puente entre francia Á y reino unido m final de

Trabajo realizado por:

Lucas Mosser

Dirigido por:

Angel Carlos Aparicio Bengoechea

Máster en:

Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

Barcelona, 13/06/2019

Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental

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AB

AJO

FIN

AL

DE

MÁ

STER

Puente entre Francia y Reino Unido

Puente entre Francia y Reino Unido Lucas MOSSER

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Indice

Resumen ................................................................................................................................................. 7

Abstract .................................................................................................................................................. 8

Palabras clave ......................................................................................................................................... 9

1. Introducción: ...................................................................................................................................... 9

2. Historial y estado actual: .................................................................................................................. 10

2.1. Primeros proyectos de conexión entre Francia y Reino Unido: ................................................. 10

2.1.1. Europont: ............................................................................................................................ 11

2.1.2. EuroRoute: ......................................................................................................................... 11

2.2. La infraestructura actual: el Eurotunnel: .................................................................................... 13

3. Recopilación de datos ....................................................................................................................... 16

3.1. Tráfico terrestre: ........................................................................................................................ 16

3.2. Tráfico marítimo: ...................................................................................................................... 19

3.3. Batimetría: ................................................................................................................................. 23

3.4. Geología: ................................................................................................................................... 25

3.5. Sismicidad: ................................................................................................................................ 28

3.6. Datos de tiempo: ........................................................................................................................ 29

3.7. Datos de oleaje y corrientes: ...................................................................................................... 32

4. Estado del arte: ................................................................................................................................. 35

4.1. Puentes cimentados en el lecho: ................................................................................................ 35

4.2. Puentes flotantes: ....................................................................................................................... 38

4.3. Túneles flotantes: ...................................................................................................................... 39

4.4. Túneles en roca: ........................................................................................................................ 40

4.5. Túneles sumergidos: .................................................................................................................. 45

4.6. Soluciones mixtas puente(s)-túnel(es): ...................................................................................... 48

5. Planteamiento de varias alternativas y análisis multicriterio: ........................................................... 51

5.1. Alternativas de puntos de acceso: .............................................................................................. 51

5.1.1. Lado francés: ...................................................................................................................... 51

5.1.2. Lado inglés: ........................................................................................................................ 54

5.1.3. Alternativas definitivas y definición de las infraestructuras de conexión: .......................... 56

5.2. Alternativas constructivas y análisis multicriterio: .................................................................... 58

5.2.1. Repaso de los datos: ........................................................................................................... 58


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5.2.2. Diferentes soluciones y análisis multicriterio: .................................................................... 59

6. Estudio de dos soluciones:................................................................................................................ 63

6.1. Geometría: ................................................................................................................................. 63

6.1.1. Diseño de la parte puente:................................................................................................... 63

6.1.1.1. Tablero: ....................................................................................................................... 63

6.1.1.2. Superestructura: ........................................................................................................... 69

6.1.1.3. Pilas: ............................................................................................................................ 72

6.1.1.4. Estribos: ....................................................................................................................... 75

6.1.2. Diseño de la parte túnel: ..................................................................................................... 76

6.1.3. Diseño de las islas artificiales: ............................................................................................ 81

6.2. Presupuestos: ............................................................................................................................. 83

7. Elementos adicionales: ..................................................................................................................... 85

8. Conclusión: ...................................................................................................................................... 87

Agradecimientos: ................................................................................................................................. 88

Referencias ........................................................................................................................................... 89

Anejos .................................................................................................................................................. 93


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Indice de figuras

Figura 1 - Esbozo de la primera idea de construcción de un túnel, en 1802 ........................................ 10

Figura 2 – Ilustración del Europont en vista combinada longitudinal/sección ..................................... 11

Figura 3 – Vista de artista de una de las dos islas artificiales .............................................................. 12

Figura 4 - Principio de construcción del doble-túnel ........................................................................... 12

Figura 5 - Sección transversal del Eurotunnel ..................................................................................... 13

Figura 6 - Precios del servicio "Shuttle" del Eurotunnel ..................................................................... 15

Figura 7 – Tráfico anual en el Eurotunnel ........................................................................................... 17

Figura 8 – Gráfico representando la evolución del tráfico dentro del Eurotunnel ............................... 18

Figura 9 – Estado del tráfico marítimo en el canal de la Mancha el 27/03/2019 a las 18:51 ............... 19

Figura 10 – Número anual de pasajeros del tráfico marítimo “transmanche” y del Eurotunnel........... 21

Figura 11 – Número anual de camiones de mercancías del tráfico marítimo “transmanche” y del

Eurotunnel ............................................................................................................................................ 22

Figura 12 – Mapa de la morfología batimétrica del canal de la Mancha ............................................. 23

Figura 13 – Foto aérea de los acantilados del Cabo Blanc-Nez ........................................................... 24

Figura 14 – Mapa batimétrica del litoral, ejemplo de la costa francesa entre Cap Gris-Nez y Calais .. 25

Figura 15 – Planta, 3 secciones y perfil geológicos simplificado del túnel sur .................................... 26

Figura 16 – Perfil geotecnico estandar de diseño ................................................................................ 27

Figura 17 – Zonificación sísmica de Francia ....................................................................................... 28

Figura 18 – Rosa de los vientos anual en el canal de la Mancha, al nivel de Boulogne-sur-Mer ......... 29

Figura 19 – Frecuencia de viento fuerte (>75km/h) por estación y dirección, medida en Boulogne-sur-

Mer (1981-2010) .................................................................................................................................. 30

Figura 20 – Mapa del valor de base de la velocidad de referencia del viento en Francia .................... 31

Figura 21 – Curvas de marea en 4 ciudades francesas del canal de la Mancha ................................... 32

Figura 22 - Niveles extremos de plenamar (en cm) en puertos referenciados al IGN69 ...................... 33

Figura 23 - Niveles extremos de bajamar (en cm) en puertos referenciados al IGN69 ........................ 33

Figura 24 – Ataguía instalada para la construcción de una pila del puente Raymond Barre en Lyon

(Francia) ............................................................................................................................................... 36

Figura 25 – Estructura de gravedad estándose colocada y lastrada en su sitio ..................................... 37

Figura 26 – Instalación de cabezales semi-prefabricados sobre pilotes de pila en las aguas

occidentales de Hong Kong .................................................................................................................. 37

Figura 27 – Alzado del puente flotante de Sognefjorden (Noruega).................................................... 38


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Figura 28 – Posible interior de los futuros túneles flotante SFTB de Boknafjorden y Kvitsøyfjorden

(Noruega) ............................................................................................................................................. 39

Figura 29 – Vista conceptual del túnel flotante y sus flotadores desde la superficie ........................... 40

Figura 30 – Tuneladora para el túnel de Lötschberg (Suiza) construido entre 1999 y 2007 ................ 41

Figura 31 – Ejemplo de rozadura usada para la excavación de un túnel .............................................. 42

Figura 32 – Ejemplo de martillo hidráulico excavando un túnel ......................................................... 43

Figura 33 – Perforadora de tres brazos tipo jumbo .............................................................................. 44

Figura 34 – Area de prefabricación inundable del túnel ferroviario de alta velocidad de Oude Maas en

Países Bajos ......................................................................................................................................... 46

Figura 35 – Elementos de túnel flotando en el área de prefabricación (a) y ejemplo de remolque de un

elemento (b) ......................................................................................................................................... 46

Figura 36 – Inmersión y conexión de un elemento prefabricado de túnel mediante pórticos flotantes 47

Figura 37 – Isla artificial de Peberholm, Øresund ............................................................................... 48

Figura 38 – Isla artificial del HZMB ................................................................................................... 50

Figura 39 – Alternativas de punto de acceso en el lado francés........................................................... 51

Figura 40 – Mapa de la costa inglesa entre Folkestone y Dover .......................................................... 54

Figura 41 – Alternativas posibles en el lado inglés (en rojo, el trazado del Eurotunnel) ..................... 55

Figura 42 – Principio de un salto de carnero para un cambio de sentido ............................................. 56

Figura 43 – Nuevo nudo de autopista con cambio de sentido en el lado francés ................................. 57

Figura 44 – Nuevo nudo de autopista en el lado inglés ....................................................................... 57

Figura 45 – Resumen de los datos colectados ..................................................................................... 58

Figura 46 – Comparación de la longitud total de los 3 métodos constructivos .................................... 60

Figura 47 – Batimetría del estrecho de Dover con «the Varne» y el canal de navegación indicados ... 61

Figura 48 – Tabla resumen del análisis multicriterio ........................................................................... 62

Figura 49 – Procedimiento constructivo por voladizos sucesivos ....................................................... 64

Figura 50 –Denominación de las diferentes dimensiones de la sección............................................... 64

Figura 51 – Secciones transversales sobre pilas y a media luz del tablero .......................................... 67

Figura 52 – Detalle de la junta de dilatación y de su colocación cerca de la pila ................................ 68

Figura 53 – Detalle de las aceras (Anejo 5, detalle A p.2) ................................................................... 69

Figura 54 – Dimensiones de los pretiles .............................................................................................. 70

Figura 55 - Detalle del TPC (Anejo 5, detalle B p.2) .......................................................................... 71

Figura 56 – Geometría de las pilas ...................................................................................................... 73

Figura 57 – Elementos constituyendo un apoyo POT (tipo fijo) ......................................................... 74

Figura 58 – Ejemplo de estribo de isla artificial .................................................................................. 75


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Figura 59 – Sección transversal del estribo Sur del puente de Normandía (Francia), cimentado sobre

pilotes ................................................................................................................................................... 76

Figura 60 – Sección transversal de la parte túnel colocada en la zanja ................................................ 77

Figura 61 – Dimensiones necesarias al pre-diseño de la parte túnel .................................................... 78

Figura 62 – Sección transversal tipo de la parte túnel, con superestructura ......................................... 79

Figura 63 – Funcionamiento de las torres de ventilación del HZMB en uso normal (a) y en caso de

accidente (b) ......................................................................................................................................... 81

Figura 64 – Entrada del tunel sumergido en las islas artificiales del HZMB ....................................... 82

Figura 65 – Construcción de una isla artificial del HZMB con cilindros de acero (izquierda) y

preparación del corte y cubierta (derecha) ............................................................................................ 83


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Acrónimos:

ANFO Ammonium Nitrate Fuel Oil

CTG Channel Tunnel Group

DBA glissière Double en Béton Adhérent

DOFS Digital Optic Fiber Sensor

GBA Glissière simple en Béton Adhérent

HZMB Hong kong-Zhuhai-Macao Bridge

IGN Institut Géographique National

ITPC Interrupción de TerraPlén Central

PTFE PoliTetraFluoroEtileno (Teflón)

SEPM Sociedad de Estudio del Puente sobre la Mancha

SFTB Submerged Floating Tube Bridge

SHOM Service Hydrographique et Océanographique de la Marine

SVN Sistema de Ventilación Normal

SVS Sistema de Ventilación Suplementaria

TME TransManche Express

TML TransManche Link

TPC TerraPlén Central


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Resumen

El 18 de enero de 2018 tuvo lugar la 35ª Cumbre franco-británica durante la cual el antiguo

Ministro de Asuntos Exteriores británico, Boris Johnson, propuso al presidente de la República

Francesa, Emmanuel Macron, la construcción de un puente entre Francia y Reino Unido. Diversas

soluciones han sido propuestas por diseñadores gráficos y publicadas en la prensa, soluciones sin

respaldo técnico alguno. El objeto de esta Tesis de Máster es realizar un anteproyecto, estudiando

posibles alternativas, respaldándolas técnicamente y evaluando un presupuesto de forma aproximada.

En primer lugar, analizando los diferentes datos, se observa que la demanda está presente ya que el

número de viajeros cruzando el canal de la Mancha no deja de aumentar años tras años. Con el

Eurotunnel teniendo una capacidad limitada y con la posibilidad de creación de una nueva

infraestructura más práctica y más barata, se puede estimar que alrededor del año 2025, 15 millones de

vehículos cruzarán el canal de la Mancha cada año. Este tráfico sería equitativamente repartido entre el

Eurotunnel y la nueva estructura. Luego, la batimetría muy plana y con poca profundidad del canal de

la Mancha es muy favorable para la construcción de un puente. Sin embargo, la alta densidad del

tráfico marítimo complicará el proyecto.

Desde el punto de vista técnico, se constata que una infraestructura compuesta únicamente por un

puente, como lo sugiere el título de esta tesis, no es factible por el alto tráfico marítimo en el canal de

la Mancha. Concretamente con un barco pasando cada 3min, el riesgo de choque contra una pila del

puente es muy alto y tendría consecuencias muy graves. Por lo tanto, la integralidad del proyecto o

sólo una parte tendrá que ser subterránea, es decir un túnel. La construcción de un segundo túnel en

roca sería demasiado cara y técnicamente complicada por la existencia del Eurotunnel. Entonces, se

eligió la solución más barata de un túnel sumergido que consiste en colocar elementos de túnel

prefabricados en una zanja excavada en el lecho marítimo. Sin embargo, por el hecho de que se quede

más caro que un puente y por la presencia de acantilados en las costas francesas e inglesas, se decidió

finalmente diseñar una infraestructura mixta como el puente-túnel del Øresund entre Dinamarca y

Suecia. Para esto, dos opciones se pueden considerar: una infraestructura puente-túnel-puente y un

puente-túnel.

A fin de comparar las dos soluciones, se tuvo que elegir un trazado. El trazado está condicionado

sobre todo por los puntos de acceso a la nueva infraestructura desde la infraestructura viaria actual. En

el lado inglés, la fisionomía de la costa y su organización imponen una única alternativa. En el otro

lado del canal de la Mancha, dos alternativas son posibles: una usando un nudo de autopista y

carreteras existentes y otra mediante un nudo de autopista y una carretera integralmente nuevos.

Luego, el trazado en el mar se eligió de manera cualitativa según la batimetría privilegiando las

profundidades de menor magnitud. Por lo tanto, se eligieron finalmente dos trazados diferentes.

Después, se realizó una comparación entre la solución puente-túnel-puente y la alternativa puente-

túnel para uno de los dos trazados. Tras un pre-diseño de la parte puente, de la sección túnel y de las

islas artificiales, se realizó un presupuesto aproximado de las dos soluciones. De este último, resulta

que la alternativa más ventajosa económicamente es la del puente-túnel-puente con un coste de algo

menos de 8 000 millones de euros, con un ahorro de aproximadamente 1000 millones de euros

respecto a la alternativa puente-túnel. Por lo tanto, a condición de que la situación política dominada

por el Brexit acabe en un clima favorable, la construcción de un nuevo enlace fijo entre Francia y

Reino Unido mediante una infraestructura mixta puente-túnel-puente sería completamente posible.


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Abstract

On 18th January 2018, the 35th Franco-British Summit took place during which former British

Foreign Minister, Boris Johnson, proposed to the President of the French Republic, Emmanuel

Macron, the construction of a bridge between France and the United Kingdom. Various solutions have

been proposed by graphic designers and published in the press, solutions without any technical

support. The aim of this Master Thesis is to carry out a preliminary project, studying possible

alternatives, supporting them technically and evaluating an approximate budget.

First, by analysing the different data, it can be seen that demand is present as the number of

travellers crossing the English Channel continues to increase year after year. With the Eurotunnel

having a limited capacity and the possibility of creating a new infrastructure more practical and

cheaper, it can be estimated that around 2025, 15 millions of vehicles will cross the English Channel

each year. This traffic would be fairly distributed between the Eurotunnel and the new structure. Then,

the very flat and shallow bathymetry of the English Channel is very favourable for the construction of

a bridge. However, the high density of maritime traffic will complicate the project.

From the technical point of view, it can be seen that an infrastructure composed only of one

bridge, as suggested by the title of this thesis, is not feasible due to the high maritime traffic in the

English Channel. With a ship passing by every 3 minutes, the risk of colliding with a bridge’s pile is

very high and it would have very serious consequences. Therefore, the totality of the project or only

part of it will have to be underground, i.e. a tunnel. The construction of a second tunnel by using a

tunnel boring machine would be too expensive and technically complicated because of the existence of

the Eurotunnel. At that time, a cheaper solution being a submerged tunnel, this one was chosen. It

consists of collocate prefabricated tunnel elements in a trench dug in the seabed. However, due to the

fact that it is more expensive than a bridge and due to the presence of cliffs on the French and English

coasts, it was finally decided to design a mixed infrastructure such as the Øresund tunnel bridge

between Denmark and Sweden. For this, two options can be considered: a bridge-tunnel-bridge

infrastructure and a bridge-tunnel.

In order to compare the two solutions, a route had to be chosen. The route is mainly conditioned

by the access points to the new infrastructure from the current road infrastructure. On the English side,

the physiognomy of the coast and its organization impose a single alternative. On the other side of the

English Channel, two alternatives are possible: one using existing motorway junction and roads and

the other using entirely new motorway junction and road. Then, the route in the sea was chosen

qualitatively according to the bathymetry, giving priority to shallower depths. In the end, two different

routes were chosen.

Afterwards, a comparison was made between the bridge-tunnel-bridge solution and the bridge-

tunnel alternative for one of the two routes. After a pre-design of the bridge part, the tunnel section

and the artificial islands, an approximate budget of the two solutions was made. From the latter, it

turns out that the most economically advantageous alternative is the one of the bridge-tunnel-bridge at

a cost of just under 8 billion euros, with a saving of approximately 1 billion euros over the alternative

bridge-tunnel. Therefore, provided that the political situation dominated by Brexit ends in a favourable

climate, the construction of a new fixed link between France and the United Kingdom by means of a

mixed bridge-tunnel-bridge infrastructure would be entirely possible.


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Palabras clave

Canal de la Mancha, Eurotunnel, puente, túnel sumergido, infraestructura marítima, vínculo fijo

entre Francia e Inglaterra

1. Introducción:

El 18 de enero de 2018 tuvo lugar la 35ª Cumbre franco-británica a la cual asistieron el presidente

de la República Francesa, Emmanuel Macron, y el antiguo Ministro de Asuntos Exteriores británico,

Boris Johnson, en un clima tenso marcado por el Brexit. En esta ocasión, según los comentarios

recogidos por The Telegraph, el ministro inglés propuso lo siguiente:

“Es ridículo que dos de las mayores economías del mundo estén conectadas por una sola vía

férrea. Nuestro éxito económico depende de buenas infraestructuras y de buenas conexiones. ¿No

debería ser el Túnel del Canal de la Mancha sólo el primer paso?”

De este comentario vino su idea de puente entre los dos países. A esto, el presidente Emannuel

Macron le contestó “Let’s do it!”. Sin embargo, parece que tomó la proposición más como una broma

que como una idea seria de desarrollo de la infraestructura europea de transporte.

El objetivo de este Trabajo de Fin de Máster es pre-diseñar un nuevo vínculo fijo entre Francia e

Inglaterra. La primera idea es por supuesto construir un viaducto marítimo, que sería la solución más

barata, pero no es el único tipo de infraestructura que podría ser elegido. Por lo tanto, primero se hará

un estudio de sostenibilidad a fin de facilitar todos los datos permitiendo determinar cuál modo

constructivo o tipo de infraestructura sería lo más adaptado y para determinar si la demanda de tráfico

es suficientemente alta para garantizar la sostenibilidad económica de la nueva infraestructura. En

efecto, ya se sabe que el proyecto de un viaducto marítimo de 35km se puede realizar técnicamente

debido al hecho de que se construyeran estructuras más largas. Se pueden mencionar entre otros, el

puente entre Danyang y Kunshan en China, midiendo 164,8km, o el viaducto marítimo de

Hong Kong – Zhuhai – Macao con una longitud de 55km. Sin embargo, los datos, como el tráfico

marítimo por ejemplo, imponen condiciones más restrictivas en este caso.

Luego, basándose en los datos recogidos, se elegirán algunas alternativas de trazado y

constructivas mediante un análisis multicriterio. Estas alternativas serán después respaldadas

técnicamente por un pre-dimensionamiento a partir de normativas, publicaciones científicas o

infraestructuras similares a este proyecto a fin de obtener una primera referencia cualitativa. A partir

de esto se podrán valorar las cantidades de materiales necesarias.

Por último, se realizará un primer presupuesto a partir de las cantidades computadas, con el

objetivo de dar una idea del precio de una estructura de esta envergadura y compararla con estructuras

existentes como el Eurotunnel por ejemplo.


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2. Historial y estado actual:

2.1. Primeros proyectos de conexión entre Francia y Reino Unido:

La idea de conectar las islas británicas al continente europeo mediante un enlace fijo no es nueva y

se remonta a mucho antes de la construcción del Eurotunnel. En efecto, la idea emergió a lo largo del

siglo XIX con proyectos, tanto franceses como ingleses, de túneles submarinos, túneles en roca,

puentes sobre pilotes e incluso surgió la idea de la construcción de una presa. Sin embargo, la idea más

concreta y realista fue enunciada por el ingeniero francés Albert Mathieu-Favier. En 1802, propuso a

Napoléon la construcción de un túnel en roca compuesto de galerías que serviría como instrumento de

intercambio comercial. Al principio, la idea sedujo a Francia e Inglaterra pero con la reanudación de

las guerras napoleónicas, Reino Unido se opuso finalmente al proyecto que ofrecería un punto de

entrada para una posible invasión. En la Figura 1 se puede observar un primer esbozo del proyecto de

Mathieu-Favier. Es interesante constatar que ya en esa época, se había concebido la idea de un sistema

de ventilación basado en pozos de aeración.

Figura 1 - Esbozo de la primera idea de construcción de un túnel, en 1802 [Wikipedia ® (20/04/2019), Tunnel sous la Manche, fr.wikipedia.org/wiki/Tunnel_sous_la_Manche]

Luego, durante todo el siglo XIX y durante la primera mitad del siglo XX se sucedieron

reactivaciones del proyecto de túnel y sus cancelaciones, en su mayoría por parte de los ingleses por

razones militares (sobre todo por miedo a la pérdida de la característica insular del país) y también por

la protesta de las compañías de ferry a partir de los años 30.

Durante ese siglo, otra idea era la construcción de un puente metálico entre el Cap Gris-Nez

(Francia) y Folkestone (Inglaterra) pero una vez más el Reino-Unido vetó la propuesta. Esta vez, el

ministro de la Marina Británica quería evitar un impacto negativo sobre la navegación en el Canal de

la Mancha.

Una última idea fue un proyecto de puente-túnel imaginado por Philippe-Jean Bunau-Varilla, un

ingeniero francés que posteriormente fue el impulsor del canal de Panamá. Esta idea consistía en un

viaducto de 1,5km en cada lado y un túnel entre los dos.

El 27 de diciembre de 1960, la idea de un enlace fijo reapareció y se creó la Sociedad de Estudio

del Puente sobre la Mancha (SEPM). El proyecto consistía en un puente metálico con vías de

ferrocarril, carreteras y carriles bici. De nuevo, el proyecto fue abortado.


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Se tuvo que esperar a los años 80 para que finalmente se lanzara concretamente el proyecto de

conexión fija entre Francia y Reino Unido. En 1985, tras la solicitud de ambos gobiernos, se hizo el

concurso de ofertas según el principio de concesión privada. Resultaron 4 proyectos principales:

- Europont

- Euroroute

- TransManche Express (TME)

- el proyecto France-Manche / Channel Tunnel Group (CTG)

2.1.1. Europont:

El concepto de este proyecto era la construcción de 2 obras independientes: un túnel ferroviario y

un puente de carretera. El puente consistía en un tubo de longitud total de 47km dentro del cual se

colocaría una autopista repartida sobre dos plantas, como se puede observar en la Figura 2. El tubo

habría sido suspendido con cables de aramida proviniendo de 8 torres de 340m de altura. A través de

un cálculo rápido, se constató que el puente habría tenido luces de aproximadamente 5km. Sabiendo

que hoy en día la luz más grande del mundo mide un poco menos de 2km, el proyecto era simplemente

imposible de realizar técnicamente y fue abandonado. Otro problema era el riesgo de colisión de

barcos contra las pilas por la alta densidad del tráfico marítimo en esta zona. Además, representaba un

coste significativo de 68 mil millones de francos (≈ 10,15 mil millones de euros).

Figura 2 – Ilustración del Europont en vista combinada longitudinal/sección

[Pierre-Jean Pompée (2004), Channel Tunnel – Project Overview, Tunnelling and Underground Space Technology]

2.1.2. EuroRoute:

El proyecto EuroRoute combinaba también un vínculo viario y uno ferroviario. Sin embargo, en

lugar de ser un puente, el vínculo viario consistía en una autopista de 2x2 vías construida con una

estructura mixta puente-túnel-puente. Desde la costa inglesa, el proyecto empezaba por un puente

atirantado de 9km de longitud con luces de 500m acabándose en una isla artificial, como se puede

observar en la Figura 3. En el centro de la isla, la autopista bajaba de forma helicoidal con un diámetro

de más de 200m y una pendiente media de un 3,5% hasta llegar al fondo del mar. El cambio de altitud

era bastante importante ya que el proyecto pasaba de la cota +50m a la cota -40m aproximadamente.

Como se puede ver en la Figura 3, la isla artificial era usada para no sólo colocar el helicoide, sino que

también construir un complejo con aparcamientos, gasolineras, centros de ocio, hoteles y marinas.


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Figura 3 – Vista de artista de una de las dos islas artificiales

[Grégory Rozières (19/01/2018), On a déjà pensé à construire un pont plutôt qu'un tunnel sous la Manche, mais...,

Huffington Post]

Seguidamente, la autopista salía de la primera isla a través de un doble-túnel de 21km hasta la otra

isla y acababa de nuevo con un puente atirantado de longitud 7km hasta la costa francesa. Como

indicado en el folleto publicitario de la época (EURO ROUTE (1985), EuroRoute: You drive all the

way), el doble-túnel habría sido un túnel sumergido prefabricado en la costa en elementos de 125m,

los cuales habrían sido colocados en una zanja y acoplados (Figura 4), como se hace todavía hoy en

día. En toda su longitud, el túnel habría sido protegido por una capa de roca y de hormigón.

Figura 4 - Principio de construcción del doble-túnel [EURO ROUTE (1985), EuroRoute: You drive all the way]

Al lado del vínculo viario, era previsto construir un túnel ferroviario en roca, bastante similar al

Eurotunnel actual, constituido por dos túneles para las vías y un túnel de servicio entre los dos

principales. Este túnel habría sido conectado directamente a las redes de ferrocarril francesa e inglesa.

El mayor punto positivo de este proyecto es que la parte túnel permite la libre circulación de los

barcos sin riesgo de colisión. Además, como indicado en el folleto publicitario citado anteriormente, la

entrada se realizaba mediante un peaje con un precio bastante barato comparado al precio de una

travesía en tren y con los trámites necesarios efectuados en el peaje mismo. El tiempo de viaje era

aproximadamente de 30min, lo que implicaba un tiempo total de 45min incluyendo los trámites. Estos

argumentos hicieron que el proyecto de EuroRoute fuera el más popular. En efecto, en sondeos

realizados por la Automobile Association en 1985, se podía observar que aproximadamente un 55% de

las personas cuestionadas preferían el proyecto viario en lugar de un vínculo únicamente ferroviario.


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La razón mayoritaria era que la idea de poner su coche en un tren para atravesar el canal no atraía a la

gente. Desgraciadamente, el gran coste del proyecto EuroRoute, que era de 54,1 mil millones de

francos (≈ 8,07 mil millones de euros), hizo que el proyecto fuera abandonado a favor del Eurotunnel

que tenía un menor coste: 29 mil millones de francos (≈ 4,33 mil millones de euros), coste de

construcción y costes asociados incluidos.

