La Puerta del Sol, en pleno corazón de Madrid, fue escenario en 2005 de una importante obra subterránea: la ampliación de la estación de metro (y Cercanías) de Sol, incluyendo la construcción de un nuevo túnel bajo la calle Preciados.

Estas obras, realizadas entre enero y junio de 2005, formaban parte del proyecto de creación de la moderna estación intermodal de Sol, que conectaría con la nueva línea de tren de cercanías entre Atocha y Chamartín.

Dada la alta densidad de edificios históricos en la zona y el tráfico peatonal intenso, se adoptaron numerosas precauciones antes y durante la excavación: refuerzo de cimentaciones de edificios (micropilotes, inyecciones) y un control topográfico exhaustivo. El objetivo era evitar repetir daños como los ocurridos en otras obras similares y asegurar que la construcción no comprometiera la integridad de los edificios emblemáticos alrededor de la plaza.

Años después de la finalización de la obra, investigadores que hoy forman parte del equipo de Detektia analizaron cómo la tecnología InSAR satelital podría complementar la auscultación tradicional para obtener una visión global del comportamiento del terreno y las estructuras. La idea era analizar si esta tecnología satelital no intrusiva hubiera detectado cualquier movimiento diferencial producido en los edificios aledaños a la nueva estación durante los meses críticos de la excavación.

La zona de Sol, con calles estrechas y edificaciones antiguas de varias plantas, representa un escenario desafiante para InSAR debido al posible menor número de dispersores coherentes (tejados con equipos, tráfico, etc.). Aun así, el precedente del análisis InSAR de las obras de tunelación de Atocha y otros casos demostraba que un procesamiento adecuado podría brindar información valiosa incluso en este entorno urbano complejo.

El reto de utilizar InSAR en el centro histórico de Madrid

Para llevar a cabo este estudio se emplearon imágenes Envisat en geometría ascendente. Es importante destacar que en el año 2005 la resolución y frecuencia de adquisición de imágenes SAR era baja, en resumen una calidad del dato muy inferior a lo que disponemos a día de hoy.

Para el trabajo se procesaron un total de 26 imágenes SAR que abarcan todo el período de las obras subterráneas en Sol (primer semestre de 2005).

Mediante técnicas avanzadas InSAR multitemporal se obtuvieron mediciones de deformación para los edificios situados sobre y alrededor del túnel construido bajo la calle Preciados y la plaza de Sol. Se derivaron series temporales de desplazamiento para cada punto, permitiendo observar la evolución de los asentamientos durante las distintas fases de la obra (excavación del túnel, ampliación de la cavidad de la estación, etc.).

Durante el análisis, se hizo especial hincapié en aplicar los índices de salud estructural propuestos en el estudio a cada edificio del entorno. En particular, el índice principal I_a (índice agregado de afección) y el índice de deformación diferencial I_diff fueron calculados para cada inmueble antes, durante y después de la construcción.

Con el uso de índices de salud estructural propuesto, un edificio sin alteración mantendría un I_a bajo y estable en el tiempo, mientras que si comenzara a asentarse diferencialmente, sus índices mostrarían un incremento notable indicando posible daño incipiente. Con esta propuesta de índices, es posible realizar el control satelital de la respuesta estructural de decenas de edificios en Sol tras cada nueva imagen satelital.

Durante la ejecución de la obra, en los edificios críticos (por ejemplo, fachadas catalogadas) se instalaron dianas de topografía y fisurómetros para medir cualquier movimiento. Estos datos sirvieron para contrastar y validar las estimaciones InSAR.

Resultados obtenidos

Los índices I_a calculados para todos los inmuebles se mantuvieron en valores bajos durante y después de la excavación, indicando una mínima afección estructural generalizada.

En términos de datos brutos, la mayoría de los edificios experimentó asentamientos verticales inferiores a 2-3 milímetros (dentro del ruido de medición), sin patrones claros de deformación diferencial entre sus distintos puntos. Es decir, no hubo evidencia de inclinaciones o agrietamientos atribuibles a la construcción del nuevo túnel.

