Integración de la adaptación en el diseño del metro de Copenhague

Tanto la parte subterránea del metro de Copenhague como la parte sobre el suelo plantean desafíos relacionados con el cambio climático. En particular, las fuertes lluvias, las marejadas ciclónicas (que pueden intensificarse por el aumento del nivel del mar) y las tormentas pueden afectar la infraestructura, afectando la operación del metro y la seguridad de los pasajeros. Las proyecciones sobre el aumento del nivel del mar y la ocurrencia de fenómenos meteorológicos extremos han cambiado significativamente en los últimos años. Se espera que el cambio climático aumente el riesgo de explosiones de nubes y marejadas ciclónicas más de lo que se suponía anteriormente, cambiando así las condiciones de diseño para un alto nivel de seguridad para el metro. Por lo tanto, se han adoptado gradualmente requisitos más estrictos para garantizar la protección contra el cambio climático del metro de Copenhague.

Según el informe del Instituto Meteorológico Danés (DMI) de 2014 sobre el clima futuro en Dinamarca, que describe la evolución del clima danés hasta el año 2100, el país experimentará un aumento del nivel del mar y fenómenos meteorológicos extremos más frecuentes y severos. Los resultados de este informe se basan en los escenarios del IPCC del IE5. Las simulaciones climáticas y las incertidumbres asociadas se mejoran mediante proyecciones calculadas por un conjunto de modelos climáticos CMIP5 (Fase 5 del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados). Según el informe, el nivel del mar en torno a Dinamarca será superior en 0,1-0,6 millones para el escenario más optimista (RCP2.6), en 0,2-0,7 millones para un escenario intermedio RCP4.5, y en 0,3-0,9 millones para el escenario más pesimista (RCP8.5). Estas cifras corresponden a finales de siglo (2081–2100) en comparación con el período de referencia 1986-2005. El aumento del nivel del mar, junto con los cambios en los patrones de viento, probablemente conducirá a mayores alturas de marejadas ciclónicas.

Además del aumento del nivel del mar, se espera que los eventos climáticos extremos (tormentas y estallidos de nubes) ocurran con más frecuencia y sean más severos debido al cambio climático, exacerbando así el riesgo de inundación para el metro de Copenhague. Estos eventos que tienen impactos locales son difíciles de proyectar, ya que pueden variar mucho dentro de una corta distancia.

Las medidas diseñadas y aplicadas tienen por objeto mejorar la protección del sistema de metro de Copenhague contra los peligros del cambio climático, principalmente las inundaciones debidas a fuertes lluvias y marejadas ciclónicas. Las medidas están destinadas a proteger la infraestructura y el funcionamiento del metro, así como la seguridad de los pasajeros.

La estrategia de adaptación al cambio climático de Metroselskabet apoya la integración de la adaptación al cambio climático al principio de la fase de planificación y dimensionamiento de las líneas de metro, por lo que solo se necesitan ajustes menores en curso después.

Para mejorar la protección del sistema de metro de Copenhague contra las inundaciones, el nivel de agua más alto esperado debido a las fuertes lluvias y marejadas ciclónicas se ha estimado por separado para cada estación. Esto permitió identificar el nivel de elevación exacto para cada entrada, escalera, ventilación del túnel, rampa, sala técnica, pozo, ascensor y centro de control y mantenimiento. Aparte de la vía, las zonas e instalaciones mencionadas anteriormente son las más vulnerables y en caso de avería pueden afectar al funcionamiento del metro y a su seguridad.

Para identificar el nivel de agua más alto en cada estación causado por eventos de explosión de nubes, se ha considerado un evento de inundación de 1:2,000 años, un evento que tiene un 5% de probabilidad de ocurrir en la vida del metro (100 años). Hasta ahora, el trabajo de ajuste climático de Metroselskabet se ha centrado en las líneas M1 y M2. Como consecuencia de los cambios climáticos, el nivel de seguridad en estas líneas ya no corresponde al nivel diseñado originalmente. Estas líneas ahora están completamente protegidas contra las inundaciones causadas por los estallidos de nubes. Para los tramos de nueva construcción (M3 City Ring, M4 Nordhavn) y metro en construcción (M4 Sydhavn) se tuvieron en cuenta las proyecciones climáticas actualizadas de la ocurrencia futura y la intensidad de los eventos de explosión de nubes y aumento de tormentas. Sobre la base de estos supuestos, se descubrió que las estaciones de metro deben colocarse en diferentes niveles, entre tres y cinco metros, con el fin de salvaguardar las instalaciones fijas contra un evento de inundación de 10.000 años.