2.2. La infraestructura actual: el Eurotunnel:

El nombre “Eurotunnel” corresponde tanto a la infraestructura como al grupo de empresas

propietario y operador del proyecto y cliente del contratista TransManche Link (TML). Primeramente,

es interesante precisar que el grupo Eurotunnel está compuesto por dos grupos de 5 empresas de

ingeniería civil: el grupo francés France Manche S.A. (Bouygues, Dumez, SAE, SGE, SPIE

Batignolles) y el grupo inglés Channel Tunnel Group (Balfour-Beatty, Costain UK, Tarmac, Taylor

Woodrow, George Wimpey International); pero también por 5 bancos, 3 franceses y 2 ingleses. Así, se

puede ver que el proyecto está casi perfectamente repartido entre los dos países. Estos grupos

acordaron invertir hasta 42 mil millones de francos (≈ 6,27 mil millones de euros) más una reserva de

18 mil millones de francos (≈ 2,67 mil millones de euros). Así se invirtió más o menos el doble del

coste previsto de 29 mil millones de francos. Sin embargo, por retrasos en la construcción, dificultades

logísticas, modificaciones del proyecto debido a exigencias de seguridad y problemas financieros entre

Eurotunnel y TML, el coste total fue finalmente de 100 mil millones de francos (≈ 15 mil millones de

euros) en 1994.

Francia y el Reino Unido se pusieron de acuerdo en 1986 para la concesión de la infraestructura a

la compañía Eurotunnel para un periodo de 65 años.

El proyecto Eurotunnel permite la conexión entre Calais en Francia y Folkestone en Reino-Unido

mediante tres túneles de 50m de longitud, un túnel de servicio con equipos eléctricos y de seguridad

entre dos túneles de uso (ver Figura 5). El Eurotunnel es un túnel en roca construido entre 1986 y

1993. Para concretar, 3,2km estuvieron excavados en suelo francés, 38km debajo del mar y 9,3km en

suelo británico con una profundidad de 40 a 100m bajo del fondo marino.

Figura 5 - Sección transversal del Eurotunnel

[Pierre-Jean Pompée (1995), Channel Tunnel, Project Overview, Channel Tunnel Rail Link, planning, design and associated

urban development]

Un tema técnico muy importante es la ventilación. En efecto, el aire tiene que ser bombeado en el

túnel para mantener un nivel de oxígeno sostenible. Además, estudiar el sistema de ventilación del

Eurotunnel puede ser interesante y ser considerado como un ejemplo si se tiene que construir un túnel

en el cuadro de este trabajo.


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El primer sistema es el Sistema de Ventilación Normal (SVN). Este sistema suministra aire fresco

para los túneles principales y mantiene el túnel de servicio como lugar seguro en caso de emergencia.

Funciona con dos centrales que suministran 70-90m3/s de aire con ventiladores de 2,8m de diámetro.

El circuito de aire del túnel de servicio incluye 270 puertas de seguridad, 38 unidades de distribución

de aire y 2 esclusas de aire a ambos finales del túnel de servicio.

El segundo sistema es el Sistema de Ventilación Suplementaria (SVS). Está diseñado para

controlar el humo en caso de incendio suministrando 100m3/s de aire dentro del túnel usando dos

centrales con una capacidad de 260-300m3/s de aire con ventiladores de 4,8m de diámetro. El circuito

de aire de los dos túneles principales incluye 194 conductos de descompresión (se pueden observar en

la Figura 5) y dos puertas “crossover”.

Por último, complementando el SVS, existe una red de emergencia anti-incendio que consiste en

un sistema de drenaje para suministrar el agua necesaria y en otro sistema de refrigeración que hace

circular agua a 4°C con un caudal de 220L/s dentro de 200km de tuberías.

Desde el punto de vista funcional, el Eurotunnel es un túnel ferroviario donde circulan dos tipos de

trenes con intervalos de paso de 3min y con una velocidad de 100 a 160km/h. El primer tipo de trenes

son los nacionales que conectan las diferentes ciudades europeas. El ejemplo típico es el Eurostar que

conecta Paris con Londres en 3 horas. El otro tipo de trenes son los “Shuttles” que permiten un

transporte ferroviario de vehículos viarios (coches, camiones,…). Esto implicó la construcción de dos

terminales de conexión entre las redes de ferrocarril y de carreteras.

Con un tren clásico, el tiempo de viaje de plataforma a plataforma es de 35min. Con los

“Shuttles”, el tiempo de viaje se mantiene a 35min pero hay que añadir el tiempo necesario para los

trámites y para la carga/descarga de los vehículos: 45min para el check-in y 10min para la llegada.

Esto implica un tiempo de viaje total de 1h30.

En relación a este proyecto, se tendrá que considerar que el factor más importante para prever si

los usuarios van a utilizar más la nueva opción propuesta o el Eurotunnel existente es el precio de la

travesía. Como mencionado anteriormente, la primera alternativa es viajar solo en tren; es decir

utilizar trenes nacionales para moverse entre las ciudades británicas y otras ciudades europeas. En este

caso, tomaremos el ejemplo del Eurostar, el tren de alta velocidad conectando Paris y Londres. Una

ida de Paris a Londres tiene un precio medio de 74€. En el sentido contrario, el precio del viaje varía

entre 89 y 164€; lo que significa un valor medio de 130€.

La otra alternativa es utilizar los “Shuttles”, en los cuales los usuarios cargan su vehículo y luego

toman su sitio en los vagones de pasajeros. El precio de este modo de transporte incluye el coche y

hasta 9 pasajeros y depende de la duración de la estancia. Para una ida y una vuelta dentro del periodo

de 2 días, el usuario pagará 42€ mínimo. En realidad, el precio medio es de 80€ aproximadamente.

Para una estancia de 5 días o menos, el coste es de 92€ como mínimo (la media siendo de 120€ en

realidad). Otro caso interesante, para una ida sola o un viaje largo, el precio es de 119€, lo que implica

un billete ida/vuelta de casi 250€. Por último, los precios pueden subir hasta 310€ por ida incluyendo

una flexibilidad total sobre el horario, una vía reservada, un salón privado, periódicos y wifi incluidos.

Todos estos precios provienen de la página web de la empresa Eurotunnel dedicada a la venta de

billetes de “Shuttle” y cuya tabla recapitulativa se puede observar en la Figura 6.


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Figura 6 - Precios del servicio "Shuttle" del Eurotunnel

[Eurotunnel: le shuttle (2019), Billets et tarifs, www.eurotunnel.com/fr/billets/]

A parte del transporte de personas, otros usuarios que no se tienen que omitir son las empresas de

transporte de mercancías. De hecho, por su carácter insular, Reino Unido debe importar muchas

mercancías, tanto productos de primera necesidad como elaborados. Además, debido al Brexit hay una

alta probabilidad de que la situación se complique, requiriendo más controles y tramites.

Regresaremos más en detalle a este tema cuando analicemos la demanda de tráfico. Lo que ya se

puede afirmar es que una gran parte de las importaciones de Reino Unido transitan por el Eurotunnel

usando el “Shuttle Freight” con camiones de mercancías. Para un camión, el precio de una ida oscila

entre 178 y 287€. Si comparamos estos precios al precio de un peaje de autopista (por ejemplo en

Francia), este último puede tener un valor de 50-60€. Así que utilizar el Eurotunnel vale 4 veces más

que pasar por un peaje clásico de autopista. Por consecuencia, si un camión tiene que usar el servicio

de Shuttle Freight habiendo ya viajado por autopistas de peaje en Europa, los gastos de transporte

pueden llegar a ser muy importantes para la empresa. Por ello, una nueva solución más barata para

atravesar el canal de la Mancha sería más atractiva y rentable.

Como información y justificando los altos precios del transporte, en lo siguiente se presentan las

etapas que constituyen la travesía y los servicios incluidos:

La identificación instantánea del cliente a su llegada en el área de registro gracias a

lectores de matrícula y a detectores de longitud de vehículos

El embarque del conductor en un vagón con aire acondicionado y con conexión wifi gratis

En el destino, el conductor es llevado hasta su vehículo y puede irse directamente ya que

los controles se hacen antes de la travesía.


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3. Recopilación de datos

3.1. Tráfico terrestre:

La mayor particularidad de Reino Unido es su carácter insular. De hecho, lo que era y sigue siendo

una gran ventaja a nivel defensivo y militar es también una desventaja para el comercio y el transporte

de personas, sobre todo hoy en día en un mundo multipolar y globalizado. El canal de la Mancha

representa un obstáculo físico considerable para los intercambios con Europa, tanto comerciales como

humanos. En efecto, esta situación requiere modos de transporte más avanzados y caros, que son el

transporte marítimo y el transporte aéreo, o infraestructuras complejas como el Eurotunnel.

Siendo el modo más usado por ser el más barato, más rápido para distancias medias (si incluimos

los tiempos de carga/descarga y transferencia en los aeropuertos para el transporte aéreo) y más

práctico, el transporte terrestre es la solución de travesía preferida. Entonces, en la situación actual, es

el Eurotunnel el transporte más usado para ir y volver entre Francia y Reino Unido, hecho que se

puede constatar en ambas categorías: económica-comercial y transporte de pasajeros.

Primero, el Eurotunnel representa un vínculo económico esencial entre Inglaterra y el continente.

De hecho, por esta infraestructura transita un 25% del comercio inglés con Europa. Por lo mismo, la

cantidad de mercancías transportadas por el túnel representa un 30% de las exportaciones y un 22% de

las importaciones de Reino Unido. Dicho de otra manera, cada año son 140 mil millones de euros de

valor de mercado que transitan por el túnel. Desde el punto de vista del número de toneladas de

mercancías transportadas, son 22 millones de toneladas de mercancías en 2018. Como comparación, la

cantidad total de mercancías transportadas por avión de/a Inglaterra era de 2,4 millones de toneladas

en 2013, es decir casi 10 veces menos que por el Eurotunnel.

El transporte de mercancías por el túnel se puede hacer mediante trenes de mercancías o mediante

camiones usando el servicio del Shuttle freight. La segunda manera es la más eficaz porque el camión

viene por carretera hasta la terminal, sube directamente en un vagón especial de transporte de

vehículos y después de la travesía, baja del vagón y se incorpora directamente a la red viaria. Así no

hay tiempos de transferencia de la mercancía de camión a tren y de nuevo de tren a camión. Las

estadísticas demuestran bien la atracción de este modo de transporte y a fortiori su eficacia. En enero

de 2019, se estableció el nuevo récord de camiones transportados por el Shuttle que es de 145 960

camiones en un mes. Esto es equivalente a 4 798 camiones por día y, para percibir mejor la magnitud,

equivalente a 200 camiones por hora.

La otra faceta de la infraestructura es el transporte de pasajeros. De manera general, cada año son

unos 40 millones de viajeros que cruzan el canal de la Mancha, mediante el ferri (barco) o a través del

túnel. Teniendo en consideración sólo el Eurotunnel, aproximadamente 22 millones de personas

atravesan cada año el canal de la Mancha usando el Eurostar, o el Shuttle cargando su vehículo propio.

El Eurostar permite la travesía de poco menos de 11 millones de pasajeros al año, es decir la mitad

del total. Hay que precisar que el Eurostar es un tren directo entre Paris y Londres o entre Bruselas y

Londres. Entonces, concierne más la gente que va a visitar estas ciudades únicamente y por eso da

menos libertad que el Shuttle.

El Shuttle, como explicado anteriormente con los camiones, permite al individuo viajar con su

vehículo propio, sea coche, furgoneta o moto. Al contrario del Eurostar, este no va hasta Londres sino

hasta Folkestone, justo al lado de Dover. Entonces, la llegada es menos céntrica pero tener vehículo

propio a disposición da más libertad de desplazamiento a posteriori. En 2018, el equivalente de 11

millones de viajeros eligió esta solución, contando los vehículos personales pero también los

autobuses de las compañías turísticas que organizan viajes. En términos de número de vehículos por

mes, en junio de 2018, aproximadamente 240 000 coches usaron el Shuttle, lo que equivale a 8 000

coches por día.


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Después de la presentación de estos datos, podemos concluir que hay una alta demanda para

atravesar el Canal de la Mancha (aunque se tenga que matizar todo lo mencionado por el efecto

Brexit). La cuestión ahora es saber la evolución de la demanda durante los últimos años a fin de

determinar si una nueva infraestructura de conexión entre Francia y Reino Unido sería relevante y

sostenible. El sitio web del grupo Eurotunnel da las estadísticas de las variables ya comentadas

previamente en este apartado. La tabla con todos los datos se puede observar en la Figura 7.

Figura 7 – Tráfico anual en el Eurotunnel [creación personal a partir de los datos: Chiffres de trafic, Trafic au cours des 10 dernières années,

www.getlinkgroup.com/fr/groupe-eurotunnel/exploitation/chiffres-de-trafic/]

En la tabla de la Figura 7, se ve claramente que en número de pasajeros y en toneladas de

mercancías, la demanda aumentó mucho entre 2009 y 2013, lo que es un poco contradictorio con los

efectos de la crisis económica de 2008. A continuación, los números han seguido y siguen aumentando

pero mucho más lentamente, casi permanecen estables. La única diferencia es para los trenes de

mercancías cuyo número aumentó poco hasta sufrir una caída en 2016 antes de finalmente

estabilizarse alrededor de 2 050 trenes por año. A fin de visualizar mejor la evolución del tráfico, se ha

hecho una representación gráfica que se puede observar en la Figura 8.

TRENES DE ALTA

VELOCIDAD

(Eurostar)

TRENES DE

MERCANCIAS

Camiones

Equivalente

en toneladas

de mercancías

(en millones)

Coches Autobuses

Equivalente

pasajeros (en

millones)

Pasajeros

Número de

trenes de

mercancías

2018 1 693 462 22 2 660 414 51 300 10,6 10 971 650 2 077

2017 1 637 280 21,3 2 595 247 51 229 10,4 10 300 622 2 012

2016 1 641 638 21,3 2 610 242 53 623 10,6 10 011 337 1 797

2015 1 483 741 19,3 2 556 585 58 387 10,5 10 399 267 2 421

2014 1 440 214 18,7 2 572 263 63 059 10,6 10 397 894 2 900

2013 1 362 849 17,7 2 481 167 64 507 10,3 10 132 691 2 547

2012 1 464 880 19 2 424 342 58 966 10 9 911 649 2 325

2011 1 263 327 16,4 2 262 811 56 095 9,3 9 679 764 2 388

2010 1 089 051 14,2 2 125 259 56 507 8,8 9 528 558 2 097

2009 769 261 10 1 916 647 54 547 7,8 9 220 233 2 403

TRANSBORDADOR EUROTUNNEL (Shuttle)


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Figura 8 – Gráfico representando la evolución del tráfico dentro del Eurotunnel

[creación propia basada en los datos de la Figura 7]

En el gráfico de la Figura 8 se puede observar que el número de pasajeros viajando con el Shuttle

o con el Eurostar no aumentará mucho en los próximos años si sigue con la misma tendencia

(pendiente positiva pero casi horizontal). Se podría llegar a poco más que 12 millones de pasajeros por

año en 2025. Sin embargo, se observa que desde 2014, el transporte mediante trenes de mercancías

atrae menos y es gradualmente sustituido por el transporte con camiones usando el Shuttle, que va en

aumento. Si este aumento sigue con la misma tendencia, se podría transportar entre 27 y 30 millones

de toneladas de mercancías con camiones. En ese caso, otra infraestructura permitiendo el transporte

viario podría ser interesante e incluso necesaria.


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3.2. Tráfico marítimo:

El canal de la Mancha es uno de los corredores marítimos más usados en el mundo. En efecto, esta

zona concentra un 20% del tráfico marítimo mundial. Esto es debido al hecho de que sea el único

acceso a la región económica de la “Northern Range”, la región económica más rica de Europa en la

cual se encuentran los puertos de Rotterdam, Amberes y Brujas. Por esta demanda de transporte

comercial, son 100 000 barcos que navegan por la Mancha cada año. Si se mira a una escala diaria,

son más de 250 barcos que atraviesan el eje del Eurotunnel cada día. Añadiendo los barcos de pesca,

de recreo y los ferris, pasan 430 barcos al día por el canal de la Mancha, es decir, un barco cada 3min.

Para poder percibir mejor la densidad de tráfico marítimo en esta zona, la Figura 9 presenta el estado

del tráfico en tiempo real el 27 de marzo de 2019 a las 18:51.

Figura 9 – Estado del tráfico marítimo en el canal de la Mancha el 27/03/2019 a las 18:51 [Leyenda: Crozon-Bretagne.com, Trafic maritime en Manche, www.crozon-bretagne.com/mer/navigation/trafic-maritime-

crozon3.php;

Mapa: MarineTraffic: Global Ship Tracking, www.marinetraffic.com/fr/ais/home/centerx:1.7/centery:51.4/zoom:8]

En la precedente figura se pueden distinguir dos tipos de tráfico marítimo. El primero tiene una

dirección paralela a las costas y corresponde al tráfico comercial citado anteriormente, que viaja entre

la Northern Range y el resto del mundo. Corresponde a buques de tipo cargueros o portacontenedores

y buques tanque. El segundo es un tráfico con una dirección perpendicular a las costas y que

corresponde a los ferris que permiten la travesía de la Mancha, para pasajeros y para vehículos.

En primer lugar se comentará el tráfico de mercancías longitudinal. Como se ha comentado antes,

más de 250 barcos cruzan cada día el eje Calais-Dover, hecho que se traduce en un barco cada 5-6min.

Una frecuencia de paso tan grande implica un riesgo muy alto de colisión entre un barco y una pila del

hipotético puente uniendo Francia y Reino Unido. Además, hay que tener en mente que se trata de

buques portacontenedores, por consiguiente, de muy grandes dimensiones y un impacto contra la

estructura podría amenazar la estabilidad del puente entero pero también implicar una catástrofe

medioambiental de gran magnitud por consecuencia de una “marea negra”. Por lo tanto, se tiene que

minimizar al máximo el número de pilas, lo que implica aumentar la luz. Sin embargo, las luces se

encuentran limitadas por razones estructurales y constructivas. Hoy en día, con las técnicas actuales, la

luz más grande del mundo es la del puente de la isla Rousski en Rusia y mide 1 104m para una

longitud total de 3 100m. Así, un puente sobre el canal de la Mancha podría tener luces de 1km


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máximo. No obstante, sería para un viaducto de una longitud total de aproximadamente 35km, hecho

que implicaría construir 35 tramos de 1km de luz que, a su vez y a nivel técnico, sería muy

complicado. Así, se tendría que reducir las luces manteniendo un mínimo requerido por los

profesionales del sector marítimo. En relación al tema de la prevención de choques entre barcos de

mercancías y las pilas de un puente, habría que pensar en un sistema de indicación adecuado para

informar en tiempo real al capitán sobre donde se sitúa su barco respecto a las pilas. Se trataría

seguramente de un sistema GPS combinado con un sistema de señales luminosas colocadas sobre las

pilas para la navegación a vista en caso de fallo del sistema GPS.

El otro problema que plantea un puente sobre el canal de la Mancha, sería el gálibo necesario para

permitir el paso de los buques portacontenedores de gran altura. En efecto, hoy en día los

portacontenedores tienen dimensiones inmensas para poder transportar cada vez más contenedores en

una sola travesía. Este problema ya se ha planteado en otros proyectos en los cuales se tomaban en

general 55m de gálibo. Sin embargo, este valor ya no es suficiente. Por ejemplo, el puente de la isla

Rousski previamente citado tiene un gálibo de 70m para permitir el paso de grandes buques. En

Dinamarca, la construcción del puente-túnel Øresund conectando el país a Suecia dio lugar a

acalorados debates sobre el tema, el proyecto estando localizado en una región de alto tráfico

marítimo. Finalmente, las diferentes partes acordaron un gálibo de 70m. Por consiguiente y en nuestro

caso, el gálibo tendría que ser también de 70m mínimo a fin de permitir el paso de los

portacontenedores más grandes. Una altura mayor se podría tomar si se están proyectando nuevos

barcos de mayor envergadura.

Para resumir, el tráfico comercial (longitudinal) impone la minimización del número de pilas y un

gálibo alto. No obstante, aunque no haga falta realizarlo a lo largo de todo el puente, un único tramo

con una luz de 1km y una altura de 70m no es suficiente. Habría que construir varios tramos con estas

características, lo que sería muy complicado técnicamente y muy costoso. Por lo tanto se tendrá que

examinar también otras alternativas constructivas.

Por otra parte, se puede observar en la Figura 9 un tráfico marítimo transversal o “transmanche”

constituido por ferris garantizando el vínculo marítimo entre Francia y Reino Unido. En efecto, antes

de la apertura del Eurotunnel en 1994, los ferris eran el único medio para atravesar el canal de la

Mancha con un vehículo propio, aparte de que eran un modo de transporte más barato que el avión, ya

que las compañías “low-cost” no existían en esa época. Hoy en día, a pesar de que el túnel sea el modo

de travesía más rápido, los ferris siguen funcionando en complementariedad. Como prueba de su

necesidad, durante los meses siguiendo el incendio del Eurotunnel el 11 de setiembre de 2008, los

ferris resultaron esenciales. Fueron el único modo de transporte que permitía a los camiones de

mercancías atravesar el canal de la Mancha durante los trabajos de reparación del túnel. Así, los ferris

son esenciales debido a que nunca se enfrentarán a periodos de no funcionamiento de larga duración.

Como se ha mencionado en el párrafo anterior, el ferri tiene un tiempo de viaje más largo que el

Eurotunnel: son 1h30 para el primero y 35min para el segundo. Sin embargo, el ferri se mantuvo

durante mucho tiempo el modo de transporte de predilección para atravesar el canal de la Mancha. En

la Figura 10, se puede observar el número anual de pasajeros que cruzan el canal usando el ferri o

usando el túnel.


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Figura 10 – Número anual de pasajeros del tráfico marítimo “transmanche” y del Eurotunnel

[creación propia basada en los datos de UK Department for Transport (20/02/2019), Sea Passenger Statistics 2018]

Como se puede observar en la Figura 10, el número de pasajeros viajando por ferri fue siempre

superior al número de pasajeros viajando por el Eurotunnel desde 1994, año de apertura del túnel,

hasta 2007/2008. Tuvieron que pasar 14 años para que el Eurotunnel se convirtiera en el modo de

travesía más usado por los viajeros. A partir del mencionado año, la diferencia no ha dejado de

aumentar.

Con un análisis más preciso, en 1994, año de inauguración del Eurotunnel, el transporte por ferri

registró su mejor año con 29,8 millones de pasajeros. Luego, se mantuvo 3 años alrededor de esta cifra

(27-29 millones) a pesar del aumento enorme del número de usuarios del túnel, para posteriormente

disminuir de forma ininterrumpida durante los 20 últimos años perdiendo su estatuto de primer modo

de vínculo entre Francia e Inglaterra en 2008 como dicho anteriormente. Después de este año, el

número anual de pasajeros por ferri y por el túnel han evolucionado de manera simétrica: por ferri

disminuyendo y por túnel creciendo. Sin embargo, la situación en su globalidad parece bastante

estabilizada desde 2010, con un número total de pasajeros de entre 35 y 37 millones. Resulta que el

año pasado, en 2018, 14,6 millones de personas cruzaron el canal de la Mancha por ferri y, como visto

en la sección 3.1. Tráfico terrestre:, 21,6 millones por el túnel. Esto da un total de 36,2 millones de

pasajeros. Así, los dos modos de travesía tendrían que ser más atractivos para poder competir todavía

más con el avión y para poder quizás regresar a un número anual de pasajeros de más de 40 millones

como entre 1996 y 1999. Aun así, un puente entre Francia e Inglaterra sería una nueva manera de

atravesar el canal de la Mancha suficientemente atractiva para competir con el avión (con los vuelos

de corta distancia) y al mismo tiempo, recuperar algunos pasajeros que normalmente usarían el ferri o

el túnel. Considerando ya la mitad del tráfico total (Eurotunnel + ferris), la nueva alternativa podría

llegar a absorber 20 millones de viajeros por año.


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Por último, el tráfico de ferris permite también el transporte de mercancías a través del transporte

de camiones. Se ve que el transporte por ferris se queda el modo de transporte más usado por las

compañías de transporte viario aunque el tiempo de travesía sea más largo (casi 3 veces más que

usando el túnel). La mayor razón es que el ferri es un poco más barato (20€ más o menos). Para el

estudio estadístico, desgraciadamente las cifras del tráfico total por ferri no son disponibles. No

obstante, las estadísticas del tráfico por ferri del puerto de Dover son disponibles y conciernen la línea

Calais-Dover que representa un 90% del total. En la Figura 11, se puede observar el número anual de

camiones atravesando el canal de la Mancha por ferri en la línea Calais-Dover desde 1985. A fin de

hacer una comparación, se puede ver también los datos concerniendo los camiones usando el túnel.

Figura 11 – Número anual de camiones de mercancías del tráfico marítimo “transmanche” y del Eurotunnel [elaboración propia basada en los datos de: Ferri: Port of Dover, Performance, www.doverport.co.uk/about/performance/

Eurotunnel: Chiffres de trafic, Trafic au cours des 10 dernières années, www.getlinkgroup.com/fr/groupe-

eurotunnel/exploitation/chiffres-de-trafic/]

Se puede observar que desde 1985 la tendencia general es un crecimiento del número de camiones

usando el ferri como modo de travesía. Las únicas disminuciones constatables ocurrieron de 1994 a

1996, correspondiendo a la abertura del Eurotunnel, y de 2008 a 2012, correspondiendo a la crisis

económica y a una aumentación fuerte del tráfico de camiones por el túnel. Por lo tanto, la cifra anual

de camiones atravesando el canal de la Mancha por ferri creció de 700 000 a 2,5 millones de camiones

en un poco más de 30 años. Si este tráfico sigue evolucionando de la misma manera, podría ser de 2,88

millones en 2025.

Por otra parte, como visto en la parte 3.1. Tráfico terrestre:, el tráfico de camiones usando el

Shuttle tiene una tendencia global de aumentación, con un coeficiente superior al del transporte por

ferri. Siguiendo la misma evolución, el tráfico en 2025 podría ser de casi 2 millones de camiones al

año. Esto implica un tráfico total posible en 2025 de 4,88 millones de camiones al año (tomando en

cuenta los que usan actualmente el Eurotunnel). Sabiendo que los ferris y el Shuttle presentan una

capacidad limitada, una nueva infraestructura será necesaria y podrá recuperar una buena parte del

tráfico si es suficientemente atractivo.


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Así si se añaden la demanda del tráfico viario y la demanda proviniendo del transporte marítimo, a

partir de 2025, 4,88 millones de camiones y 40 millones de pasajeros al año podrían atravesar el canal

de la Mancha por vía terrestre. Esto es equivalente a 4,88 millones de camiones y 10,25 millones de

coches/autobuses (usando el factor de proporcionalidad de la Figura 7). Suponiendo que el tráfico

total se reparta igualmente entre el Eurotunnel y la infraestructura nueva, esta última presentaría un

tráfico anual de 2,44.106 camiones + 5,125.10

6 coches/buses = 7,565 millones de vehículos.

