21 mayo, 2024 12:31 am

El drenaje de Londres

El original sistema de drenaje y gestión de agua pluvial de Londres fue una maravilla de la época victoriana y se terminó hace más de 150 años. Habiéndose duplicado la población de la ciudad, el sistema resultaba insuficiente, por lo que se concibió el mayor proyecto de gestión del agua de Reino Unido: el Túnel Tideway del Támesis.

Hasta principios del siglo XIX, el río Támesis de Londres contenía agua relativamente limpia. Un par de siglos antes, Christopher Wren (1632-1723) se dio cuenta de que el drenaje y la eliminación de aguas residuales tarde o temprano resultaría un problema considerable en una ciudad en expansión, y diseñó un sistema importante que sin embargo no fue construido.

Había en esa época escasa o nula consistencia respecto a la eliminación de aguas residuales en los diversos distritos de la metrópoli; los pozos ciegos se consideraban los recipientes adecuados para el drenaje de los hogares. Sin embargo, las cosas iban a cambiar repentinamente, y en la década de 1840 se hizo obligatorio el drenaje de las aguas servidas (todas las cuales finalmente corrieron hacia el Támesis); en seis años se abolieron sistemáticamente los pozos ciegos (más de 30 mil), y todos los desechos de casas y calles se dirigieron al río. Esto significó inevitablemente que el agua del Támesis (de la que se derivaban los suministros de agua para uso doméstico) se contaminara a gran velocidad.

Las crisis del cólera

La enfermedad –antes de que fuera enunciada la teoría de los gérmenes– era considerada por las autoridades como surgida de los miasmas. Las epidemias de cólera se extendieron en Londres en 1831-1832, 1848-1849, y 1853-

1854; durante el último de estos episodios, John Snow fue capaz de demostrar que esta enfermedad se contraía a partir de la ingestión de agua contaminada con heces.

Esto sucedió varias décadas antes de que la “teoría de los gérmenes” de la enfermedad fuera generalmente aceptada. A finales de la década de 1850, la situación empeoraba y en julio de 1858 el olor del Támesis en Westminster resultó demasiado para los parlamentarios, quienes concluyeron que el Palacio de Westminster, donde desarrollaban sus trabajos (Houses of Parliament), era, en ese momento, inutilizable.

Este “gran hedor” dio a Benjamin Disraeli, el futuro primer ministro, una valiosa razón para persuadir al Parlamento de asignar 3.5 millones de libras para mejorar el sistema de drenaje de Londres. El ingeniero jefe de la Junta Metropolitana de Obras (Metropolitan Board of Works, MBW) era en este momento Joseph William Bazalgette. Aún en sus 40 años, diseñó –en conjunto con el coronel William Haywood– y supervisó la construcción de un sistema elaborado para la eliminación de aguas residuales de Londres con tres objetivos: a) eliminación de residuos, b) drenaje de tierras y c) introducción de un sistema de suministro de agua (seguro).

Una importante consideración a priori fue el hecho de que el Támesis es mareal, es decir, si un caballo muerto era arrojado al río en Westminster o la ciudad de Londres, recorrería unas pocas millas río abajo solo para volver a la siguiente (entrante) marea, es decir, no sería transportado al estuario, y por lo tanto al (abierto) Mar del Norte. Para evitar esto, Bazalgette diseñó un sistema de drenaje (véase figura 1) con el cual, por medio de cuatro cárcamos de bombeo, fue posible descargar las aguas residuales de Londres en el Támesis en Barking Creek (norte) y Crossness (sur), es decir, bien al este de Londres, pasando el segmento de marea del Támesis.

Este sistema fue esbozado por Bazalgette en un comunicado dirigido a la Institución de Ingenieros Civiles en una reunión celebrada el 14 de marzo de 1865. Esta conferencia marcó la finalización de los planes para esta enorme operación, y el sistema fue lanzado oficialmente en la estación de bombeo Crossness por el príncipe de Gales el 4 de abril de 1865.

