Riesgos asociados en excavaciones y construcción de subterráneos en zonas urbanas

Fuente: Alvaro Peña Fritz, Académico PUCV, Ingeniero Constructor; PUCV Master en Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones; CEDEX, Madrid; Doctor Ingeniero, Universidad Politécnica de Madrid. alvaro.pena@ucv.cl

El gran desarrollo tecnológico de los países y el elevado coste del suelo en las zonas urbanas densamente pobladas, sobre todo en los núcleos históricos, hacen que cada día sea más necesario utilizar el subsuelo como espacio indispensable para las edificaciones, principalmente destinados a almacenaje, transporte y estacionamiento, haciendo inclusive que el valor de estos nuevos espacios se transforme en un negocio cada vez más rentable.

Desarrollar proyectos de excavaciones que puedan alojar distintos niveles de subterráneos en espacios reducidos y con edificaciones existentes muy próximas a la obra, hace que el proceso constructivo sea condicionante primordial en el diseño. Adicionalmente, los criterios de seguridad en el trabajo y el respeto con el medioambiente preconizados por la normativa actual hacen que los procesos tengan que ser cada vez más rigurosos. La necesidad de nuevos desafíos constructivos con alto nivel de riesgo en este tipo de obras, trae implícito la aplicación de nuevas tecnologías y de un estricto cumplimiento de las normas de seguridad en todas las fases de los procesos constructivos. Este desarrollo tecnológico debe comenzar en la fase de proyecto, el cual debe incluir el proyecto arquitectónico, el estudio geotécnico, el estudio estructural y, en conjunto entre todos, un proceso constructivo acorde a esta necesidad. Potenciar la seguridad Respecto a la complejidad de realizar excavaciones en zonas urbanas, cualquier actividad que suponga estar trabajando en, al lado o por debajo de los cimientos de una estructura en servicio (excavación por fases, recalce de edificios, puenteo de elementos estructurales, hinca de pilotes, reforma de estructuras, excavación de sótanos, construcción de túneles urbanos, etc), entraña un gran riesgo que muchas veces sólo se valora cuando ya se ha producido la situación conflictiva. En estas ocasiones, aunque muchas veces a posteriori, los aspectos económicos o de plazo dejan de ser prioritarios frente a los que proporcionan mayor seguridad a los trabajos. De todos los materiales de construcción, sin duda el menos fiable es el terreno y, sin embargo, en el fondo es en el que más se confía. En proyectos habitualmente de edificaciones, los ingenieros y profesionales de la obra, realizan estudios acabados del comportamiento estructural con análisis computacionales cada vez más complejos que integran el comportamiento deformacional de la estructura considerando sus diferentes rigideces en el tiempo, pero muchas veces esos mismos profesionales asumen sin muchas reflexiones, hipótesis como que la estructura está empotrada en el terreno, en un terreno del que sólo se conocen los datos de un informe geotécnico, muchas veces precario e insuficiente. Por otro lado, para cargas verticales, el comportamiento del suelo en muchos casos es razonablemente previsible, donde su caracterización y comportamiento depende de una cantidad de parámetros razonables, sin embargo, el comportamiento del terreno ante acciones horizontales es especialmente complejo y difícil de prever y, de esos casos, aquéllos en los que sólo interviene el terreno, como es el caso de la estabilidad de los taludes y excavaciones, son especialmente complejos e inseguros (ver diagrama). Con relación a las técnicas especiales de fundación y contención, en unión con procedimientos constructivos de excavación seguros para realizar trabajos en zonas urbanas, actualmente existe una serie de métodos que se encuentran disponibles para el sostenimiento de terreno en obras subterráneas, los cuales se dividen en la necesidad de considerar o no una estructura previa para hacer más seguro el proceso constructivo. La elección del sistema más apropiado depende principalmente de los siguientes factores: influencias del tipo de estructura, del tipo de terreno, de las condiciones del entorno, de los medios, plazo y recursos económicos disponibles, y de la experiencia de la zona. Ejecución y riesgos La ejecución de una excavación en zona urbana presenta una gran cantidad de problemáticas y riesgos asociados muy diferentes a los encontrados en movimientos de tierra para obras viales o marítimas, que generalmente se recogen de buena forma en la literatura técnica y normativa especializada. Estas problemáticas pueden englobarse en cuatro grandes apartados: efecto generado por edificios próximos, problemas causados por servidumbres, aspectos legales y aspectos arqueológicos. Respecto al efecto de los edificios próximos, los edificios colindantes generan efectos como la delimitación estricta de no sobrepasarse en excavación y la sensibilidad a deformaciones inadmisibles para sus estructuras debido al proceso constructivo. Muchas veces el eliminar el apoyo lateral entre edificaciones adosadas o excavar por debajo de la cota de fundación de la estructura medianera, genera modificar el estado tensional que ha existido antes de las obras, con el consiguiente reacomodo del terreno. En los problemas causados por servidumbres, la excavación puede resultar afectada por numerosos elementos que son característicos del subsuelo urbano, como pueden ser las redes de servicio público, los elementos enterrados y las vías de comunicación. Las redes de servicio son elementos de gran complejidad y problemática, debido a su condición de equilibrio estricto, procesos constructivos muchas veces precarios y, sobretodo, el riesgo asociado a que estas redes contienen agua, electricidad o gas, y a que su ubicación no siempre está muy bien definida a priori, y a que una rotura de una de éstas puede traer grandes consecuencias. Con relación a los aspectos legales, es importante conocer que no está totalmente claro en las normativas, que el uso del subsuelo por debajo de una edificación colindante no pueda emplearse como sustentación provisional, generando muchas veces impedimentos legales, por ejemplo para construir anclajes para las etapas de vaciado. Otro aspecto relevante es en el caso que exista un muro medianero compartido con fundación común, lo cual suponía una ventaja en las edificaciones antiguas con muros de carga y sin subterráneos, pero hoy en día carece de sentido al ver que un edificio en un casco antiguo con subterráneos presenta grandes ventajas comparativas y económicas. Unos de los aspectos de mayor limitación para la excavación en zonas urbanas y cascos históricos en especial, son la existencia y/o hallazgos de restos arqueológicos. Es evidente que la preservación de restos arqueológicos es prioritaria a cualquier otra consideración; por lo mismo se debería actuar en ajustar la actual legislación, puesto que la situación actual es muy vaga en esta materia.