3.3. Batimetría:

En el canal de la Mancha, el fondo marino se sumerge con bastante pendiente cerca de las costas,

pero generalmente es llano y notablemente poco profundo (especialmente en relación con las

elevaciones terrestres cercanas). Su mayor profundidad, de 180m, se sitúa en la fosa de los “Casquets”,

que forma parte de un grupo de canales profundos y cerrados en el lecho del canal occidental. El canal

ha sido moldeado por los efectos:

- de desgaste y de erosión, en la era durante la cual una gran parte del área era tierra

seca

- de los cambios de nivel del mar a lo largo de la Historia

- de erosión y de deposición por las corrientes marinas durante la época geológica

actual

En la Figura 12, se puede observar un mapa batimétrico de todo el canal de la Mancha.

Figura 12 – Mapa de la morfología batimétrica del canal de la Mancha

[Geography Resource Centre of the University of Sussex, GEOSYNTH-Project]

En su parte oeste, el suelo del canal tiene generalmente entre 60 y 120m de profundidad y es

relativamente plano y sin rasgos distintivos. Los tipos de roca son bastante uniformes y constituidos en

su mayoría de caliza. Las rocas ígneas, más duras, hacen que emerjan bancos de arena, como por

ejemplo en el caso de las Islas Scilly y de las Islas del Canal. Además, los acantilados sumergidos y

las depresiones estrechas ofrecen una variedad adicional.


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En el canal central, de 45 a 60m de profundidad, las profundidades son bastante uniformes sobre

afloramientos de caliza. Sin embargo, las alternancias de arcillas y calizas dan lugar a un terreno

ondulado, con profundidades que alcanzan casi el doble del promedio. La continuación del sistema del

Sena al norte de la península del Cotentin en Normandía complica los relieves.

En la parte oriental del canal, el fondo marino es más suave y la geología más simple. Las

profundidades van de 2 a 48m, con bancos de arena tan alargados como el Varne y el Ridge, que

estrechan enormemente las rutas de navegación.

A diferencia de los mares de Irlanda o del Norte, el canal de la Mancha se sitúa más allá de la zona

de acción de los glaciares del Pleistoceno. Así los depósitos superficiales son muy delgados, 1m o

menos, o están totalmente ausentes. Representan una reelaboración compleja de yacimientos de edades

diversas y su distribución es representativa de las corrientes de marea. En los lugares donde los ríos

son fuertes, el lecho marino está desnudo, solo se quedan guijarros. La disminución de la velocidad da

lugar a cintas y olas de arena y grava que pueden alcanzar 12m de espesor. Crea también gruesas capas

de depósitos de grano fino en las zonas protegidas como es el caso en el golfo de Saint-Malo.

Respecto a las costas, en este sector son sobre todo acantilados de caliza, tanto del lado francés

como inglés. En general tienen una altura entre 20 y 40m pero en algunos sitios alcanzan los 130m de

altura. Se puede observar una foto del Cabo Blanc-Nez en la Figura 13 en la cual se puede observar el

acantilado de 134m de altura y más lejos los de unos treinta metros. Esta topografía específica se

tendrá que tomar en cuenta para el diseño del proyecto.

Figura 13 – Foto aérea de los acantilados del Cabo Blanc-Nez

[Shooting Tophe, L’effet mer – Le Touquet, www.leffetmer.fr/letouquet/ L'effet mer - Le Touquet]

Por ultima parte, se tenía que precisar que para todo el diseño de la estructura, se usará la

batimetría procurada por el gobierno francés via su Géoportail, que permite a los particulares de tener

a su disponibilidad la mayoría de los mapas del litoral elaborados por el IGN (Institut Géographique

National) y el SHOM (Service Hydrographique et Océanographique de la Marine). Un ejemplo de

estos mapas puede ser observado en la Figura 14, que representa el lado francés del estrecho de

Dover.


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Figura 14 – Mapa batimétrica del litoral, ejemplo de la costa francesa entre Cap Gris-Nez y Calais

[IGN-SHOM, Carte littorale – Géoportail, www.geoportail.gouv.fr/donnees/carte-littorale]

3.4. Geología:

El canal de la Mancha contemporáneo es el resultado de un complejo descenso estructural que data

de hace unos 40 millones de años, aunque haya indicios de una tendencia a la baja desde hace ya

270 millones de años. El antepasado directo del canal era probablemente un mar que ocupaba el bajío

hace uno o dos millones de años, con un nivel del mar de 180 a 210m más alto que el nivel actual.

La retracción del agua por la formación de los glaciares de la época del Pleistoceno tardío, hace

unos 25 000 años, produjo un nivel del mar por lo menos 90m más bajo que el actual. Más tarde, hace

unos 8 000 años, el derretimiento del hielo elevó el nivel del mar a su nivel actual, sumergiendo el

puente terrestre de importancia ecológica que existía sobre el estrecho de Dover.

Estas fases de cambios de nivel del mar y los movimientos de los glaciares implicaron un efecto de

erosión del lecho teniendo por consecuencia el perfil llano actual visto en la parte 3.3. Batimetría:.

Además, la mayor parte de las fallas que ahora afectan al lecho marítimo y que podrían afectar al

proyecto aparecieron al final del Terciario y al principio del Cuaternario, durante una fase de

distensión en la que se formaron las zanjas tectónicas de Alsacia, de la Bresse y del Macizo Central.

Esta fase repitió las antiguas fallas del sótano que luego pasaron a través de la cubierta del Cretácico

que de alguna manera, las había sellado hasta ahora. Algunas fallas en particular podrían afectar al

proyecto y son las mismas que las del Eurotunnel, visible en la Figura 15. Esta figura representa las

informaciones geológicas del túnel que son las que generalizaremos a toda esta zona, a falta de más

datos.


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Figura 15 – Planta, 3 secciones y perfil geológicos simplificado del túnel sur [Pierre Duffaud & Patrick Margron (1990), Le Tunnel sous la Manche – géologie et géotechnique, figura realizada por el

Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) en abril de 1989]

En el perfil geológico, se pueden observar dos zonas con características diferentes: la parte

francesa y la parte inglesa. La parte inglesa es poco perturbada, entonces regular y bastante llena. Al

contrario, la parte francesa es muy perturbada. Se constatan varias fallas tectónicas cuya más

importante es la situada al PK7,6. Aunque ya no haya mucha actividad tectónica, una falla debilita el

suelo puesto que, correspondiendo a una rotura del terreno, el material geológico es más

desestructurado alrededor de ella. Luego, se ve que en esta parte hay un anticlinal con una pendiente

muy fuerte, de unos 20° contra 2 a 5° en la parte inglesa. Esta diferencia se puede observar en las

secciones transversales de la Figura 15.

Después, en su estructura misma, el lecho marino del canal de la Mancha está constituido por 4

capas geológicas mayores que son (en orden creciente de profundidad): calizas blancas y grises,

calizas azules, arcillas del Gault y areniscas verdes.

Las calizas blancas y grises son calizas calcáreas. Son casi impermeables por su composición sin

embargo, en el estrecho de Dover, son muy fracturadas lo que implica muchas llegadas de agua. En

efecto, la fracturación de una roca multiplica su permeabilidad por un factor del orden de 100.

Estas calizas se organizan en 4 unidades distintas con los espesores siguientes: de 1 a 2m, de 10 a

15m, de 15 a 18m y de 6 a 8m. Esto da un espesor mínimo de 32m y un espesor máximo de 43m.

Las calizas azules son calizas de marga, lo que les da su color azul. Esta capa de roca es

relativamente fina como la de calizas blancas y grises. Es resistente pero no demasiado dura así que

permite la perforación del túnel. También es poco fracturada lo que implica poco permeable y está a

una profundidad razonable, de 30 a 60m bajo del lecho marítimo.


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La capa de calizas azules se compone de una capa de calizas cenomanienses medias, de espesor

mínimo de 18 a 20m y máximo de 28 a 30m, y de una capa de calizas cenomanienses inferiores, con

un espesor de 11 a 17m. Así la caliza azul entera alcanza frecuentemente un espesor de 32 a 35m, lo

que permitió la perforación de los tres túneles del Eurotunnel en esa.

Las arcillas del Gault son arcillas negras y además peligrosas para una infraestructura porque son

arcillas hinchables, es decir que pueden tener grandes cambios de volumen en función de su grado de

saturación. En este caso, siendo bajo del mar, son totalmente saturadas y entonces, no sometidas a

posibles cambios de volumen. Sin embargo, esto da a las arcillas una textura blanda que tiene poca

resistencia y que, a la época de la construcción del túnel, podía bloquear las tuneladoras e implicar un

sobredimensionamiento del recubrimiento de los túneles. Además, la base de la capa se caracteriza por

un pequeño nivel de arenas glauconíticas gregificadas que refleja las ondas sísmicas.

El espesor de esta capa es mínima en el lado francés con un espesor de 10 a 12m y crece

regularmente hacia Inglaterra hasta un espesor de más que 40m.

Por último, vienen las areniscas verdes que son arenas arcillosas glauconíticas con estratificaciones

entrelazadas, 15m de espesor en el lado francés, 25m en el lado inglés. Estas areniscas verdes afloran

sobre algunas grandes superficies en el fondo del estrecho de Dover a pocos kilómetros al Sur-Oeste

del trazado del Eurotunnel, arriba de los túneles. Por lo tanto, su nivel piezométrico debe ser igual al

nivel del mar.

En la Figura 16, se puede ver el perfil geotécnico estándar que será usado para pre-diseñar la

infraestructura. Los espesores definidos son los espesores medios que se pueden encontrar en el

estrecho de Dover. La profundidad del mar de esta figura es también una media en la zona de estudio.

Figura 16 – Perfil geotecnico estandar de diseño

[elaboración propia]

Por otra parte, en su parte terrestre, el proyecto atravesará una última roca diferente. Se puede ver

en el perfil geológico de la Figura 15 que se tendrá que pasar por caliza turoniana. Se compone de

caliza blanca con sílex, caliza de marga y caliza corrugada. Tiene un espesor total entre 60 y 70m y es

el material principal de los acantilados.

22m

Calizas blancas y grises γ = 2400 kg/m³ ϕ = 40° 37m

Calizas azules γ = 2500 kg/m³ ϕ = 45° 33m

Arcillas del Gault γ = 1900 kg/m³ ϕ = 24° 25m

Areniscas verdes γ = 1600 kg/m³ ϕ = 35° 20m


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3.5. Sismicidad:

La zona del canal de la Mancha no tiene un riesgo sísmico muy alto. En efecto, como se puede

observar en el nuevo mapa de la zonificación sísmica de Francia elaborado el 1 de mayo de 2011

(Figura 17), la región del Pas-de-Calais está en la zona 2, correspondiente a un riesgo sísmico bajo.

Aunque este mapa solo pinte el caso de las tierras, se puede generalizar al mar (quedándose a una

distancia razonable de la costa todavía). La zona 2 corresponde a un coeficiente de aceleración a la

roca 𝑎𝑔𝑟 = 0,7 𝑚. 𝑠−2.

Figura 17 – Zonificación sísmica de Francia

[Eurocode 8, NF EN 1998-1 de sept 2005, Freelem, http://www.freelem.com/eurocode/eurocode8/spectre.htm]

Desde el punto de vista histórico, se puede constatar que ocurren entre 2 y 4 terremotos al año en

el canal de la Mancha. Son terremotos de pequeña amplitud con una magnitud media de 2,5 en la

escala de Richter, así que no se notan por la mayoría de la población. Sin embargo, ya se produjeron

seísmos de mayor magnitud cuyo más grave ocurrió en el 6 de octubre de 1999 a las 16:26:46 UTC en

Fécamp, Haute-Normandie, Francia, con una magnitud de 4,6 sobre la escala de Richter. En los 37

últimos años, solo tres terremotos tuvieron una magnitud superior a 4 en esta región. Por lo tanto, no

se considera como una región con riesgo sísmico.


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3.6. Datos de tiempo:

Por supuesto, el clima de esta región es un clima oceánico, lo que significa que se caracteriza por

inviernos cálidos y húmedos y veranos frescos. Además el tiempo es muy variable. Como

consecuencia de estas características, se observa que la cantidad máxima de precipitaciones ocurre

durante la temporada fría. En el estrecho de Dover llueve en media entre 700 y 1000mm/año y casi la

mitad durante los 4 meses de invierno. Desde el punto de vista de las temperaturas, durante el verano

varían entre 20 y 30°C y durante el invierno entre -5 y 12°C. Durante inviernos muy fuertes, ya

ocurrió que el mar tenga una capa de hielo.

Respecto al viento, es bastante lógico que sea más fuerte sobre el mar que dentro de las tierras, ya

que es casi llano y no tiene obstáculos. El estrecho de Dover corresponde, como su nombre lo indica,

al estrechamiento entre las costas francesas e inglesas al nivel de la entrada en el mar de la Mancha

viniendo del mar del Norte. En ambos lados del estrecho, se puede encontrar un pequeño relieve,

acantilados en su mayoría, que confiere a la región su aspecto de catalizador de viento por razones

físicas evidentes. Además de acelerar los vientos, el estrecho los canaliza también tal que siguen su

dirección Suroeste-Noreste S-O/N-E como lo demuestra la rosa de los vientos de la Figura 18

siguiente.

Figura 18 – Rosa de los vientos anual en el canal de la Mancha, al nivel de Boulogne-sur-Mer [Météo-France (2007)]

En esta figura, se puede observar claramente la dirección S-O/N-E de los vientos. Esto refleja

perfectamente los agentes climáticos que actúan sobre la zona que son: la depresión de Islandia, el

anticiclón de las Azores y el anticiclón de Siberia. Se constata que durante el año, los vientos

provienen en mayoría del Suroeste, son aproximadamente 3 veces más frecuentes que los del Noreste.

En efecto, la longitud del diagrama en una dirección corresponde a la frecuencia de presentación de los

vientos viniendo de esta dirección. Además, se puede observar su velocidad en nudos (kts) que se

puede convertir en m/s o km/h o que se puede relacionar con su fuerza en Beauforts (B). Los vientos

proviniendo del Suroeste tienen una velocidad más alta que la de los del Noreste y cuyo valor supera

los 27kt = 50km/h. Sobre la escala de Beaufort, correspondería a una fuerza superior a 7B

Los vientos de Suroeste soplan durante todo el año con una frecuencia mínima en invierno de un

26% y máxima en verano de un 48%, a cualquier velocidad. Respecto a los vientos superiores a

30km/h, ocurren más durante el verano con una frecuencia de un 27%.


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Los vientos de Noreste son menos frecuentes, como comentado anteriormente. Se forman a

menudo por condiciones anticiclónicas y pueden perdurar algunos días. Aparecen también todo el año

pero con frecuencias menores, entre un 14% en autumno y un 18% en verano, a cualquier velocidad.

En cuanto a los vientos superiores a 30km/h, ocurren más durante la primavera con una frecuencia de

un 9%.

En la Figura 19 siguiente, se pueden observar las direcciones y las frecuencias de los vientos

fuertes en función de la estación. Los vientos fuertes corresponden a vientos con una fuerza superior a

7B, lo que corresponde a una velocidad mayor que 28kts = 52km/h.

Figura 19 – Frecuencia de viento fuerte (>75km/h) por estación y dirección, medida en Boulogne-sur-Mer (1981-2010) [Météo-France (2011)]

Se puede observar en las precedentes rosas de los vientos que pueden ocurrir vientos con una

velocidad mayor que 41kts = 76km/h (color naranja). Entre diciembre y febrero, provienen de las

direcciones 220° à 320°. Entre marzo y mayo vienen de las direcciones 220°, 240°, 280° y 340°. De

junio a agosto soplan del 220° y por último, entre septiembre y noviembre se observan entre 220° y

300°. Se constata que tienen las frecuencias de presentación más altas en el periodo de septiembre a

febrero, aunque se queden bastante pequeñas, del orden de un 0,4-0,5%. Desde el punto de vista

general de los vientos fuertes (> 51km/h), se observa que en el mismo periodo tienen una frecuencia

de ocurrencia bastante alta de prácticamente un 4%. Además, se confirma que la dirección de viento

más frecuente es el Suroeste y más precisamente 240°.

Sin embargo, la velocidad del viento puede ser mayor durante grandes tormentas. Por ejemplo,

durante las tormentas del 27 de octubre de 2002 y del 10 de marzo de 2008, se registraron vientos con

velocidades mayores que 100km/h. En efecto, en el caso de la tormenta de 2002, se registraron vientos

de 106km/h en Londres.


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Por último, con un objetivo de diseño de una infraestructura según el Eurocódigo, se tiene que

saber el valor de base de la velocidad de referencia del viento 𝑣𝑏,0 en m/s. El mapa de la Figura 20

muestra este valor para Francia en función de las regiones. Se ve que para nuestra región de estudio

(señalada por un círculo rojo), el valor de base de la velocidad de referencia del viento es

𝑣𝑏,0 = 26𝑚/𝑠. Sin embargo, este valor concierne los vientos en la tierra y no en el mar. A pesar de

esto, el viento de diseño se aproximará y se usará el valor del en la tierra ya que se encuentran a unos

veinte kilómetros el uno del otro, lo que implica que la diferencia de velocidades es suficientemente

pequeña para despreciarse para un pre-diseño. El valor de 𝑣𝑏,0 = 26𝑚/𝑠 corresponde a 93,6km/h, lo

que coincide con lo que se ha dicho anteriormente.

Figura 20 – Mapa del valor de base de la velocidad de referencia del viento en Francia

[NF EN 1991-1-4/NA, 03/2008]


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3.7. Datos de oleaje y corrientes:

En primer lugar se presentarán datos generales sobre el agua del mar de la Mancha. Desde el punto

de vista de la temperatura, el canal de la Mancha conectando la parte Norte del océano Atlántico con el

mar del Norte, el agua de esta región es bastante fría. Durante el año, la temperatura superficial fluctúa

entre 4°C en enero y 18°C en agosto. Respecto a la temperatura del agua del fondo, se queda constante

a una temperatura de 5°C a lo largo del año. Todo esto significa que para un posible puente, habría un

gradiente de temperatura sobre las pilas, con una diferencia de 13°C en agosto por ejemplo, entre la

parte superior y las cimentaciones. Este hecho impondría deformaciones a la estructura.

A título informativo, la salinidad del agua cerca de Calais es de aproximadamente 35,5‰. Esto

será utilizado a fin de definir la clase de exposición del hormigón.

Sobre el tema del oleaje, las olas son generalmente fuertes, especialmente en el estrecho de Dover,

entre Dover y Calais. En efecto, por razones físicas, como la anchura del canal o del dominio de

propagación de las olas se reduce, estas ganan en intensidad y amplitud. Por eso, sin considerar la

bahía de Saint-Malo que tiene características particulares, es en nuestra región de estudio que se

observan el oleaje y la marea más importantes del canal de la Mancha, como se puede observar en la

Figura 21.

Respecto a la marea, la del mar de la Mancha es semidiurna. Esto significa que hay dos

plenamares (altura máxima alcanzada por la marea) y dos bajamares (altura mínima alcanzada por la

marea) al día. Este tipo de marea es preponderante en las costas europeas y atlánticas. Considerando la

ciudad de Boulogne porque es la más cerca de la región de estudio, se puede observar en la Figura 21

que los niveles de plenamar son alcanzados a la 1h y a las 13h. Los niveles de bajamar ocurren a las 8h

y a las 20h. Además, se constata que el nivel de mar varia de ± 3,5m alrededor de una media de 5m lo

que implica un nivel de plenamar de 8,5m y uno de bajamar de 2,5m.

Figura 21 – Curvas de marea en 4 ciudades francesas del canal de la Mancha

[Ifremer environnement (21/02/2008), Milieux marins – La marée, Votre région, Basse-Normandie, Milieu, envlit.ifremer.fr/region/basse_normandie/milieu/milieux_marins]

Además de estos valores de marea en situación normal, pueden ocurrir algunas plenamares y

bajamares excepcionales. En Francia se conocen por los nombres de Grandes Mareas, Marea del Siglo

o Marea del Milenario. Corresponden a mareas excepcionales que suceden con unos ciertos periodos

de retorno. En las Figura 22 y Figura 23 se pueden observar los niveles extremos de plenamar y

bajamar en función de su periodo de retorno. Para este proyecto, son los datos del puerto de Calais los

más relevantes. Se puede constatar que en situación de plenamar extrema, el nivel de mar puede

alcanzar una altura de 5m y que en situación de bajamar extrema, puede alcanzar una altura de -3,5m

(respecto al nivel de mar medio). Esta información será útil para definir el galibo del puente.


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Figura 22 - Niveles extremos de plenamar (en cm) en puertos referenciados al IGN69

[SHOM (09/03/2012), Statistiques des niveaux marins extrêmes des côtes de France (Manche et Atlantique), Illustration

2.3.1.A.]

Figura 23 - Niveles extremos de bajamar (en cm) en puertos referenciados al IGN69

[SHOM (09/03/2012), Statistiques des niveaux marins extrêmes des côtes de France (Manche et Atlantique), Illustration

2.3.1.B.]

Por el momento se ha tratado de la altura de la marea pero no de la altura de las olas. Esta última

se añade a la primera lo que puede dar un nivel de mar muy alto. El mar es bajo influencia directa de la

fuerza y de la dirección del viento. Así la dirección principal de las olas corresponde a la de los vientos

dominantes, es decir Suroeste y Noreste como lo hemos visto en el apartado 3.6. Datos de tiempo:.

Lógicamente, los vientos más fuertes, en particular en la zona del estrecho de Dover, generan las olas

más altas. Además, la presencia de corrientes de marea contrarios puede actuar sobre la altura de las

olas.

Se considera como mar fuerte, un mar con olas de 2,50 a 4m de altura. En la región de estudio, las

frecuencias de mar fuerte son bajas, inferiores a un 5%. En enero esta frecuencia puede subir a un 10%

y aumenta alejándose del estrecho, que sea hacia el oeste o hacia el mar del Norte. Sin embargo, la

situación que predomina de acostumbre es un oleaje viniendo del Suroeste con olas de una altura de 1

a 1,50m.


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Por último, otro aspecto del oleaje concierne las corrientes. Por el viento, la marea y las olas, las

corrientes que ocurren vienen del Suroeste. Lógicamente, su velocidad es más alta al nivel del estrecho

de Dover (mismas razones que para el viento o las olas). Además, en esta región las corrientes tienen

un comportamiento alternativo, es decir, la mayoría del tiempo provienen del Suroeste pero algunas

veces, a la imagen del viento, pueden venir del Noreste. Sin embargo, la tendencia general es un

desplazamiento de las partículas de agua desde el Atlántico hacia el mar del Norte. Debido a este

comportamiento alternativo, el desplazamiento es muy lento. Las dichas partículas de agua necesitan

500 días para viajar del Atlántico al mar del Norte. Por eso, la velocidad media de las corrientes

marítimas en la región de estudio es bastante baja y se sitúa alrededor de unos 3kts = 1,54m/s.

Sabiendo que una corriente de 4m/s mínimo es necesaria para empezar a erosionar una obra de

hormigón, se puede sostener que las pilas de un viaducto marítimo por ejemplo, no se erosionarán por

la fuerza de la corriente en el canal de la Mancha.


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4. Estado del arte:

En este apartado se presentarán las infraestructuras y modos constructivos existentes que podrían

servir a la construcción de un enlace fijo entre Francia e Inglaterra, cruzando el canal de la Mancha.

4.1. Puentes cimentados en el lecho:

Entre todas las alternativas constructivas de una infraestructura marítima, la más común es la

construcción de un viaducto marítimo cimentado en el lecho marino. En efecto, es una solución

constructiva simple de construir, barata y bastante rápida desde el punto de vista de la construcción.

Para este método constructivo, la idea es construir un puente, un viaducto, de la misma manera que

se construiría en el interior de las tierras. Esto significa que tiene el mismo aspecto: un estribo de cada

lado, pilas intermediarias fundadas sobre fundaciones superficiales (zapatas) o sobre pilotes, y el

tablero que puede ser metálico, de hormigón o mixto. En ambiente marítimo se favorecen las

estructuras de hormigón por los problemas de corrosión debidos a las sales marítimas.

Más en detalle, los estribos y el tablero se hacen exactamente de la misma manera que si el puente

estuviera construido sobre tierra. En la gran mayoría de los casos, los estribos se construyen en sitio.

En cambio el tablero se puede construir en sitio o se puede prefabricar. Los métodos más conocidos y

aplicables en nuestro caso son:

Vano a vano: método usando elementos prefabricados, para puentes con luces medianas.

Se trata de colocar, mediante una grúa, un vano compuesto de dovelas previamente

ensambladas o completamente prefabricado. Para un vano realizado con dovelas, estas

últimas se pueden ensamblar sobre el último vano construido y luego se coloca el vano

creado mediante un lanzavigas o se ensambla el vano sobre cimbras metálicas puestas

entre dos pilas. Para un vano prefabricado, se realiza al lado del puente y se coloca luego

mediante una grúa. Por cierto, este método de construcción es condicionado por la

capacidad de los medios de elevación.

Por voladizos sucesivos: método in situ o mediante dovelas prefabricadas, para todos los

tipos de puente. Consiste en empezar por construir la dovela sobre pila, hormigonándola in

situ o colocando una dovela prefabricada. Luego, los vanos se construyen por trozos

alternativamente de cada lado, usando un carro de avance y entonces hormigonando in

situ, o colocando dovelas prefabricadas con una grúa o un lanzavigas. Así, el tablero se

construye alargando un voladizo de cada lado de la pila.

Se descartan los métodos de construcción sobre cimbras (por las luces que tendrían que ser

grandes y porque las cimbras se tendrían que colocar sobre el lecho marino, lo que es demasiado

complicado) y de puente empujado (por la longitud total del puente que será demasiado grande y

porque el puente no será recto).


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El método de construcción de las pilas será diferente del método usado de acostumbre para la

realización de un puente sobre tierra. En efecto, la mayoría de las pilas estará bajo el agua. Primero, la

sección de las pilas no puede ser de cualquier forma. Por los corrientes marítimos que no son

constantes y que pueden porvenir desde todos los lados (sobre todo considerando un tiempo de vida

útil de 100 años), las pilas tienen que tener una sección lo más circular posible. Una sección circular es

lo mejor pero puede ser también octogonal por ejemplo.

Los diferentes modos de ejecución de las pilas son los siguientes:

Mediante una ataguía: si la altura de agua no es demasiado alta, se puede instalar una

ataguía a fin de poder crear una zona al seco dentro de la cual se puede construir la pila de

la misma manera que si estuviera sobre tierra, como se puede observar en la Figura 24. El

acceso a las diferentes zonas de obra con ataguía se puede hacer mediante pasarelas

(también visibles en la Figura 24) pero se queda interesante solo para las primeras pilas

más cercanas de la costa, o mediante un trayecto en barco. Para esta segunda opción de

acceso, se tendrá que prever un buen sistema de emergencia por si ocurre algún problema,

lo más simple siendo que el barco se queda todo el día a proximidad de la zona de obras.

Figura 24 – Ataguía instalada para la construcción de una pila del puente Raymond Barre en Lyon (Francia)

[Nicolas Robin (06/07/2013), Le pont Raymond Barre posé sur le Rhône, à Lyon, Le Figaro, www.lefigaro.fr/actualite-france/2013/09/04/01016-20130904ARTFIG00491-le-pont-raymond-barre-pose-sur-le-rhone-a-lyon.php#diapo_0_5]

Por gravedad: concierne las zonas con una profundidad de agua bastante grande y mezcla

elementos prefabricados y construcción in situ. La construcción empieza en un área de

prefabricación cerca del mar. Se realiza la zapata y el principio de la o las pilas. Luego se

inunda la zona de prefabricado y se remolca esta parte de pila prefabricada hasta su sitio

final mediante barcos remolcadores, como se puede ver en parte en la Figura 25. Una vez

estabilizada y puesta a la vertical por gravedad, la pila se sigue construyendo mediante

encofrados trepantes. Como el peso va aumentando con la altura, la pila va hundiéndose

en el agua por efecto de la gravedad, hasta que la zapata se apoye en una plataforma de

rocas previamente realizada sobre el lecho marino. El hundimiento de la estructura se

puede empezar lastrandola, como se puede observar en la Figura 25.


