Marmaray es el nombre que recibe el túnel ferroviario submarino que cruza el estrecho del Bósforo, uniendo la parte europea y la asiática de la ciudad de Estambul en Turquía. Con un presupuesto de alrededor de US$ 4,000 millones, el túnel tiene una longitud de 13.6 km, de los cuales 1.4 km son submarinos. Tiene 11 segmentos prefabricados y ensamblados, con una longitud de 135 m y más de 1,000 toneladas de peso cada uno. Es el túnel más profundo del mundo al situarse, en su parte más honda, a 60 m de profundidad.
La idea de un túnel ferroviario bajo el Bósforo se planteó por primera vez en 1860, durante el imperio otomano. Sin embargo, éste solo se realizó 150 años más tarde, a tiempo para coincidir con el 90 aniversario de la república turca. El Marmaray conecta no solo las redes de cercanías de las dos partes de la ciudad, sino que también servirá, a partir del 2015, para unir las líneas de alta velocidad de Europa y Asia. Los trenes tienen capacidad para transportar todos los días hasta un millón de pasajeros, lo que se espera descongestione el denso tráfico de Estambul.
INGENIERÍA DEL MARMARAY
Trabajar en el túnel sumergido significó sobrevivir a fuertes corrientes, una aplastante presión, temblores y un pasado embrujado que detuvo largos meses el proceso de construcción. El armado del túnel sumergido comienza en el astillero Tusla en tierra.
Cada sección o elemento tiene el tamaño de un edificio de 40 pisos. Estos se construyeron en tierra, luego se sumergieron y se ensamblaron en el lecho marino. Son 11 elementos en total. Teniendo en cuenta que el estrecho del Bósforo es uno de los lugares más traicioneros del mundo, se tuvo que lidiar con los estudios y recuperación de un cementerio de barcos.
El túnel sumergido bajo el estrecho es de aproximadamente 1.4 km de largo, incluyendo las conexiones entre los túneles sumergidos y adyacentes. Éste proporciona un eslabón vital en la travesía ferroviaria de doble vía bajo el estrecho. Tiene 8.5 m de alto y 7 m de ancho cada carril, alcanzando 15 m entre ambos (ida y vuelta) considerando la separación constructiva. Está situado entre los distritos de Eminönü en el lado europeo y Üsküdar en la parte asiática de Estambul. Ambas vías de ferrocarril se ejecutaron separadas por una pared divisoria central.
El túnel sumergido tiene mamparos temporales a través de los extremos de cada elemento para que pudieran adaptarse a la parte interior seca. La fabricación se completa en un dique seco para luego lanzar los elementos al mar a modo de un barco hasta su ubicación final. En la mayoría de los casos, los elementos del túnel terminado apenas fueron capaces de mantenerse a flote, sin ayuda, debido a su peso. Los elementos fueron trasladados a través de un pontón de inmersión, una máquina de 90 m de largo. Debajo de ella, el elemento del túnel va sujeto y flotando en la medida de sus posibilidades.
El recubrimiento de cada elemento es una caja de concreto sellada con acero para hacerla hermética. Asemeja a un tubo cerrado herméticamente a ambos lados, al que se accede por una escotilla de 1 m de diámetro en la superficie. Por ahí ingresa una persona a la vez. Dentro de cada elemento los trabajadores trabajan con seguridad, ya que los lados están sellados a través de muros de contención alineados al borde inferior, soldados a prueba de agua.
El elemento recibe una atmósfera de presión, a medida que se hunde. La presión aumenta una atmósfera cada 10 m, el elemento más profundo, a 60 m, estará sujeto a 6 atmósferas de presión, una enorme fuerza que actúa en todas las direcciones. Si la construcción no fuera perfecta, el túnel podría implotar aplastando trenes y pasajeros.
Los científicos calculan que en algunos años podrían ocurrir sismos lo que afectaría el estrecho del Bósforo. De ocurrir un impacto de esta magnitud, podría licuar el lecho marino colapsando 1.5 km de túnel. Por ello, se decidió hacer una estructura flexible, usando juntas sísmicas especiales que le dan movimiento. Para lograr mayor estabilidad, se rellenó el lecho marino y se reforzaron los elementos. De esta manera el túnel podrá resistir sismos hasta de 7.5 grados en la escala de Richter.
El primer paso de construcción de cada elemento fue a través de la creación de grandes tubos de 135 m de acero en forma de “L”. Más de 1,000 toneladas de estas piezas se utilizaron para una sola sección. Fue como construir un nido, con barras verticales que bajan por las paredes y por debajo de la estructura. En total, cuenta con 18,000 toneladas de concreto y acero. Una vez que se entrelazan las estructuras metálicas, se coloca un molde dentro. Esta moldura tiene forma de “U” invertida, dándole forma a lo que es el cielo raso curvo que soportó el peso de agua.
El elemento no pudo ser cargado por una grúa debido a su peso, entonces, lo que se hizo fue construirlo en medio de una “bañera gigante”, una vez terminado el elemento, la bañera se llena de agua y se lleva la pieza flotando hasta la orilla. Se abrieron tres válvulas por las que salió el agua. Luego a un promedio de 250 m3 por hora, el agua ingresó, de tal manera, que en 36 horas la dársena albergó 8,000 m3 de agua para que dos elementos puedan flotar rumbo a su destino a través de remolques.