Además del aumento de los niveles de elevación de los elementos críticos del metro, se han identificado e incorporado una amplia variedad de medidas en el diseño del metro para mejorar su resistencia a las inundaciones, que incluyen:

• El área alrededor de las entradas a las estaciones subterráneas está diseñada para garantizar la escorrentía del agua de lluvia lejos de las aberturas. Además, en algunas estaciones de metro, se ha incorporado un escalón, que requiere un escalón antes de bajar a la estación.
• Donde el metro va desde las secciones por encima del suelo hasta los túneles, se ha establecido una fuerte rejilla de drenaje a través de las vías donde se acumula el agua de lluvia y se bombea para que no entre en los túneles.
• En el sistema de metro sobre el suelo, se instalan desagües a lo largo de las vías que conducen el agua hacia el sistema de alcantarillado local.
• Todas las estaciones subterráneas tienen capacidad de bombeo, por lo que en caso de que el túnel se inunde, el agua se bombeará automáticamente.
• Las compuertas de inundación se establecen en algunas estaciones subterráneas donde el sistema del metro directamente se une a otra infraestructura, para asegurar el metro de inundaciones de otras partes del sistema del tren del transporte público.
• Las estaciones subterráneas están protegidas contra el reflujo del sistema de alcantarillado de la ciudad.
• Las instalaciones de puertas exteriores impermeables en las salas técnicas de varias estaciones, así como en instalaciones eléctricas y mecánicas, las han hecho impermeables.
• Las salas técnicas están instaladas con una puerta de 0,3 m de altura.
• Los muros de Gabion se han construido a lo largo de algunas secciones de metro expuestas sobre el suelo, como en Eastern Amager. Una pared de gaviones es una pared hecha de una jaula llena de rocas; una técnica que se utiliza en defensas costeras y rompeolas. Son elementos estructurales utilizados en los tramos superiores, que sin embargo no están lo suficientemente solos como para protegerse de las inundaciones.
• Se han instalado muros impermeables (combinación de muros de hormigón y gaviones) de hasta 2,3 m de altura en las líneas M1 y M2 que proporcionan protección contra las olas del mar a lo largo de las secciones expuestas del metro sobre el suelo. En las líneas nuevas y planificadas, la altura de las paredes podría ser mayor, lo que refleja el aumento considerado de los requisitos de prueba climática.

La protección contra explosiones de nubes y tormentas se garantizó también durante el período de construcción, para salvaguardar a los trabajadores y las maquinarias.

A pesar de estar ajustado al clima, el diseño de las líneas de metro existentes y planificadas puede no ser suficiente para una protección completa contra eventos extremos, aumento del nivel del mar y marejadas ciclónicas en el futuro, teniendo en cuenta la naturaleza evolutiva del cambio climático y las proyecciones relacionadas. Los análisis preliminares llevados a cabo por Metroselskabet muestran que la protección completa de un metro en funcionamiento conlleva altos costos. Metroselskabet ha evaluado que la protección externa de toda la región del capitolio, la Gran Copenhague, es más apropiada en términos socioeconómicos que la protección de las instalaciones de metro por sí solas. El nivel de las medidas necesarias para proteger el metro depende en gran medida de cómo se decida proteger la Gran Copenhague en general. El Ayuntamiento de Copenhague está trabajando en la protección progresiva de los elementos urbanos que requerirán décadas.

El principal actor institucional involucrado en la construcción, operación y protección climática del metro de Copenhague es Metroselskabet, una compañía financiada por la ciudad de Copenhague (50%), el gobierno danés (41.7%) y la ciudad de Frederiksberg (8.3%). La preparación del proyecto de circunvalación urbana incluyó una consulta pública, basada en la evaluación del impacto ambiental del proyecto, realizada en 2008; 200 ciudadanos expresaron su preocupación por el proyecto. Las dos ciudades interesadas aprobaron el proyecto final en enero de 2009 y el Ministerio de Transportes lo hizo en marzo de 2009. El proyecto se terminó y se puso en funcionamiento en 2019.