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Figura 25 – Estructura de gravedad estándose colocada y lastrada en su sitio

[R. Eie & G. Rognaas (05/06/2014), Fixed platforms face development challenges in ice-infested waters, Kvaerner Concrete

Solutions AS, www.offshore-mag.com/articles/print/volume-74/issue-5/productions-operations/fixed-platforms-face-development-challenges-in-ice-infested-waters.html]

Zapata sobre pilotes: concierne más las zonas de media profundidad de agua pero se puede

aplicar en aguas más profundas. Se puede realizar in situ o con elementos prefabricados.

Primero, se va al sitio de colocación de la pila mediante una barcaza y transportando una

grúa y otras máquinas. Al sitio se empieza por realizar pilotes hincados que serán las

fundaciones de la pila y que pueden ser prefabricados o hechos in situ mediante un

encofrado hincado. Una vez construidos, solo se ve su cumbre por encima del agua, con

las armaduras de espera, como se puede observar al segundo plano de la Figura 26.

Después, se coloca un cabezal que puede ser prefabricado, hormigonado in situ mediante

un encofrado normal o con ataguía, o semi-prefabricado es decir con un encofrado en

hormigón armado que luego se rellena (Figura 26). Por último se construye la pila por

métodos constructivos usuales, mediante un encofrado trepante o con trozos prefabricados.

Figura 26 – Instalación de cabezales semi-prefabricados sobre pilotes de pila en las aguas occidentales de Hong Kong

[Highways Department of the Government of Hong Kong (junio de 2014), Progress Photos, Hong Kong Link Road –

Section between HKSAR Boundary and Scenic Hill, www.hzmb.hklr09.com/progress.html]


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4.2. Puentes flotantes:

Los puentes flotantes resultan de una idea innovadora que surgió en los años 90 en los países

nórdicos, más precisamente en Noruega. En efecto, este país es compuesto de muchos fiordos,

resultados de la última era de hielo. Fue el movimiento de los glaciares gigantescos que excavaron

valles inmensas que luego se rellenaron de agua por el deshielo de estos mismos glaciares para formar

el paisaje noruego actual. Por lo tanto, los fiordos son muy profundos, con una profundidad media de

agua de 500m, y muy largos. Así, las únicas opciones para ir del sur al norte siguiendo la costa por

carretera eran dar la vuelta de todos los fiordos (añadiendo decenas de kilómetros comparado a una

travesía recta) o tomar el ferry, que toma tiempo (espera + viaje) y que se tiene que pagar. Entonces, el

proyecto de Noruega era y sigue siendo construir puentes sobre cada fiordo a fin de minimizar el

tiempo de viaje. Sin embargo, con profundidades de agua tan grandes, era imposible construir las

pilas; de ahí la idea de puentes flotantes.

El proyecto previamente enunciado entre líneas es la rehabilitación de la carretera E39, midiendo

1 100km de largo y que incluye 8 líneas de ferri. El concepto es reemplazar estas líneas por puentes

para 2040 y así disminuir el coste de viaje y el tiempo de viaje de 21h a 13h. Por las condiciones

citadas en el párrafo anterior, el proyecto consiste en 8 puentes flotantes de 2 a 5km de longitud. El

primer puente, el puente de Bergsøysund, fue construido en 1992. Es un puente flotante mixto de

aproximadamente 1km de longitud, diseñado combinando la tecnología americana de puente flotante

con la de plataformas offshore noruegas. Fue colocado de una pieza y en una operación, desplazándolo

sobre el agua mediante barcos remolcadores. Este método es usado para todos los puentes flotantes

pero este siendo bastante corto, no necesita cables de anclaje, contrariamente a los más largos como el

puente colgante de Sognefjorden (Noruega) por ejemplo.

El puente de Sognefjorden tiene una longitud total de 4,4km (3 luces principales de 1 234m cada

una), es lógicamente un puente colgante y es un puente flotante colocado en un fiordo de 1 300m de

profundidad. Con una longitud y luces tan grandes, el puente se tiene que anclar en el lecho para

garantizar su sostenibilidad evitando translaciones provocadas por fuerzas laterales. Lo más lógico y lo

más simple era de anclar por cables las pilas, como se puede observar en la Figura 27. En efecto,

siguiendo el antiguo concepto de “puente de barcas”, las pilas tienen el papel de “barca” y su

verticalidad y su estabilidad se garantizan por gravedad. Se construye como una especie de fundación

de pila en hormigón cilíndrica, en nuestro ejemplo de 180m de longitud y constituido de 9 pilotes de

hormigón juntos, que por su longitud y su peso, y a fortiori su gravedad, garantiza la verticalidad.

Estas fundaciones son puntos de anclaje perfectos para los cables.

Figura 27 – Alzado del puente flotante de Sognefjorden (Noruega)

[T. Vejrum (05/04/2016), Bjørnafjorden floating bridge, Norge, COWI]


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En este caso también, como para el puente de Bergsøysund, la infraestructura es completamente

prefabricada. Se coloca en su sitio definitivo mediante barcos remolcadores. Sin embargo, los puentes

largos se prefabrican en varios trozos que luego son transportados de manera independiente antes de

ser ensamblados in situ. Es el caso del puente de Sognefjorden por ejemplo, que fue prefabricado en

tres trozos.

Es interesante de subrayar el hecho de que, aunque la mayoría de los puentes flotantes se

construyeran en Noruega, se realizaron también uno en Kelowna (Canada) en 2008 y uno en Seattle

(Estados Unidos) en 2011.

4.3. Túneles flotantes:

Todavía en el proyecto de renovación de la autovía E39 de Noruega, los ingenieros van a poner a

prueba una nueva infraestructura combinando los conceptos de puente y de túnel. A fin de atravesar

algunos fiordos de gran profundidad de agua, se proyecta la construcción de túneles tubos flotantes

sumergidos o SFTB en inglés para “Submerged Floating Tube Bridge”. Este concepto es conocido

también con el nombre de puentes de Arquímedes, por el famoso físico griego que enunció, hace

2 000 años, el principio que “un cuerpo totalmente o parcialmente sumergido en un fluido en reposo,

recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja”. De hecho,

se usa este principio para garantizar la estabilidad de los SFTB.

Los túneles flotantes que se proyectan en los fiordos de Boknafjorden y Kvitsøyfjorden (Noruega)

serán compuestos de dos tubos de hormigón, uno para cada dirección obviamente, de 2 vías cada uno

y, por lo increíble que parezca, con carriles bici; como se puede observar en la Figura 28. Desde el

punto de vista de la seguridad, una conexión entre los dos túneles será construida cada 250m para

permitir a los usuarios acceder a una vía de escape en caso de emergencia.

Figura 28 – Posible interior de los futuros túneles flotante SFTB de Boknafjorden y Kvitsøyfjorden (Noruega)

[J. Samaniego (19/01/2018), Arquímedes o la dificultad de hacer un túnel submarino que flote, Blog Ferrovial,

blog.ferrovial.com/es/2018/01/tunel-submarino-flotante/]

Los tubos serán prefabricados en tierra, sellados perfectamente y luego remolcados hasta su

ubicación final. Una vez allí, se dejará entrar agua en los lastres previstos para hundir el túnel a su

profundidad prevista que será de 30m. Así los tubos serán en equilibrio entre el aire interior

ejecutando una presión hacia arriba, y su peso propio y el agua de los lastres que ejercen una fuerza

hacia abajo. Es para calcular y garantizar este equilibrio que los ingenieros usan el principio de

Arquímedes.


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El hecho de que el túnel sea a una profundidad de 30m le confiere su mayor ventaja frente a un

puente flotante. Un túnel flotante permite el paso del tráfico marítimo en superficie, como se puede

observar en la Figura 29. Además, siendo a esa profundidad, la estructura no es afectada por las

inclemencias del tiempo, ni siquiera cerca del círculo polar, y así participa a su estabilidad. Todavía

con el objetivo de su estabilidad, los tubos serán anclados al lecho del fiordo, a más de 500m,

mediante cables y serán conectados a una serie de plataformas flotantes en superficie, como se puede

apreciar en la Figura 29, que permiten también dar más flotabilidad. Por supuesto, estos flotadores

tendrán señales luminosas para descartar todo riesgo de colisión.

Figura 29 – Vista conceptual del túnel flotante y sus flotadores desde la superficie [E. Viso (27/07/2016), Así es el túnel flotante que podría cruzar los fiordos noruegos, Volvo Tecvolución,

tecvolucion.com/tunel-flotante-fiordos-noruegos/]

4.4. Túneles en roca:

Los túneles en roca son los túneles más comunes. Son obras subterráneas lineales que permiten a

los usuarios atravesar un obstáculo natural de manera más recta y rápida y con una mayor seguridad

(túneles a través de montañas o túneles marítimos) o que permiten, en las ciudades, crear una red de

transporte sin afectar las infraestructuras y edificios situándose en superficie. El aspecto más

interesante para nuestro proyecto es el primero, es decir una infraestructura permitiendo no rodear

obstáculos naturales a fin de ganar tiempo y seguridad. El mejor ejemplo es la multitud de túneles en

Suiza. En efecto, el territorio suizo es cubierto en su mayoría por los Alpes. Con la antigua red de

carreteras nacionales, se tenía que pasar por el paso de montaña para cambiar de valle, lo que

representaba trayectos interminables. Cuando se diseñó la red de autopistas cuya idea era conectar las

principales ciudades de manera más directa y más rápida, la construcción de túneles era inevitable para

cumplir esos objetivos. De hecho, estas infraestructuras permiten atravesar las montañas en línea recta

y hacen ganar horas de trayecto.

Los túneles marítimos son otro ejemplo de superación de los obstáculos naturales. El buque

insigne de esta categoría es, por supuesto, el Eurotunnel, con la excepción de que este túnel no es otra

alternativa más rápida de travesía por modo de transporte terrestre sino la única alternativa de travesía

posible por modo de transporte terrestre. La situación más común es usar un túnel para evitar hacer

toda la vuelta de un fiordo o de una desembocadura de un río. Por ejemplo, el túnel del

Hvalfjarðargöng en Islandia que permite la travesía del fiordo Hvalfjörður en 17min para 20km contra

51min para 61km si se hace la vuelta con la carretera nacional clásica. Lo que representa un tiempo y

una distancia de viaje divididos por 3.


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Este tipo de infraestructura tiene su nombre de túnel en roca por el hecho de que se excave

integralmente en el suelo. Primero se realiza un estudio geotécnico avanzado y de precisión a fin de

elegir en que capa se construye el túnel y para intentar prever todas las capas, las zonas y estados de

roca que se encontrarán durante la excavación. En función de este estudio, se elegirá un método de

excavación entre los cuatro existentes:

Tuneladora: Es sin duda el método más conocido y es un sistema de excavación mecánica,

es decir mediante una máquina. Como se puede observar en la Figura 30, una tuneladora

es una máquina muy larga, pareciendo un poco a un tren, con un diámetro igual al

diámetro de túnel que va a excavar. La parte más importante de la maquina es la cabeza de

corte, la parte blanca más a la izquierda en la Figura 30. En efecto, es este elemento que es

en contacto con la roca y que la excava girando alrededor del eje global de la tuneladora y

gracias a los discos de corte. Se montan en la cabeza de corte y ruedan en círculos

concéntricos sobre la cara del túnel. La roca es excavada por la presión de contacto

aplicada, de la misma manera que se aplica una presión sobre un taladro para hacer un

agujero en una pared. En la periferia de la cabeza de corte son colocados cangilones para

recoger y evacuar los escombros hacia detrás. Detrás de la cabeza de corte, los primeros

metros son protegidos por una cubierta blindada para proteger la máquina de la roca

desestabilizada por la excavación y las vibraciones generadas. Luego viene todo el sistema

“mecánico” con la motorización, la transmisión, el cilindro de empuje y los gatos

permitiendo el desplazamiento de la máquina. Después viene toda la parte llamada “Back-

up”. Esta parte concierne todos los sistemas segundarios aunque sigan siendo importantes.

Se encuentran entre otros los transformadores, los captadores de polvo, las casetas de

ventilación y el sistema de evacuación de materiales excavados. Este último es compuesto

de un sistema de cintas transportadoras que permiten trasladar los escombros desde el

frente de talla hasta detrás de la tuneladora donde son cargados en vagones o camiones

para transportarlos fuera del túnel. Por último, la tuneladora puede ser equipada con un

elemento que permite proyectar hormigón sobre las paredes del túnel directamente

después de haberlo excavado. Otra posibilidad, es cargar trozos de hormigón armado

prefabricados que constituirán la dovela del túnel y colocarlos directamente con un brazo

mecánico. Todas estas acciones se pueden hacer seguidas porque la velocidad de

excavación es muy lenta, entre 15 y 50m al día, aunque se quede el modo de excavación

más rápido. Sin embargo, esta practicidad y esta eficacidad tienen un precio muy alto,

¡alrededor de unos 15 millones de euros! Además, en la gran mayoría de los casos, esta

inversión es perdida porque una tuneladora es solo de un uso. Al final de la excavación, la

maquina se desmonta o se abandona en el suelo (excavando en otra dirección que la del

túnel y tapando el agujero así creado).

Figura 30 – Tuneladora para el túnel de Lötschberg (Suiza) construido entre 1999 y 2007

[UPC ETSECCPB, diapositivas de la clase de Túnels i Mecànica de Roques, Tema VIII: Construcción de túneles

en roca]


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Rozadora: Es un sistema de excavación mecánica pero con una máquina, llamada

rozadora, mucho más pequeña, en longitud, que una tuneladora. La máquina tiene una

base de pala excavadora bastante grande con el mismo brazo pero equipado con una fresa

al lugar de la pala, como se puede observar en la Figura 31. La fresa tiene puntas en

diamante y gira a alta velocidad tal que cuando está puesta en contacto con la roca, la

excava. Existen dos tipos de punta: la punta de “milling” y la de “ripping”. La diferencia

entre las dos es el eje de rotación de la punta. La punta de “milling” rueda alrededor de un

eje correspondiente al eje del túnel, es decir un eje longitudinal. En cambio, el eje de

rotación de una punta de tipo “ripping” corresponde a un eje horizontal perpendicular al

del túnel, es decir un eje transversal. Después, como se puede observar en la Figura 31, la

mayoría de las rozadoras disponen de un sistema de recogida de los escombros. Se puede

describir como una gran pala de bulldozer equipada de dos hélices que recogen el material

excavado para llevarlo a un agujero hecho dentro de la pala. De este agujero se va una

cinta transportadora que lleva los escombros hasta detrás de la maquina donde se caen en

un volquete, lo cual los evacuará fuera del túnel. Luego, existen dos tipos de cadena de

acciones para excavar un túnel mediante una rozadora. La primera es excavar sobre toda la

anchura, desde arriba hacia abajo. De este modo, el túnel se estabiliza mejor porque se

crea primero la forma de dovela. Siguiendo esto se puede excavar por secciones enteras,

de 2m de ancho por ejemplo, o se puede excavar la mitad superiora del túnel sobre toda su

longitud y después la mitad inferior. El segundo tipo de cadena de acciones concierne más

las rozadoras que no son equipadas de un sistema de recogida de escombros. Se basa sobre

una alternancia de la excavación. La rozadora todavía excava desde arriba hacia abajo

pero primero hace una mitad, la mitad de la derecha por ejemplo, luego la otra, después

reempieza otra sección por la mitad de la derecha, etc. En general se hace por secciones de

2m. Como la evacuación del material excavado no se hace de manera automática, cuando

la rozadora está de un lado, los escombros del otro lado se recogen mediante máquinas de

obra como palas excavadoras, bulldozers y volquetes. Por lo que es de la rentabilidad de

una excavación con rozadora, primero excava en media 5m al día, 4 veces menos que una

tuneladora, pero esta diferencia es lógica puesto que la superficie de contacto es mucho

más pequeña, es decir, una tuneladora ataca toda la superficie de la sección al mismo

tiempo y la rozadora lo hace de arriba hacia abajo. Sin embargo, el precio es muy diferente

también. Una rozadora cuesta hasta 250 000 € máximo, contra 15 millones para una

tuneladora, y es reutilizable. Así para de túneles de menor longitud, es más interesante

usar una rozadora.

Figura 31 – Ejemplo de rozadura usada para la excavación de un túnel [K. H. Mitterndorfer (Presidente y CEO de Antraquip Corp. en Hagerstown, Maryland, EE.UU.) (30/07/2013),

Versatility of Machines and Attachments Lead to Increased Use in North America, Tunnel Business Magazine,

tunnelingonline.com/roadheaders-tunneling/]


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Martillo hidráulico: Es el último modo constructivo mediante un sistema de excavación

mecánica. Este tipo de modo de excavación se hace mediante un martillo hidráulico

pesado montado sobre retroexcavadoras convencionales al lugar de la pala, como se puede

ver en la Figura 32. Este método funciona de manera totalmente igual a los pequeños

martillos hidráulicos de mano que se usan en las obras de edificios. El martillo es

constituido de una punta de hierro fundido puesta en vibración mediante motores

eléctricos o diésel cuya energía se transmite a través de un circuito hidráulico. Así, el

martillo realiza un ataque puntual y la roca se fisura mediante la energía de impacto

generada y el material se desprende en bloques pequeños. El punto positivo de este

método es que puede romper todos los tipos de roca, hasta las más duras. Un punto

negativo que tiene este modo de excavación es que la recogida de escombros no es

automático, se tiene que usar obligatoriamente otras máquinas de obras. Después, como se

puede entender bastante fácilmente, el rendimiento es muy bajo, como el precio, en efecto

los martillos más caros cuestan unos 20 000€. Está claro que esta herramienta es

reutilizable y no sólo para excavar túneles.

Figura 32 – Ejemplo de martillo hidráulico excavando un túnel

[V. Yepes Piqueras (17/07/2013), Excavación de túneles con excavadoras y martillos hidráulicos pesados, Procedimientos de construcción, procedimientosconstruccion.blogs.upv.es/2013/07/17/excavacion-de-tuneles-

con-excavadoras-y-martillos-hidraulicos-pesados/]

Excavación por voladura: Al contrario de los tres anteriores, este método de excavación no

es mecánico, o al menos no completamente. Por eso se cualifica comúnmente como

método de excavación convencional. La técnica de excavación por voladura consiste en

una fase de perforación de agujeros en la roca en los cuales luego se colocan explosivos y

se procede a su detonación para fragmentar y explotar la sección a excavar. Después de la

explosión y de la evacuación de los escombros, se puede usar hormigón proyectado,

mallazo o dovelas para la estabilización final del túnel. A continuación, se desarrolla cada

etapa del proceso de excavación por voladura:

1) Perforación de la roca: Esta primera etapa se hace mediante perforadoras de un o

más brazos de tipo jumbo, como la enseñada en la Figura 33, que permite la

mecanización de la perforación de agujeros. El número y la colocación de las

perforaciones y la anchura de la sección a volar son diseñados en función de las

características del terreno y de la calidad del estrato atravesado.


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Figura 33 – Perforadora de tres brazos tipo jumbo

[M. Romana Ruiz, Voladuras y manejo de explosivos, Curso sobre seguridad y salud en la construcción

de túneles, STMR (Servicios Técnicos de Mecánica de Rocas) y Universidad Politécnica de Valencia]

2) Carga de explosivos: Los agujeros, que de manera más específica se llaman

barrenos, son llenados de explosivos a granel y encartuchados. Existe una multitud

de compuestos para cargas explosivas entre los cuales los más comunes son la

dinamita, los hidrogeles, el ANFO (del inglés Ammonium Nitrate Fuel Oil) y las

emulsiones sensibles. Para este último, siendo líquido, la carga se hace mediante

un bombeo e introduciendo la manguera hasta el fondo del barreno a fin de evitar

la formación de burbujas de aire. Hoy en día este proceso es completamente

automatizado para una mayor seguridad de las personas y al mismo tiempo, el

equipo asegura una introducción correcta del material a la profundidad que

corresponde y con la cantidad requerida, todo esto gracias a captores e

instrumentos.

3) Voladura: La explosión se hace con una secuencia específica para obtener una

fragmentación óptima de la roca y para minimizar las vibraciones que podrían

influir sobre la estabilidad de la totalidad de la estructura. En general, se empieza

por explotar el medio/medio bajo de la sección con una concentración más grande

de carga y luego la periferia de la sección con cargas menores y más espaciadas.

Este orden de explosión permite también una buena caída de los escombros. De

hecho si se empieza por volar la periferia de la sección, los escombros se

aguantaran sobre el cuello que todavía no está explotado. Luego, explotando el

cuello, por las cargas de los escombros de la periferia, los del centro no se caerían

y resulta que la sección estaría fisurada pero todavía de pie.

4) Ventilación: Todas las explosiones generan gases tóxicos y una nube de polvo. Por

eso, una buena ventilación es esencial para permitir a los obreros venir trabajar al

frente de corte en buenas condiciones de seguridad y salud. La ventilación se

puede ejecutar mediante la inyección de aire a presión o el uso de tubos de

ventilación equipados con ventiladores.

5) Evacuación de los escombros y saneamiento: Después de la explosión y de la

ventilación, los escombros se encuentran en el suelo. Obviamente, se recoge y se

carga el material que está al suelo pero además se tiene que sanear el frente

retirando los trozos de roca suelta del estrato. Luego se carga todo en volquetes

para sacar la totalidad de los escombros fuera del túnel para llevarlos directamente

al vertedero. Durante esta operación se usaran máquinas de obra de tipo palas

excavadoras o cargadoras, dumpers o volquetes y material de saneo.


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6) Sostenimiento: Esta operación sirve a estabilizar la estructura para que pueda ser en

servicio durante toda su vida útil. Según la calidad y las características del terreno,

el sostenimiento puede ser más o menos ligero, yendo de hormigón proyectado a

dovelas prefabricadas, pasando por pernos y mallazo. Para un terreno de buena

calidad, la capa de hormigón proyectado tiene menor espesor, entre 5 y 10cm, y se

usan muy pocos pernos. Con un terreno de mala calidad, la capa de hormigón

proyectado tendrá mayor espesor, entre 30 y 40cm, y se usarán un gran número de

pernos y cerchas metálicas, aunque en este caso, pueda ser más interesante usar

dovelas prefabricadas en hormigón armado para disminuir el espesor. El hormigón

proyectado es líquido cuando se aplica. Esto da una aplicación más fácil y

homogénea, una optimización del tiempo y de la mano de obra y una mejora de

las condiciones de trabajo. Su aplicación se hace mediante equipos robotizados

que proyectan el hormigón líquido como un chorro de agua y que son compatibles

con plantas de hormigón de uso subterráneo y con camiones mixers.

El procedimiento de excavación por voladura se usa sistemáticamente para túneles con

una longitud menor que 1,5km porque tiene un rendimiento de avance bastante bajo, entre

3 y 9m por día. Para túneles midiendo entre 1,5 y 4,5km, se elige entre este método y los

otros definidos previamente en función de los factores geológico, geométrico, ambiental,

económico, … etc. Para túneles mayores que 4,5km, se favorecerá el uso de otros

procedimientos que el de excavación por voladura.

4.5. Túneles sumergidos:

Otra alternativa a los puentes y a los túneles en roca para atravesar vías navegables, es construir un

túnel sumergido. Esta técnica se subestima muy a menudo aunque pueda ofrecer soluciones

económicas, de muy buena calidad y competitivas. Comparándolo a un puente, la técnica de túnel

sumergido es evidentemente más cara pero en un ambiente urbano implica menos expropiaciones

porque la infraestructura necesita menos superficie al suelo y es también ventajosa cuando se tiene que

atravesar un canal con mucha navegación porque no hay problemas de galibo mínimo.

Los desarrollos y las innovaciones de estos últimos años permitieron de hacer del túnel sumergido

una alternativa sostenible para enlaces fijos de gran longitud. Esta técnica fue mayormente usada en

los Estados Unidos, en Japón y sobre todo en Países Bajos que cuenta 38 túneles sumergidos. En los

últimos años se democratizó y otros proyectos del mismo tipo nacieron en el mundo. Es el caso por

ejemplo del puente/túnel Øresund entre Dinamarca y Suecia que produjo el primer verdadero impulso

del uso de esta técnica. Se puede citar también el caso del túnel de Marmaray, en el estrecho del

Bósforo en Turquía, que, además del golpe mediático de ser el primer túnel conectando dos

continentes (Europa y Asia), es sobre todo el túnel sumergido más hondo del mundo. En efecto, tiene

una profundidad máxima de 62m. Por último, se puede citar el túnel del Fehmernbelt que conectará

Dinamarca y Alemania a partir de 2021 y que será el túnel sumergido más largo del mundo con una

longitud total de 19km y construido con los trozos prefabricados más largos del mundo. Todos estos

ejemplos permiten confirmar la posibilidad de construir un túnel sumergido en el canal de la Mancha.

Como prueba de esto, se puede citar el túnel sumergido de Busan Geoje en Corea del Sur que es la

infraestructura de este tipo con las condiciones más similares a las del estrecho de Dover. En efecto,

tiene una profundidad máxima de 48m y tiene que enfrentarse a corrientes marinos de 2m/s. Así que

no haría ningún problema de sostenibilidad para un túnel sumergido en el canal de la Mancha frente a

una corriente de aproximadamente 1,5m/s.


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A propósito del método de construcción, los túneles sumergidos son constituidos por trozos

prefabricados en hormigón o en acero rellenado de hormigón. Se construyen en seco y luego son

instalados bajo el agua. Más precisamente, los elementos del túnel se fabrican en longitudes

convenientes en vías de navegación, en muelles secos o en cuencas inundables temporarios y son

sellados herméticamente con mamparos en cada extremo. Un ejemplo de área de prefabricación se

puede observar en la Figura 34.

Figura 34 – Area de prefabricación inundable del túnel ferroviario de alta velocidad de Oude Maas en Países Bajos

[Tunnel Engineering Consultants (TEC) (2018), Tunnels and Tunnelling – Experience Record – Immersed tunnels, HSL tunnel Oude Maas, The Netherlands, p.25]

Después, se rellena el área de prefabricación, como se puede observar en la Figura 35 (a). Como

los elementos están sellados y llenos de agua, flotan por el principio de Arquímedes. Así son muy

fáciles de desplazar puesto que solo hace falta remolcarlos hacia su emplazamiento final mediante

barcos remolcadores, como se puede ver en la Figura 35 (b). Los trozos de túnel pueden ser

desplazados de esta manera sobre grandes distancias.

(a) (b)

Figura 35 – Elementos de túnel flotando en el área de prefabricación (a) y ejemplo de remolque de un elemento (b)

[Tunnel Engineering Consultants (TEC) (2018), Tunnels and Tunnelling – Experience Record – Immersed tunnels, Warnow

Crossing, Rostock, Germany, p.24 (a), Piet Hein tunnel, Amsterdam, The Netherlands, p.18 (b)]


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Los elementos prefabricados del túnel suelen flotar hasta su sitio utilizando su estado de boya. Los

extremos de los trozos del túnel son equipados de mamparos para mantener el interior seco. Son

ubicados de tal forma que sólo hay una distancia de 1m entre los mamparos de dos elementos

adyacentes en una junta de inmersión. Después de haber obtenido un sellado inicial durante el proceso

de unión, este espacio se vacía del agua. Las juntas son generalmente equipadas con juntas de goma

para crear una unión perfectamente hermética con el elemento yuxtapuesto. Los elementos serán

sumergidos a su ubicación añadiendo lastre de agua temporal en los tanques de balasto de agua

designados. Después de la instalación del relleno (esto se explicará en el próximo párrafo), el agua de

balasto se remplaza por hormigón de balasto, generalmente colocado sobre la losa de la base del túnel.

