Estabilidad de Edificios del Distrito Castellana Norte-Chamartín

Trabajo sobre SIG
Título	Estabilidad de Edificios del Distrito Castellana Norte-Chamartín
Autores	Pedro Michelini Mufatto, Gabriela García Parga, Sergio Felipe Ferro Quiñonez
Asignatura	Sistemas de Información Geográfica Aplicados a la Ingeniería Civil
Curso	Curso 23/24
Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura

Los asentamientos en infraestructuras se pueden deber a varios motivos, tales como la deformación elástica de las partículas, cambios de volumen en el suelo (agua) y/o fenómenos freáticos, sobrecarga, fluencia del suelo, procesos constructivos, vibraciones, deterioro de la fundación, entre otros. En este trabajo se analizan fenómenos de asentamiento en los edificios del distrito de Castellana Norte-Chamartín en Madrid. En los próximos capítulos se intentará concluir si existen fenómenos de este tipo en este distrito, y que se aconsejaría hacer en caso de existencia.

1 Introducción

La idea del trabajo consiste en analizar, a través de la información obtenida, fenómenos de asentamiento que se pudieran estar produciendo en el distrito de Castellana Norte-Chamartín de Madrid para intentar generar alertas tempranas sobre algún peligro que pudiera presentarse, así como aportar alguna recomendación posible.

Este proyecto, que ha sido propuesto en el marco de la Alianza EELISA, se realiza en colaboración con la empresa de monitorización de infraestructuras Detektia.

Se presta especial atención a las zonas de mayor influencia, donde se han registrado movimientos más significativos. Se busca investigar las causas y factores que han desencadenado estas modificaciones en la disposición de los edificios.

2 Metodología

Para llevar a cabo este estudio, se han recopilado datos del interfaz web Copernicus EGMS, un portal web que presenta información sobre la deformación del suelo generada por el análisis de series temporales de imágenes de satélite de radar. Es uno de los servicios de información que ofrece el programa Copernicus, el programa de la Unión Europea de observación y monitorización de la Tierra.

Los datos recolectados corresponden a los últimos 5 años (período 2018-2023) para el distrito mencionado. Luego, estos han sido procesados mediante algoritmos de la empresa Detektia y entregados a los alumnos para realizar los trabajos.

Esta colaboración nos ha proporcionado información precisa sobre los movimientos en el eje vertical de los edificios que ha facilitado el desarrollo de este proyecto de investigación.

Con el objeto de estructurar de manera clara el documento, se formulan a continuación una serie de preguntas a responder:

-¿Cuáles son los edificios que poseen mayores asentamientos en cada una de las áreas de estudio?

-¿Cuáles son los edificios candidatos a tener mayores asientos diferenciales?

-¿Existen edificios donde se aprecia un comportamiento estacional? ¿Qué magnitud tiene este comportamiento?

Estas cuestiones serán las empleadas para dirigir cada uno de los siguientes apartados del presente análisis.

3 Análisis y Desarrollo

Se da inicio a esta sección con la primera pregunta formulada anteriormente:

1.¿Cuáles son los edificios que poseen mayores asentamientos en cada una de las áreas de estudio?

En el contexto del análisis de los movimientos de los edificios a lo largo del tiempo, se ha analizado desde la correlación que a medida que la velocidad de cambio aumenta, también lo hacen los asentamientos en los edificios. Este fenómeno se presenta en el mapa, el cual se clasifican distintos puntos para investigar su comportamiento con mayor detalle. En este estudio, se pone el foco en dos compartimientos principales. Por un lado, se analizan los puntos donde se observa una tendencia de descenso de la posición de los edificios a lo largo del tiempo. Por otro lado, se examinan los puntos donde se registra un aumento de elevación de los edificios en el mismo periodo. A continuación, se muestran los desplazamientos a lo largo del tiempo en las tablas siguientes. Los puntos están definidos de sur a norte, tal como se indica en el mapa adjunto.

Puntos con tendencia descendente

Se llevará a cabo un análisis más detallado de los puntos específicos. El punto 1 será objeto de estudio debido a los notables picos presentes en la función de desplazamiento, mientras que el punto 5 será examinado por mostrar un marcado pico ascendente en uno de los años. Asimismo, se analizará el punto 8 debido a la prominente caída registrada en su función.

Puntos con tendencia ascendente

Punto 1:

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No está muy claro cuando se fundó Chamartín, se estima que tras las Reconquista. Chamartín nació como una villa la cual su plaza mayor era la plaza de Duque de Pastrana. Tras hacer un análisis de las razones del asentamiento, no se encuentra ninguna razón que explique este movimiento tan puntual en la zona. Debido a esto, induce a pensar que esta zona tiene estos asentamientos debido al deterioro de las fundaciones.

Para el resto de los puntos se achaca a los raíles de Chamartín ya que el paso de los trenes genera sobre las vías unas solicitaciones verticales superiores. Estas solicitudes provienen del paso de una carga por un punto a una cierta velocidad, pero también se ven aumentadas por las condiciones y características de la vía, los vehículos y su equipamiento. De esta forma estos esfuerzos dinámicos se pueden ver muy ampliados, y análogamente las deformaciones que generan.

