Introducción
La ciudad de Dubai escogió, en 2005, la empresa Aedas para realizar el proyecto de la línea de metro de la ciudad, el primer sistema de este estilo en los Emiratos Árabes. La empresa, también responsable de las Torres Al Bahar en Abu Dhabi, puso en marcha a sus numerosos equipos de proyectos arquitectónicos, el diseño de la estación y estructuras auxiliares fueron realizados en Singapur, el diseño de los depósitos recayó en Aedas Birmingham y en Aedas Londres el soporte de modelado computarizado 3D.
El diseño y construcción de todo el sistema, incluyendo los trenes y sistemas ferroviarios, ha sido asumido por el consorcio Durl de Mitsubishi con JT JV Metro: Obayashi-Kajima-Yapi-Merkezi.
Planificación
La planificación del Metro de Dubai comenzó bajo la directiva del gobernante del Emirato, Sheikh Mohammed bin Rashid Al Maktoum. Basándose en los estudios iniciales, comenzados en 1997, la Municipalidad de Dubai recalcó la necesidad de un sistema ferroviario que suministrara capacidad adicional y aliviara la creciente congestión de tráfico motorizado, apoyando la continuación del desarrollo urbano.
En mayo de 2005 fue aprobado un diseño presentado por AEDA, adjudicándose el contrato a Dubai Rail Link [Durl] consorcio formado por empresas japonesas, incluyendo: Mitsubishi Heavy Industries, Mitsubishi Corporation, Obayashi Corporation, Kajima Corporation, y la firma turca Yapi Merkezi
Situación
El proyecto consta de 52 km de longitud para la Línea Roja que va de Rashidiya al puerto de Jebel Ali, atravesando la zona donde se concentran la mayor cantidad de extraños rascacielos del Nuevo Dubai.
Los 22 km de largo de la Línea Verde se extienden desde la Ciudad Sanitaria (Health Care City) hasta la zona franca del aeropuerto de la ciudad de Dubai, Emiratos Árabes.
Concepto
Los conceptos de diseño de las estaciones responden al explícito requerimiento del Ayuntamiento de Dubai para los diseños únicos, innovadores, icónicos y emblemáticos.
Diseño
Al comienzo de los bocetos, se propusieron estaciones que seguían el modelo de las alas de halcón o estaciones que seguían el modelo de cable de fibra óptica.
Mr Agoston, director del grupo de diseño comenta:… «Se empieza jugando con un pedazo de papel que juega y da la vuelta, y ya estás pensando, es divertido” dijo. «Más allá de esto, usted tiene toneladas, literalmente toneladas, de papel antes de llegar a los dibujos finales. No mucha gente ve eso. A veces dicen: «Usted sólo tiene 56 dibujos?»
Después de cuatro años, esos dibujos se han convertido en material, placas de enclavamiento de hormigón y columnas de acero. Y no sólo se logró el diseño simple para las estaciones de oro y negro que permiten su montaje rápido, sino que el simbolismo de sus fachadas inclinadas, ultramodernas, se mantienen fiel a la herencia de los Emiratos Árabes Unidos.
El concepto, la metáfora detrás del diseño, se basa en la perla, objeto delicado que una vez fue un elemento básico de la economía del Emirato. «Hemos tenido que hacer que estas estaciones sean relevantes». Las estaciones del Metro tienen un diseño único, combinando modernidad con tradición. Sus cubiertas, con una única forma de concha, aunque modernas, invocan la herencia del buceo para encontrar perlas, antiguo arte que requiere habilidad y valentía y que trajo una temprana prosperidad pasando a ser parte integral de la historia de Dubai.
Los interiores de las estaciones tienen un diseño, también único, en relación a sus antecedentes históricos y adoptando un tema de diseño basado en uno de los cuatro elementos de la naturaleza: agua, aire, fuego o tierra.
Espacios
Los 52 y 24 km de la línea roja y verde del largo metro de Dubai atraviesan 47 estaciones, algunas de las cuales están a nivel de calle, otras, que son mayoría elevadas, y diez son subterráneas. Un total de 205 pasarelas con celosías de acero proporcionan acceso las 24 horas. El aire acondicionado está disponible para el público en general al entrar en las estaciones elevadas y éstas permiten el cruce de variedad de caminos a lo largo de la ruta.
Tipos de estaciones
Hay cuatro tipos de estaciones de metro:
Tipo 1: Estación elevada, 3 niveles, vestíbulo a nivel de calle, entresuelo con salas mecánicas, dos plataformas laterales en el nivel 3. Superficie aproximada 1.800m2. Un ejemplo de este tipo de estación Emirates Tower Station.