Luego, se pueden dar los toques finales al túnel como la pavimentación de las carreteras, las

instalaciones de túnel, etc.

Al llegar a su ubicación final, los elementos se sumergen en una zanja preparada y se unen a los

previos trozos del túnel que ya son colocados, mediante el método previamente explicado. Se colocan

mediante pórticos flotantes como se puede ver en la Figura 36, y usando un sistema GPS preciso para

llegar a la ubicación prevista. Dado que las tolerancias de dragado en la mayor parte del tiempo no

cumplen con los requisitos de diseño de las fundaciones, se requieren trabajos de cimentación

adicionales. Los elementos se pueden fundir de dos maneras. Por un lado, pueden fundirse sobre un

lecho de grava preparado de antemano. Por otra parte, puede yacer sobre un lecho de arena que se

instala debajo del elemento sumergido sobre soportes temporales, usando el método del flujo de arena.

Después se rellena la zanja alrededor del túnel y se vuelve a colocar el lecho marítimo. La parte

superior de la infraestructura tiene que estar de preferencia al mínimo 1-1,5m por debajo del nivel del

fondo original para permitir la constitución de una capa protectora suficiente. No obstante, si el

régimen hidráulico lo permite, el túnel se puede colocar a un nivel más alto que el del lecho de origen,

dentro de un terraplén de protección subacuática.

Figura 36 – Inmersión y conexión de un elemento prefabricado de túnel mediante pórticos flotantes [J.C.W.M. de Wit & E. van Putten MSc. (2014), The Immersed Tunnel as fixed link – A successful alternative pushed by

innovation., Proceedings of the World Tunnel Congress 2014 – Tunnels for a better Life, Foz do Iguaçu (Brazil)]


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4.6. Soluciones mixtas puente(s)-túnel(es):

Desde el punto de vista económico, un puente es mucho más barato que un túnel. Sin embargo, un

túnel permite el paso del tráfico marítimo en todos los casos y con mayor seguridad ya que no hay

obstáculos en superficie. Por lo tanto, a fin de conciliar las dos ideas en una sola infraestructura, se

desarrollaron infraestructuras mixtas, es decir conectando partes túnel con partes puente.

La primera infraestructura que dio el primer impulso al uso de esta técnica fue el puente-túnel

Øresund conectando Dinamarca con Suecia sobre una distancia de 16km. Fue acabado en el año 2000

y comprende un viaducto con un vano atirantado, un túnel submarino y una isla artificial. Además,

está constituido por una carretera de 2×3 vías y de 2 vías de ferrocarril.

El puente, que lleva un trozo atirantado, tiene una longitud total de 7 845m. Su vano atirantado es

uno de los mayores vanos centrales de puente atirantado del mundo con una luz de 490m. Este vano

permite el paso de los barcos de gran tamaño por debajo del puente. Por los fuertes vientos del mar del

Norte, se tuvo que luchar contra las vibraciones producidas. Por eso se instaló amortiguadores de

resorte de compresión en el centro de los cables.

El túnel submarino Drogden se sitúa en el lado danés, en el estrecho de Dorgden. Es un túnel

sumergido en hormigón con una longitud de 3 510m y construido para permitir el tráfico aéreo del

aeropuerto de Copenhague y el tráfico marítimo. Esta obra está constituida por 20 segmentos

prefabricados de hormigón de 55 000t cada uno, lo que hizo de ellos los más grandes del mundo. Los

elementos fueron interconectados en una zanja excavada en el lecho marino, siguiendo la técnica de

construcción de los túneles sumergidos. El túnel lleva dos tubos ferroviarios, dos de carretera y un

quinto de servicio para emergencias.

La isla artificial Peberholm que conecta el túnel con el puente, tiene una superficie de 130ha para

una longitud de 4,3km. En un enfoque más respetuoso con el medio ambiente, la isla se construyó con

los materiales excavados para las pilas del puente y para la zanja del túnel. Peberholm es deshabitada,

sólo pasan la carretera y el ferrocarril, y fue convertido en un gran laboratorio biológico en el cual los

científicos están en observación constante del impacto medio ambiental de la isla. En 2011 se

registraron 25 especies de aves y 500 especies de plantas. Una foto de la isla con la salida del túnel y

la conexión al puente se puede observar en la Figura 37.

Figura 37 – Isla artificial de Peberholm, Øresund

[Øresundsbron (07/03/2016), Le Danemark, pays des ponts et des tunnels les plus incroyables, Le Figaro Immobilier,

immobilier.lefigaro.fr/article/le-danemark-pays-des-ponts-et-des-tunnels-les-plus-incroyables_3df27e8c-e449-11e5-9ff0-77621f0dda99/]


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La infraestructura tuvo un costo total de 3 000 millones de euros. Sabiendo que el proyecto de

enlace fijo entre Francia e Inglaterra tendría una longitud 2,5 veces más larga, doblando el coste de la

de Øresund daría un coste de aproximadamente 7 500 millones de euros. Después, se estima que el

coste de construcción se reembolsará para 2037, es decir 37 años después, lo que significaría 93 años

para nuestro proyecto. Por último, se estima que hoy en día 60 000 personas utilizan el puente-túnel de

Øresund cada día. Usando las cifras dadas al final del apartado 3.2. Tráfico marítimo:, se puede

calcular que en el proyecto de esta tesis, en 2025 el número de usuarios que podrían usar la

infraestructura cada día es 1

2×365(4,88 + 40) × 106 ≈ 61 500 . Entonces, constatando que los

números son aproximativamente los mismos, se podría construir un enlace fijo entre Francia e

Inglaterra mediante una carretera de 2×3 vías.

Otro caso muy interesante y más reciente, es el del puente de Hong Kong-Zhuhai-Macao HZMB

(Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge). Consiste en un sistema de puentes-túneles de una longitud total

de 55km, lo que le da el título de viaducto marítimo más largo del mundo. Se compone de 3 puentes

atirantados, 2 túneles sumergidos y 4 islas artificiales. La obra fue inaugurada el 24 de octubre de

2018. En lo que sigue, nos focalizaremos en el puente principal que es lo más similar al proyecto de

puente entre Francia e Inglaterra.

El puente principal se diseñó para una vida útil de 120 años (es todavía más que los 100 años

prescritos por el Eurocódigo). Consiste en una carretera de 2×3 vías y mide aproximadamente 30km

de largo componiéndose de un viaducto marítimo de 23km y de una sección túnel de 7km. En la

mayor parte de su longitud, el viaducto está constituido por un tablero sobre pilas, sin embargo incluye

también 3 puentes atirantados que son puntos de paso para los barcos, cuyo más largo tiene una luz de

458m. Para minimizar lo más posible el impacto sobre el medio ambiente y la fauna marítima y para

asegurar la calidad de las obras, se buscó a usar lo más posible la prefabricación. Los capiteles de

pilas, el tablero metálico y las torres metálicas de los puentes atirantados se construyeron fuera del

sitio de obras y luego fueron transportados hasta su ubicación final.

El túnel sumergido se sitúa en mar abierto, a unos 45m de profundidad, así que los obreros se

tuvieron que enfrentarse a vientos muy fuertes y a condiciones de oleaje y olas extremas durante la

colocación de los segmentos de túnel. El tamaño de cada elemento prefabricado de túnel es

aproximativamente de 180m de largo, 38m de ancho y 11m de altura, para un peso de 80 000t. Esto

representa una superficie de casi un campo de futbol. Los elementos fueron prefabricados en la costa,

transportados con barcos remolcadores y colocados en su sitio definitivo según el procedimiento

constructivo descrito en el apartado 4.5. Túneles sumergidos:.

Las dos islas conectando una sección puente con la sección túnel tienen una superficie de

200 000m² cada una, lo que es equivalente a 28 terrenos de futbol. Fueron construidas con 120

cilindros metálicos gigantescos con un diámetro de 22m y 51m de longitud y pesando 550t cada uno.

Como se puede apreciar en la Figura 38, en las islas se construyeron grandes complejos comerciales

con hoteles, tiendas y centros de actividades diversas. Entonces, en cada isla se construyó un

aparcamiento y una entrada/salida de la autopista.


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Figura 38 – Isla artificial del HZMB

[N. Hussain, M. Carter, N. Yeung & C. Wong (2016), Hong Kong Zhuhai Macao Bridge – Conceptual Design of Bridges,

IABSE Symposium Report]

Después, se puede precisar que la velocidad de circulación en la infraestructura es de 100km/h,

aproximativamente como una autovía. De acostumbre, para puentes largos, la velocidad es más baja,

alrededor de 80km/h. Gracias a eso y a la construcción del viaducto, se ha observado que los camiones

yendo de Zhuhai al terminal de contenedores Kwai Tsing en Hong Kong tienen ahora un tiempo de

viaje disminuido por un 60% comparado con la situación anterior (de 3h30min a 1h15min). Para los

vehículos haciendo el trayecto Zhuhai – aeropuerto internacional de Hong Kong, el tiempo de viaje se

ha reducido de un 80%, pasando de 4h a 45min.

El coste del viaducto principal, de dimensiones similares a un enlace fijo entre Francia e Inglaterra,

costó 7,56 mil millones de euros. Lógicamente, se construyeron peajes para reembolsar el costo. Como

en el caso del Øresund, hay un precio por unidad pero también abonos para los usuarios que necesitan

atravesar cada día. Además, se asume que la inversión se recuperará a través de los beneficios

económicos que la infraestructura generará en la región acelerando las operaciones logísticas,

aumentando la competitividad de los puertos de la región, dando un impulso al turismo,…


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5. Planteamiento de varias alternativas y análisis multicriterio:

5.1. Alternativas de puntos de acceso:

Antes de empezar a buscar alternativas constructivas para el proyecto en sí mismo, se tiene que

mirar si será posible acceder a la infraestructura y al revés, si ella se puede conectar a la infraestructura

de transporte actual y sobre todo si se puede construir razonablemente estos puntos de accesos en el

estado actual del territorio.

5.1.1. Lado francés:

El lado francés beneficia de la presencia de la autopista A16 muy cerca de la costa. Es la que

conecta el Eurotunnel al resto de la red de transporte francesa. Está paralela a la costa y a una distancia

de 5-10km de ella. Entonces, el método más económico es conectarse a la A16 al nivel de un nudo de

autopista existente. En el Anejo 1 se puede observar todos los puntos de acceso posibles para el lado

francés. A fin de tener una idea previa de la situación, se muestra un plano menos detallado en la

Figura 39 siguiente.

Figura 39 – Alternativas de punto de acceso en el lado francés [elaboración propia, fondo de mapa: IGN-SHOM, Carte littorale – Géoportail, www.geoportail.gouv.fr/donnees/carte-

littorale]

En la Figura 39 y en el Anejo 1, se puede ver que hay 6 nudos de autopista existentes en la zona

del proyecto. Para cada uno, se ha intentado usar lo más posible los elementos de la infraestructura

viaria actual para elaborar puntos de acceso a un posible nuevo enlace fijo entre Francia e Inglaterra.

En lo siguiente se analizará la factibilidad de cada alternativa. Hay que tener en mente que la distancia

más corta entre Francia e Inglaterra se sitúa al nivel del túnel.


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1. El nudo 1 cerca de Calais es el nudo que conecta el Eurotunnel con la autopista A16. Entonces ya

está muy cargado y conectar otro modo de travesía equivaldría a doblar el tráfico en este nudo.

Además, no se puede conectar por el Norte ya que hay ciudades, una fortaleza histórica y zonas

comerciales. Por lo tanto, el nudo 1 NO puede ser un punto de acceso.

2. El nudo se sitúa al final de la ciudad y todavía al lado del Eurotunnel. Este punto de acceso se

divide en 3 alternativas:

2.1. La alternativa 2.1. utiliza una carretera existente al principio, se tratará de reformarla para

convertirla en autovía o al menos en carretera más ancha. De este modo, se limita la

superficie de expropiación. Al nivel de la costa se encuentra una duna de 15m de altura. Es

totalmente posible excavar debajo de ella para construir un túnel sumergido pero también

hacer una apertura en ella y estabilizar los taludes a fin de poner un puente. Sin embargo, esta

alternativa alargaría la distancia de la infraestructura porque está un poco demasiado al Este.

También, está en el lado Este del Eurotunnel. Implica que si el punto de llegada a Inglaterra

está al Oeste del Eurotunnel, se tendrá que pasar por encima con todas las consecuencias

técnicas que implica. Por lo tanto, a pesar de algunos puntos negativos, la alternativa 2.1 SI

que puede ser un punto de acceso.

2.2. Esta alternativa empieza también del nudo 2 y sigue el trazado de la carretera departamental

D243E3 que se tendrá que reformar en una carretera de al menos 2×2 vías. Sin embargo, se

acaba en medio de la ciudad de Sangatte al nivel de la costa. Entonces, esta solución NO

puede ser un punto de acceso.

2.3. La solución 2.3. empieza también usando la carretera departamental D243E3 y se acaba,

pasando justo al Sur del equipo de ventilación del Eurotunnel por un camino agrícola, en la

costa, fuera de Sangatte. En este punto de la costa se encuentran acantilados de caliza de 20m

de altura. El material de buena calidad permite la construcción todos los tipos de

infraestructura que son: un puente con un tablero a 20m de altura directamente, un puente con

un tablero a menor altura mediante excavaciones y ejecución de taludes, un túnel sumergido

mediante una excavación dentro del acantilado o una excavación abierta y por supuesto, se

queda la solución de un túnel en roca. Por lo tanto, la alternativa 2.3. SI que se puede

considerar como factible.

3. Esta alternativa, empezando del nudo de autopista n°3, usaría la D243E3 existente antes de seguir

hasta el mar la D243. Un problema de esta opción es que atraviesa muchos pueblos: Peuplingues,

Haute Escalles y Escalles. Así se tendría que hacer un periférico para cada ciudad a fin de evitarla.

Esto, visto la situación, equivaldría casi a construir completamente un nuevo trazado. El otro

problema se sitúa al nivel de la costa. En efecto, la carretera de acceso llegaría justo al lado del

Cap Blanc Nez, sitio muy turístico. Además, lo más simple sería bajar por la vía de acceso del

Cran d’Escalles ya que los acantilados del Cap Blanc Nez miden entre 40 y 60m de alto, pero esto

bloquearía la única vía de acceso a la playa. Por consiguiente, esta opción NO es factible como

punto de acceso.

4. Esta opción es la misma que la n°3 excepto que esta empieza al nudo de autopista n°4 y siguiendo

la D243, se une a la alternativa 3 en el pueblo de Peuplingues. Entonces, NO puede ser un punto

de acceso por las mismas razones que la alternativa 3.

5. Esta opción consistiría en reformar la D244, hacer un pequeño trozo nuevo alrededor del pueblo

Sombre y acabar usando un trozo de la D940. En este caso también el trazado actual de la

carretera departamental atraviesa algunos pueblos: Saint-Inglevert directamente a la salida de la

autopista, Le Bout d’En Haut, Hervelinghen y Sombre. Llegando al mar, en al Oeste de la D940 se

encuentra una reserva natural que se podría ver impactada por la presencia de una autopista justo

al lado. Por último, la costa tiene muy poco relieve pero hay la presencia de algunas granjas y

casas de vacaciones y en el Norte directamente después de la última granja reaparecen los

acantilados. Por lo tanto, esta opción NO podría ser un buen punto de acceso.


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6. Para empezar, esta alternativa es la más larga de todas, entre un 30% y un 50% más larga que las

otras. Se sale del nudo de autopista siguiendo la D191 y luego se construiría un nuevo trozo entre

las carreteras D191 y D238, usando los caminos existentes. Llegaría hasta Tardinghen. Después

hay dos o más alternativas para ir hasta la costa, que tiene poco relieve aquí, pero tendrían que

atravesar una zona natural. Además, justo al Oeste se encuentra el Cap Gris-Nez que es un sitio

muy turístico. Por último, esta alternativa está muy hacia el Oeste lo que alargaría el proyecto de

algunos kilómetros. Por consiguiente, esta alternativa NO es sostenible para el proyecto.

Para resumir, las únicas alternativas factibles e interesantes para garantizar una buena

sostenibilidad al proyecto son las alternativas 2.1. y 2.3. que usarían en parte la infraestructura viaria

actual mediante una reforma de esta misma.

Sin embargo, además que intentar usar la red de transporte actual para minimizar el coste del

proyecto, se puede diseñar una conexión completamente nueva entre la autopista A16 y el proyecto. Se

podría estudiar en varios sitios:

- Al Oeste de la alternativa 2.1. no se puede ser porque se tendría que atravesar necesariamente

unas zonas urbanas, estaría demasiado al Oeste lo que alargaría mucho la longitud del

proyecto y estaría muy cerca de Calais.

- Entre las alternativas 2.1. y 2.2. no se puede hacer porque se encuentra la ciudad de Sangatte.

De la misma manera, no se puede entre la 2.2. y la 2.3. porque están las instalaciones de

ventilación del Eurotunnel.

- Entre las opciones 2.3. y 3-4 sería complicado conectarse a la autopista A16 ya que hay la

entrada del Eurotunnel en este sitio y hay muy poco espacio para construir un nuevo nudo de

autopista. Además, se tendría que pasar alrededor de un lago artificial, más cerca de la costa.

Por último, habría que llegar al mar suficientemente lejos del Cap Blanc Nez, sitio muy

turístico con acantilados de 60m de alto, pero entre el cabo y la alternativa 2.3. se encuentran

acantilados de 40m de altura. Con estos acantilados, el proyecto podría empezar con una parte

puente pero no por un túnel sumergido.

- Entre las alternativas 3-4 y 5, hay mucho espacio para construir un nuevo nudo de autopista,

facilitado todavía más por la no presencia de ciudades cerca de la A16. Entre la autopista y la

costa no hay ciudades, sólo pequeños pueblos. Entonces, habría todo el espacio necesario para

las instalaciones de la infraestructura como un peaje por ejemplo. El único problema sería la

topografía de la costa. En efecto, en la mayor parte de esta zona hay acantilados de 40m de

altura alrededor del Petit Blanc Nez. Como explicado anteriormente, no es un problema para

un puente pero sí que lo es para un túnel sumergido. Para poder construir todas las soluciones

posibles se tendría que llegar al mar más en el Norte o más en el Sur donde se encuentran

acantilados más bajos, de una altura de 20m aproximativamente.

- Una nueva infraestructura para la conexión entre el proyecto y la autopista A16 no sería

factible entre las alternativas 5 y 6, mayormente por problemas de acceso al mar. En efecto,

todo a lo largo de la costa se encuentran zonas naturales protegidas y entre dos la ciudad de

Wissant que ocupa 2km de costa.

- Una nueva alternativa al Oeste de la 6 es simplemente imposible. Primero, no se puede acercar

más del Cap Gris-Nez por la gran altura de los acantilados y por el carácter natural protegido y

turístico del sitio. Luego, en consecuencia, se tendría que ir del otro lado del cabo cuya costa

tiene una orientación Oeste. Esto significaría empezar el proyecto hacia el Oeste y regresar

hacia el Este, lo que alargaría de manera significante la longitud total del proyecto.

Por lo tanto, la mejor solución para un nuevo trazado de conexión entre el proyecto y la autopista

sería una carretera pasando entre las alternativas 3-4 y 5. Se ha representado en naranja en la Figura

39 y en el Anejo 1 pero no precisamente, sólo de manera aproximativa puesto que se tendrá que hacer

un estudio más detallado y preciso.


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Como conclusión de este apartado, las alternativas definitivas que se quedan son:

- La 2.1.

- La 2.3.

- Un nuevo trazado entre la 3-4 y la 5

5.1.2. Lado inglés:

En el lado inglés la situación es más complicada. Existe una autopista, la A20, que transcurre a lo

largo de la costa como se puede ver en la vista general en la Figura 40. Sin embargo, esta autopista

está a muy poca distancia de la costa, entre 100 y 200m entre Dover y Capel-le-Ferne. Además, hay

acantilados de muy gran altura a lo largo de la costa, con 100m de altura y más en algunos puntos.

Empezaremos por un análisis general de la situación. Se informa que para el lado inglés no hay mapa

batimétrico preciso disponible como para el lado francés, se tendrá que utilizar los datos de Google

Maps ©.

Figura 40 – Mapa de la costa inglesa entre Folkestone y Dover

[Données cartographiques ©2019 Google]

El proyecto no puede llegar al Este porque hay la ciudad de Dover que ocupa mucho la costa.

Además, Dover tiene un puerto bastante grande donde llega un importante tráfico de ferris que hacen

la conexión entre Francia e Inglaterra. Al Oeste se encuentra otra ciudad de tamaño significativo,

Folkestone. Hacer llegar la infraestructura más al Oeste de Folkestone no tendría sentido porque

alargaría el proyecto de varios kilómetros. Luego, al Este de Folkestone, en el interior de la curva de la

A20, hay suficiente espacio para llegar y construir instalaciones necesarias como un peaje por

ejemplo. Sin embargo, se encuentra la ciudad de Capel-le-Ferne que no puede ser atravesada por una

infraestructura de tal amplitud. Entre Folkestone y Capel-le-Ferne y entre Capel-le-Ferne y la A20,

parece que se podría pasar pero hay habitaciones todo a lo largo de la carretera que habría que cruzar,

lo que complica la situación. Entonces se queda la parte de costa entre Dover y el nudo de autopista al

Este de Capel-le-Ferne. Se estudia más precisamente en lo siguiente.

Como comentado anteriormente y como se puede ver en la Figura 41, la autopista A20 está muy

cerca de la costa, entre 100 y 200m. También se tiene que tomar en cuenta que por debajo de esta zona

está el Eurotunnel.


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Figura 41 – Alternativas posibles en el lado inglés (en rojo, el trazado del Eurotunnel)

[elaboración propia, fondo de mapa: Données cartographiques ©2019 Google]

Como se puede observar, hay 3 alternativas principales:

1) Al nivel de la alternativa 1, los acantilados son los más bajos de esta región de la costa,

con una altura entre 20 y 40m, lo que sería lo más simple para el diseño y la construcción

de la infraestructura. Sin embargo, el Eurotunnel se encuentra justo por debajo de este

sitio. Entonces, construir un nuevo túnel aquí es imposible y construir un puente sería

complicado porque implicaría asientos significantes y las pilas serían casi seguro

cimentadas sobre pilotes, que no se podrían construir. Además, en esta ubicación se sitúa

la salida de autopista para utilizar la Samphire Road. Se podría usar para hacer una

conexión entre el proyecto y la autopista pero la Samphire Road sirve a ir al Samphire Hoe

mediante el túnel del Samphire que empieza muy cerca de la salida. Luego, la línea de tren

estándar que conecta Dover con Folkestone yendo por lo largo de la costa atravesa

también este sitio con un túnel. En consecuencia significa que ya se cruzan 3 túneles en

esta ubicación, por lo tanto añadir otra infraestructura es simplemente imposible.

2) La alternativa 2 podría usar la plataforma de Samphire Hoe, construida para poner

instalaciones del Eurotunnel, como apoyo para colocar una o dos pilas de un puente si es

el método constructivo elegido. Reduciría también la altura de las pilas. Además la

autopista está un poco más lejos de la costa, a unos 250m de la cumbre lo que permite

tener más espacio para la construcción de un nuevo nudo de autopista. No obstante, si se

necesita se podrá hacer obras de recolocación de la A20 para tener todavía más espacio.

Sin embargo, hay que tomar en cuenta que los acantilados tienen una altura de 100m al

nivel de esta alternativa. Por lo tanto la solución 2 sería perfectamente factible mediante

unas excavaciones y unos taludes dentro del acantilado para bajar su altura.

3) La última alternativa se sitúa justo al Este de Capel-le-Ferne, cerca del nudo de autopista

existente. La autopista está a una distancia suficientemente razonable de la costa para

construir una buena conexión con el proyecto y se podría modificar el nudo para conectar

las 3 infraestructuras juntas. El problema es que el acantilado mide un poco más que 100m

en este sitio y no hay plataforma artificial como en el caso 2) que permitiría reducir la

altura de las pilas. Además, la línea de ferrocarril estándar atraviesa el acantilado mediante

un túnel en esta colocación. La nueva infraestructura podría producir grandes asientos. Por

lo tanto, esta solución es factible pero comprende algunos puntos negativos.

Para concluir este apartado, la solución más interesante queda la segunda porque es factible y

prácticamente sin aspectos negativos.


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5.1.3. Alternativas definitivas y definición de las infraestructuras de conexión:

Tomando en cuenta los argumentos y el análisis de los apartados 5.1.1. Lado francés: y 5.1.2.

Lado inglés:, se puede elegir los puntos y modos de acceso definitivos al proyecto desde la red viaria

existente, que servirán de inicio y final a los trazados que se proyectarán.

Está claro que en el lado inglés, la alternativa con menos restricciones es la n°2. Como

recordatorio, consiste en llegar al nivel de la plataforma artificial (Samphire Hoe) construida al mismo

tiempo que el Eurotunnel y en conectarse directamente a la autopista A20 mediante la construcción de

un nuevo nudo de autopista.

En el lado francés, se podía elegir entre 3 alternativas. Sin embargo, la opción 2.1. ya no es

interesante. En efecto, puesto que no hay ninguna alternativa posible al Este del trazado del Eurotunnel

en la costa británica, el proyecto tendría que ir por encima del túnel actual en el caso de un puente o

cruzarlo en el caso de un túnel. Además alargaría bastante la longitud total del proyecto. Entonces, se

quedan:

- La alternativa 2.3. que consiste en reformar un poco el nudo de autopista 2 para sacar las

rotundas, en reformar un trozo de la D243E3 para convertirla en una carretera de mínimo 2×2

vías y en construir un nuevo trozo pasando al Sur-Oeste de las instalaciones de ventilación del

Eurotunnel.

- La solución de un acceso al mar desde la A16 completamente nuevo situado entre las opciones

3-4 y 5. Esto implica un nuevo nudo de autopista y un estudio más detallado porque se puede

considerar como un proyecto independiente.

Por lo tanto, con únicamente un punto de acceso en el lado británico y dos en la costa francesa,

resulta que sólo dos trazados diferentes se pueden desarrollar (por lo que se refiere únicamente al

inicio y al final del trazado). Estarán más detallados en su totalidad en el apartado 5.2.2. Diferentes

soluciones y análisis multicriterio: y en el Anejo 3.

Luego, un problema importante para el proyecto que no hay que olvidar es el cambio de lado de

conducción. En efecto, en Francia se conduce en el lado derecho y en Reino-Unido, en el izquierdo.