Los detalles de proyecto Bazalgette

El proyecto recibió 2.15 millones de libras esterlinas del Parlamento, y se pidió a Bazalgette incluir en su proyecto el alojamiento del drenaje a nivel en el norte, la instalación de la Línea Ferroviaria Inner Circle del Distrito Metropolitano (subterránea) y el mejoramiento de la calidad de la ribera del Támesis, que en este momento aparentemente consistía en extensos bancos de lodo cubiertos de excrementos y habitados por mosquitos transmisores de la malaria Plasmodium vivax.

Bazalgette, que permaneció como ingeniero jefe de la MBW durante 33 años, también cambió la cara de Londres al recuperar 7 km de tierra junto al río y la ribera fangosa. Allí creó los vastos terraplenes Albert (1869), Victoria (1870) y Chelsea (1874) para instalar los cárcamos de bombeo. Las propias estaciones de bombeo son edificios de gran belleza (véase figura 2). También estableció nuevas vías de la ciudad, incluyendo Shaftesbury Av., Northumberland Av. y Charing Cross Road, y construyó los puentes Hammersmith y Battersea.

Entre 1883 y 1884, Bazalgette presidió la Institución de Ingenieros Civiles. En su magistral discurso, su tema principal fue: la manera en que la ingeniería puede mejorar el bienestar (y la longevidad) del Homo sapiens.

Un enfoque innovador para una necesidad ingente

El original sistema de drenaje y gestión de agua pluvial para Londres fue una maravilla de la época victoriana y se terminó hace más de 150 años. Era para abastecer a una población de más de cuatro millones de londinenses, pero al cumplirse el segundo milenio la población del Gran Londres había crecido a más de ocho millones, y el sistema estaba superado, con descargas de 39 millones de metros cúbicos de aguas no tratadas vertidas al río Támesis por año.

En la primera década del presente siglo se planteó la necesidad de reconocer este hecho incontrovertible: los túneles habían rebasado por mucho su capacidad para desalojar las aguas residuales y ello traía consigo desbordamientos del Támesis y un proceso de contaminación que escalaba.

Así pues, se presentó un proyecto de tres etapas para reducir la contaminación y limpiar el río Támesis.

  • La etapa 1 incluía el mejoramiento de las principales obras de tratamiento de aguas residuales en Londres: las plantas Mogden, Crossness y Beckton ahora pueden tratar más aguas residuales cada año.
  • La etapa 2 consistía en la construcción del túnel Lee (operando desde 2015); este túnel, de 6.9 km, reduce el desbordamiento de aguas residuales en el río Lee.
  • La etapa 3 es el Túnel Tideway del Támesis (TTT), que se extiende desde Acton en el oeste de Londres hasta la estación de bombeo de Abbey Mills en Newham, en el este de Londres, donde se conectará con el túnel Lee.

Tideway se conectará con 34 de los puntos de desbordamiento más contaminantes a lo largo del río, recogerá las aguas residuales que actualmente se vierten en el Támesis y las transferirá a Beckton para su tratamiento.

El mayor desafío del proyecto fue la consulta pública y la obtención de una Orden de Autorización de Desarrollo (permiso de planificación para un proyecto de infraestructura de importancia nacional) para permitir la construcción del Túnel Tideway del Támesis. La consulta pública y la planeación fueron las mayores del Reino Unido.

Era esencial un enfoque innovador, pues con los métodos tradicionales de suministro de infraestructura no se podía hacer frente a los complejos desafíos que esta obra representaría, y las partes interesadas trabajaron intensamente para crear un modelo que permitiera un proyecto listo para arrancar en la fecha de concesión de la licencia, al tiempo de ofrecer una buena relación calidad-precio. Algunas características clave incluyeron:

  • Asociación y colaboración. El éxito del proyecto dependía de la cuidadosa planificación y colaboración de todas las partes interesadas, que trabajarían en asociación durante muchos años para desarrollar un modelo que atrajera el financiamiento necesario, garantizando al mismo tiempo que los intereses de los clientes y el sector público estuvieran representados y protegidos eficazmente. Este modelo culminó en un proceso de contratación que daría lugar a la creación de la primera nueva empresa de servicios públicos en Reino Unido durante 20 años: Thames Water Utilities Limited (TWUL).
  • Procura a una nueva escala. El modelo implicó que TWUL lanzara las mayores licitaciones en el sector para la construcción y el desarrollo de contratos que más tarde se utilizaron en los Juegos Olímpicos y el Crossrail.
  • Adquisiciones rápidas. La contratación para el financiamiento se completó en menos de 14 meses. La culminación fue un resultado extraordinario para los clientes de TWUL.
  • Una nueva clase de inversionistas. El modelo de entrega desarrollado atrajo a una nueva clase de inversionistas en proyectos de infraestructura de nueva creación, como los fondos de pensiones.

