La Geoinformática define al detalle el trazado del primer tren de alta velocidad de la Ciudad de México

Por Matt Alderton para Redshift en Español

 

Como la mayoría de las grandes ciudades, la Ciudad de México tiene un gran problema de tráfico. Mientras que los atascos producen dolores de cabeza en otras metrópolis, en la Ciudad de México, donde los problemas de tráfico son los peores del mundo, producen migrañas.

 

Viajar diariamente al trabajo en la Ciudad de México significa emplear un 66 por ciento más de tiempo de media debido a la congestión. En horas punta, la cifra sube a un 96-101 por ciento. Esto significa que los conductores tardan 50 minutos más cada día, 227 horas al año, en llegar a su destino. En comparación, los viajeros en Los Ángeles, la ciudad más congestionada de EE. UU., pasan 44 minutos más al volante al día, 170 horas al año.

 

A causa de estos embotellamientos constantes, Ciudad de México sufre una contaminación extrema, muertes ocasionadas por el tráfico intenso y baja productividad laboral. Afortunadamente se espera que todo ello mejore gracias a las iniciativas para proporcionar nuevas infraestructuras, de las cuales la mayor es el proyecto del tren interurbano Ciudad de México – Toluca, que finalizará a mediados de 2019.

 

El primer tren de alta velocidad de Ciudad de México conectará dicha ciudad con Toluca de Lerdo, la capital del estado de México. Este tren utilizará la geoinformática, una disciplina científica que valora e interpreta geodatos para entender la superficie de la tierra y que cuesta 2500 millones de dólares americanos. Unas líneas ferroviarias electrificadas y elevadas de 58 kilómetros acogerán trenes que viajarán a una velocidad de hasta 159 kilómetros por hora y transportarán 230 000 pasajeros diarios, que tardarán solo 39 minutos en llegar a su destino en vez de dos horas.

 

La Ciudad de México ha tratado antes de llevar a cabo grandes proyectos de transporte. En 2012, abrió una línea nueva en el sistema metropolitano, conocida como la “Línea Dorada”. La línea 12 del metro tuvo que cerrar temporalmente 11 de sus 20 estaciones, 17 meses justo después de abrirlas, por miedo a posibles descarrilamientos. El motivo no fue solo una mala construcción sino también una tecnología inadecuada.

 

“Parece que las vías no se midieron bien y sufrieron daños porque carecían de la tecnología apropiada “explicó Manuel Lino, periodista científico y residente en Ciudad de México, a xyHt, revista para profesionales en las áreas del posicionamiento, medidas e imagen. “La Ciudad de México a menudo usa la tecnología del nivel más bajo posible. Es como tener un avión que utilizamos para conducir en la autopista. Podríamos volar, pero no tenemos experiencia."

 

Una representación del nuevo ferrocarril de alta velocidad. Imagen cedida por Consorcio IUYET.

 

Mediante la labor del Consorcio IUYET, una compañía mexicana de ingeniería civil que está supervisando la construcción vertical, el proyecto del tren interurbano Ciudad de México-Toluca parece que va a ser un éxito, allá donde la línea dorada no lo hizo. La compañía está usando captación de la realidad y modelado de información de la construcción (BIM por sus siglas en inglés) para recabar la inteligencia geoespacial, proporcionando una precisión submilimétrica a la construcción.

 

Disputas dimensionales

 

Al contar con múltiples alzados que son difíciles de reproducir en dos dimensiones, al proyecto del tren interurbano Ciudad de México-Toluca le ha llegado el momento de usar el BIM, de acuerdo con Angélica Ortiz, directora de BIM del Consorcio IUYET, que afirma que los modelos 3D permiten a las partes interesadas ‘pelar’ los niveles de los proyectos como si se tratasen de las capas de una cebolla. En este caso concreto se trata de una estación de tren con unos elementos subterráneos, otros al nivel de la calle y otros elevados, y todos ellos en capas superpuestas. “Contamos con una topografía muy avanzada, y al ver toda esa información en 2D, los ingenieros terminan quejándose, ‘sé de ingeniería, pero esto no lo sé interpretar’ —comenta Ortiz—. Cuando se empieza a visualizar en 3D, la gente lo entiende”.

 

Hace años, el Consorcio IUYET estaba construyendo su sede corporativa en 2D y decidió experimentar con BIM. Al convertir los planos en un modelo 3D se descubrió un grave error: el ascensor se había diseñado de manera que iba a interferir con los cimientos del edificio. “A veces es un error elemental, básico y sin embargo puede ser que no lo hayamos visto —dice Ortiz—. Aunque contemos con muchos expertos, no importa, porque cada uno ve solo su parte del proyecto”. Después de esta experiencia, el Consorcio IUYET insistió en usar BIM para su parte del proyecto del tren interurbano. (SENER es la empresa de diseño principal).

