y AVO II, estando en el primer contrato “ya relativamente resuelta la solución que se iba a implementar, mientras que AVO II se dejó postergado para estudiar más a fondo que tipo de obra se iba a construir”.
El inspector fiscal de la obra detalló que el camino para que AVO I comenzara a ejecutarse no fue menor. Una vez definida esta división del contrato, el año 2013 se realizó la licitación y al año siguiente se dio inicio a la concesión, que se adjudicó Vespucio Oriente. “El año 2015, se genera el ingreso del Estudio de Impacto Ambiental al Sistema de Evaluación Ambiental y dos años después, el año 2017, a finales de ese año, se logra la RSA y finalmente, durante mediados de 2018, empezaron a generarse los primeros movimientos constructivos de la concesión”.
Datos generales de AVO I
“AVO I es uno de los contratos importantes en cuanto a nivel de inversión y relevancia ingenieril que tiene el Ministerio de Obras Públicas”, subrayó Rodrigo Richmagüi, agregando que, en el caso de esta concesión, cuenta con una inversión cercana a los mil millones de dólares.
Respecto a la ubicación de esta gran obra, esta se extiende desde el sector de El Salto, en la comuna de Huechuraba, donde se empalma con las concesiones de Vespucio Norte y Túnel San Cristóbal, hasta Avenida Príncipe de Gales, en La Reina. En ese punto, explicó el ingeniero civil, AVO I se conecta con la concesión de AVO II.
“Geográficamente, AVO I está dividido en dos sectores: el que se desarrolla desde El Salto hasta Puente Centenario, de una longitud de 3,3 kilómetros, y el que va desde Puente Centenario hasta el sector de Príncipe de Gales, con una longitud aproximada de 5,6 kilómetros”, detalló Richmagüi.
Sin embargo, lo más complejo de AVO I es el desarrollo de cuatro tipologías de obra distintas que atraviesan todo el proyecto. Estas corresponden, primero, a un viaducto, que es el viaducto El Salto, que surge en el sector de la conexión con el contrato Vespucio Norte. Después, tenemos un túnel minero que es el Túnel La Pirámide, que tiene una longitud de 2 kilómetros aproximadamente, que se desarrolla a lo largo del Cerro San Cristóbal, cruzando por el Río Mapocho para empalmar con el Parque Américo Vespucio”.
“A lo largo del Parque Américo Vespucio se desarrollan dos tipologías de obra subterránea: una, es una trinchera cubierta que se desarrolla aproximadamente desde el sector Escrivá de Balaguer-Puente Centenario hasta Presidente Riesco, y desde Presidente Riesco hasta Las Luciérnagas-Príncipe de Gales, se desarrolla un túnel híbrido, que es el túnel que finalmente se empalma con AVO II”, detalló.
Un punto que subrayó el profesional fueron las características de los túneles La Pirámide y el túnel híbrido que va desde Presidente Riesco hasta Avenida Príncipe de Gales. “En el primer caso -comentó- existe una sección que sobrepasa los 250 metros cuadrados. En el túnel híbrido, tenemos secciones que van entre los 100 y 200 metros cuadrados, en calzadas de 3 y 4 pistas. Son áreas bastante relevantes que se desarrollan, en el caso del túnel híbrido, en una cobertura en suelo y en el Túnel La Pirámide, en una mixtura entre suelo y roca”.
Tipología 1: Viaducto El Salto
AVO I cuenta con cuatro tipologías subterráneas distintas que se van desarrollando en toda la extensión del proyecto. La primera, el Viaducto El Salto, tuvo un alto desarrollo en el área de la ingeniería de detalle. “Este fue un punto muy relevante porque se trata de una estructura compleja, que se va adecuando a la condición geográfica que está en el sector”, subrayó el ingeniero.
Otro punto que puntualizó el inspector fiscal es que toda la ingeniería de detalles de esta sección tuvo que aprobarse previamente en el departamento de proyectos estructurales de la Dirección de Vialidad del MOP. “AVO I -y esta parte del proyecto en general- demoraron cerca de 5 años en ser aprobados”, comentó Riochmagüi, con todo lo que lo que ello implica: cambio de consultores, de formas de generar soluciones ingenieriles, entre otros.
Junto con esto, agregó el ingeniero civil, el diseño del Viaducto El Salto debía ser compatible con la condición de tránsito del sector. “Ahí surgió un tema muy importante, que fue el rediseño que tuvimos que hacer de las fundaciones. Esto implicó, básicamente, achicar las fundaciones porque las dimensiones que tenían en el proyecto original eran mayores que las que finalmente resultaron”, explicó.