Esto significa que en algún momento las calzadas tienen que cruzarse. Claramente, hacerlo en medio

del mar sería complicado técnicamente y tendría un impacto económico significante, que sea un cruce

entre dos puentes y todavía más en el caso de un cruce entre dos túneles. Así, lo más simple sería

efectuar este cambio en las tierras. Con sólo 300m de disponible en la costa inglesa es demasiado

justo, ya que para el nuevo nudo de autopista será un poco justo. Al contrario, en el lado francés hay

casi 4km de disponible. Entonces se tendrá que hacer en Francia. Con tanto espacio se podría hacer

una obra de cruce en la parte recta sin salidas. Consistiría dejar un sentido de la carretera tal cual,

recto, y con el otro hacer una curva hacia el exterior y subiendo para regresar hacia el trazado recto y

cruzarlo mediante un puente antes de finalmente hacer otra curva bajando hasta reencontrar el trazado

recto. Se puede hacer también cruzando por debajo. Este método de cruce ocurre generalmente para

líneas de ferrocarril y se llama “salto de carnero”. Se puede ver un esquema en la Figura 42 siguiente.

Figura 42 – Principio de un salto de carnero para un cambio de sentido

[Wikipedia (29/04/2019), Saut-de-mouton, fr.wikipedia.org/wiki/Saut-de-mouton]

Otro método posible y más barato es disfrutar del nudo de autopistas que se construirá en la

D243E3 o en la A16 e integrar el cambio de sentido al nudo. Permite evitar el cruce de dos ramales del

nudo de autopista lo que simplifica las obras y reduce los costes. En la Figura 43 y más detallado en el

Anejo 2, se puede observar el esquema de principio del nudo incluyendo el cambio de sentido.


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Figura 43 – Nuevo nudo de autopista con cambio de sentido en el lado francés [elaboración propia]

Por lo tanto, en el lado inglés sólo hará falta construir un nudo de autopista simple según el

esquema de principio de la Figura 44 aquí abajo y se puede observar más en detalle en el Anejo 2.

Figura 44 – Nuevo nudo de autopista en el lado inglés [creación propia]

Los nuevos nudos de autopista representados previamente requerirán un estudio más profundo que

no se efectuará en esta tesis. Los valores de las anchuras de calzada corresponden a la realidad: vías de

circulación de 3,50m de ancho y vías de emergencia de 3m. Sin embargo, los valores de los radios de

curva han sido elegidos arbitrariamente vigilando que no sean demasiado pequeños. De la misma

manera, la longitud de las vías de deceleración y aceleración también se han puesto arbitrariamente.

Además, para el número de vías yendo hacia el proyecto (parte de abajo) se decidirá poner 2×3 vías

para poder enfrentarse a un fuerte tráfico (ver apartado 5.2.2. Diferentes soluciones y análisis

multicriterio:). Los ramales se han diseñado con 1 vía de circulación + 1 vía de emergencia para

facilitar el dibujo de las salidas/entradas de autopista. Por supuesto, si el estudio más detallado lo

requiere, los ramales se harán con 2 vías. Así las Figura 43 y Figura 44 representan más el principio

de funcionamiento, un prediseño, de los dos nudos de autopista, más que una vista definitiva y precisa.


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Por último, en toda lógica los usuarios tendrán que pagar para cruzar el canal de la Mancha usando

la nueva infraestructura. Así lo más simple es construir uno o dos peajes y por supuesto en tierras. Por

las mismas razones que para el cambio de sentido, es imposible colocar un peaje en Inglaterra, tendrá

que estar en Francia. Entonces, este peaje servirá para los dos sentidos: de Francia a Reino-Unido se

pagaría al principio y de Reino-Unido a Francia se pagaría al final. Para el tráfico previsto se tendría

que construir al menos 10 vías en cada sentido. Sin embargo, un elemento podría perturbar este

diseño. En efecto, al momento de escribir esta tesis, el Brexit todavía no es efectivo. Entonces, no se

puede saber cuál será la organización de los controles. Lo más lógico sería hacerlo al nivel del peaje

pero así el paso del peaje puede necesitar mucho tiempo y crear atascos. Se tendrá que adaptar el

número de vías. Otro problema que implica concierne el sentido Reino-Unido – Francia. Los controles

ocurriendo después de la travesía, si hay cualquier problema el usuario habrá cruzado una vez el canal

de la Mancha y tendrá que regresar cruzando otra vez. Por lo tanto, dependiendo de las consecuencias

del Brexit, hay una gran probabilidad de que se tendrá que firmar un tratado entre los dos países o

entre Reino-Unido y la Unión Europea para facilitar el paso de esta frontera.

Se indica que para las instalaciones y las infraestructuras descritas en este apartado, no se realizará

ningún estudio detalle en este documento. Sólo se dará un orden de magnitud del precio de manera

global para poder incluirlo en el presupuesto.

5.2. Alternativas constructivas y análisis multicriterio:

5.2.1. Repaso de los datos:

Figura 45 – Resumen de los datos colectados


Los datos que impactan únicamente el diseño (como el viento, los corrientes marítimos, …) no

estarán estudiados en el análisis multicriterio.

Tráfico terrestre 7,565 millones de vehículos/año

Tráfico marítimo (longitudinal) 430 barcos/día

Profundidad máxima del mar ≈ 60 m

Profundidad media del mar 22 m

Altura acantilados en el lado inglés ≈ 100 m

Altura acantilados en el lado francés 20 a 40 m

Riesgo sísmico Bajo /

Temperaturas durante el verano 20 a 30 °C

Temperaturas durante el invierno -5 a 12 °C

Velocidad de referencia del viento vb,0 26 m/s

Plenamar extrema (100años) 5,04 m

Bajamar extrema (100años) -3,58 m

Altura máxima de ola 4 m

Velocidad de corriente marítimo 1,54 m/s


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5.2.2. Diferentes soluciones y análisis multicriterio:

Para esta parte, vamos a estudiar todas las posibilidades constructivas a fin de determinar las que

son factibles para el proyecto. Se comentará en función de los datos recogidos y de la batimetría que

permitirá definir un o más opciones de trazado.

Primero nos interesaremos a los dos métodos que consisten en una infraestructura flotante.

Construir un puente flotante no tiene sentido porque es incompatible con el tráfico marítimo. En

efecto, se planta el problema de las pilas y su número pero también del gálibo que permite este tipo de

estructura. Los gálibos permitidos son demasiado pequeños y, además, en las dos extremidades de la

estructura se tendría que cimentar, a pesar de todo, las pilas en el lecho marítimo para poder subir y

llegar encima de los acantilados.

La solución de un túnel flotante sería compatible con el importante tráfico marítimo del canal de la

Mancha aunque los “flotadores” en hormigón constituyen obstáculos. Sin embargo, resulta que no es

compatible con la batimetría. En la región del proyecto, el canal de la Mancha tiene poca profundidad

(55-60m máximo). Entonces, cerca de las costas no se podría construir un túnel flotante.

Además de todos estos argumentos, el argumento económico es muy importante. Estos métodos

son nuevos y aparecieron para construir una infraestructura en condiciones extremas en las cuales

ningún otro método funcione. Así los métodos de infraestructura flotante son muy caros.

Luego se quedan las tres opciones más comunes: puente cimentado en el lecho, túnel en roca y

túnel sumergido. El primer argumento es evidentemente el coste de las obras. Como visto

anteriormente, un túnel en roca es muy caro y por consecuencia, lo más caro de los tres. Después viene

el túnel sumergido, más por razones de ejecución que por cantidad de materiales. Se queda el puente,

que es el método más barato porque tiene unos volúmenes de materiales razonables, pero sobre todo,

su ejecución es más simple y mucho menos costosa.

Después, cada solución implica una longitud total del proyecto diferente. Se puede ver en la

Figura 46 el orden de los métodos en función de su longitud total. El túnel en roca se excava a una

gran profundidad debajo del lecho marítimo. Entonces, las partes de la estructures que permiten bajar

de la superficie hasta la profundidad elegida añaden grandes distancias longitudinales. Esto hace del

túnel en roca el método con la mayor longitud. En segundo, sería el puente. En efecto, como visto en

el apartado 3.2. Tráfico marítimo:, el tráfico marítimo del canal de la Mancha impone un gálibo muy

alto de 70m. Entonces, seria de nuevo cuestión de un cambio de cota, ya que con costas planas a

pequeña altura se tendría que construir partes inclinadas para subir hasta la altura del proyecto. Por

último, el túnel sumergido sería el método de menor longitud. Estando colocado a algunos metros

debajo del lecho marítimo, la entrada en la tierra se podría hacer a algunas centenas de metros de la

costa. Sin embargo, como dicho anteriormente, esto corresponde a una topografía muy plana y con una

altitud baja. Entonces, la Figura 46 no corresponde exactamente a la situación del proyecto pero era

interesante para hacerse una primera idea de comparación. En el caso del canal de la Mancha, las

costas se caracterizan por sus acantilados, entre 20 y 40m en Francia y cerca de 100m en Inglaterra.

Así la longitud de un túnel en roca sería todavía más grande y este método se quedaría el más largo. La

solución de un túnel sumergido se alargaría también, sobre todo en el lado inglés ya que en lado

francés los acantilados de 20m de alto se pueden excavar. Esta opción llegaría arriba de los acantilados

varios kilómetros detrás de la línea costera. Finalmente, resultaría que un puente sería la solución más

corta ya que su gálibo correspondería aproximativamente a la altura de los acantilados. Así la longitud

total del puente sería exactamente igual a la distancia de acantilados a acantilados.


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Figura 46 – Comparación de la longitud total de los 3 métodos constructivos

[J. Wit, E. van Putten MSc. (2014), The Immersed Tunnel as fixed link – A successful alternative pushed by innovation.,

Proceedings of the World Tunnel Congress 2014 – Tunnels for a better Life, Foz do Iguaçu (Brazil)]

Respecto al tráfico viario, como se puede observar en el repaso de los datos (Figura 45), se ha

estimado a 7 565 000 vehículos al año. Por un cálculo rápido, resulta que esto corresponde a un

vehículo cada 4,17s, ¡lo que es increíble! Sin embargo, esto concerniría los dos sentidos de

circulación. Así sería un vehículo cada 8,34s por lado. Construyendo una infraestructura de 2×2 vías,

resultaría que por vía circularía un vehículo cada 16,68s. Asumiendo que la limitación de velocidad

sea de 100km/h, para que el proyecto sea competitivo, habría una distancia de aproximativamente

500m entre dos vehículos. Esto ya podría ser una solución viable para soportar un tráfico tan

importante. Sin embargo, no se debe olvidar que un tercio de los vehículos será camiones que, según

la normativa europea, tendrán que circular a 80km/h. Entonces, la diferencia de velocidad entre los

tipos de vehículo generará ralentizaciones pudiendo convertirse en atascos. Puede también ocurrir que

dos camiones se adelanten y esto provoca ralentizaciones todavía más graves. Además, la frecuencia

de paso es la frecuencia media entre cada vehículo. Esto significa que habrá periodos con una

frecuencia menor y periodos con alto tráfico y así una mayor frecuencia de paso, como durante las

vacaciones escolares por ejemplo. Por lo tanto, se tiene que aumentar el número de vías. Una

infraestructura de 2×3 vías será suficiente e implicará una frecuencia media de paso de 25s por vía.

Este tipo de carretera se puede construir mediante los 3 tipos de infraestructura: puente, túnel

sumergido y túnel en roca.

En cuanto al tráfico marítimo, como comentado en el apartado 3.2. Tráfico marítimo:, es el trafico

longitudinal de naves de mercancías que es lo más problemático en el Canal de la Mancha. En efecto,

son barcos de mercancía, petroleros o portacontenedores con dimensiones muy grandes circulando en

una zona de poca anchura que concentra un 20% del tráfico marítimo mundial. Esto se traduce por una

frecuencia de paso muy alta de 250 barcos de mercancía al día y añadiendo todos los barcos de otro

tipo, son 430 barcos al día, lo que equivale a un barco cada 3min. Como dicho previamente en el

apartado correspondiente al tráfico marítimo, construir un puente no sería muy sostenible porque para

minimizar al máximo el riesgo de choques barco/puente se tendría que minimizar el número de pilas y

así maximizar las luces. Esto implicaría subir el coste del proyecto para un riesgo que se quedará

presente a cada kilómetro. Por eso, las estructuras más seguras son el túnel en roca y el túnel

sumergido que no ponen ningún obstáculo. Sin embargo, estas dos soluciones son más caras, como

dicho anteriormente. Entonces, la solución más barata y que cumple más las restricciones impuestas

por el tráfico marítimo es una infraestructura mixta mezclando secciones de puente con otras de túnel.


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La pequeña profundidad del canal de la Mancha, entre 50 y 60m máximo pero alrededor de 22m

en media, posibilita la construcción de islas artificiales permitiendo la conexión entre una sección

puente y una sección túnel. Se recuerda que las infraestructuras mixtas se construyen con túneles

sumergidos ya que se colocan a muy poca profundidad debajo del lecho marítimo. Al contrario, los

túneles son muy hondos y así no pueden llegar a la superficie tan fácilmente porque la pendiente de la

carretera siendo limitada, la longitud de la subida sería muy grande.

Una infraestructura mixta permitiría a los barcos tener un paso libre por encima de la parte túnel.

Esto resolvería los problemas relacionados al tráfico marítimo y permite diseñar las secciones de

puente con luces menores ya que los barcos tendrán un punto de paso. Después, la problemática sería

la ubicación de la o las islas artificiales. Se usaría una isla para una infraestructura puente-túnel y dos

islas para una infraestructura puente-túnel-puente. Construir más islas no tendría sentido

económicamente y ni de manera práctica respecto al tráfico marítimo.

De manera general, la profundidad del estrecho de Dover es suficientemente pequeña para

construir una isla artificial donde se requiera. Sin embargo, el lado inglés dispone de una ventaja

batimétrica. En efecto, como se puede ver en la Figura 47 enseñado con un círculo rojo, en este lado

del canal de la Mancha se encuentra un montículo pareciendo a un banco de piedra o de arena llamado

“the Varne”, que alcanza una profundidad mínima de 2m. Colocar una isla artificial usando este banco

como soporte permitiría un ahorro de materiales de relleno y a fortiori se disminuiría la cantidad de

obras. Sin embargo, a fin de minimizar la longitud total del proyecto, la isla se tendrá que colocar en la

punta Norte de “the Varne” para estar lo más cerca posible del eje de la distancia mínima entre Francia

e Inglaterra (correspondiendo aproximativamente al trazado del túnel). Así ubicada, la isla estaría en la

zona del canal de navegación reservado a los barcos de mercancías (indicada por las dos líneas

discontinuas lilas en la Figura 47) disminuyendo su anchura ya que se construiría el puente entre ella

y las costas británicas. Entonces, en el caso de que se construya una segunda isla en el lado francés, se

debería intentar hacerlo más cerca de las costas a fin de poder conservar la anchura inicial del canal de

navegación reservada. En este lado, no se encuentra ningún punto de interés batimétrico pero construir

la isla artificial se podría hacer en cualquier sitio ya que la profundidad media es de 25m.

Por lo tanto, la solución de infraestructura mixta aporta dos alternativas, puente-túnel y puente-

túnel-puente, pero también un punto fijado para el trazado, la punta del banco de “the Varne”.

Figura 47 – Batimetría del estrecho de Dover con «the Varne» y el canal de navegación indicados

[IGN-SHOM, Carte littorale – Géoportail, www.geoportail.gouv.fr/donnees/carte-littorale]


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En la Figura 48 siguiente, se puede ver una tabla resumiendo el análisis multicriterio que se ha

realizado en este apartado.

Figura 48 – Tabla resumen del análisis multicriterio

[creación propia]

Se puede constatar en la Figura 48 que hay 3 soluciones que se demarcan: un puente y dos

infraestructuras mixtas, puente-túnel y puente-túnel-puente. Las dos estructuras más ventajosas son el

puente y una infraestructura puente-túnel-puente, pero la segunda sólo tiene un único aspecto negativo.

Entonces, es esta que parece la mejora. Luego, hay que subrayar que la solución de un puente simple

es muy desventajoso respecto al tráfico marítimo que encarna la restricción más importante del

proyecto por las consecuencias graves que puede implicar. Por lo tanto, aunque la solución puente-

túnel sea un poco menos interesante al parecer, será la elegida al lugar del puente. Lógicamente, para

optimizar esta alternativa, la parte túnel tiene que llegar a las costas inglesas y la parte túnel a las

francesas a fin de estar coherente con las alturas de los acantilados.

Así, se quedan las dos soluciones mixtas, puente-túnel y puente-túnel-puente. Sin embargo,

todavía hay que elegir unos trazados. Como se ha explicado anteriormente en la parte 5.1. Alternativas

de puntos de acceso:, sólo se puede elegir entre dos trazados diferentes, respecto a los puntos de

conexión con la red viaria existente al menos. Estos se diferencian por la ubicación del punto de

acceso en el lado francés que puede ser mediante una nueva estructura entre los nudos de autopista 4 y

5 o que puede ser la alternativa 2.3. Sin embargo, todavía se puede elaborar más trazados diferentes

proyectando diferentes recorridos en el canal de la Mancha. Como se puede constatar en la tabla de la

Figura 48, la soluciones mixtas no son optímales frente a grandes profundidades de mar. Entonces, los

trazados se diseñarán evitando las zonas de gran profundidad (superior a 55m).

Los trazados se proyectarán también usando lo más posible curvas. En efecto, una infraestructura

en curva en planta resista mejor a las fuerzas horizontales que una infraestructura recta.

Por último, la isla artificial en el lado inglés ya ha sido colocada anteriormente y sirve para los dos

tipos de infraestructura mixta. La ubicación de la segunda isla artificial, colocada en el lado francés, se

elegirá de manera a conservar la anchura actual del canal de navegación comercial y en un sitio con

una profundidad del mar inferior o igual a 25m a fin de disminuir la cantidad de materiales a usar y a

fortiori el coste.

Respetando todo esto, se propondrán dos trazados diferentes, el Trazado 1 y el Trazado 2, que se

pueden observar en el Anejo 3. Por lo tanto, con dos trazados y con dos métodos constructivos

diferentes, resulta que hay 4 alternativas posibles para el proyecto.


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6. Estudio de dos soluciones:

Entre las 4 alternativas del proyecto, en este apartado se estudiarán las dos opciones del Trazado 1,

es decir el que empieza por el punto de acceso 2.3. en las costas francesas. Los dos métodos

constructivos que se compararán son mixtas, una puente-túnel y otra puente-túnel-puente.

6.1. Geometría:

6.1.1. Diseño de la parte puente:

Este apartado corresponde al diseño de la parte de la infraestructura que será constituida por un

puente. El diseño del puente se ha basado en gran parte sobre las clases y los apuntes de la asignatura

de “Puentes” de la Universidad Politécnica de Catalunya (UPC), enseñada por los profesores Angel C.

Aparicio y Joan R. Casas.

De manera arbitraria, para facilitar la construcción y tener un coste razonable, se decidió pre-

diseñar un puente con luces de 150m. Esto implica una longitud de 𝐿 = 0,75 × 150 = 112,5𝑚 para

los dos vanos extremos.

6.1.1.1. Tablero:

Empezaremos por el diseño del tablero. Primero se tiene que elegir de qué tipo será el tablero.

Como visto en el apartado 5.2.2. Diferentes soluciones y análisis multicriterio:, la autopista tendrá que

ser de 2×3 vías para poder responder a la demanda de tráfico. Sabiendo que la anchura de un carril es

3,50m, esto ya da 21m. Incluyendo un dispositivo de separación central, dos arcenes para las

emergencias y dos “aceras” para poder poner las personas en seguridad detrás de unas barreras en caso

de emergencia, la anchura total del tablero se sitúa alrededor de 35m.

Primero, si elegimos un tablero en hormigón, sería demasiado ancho para construir un tablero

mono-cajón. Tendría que ser un doble-cajón al mínimo. Luego, si consideramos una estructura

totalmente llena en hormigón, es decir un tablero losa, la totalidad del puente no aguantaría por el peso

propio del tablero, las luces siendo demasiado grandes (150m). La longitud de las luces es también el

problema si se consideran vigas prefabricadas, por límites de prefabricación, de transporte, de

instalación y simplemente de resistencia.

Otra posibilidad es utilizar una estructura metálica. Sin embargo, la obra estará en un medio

ambiente marítimo, así que será expuesta a sales marinas y sujeta a una alta corrosión. En un ambiente

tan agresivo, se tendría que tratar tanto el metal contra la corrosión (pintura, galvanizar, …) que ya no

sería sostenible. El problema sería lo mismo con una estructura mixta.

Así, se elegirá hacer un tablero compuesto de dos cajones que se construirán separadamente y

luego juntados por un enchavetado (se dejan armaduras libres en cada lado y cuando se colocan los

cajones juntos, las armaduras de las dos partes están entrelazadas y se hormigona esta zona). Se

precisa que sobre pilas se colocarán diafragmas, es decir que la sección cajón será llena sobre pilas.

Los diafragmas tendrán un espesor igual a la anchura de las pilas.


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El tablero se ejecutará mediante el método de voladizos sucesivos con dovelas prefabricadas. En

efecto, usar elementos prefabricados permitirá construir el tablero más rápido y con menos actividad

en el mar. Para colocar las dovelas se usará un lanzavigas, con una longitud de aproximadamente 250-

300m (valor a determinar precisamente por cálculo), lo que es posible ya que la usada para la

construcción del puente de la isla de Ré (Francia) medía 285m. Las dovelas se prefabricarán en las

costas con una longitud de 5m, en las zonas de prefabricación que luego servirán de sitios de obras

para la construcción de los puntos de acceso. Se transportarán hasta el lanzavigas por camiones

mediante el puente que se va construyendo. Entonces, para el tablero todo se ejecutará por arriba, sin

perjudicar al medioambiente marino ni al tráfico marítimo. Un esquema del procedimiento

constructivo se puede observar en el Anejo 4 y en la Figura 49.

Además, se construirá un tablero de canto variable. Esto permite disminuir los momentos en la

estructura en centra luz y ahorrar materiales, lo que disminuirá también el coste.

Figura 49 – Procedimiento constructivo por voladizos sucesivos

[creación propia]

El pre-dimensionamiento de la sección del tablero se efectuará mediante las diapositivas de la

clase de “Puentes” impartida en la UPC. Por lo tanto, para definir las dimensiones de la sección, se

usará las denominaciones de clase presentadas en la Figura 50 siguiente.

Figura 50 –Denominación de las diferentes dimensiones de la sección

[A. C. Aparicio & J. R. Casas (2018), Puentes de sección en cajón, diapositivas de la clase de “Puentes”]


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La variable B corresponde a la anchura del cajón. En nuestro caso, el tablero siendo un doble

cajón, la B corresponde a la mitad de la anchura total del tablero. Entonces, esta variable se tiene que

definir en función de los datos enunciados en los apartados anteriores. Primero, la estructura soportará

una calzada de 2×3 vías. Cada vía de circulación tendrá una anchura de 3,50m excepto los carriles más

en el centro que medirán 3,00m de ancho porque son los carriles más rápidos donde circulan

únicamente vehículos ligeros, de menor anchura. De cada lado de la calzada, se añade una vía de

emergencia o arcén de 2,50m de ancho para los posibles vehículos averiados. Luego, al exterior de

todo se colocará un dispositivo de seguridad, una acera y una barandilla para permitir a las personas

cuyo vehículo estaría averiado, ponerse en toda seguridad. Estos dispositivos tendrán una anchura total

de 2,00m. Después, en el medio se colocará un dispositivo de seguridad de 2,00m de anchura que

llamaremos “TerraPlén Central (TPC)” como en todas las autopistas. La composición del TPC se

detallará en el apartado siguiente: 6.1.1.2. Superestructura:. Por último, se dejará un espacio de

seguridad de 50cm entre el TPC y el carril de 3,00m. Todas estas medidas se pueden encontrar en el

Anejo 7.

Por lo tanto, la anchura total del tablero será de 32m, lo que implica 𝐵 = 16𝑚 . Se recuerda

también que la parte puente tendrá luces de 150m de largo.

A fin de introducir el canto variable del tablero en el diseño, se usa las relaciones siguientes,

sabiendo que el tablero se construirá por voladizos sucesivos:

{

𝐿

21≤ 𝐻 ≤

𝐿

17 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑝𝑖𝑙𝑎𝑠

𝐻 ≈𝐿

45 𝑒𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑙𝑢𝑧

⇔ {7,1𝑚 ≤ 𝐻 ≤ 8,8𝑚 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑝𝑖𝑙𝑎𝑠

𝐻 ≈ 3,33𝑚 𝑒𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑙𝑢𝑧

donde L es la luz máxima del puente, 150m en este caso, y H es el canto del tablero.

Por lo tanto, se tomará un canto de tablero de 7,5m sobre las pilas y 3,5m de alto en media luz.

La anchura F de la parte de abajo del cajón se obtiene mediante:

0,4𝐵 ≤ 𝐹 ≤ 0,6𝐵 ⇔ 6,4𝑚 ≤ 𝐹 ≤ 9,6

Se tomará 𝐹 = 7𝑚 que está incluido en el intervalo definido en la relación anterior. Por razones

estéticas y sobre todo constructivas, 𝐹 se quedará constante a lo largo del vano. Como el canto es

variable, esto implicará una variación de inclinación de las almas.

La longitud de los voladizos 𝑣 tendrá que estar incluido en el intervalo siguiente:

0,20𝐵 ≤ 𝑣 ≤ 0,30𝐵 ⇔ 3,2𝑚 ≤ 𝑣 ≤ 4,8𝑚

Por lo tanto, se elige 𝑣 igual a 4m.

El espesor de las almas 𝑏𝑤 puede ser prediseñado mediante la expresión de Calgow siguiente:

𝑏𝑤 =𝐿

275+

1,25𝐵

𝐿− 0,125 =

150

275+

1,25 × 16

150− 0,125 = 0,55𝑚

Por lo tanto se usará un espesor de alma de 0,55m


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Por último, hay que determinar todos los espesores:

- 𝑒1 debe ser menor que 0,15 m pero en este caso, habrá aceras y dispositivos de seguridad

encima de los voladizos. Entonces, 𝑒1 se aumentará hasta 0,20 m.

- 𝑒2 se determinará con la relación siguiente, ya que se usará pretensado:

𝑣

13≤ 𝑒2 ≤

𝑣

10 ⇔ 0,308𝑚 ≤ 𝑒2 ≤ 0,4𝑚

Consecuentemente, se elegirá un espesor de 0,35m.

- e3 es restringido por:

𝐿"

25≤ 𝑒3 ≤

𝐿"

20 ⇔

𝐵 − 2(𝑏𝑤 + 𝑣)

25≤ 𝑒3 ≤

𝐵 − 2(𝑏𝑤 + 𝑣)

20 ⇔ 0,276𝑚 ≤ 𝑒3 ≤ 0,345𝑚

Por lo tanto, se tomará un espesor de 0,30m.

- 𝑒4 es igual a 1,5𝑒3 lo que da un espesor de 0,45m.

- El espesor 𝑒5 no se considerará en nuestro proyecto. Las esquinas interiores de abajo no

tendrán chaflanes y entonces resultará 𝑒5 = 𝑒6.

- 𝑒6 se elige de la manera siguiente:

{

0,00015𝐵𝐿²

𝐻𝐹≤ 𝑒6 ≤

0,00025𝐵𝐿2

𝐻𝐹 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑝𝑖𝑙𝑎𝑠

𝑒6 ≈1,5(𝐹 − 2𝑏𝑤)

30 𝑒𝑛 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑙𝑢𝑧

⇔ {1,02𝑚 ≤ 𝑒6 ≤ 1,71𝑚

𝑒6 ≈ 0,295𝑚

Entonces se tomará 1,00m sobre pilas y en media luz se aumentará hasta 0,40m para poder

colocar bien las vainas de pretensado y las armaduras necesarias, con cubrimiento suficiente.