Tipo 2: Estación elevada, 2 niveles, vestíbulo en el nivel 2, dos plataformas laterales, superficie aproximada 1.600m2. Un ejemplo de este tipo de estación Mall of Emirates Station.
Tipo 3: Estación elevada 3 niveles, con vestíbulo a nivel del suelo, entresuelo con sala de máquinas, dos plataformas laterales en el nivel 3 y a diferencia de la otra estación de 3 niveles, esta dispone de una línea extra para aparcamiento y reparación de trenes. Su superficie 1.900m2 siendo un ejemplo Nakheel Station.
Tipo 4: Típicas estaciones subterráneas de metro, con el vestíbulo en el primer sótano, un sótano intermedio para sala de máquinas, dos plataformas laterales en nivel -3. Un ejemplo la estación de enlace entre Union Square y BurJjuman.
Otra variedad de estas estaciones subterráneas disponen del vestíbulo en el nivel -1, un nivel intermedio para sala de máquinas, dos niveles de plataformas laterales en el nivel -3 (línea verde), dos niveles plataformas laterales nivel -4 (línea roja), parking y conexiones.
La mayoría de las estaciones disponen de parking limitado, siendo los más grandes los que están en las estaciones de Rashidiya e Islas Jumeirah, a lo largo de la Línea Roja, así como en la estación de Al Qusais en la Línea Verde. Cada estación de metro dispone de una parada de autobuses y taxis.
Construcción
Mediante el control de la geometría en la forma del edificio, el equipo es capaz de gestionar complejos factores junto con el concepto de diseño para facilitar una mayor calidad de ejecución. El resultado nos permite considerar y anticipar las complejidades del proceso de construcción. El Grupo Advanced Modelling, Grupo de Modelaje Avanzado, utiliza una serie de paquetes de software según sea necesario para controlar la geometría y extraer los datos pertinentes, tales como horarios de panel, desviación, y otros. Específicamente a la materialidad y a la intención del diseño, el control de geometría puede incluir la construcción pre-racionalizadas cónica y arcos o superficies geométricas basadas en ranuras.
- Fases
Fase I – Línea roja
La línea roja dispone de 25 estaciones elevadas del suelo, 4 estaciones subterráneas, incluyendo 2 estaciones de intercambio y 2 depósitos de trenes. Esta línea se finalizó en 2009.
Fase II – Línea verde
La línea verde tiene 12 estaciones elevadas y 8 estaciones subterráneas. Esta fase se finalizó en 2010.
El sistema de metro totalmente automatizado, ha agregado un tercer carril que provee energía si fallan las otras dos vías. Las puertas pantalla de acceso y salida a los vagones están ubicadas al borde de la plataforma, marcados en el suelo con señales para no videntes, permitiendo un mejor aprovechamiento de la climatización dentro de los andenes.
Dentro de todas las estaciones se repiten cuatro temas decorativos:
- Tierra con cálidos tonos marrones
- Agua con tonalidades azules y blancas
- Fuego en colores naranjas y rojos
- Aire con un esquema de tonos verdes
Estaciones centrales
- Estación-depósito Al Rashidiya
La línea roja del metro de Dubai dispone de dos estaciones centrales, una en Al Rashidiya y la segunda en Jebel Ali.
Cada “depósito” cuenta con un centro de control para operar sistemas de trenes y estación, además de poder comprobar el sistema individual de cada tren, así como la seguridad de los sistemas de las estaciones, tales como aire acondicionado, seguridad, sistema de sonido y los sofisticados subsistemas electrónicos. También incluye talleres para llevar a cabo trabajos de mantenimiento y otros talleres para el lavado y la limpieza de los trenes.
La estación de Al Rashidiya cuenta con plazas de aparcamiento para trenes, con aire acondicionado y capacidad para 64 unidades.
La elección de Al Rashidiya como uno de los depósitos fue realizada por varias razones, entre ellas que se encuentra en uno de los puntos finales de la vía de metro, su estratégica ubicación en el Emirates Road, cerca de la Línea Verde y por ser el único lugar libre de obstáculos en el barrio.
- Estación-depósito Jebel Ali
El depósito de Jebel Ali Depot tiene una superficie de 110.000 m2.
Incluye un estacionamiento para vagones de tren con aire acondicionado y está equipado con un avanzado sistema de extinción de incendios. Tiene capacidad para albergar a 40 trenes.