Este rediseño contempló además exploraciones de suelos adicionales a las que se ejecutaron en este tramo de AVO I. De la misma manera, puntualizó Richmagüi, al extenderse la ingeniería de detalles, el proceso constructivo tuvo que ir aparejado tanto con aprobaciones parciales como la coordinación cercana con las otras dos concesiones que operan en el sector: Vespucio Norte y Túnel San Cristobal.
Finalmente, se incorporó el uso de micropilotes para las fundaciones del viaducto, una solución que no estaba contemplada en el proyecto original. “En el proyecto original, o en las primeras versiones, teníamos cepas de más de 10 metros de ancho, en algunos casos. Muchas de ellas eran cepas con fundación directa por lo que al instalarla, básicamente afectábamos una de las pistas de Vespucio, condición no tolerable porque el nivel de congestión que se iba a generar era demasiado alto”, explicó el ingeniero.
De esta forma, se pasaron de 17 cepas con fundación directa a cero. “Ahora -detalló- pasamos de 12 a 22 cepas con pilote, seis con micropilotes y un par, que poseen tanto pilotes como micropilotes”. Esto redujo también el ancho de los elementos de hormigón: de 10 metros, se pasó a 7,5 metros.
Si bien se afectó el tránsito, el impacto fue menor en una zona extremadamente compleja. Primero, como agregó Richmagüi, por el nivel de coordinación con las otras concesiones y segundo, por el alto flujo vehicular del sector. “Por un lado, está la bajada a La Pirámide, que nos aporta en la mañana cerca de 2 mil vehículos/hora, la salida del Túnel San Cristóbal, que nos genera cerca de 3 mil vehículos/hora. También tenemos Ciudad Empresarial, que es un pueblo industrial bastante relevante y que tiene horarios punta con 3 mil vehículos/hora y la concesión de Vespucio Norte, que nos aporta con 4.500 vehículos/hora”.
Tipología 2: Túnel La Pirámide
La sección del Viaducto La Pirámide es la única en AVO I que va en superficie, hasta que conecta con el Túnel La Pirámide. Este permite conectar el tránsito en sentido sur hacia la comuna de Las Condes y empalma con el sector del Puente Centenario, una vez que cruza tanto el Cerro San Cristóbal como el Río Mapocho, “al que atraviesa de forma subterránea”, puntualiza Rodrigo Richmagüi.
El ingeniero civil comentó que el desafío en esta parte de AVO I estuvo en el diseño geométrico del túnel, ya que éste se encuentra ligado “a todas las singularidades que existen en el tramo: el Cerro San Cristóbal, la Costanera Norte y la pasada por debajo del Río Mapocho”, puntualizó.
Junto con esto, el Túnel La Pirámide cuenta con un ramal -el ramal Mapocho- que, detalló el inspector fiscal, posee una longitud de 1.139 metros de los cuales, 474 metros corresponden a un túnel minero.
“El Túnel La Pirámide está estructurado básicamente en 3 tipos de secciones. Una, es el túnel en mina, que es la sección más característica que posee el Túnel La Pirámide y tiene pistas. Una de las condiciones o características que se puede apreciar y que bueno, se aprecia a lo largo del todo el túnel, es que tiene una galería inferior de evacuación”, dice Rodrigo Richmagüi. Respecto a esto, el ingeniero subrayó que esta condición es bastante peculiar.
“La otra sección relevante que tiene el túnel es la caverna de bifurcación, que es la caverna en la cual se genera la pista de salida hacia el ramal Mapocho. Se trata de una caverna de 234 metros de longitud, que tiene 5 secciones y anchos máximos de cercanos a los 30 metros. Son secciones bastante relevantes”, comentó.
El otro sector importante del Túnel La Pirámide es el que “se aproxima o que pasa debajo del Río Mapocho donde también existe una caverna, que es la caverna sur, en la cual se genera la salida hacia el sector de Escrivá de Balaguer y también, el túnel en su eje principal empalma con lo que es la trinchera que permite el tránsito en dirección hacia el sur, por el parque de Américo Vespucio”, explicó Richmagüi.
Diseño del Túnel La Pirámide
Respecto al diseño del túnel, el ingeniero señaló que en su sección tradicional o de túnel en roca, que comprende desde el Viaducto El Salto, a través del Cerro San Cristóbal, y todo el sector de caverna del tramo, existen 5 tipologías de sostenimiento “dependiendo de la tipología y calidad de la roca. Se utilizan pases que van desde los 4 metros para RMR mayores a 65 y pases de un metro o menos de un metro, ya cuando la calidad de suelo es muy deficiente”.