Los edificios más próximos a la traza del túnel (por ejemplo, aquellos directamente sobre la nueva galería bajo la Calle Preciados) mostraron ligerísimos movimientos puntuales durante la fase de excavación, pero seguidamente recuperaron estabilidad. Este comportamiento sugiere que las medidas de pretensado y mejora del terreno previas a la obra cumplieron su cometido.

La prácticamente nula deformación observada confirma la eficacia de los refuerzos aplicados antes de la excavación, como la instalación de pantallas o la inyección de resinas bajo las cimentaciones. Los datos InSAR corroboraron que el terreno respondió de forma controlada: cualquier pequeña subsidencia inicial fue detenida gracias a la contención y consolidación preventiva.

El estudio arrojó algunos hallazgos interesantes:

1. Impacto estructural mínimo: Ninguno de los edificios monitorizados superó umbrales de alerta; los índices de salud estructural permanecieron en categoría “sin afección” en todos los casos.
2. Máximo asentamiento localizado: El mayor desplazamiento registrado fue de ~3 mm hacia hundimiento en un edificio concreto encima del túnel, valor que no implicó daños (los aparejos de medición tradicionales ni siquiera lo detectaron al ser tan pequeño).
3. Sin deformaciones diferenciales apreciables: No se identificaron gradientes de asentamiento preocupantes dentro de las estructuras (los valores de I_diff fueron prácticamente cero en la mayoría de edificios). En consecuencia, no se esperan grietas ni lesiones por flexión en ninguna edificación asociadas a la obra.
4. Validación cruzada: Los testigos y nivelaciones manuales instalados por seguridad en edificios singulares no mostraron movimientos, en línea con lo indicado por InSAR. Esto dio un respaldo adicional a la confianza en los datos satelitales.

Conclusiones

El estudio científico demostró el valor de la monitorización InSAR en un entorno urbano altamente sensible y concurrido. Los principales aprendizajes y beneficios que se obtuvieron de este proyecto incluyen:

• Confirmación de efectividad de medidas preventivas: Integrar InSAR permite verificar de forma independiente que las técnicas de refuerzo de cimentaciones y control de asentamientos aplicadas antes/durante la obra son efectivas. Al detectar impacto prácticamente nulo en los edificios, se validó la correcta ejecución de dichas medidas (algo que en ausencia de movimientos es difícil de asegurar solo con inspecciones visuales).
• Monitoreo integral sin interrupciones: A través del radar satelital es posible vigilar continuamente toda el área de obra sin afectar a la actividad diaria (la plaza nunca tuvo que cerrarse para auscultación). El InSAR puede complementar las inspecciones de obra en sitios turísticos o céntricos donde instalar instrumentación masiva sería inviable.
• Comunicación a stakeholders: Los mapas de deformación generados pueden servir para comunicar tranquilidad a comerciantes, vecinos y responsables patrimoniales, mostrando visualmente que los edificios permanecían estables. Esta transparencia es un valor añadido de la técnica.
• Desarrollo de índices predictivos: Aunque en Sol no se detectaron daños, el análisis permitió afinar la metodología de índices de salud estructural en un caso real. Se comprobó que los índices respondían correctamente (manteniéndose bajos cuando no hay afección), lo cual sienta bases sólidas para su uso en futuros proyectos urbanos como indicador de alerta temprana.

La ampliación de la estación de Puerta del Sol pasó la prueba sin causar perjuicios a las estructuras vecinas. Este estudio científico demuestra que el InSAR puede jugar un papel importante en este tipo de obra. Incluso cuando el impacto es mínimo, contar con un sistema de control independiente y exhaustivo es invaluable para garantizar la seguridad.

Te invitamos a consultar toda la información relativa a este proyecto en el siguiente artículo científico publicado en 2020: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17538947.2020.1815878.