PROCESO DE INMERSIÓN
Dentro de cada elemento se colocaron cinco tanques de lastre que fueron el corazón de todo el proceso de inmersión. Con cinco tanques a cada lado, haciendo un total de 10, el agua salió por las tuberías y llenaron cada tanque. Al controlar el agua que ingresa en cada uno de los tanques, el elemento puede ser manipulado con una enorme precisión.
Todo el proceso de inmersión se basa en el control del agua, con la corriente en la superficie o con el agua dentro del elemento. Una vez hecha la prueba de inmersión, no se lucha contra la corriente, sino que por el contrario, se sumerge el elemento alineado con la corriente superficial como la proa de un barco en el viento. Una vez que desciende hasta las capas más profundas, las nuevas corrientes lo llevan a su posición exacta.
TÚNEL EN TIERRA
Para llegar al túnel sumergido, primero hay que atravesar la ciudad por los túneles en tierra. Éstos han sido perforados en roca utilizando tuneladoras (TBM). Los túneles están lo suficientemente separados para evitar afectar a los demás de manera significativa durante la construcción.
Los túneles se construyeron usando una TBM para suelo blando o directamente se excavó por debajo de la superficie (de corte y cubierta). En los lugares donde hubo cambios en la forma de túnel, por ejemplo, donde los trenes pueden cruzar de un túnel para los demás, se utilizaron una serie de procedimientos especializados como Nuevo Método Austríaco de Construcción de Túneles (NATM), taladro y explosión, entre otros.
Procedimientos similares se utilizaron para excavar la estación de Sirkeci que se formó a un metro de profundidad de caverna. Otras dos estaciones fueron construidas bajo tierra utilizando técnicas de corte y cobertura.
En total, se construyeron 12 km de túneles con estos métodos. Estas obras se extienden desde el oeste de la estación de Yedikule hasta el final del túnel sumergido en algún lugar al este de Sarayburnu Park en el lado europeo. Hacia el lado asiático las obras se explayan desde finales del túnel sumergido al norte de Kız Kulesi cerca de la terminal de ferry de Üsküdar a Carrefour, cerca de la estación de Sogutlucesme.
Todos los túneles y estaciones fueron impermeabilizados para evitar fugas y se proporcionó ventilación. Principios de diseño similares a las utilizadas para las estaciones de metro subterráneas se utilizaron para las estaciones de tren.
DRAGADO Y ELIMINACIÓN
El túnel sumergido se incrustó en el lecho marino del estrecho del Bósforo o Estambul. Por lo tanto, se requirió preparar una zanja en el fondo del mar lo suficientemente grande para acomodar los elementos y permitir una capa de cobertura y protección para ser colocado en la parte superior del túnel.
El dragado de la zanja se hizo desde la superficie mediante equipos de dragado pesado. Se calcula que la cantidad total que se sacó fue de más de 1 millón de m3 de suelo blando, arena, grava y roca.
El estrecho de Estambul se encuentra en el punto más profundo de la alineación, unos 44 m de profundidad. El túnel tuvo un mínimo de 2 m de capa de defensa y la sección transversal del túnel sumergido fue de aproximadamente 9 m de profundidad. Esto significa que la draga fue capaz de operar a una profundidad de aproximadamente 58 m. Solo hay un número limitado de equipos que fueron capaces de hacer este trabajo: El Clamshell Draga (CSD) y el remolque de succión Draga Hopper (THP).
RESTOS ARQUEOLÓGICOS
Debajo de Estambul se guardan restos del imperio romano y bizantino, lo que es apasionante para la arqueología, pero no para los ingenieros que construyeron un túnel debajo de la ciudad. Del lado de Asia las máquinas cavaron sin problemas, pero en el lado europeo se encontró uno de los sitios arqueológicos más importantes de la historia, un antiguo puerto con miles de objetos de incalculable valor. No se cavó ni un centímetro hasta que el sitio arqueológico fuera totalmente rescatado.
El descubrimiento más sorprendente fue un cementerio de barcos antiguos, restos de una gran tormenta que causó naufragios hace mil años. Siendo el lugar donde más naufragios se desenterrados que datan del periodo medieval, bizantino.
DATOS:
Nombre: Fue bautizado como Marmaray por el vecino mar de Mármara y “ray” que en turco significa ferrocarril.
PROYECTO GENERAL
Longitud total: 76.3 km (19.3 km en Europa y 43.4 en Asia). Número de estaciones: 40. Trasporte por hora: 75,000 personas. Tiempo de construcción: 9 años. Velocidad de operación: 100 km/hora. Tiempo entre trenes: 120 a 600 segundos. Ahorro de tiempo: 13 millones de horas para 2015.
RETO GEOLÓGICO
Resistencia sísmica: Terremotos de 9 grados en la escala de Mercalli. Descubrimientos arqueológicos: 40,000 artefactos de más de 8,500 años atrás.
TÚNEL SUMERGIDO
Profundidad: No es horizontal, tiene 56 m en el lado europeo y asciende a 36 m en el lado asiático. Estructura: Formado por 11 elementos prefabricados en acero y concreto, de longitud variable de entre 90 m a 135 m.