Para los sectores más complejos del tramo, el ingeniero detalló que se disminuyó el pase y se incorporaron “marcos tipo THN y marcos HEB, y en caso de que sea necesario, también paraguas de micropilotes para afianzar lo que es el suelo”.
La tipología de excavación de este tramo, en la sección de mayor dimensión -la que genera la salida hacia el ramal Mapocho- está supeditada a la calidad de suelo del sector. “Tenemos 15 tipologías de sostenimiento asociados a las diferentes tipologías de RMR y en el caso de la solución de la sección más grande, ésta se excava la sección en 8 fases. Es decir, es un trabajo bastante lento y sobre todo, con RMR bastante bajos, con pases bastante cortos, de 0,75 a 1 metro, así es que uno de los desafíos importantes es poder materializar esta caverna de bifurcación que se genera al interior del Túnel La Pirámide”.
Otro de los aspectos constructivos de este tramo del túnel, es que el revestimiento de éste se realizó con un shotcrete de espesor mínimo de 5 centímetros, con macrofibra sintética. Asimismo, el ingeniero civil explicó que debido a los anchos que se generan en este sector, se ejecutaron revestimientos de entre 25 a 30 centímetros con malla de refuerzo. “Este sector está protegido con un revestimiento que va con fibra de propileno para mejorar las condiciones de resistencia al fuego”, detalló.
Bajo el Río Mapocho
Lo siguiente en el Túnel La Pirámide fue ejecutar la sección que pasa bajo el Río Mapocho. “Este sector, que se materializa en la denominada “caverna sur”, posee 4 pistas y es un túnel estanco, que va con una contra-bóveda completamente armada a lo largo de todo el perímetro de la sección del túnel”, subrayó el ingeniero civil.
En el caso de esta sección, el sostenimiento “tiene un espesor de 30 centímetros y va con marco. Eventualmente, va también con un paragua de micropilotes pesado en caso de que sea necesario y tenemos también un hormigón que va con una macrofibra sintética estructural”, destacó el inspector fiscal de AVO I.
Con 148 metros de largo, la denominada “caverna sur” está dividida en 3 secciones que varían entre los 18,4 y 22 metros “y aquí, el túnel se materializa en lo que es grava típica de Santiago”, explicó el Richmagüi.
Para ejecutar el túnel, la obra tuvo que avanzar en partes: primero, la excavación y sostenimiento de la sección 1 y así sucesivamente, hasta completar todas las secciones. “Cuando el túnel ya esté totalmente excavado y esté estabilizado, se genera lo que es la ejecución del revestimiento completo y posteriormente, los rellenos y acabados en las entradas y salidas del túnel”, comentó.
Con respecto a la impermeabilización del Túnel La Pirámide, la sección que pasa por debajo del Río Mapocho corresponde a un túnel estanco, mientras que el resto de la obra es un túnel drenado, para el que se generó “una solución con geotextil, con láminas de PVC de 1,5mm, malla de 150 por 150 y tubos en sectores puntuales donde aparezcan surgencias de agua”, dijo Richmagüi.
Finalmente, el ingeniero civil destacó la coordinación con las concesionarias de Túnel San Cristóbal y Costanera Norte. Particularmente con la primera, dijo Richmagüi, “en las primeras tronaduras, hubo que coordinar con la concesionaria del túnel para cerrarlo, con todo lo que eso implica”. Asimismo, se realizaron monitoreos permanentes al Túnel San Cristóbal “para ver que las tronaduras que nosotros estábamos ejecutando, no generaran un impacto en esa vía”.
Tipología 3: Trinchera cubierta desde Puente Centenario hasta Presidente Riesco
La siguiente etapa de AVO I corresponde a una tipología de trinchera abierta que se extiende entre Puente Centenario, donde conecta con el Túnel La Pirámide, hasta “el Túnel La Gioconda, aproximadamente”, puntualizó Rodrigo Richmagüi. Es decir, se trata de un túnel de 2,9 kilómetros de extensión, que pasa por el centro del parque de Américo Vespucio.
La trinchera cuenta con dos niveles: el menos 1, que va en dirección hacia el norte, y el menos 2, que se dirige hacia el sur. La configuración básica del tramo en esta sección de AVO I se compone por pilotes y losas, dijo el ingeniero civil.
