Estudio técnico complementario del corredor alternativo al Paso del Cristo Redentor, entre Chile y Argentina

En el año 1998, los gobiernos de Argentina y Chile, a través de la Dirección Nacional de Vialidad de Argentina y la Dirección de Vialidad de Chile, decidieron llevar adelante un estudio técnico complementario al \»Estudio de Prefactibilidad de Mejoramiento de Conexión Internacional Zona Central (Chile) y la región de Cuyo (Argentina)\», desarrollado en 1995, que definió como solución la construcción de un túnel a baja altura en el paso del Cristo Redentor. El estudio fue llevado a cabo por un Consorcio de Firmas Consultoras liderado por la firma Scetauroute de Francia y las consultoras Oscar G. Grimaux y Asociados S.A.T, Vardé y Asociados S.A de Argentina y Geotécnica Consultores S.A de Chile.
La síntesis de las tareas y las conclusiones de los estudios que aquí se presentan fueron eleborados a partir del resumen ejecutivo efectuado por los Ings. Guillermo Grimaux y Oscar Vardé.

El objetivo del trabajo, fue estudiar los posibles corredores alternativos, en una franja de aproximadamente 500 kilómetros de longitud en la zona central de la frontera que significaran ventajas comparativas de inversión y de seguridad del servicio, respecto del analizado en 1995.

El estudio de alternativas realizado fue dividido, básicamente, en etapas sucesivas:

• Identificación de todos los pasos fronterizos existentes entre los paralelos 30°30´ y 35°30´ Latitud Sur y selección de las cinco alternativas de mayor potencial.
• Desarrollo de las cinco alternativas seleccionadas y elección de dos de ellas para llevarlas a nivel de Anteproyecto Preliminar.
• Desarrollo de los Anteproyectos Preliminares de los dos pasos fronterizos elegidos.

IDENTIFICACIÓN Y SELECCIÓN DE LAS ALTERNATIVAS

Identificación de los pasos fronterizos existentes

En esta etapa, se identificaron todas las conexiones o corredores posibles entre Chile y Argentina, utilizando cartografía a diferentes escalas, informes geológicos de la zona, inventarios de caminos y otros antecedentes. Se elaboró un estudio de la línea de nieves entre las latitudes 28° Sur y 36° Sur, y se investigó sobre los posibles pasos de La Paloma y de Vergara y el mencionado estudio de prefactibilidad realizado por el Consorcio Juan Pablo II.
El análisis exhaustivo de la información recopilada permitió identificar un total de 82 pasos fronterizos posibles.

Selección de las cinco alternativas con mayor potencial

De los 82 pasos fronterizos identificados en la primera instancia, se seleccionaron un total de 34 pasos posibles, descartándose los demás por las siguientes razones: longitud excesiva de los posibles túneles, altitud de los portales desfavorables para compatibilizar las cotas de los túneles con la adecuada operación, presencia de nieve durante varios meses al año, dificultades geomorfológicas y topográficas y condiciones geológico-geotécnicas.
En los 34 pasos fronterizos seleccionados se realizó un análisis sobre la base de las cartas topográficas a escalas 1:250.000, 1:100.000 y 1:50.000; se complementó el estudio especial para la estimación de la línea de nieve versus la latitud; se procedió a la identificación de posibles trazados de túneles con sus correspondientes estudios geológicos preliminares; y a la evaluación de los accesos.
En segunda instancia se realizó una nueva selección de alternativas identificando sólo aquellas que presentaran las mejores perspectivas y potencial, empleando los siguientes criterios:

• Longitud de túnel
• Altura de los portales de los túneles
• Menores riesgos geológicos significativos
• Condiciones geológico-geotécnicas
• Longitud y grado de dificultad de los accesos a los portales
• Sobre dos o más alternativas muy próximas, se escogió aquella con mejores condiciones y más representativa de la familia de soluciones.

