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La Clave | Monográfico Vigo
La ampliación del puente de Rande
Una obra pionera
Álvaro Serrano Corral
Ingeniero de caminos, canales y puertos
Director Técnico. MC2 Estudio de Ingeniería (Grupo TYPSA)
J. César Canal Fernández
Ingeniero de caminos, canales y puertos
Director General. Autopistas del Atlántico, C.E.S.A
La ampliación del puente de Rande es la primera ampliación de un puente atirantado que se realiza en el mundo, constituyendo un hito relevante en el campo de la ingeniería de caminos, canales y puertos.
La ampliación permite mejorar la movilidad en el entorno de la ciudad de Vigo, incrementando la conectividad en la gran área metropolitana y con el resto de Galicia. Esta obra representa un buen ejemplo de diseño de infraestructuras siguiendo criterios de sostenibilidad, respeto medioambiental y puesta en valor del patrimonio construido, y también de cómo optimizar las inversiones en mantenimiento y renovación de estructuras, aportando valor añadido para los usuarios y moderando los costes.
Antecedentes
En el año 1975 eran necesarias casi dos horas para recorrer los 62 km que separan las ciudades de A Coruña y Santiago de Compostela, y un vehículo podía tardar más de una hora en recorrer los 33 km entre Pontevedra y Vigo, por la carretera que recorre la costa.
Hoy, la Autopista del Atlántico (AP-9) es el principal eje de comunicación norte-sur de la costa oriental de Galicia entre Ferrol y la frontera portuguesa, comunicando cuatro de las principales ciudades de la comunidad.
La autopista cruza la ría de Vigo por el estrecho de Rande mediante un puente atirantado, cuyo vano principal tiene una luz de 400 metros.
Aunque, ya en 1932, el Plan de Extensión y Reforma Interior de Vigo, redactado por Antonio Palacios, incorporaba la idea de unir ambas márgenes de la ría, reconociendo la importancia de este enlace para el desarrollo de la ciudad, no fue hasta finales de los años 60 del pasado siglo cuando, a raíz del Plan Nacional de Autopistas de Peaje, se materializó la idea de un puente que conectara de forma directa la ciudad de Vigo con el norte de Galicia, cruzando la ría. Para ello, en 1968 se convocó un concurso internacional de proyecto y construcción al que acudieron las principales empresas constructoras españolas junto con los más prestigiosos ingenieros españoles y extranjeros. Finalmente, la ejecución de la obra fue adjudicada a las empresas Cubiertas y Tejados y M.Z.O.V, con un proyecto redactado por el ingeniero español Florencio del Pozo Frutos y los ingenieros italianos Fabrizio de Miranda y Alfredo Passaro. El puente fue construido entre los años 1973 y 1977, realizándose su puesta en servicio algunos años después en 1981, tras la finalización de los accesos por la autopista.
En 1985, pocos años después de la inauguración de la autopista entre Vigo y Pontevedra, el tráfico registrado entre Vigo y Cangas (O’Morrazo) era de unos 4400 vehículos/día de intensidad media diaria (IMD), y en el trayecto entre Vigo y Pontevedra era de unos 7200 vehículos/día, lo que hacía que sobre el puente de Rande pasaran cada día unos 11.600 vehículos.
Debido al crecimiento de las ciudades de Pontevedra y Vigo y su área metropolitana, la consolidación de la península del Morrazo como parte de esa área metropolitana —y en los meses de verano, como zona de residencia habitual de muchos vigueses— y al incremento general de la movilidad, en el año 2006, la intensidad media diaria sobre el puente de Rande alcanzó los 55.000 vehículos, habiéndose multiplicado por cinco en veinte años, y dándose picos estivales de hasta 70.000 vehículos/día. Este nivel de tráfico correspondía prácticamente a la capacidad máxima de la autopista en dicho tramo, motivo por el cual se presentaban con frecuencia alteraciones importantes en los niveles de servicio e inestabilidad en el tráfico, dificultándose además el desarrollo urbano y económico del área metropolitana de Vigo.