Los planos de las secciones transversales, sobre pilas (fuera del diafragma) y en media luz, se

pueden encontrar adjuntos a esta memoria en el Anejo 5. En la Figura 51 se puede observar una

primera vista.


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Figura 51 – Secciones transversales sobre pilas y a media luz del tablero [elaboración propia]

En el Anejo 5 se puede también encontrar una sección longitudinal realizada en medio de un cajón,

lo que enseña bien los diafragmas y el espesor variable de la parte inferior del cajón.

El último tema que debe tratarse durante el diseño del tablero es el de las juntas de dilatación. En

efecto, la parte túnel midiendo varios kilómetros de largo, la dilatación del tablero por fuertes calores y

su retracción durante periodos fríos impondrán altas deformaciones y a fortiori grandes

desplazamientos. Recordamos que según los datos disponibles en el apartado 5.2.1. Repaso de los

datos:, la temperatura máxima en el canal de la Mancha es de 30°C y la mínima -5°c. Tomando una

media de 15°C y un coeficiente de dilatación térmica lineal de 10×10-6

°C-1

, usando el método de

cálculo de la IAP11, las deformaciones del tablero debido a la temperatura serian:

εcT,con = 𝛼𝑇∆𝑇𝑁,𝑐𝑜𝑛 = −10 × 10−6 × (15 − (−5) + 15) = −3,5 × 10−4𝑚/𝑚𝑙

εcT,dil = 𝛼𝑇∆𝑇𝑁,𝑑𝑖𝑙 = 10 × 10−6 × (30 − 15 + 15) = 3,0 × 10−4𝑚/𝑚𝑙

Las juntas creando una discontinuidad en el tablero, no se pueden colocar ni sobre pilas ni a media

luz. Ubicar la junta de dilatación a media luz tendría como efecto de convertir el vano biapoyado en un

vano compuesto por dos voladizos. Resultarían esfuerzos muy grandes al nivel de las pilas. Por lo

tanto las juntas entre pilas se colocarán a una distancia de L/5=30m medida desde la pila más cercana.

Se construirá una ménsula para colocar los apoyo pero también por sus características mecánicas. En

efecto, mediante este sistema, la parte más pequeña del vano, la midiendo un quinto de la luz, podrá

soportar la segunda parte, más grande, del vano. Así, se evita el efecto voladizo. En el sitio de las

juntas de dilatación, se ejecutará un diafragma no sólo para permitir la colocación de los apoyos sino

que también para aumentar la resistencia a los esfuerzo de esta parte del tablero. Se elegirá la distancia

entre dos juntas sucesivas de manera que sea un múltiple de la longitud de un vano. Esto garantizará la

colocación de las juntas a 30m de las pilas. Esta distancia entre juntas de dilatación se determinará en

función de la magnitud de desplazamiento debido a la contracción/dilatación térmica admisible que se

considerará. En general, la distancia entre juntas consecutivas es de 500-600m. Sin embargo, como el


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trazado está mayormente en curva, se puede elegir una distancia un poco más grande. Así, se tomará

una distancia de 750m que corresponde a 5 vanos. Esto corresponde a los desplazamientos siguientes:

𝛿𝑇𝑐𝑜𝑛,𝑖 = 𝐿𝑖εcT,con = 750 × (−0,35) = −262,5𝑚𝑚

𝛿𝑇𝑑𝑖𝑙,𝑖 = 𝐿𝑖εcT,dil = 750 × 0,3 = 225𝑚𝑚

El puente siendo en curva, los desplazamientos serán más pequeños en realidad ya que se usó las

formulas válidas para un tablero recto. Sin embargo, se conservará estos valores para el pre-diseño

porque en realidad se añaden los desplazamientos debidos al pretensado y a la fluencia por ejemplo.

Por lo tanto, el recorrido que las juntas deben permitir es de aproximadamente 500mm. Así, para la

calzada se podrá utilizar juntas de tipo peine, cuyo recorrido límite es de 600mm, que tienen un precio

bastante bajo comparado a otros tipos de juntas más elaboradas. Para los elementos de la

superestructura (aceras, barandilla, pretiles, tubos de suministros, …) se usarán dispositivos metálicos

deslizantes clásicos, usuales en la construcción de puentes. Un alzado de una parte del puente entre

dos juntas sucesivas se puede observar en el Anejo 6 así como un detalle de la zona de la ménsula que

ya puede observarse en la Figura 52.

Figura 52 – Detalle de la junta de dilatación y de su colocación cerca de la pila [creación personal]


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6.1.1.2. Superestructura:

La superestructura del tablero se puede observar en el Anejo 7 y se explicará en este apartado.

Primero, el tablero se construirá con una pendiente de un 2% hacia el exterior y simétricamente

respecto al eje central, a fin de facilitar la evacuación del agua de la calzada. Además, se ejecutará un

revestimiento de mezcla bituminosa de 5cm de espesor que constituirá la calzada.

Luego, se estudiará las aceras a las extremidades de la sección transversal, sobre los voladizos, y

que se pueden observar en la Figura 53 siguiente y en detalle en el Anejo 7, el detalle A de la página 2.

Figura 53 – Detalle de las aceras (Anejo 5, detalle A p.2)

[creación propia]

Las aceras tendrán una anchura de 2,00m encima del tablero más 0,26m que corresponden al

bloque de hormigón sirviendo como anclaje para la barandilla. Las aceras incluyen el dispositivo de

seguridad o pretil, en hormigón y conforme a la normativa EN 206/CN, respetando las dimensiones

prescritas por esta última y que se pueden observar en la Figura 54. Entonces, los pretiles tendrán una

altura de 0,80m medidos desde la acera y una anchura a la base de 0,60m. Esta anchura y la de la

barandilla reducen la de la acera a una anchura libre de 1,20m, que es suficiente puesto que sólo

servirá a poner las personas en seguridad en caso de vehículos averiados. Luego, las aceras tendrán

una pendiente general de un 3% hacia un desagüe ubicado contra el pretil. Así, el desagüe recoge el

agua de la acera pero también de la calzada mediante agujeros en la base del pretil. Después, el agua se

evacua por agujeros a través del tablero y directamente al mar.


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Figura 54 – Dimensiones de los pretiles

[empresa Béton Vicat, Defiperf Extrudé pour GBA et DBA, www.beton-vicat.fr/Nos-produits/Par-Gamme/Defiperf-BETON-

SPECIFIQUE/Defiperf-Extrude]

A continuación, se dejará espacios vacíos dentro de la acera a fin de aligerar la estructura pero

también para poder colocar diferentes redes de suministro.

Por último, se decidió diseñar una barandilla de 2,50m de altura para asegurarse que nadie pueda

bascular por encima. Se compone de soportes verticales colocados cada 5m y de barras horizontales.

Los soportes tienen una parte inferior recta de 1,25m de alto y 0,20m de ancho. Su parte superior

forma un arco alcanzando a los 2,50m de altura pero con un desfase de 0,50m hacia la acera y empieza

con los 0,20m de ancho de la parte inferior y se acaba con una anchura de 0,10m. Todas estas

dimensiones se pueden ver en la Figura 53. Esta forma hacia el interior del puente permite complicar

la posible escalada de la barandilla para evitar saltos voluntarios. Los soportes se anclarán en el

hormigón mediante clavijas. Luego, permiten fijar por soldadura las barras horizontales de 5cm de

diámetro que constituyen la mayor parte de la barandilla. Están espaciadas entre ellas de 15cm. La

barandilla se puede observar en el Anejo 7 en sección transversal y se puede apreciar su alzado sobre

todo en el detalle del Anejo 6

Por otra parte, la superestructura incluye también el TPC. Este, enseñado en el Anejo 7 y en la

Figura 55, tiene una anchura total de 2m. Está constituido por dos pretiles de misma dimensión que

los descritos anteriormente, prescritos por la norma EN 206/CN., y colocados en los bordes del TPC, a

lo largo de la calzada. El espacio entre los pretiles se rellenará con hormigón en masa. Como no actúa

a nivel estructural, se podrá aligerar con espacios vacíos o con elementos de poliestireno. Además,

dentro del TPC se colocará 4 tubos para redes de suministro (electricidad, telecomunicaciones, …)

sirviendo para las instalaciones del TPC. En el Anejo 7 se dibujó tubos de 100mm de diámetro pero

sólo tiene un valor de ejemplo, no definitivo. Se podrá aumentar a 125mm o más o disminuir a menos

que 100mm.


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Figura 55 - Detalle del TPC (Anejo 5, detalle B p.2)


Las instalaciones del TPC citadas previamente se refieren sobre todo al alumbrado. En efecto, la

infraestructura será seguramente abierta 24/24h y así, se podrá usar durante la noche. Aunque los

vehículos tengan luces, por razones de seguridad, es obligatorio mejorar la visibilidad mediante un

sistema de alumbrado. El mejor sitio para colocar los faroles es el TPC porque hay espacio suficiente,

con una resistencia suficiente y con el suministro necesario, como visto anteriormente. Se elegirá

faroles dobles, es decir que iluminará ambas calzadas. Un ejemplo de diseño de los faroles puede ser

observado en el Anejo 7. Luego, los faroles se fijarán con tornillos a una placa metálica anclada en el

TPC mediante clavijas.

Se podrán colocar otros tipos de instalaciones sobre el TPC como radares o cámaras de seguridad.

Estas últimas permitirán vigilar el tráfico, las condiciones meteorológicas para poder cerrar el acceso a

la infraestructura si es demasiado peligroso, los vehículos averiados y permitirán observar las posibles

incivilidades hechas por parte de los usuarios.

Por último, en caso de reforma de la calzada en el futuro o en caso de accidente, se tendrá que

cerrar algunas vías. Para efectuar las obras más rápidamente y repartir mejor el tráfico, se podrá

instalar unas Interrupciones de TerraPlén Central (ITPC) como en las autopistas clásicas. Estos

dispositivos permiten abrir el TPC en algunos puntos para hacer pasar el tráfico en el otro lado y así

poder cerrar completamente el lado desviado. Generalmente, estos dispositivos son productos

metálicos y no de hormigón.


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6.1.1.3. Pilas:

En primer lugar se tratará del método de construcción de las pilas. Como visto en el apartado 4.1.

Puentes cimentados en el lecho:, hay 3 procedimientos diferentes para la construcción de las

cimentaciones de pilas: mediante una ataguía, por gravedad o zapata sobre pilotes. Este último no se

usará en nuestro caso porque las cargas son demasiado importantes con luces de 150m y una anchura

de tablero de 32m. El método más interesante porque más simple y más barato es utilizar una ataguía.

El procedimiento está explicado precisamente en el apartado citado previamente, por lo tanto no se

repetirá aquí. Sin embargo, las ataguías son limitadas en altura, por razones de resistencia pero sobre

todo por razones de transporte. En efecto, las más grandes que se fabrican tienen una longitud máxima

de 33m. Considerando una longitud de anclaje de 5m a fin de evitar el vuelco significaría que se

quedan 28m libres. Entonces, se podrá usar ataguías para la construcción de pilas que respetarán la

condición profundidad del mar más espesor de la zapata inferior a 28m. Por razones de seguridad y

por la marea, el límite se reducirá a 25m. Para las otras pilas, se construirán por gravedad,

prefabricando la zapata y una parte de la pila. Esta etapa se tendrá que realizar en una zona de

prefabricación inundable para poder remolcar los elementos hasta su ubicación final por remolcadores.

Después, el tablero estando compuesto de dos cajones se elige realizar dos pilas independientes

que se juntarán en una al nivel del mar. Por el viento que es bastante fuerte en la región, estas pilas

serán circulares. Por razones estructurales y estéticas, tendrán un diámetro de 7m que corresponde a la

anchura de la parte inferior del tablero. Por lo tanto, para corresponder al tablero, una distancia de

9,00m separará las dos pilas. Como los barcos que pasarán por debajo del puente no serán

portacontenedores o barcos de gran altura pero barcos de recreo, el galibo no necesitará ser muy

grande. Se elige un galibo de 15m ya que los veleros de recreo miden entre 8 y 10m. Así podrán pasar

fácilmente y en seguridad y los 5m de margen permiten también incluir el cambio de galibo debido al

oleaje. Las dos pilas se juntarán en una única, más grande, cerca del nivel del mar. Se decide construir

esta hasta una altura de +1,00m respecto al nivel del mar por razones prácticas. Por lo tanto, las dos

pilas pequeñas tendrán una altura de 14,00m.

Luego, la gran pila tendría que tener una sección circular para tener una mejor resistencia a los

corrientes. Su diámetro será lógicamente de 7 + 9 + 7 = 23m mínimo, las dos pilas pequeñas más el

espacio entre ellas. No obstante, se ejecutará un desfase de 2,00m entre el borde de las pilas pequeñas

y el de la grande porque sin esto, la bajada de carga haciéndose por las pilas pequeñas, esta última

seguiría bajando completamente en la periferia de la pila grande, lo que no es eficiente desde un punto

de vista estructural. Entonces, con este desfase, el diámetro de la gran pila estaría de 27m. Sin

embargo, esto implicaría un gran volumen de hormigón que además no soportaría casi ninguna carga

en las partes exteriores del diámetro perpendicular al eje formado por las dos pilas pequeñas (eje

transversal). Por lo tanto, como el eje transversal tiene la misma dirección que las corrientes marítimas

del canal de la Mancha (SO-NE), se puede quitar un poco de material y dar una forma más delgada a

la pila. Corresponderá a un rectángulo con un semicírculo pegado a sus dos anchuras. Esto se puede

observar gráficamente en los planos de las pilas en el Anejo 8 o de manera menos precisa en la Figura

56. Esta gran pila tendrá una altura variable dependiendo de la profundidad del mar.

El lecho marítimo siendo de bastante buena calidad, se asume que se pueda utilizar cimentaciones

superficiales únicamente, es decir una zapata. En el caso de que un estudio geológico demuestre que

las fundaciones superficiales no son suficientes porque el terreno es demasiado débil, se podrá ejecutar

una plataforma de grava compactada o de material con mayor resistencia como hormigón para

aumentar la resistencia del terreno acogedor. Si todavía no es suficiente, se usará fundaciones

profundas, pilotes, para buscar la capa de calizas azules que es más resistente.

Entonces, como la altura de las pilas es variable, las cargas lo son también y a fortiori, las

dimensiones de las zapatas lo son también. Sin embargo, se ha decidido hacer cambiar solo el espesor

de las cimentaciones y no la superficie. Luego, se eligió que las cimentaciones tendrán una forma

rectangular. Los mayores momentos a los cuales la estructura tendrá que resistir actuando alrededor

del eje transversal, el desfase entre el borde de la pila y el de la zapata tendrá que ser mayor según el


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eje longitudinal. Por lo tanto, el desfase en cuestión será de 3,00m según el eje transversal y de 4,50m

según el eje longitudinal. Esto implica una zapata con dimensiones de 33,00m × 20,00m. Todas estas

dimensiones se pueden encontrar en el Anejo 8 y ya en la Figura 56 siguiente.

Figura 56 – Geometría de las pilas


Por último, se tratará de los apoyos, elementos de conexión entre el tablero y las pilas. Estos

elementos permiten el giro del tablero y algunos desplazamientos horizontales pero resistiendo a las

cargas. Entre todos los tipos de apoyo existentes, se distinguen dos que hoy en día son los más usados

para la construcción de puentes: los apoyos elastoméricos y los apoyos POT.

Los apoyos elastoméricos o apoyos de neopreno zunchado son apoyos que permiten dar al puente

un carácter “flotante”. Esto significa que no hay ningún punto fijo, ningún apoyo que sólo permite la

rotación. Así, por ejemplo con la dilatación térmica (que impone permitir el desplazamiento

longitudinal del tablero), ya no es un único lado del puente que se desplazará de x metros sino ambos

lados que se desplazarán de x/2 metros. Por lo tanto, el punto fijo del tablero pasa de una extremidad

del puente al centro de este. Sin embargo, estos apoyos tienen una cierta resistencia gracias a su

característica elástica que les permite enfrentarse a fuerzas horizontales como el frenado o el viento

por ejemplo. En general se componen de un paralelepípedo de goma (neopreno) reforzado con una o

más placas de acero. No obstante, siendo expuestos a los caprichos del tiempo, sobre todo en nuestro


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caso en un ambiente marino, tienen una durabilidad limitada y consecuentemente, hay que

reemplazarlos a lo largo de la vida de la infraestructura.

Por lo tanto, para infraestructuras de tamaño importante, se utiliza más apoyos de tipo POT. Son

también de tipo neopreno pero son embutidos en un “pote” de acero, de ahí viene su nombre. Esta caja

de acero permite aumentar la durabilidad de los apoyos pero permite también variar el tipo de

articulación:

POT fijo, permitiendo rotaciones

POT guiado, permitiendo rotaciones y desplazamiento en la dirección de la guía

POT multidireccional, permitiendo rotaciones y desplazamientos en cualquier dirección

horizontal

En el caso de un puente se usará apoyos POT guiados para permitir rotaciones y también el

desplazamiento longitudinal producido por la dilatación térmica, la fluencia del hormigón, …

Además del neopreno, se añade una capa de teflón PTFE (PoliTetraFluoroEtileno) puesto que,

como lo hemos visto en el apartado 6.1.1.1. Tablero:, los recorridos que ocurrirán serán mayores que

100mm. El teflón tiene la particularidad de poseer un coeficiente de rozamiento muy bajo. Las

diferentes partes constituyendo un apoyo POT se pueden observar en la F siguiente.

Figura 57 – Elementos constituyendo un apoyo POT (tipo fijo) [Caucho Industrial Verdú (2019), Apoyos elastoméricos y POT, www.cauchoverdu.com/pag/es/5/apoyos-elastomericos-y-

pot]

En la práctica, se colocarán dos apoyos por pila según un eje transversal a fin de permitir

rotaciones únicamente alrededor de este eje. Al nivel de las juntas de dilatación se desdoblarán, es

decir que se colocaran 4 apoyos en las pilas que corresponden.


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6.1.1.4. Estribos:

En sus extremidades, el tablero de los puentes (solución puente-túnel-puente) o del puente

(solución puente-túnel) no se acaba sobre pilas, sino sobre estribos. Estas partes estructurales de un

puente permiten acoger y soportar el tablero pero también garantizar una buena transición entre la

carretera normal y la infraestructura. Con este objetivo se ejecuta una losa de transición a la superficie

justo detrás del estribo y apoyándose sobre este último. Además de esto, se constituye un bloque

técnico sobre una longitud horizontal de 10m. Esta denominación designa el relleno justo detrás del

estribo. Se constituye con materiales de mayor resistencia que el terreno normal y se compacta más a

fin de obtener una rigidez entre la del terreno de soporte de la carretera fuera del puente y la del

hormigón. Todo esto todavía para garantizar una buena transición entre la obra y la carretera normal y

para evitar los asientos diferenciales.

En las dos soluciones, se distinguirán dos categorías de estribos: los de la isla artificial y los de la

costa. Para la primera categoría, el terreno de soporte está formado por un relleno con los escombros

de las diferentes excavaciones del proyecto. Entonces, se puede elegir la resistencia de este suelo

imponiéndole el grado de compactación requerido y los tratamientos eventuales como con aglutinantes

hidráulicos por ejemplo. Por lo tanto, se construirán estribos flotantes, es decir con cimentaciones

superficiales, con aproximadamente la misma geometría que el estribo enseñado en la Figura 58. Las

paredes en alas serán seguramente más cortos ya que el terreno de llegada, es decir la superficie de la

isla, será casi plano.

Figura 58 – Ejemplo de estribo de isla artificial [FPrimeC Solutions (11/01/2019), How to Evaluate Bridge Abutments?, www.fprimec.com/how-to-evaluate-bridge-

abutments/]

Por otra parte, en las costas, el terreno soporte es más aleatorio. Con los primeros estudios

geológicos resulta que los acantilados están compuestos por caliza turoniana. En principio es un

terreno de bastante buena calidad. Sin embargo, para asegurarse de la buena estabilidad de los estribos,

ellos se construirán con cimentaciones profundas, es decir que se cimentarán sobre pilotes. Se puede

un esquema muy simple del principio en la Figura 59. Los pilotes se ejecutarán forjándolos in situ

mediante una perforadora de tipo RF6 por ejemplo. El agujero se rellenará de bentonita, se colocarán

las armaduras y se hormigonará por el fondo. Sin embargo, habrá que efectuar un estudio geológico

más detallado a fin de saber si unas cimentaciones profundas son realmente necesarias o no.


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Figura 59 – Sección transversal del estribo Sur del puente de Normandía (Francia), cimentado sobre pilotes

[Unité Construction de Gramme (31/12/2005, 00:32), Fondations Et Construction, http://www.gramme.be/unite9/pmwikiOLD/pmwiki.php?n=PrGC0708.FondationsEtConstruction]

6.1.2. Diseño de la parte túnel:

Primero, desde el punto de vista constructivo, como observado en el apartado 4.5. Túneles

sumergidos:, los elementos del túnel estarán prefabricados. Entonces, se tiene que prever zonas de

prefabricación pero especiales porque deben poder llenarse de agua. Como las costas del canal de la

Mancha son formadas por acantilados, se acondicionará un espacio cerca de Calais y Dover, lo que

permitirá también un suministro más simple de los materiales. La zona de prefabricación se ejecutará

poniendo ataguías en la periferia y bombeando el agua.

Esta zona se dividirá en dos partes. La primera servirá para ensamblar las armaduras, colocarlas en

el encofrado, hormigonar el elemento de túnel y desencofrarlo. Después, el trozo se cierra

herméticamente en sus dos extremidades, en general con grandes placas metálicas. Por último, los

elementos prefabricados son desplazados a la otra parte del área de prefabricación. Una vez los

elementos en la segunda zona, se instala una barrera, una pared, hermética entre las dos zonas. Luego

se inunda la segunda parte abriendo una puerta previamente instalada en la ataguía. Los elementos

prefabricados estando sellados herméticamente, se encontrarán en un estado de flotación y por eso, se

podrán llevar hasta al sitio de su colocación final mediante barcos remolcadores. Entonces, por este

modo de transporte y por razones de manutención, la longitud de los elementos será limitada.

Lógicamente, esto limitará también la longitud de la zona de prefabricación. En este caso se limitarán

a 150m, que es en adecuación con la longitud de los elementos prefabricados del proyecto del HZMB.

Al llegar al sitio de su colocación final, los trozos de túnel se ubican con precisión mediante un pórtico

flotante y se hunden llenando sus compartimientos de balasto con agua hasta llegar en una zanja

preparada anteriormente de la manera explicada en el próximo párrafo. Todo el proceso constructivo

está descrito en la parte 4.5. Túneles sumergidos: con más precisiones y se puede encontrar un

esquema explicativo del hundimiento en el Anejo 9.

La zanja se excavará en el lecho marítimo mediante excavadoras ubicadas sobre barcos. Se

excavará sobre una altura de 2,00m más la altura del túnel, que se calculará justo después. Tendrá una

anchura igual a la anchura del túnel y subirá hasta la cota del lecho por taludes de pendiente 2 por 3.

Al fondo de la zanja, se ejecutará una plataforma en hormigón hundido de 50cm de espesor a fin de


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garantizar una buena planitud y estabilidad de la superficie que acogerá la infraestructura. Luego,

después de haber emplazado los diferentes elementos prefabricados del túnel, la zanja se rellena con

tres capas diferentes. La primera, más profunda, estará constituida de 4m de grava, material con más

peso y más resistente. Luego se rellena hasta la superficie superior del túnel con arenisca. Por último,

se colocará una capa de rocas de 2,00m de espesor por encima de todo que actuará como peso para

garantizar la estabilidad de la estructura oponiéndose al empuje de Arquímedes y como protección

contra los corrientes. Se puede observar una sección transversal del túnel colocado en la zanja

rellenada en el Anejo 9 y en la Figura 60 siguiente como primera vista.

Figura 60 – Sección transversal de la parte túnel colocada en la zanja


El túnel sumergido será lógicamente compuesto por dos túneles principales con 3 vías de

circulación cada uno para conservar una continuidad con la parte puente de la infraestructura. Así,

como se puede observar en el Anejo 10 y como primera vista en la Figura 62, cada túnel principal

incluirá una calzada de 2 × 3,5 + 3 = 10,00m de ancho, igual a la del puente. De cada lado se coloca un

arcén de 1,00m de ancho para tener una distancia de seguridad entre los vehículos y las paredes del

túnel. Luego, entre los dos túneles de circulación se colocará un túnel de servicio y evacuación. De

acostumbre, este túnel se organiza en tres plantas con una anchura de sólo 1,40m. El nivel de abajo, de

altura muy pequeña, sirve para colocar los cables y tubos de los diferentes suministros. La planta del

medio, con una altura de 2,30m sirve como salida de emergencia para los usuarios en caso de

accidente. Por último, el nivel de arriba con una altura de casi 3,00m sirve como galería de servicio.

Sin embargo, en este proyecto el túnel puede medir hasta 20km o más de largo. Un túnel de servicio

de 1,40m de ancho significaría que se tendría que caminar porque ningún vehículo puede entrar.

Imponer a la gente caminar 10km, lo que equivale a 1h30, para evacuar el túnel, no es una solución

sostenible. Por lo tanto se decide diseñar un túnel de servicio con al menos una anchura de 7m para

permitir el cruce de dos vehículos de servicio y/o emergencia y para permitir también su cambio de

sentido.


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El pre-diseño de la sección transversal del puente se hará basándose sobre el libro de Lunniss &

Baber (2013), Immersed tunnels y definiendo las variables necesarias en la Figura 61 siguiente:

Figura 61 – Dimensiones necesarias al pre-diseño de la parte túnel

[R. Lunniss & J. Baber (2013), Immersed tunnels, p.172-173]

Variables Valor Explicaciones

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

2 × 3,5 + 3 + 2 × 1 = 12m

5,25m

A + H = 12,08m → 12,10m

B+E×C+F+G+L+M=6,542m → 6,55m

2,00%

0,40m

0,075m

80mm

/

Anchura del arcén

2,30m de altura mínima

1,00m

0,50m

0,075m

Las 3 vías más 2 arcenes (K) de 1,00m

Los 5,00m del tráfico normal más 25cm para

camiones especiales

Anchura total

Altura total

Pendiente mínima para evacuación del agua

Espacio para instalaciones de tráfico

10mm tolerancia de superficie

25mm tolerancia de asiento

15mm curvatura de alineación

25mm tolerancia de colocación del elemento

10mm tolerancia de superficie de hormigón

20mm curvatura de alineación

50mm tolerancia de colocación del elemento

Espacio encima de la vía peatonal (se colocará

la ventilación aquí pero no hay límite

determinado)

Espacio para el paso de personas de

mantenimiento y de usuarios en caso de

emergencia. Aquí corresponde al arcén

Anchura mínima del paso de personas (aquí

arcén)

Espesor mínimo de balasto para acomodar el

drenaje

Espesor de revestimiento de calzada


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Entonces, los túneles principales siendo pre-diseñados ahora, se tiene que dimensionar el túnel de

servicio/emergencia. Como comentado anteriormente, se elegirá una anchura de 7m para permitir el

cruce de dos vehículos y el cambio de sentido. Se elige poner la calzada del túnel de servicio a la

misma cota que la de la vía más rápida, es decir la justo al lado del túnel de servicio. Por lo tanto, la

capa de balasto tendrá un espesor de 0,50 + 0,02 × 12,10 ≈ 0,75m. Además, se colocará dos canales de

hormigón cerrados con una tapa de hormigón, de 1,00m de ancho para instalar los cables y conductos

de suministros como agua para bocas anti-incendios. A partir de la cota +0,75m, el túnel de servicio

tendrá una altura de 5,25m para permitir el buen paso de todo tipo de vehículos y tener el espacio

necesario tanto para un buen mantenimiento de la estructura como para instalaciones diversas. Por

último, se precisa que se instalará un acceso al túnel de servicio/emergencia cada 200m, lo que supone

por supuesto una interrupción del pretil (el pretil se describirá posteriormente, en el párrafo de la

superestructura). Se constituirá de una puerta cortafuegos blindada de 2,20m de alto y 0,90m de ancho

que se señalará con luces y carteles, como se puede observar en el alzado del Anejo 10.