Transferencia efectiva de riesgos

El modelo de entrega que constituyó el corazón comercial del proyecto contribuyó significativamente al calendario de adquisiciones excepcionalmente corto y a la negociación mínima de los términos comerciales.

Para aquellos riesgos en los que estaba claro que no habría una buena relación calidad-precio se proporcionó un paquete de apoyo gubernamental muy centrado. Esto solo cubría riesgos excepcionales del proyecto (tales como eventos de seguros sobre niveles de cobertura comercial). La existencia de este paquete era fundamental para que el sector privado pudiera centrarse en los riesgos que podía gestionar.

Beneficio social del TTT

El compromiso de garantizar un río más limpio y un medio ambiente más saludable fue el núcleo del proyecto. Además, se hizo el compromiso de minimizar la huella de carbono de las obras de construcción cuando fuera práctico, como el uso del transporte fluvial para la eliminación de materiales, y proporcionar una infraestructura que apoyara una biodiversidad más resiliente. El proyecto también creó más de 12,000 m2 de nuevo espacio público a lo largo de la ruta del río Támesis, con lo que se proporciona a la gente la oportunidad de conectarse con el río de una manera completamente nueva.

Detalles del proyecto

El Túnel Tideway del Támesis constituye el mayor proyecto de gestión del agua de Reino Unido. Consiste en un túnel que intercepta, almacena y transfiere las aguas y sirve para limpiar y reducir los desbordamientos de aguas residuales en el río Támesis. La construcción del nuevo sistema de drenaje combinado se lleva a cabo en 20 sitios a un costo estimado de 4.2 mil millones de libras esterlinas y ha empleado a casi 4,000 personas.

El año 2016 marcó el inicio de este gigantesco proyecto, con un horizonte de 100 años, el cual contempló la construcción del túnel de 25 km de longitud, 70 m por debajo del río en su parte más profunda, con un diámetro de 7.2 m, que lleva todas sus aguas a las diversas unidades de tratamiento de Londres (véase figura 3).  El diseño del túnel incluye un revestimiento primario de concreto lanzado y un segundo revestimiento de concreto colado en sitio. En medio de los dos, el diseñador decidió omitir la necesidad de la tradicional membrana impermeable, y en lugar de ella utilizar un aditivo impermeabilizante por cristalización en el concreto del revestimiento primario.

La habilidad impermeabilizante del agente por cristalización para impedir el ingreso de agua se verificó a través de un programa de laboratorio previo al proceso constructivo: se impermeabilizó el concreto; todas las juntas constructivas durante el periodo de hidratación del concreto se sellaron, y fuera del bloqueo de poros se “autocuraron” grietas de hasta 0.4 mm (véase figura 4).

La especificación final fue la utilización de 100,000 kg del agente en el revestimiento primario incorporado dentro del concreto lanzado, sobre el cual directamente se puso el revestimiento secundario. Además, este material proporciona durabilidad frente a muchos productos químicos agresivos y reducción de la corrosión inducida por microbios, común en la recolección de aguas residuales.

El grupo de proyectistas implementó muchas otras innovaciones para la construcción del túnel, como el uso de un sistema hidrostático de formaletas deslizables para colar el recubrimiento secundario, que agilizaba la construcción y permitía una detallada supervisión del proceso constructivo.

Seis tuneladoras de 8.8 m de diámetro perforaron los terrenos mediante sus cabezas cortadoras dotadas de rotopercusión, al tiempo que generaron una pared sustentada por placas de concreto a su paso.