La ampliación del puente de Rande
La ampliación de capacidad del tramo de la autopista implicaba también la necesidad de ampliar la capacidad del puente de Rande. Para analizar su viabilidad, AUDASA, sociedad concesionaria de la autopista, encargó un análisis técnico preliminar que concluyó que los elementos de la infraestructura existente (pilas y cimentaciones) estaban dotados de una capacidad resistente superior a la estrictamente necesaria para soportar las acciones que se adoptaron para la redacción del proyecto original, por lo que era muy probable que pudieran aceptar el aumento de solicitaciones procedentes de la ampliación del tablero, de cuatro a seis carriles.
A la vista de estos resultados, AUDASA encargó a los ingenieros Manuel Julia Villardell y Julio Martínez Calzón, con su oficina MC2 Estudio de Ingeniería, la redacción del proyecto que ampliara los análisis anteriores y que definiera con suficiente precisión las obras necesarias para la ampliación del puente de Rande, con los siguientes condicionantes fundamentales:
- Nula afección a la capacidad viaria del tráfico rodado sobre el puente y sus accesos.
- Máxima seguridad durante la ejecución de las obras, tanto para el tráfico como para la propia obra.
- Nula afección medioambiental a la ría de Vigo.
- Máximo aprovechamiento de la capacidad resistente del puente actual.
El proyecto, además debía establecer las obras de rehabilitación necesarias para para “poner a cero” la estructura existente, ampliando su vida útil otros 100 años.
El proyecto de ampliación del puente
La solución estructural para la ampliación consiste en la disposición de dos nuevos tableros a ambos lados del existente por fuera de los fustes de los pilonos. Los nuevos tableros están formados por un cajón metálico longitudinal principal de 1,50 m de ancho y 2,30 m de canto combinado con una losa de hormigón de 0,20 m de espesor, formando de este modo una estructura mixta. El ancho de los nuevos carriles será de 4,70 m, lo cual implica que el ancho de la losa superior de hormigón de los nuevos tableros deba ser de 6,75 m y la anchura total de la sección completa sea de 7,00 m.
Los nuevos cajones metálicos, por un lado, se sustentan mediante una nueva familia de tirantes y, además, se apoyan en el tablero existente a través de celosías metálicas tipo Warren dispuestas cada 10,53 m. La nueva familia de tirantes se coloca sensiblemente paralela a la actual. Los tirantes se anclan superiormente a unos nuevos elementos metálicos, dispuestos sobre las pilas principales, mientras que inferiormente se anclan en el interior del cajón metálico principal. La modulación de tirantes respeta la de los existentes colocándose, por tanto, un nuevo tirante cada 21,06 m de tablero.
La unión entre tableros se materializa mediante uniones rotuladas (rótulas esféricas) que permiten una reducción importante de las afecciones a la estructura existente, permitiendo minimizar los refuerzos necesarios originados por la ampliación.
Funcionalmente, los nuevos carriles por el exterior se insertan en el trazado de la autopista en el lado sur, dando continuidad al carril exterior del tronco de la autopista; en el lado norte, sentido hacia Pontevedra, como vía de conexión hacia la península del Morrazo a través de su enlace; y en sentido hacia Vigo, son la continuidad natural del tráfico que proviene de la península del Morrazo, que sin embargo puede circular también sobre el puente por el tronco de la autopista. Asimismo, el tráfico que proviene desde Pontevedra se encauza directamente por el tronco de la autopista pudiendo circular por los carriles de ampliación en caso de incidencia en el tronco.
La disposición de los nuevos tirantes, por el exterior del tablero existente, junto con la unión rotulada entre tableros, modifica el esquema estático de la estructura de manera que, en la situación ampliada, se genera un efecto palanca en los nuevos tableros que provocan una transferencia de carga entre familias de tirantes, generándose un aumento de carga en los nuevos tirantes y una descarga de los tirantes existentes. Este efecto, en líneas generales, resulta beneficioso, por cuanto reduce las solicitaciones sobre una estructura con unos 40 años de servicio en el momento de la ampliación y permite optimizar los refuerzos necesarios en la estructura existente.
La sección transversal de los tableros, así como del conjunto que forman con el tablero existente, asegura un adecuado comportamiento aerodinámico de la estructura, tal y como se ha podido verificar mediante ensayos en modelo reducido en túnel de viento y en simulaciones por ordenador mediante análisis de dinámica de fluidos.
Como medida de seguridad, en la zona central del puente y cerca de las pilas se han dispuesto tres zonas de conexión entre los carriles de ampliación y la plataforma existente, de 21 metros de longitud, que permitirán, en caso de incidencia (retención, accidente), trasvasar tráfico entre las vías laterales y la central.