Respecto a los espesores de las paredes y losas, se elegirán siguiendo una ratio espesor sobre luz

de 1/10. Consecuentemente, las paredes entre los túneles principales y el de servicio tendrán un

espesor de 0,50m. La losa superior tendría que tener un espesor de 1,21m pero se aumentará hasta

1,30m. Luego, las paredes exteriores tendrán un espesor de 1,10m al lugar de 0,70m a fin de resistir

mejor al empuje del terreno y para mejorar su impermeabilidad. Por último, el espesor de la losa

inferior se aumentará de 1,30m a 1,50m a fin de asegurar una buena cimentación. Con el mismo

objetivo, esta losa se prolongará de 1,00m en cada lado a fin de obtener una mejor repartición de las

cargas verticales de la pared y evitar asientos demasiado fuertes y diferenciales.

Todas estas dimensiones se pueden observar en la sección transversal del túnel del Anejo 10 y en

la Figura 62 siguiente:

Figura 62 – Sección transversal tipo de la parte túnel, con superestructura


En último lugar, se define la superestructura, es decir las instalaciones, del túnel. Primero, como

enunciado anteriormente, se colocarán pretiles en ambos lados de los túneles de circulación. Así,

estarán al primer plano en caso de accidente lo que permite preservar las paredes contra daños

eventuales que podrían engendrar la inestabilidad estructural y posibles infiltraciones de agua en un

caso extremo. La continuidad de los pretiles interiores se interrumpirá para acondicionar los accesos al

túnel de servicio.


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Luego, todavía sobre el tema de la seguridad, se instalará un cartel variable o doble encima de cada

vía para indicar si está abierta (con una flecha verde) o si está cerrada (con una cruz roja). Aunque las

tres vías por sentido estarán abiertas la mayor parte del tiempo, en el caso de un vehículo averiado o de

un accidente, se cerrará una vía para permitir a los usuarios estar y/o ponerse en seguridad, ya que los

arcenes son estrechos en el túnel.

Esto será posible gracias a un sistema de cámaras de vigilancia. En efecto, constituyen el único

medio para actuar en tiempo real. Lógicamente, estarán colocadas en las esquinas superiores a fin de

tener una visión óptima. Permiten también gestionar el tráfico.

Después, en el techo del túnel se podrá colocar otras instalaciones como alta voces y carteles a

mensajes variables pero sobre todo las luces, que podrán también estar colocadas en las esquinas

superiores.

Además, se colocará una alcantarilla en cada túnel de circulación, al nivel del arcén exterior,

contra el pretil. En principio no habrá mucha agua porque al nivel de las entradas del túnel, en la parte

con pendiente, se colocarán alcantarillas atravesando toda la anchura de la carretera a fin de recoger

toda el agua bajando en el túnel por la calzada. Sin embargo, el sistema de drenaje dentro del túnel

será necesario en casos extremos, por ejemplo en tiempos de grandes tormentas. Otro caso, todavía

más importante, es en caso de accidente dentro del túnel. En efecto, un accidente de gran amplitud

implica casi obligatoriamente un incendio (accidente de vehículos, corte-circuito eléctrico,…). Por lo

tanto, los bomberos tendrán que actuar y apagar el fuego tirando un gran volumen de agua (el

necesario para apagar el fuego más el para asegurar que no se reencienda). Toda esta agua se tiene que

evacuar. Entonces, las alcantarillas recogerán el agua que se evacuará en algunos puntos por sistemas

de bombeo.

No obstante, las instalaciones más importantes son las de ventilación. Primero, la ventilación de

los túneles de circulación se podrá efectuar colocando los ventiladores al techo si no tienen un

diámetro demasiado grande o encima de los arcenes sino. Este sistema permite la evacuación de los

gases de escape producidos por el tráfico y garantiza la renovación del aire para reoxigenar la

atmosfera del túnel. También, deberá tener la capacidad suficiente para evacuar los humos en caso de

accidente o de incendio. Por otra parte, se tendrá que instalar también un sistema de ventilación dentro

del túnel de servicio y, hecho muy importante, hace falta que sea totalmente independiente del sistema

de ventilación de los túneles de circulación. En efecto, en caso de incendio, la ventilación de los

túneles principales puede ser dañada y sufrir de un fallo técnico o funcional pudiendo implicar una

suspensión de esta. Por lo tanto, los usuarios tienen que dirigirse hacia un lugar seguro y con aire puro,

el túnel de servicio. No podrá garantizar en ningún caso la pureza de su aire si un fallo de la

ventilación de los túneles principales implica un fallo de la suya. Los ventiladores del túnel de servicio

estarán colocados al techo porque no es suficiente ancho para colocarlos a las paredes.

De manera más general, la ventilación de los túneles de circulación en periodo normal se hace

mediante un flujo longitudinal usando el efecto pistón del tráfico. Así la evacuación del aire

contaminado se hace por las entradas de los túneles. Sin embargo, los túneles siendo muy largos, se

construirán torres de ventilación para evacuar el aire sucio en puntos intermediarios. En caso de

emergencia, se ejecutará una ventilación transversal, más eficaz, hacia un conducto colocado encima

del túnel de emergencia y los humos se evacuarán por las torres de ventilación. Este tipo

funcionamiento es el mismo que se usa en el proyecto del HZMB y se puede esquematizar tal como en

la Figura 63 siguiente.


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(a) (b)

Figura 63 – Funcionamiento de las torres de ventilación del HZMB en uso normal (a) y en caso de accidente (b)

[J.C.W.M. de Wit & E. Van Putten (12-14/04/2012), Immersed Tunnels: Competitive tunnel technique for long (sea)

crossings, UNDER CITY 2012 Dubrovnik (Croatia)]

Con una longitud tan grande de la parte túnel, estas últimas se colocarán aproximativamente cada

6km. Para el canal de navegación, se ubicará una torre en su centro ya que hay una zona central

prohibida a la circulación para evitar colisiones. El canal de navegación midiendo entre 12 y 15km, la

distancia entre torres sucesivas es aproximadamente respetada. En su extremidad inglesa se sitúa la

isla artificial, así no se necesita torre de ventilación. En su extremidad francesa es lo mismo para el

proyecto puente-túnel-puente y si no, se colocará una torre de ventilación en el caso del proyecto

puente-túnel.

6.1.3. Diseño de las islas artificiales:

La transición entre los puentes y el túnel sumergido se efectuará mediante islas artificiales, como

comentado en el apartado 4.6. Soluciones mixtas puente(s)-túnel(es):. De manera general, en este

proyecto se decidió realizar islas de la manera más sostenible posible. Acogerán la estructura viaria y

los edificios de servicio técnico del túnel pero además de esto, lo que queda de superficie libre será lo

más verde posible para poder convertirse en un nuevo lugar de hábitat para la fauna local, sobre todo

convertirse en un lugar de nidificación de las especies endémicas de pájaros. De la misma manera, las

escolleras que servirán para proteger la isla podrán convertirse en un nuevo hábitat natural para las

especies marinas del canal de la Mancha. Todo esto será objeto de un estudio más profundo durante el

diseño definitivo y durante los primeros años de explotación.

Todavía sobre el tema de sostenibilidad, la forma general de la isla será también objeto de un

estudio más profundo pero sobre la dinámica de las corrientes. En efecto, la construcción de islas

artificiales constituirá un nuevo obstáculo físico que desviará un cierto número de corrientes. Así, su

cambio de fisionomía se estudiará con dos objetivos: el primero, minimizar la erosión de la isla para

garantizar su durabilidad, y el segundo, minimizar el impacto del cambio de dinámica de corriente a

fin de preservar la biodiversidad local. No obstante, para este anteproyecto se tomará una forma

rectangular para simplificar los cálculos y ya dará una buena idea de las cantidades y del presupuesto.

Por último, a fin de garantizar una cierta forma de reciclaje, los escombros de la excavación de la

zanja del túnel sumergido se usarán como materiales de terraplenado para la formación de las islas

artificiales. Esto permitirá también disminuir los costes de construcción.


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Desde el punto de vista técnico, empezaremos por tratar de la isla artificial del lado inglés. Como

visto en el apartado 5.2.2. Diferentes soluciones y análisis multicriterio:, la isla se colocará en la punta

de la formación geológica llamada “the Varne” que alcanza una poca profundidad alrededor de 8m.

Así, el volumen de relleno tendrá menos amplitud. Respetando una pendiente de un 6% máximo, se

encuentra que la isla tendrá que medir aproximadamente 350m de longitud. A fin de garantizar una

buena estabilidad y de tener una anchura suficiente para poner las instalaciones técnicas para el túnel,

se tomará una anchura, a una altura de +5m, de 150m. Luego, como allí la profundidad media es de

16m, la isla podrá ejecutarse como un talud de pendiente 1 por 1. Entonces, la anchura de la isla al

nivel del lecho marítimo será de 192m y la longitud de 392m.

La isla se construirá mediante una ataguía si es capaz de resistir con una altura de 16m para una

superficie tan grande o sino, construyendo una especie de ataguía con pilotes metálicos colocados

unos contra otros. Luego, se bombeará el agua y se realizará el túnel sobre la marcha con el método

corte y cubierta (“cut and cover” en inglés). Mientras el interior de la isla se está rellenando, los

taludes de fuera se suben al mismo tiempo. Esto significa que las ataguías son perdidas. Una vez la isla

completamente rellenada, se construyen las instalaciones técnicas del túnel (eléctricas, de ventilación,

…) y se empieza la parte puente.

A la entrada del túnel se tendrá que construir una parte con un techo mezclando partes translucidas

y partes oscuras como es el caso para las islas artificiales del proyecto del HZMB, como se puede

observar en la Figura 64. Este sistema permite a los usuarios sufrir un cambio de luminosidad más

suave, lo que es mejor para su propia seguridad y confort.

Figura 64 – Entrada del tunel sumergido en las islas artificiales del HZMB

[J.C.W.M. de Wit & E. Van Putten (12-14/04/2012), Immersed Tunnels: Competitive tunnel technique for long (sea)

crossings, UNDER CITY 2012 Dubrovnik (Croatia)]

Respecto al lado francés, por supuesto sólo en el caso de la infraestructura puente-túnel-puente, la

situación es un poco más complicada. En efecto, de este lado no hay ninguna formación geológica

favoreciendo una ubicación para la isla artificial. Entonces, como visto en el apartado 5.2.2. Diferentes

soluciones y análisis multicriterio:, se colocará en una zona con una profundidad de aproximadamente

25m de profundidad. Por lo tanto, si la superficie de la isla se pone a una cota de +5m de nuevo, más

la zanja del túnel, se necesitarán ataguías de entre 30 y 35m de altura. Como no es factible, se usarán

pilotes metálicos de gran diámetro llenos de hormigón. Como para la ataguía de la isla artificial

inglesa, se quedarán en el suelo para siempre. El ejemplo de los pilotes metálicos que sirvieron a

construir las islas artificiales del HZMB se pueden ver en la Figura 65. El concepto es lo mismo para

este proyecto pero los pilotes tendrán un diámetro menor. El túnel estará construido con el mismo

método que para la isla artificial inglesa, es decir en corte y cubierta.


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Figura 65 – Construcción de una isla artificial del HZMB con cilindros de acero (izquierda) y preparación del corte y

cubierta (derecha)

[ J.C.W.M. de Wit & E. Van Putten (12-14/04/2012), Immersed Tunnels: Competitive tunnel technique for long (sea) crossings, UNDER CITY 2012 Dubrovnik (Croatia)]

Respecto a sus dimensiones, como la isla artificial francesa está en un sitio de mayor profundidad,

tendrá más longitud que su homóloga inglesa ya que la pendiente de la carretera se quedará limitada a

un 6%. Por lo tanto, esta isla medirá 650m de largo pero tendrá la misma anchura de 150m. Entonces,

al nivel del lecho marítimo, con taludes de pendiente 1 por 1, la superficie será de 710m por 210m. Por

lo que es de las instalaciones, serán las mismas que para la primera isla.

6.2. Presupuestos:

En este apartado se realizará una comparación entre los costes globales de las dos alternativas

enunciadas previamente en la introducción del estudio: la solución puente-túnel-puente y la solución

puente-túnel, ambas para el trazado 1. El presupuesto de la solución puente-túnel-puente se puede

observar en el Anejo 11. El de la solución puente-túnel se puede encontrar en el Anejo 12.

De manera cualitativa, se puede constatar en el Anejo 3 que las dos soluciones tienen una parte

puente en el lado inglés totalmente idéntica. Por lo tanto, el presupuesto de esta parte del trazado más

el de la isla artificial inglesa serán iguales. La diferencia se hace en la otra parte del trazado. La

primera solución pasa de nuevo por una isla artificial a fin de combinar una segunda vez una

infraestructura subterránea con un puente. Al contrario, la otra consiste en un túnel sumergido hasta la

costa francesa. Entonces, el modo de llegada a la costa francesa, que se compone de acantilados de

20m de altura, es también diferente: con un puente, se puede llegar directamente arriba del acantilado,

pero con un túnel, se tendría que excavar desmontes hasta aproximadamente 30m de profundidad con

una pendiente máxima de un 6% para la carretera lo que implica un gran volumen de excavación y así,

un sobrecoste. Así, la problemática es saber si seguir con un túnel sobre los 7km que quedan hacia las

costas francesas, pero con un sobrecoste de excavación, compensa suficientemente la creación de otra

isla artificial.

Observando el coste global, es claro que la solución puente-túnel-puente (con 7 732 238 995€) es

más ventajosa que la solución puente-túnel (con 8 732 828 961€). Hay una diferencia de casi

1 000 millones de euros. Se constata que eliminando el puente del lado francés, el ahorro es bastante

pequeño. La no construcción de los 7km de puente permite economizar “sólo” 718 millones de euros.

Al contrario, construir 7km de túnel al lugar del puente implica un sobrecoste de 1 780 millones de

euros, es decir que la construcción del túnel cuesta 1 000 millones de euros más. Esto implica que para

que la solución puente-túnel sea más barata, la construcción de la isla artificial francesa debe tener un

coste mayor que 1 000 millones de euros, más los 705 000€ que cuesta la excavación de la costa


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francesa. Desgraciadamente, la ejecución de la isla francesa tiene un presupuesto bajo del orden de

67,5 millones de euros. Por lo tanto, la diferencia entre los dos presupuestos viene esencialmente del

alto coste de un túnel sumergido.

El alto precio de la construcción de un túnel sumergido se explica primero por el gran volumen de

terreno marítimo que se tiene que excavar y por el coste no despreciable de la operación. Luego, el

volumen de hormigón es enorme, lo que es lógico por razones estructurales, de estabilidad y sobre

todo de impermeabilidad. Sin embargo, es el método constructivo que tiene la mayor influencia sobre

el coste. En efecto, la inundación del área de prefabricación, el remolque del elemento de túnel por

flotabilidad y su hundimiento mediante un pórtico flotante son operaciones muy técnicas y por lo tanto

muy costosas. Una solución para disminuir el coste y estudiar si la solución puente-túnel se vuelve

interesante sería disminuir la sección disminuyendo la calzada a 2×2 vías.

Entonces, la solución que se elegiría es la solución puente-túnel-puente. Sin embargo, esto vale

para el trazado 1. Se tendrá que compararla con la misma solución del trazado 2. La parte túnel siendo

más corta para el trazado 2, igual para la longitud entre costas del proyecto, la solución puente-túnel-

puente del trazado 2 parece la más interesante de las cuatro estudiadas. Sin embargo, el enlace de

conexión a la autopista A16 sería totalmente nuevo. Así la comparación se haría más sobre la

infraestructura viaria de acceso que sobre la parte más importante del proyecto.

Por último, se nota que el presupuesto calculado para la solución puente-túnel-puente, valiendo

7 732 mil millones de euros, es muy cerca de la aproximación de 7 500 millones de euros del apartado

4.6. Soluciones mixtas puente(s)-túnel(es):, basada en una comparación con el coste del puente-túnel

del Øresund. La diferencia entre los dos reside principalmente en la creación de los puntos de acceso

que cuestan un poco menos que 300 millones de euros.

Por lo tanto, asumiendo un coste de construcción de 8 000 millones de euros, a fin de tener una

margen, y suponiendo una tarifa de peaje de 20€ (sin impuesto y sin incluir la margen del

concesionario), se calcula que para la demanda de tráfico anual de 7,565 millones de vehículos

establecida en el apartado 3.2. Tráfico marítimo:, se necesitarán 8 × 109 ÷ (20 × 7,565 × 106) =53años. Esta duración es muy aceptable para un precio de peaje bastante barato.


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7. Elementos adicionales:

En este apartado se añadirán algunas ideas que son detalles pero que hay que tener en mente. Se

enunciarán en forma de lista.

Para una obra de una amplitud tan grande como esta, se plantea el problema de la gestión

y del mantenimiento de esta dicha infraestructura. Para hacer esto, se tiene que instalar

varios instrumentos a fin de medir el comportamiento de la estructura. Hoy en día, existe

una tecnología reciente que se usa cada vez más a fin de realizar una buena

monitorización: es la fibra óptica o DOFS (Digital Optic Fiber Sensor en inglés). Esta

técnica consiste en colocar un DOFS a lo largo de la estructura y en registrar las

deformaciones de esta. A partir de esto, se pueden calcular los desplazamientos mediante

la teoría de las vigas en este caso. La medida de las deformaciones se hace a partir de un

estado inicial, así se miden diferencias de deformaciones lo que permite obtener una buena

imagen de la evolución de la estructura. Por lo tanto, se podrá seguir la evolución del

pretensado, la creación de grietas o aparición de asientos inesperados, por ejemplo.

Además, la parte puente siendo compuesta de un tablero en doble-cajón, el DOFS se

puede colocar perfectamente dentro de los cajones donde sería protegida de los caprichos

del tiempo. Para la parte túnel sumergido, lo más simple sería colocarla al techo pero en

realidad se podría instalar en casi cualquier sitio.

Un problema importante, que ya existe en el caso del Eurotunnel, es la lucha contra los

polizones. En efecto, el problema que ocurrió en Calais es que migrantes viniendo de

África, que cruzaron el mar Mediterráneo hasta Italia y que travesaron toda Francia para ir

a Inglaterra, intentan cruzar ilegalmente el canal de la Mancha. El método usado en

general es romper las cerraduras de los camiones aparcados antes de subir en el “Shuttle”

y subir dentro de su remolque. Por lo tanto, implica también robos. Otros migrantes iban

hasta intentar saltar en el techo del Eurostar y se murieron. Entonces, la seguridad se

incrementó con el uso de cámaras, el aumento de las patrullas de policía, etc. Así, el

número de migrantes cruzando ilegalmente disminuyó pero la presión migratoria no. Tuvo

por consecuencia la formación de chabolas cerca de la entrada del Eurotunnel, llamadas

“la jungle de Calais” en francés, con condiciones sanitarias muy bajas y una tasa de

criminalidad alta.

En este nuevo proyecto, un problema similar se podría plantear. Sin embargo, como los

camiones ya no se pararían, excepto al peaje durante un momento muy corto para los

trámites y pagar. No obstante, es mucho más fácil acceder a un puente que a un túnel

ferroviario. Además, la travesía es mucho simple ya que sólo se tiene que caminar por las

aceras o los arcenes en la parte puente, o caminar por el túnel de servicio (si no hay

ninguna puerta cerrada a la entrada) o por los arcenes. Por lo tanto se desarrollará una

buena red de cámaras de vigilancia y algunas patrullas. No hace falta demasiado tampoco

ya que, aunque el acceso sea muy simple, sólo se tiene que vigilar una anchura de

aproximadamente 40m (el tablero del puente midiendo 32m de ancho).


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Por último, se queda el tema del Brexit que plantea varios problemas como los algunos

citados a lo largo de este documento. En el periodo en lo cual se escribe este documento

(junio de 2019, ndlr) el Brexit todavía no es efectivo. Entonces, sus consecuencias no se

conocen exactamente y sólo se puede suponer ciertos cambios. Primero, desde el punto de

vista financiero, en teoría la Unión Europea en teoría no participará ya que el Reino Unida

estará fuera de esta organización. Como Francia participaría al proyecto, quizás la UE

invertirá un poco pero no constituirá el actor mayor de la financiación como fue el caso

para la infraestructura del Øresund. Luego, como enunciado en el apartado 5.1.3.

Alternativas definitivas y definición de las infraestructuras de conexión:, los tramites a la

frontera tendrían que intensificarse porque ya no valdrían los acuerdos de libre

intercambio. Ya se explicó con más detalles en el apartado citado previamente. Además,

implicaría problemas diplomáticos por los diferentes territorios nacionales. En efecto, el

canal de la Mancha pertenece a Francia (por su mitad del Sur) y a Inglaterra (por su parte

del Norte). Entonces se tendrá que encontrar un acuerdo para saber si la infraestructura

será inglesa o francesa o compartida y si tal es el caso, si lo será de manera igual o no.

Además, habrá que saber si y cómo obreros de un país podrán trabajar en la parte de la

infraestructura situada en el otro país. Para todo esto, se tendrá que esperar que el Brexit

sea efectivo y constatar sus consecuencias pero también ver los acuerdos y tratados que se

firmarán o no entre Francia e Inglaterra.


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8. Conclusión:

Este trabajo demuestra que una infraestructura constituyendo un nuevo enlace fijo de carácter

viario entre Francia e Inglaterra es no sólo técnicamente posible sino también sostenible. En efecto, la

demanda de tráfico es tal entre los dos países, ya sea por motivos profesionales como personales, que

dicho proyecto resulta necesario y que su coste de construcción se rembolsaría bastante rápidamente.

Desde el punto de vista técnico, al contrario del título de esta tesis, la nueva conexión entre Francia

y Reino Unido no sería un puente pero una solución mixta puente-túnel-puente. Primero, esta permite

el paso en toda seguridad de los muchos barcos de gran tamaño circulando por el canal de la Mancha y

que presentaban un alto riesgo de colisión con las pilas del puente. Luego, estaría constituida por una

calzada de 2×3 vías, lo que permitiría a 7,565 millones de vehículos cruzar el canal de la Mancha cada

año. Se construirían también obras de conexión con la red de autopistas existente de los dos países a

fin de permitir un uso óptimo de la nueva infraestructura. Estaría abierta todos los días del año,

24/24h, como cualquier carretera y los controles necesarios y el pago se efectuarían en un peaje para

más confort y eficacia.

El pre-diseño efectuado en este trabajo permite tener una primera idea de las dimensiones del

proyecto y, por lo tanto, se pudo extraer un primer presupuesto. La solución puente-túnel-puente

costaría un poco menos de 8 000 millones de euros, lo que representa 1 000 millones de euros menos

que una infraestructura puente-túnel. Este coste de construcción cuadra perfectamente con el puente-

túnel del Øresund entre Dinamarca y Suecia, a nivel del ratio coste por kilómetro. Se observa también

que el coste de este nuevo enlace fijo representa la mitad del coste total de la construcción del

Eurotunnel.

Más adelante, se tendría que realizar un estudio técnico de cálculo más profundo considerando los

datos de temperatura, viento, oleaje, tráfico, etc… recogidos en esta tesis.

Otros temas que se tendrían que considerar más adelante son la financiación y el aspecto político.

En efecto, se tendría que esperar a que el Brexit sea efectivo para poder constatar sus consecuencias y

así poder considerar este proyecto con todas las cartas en la mano. Si ningún acuerdo se firmase entre

Reino Unido y la Unión Europea, el Banco Central Europeo se mostraría más reticente a financiar el

proyecto. Además, esto forzaría Francia e Inglaterra a firmar tratados, el canal de la Mancha siendo

compartido entre los dos.

Al fin y al cabo, un nuevo enlace fijo viario conectando Francia con Reino Unido es totalmente

posible bajo criterios técnicos y de sostenibilidad, pero el único aspecto impidiendo el proyecto de

realizarse es político.


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Agradecimientos:

En primer lugar, me gustaría agradecer a mi tutor Ángel C. Aparicio por haberme apoyado con sus

conocimientos, observaciones y comentarios en la realización de este trabajo.

Luego, agradezco a mi increíble novia catalana Judit Gómez i Esteve que ha realizado su Tesis de

Fin de Máster al mismo tiempo que yo. Este periodo no ha sido parte de los más fáciles que hemos

pasado juntos. Ha sido marcado por momentos de pánico, de felicidad, de gran estrés, de locura, de

rabia, por lágrimas, por risas, por noches sin dormir, por sangre, etc… pero sobre todo, entre todo esto,

por una gran motivación porque estábamos siempre juntos para redactar nuestras tesis. Todo esto

nunca habría sido lo mismo sin ella. Le agradezco también por haber ayudado al alsaciano que soy a

redactar esta tesis en un castellano correcto.

Quiero también agradecer a su familia que tuvo que soportar mi presencia todos los días.

Agradezco a su madre, Maria Angels, por haberme cuidado tan bien, a su padre, Josep Oriol Gómez I,

por su buen humor, y a sus hermanos, Júlia y Miquel, por su ayuda técnica. Prometido, devolveré el

favor.

Por último, agradezco especialmente a mi familia. Agradezco a mis padres, Jacques et Nadine, por

su gran soporte moral y financiero que me permitió siempre seguir adelante y que me ofreció la

posibilidad de realizar mi doble-diploma en Barcelona. Además, como prueba de su soporte, harán el

viaje hasta Barcelona a fin de asistir a mi presentación. Agradezco a mi hermano, Louis, por su

admiración cuando le enseñé el primer borrador de mi tesis, aunque no entendía nada. Por fin, me

gustaría agradecer a mis abuelos, Francis et Paulette, que siempre me demuestran su amor y su

orgullo, François, por haberme enseñado su cultura y comunicado su sentido de la curiosidad, y

Christiane, por las lecciones de vida que aprendí por ella.


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Anejos

Anejo 1: Alternativas de punto de acceso en el lado francés

Anejo 2: Infraestructura de conexión

p.1: Lado francés

p.2: Lado inglés

Anejo 3: Alternativas de trazado

p.1: Trazado 1, alternativa puente-túnel-puente

p.2: Trazado 1, alternativa puente-túnel

p.3: Trazado 2, alternativa puente-túnel-puente

p.4: Trazado 2, alternativa puente-túnel

Anejo 4: Procedimiento constructivo del tablero del puente

Anejo 5: Geometría del puente

p.1: Secciones transversales

p.2: Sección longitudinal de un vano

Anejo 6: Alzado y junta de dilatación del puente

Anejo 7: Superestructura del puente

p.1: Sección transversal

p.2: Detalles

Anejo 8: Geometría de las pilas

Anejo 9: Procedimiento de hundimiento y sección transversal del túnel

Anejo 10: Geometría del túnel

Anejo 11: Presupuesto: trazado 1, solución puente-túnel-puente

Anejo 12: Presupuesto: trazado 1, solución puente-túnel

puente entre francia Á y reino unido m final de

Documents