Estructura
Aedas del Reino Unido en colaboración con Aedas Hong Kong, Singapur y Dubai fueron los encargados del diseño de 43 estaciones de metro y edificios relacionados con el depósito en Dubai, con la fase uno finalizada en 2009. El emblemático conjunto de estaciones, desarrollado por el Grupo de Medelado Avanzado de Aedas está compuesto por conchas cónicas con amplios voladizos que se elevan a más de 30 metros. El enfoque geométrico 3D no sólo ayudó a crear una forma impresionante, sino que también permite un ahorro considerable de tiempo y material a través de la eficiente coordinación interdisciplinar que lleva a una reducción sustancial de costos, tiempo y energía.
El grupo también proporcionó detalles de diseño de la intermitente interfaz entre los paneles de revestimiento y las costillas estructurales inclinadas. Construidos digitalmente, estos detalles tuvieron que ser diseñados dentro de las tolerancias que permitían los paneles de aluminio trenzado para unir los continuos cambios geométricos.
Con el Encofrado Horizontal ENKOFLEX, compuesto por piezas estándares, se ejecutaron de forma rentable las losas de hormigón de hasta 1,6 m de espesor. Al tratarse de un encofrado de vigas independientes, su versatilidad permitió adaptarse de forma adecuada a losas irregulares. La transmisión de cargas hasta una altura de 12 m entre losas se realizó con torres de cimbra T-60 junto con Puntales EP. Las torres de cimbra, de rápido y sencillo montaje, facilitaron su traslado, de una ubicación a otra, ya que no fue necesario desmontarlas para su uso en la siguiente puesta. Para la construcción subterránea, 10 km, tanto para la línea roja como para la verde, se utilizaron 3 tuneladoras, TBM.
Pasarelas
La firma de ingeniería Atkins ha utilizado el software de análisis para Puentes LUSAS que ayudó en el análisis y diseño de un gran número de pasarelas con celosía de acero, utilizadas para facilitar el acceso peatonal a las estaciones elevadas del proyecto y para permitir el cruce de las carreteras a lo largo de la ruta del metro.
Utilizando el programa LUSAS Bridge, se analizó la mayor longitud de cada uno de los principales tipos de pasarela. Para cada pasarela, elementos 3D para vigas gruesas moldearon los principales elementos estructurales del armazón de acero, crucetas, como también el cabezal de hormigón de los muelles y los mismos muelles. Los pilotes de soporte fueron modelados utilizando el método de voladizo equivalente. Elementos comunes de rigidez y libertades adecuadas representan la articulación de los cojinetes.
Mediante el software de LUSAS los ingenieros analizaron diversas estructuras del proyecto, incluyendo el análisis sísmico de las subestructuras de los viaductos, donde se derivaron momentos máximos de flexión para su uso y diseño, reforzando el muelle y las secciones de los pilares. Los viaductos de las Líneas Roja y Verde están construidos con una combinación de elementos en algunos casos y en otros con un solo tramo de cubiertas prefabricadas de post-tensados con sección transversal en forma de U apoyadas sobre cojinetes elastoméricos, y dos o tres vanos de plataforma continua apoyada sobre vigas fijas o correderas.
La mayoría de los tramos del viaducto son de 28, 32 o 36 metros de longitud y están apoyados en columnas individuales circulares, de hormigón armado de 1,75 m o 2 m de diámetro. Morros acampanados soportan la cubierta. Debido a la velocidad que fue necesario mantener en la construcción, los muelles simples están soportados por pilares de 2.0 o 2.4m de diámetro. En los tramos individuales, dobles y en las estaciones son prefabricados, aunque requieren que el relleno de hormigón y el pretensado se realice in situ. Los morros para los viaductos con estructuras de tres tramos continuos se construyeron todos in situ, utilizándose pilares de gran diámetro.
- Análisis sísmico
La mayoría de las secciones de la cubierta se montan con pórticos fijos, pero debido al diseño de las plataformas y los pilares, la carga temporal de la construcción de los pórticos es menos onerosa que la causada por cualquier posible carga sísmica. Para analizar el comportamiento dinámico de las numerosas estructuras de dos y tres vanos en los viaducto continuos, se desarrollaron modelos 3D a partir del modelo transversal 2D inicial, utilizando una metodología de modelado muy similar.
Para tener en cuenta los efectos de torsión de la cubierta se han utilizando elementos de cáscara gruesa. Mientras que el perfil de cubierta varía en grosor a lo largo de su longitud, para los propósitos de modelado se calculó un espesor medio para cada parte de las variaciones de densidad y masa de la cubierta a lo largo del vano, utilizándose variaciones para asegurar que la masa de las plataformas estuviera correctamente distribuida para una evaluación sísmica. Tres soportes simples a cada lado de la estructura continua de dos o tres vanos fueron incluidos en cada modelo para reducir los efectos frontera.