El proyecto de construcción se terminó de redactar en el año 2010 y fue aprobado por la Dirección General de Carreteras del Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana (entonces Ministerio de Fomento) en noviembre de 2011, aprobándose de forma casi simultánea el convenio con la sociedad concesionaria que regulaba la colaboración público-privada necesaria para llevar a cabo las obras de ampliación. La coyuntura económica hizo que aún tardara unos años en licitarse, cosa que sucedió en 2014, adjudicándose a final de este mismo año la ejecución de las obras a la UTE formada por Dragados y Puentes y Calzadas Infraestructuras.
Finalmente, las nuevas calzadas se pusieron en servicio el 30 de diciembre de 2017, completándose algunas obras de rehabilitación sobre el puente existente a lo largo del año 2018.
Una obra sostenible, respetuosa con el medioambiente y socialmente responsable
Un proyecto como la ampliación del puente de Rande promueve el crecimiento económico sostenible sin dañar el medioambiente. Aumentar la capacidad de la autopista en el entorno norte de Vigo era una medida necesaria para mejorar la movilidad regional y permitir su desarrollo económico; hacerlo, además, sobre el mismo corredor conllevaba una huella ecológica mucho menor que cualquier otra alternativa, como la construcción de un nuevo puente o corredores alternativos.
El aprovechamiento total del puente existente, junto con el planteamiento de rehabilitación integral de la estructura para dotar a la obra de una vida útil prolongada, permite superar de una manera inteligente la obsolescencia funcional de la infraestructura y contribuye a reconocer y poner en valor la importancia del patrimonio construido de la obra pública en el futuro del desarrollo de la sociedad. Prolongar el ciclo de vida de una infraestructura es una decisión responsable que asume que los recursos naturales no son inagotables.
Todas las obras se planificaron bajo el principio de que la construcción no debía tener impacto ambiental sobre la ría de Vigo. Esta carismática bahía, hacia la que Julio Verne encaminó al Capitán Nemo a cargo del Nautilius para rescatar el oro del tesoro procedente de barcos españoles hundidos en la Batalla de Rande, tiene una gran riqueza biológica, debido a que en sus aguas afloran las corrientes de aguas profundas y frías procedentes del norte, portando gran cantidad de nutrientes que favorecen las actividades tradicionales de pesca y marisqueo, así como la cría del mejillón. El planteamiento de ampliación llevado a cabo para no tener que modificar las cimentaciones, ubicadas en la propia bahía, fue el elemento clave para este logro. La concienciación medioambiental y, sobre todo, el respeto al ecosistema marino durante las fases de diseño y construcción han llevado a este proyecto a ganar el Premio Acueducto de Segovia de Obra Pública y Medio Ambiente 2018, otorgado por el Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos y la Fundación Caminos, destinado a fomentar la proyección de la obra pública en el ámbito nacional por su trascendencia económica, ambiental y social, así como por el destacado papel que ejercen en el progreso y el bienestar de los ciudadanos.
Reconocimiento internacional
La obra de ampliación del puente de Rande, primera ampliación de un puente atirantado en el mundo, ha sido ampliamente reconocida a nivel internacional, habiendo sido galardonada como finalista de los premios a la obra más destacable del año 2019 (Outstanding Structure Award), por parte de la Asociación Internacional de Puentes e Ingeniería Estructural (IABSE), siendo además, la primera vez que se otorga no a una obra de nueva construcción, sino a una obra de intervención sobre un puente existente, y particularmente se reconoce la novedad de la solución para resolver el problema funcional de ampliación de la autopista, aprovechando al máximo la resistencia del puente existente y simultáneamente mejorando su comportamiento estructural, declarándola “un hito singular en el campo de la Ingeniería Estructural”.
Igualmente fue reconocida por la Federación Internacional de Ingenieros Consultores (FIDIC) como Proyecto Excepcional del Año 2019 (Outstanding Project of the year), en competencia con otros 55 proyectos de todo el mundo y junto con la línea de ferrocarril de alta velocidad entre Xi’an y Chengdu (China).