Este análisis condujo a determinar 11 alternativas de túneles para continuar la selección de las cinco alternativas a ser estudiadas en mayor profundidad, desarrollándose los siguientes estudios:

• • Estudio técnico: continuó con el desarrollo de los perfiles altimétricos longitudinales de los 11 pasos seleccionados, a partir de las cartas aerofotogramétricas de los Institutos Geográficos Militares de Chile y Argentina. Se determinaron las longitudes de los caminos de acceso a los túneles, los que se clasificaron en dos grandes categorías: caminos existentes y caminos nuevos.
  • Estudio de costos: se efectuó una estimación de los costos de inversión y de operación en los caminos de acceso y de los túneles. Los caminos se clasificaron en siete categorías, tres correspondientes a mejoramientos de caminos existentes y cuatro a construcción de caminos nuevos.
  • Comparación de las alternativas: se procedió a efectuar una comparación y una jerarquización de ellas, de acuerdo con los siguientes criterios y subcriterios:
    • Criterios geológicos y de riesgos naturales:
      • Riegos volcánicos
      • Condiciones geológicas generales del túnel
      • Riesgos naturales, excluyendo los volcánicos
      • Impacto ambiental
    • Criterio de costos de utilización
      • Distancia Santiago-Buenos Aires
      • Distancia desde Santiago al corredor
      • Climatología y condiciones de nieve
    • Criterios de condiciones generales de infraestructura vial
      • Alineamiento planialtimétrico
      • Cota altimétrica máxima
      • Cruces de ríos mayores y drenaje general
    • Criterios de costos y plazos
      • Costos de inversión en rutas
      • Costos de inversión en túnel
      • Costos de mantención de los accesos y de los túneles
      • Plazos de ejecución

• Las cinco alternativas a desarrollar resultante de los análisis son las siguientes:
  • Paso de Doña Rosa
  • Paso de Los Pelambres
  • Paso de Pircas
  • Paso Nieves Negras
  • Paso de Las Leñas

DESARROLLO DE LAS ALTERNATIVAS Y DE ANTEPROYECTOS PRELIMINARES

En esta etapa del estudio, se procedió a profundizar el análisis de las cinco alternativas más atractivas y promisorias. Para ello, se realizaron reconocimientos de terreno, tanto por tierra como aéreos, de los accesos y de la zona de portales y trazado de túneles. Además, se definieron los prediseños de los túneles y sus instalaciones, así como las características de sus caminos de acceso a ambos lados (chileno y argentino). Se efectuó una estimación de costos y programación de las obras. Y finalmente, se procedió a efectuar una jerarquización analítica de las cinco alternativas que permitió definir con claridad las dos que mejor satisfagan los distintos criterios y condiciones.

Reconocimientos de terreno

Se recorrió por tierra el trazado tentativo de los caminos de acceso, hasta llegar a las máximas aproximaciones posibles a los portales de los túneles definidos. Fueron realizados por especialistas y permitieron clasificar en distintas categorías los caminos existentes a mejorar y los nuevos a construir.

Sectorización geológico-geotécnica

• Sectorización de los trazados de caminos: se definieron los sectores o áreas afectadas por riesgos geológicos declarados o potenciales, tales como remociones en masa, eventuales erupciones volcánicas, erosión fluvial, aluviones, avalanchas de nieve, rodados, etc. Además, se establecieron las obras para la estabilización de suelos y rocas y las de protección asociadas a condiciones climáticas adversas.
• Sectorización de los trazados de túneles: se realizó en base a los antecedentes geológicos existentes en ambos países contenidos en memorias de títulos de universidades, publicaciones y mapas de los respectivos servicios geológicos y mineros.

Trazados y perfiles altimétricos de los accesos

Los trazados en planta de los accesos y la definición de sus perfiles longitudinales se realizaron sobre planos escala 1:50.000, en el lado chileno, y sobre planos escala 1:100.000, en el lado argentino, correspondientes a los levantamientos aerofotogramétricos disponibles.