Según explicó el inspector fiscal, el gran desafío de este tramo correspondió a su proceso constructivo, ya que lo primero que se debe hacer es despejar todo el parque Américo Vespucio, “lo que conlleva a sacar o a hacer el tratamiento de los árboles del parque”, explicó. En ese sentido, Rodrigo Richmagüi comentó que, al declararse como “impacto relevante” en el Estudio de Impacto Ambiental de este tramo de AVO I, “hubo que hacer un trabajo específico y se consideró tratar de salvar la máxima cantidad de especies posibles, así es que nuestra tarea se enfocó en eso”.
En la actualidad, reveló el ingeniero, más de 500 árboles fueron relocalizados en un vivero en la comuna de Padre Hurtado, mientras que una cifra superior a los 100 árboles fue trasplantada dentro del mismo parque. De esta forma, aseguró, “gran parte de los árboles que nosotros afectamos en con la construcción de la trinchera, los hemos ido salvando y los vamos a retornar al parque, una vez que podamos reconstruir el parque”.
Asimismo, destacó el trabajo junto con los municipios afectados -Las Condes y Vitacura- en este aspecto y subrayó que “aquí no hay árbol que no se vea o que no se toque en el cual no se haya coordinado con los municipios”
Luego, comentó el ingeniero, en la ejecución de este tramo de AVO I, se deben considerar tanto la afectación al tránsito como los cambios de servicio. En el primer punto, el inspector fiscal fue categórico: “obviamente, estamos en plena ciudad, es decir, con un flujo de tránsito muy importante. El objetivo es tratar de minimizar la afectación tanto a la comuna como a la ciudad porque muchas veces, los desvíos que uno genera no solamente tienen afectación comunal, sino que muchas veces, inciden en la ciudad”.
En este punto, el ingeniero destacó el rol de la Seremi de Transporte, que actuó “como una ventanilla única, ya que pone en conocimiento a todos los incumbentes: municipalidades, Transantiago, UOCT, etcétera, para que todos puedan dar su opinión y finalmente, aprobar la intervención”. Esto es importante porque sólo en el sector de trinchera, existen nueve cruces que serán afectados por las obras. Si se hubiese abordado de otra forma este tramo, “la afectación hubiese sido mucho más relevante”, aseguró.
Ejecución del tramo en trinchera
Respecto a la obra, Rodrigo Richmagüi detalló que se están ejecutando los pilotes del tramo en trinchera. “Son cerca de 2.500 pilotes, con longitudes máximas que van cerca de los 26 metros y diámetros que varían entre 1 y 1,2 metros. Tenemos un avance de un 93% en la construcción de pilotes, sólo faltan algunos tramos”, reveló.
Para colocar las losas superiores de la trinchera, se utiliza la fila de pilotes mayor longitud. Por otro lado, los pilotes más cortos son los que permiten materializar la losa intermedia. “Todos estos pilotes se excavan desde la superficie y cuando nosotros despejamos los niveles inferiores, vamos descubriendo los pilotes que fueron construidos de manera previa”, dijo el ingeniero.
Las losas del tramo en trinchera están fabricadas con hormigón postensado, con volúmenes que van desde los 300 a los 1.000 metros cúbicos, números no menores en cuanto a volumen de obra y que de acuerdo al ingeniero, corresponden a otro de los aspectos relevantes del proyecto AVO. “Hoy día, estamos generando casi 1 millón de dólares diario en obra, son cifras muy relevantes”, comentó.
En el caso del tramo en trinchera, Rodrigo Ruchmagüi detalló que “en la salida en Escrivá de Balaguer, Candelaria Goyenechea, tanto lado sur como lado norte; Las Fresas, Kennedy y el sector de Riesco, todos estos son puntos en los cuales estamos hoy día trabajando porque gran parte de todas las losas superiores también se encuentran ya terminadas”.
Una de las particularidades de este tramo de AVO I es que la trinchera debe pasar bajo las obras que la concesionaria de Costanera Norte dejó construidas. “Ellos dejaron ejecutados los pilotes y las losas inferior y nosotros tenemos que, básicamente, complementar esas obras excavándolas, construyendo los muros forro y construyendo las losas inferiores”, explicó Richmagüi. Asimismo, agregó que AVO I deberá ejecutar otros túneles de manera complementaria, que permitan generar “las conexiones con las salidas y entradas que tendrá AVO I en ese sector”.
Tipología 4: Túnel híbrido
El último tramo que comprende AVO I, que se extiende desde el sector de Presidente Riesco hasta Avenida Príncipe de Gales, corresponde a un “túnel híbrido”. “Lo denominamos túnel híbrido porque es una mezcla de dos soluciones ingenieriles: es un túnel minero en el nivel menos 1 y es una trinchera cubierta en el nivel menos 2”, explicó Rodrigo Richmagüi.