El puente de Rande en la actualidad
Como resultado de la ampliación, la sección de autopista ha “crecido” de dos a tres carriles por sentido. Con ello se ha elevado la capacidad de la infraestructura, incluido el puente de Rande, al incrementarse la intensidad media de tráfico que puede soportar el puente con un nivel de servicio adecuado, pasando de 4500 a 6400 vehículos/hora (un 42% más), lo que mejora tanto el nivel de servicio como las condiciones de seguridad y comodidad para los usuarios.
Actualmente, la ampliación del puente de Rande acaba de cumplir los cuatro años desde su puesta en servicio. En el año 2016, antes de la puesta en servicio de la ampliación, la intensidad media diaria sobre el puente se cifraba en 56.313 vehículos; en el año 2018, tras la puesta en servicio, la IMD anual alcanzó los 57.965 vehículos/día y en 2019, los 59.898 vehículos/día. El mes con mayor nivel de tráfico sigue siendo recurrentemente agosto, registrándose en dicho mes del año 2017 un tráfico de 68.685 vehículos/día que en el año 2019 se elevó hasta los 71.914 vehículos/día, siendo esta la cifra más alta registrada en la historia del puente, por encima del récord anterior del año 2007, cuando pasaron por el puente una media de 71.588 vehículos cada día de agosto. Los registros de tráfico de los años 2020 y 2021 indican un tráfico menor que los años anteriores, pero no resultan representativos desde el punto de vista de comparación histórica, puesto que están afectados por las restricciones de movilidad derivadas de la crisis de la COVID-19.
Adicionalmente al incremento de tráfico en la autopista, lo verdaderamente relevante es la notable mejora en el nivel de servicio en los momentos de mayor tráfico que, en ausencia de accidentes o afecciones por trabajos de mantenimiento, se realiza de forma muy fluida, sin embotellamientos ni retenciones.
Los usuarios, que en su mayoría son habituales, se han acostumbrado rápidamente a elegir el carril, en el tronco de la autopista o en la ampliación, por el que circular en cada momento en función de las condiciones del tráfico, y dicha elección se realiza de forma natural. El número de incidentes en el puente se ha visto reducido, gracias a la mejora del nivel de servicio, y en particular a los carriles segregados de la ampliación —a los que, al tener exclusivamente un carril (aunque de 4,70 m), se les achacaba la posibilidad de convertirse en una “ratonera” en caso de accidente—, en los que no se ha registrado ninguna colisión, alcance o accidente desde su puesta en servicio. Se ha observado que la existencia de ese único carril anula las expectativas de adelantamiento, circulando los vehículos de forma homogénea, fluida y con distancia de seguridad suficiente, lo que minimiza las posibilidades de cualquier incidente.
Conclusión
La ampliación del puente de Rande es la primera ampliación de un puente atirantado que se realiza en el mundo, constituyendo un hito relevante en el campo de la ingeniería de caminos, canales y puertos.
Esta obra representa un buen ejemplo de diseño de infraestructuras siguiendo criterios de sostenibilidad, respeto medioambiental y puesta en valor de patrimonio construido, aprovechando al máximo las características y capacidades de la infraestructura existente. Además, supone un buen ejemplo de cómo optimizar las inversiones en mantenimiento y renovación de estructuras aportando valor añadido para los usuarios y moderando los costes.
Desde el punto de vista estructural, la ampliación de un puente de grandes dimensiones adosando nuevos carriles laterales, sin que esta actuación estuviera prevista desde la concepción original de la estructura, supone un hito absolutamente innovador, por cuanto se carece de referencias previas de actuaciones similares.
El resultado alcanzado se puede considerar excelente, mostrando un claro ejemplo de aplicación de la ingeniería de caminos a la resolución de un problema complejo.
Los participantes en la ampliación del Puente de Rande
Una vez definidos todos los condicionantes de la ampliación del Puente de Rande, la concesionaria AUDASA encargó a los ingenieros Manuel Julia Villardell y Julio Martínez Calzón, con su oficina MC2 Estudio de Ingeniería, la redacción del proyecto que ampliara los análisis de los condicionantes y definiera con suficiente precisión las obras necesarias para la ampliación del Puente.
Las obras fueron adjudicadas a la UTE Puente de Rande, formada por las empresas Dragados y Puentes Infraestructuras, por un presupuesto total de 191 millones de euros y un plazo de ejecución de las obras de la ampliación del tramo atirantado de 11 meses.
En el cuadro siguiente figuran los principales participantes en este exitoso proyecto.