Prediseño de los túneles y sus instalaciones

• Prediseño geométrico: los túneles propuestos contemplan el tránsito bidireccional con dos pistas de 3,50 metros, un sobre ancho de 0,35 metros a cada costado y una franja central de 0,80 metros, lo que resulta en una calzada con un ancho total de 8,50 metros que permite mantener el tránsito bidireccional aún en el caso de un vehículo detenido en un costado. En caso de emergencia o reparaciones, se previeron pasillos laterales de 0,90 metros para el tránsito peatonal. La altura libre prevista fue de 5,10 metros.
• Prediseño de los elementos de seguridad: en todos los túneles se incluyeron:
  • Galerías de retorno y estacionamientos, espaciadas cada 800 metros y alternadamente, a cada costado del túnel.
  • Refugios para casos de incendios, ubicados cada 800 metros en alternancia con las zonas de retorno y estacionamiento.
  • Nichos de auxilio y de incendio, ubicados cada 200 metros, equipados con teléfonos de urgencia, extinguidores y mangueras de incendio.
  • Prediseño de la ventilación: se realizó basándose en la experiencia europea para túneles transalpinos y se consideró la construcción de piques, galerías y estaciones de ventilación dependiendo de las longitudes de cada uno de ellos.
  • Prediseño estructural de los túneles: como resultado de una función directa de la calidad geotécnica de la roca a excavar, y de la sección total de la cavidad, determinada por el gálibo y las cámaras de ventilación.

Jerarquización de las alternativas y selección

Para seleccionar las dos alternativas de pasos fronterizos a desarrollar a nivel de anteproyecto preliminar, se efectuó un análisis de jerarquización utilizando el método creado por el profesor Saaty de la Universidad de Pennsylvania, denominado AHP (Analytic Hierarchy Process) y utilizado a través del software Expert Choice.

Alternativas seleccionadas para desarrollar a nivel de anteproyecto preliminar

En función de los estudios y análisis efectuados, se concluyó que las dos alternativas más ventajosas para dar origen a un corredor alternativo al paso del Cristo Redentor son: Paso de Pircas (longitud de túnel, 18,3 kilómetros) y Paso Las Leñas (longitud de túnel, 13,2 kilómetros).

DESARROLLO DE LOS ANTEPROYECTOS PRELIMINARES

Para la elaboración de los estudios a nivel de Anteproyecto, se utilizaron levantamientos topográficos digitalizados a escala 1:10.000, obtenidos mediante restitución satelital. Sobre esa base se desarrollaron para ambos pasos, los prediseños geométricos de los caminos de acceso y de los túneles, optimizándose sus trazados y la ubicación de portales.
Tanto para los caminos existentes a mejorar, como para los caminos nuevos, se diseñaron puentes, obras de arte mayores, obras de protección de rodados y avalanchas, obras de estabilización de suelos y rocas, etc., que permitan maximizar la velocidad de operación y estándar de caminos, así como reducir los riesgos de eventos naturales que signifiquen la interrupción del tránsito. Finalmente, también se determinó un prediseño estructural de los pavimentos para una vida útil de 20 años, se efectuaron estudios geológicos-geotécnicos de carácter estructural-regional para definir en primer término el alineamiento horizontal de los túneles y se estimaron los costos de inversión y de operación de las rutas y de los túneles, incluyendo costos de expropiación y servidumbres de terreno y habilitación de aduanas.

Anteproyecto preliminar del Paso de Pircas

Antecedentes generales

Los levantamientos topográficos, escala 1:10.000 del Paso de Pircas, ejecutados mediante restitución satelital, abarcaron desde el inicio de la Ruta G-345, sector El Manzano, en el lado chileno, hasta la Ruta Nacional 7, sector Punta de Vacas, en el lado argentino. A partir de estos planos, se efectuó el diseño geométrico del trazado de los túneles y de los caminos de acceso a ellos, definiéndose las ubicaciones de los puentes, alcantarillas, pasos de animales, cobertizos, defensas fluviales, etc.
Los volúmenes de tránsito, para efectos del diseño de pavimento, se definieron sobre la base del Estudio de Demanda realizado en el Estudio de Prefactibilidad Mejoramiento Conexión Internacional Zona Central (Chile) y la Región de Cuyo (Argentina).
Además, se llevaron a  cabo campañas de reconocimiento de terreno que permitieron realizar un mapeo geológico-geotécnico de los valles.