Según la tradición, para mantener a los trabajadores de túneles a salvo bajo tierra, se debe dar un nombre femenino a la máquina antes de emprender su viaje. TWUL preseleccionó a 17 mujeres inspiradoras de Londres con vínculos en el área donde las máquinas comenzarían los trabajos de excavación y los seis nombres votados fueron: “Selina”, por Selina Fox (1871-1958), una médica pionera que estableció Bermondsey Medical Mission para los residentes pobres (principalmente mujeres y niños) en Bermondsey; “Rachel” por Rachel Parsons (1885-1956), una ingeniera y luchadora por los derechos laborales de las mujeres que estableció la primera empresa de ingeniería exclusiva para mujeres en Fulham; “Charlotte” por Charlotte Despard (1844-1939), una líder sufragista y activista de Wandsworth; “Millicent” por Dame Millicent Fawcett (1847-1929), una líder feminista, intelectual y política que vivió en Battersea; “Ursula” por Audrey Ursula Smith (1915-1981), una criobióloga que descubrió el uso de glicerol para proteger los glóbulos rojos humanos, y “Annie” por Annie Scott Dill Russell (1868-1947), la primera mujer científica que trabajó en el Observatorio de Greenwich.

Se excavó una enorme galería vertical de 30 m de diámetro que representa el punto central del nuevo túnel (véase figura 5).

La sección central es la más larga y ha sido la más complicada; allí se han ejecutado casi 13 km de revestimiento de túnel a sección completa con todo el recorrido bajo el Támesis, pasando por debajo de edificios tan singulares como Battersea Power Station, MI6, el Parlamento británico, London Eye, Tate Modern, Torre de Londres y el puente de la torre de Londres.

Para esta sección se usaron cuatro megaestructuras de un versátil sistema de encofrado de revestimiento a sección completa, con un diámetro de 7.3 m, y el revestimiento de túnel se ejecutó sobre dovela de tuneladora con su propia plantilla y equipos de encofrado. El único punto de acceso al túnel en esta sección fue a través del pozo de Kirtling Street, con longitudes de túnel en cada emboquille de 4.8 y 7.9 km.

Se han utilizado cuatro prototipos de sistema de encofrado de revestimiento de túnel a sección completa, con un sistema automático de distribución de presiones que adaptaba y distribuía cargas transmitidas a los anillos de la tuneladora, atendiendo a las características geotécnicas del terreno bajo el río Támesis (arcillas, arenas, yesos y zonas de falla). También se echó mano de un sistema patentado de desplazamiento sobre bogies y con un inteligente sistema PLC (controlador lógico programable) que proporciona equidad en la distribución de presiones para evitar sobrepresiones en las dovelas y fisuración en la puesta previa de concreto 12 horas antes.

Entrega del proyecto

Los principales logros hasta finales de 2022 incluyen la excavación de pozos en todos los sitios y la finalización de 9.8 km de revestimiento secundario del túnel. Casi 24 km del nuevo sistema de túneles han sido excavados bajo el río Támesis.

Tideway Water también ha comenzado el proceso de devolución de áreas donde han concluido los trabajos. Hasta noviembre, TWUL había transportado más de cinco millones de toneladas de material por río durante la construcción, con lo que evitó más de 600 mil viajes en vehículos pesados y ahorró 14,816 t de emisiones de dióxido de carbono.

Conclusión

La historia del drenaje de Londres es una historia de evolución y mejora continua. A lo largo de los siglos, la combinación de ingeniería y tecnología ha permitido a la ciudad protegerse contra las inundaciones: se han instalado barreras de protección diseñadas para cerrarse cuando se producen eventos de alto flujo y sistemas de monitoreo y alerta, que incluyen sensores, cámaras y modelos de simulación, para proporcionar información precisa y actualizada sobre la situación en tiempo real. El nuevo proyecto Thames Tideway Tunnel es un nuevo capítulo en esta historia de mejoras en el que destaca la importancia otorgada a la planeación en proyectos de infraestructura y el compromiso con el medio ambiente

Elaborado por Helios Comunicación con información de las siguientes fuentes:

agilia.com.uk

cipsa.com.co

Nicky Hughes, The story of London’s sewer system. Disponible en: heritagecalling.com/

www.ice.org.uk/what-is-civil-engineering/what-do-civil-engineers-do/thames-tideway/

www.inmoley.com

www.tecozam.com

www.tideway.london/media/1896/app20601-design-principles.pdf

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