- Hojas de cálculo
Sobre la base de las fórmulas y métodos de diseño especificados en el código UIC 774-3, Atkins utilizó hojas de cálculo para valorar los efectos de interacción en la estructura de la ferrovía para los 1200 vanos sobre los que se extienden a ambas las líneas, la roja y la verde. Mientras que sobre la base de las técnicas simplificadas del código UIC, que generalmente producen resultados conservadores, este enfoque tenía la ventaja de permitir un gran número de arreglos en los vanos evaluados con relativa rapidez.
Rachel Jones, ingeniero en el proyecto, dijo: «Para el modelado de verificación de LUSAS elegimos una selección de arreglos en algunos vanos, con los que obtendríamos una variedad de efectos para combinaciones simples o de 2 y 3 vanos en los tramos de cubiertas continuas. Las tensiones en los carriles obtenidas por los análisis demostraron que las hojas de cálculo se estaban llevando de forma correcta»
- Modelaje con LUSAS
Para verificar los resultados obtenidos a partir de las hojas de cálculo Atkins utiliza el programa LUSAS para modelar y analizar una serie de arreglos representativos. Los modelos se construyen con elementos de viga gruesa para representar a los pilotes, embarcaderos, traviesas de hormigón y cubiertas. El modelado de los pilares se realizó utilizando el método del voladizo equivalente (en comparación con el modelado de la interacción suelo / estructura como un haz de muelles elásticos). Elementos comunes de una rigidez adecuada y en los lugares requeridos modelan el elastómero y otros tipos de apoyo. Un elemento de viga gruesa solo compensado por una excentricidad correspondiente de la cubierta representa los dos conjuntos de rieles. Elementos comunes no lineales modelan los elementos de fijación de la pista. Casos de carga térmica se aplicaron a los elementos que representan la cubierta de acuerdo con el código UIC 774-3. Tren de carga tanto en sentido vertical de carga en vivo y las cargas de frenado horizontales se aplican a los elementos que representan los carriles en los lugares de interés en el modelo.
Materiales
KCA Internacional, una firma británica contratada por Aedas para realizar el diseño interior, eligió un adorno de estilo colorido para las estaciones de la línea roja y verde que pretende simbolizar los elementos naturales de la tierra, el agua, el aire y el fuego. Todo, desde los sistemas de ventilación y cómo obtener luz natural en las estaciones de metro, a la forma de los cristales del exterior para las estaciones de superficie, tuvo que ser cuidadosamente analizado y modificado aparentemente innumerables veces.
«Para diseñar algo de esta magnitud, es necesario un panel estándar, sin demasiadas formas para que resulte fácil de construir dijo el Sr. Troup del cristal exterior de las estaciones. «Es muy racional, pura geometría hecha por computadoras.»
A veces, la participación en un proyecto con una estructura jerárquica única de consultores e ingenieros requiere compromiso. En algunos proyectos, las diferencias sobre colores y formas tiene que ser dejada a un lado, como con los 19 puentes peatonales, diseñados por otra empresa involucrada. Independientemente de las diferencias estéticas menores, los Sres. Agoston y Troup conjuntamente con su equipo de diseñadores se sienten, una vez finalizado el proyecto, como si hubieran dejado su huella arquitectónica en un poco de historia.
Pasarelas
Para las cubiertas, plataformas y los componentes clave de la subestructura se utilizaron elementos prefabricados de hormigón armado.
Antes de su instalación cada pasarela estaba completamente montada, con incorporación de acristalamiento, revestimiento exterior, accesorios internos y acabados, los elementos eléctricos y mecánicos, originando piezas que en el caso de la mayor pasarela excedía las 200tn. Transportadores modulares especiales autopropulsados fueron utilizados para el transporte de las pasarelas hasta el lugar donde posteriormente fueron elevadas por los mismos transportadores a los muelles con morros de estilo acampanados similar a los observados en las principales estructuras del viaducto del metro. Se utilizó un enfoque modular para ayudar en el diseño estructural de las pasarelas.
Trenes
El fabricante japonés Kinki Sharyo ha construido un total de 87 trenes de cinco compartimentos para este metro, trenes sin conductor con capacidad para 643 pasajeros sentados y de pie. El primer tren fue entregado en marzo de 2008.
Los trenes tienen tres categorías para los viajeros:
• Clase oro, Gold Class
• Clase plata, Silver Class
• Clase regular, para mujeres y niños
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