Prediseño de las obras

• Rehabilitación de caminos existentes

Sólo los primeros 22,60 kilómetros de acceso al túnel del Paso de Pircas, en el lado chileno, corresponden a lo que se denominó caminos existentes a rehabilitar. Este tramo abarca desde la intersección de las rutas G-25 y G-345 hasta la salida actual del puente El Alfalfal.

• Prediseño de caminos nuevos

En el lado chileno, el diseño geométrico de los caminos de acceso se realizó aplicando un criterio de transitibilidad cómoda para un estándar de camino internacional y siguiendo las recomendaciones del Manual de Carreteras de la Dirección de Vialidad de Chile y en el Manual de Capacidad de Carreteras del Transportation Research Board de Estados Unidos.
En el lado argentino, el diseño geométrico de los caminos de acceso se realizó, de acuerdo con las normas vigentes en la Dirección Nacional de Vialidad de la Argentina.
El prediseño estructural de pavimentos se realizó en el sector chileno, para una vida útil de 20 años, en dos alternativas: flexible (concreto asfáltico) y rígido (concreto de hormigón). Para el sector argentino del trazado, se consideró que el camino se construirá en dos etapas y su prediseño se realizó también, en dos alternativas, flexible (primera etapa y segunda etapa concreto asfáltico) y rígido (primera etapa concreto asfáltico y segunda etapa concreto de hormigón).
A lo largo del trazado de las rutas de acceso se prediseñaron estructuras mayores correspondientes a 31 puentes, tres viaductos y un cruce vial a desnivel. Adicionalmente, para evitar riegos de accidentes o cortes de camino se desarrollaron prediseños de cobertizos (2,220 metros) ubicados en zonas de avalanchas y/o derrumbes, definiéndose cuatro tipos de cobertizos de hormigón armado.
El trazado del túnel se definió teniendo presente el contexto geológico-geotécnico de la zona.
La longitud total del túnel proyectado es de 19,20 kilómetros con una pendiente única de 2,66%. El portal por el lado chileno está a la cota de 2,460 metros sobre el nivel del mar y por el lado argentino queda a la cota de 2,970 metros sobre el nivel del mar.

Características principales del gálibo del túnel de Pircas:

• Ancho de Plataforma Vehículos: 8,50 metros entre veredas.
• Ancho de veredas: +/- 1,00 metros a ambos lados.
• Altura libre bajo los equipos de techo: 5,10 metros.

Obras de explotación y seguridad consideradas en los prediseños de los túneles:

• Garajes subterráneos: cada 800 metros.
• Galerías de cambio de dirección: cada 800 metros.
• Refugios para incendios (50 personas): cada 800 metros.
• Nichos de seguridad y de incendio: cada 200 metros.

La solución de ventilación del túnel, corresponde a un sistema de ventilación transversal parcial, equipado de una planta de tratamiento de los humos y de reciclaje del aire ubicada en el tercio del túnel medido desde el portal del lado chileno. Adicionalmente, se contempló la construcción de una galería de ventilación intermedia en un punto ubicado a 6,50 kilómetros del portal del lado argentino.
El interior del túnel incluye diversos sistemas de seguridad y de explotación tales como, puestos telefónicos de emergencia, extintores de incendio, red húmeda conectada a grifos contraincendio, sistemas de detección de incendios, medidas de contaminación, video-vigilancia, señalización, radio-comunicaciones y puestos de vigilancia permanente.