Este túnel, de una longitud de 2,7 kilómteros, es el que termina por conectarse con la concesión de AVO II y su particularidad es que tiene que pasar por debajo de las instalaciones de Metro, como también, de los estacionamientos subterráneos del sector de Apoquindo y Escuela Militar. Según comentó el inspector fiscal de AVO I, dado el alto flujo de tráfico en este tramo de la obra, la solución anterior -una trinchera cubierta- era prácticamente imposible de ejecutar por el nivel de afectación en superficie.
Proceso constructivo
Para construir el túnel híbrido, el ingeniero civil detalló que las obras comienzan desde el nivel menos uno, el cual se materializa desde cada una de las entradas y salidas que tendrá la autopista en el sector.
“De esta manera -dice Richmagüi- tenemos 6 accesos y salidas, que están en Los Militares, Martín de Zamora, Cristóbal Colón, Isabel La Católica, Bilbao y Las Luciérnagas. Desde cada uno de esos puntos, se genera un frente de trabajo para poder, primero, desde el ramal, llegar al eje del túnel y desde ahí empezar a construir el túnel en el nivel menos 1”.
Una vez construido el túnel minero en el nivel meno 1, comienza la ejecución de los pilotes en este mismo nivel. “Todos estos pilotes son pilotes a mano, de 1 por 1, que tienen una longitud aproximada de 15 metros y se excavan alrededor de 1500 pilotes. Una vez que ejecutamos los pilotes, se construye la losa del nivel menos 1 y posteriormente, excavamos el túnel, la trinchera debajo de la losa y ejecutamos la losa inferior para, posteriormente, después ya construir el pavimento del nivel inferior y ahí quedan los dos niveles del túnel híbrido materializado”, dice el ingeniero.
Al abordarse la obra desde dos puntos, explicó el profesional, se generan frentes de trabajo que tienen alrededor de alrededor 300 a 400 metros, lo que genera un proceso constructivo con tiempos de ejecución mucho más rápidos que, por ejemplo, las soluciones en trinchera. “Las obras del túnel comenzaron a ejecutarse a finales del año pasado y ya estamos en casi todas las secciones trabajando en el eje del túnel, así es que esperamos que el nivel menos 1 esté durante el primer semestre del próximo año”.
Particularidades del túnel híbrido
Como ya mencionó el ingeniero civil, las obras del tramo en túnel híbrido del AVO I poseen, por sus características, dos singularidades: deben pasar bajo la estación del Metro Escuela Militar, incluyendo sus estacionamientos, y bajo los estacionamientos subterráneos ubicados en el sector de Apoquindo, además de empalmar con AVO II. Esa conexión, explicó Richmagüi, no se definió hasta conocer la solución ingenieril que aplicaría el contrato de ese tramo.
La clave del túnel híbrido se encuentra a 3,5 metros de las zapatas de los estacionamientos del sector de Apoquindo, por lo que hubo que “realizar un trabajo especial en los estacionamientos para darle mayor capacidad al suelo que íbamos a excavar sobre el túnel”, explicó el inspector fiscal. Para ello, se ejecutó un jet grouting y de esta forma, se mejoró la capacidad de resistencia del suelo.
AVO II: Algunas características
Por otro lado, el contrato de AVO II, que se extiende desde el sector de Las Luciérnagas hasta Los Presidentes, se encuentra en etapa de desarrolló. Según comentó Juan Alfredo Kuster, gerente general de este contrato, ya se presentó el Estudio de Impacto Ambiental y se espera que las obras comiencen en 2022.
Sobre las particularidades de AVO II, el también ingeniero civil comentó que se trata de un proyecto de 5 kilómetros de longitud, divididos en dos túneles mineros y cuya gran particularidad es que “casi todo el trazado del proyecto va por debajo de la Línea 4 del Metro y en el sector de Plaza Egaña, particularmente, bajo las líneas 4 y 3, por lo cual, la dificultad para enfrentar este proyecto es alta”.
Juan Kuster agregó que el desafío más importante será el empalme con AVO I. Para hacerlo, el ingeniero explicó que se analizaron varias soluciones y que dadas las condiciones de AVO I -túneles superpuestos- se decidió por el método alemán pero mixto, ya que se ejecutará primero en superficie y luego, una vez que se ejecuta esa sección, que incluye la construcción de dos líneas de pilotes de 2 metros de diámetro, “se van a hacer dos piques verticales para ejecutar la galería de la clave y dos galerías laterales, que van a amarrar todos estos pilotes y van a amarrar cada una de las costillas del método alemán”, explicó.