El consorcio de la compañía CASJV (Cowi, Arup y Systra), a cargo del diseño del City Ring (M3), utilizó un modelo actualizado para tener en cuenta los eventos extremos de inundación debido a las fuertes lluvias (como ocurrió en 2016) y adaptar el diseño del metro a los hallazgos del modelo en consecuencia. La protección contra el cambio climático de la línea M4 y sus extensiones (Norhavn y Sydhavn) ha incorporado recomendaciones sobre medidas de adaptación adicionales a las ya planificadas, que han sido elaboradas por la empresa consultora Rambøll.

Los principales factores de éxito incluyen: i) la adopción de un enfoque integrado, que incluya las cuestiones relativas a las inundaciones en todo el concepto de diseño del metro desde la fase de viabilidad; ii) en el caso del anillo urbano, basándose en la experiencia adquirida durante el diseño y la explotación de las líneas de metro anteriores (M1 y M2), inauguradas respectivamente en 2002 y 2007; iii) coherencia con el plan de adaptación al cambio climático de toda la ciudad.

El principal factor limitante está relacionado con los requisitos técnicos y operativos establecidos originalmente para el sistema de metro, que se establecen principalmente para garantizar unos servicios de transporte público óptimos en condiciones económicas sostenibles. Dichos requisitos se refieren a la ubicación de las estaciones, la colocación de los componentes técnicos, el diseño de las estaciones de metro, el enrutamiento de las líneas de metro y otros. En algunos casos, han dificultado la integración de las medidas de adaptación.

La implementación de medidas de protección contra el cambio climático en el sistema de metro de Copenhague fue financiada por Metroselskabet. La financiación de las soluciones de adaptación al cambio climático se incluyó tanto en los presupuestos de construcción como en los de funcionamiento. El coste total del anillo de la ciudad fue de 22 400 millones DK, lo que representa aproximadamente 3 000 millones EUR, superando ligeramente el coste inicial previsto de 21 300 millones DKK. El coste de las medidas de protección contra el cambio climático se incluye en este importe y no se dispone de información aparte.

El principal beneficio de las medidas de protección contra el cambio climático es la prevención de daños a las infraestructuras y equipos del metro, averías en las operaciones y pérdidas financieras relacionadas con eventos inducidos por el cambio climático, en particular las inundaciones.

La construcción de la línea de metro M3 City Ring se basa en una ley aprobada por el parlamento nacional en junio de 2007. La descripción del proyecto que sirvió de base para esa ley se proporciona en el Informe sobre la Línea del Círculo de la Ciudad, preparado en 2005. Los requisitos de adaptación al cambio climático se incorporaron en la propuesta de proyecto.

Integrar los aspectos del cambio climático en el diseño del metro es un proceso continuo de adaptación, que ha estado en marcha desde que se planeó y construyó la primera línea de metro (2002) y continúa hasta ahora. En 2010, comenzaron las obras preliminares de construcción de la nueva línea de metro del anillo de la ciudad (M3). Esta línea se inauguró en 2019, equipada con un mayor nivel de protección contra los riesgos climáticos actuales y futuros. Las obras de construcción continúan con las ampliaciones de la línea M4: i) (Nordhavn) con dos nuevas estaciones abiertas en 2020 (Nordhavn y Orientkaj), y ii) Sydhavn, cuya puesta en funcionamiento está prevista para 2024. Debido a la ubicación de estas secciones cerca del mar, la incorporación de aspectos del cambio climático en su diseño es particularmente importante.

La vida útil del diseño del sistema de metro es de aproximadamente 100 años, pero puede ser aún más larga según la experiencia de otras ciudades del mundo. Si se mantiene bien, la vida útil de las medidas de adaptación estructural debe cubrir la vida útil de todo el sistema de metro.

Cecilie Elisa Juul Martiny
Architectural Engineer
Metroselskabet I/S
Metrovej 5
DK-2300 København S, Denmark
E-mail: cema@m.dk 

Metroselskabet, incluidos los informes anuales de Metroselskabet