 

Drones del Consorcio IUYET tomaron imágenes para geolocalizar árboles y otros posibles obstáculos en la obra. Imagen cedida por el Consorcio IUYET.

 

Digitalización para lograr el éxito

 

La ruta entre Ciudad de México y Toluca está llena de autopistas muy transitadas, puentes amplios, barrancos anchos, montañas densas e infraestructuras delicadas, que los trenes debían poder atravesar de forma rápida, segura y de modo asequible. El Consorcio IUYET usó la geoinformática para construir un modelo muy exacto en 3D y de esta manera contó con una serie de herramientas y técnicas de captación de la realidad, que juntas dibujaron una imagen completa del terreno donde los equipos iban a construir. “Normalmente la gente hace un escáner—afirma Ortiz—. Lo que tuvimos que hacer es poner más de 1000 escáneres juntos y combinarlos usando alta precisión”.

 

El Consorcio IUYET visitó la obra y creó una red de referencia de coordenadas GPS para alinear los escáneres. Para el escaneado real, la fotogrametría con drones produjo imágenes aéreas con el fin de geolocalizar obstáculos como árboles, servicios y puentes. Para mapear el terreno, la compañía usó la tecnología LIDAR para medición y detección de distancias por luz  así como topografía de alta definición (HDS) para registrar datos topográficos. Finalmente, un radar de penetración en el terreno (GPR) ayudó al equipo del proyecto a ver el nivel subterráneo y unos drones batimétricos equipados con detectores sónar ayudaron también a ver debajo del agua.

 

“Todas las nubes de puntos se agruparon usando software de Autodesk —informa Ortiz, que añade que el equipo contó en gran parte con la Colección AEC de Autodesk, que incluye ReCap para convertir fotos y escáneres en modelos digitales, 3D Civil para integrar esos modelos, Revit para gestionar los datos de la construcción y Navisworks para revisar todo—. Una vez que las nubes de puntos se fusionan, tenemos un modelo digital de terreno que podemos usar para simulaciones o cálculos en tierra firme”.

 

Un escáner láser Leica P40 ScanStation registró 1 000 000 puntos por segundo con una densidad de 2 milímetros por 2 milímetros. Imagen cedida por el Consorcio IUYET.

 

El modelo 3D terminado nos ha sacado muchas veces de aprietos. El equipo de construcción estaba preocupado por la interferencia del sistema de conducción de aguas en Ciudad de México: el gobierno local insistía en que el sistema estaba ubicado fuera de la trayectoria del ferrocarril, pero los escáneres mostraban lo contrario. Sin BIM, los equipos habrían perforado la vía de agua principal.

 

Las partes interesadas del gobierno también se beneficiaron. En un tramo de las vías, unas vías elevadas cruzan sobre la falda de una montaña donde hubo que talar un bosque para hacer sitio a las columnas de apoyo. En respuesta a la preocupación medioambiental, el gobierno utilizó el modelo del Consorcio IUYET para prever varios escenarios de construcción y elegir el que tuviese menor impacto medioambiental. “Podemos usar una solución más adecuada porque contamos con más información y de mejor calidad”, afirma Ortiz.

 

Según Ortiz, cuyo equipo creó presentaciones de realidad aumentada y virtual para aplacar los temores de los que discrepaban, cuando se comparte en público esa información, puede ayudar a convencer a los más escépticos. Por ejemplo, cuando una universidad se quejó de que una columna de apoyo pondría en peligro a los estudiantes al bloquear la entrada al campus, el Consorcio IUYET usó la realidad virtual para demostrar la ubicación real de la columna. “Las personas que viven junto a un proyecto a veces se oponen a él porque no entienden cómo va a ser, —comenta Ortiz—. Así que se lo mostramos”.

 

Construir un tren seguro en un terreno tan variado y difícil es complicado de transmitir a las personas no especializadas, pero eso no le inquieta a Ortiz. Lo que más le importa es que quienes se desplazan al trabajo a diario pronto puedan pasar una hora más durmiendo o llegar a casa a tiempo para la cena en familia.

 

“Todos los días, conduzco por una autopista por donde el tren va a pasar, y todos los días lo veo. Este es uno de los proyectos más grandes en México en este momento, y ser la primera en saber lo que va a pasar antes que otras personas ha sido mágico para mí”, afirma Ortiz.