Anteproyecto preliminar del Paso Las Leñas

Antecedentes generales

Los levantamientos topográficos, escala 1:10.000, obtenidos mediante restitución satelital, del Paso Las Leñas, abarcaron desde la localidad de Coya, en el lado chileno, hasta la Ruta Provincial 220, sector El Sosneado, en el lado argentino. A partir de estos planos se efectuó el diseño geométrico del trazado de los túneles y de los caminos de acceso a ellos, definiéndose las ubicaciones de los puentes, alcantarillas, pasos de animales, cobertizos, defensas fluviales, etc.
Desde el punto de vista de la demanda, para el Paso Las Leñas se consideraron los mismos volúmenes de demanda y capacidad de tránsito del túnel, y los acumulados de buses y camiones, que los usados para el Paso de Pircas. Idéntica situación en cuanto a la metodología empleada para definir la geología, geotécnica y los riesgos naturales inherentes.
Los estudios geológico-geotécnicos para el túnel, se basaron en la geología de la Hoja de Santiago, y en la interpretación de las imágenes captadas por los satélites SPOT y LANDSAT, así como en los reconocimientos de terreno de las áreas de portales y en la experiencia de trabajos similares en la zona del alto Cachapoal y río Atuel.

Prediseño de las obras

• Prediseño de caminos nuevos: el diseño geométrico de los caminos de acceso, sus criterios básicos y metodología utilizada tanto del lado chileno como del lado argentino, es idéntico al utilizado para el Paso de Pircas. El trazado tiene 24 puentes en el lado chileno y un puente en el sector argentino. Además, se proyectan dos viaductos.

Para evitar riesgos de accidentes o cortes de camino se desarrollaron prediseños de cobertizos ubicados en sectores de avalanchas o deslizamientos, definiéndose cuatro tipos de cobertizos, todos ellos en hormigón armado, con un total de 4,400 metros de este tipo de estructuras de protección, ubicado en las proximidades del portal chileno.

• Prediseño del túnel: se definió teniendo presente el contexto geológico-geotécnico de la zona, intentando optimizar tanto su longitud como su pendiente y ubicación de los portales. La longitud total del túnel es de 13,26 kilómetros, con una pendiente única de 1,66%. El portal por el lado chileno está a cota 2.040 metros sobre el nivel del mar y por el lado argentino a cota de 2.260 metros sobre el nivel del mar.

Las características geométricas y de gálibo, son en todo similares al túnel del Paso de Pircas. Así también lo son las obras de explotación y seguridad.
No resultan iguales las instalaciones de ventilación, ya que en el caso del túnel del Paso Las Leñas, no existe posibilidad cierta de galería o pique de ventilación. En consecuencia, todo aire fresco y viciado proviene y sale respectivamente por los portales. La solución de ventilación seleccionada para el túnel, corresponde a un sistema transversal parcial, equipado de una planta de tratamiento de los humos y de reciclaje del aire, ubicada en la parte central del túnel.

CONCLUSIONES

Ambas alternativas resultaron técnicamente factibles para habilitar un corredor con un alto estándar y transitabilidad permanente. Sus presupuestos de inversión son sustancialmente inferiores a los determinados en el Estudio Prefactibilidad Mejoramiento Conexión Internacional Zona Central (Chile) y la Región de Cuyo (Argentina) desarrollado en 1995, para la alternativa de un túnel vial (bidireccional) en el paso del Cristo Redentor.
Se concluyó que la alternativa Las Leñas es la más recomendable debido a los siguientes criterios:

• Menor costo de inversión
• Menor altura de los portales respecto de la línea de nieve
• Longitud menor del túnel
• Menor pendiente longitudinal en el túnel
• Geología más favorable y predecible.

Los estudios realizados utilizaron al máximo los antecedentes y los recursos tecnológicos más actuales y disponibles en esa instancia.
Indudablemente constituyen una importante base de partida para continuar en una etapa posterior de profundización de los aspectos que, además de las variables técnicas, contemplen otros factores de importancia tales como, entre otras, las condiciones económicas y estratégicas de integración regional que generan este tipo de obras.