Analizando los puntos, se puede observar que los que presentan un levantamiento vertical son aquellos donde los trenes están quietos (carga estática), en cambio los puntos 5 y 8 se presentan donde el tren pasa a cierta velocidad (carga dinámica). Si estudiamos las diferencias entre el estado dinámico y el estático en una vía de ferrocarril, comparando las cargas por eje (en reposo) y la carga registrada en la vía mediante sensores, se puede ver como las cargas dinámicas se hacen cada vez mayores con respecto a las estáticas.

Debido a esto, podemos suponer que los puntos 3, 6 y 7 se levantan debido a que es la zona donde los trenes están a velocidad nula. En cambio, los puntos 5 y 8 los trenes pasan a una velocidad distinta de cero, de esta manera resulta lógico que estos puntos desciendan en el eje vertical por lo explicado anteriormente.

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2.¿Cuáles son los edificios candidatos a tener mayores asientos diferenciales?

En esta zona encontramos un suelo de Arenas arcósicas de grano grueso y arcillas pardas y rojizas (Magna 50). Este tipo de terreno presenta dos características que pueden ser importantes para este trabajo. Debido a que las arenas son de grano grueso nos encontramos con un suelo con una muy buena capacidad de drenaje, lo que produce que este tienda a tener una buena compactación. El área de estudio del presente trabajo es una zona con un gran número de túneles debido a la estación de Chamartín en la que encontramos 3 túneles en los que confluyen 5 líneas de Renfe y 2 túneles para las líneas 1 y 10 de Metro, lo que conlleva una importante deformación del terreno y con ello grandes asentamientos. En esta zona también se encuentra el túnel de Pío XII por el que circula un gran volumen de automóviles. Además de la deformación que producen los túneles, tenemos una zona con una gran cantidad de vibraciones debido al paso transcurrido de trenes y coches, lo que produce grandes aceleraciones en el terreno. Otra característica importante es el gran número de edificaciones de gran tamaño, como lo son las cuatro torres, lo que conlleva una enorme sobrecarga de peso en el terreno. Por estos motivos, vamos a centrarnos en la zona norte del distrito donde existen grandes probabilidades de que haya un mayor asiento diferencial. Puesto a escoger una zona en concreto, creemos que la zona de edificios con mayor asentamiento será la que se encuentre entre la estación de Chamartín, la M-30 y cercanos al túnel de Pio XII, ya que, aunque al lado izquierdo se encuentra las 4 Torres, en el lado derecho hay una gran concentración de vibraciones debido al paso de trenes y coches, lo que produce grandes velocidades en el terreno lo que conlleva a mayores asientos

Proximidades de la Estación de Chamartín

En el mapa temático 2 (ver Anejo) vemos que el edificio 155 es el que presenta mayor velocidad y desplazamiento vertical, el cual se encuentra en la zona que habíamos especificado.

3.¿Existen edificios donde se aprecia un comportamiento estacional? ¿Qué magnitud tiene este comportamiento?

Se puede identificar un comportamiento estacional en uno de los edificios de la puerta de Europa (Torres KIO). Para analizar la situación del Edificio, se consideran los movimientos de puntos que se encuentran en la cubierta y en el suelo adyacente al mismo.

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Se observa que los movimientos en el suelo tienen correlación con los de la cubierta, por lo que se podría considerar que el movimiento se debe en gran medida al desplazamiento vertical del suelo. Sin embargo, se observa que la gráfica de los desplazamientos de la cubierta tiene picos más pronunciados. Por lo tanto, se considera que el movimiento se ve ligeramente amplificado al añadir, además, la dilatación de los materiales ante variaciones de temperatura.

Luego, en concordancia con el análisis realizado en la pregunta anterior, se observa, además, una concentración de puntos que sufren un comportamiento estacional en las proximidades de la Estación de Chamartín.

Al oeste de la estación se observa que el movimiento de los puntos sigue una línea de tendencia con poca pendiente, lo que indica que el movimiento no tiende hacia un levantamiento o una subsidencia, sino que se asimila más a una oscilación alrededor de un valor dado, pero con gran sensibilidad a las temporadas cálidas y frías del año.

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Por otro lado, al este de la estación, sobre la calle de la Hiedra, entre la estación y el campo de futbol, se observa un alto comportamiento estacional, cuyos puntos tienen una línea de tendencia ascendente. Es decir, es una zona que, además de ser sensible a los cambios de temperatura, tiende a levantarse.

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4 Conclusión

El estudio detallado sobre los asentamientos en edificios revela la importancia crucial de comprender y gestionar este fenómeno en el diseño, construcción y mantenimiento de infraestructuras. Aunque no se hayan detectado fenómenos puntuales que requieran intervención inmediata, es recomendable seguir monitorizando el distrito. El área cercana a la estación de Chamartín es la que podría presentar algún inconveniente en el futuro. Ésta acumula gran concentración de fenómenos causantes de vibraciones, tales como los túneles para los trenes de metro y cercanías y los destinados al transporte por automóvil. Grandes obras le esperan a esta zona de la capital española. El proyecto de Madrid Nuevo Norte podría afectar enormemente el comportamiento estructural de los edificios cercanos a este nuevo desarrollo urbanístico. Se debería considerar qué efectos puede tener la compactación del terreno (muy probable debido a las características geológicas de la zona) en las inmediaciones de la estación, bien al oeste como al este de la misma, sobre la calle de la Hiedra, donde se han observado movimientos ascendentes pronunciados.