Bajas temperaturas, gran seguridad

La congelación del suelo genera estabilidad

Los túneles debajo de castillos de arena no duran mucho. Aunque eso no nos ha impedido intentarlo una y otra vez en la arena, porque al final, ver derrumbarse el túnel y el castillo era parte de la diversión. Sin embargo, en un proyecto real de construcción subterránea, no hay que tomarse a risa el derrumbe de suelos y rocas. Si las paredes de una excavación ceden, tanto las personas como el lugar de la construcción se ven en peligro. Ese es concretamente el caso de la obra que se realiza en mitad de una ciudad. El nivel de las aguas subterráneas se reduce para estabilizar el suelo de cara a estos proyectos; se emplean las llamadas tablestacas, y el subsuelo se consolida introduciendo materiales como resina, gel o cemento. No obstante, estas técnicas no siempre bastan. En esos casos, la solución "definitiva" es transformar el terreno en un bloque sólido de hielo mediante la ultracongelación.

La forma más rápida de conseguirlo es con nitrógeno líquido (LN2). El medio, que tiene una temperatura de -196 grados Celsius, estabiliza el suelo y lo vuelve insensible al agua. Así se garantiza la protección de la obra frente a las aguas subterráneas, como es el caso del proyecto de construcción de un túnel por debajo de unos grandes almacenes en el "Kö", el famoso bulevar comercial Königsallee de Düsseldorf. Se lleva trabajando desde noviembre de 2007 en una sección de metro de 3,4 kilómetros que justamente cruce el centro de la ciudad. Se va a instalar una estación central subterránea justo debajo de los grandes almacenes.

Como cliente, el ayuntamiento atribuye una gran importancia al uso de tecnologías vanguardistas para minimizar los trastornos a los vecinos y al tráfico. Además, quieren que la obra avance deprisa y, sobre todo, con seguridad. La prioridad desde el principio ha sido evitar que se repita el desastre de Colonia, cuyo archivo municipal se derrumbó en 2009 como consecuencia de las obras de construcción de túneles. Cuando se descarta el uso de otros tipos de impermeabilización, la congelación del suelo ha demostrado ser un método fiable: este proceso de impermeabilización es el único cuya efectividad se puede medir objetivamente. De este modo, el cliente y la empresa constructora tienen impermeabilidad y estabilidad fiables garantizadas. El encargo de congelación del suelo para este prestigioso proyecto fue adjudicado a Messer, una de las pocas empresas en todo el mundo con esta capacidad.

La congelación del suelo se utiliza en minería desde el siglo XIX. Cuando se tenía que instalar una viga en un terreno inestable, el calor se extraía de este suelo con refrigerante de salmuera, una solución salina con un punto de congelación muy por debajo de los cero grados. Si el terreno era lo suficientemente húmedo, se podía formar una capa gruesa de hielo. Hoy en día, la congelación del suelo también se utiliza cada vez más en proyectos de obras públicas y construcción de túneles. En un tercio de los casos más o menos, se forma un cuerpo de hielo, como en la minería subterránea antiguamente, con el ácido del refrigerante de salmuera. A pesar de que cuesta menos, tarda en torno a seis veces más que la congelación con nitrógeno.

Como el tiempo es cada vez más preciado en las obras, el nuevo método está ganando terreno. La congelación con nitrógeno es tan rápida como eficiente y precisa: para empezar, se determina el volumen de suelo que se va a estabilizar. Después, se prepara el terreno: los conductos de conducción del calor, las llamadas lanza de congelación que se sellan por la parte inferior, se insertan a cierta distancia. Se suministran cantidades de nitrógeno líquido medidas con precisión a través de un sistema de tuberías equipado con sensores y controles. Previamente, se lleva este medio a la obra con camiones cisterna especiales y se almacena en silos de tanques.

"En Düsseldorf, nos enfrentamos a un enorme volumen de congelación de 170 metros cúbicos", explica Jens Tauchmann, Director de tecnología de aplicación en Messer, con responsabilidad en el proceso. El tamaño habitual es entre 20 y 60 metros cúbicos, según afirma. "Sin embargo, hemos conseguido congelar la zona definida para la obra en solo ocho días, a pesar de una temperatura de inicio muy poco habitual de 20 grados Celsius a una profundidad de entre 20 y 40 metros." Con refrigerante de salmuera se habrían necesitado hasta tres meses. El bloque de hielo de Düsseldorf se mantendrá hasta que se encuentre una solución impermeable duradera para todo el tiempo que dure el proyecto de construcción, que se prevé que se extienda hasta el verano de 2013.

Los puntos fuertes de la congelación del suelo

La congelación del suelo con nitrógeno líquido es un método de estabilización rápido y eficiente para la construcción subterránea. Se utiliza para construir túneles, colocar cables de red, construir cimientos y recuperar "objetos que supongan trastornos", como bombas aéreas.

  • Estabilización fiable del terreno.
  • Sin penetración de aguas subterráneas.
  • Estabilidad cuantificable objetivamente.
  • Instalación y aplicación sin complicaciones.
  • Gran eficiencia y rentabilidad.
  • Solución completo de una única fuente.
  • Aplicado y probado en una gran variedad de obras.
  • Seis veces más rápido que la congelación con refrigerante de salmuera.

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