La estación de Puerta del Sol será el epicentro de la nueva conexión ferroviaria de cercanías entre Atocha y Chamartín. Esta conexión, inaugurada en julio de 2008, fue planificada para mejorar el tráfico ferroviario del cercanías madrileño y ha supuesto la construcción de un segundo túnel para que dos de las líneas que finalizaban en Atocha -las procedentes de los municipios de Parla y Aranjuez- tuvieran acceso al centro de la ciudad sin necesidad de transbordos. Además, el nuevo intercambiador incrementará las conexiones con la red del metro madrileño, con nuevos enlaces directos en las estaciones intermedias de Puerta del Sol y Nuevos Ministerios.
Esta macroestación comprende dos partes principales: un vestíbulo de acceso que incluye su correspondencia con la red de Metro y una caverna de andenes. El vestíbulo, con seis niveles, fue construido desde superficie mediante pantallas con pisos intermedios y su excavación o vaciado se fue realizando una vez construida la losa de cubrición en superficie. Por su parte, la construcción de la caverna de andenes ha sido ejecutada mediante un complejo proceso, debido a sus espectaculares dimensiones que la convierten en una de las mayores del mundo. Con 3.000 m2 de superficie, 207 m de longitud, 20 m de anchura y una altura de casi 15 m podría albergar un edificio de 60 plantas en posición horizontal.
Para su ejecución, se ha llevado a cabo un ordenado proceso de excavación y hormigonado de sucesivas galerías longitudinales y transversales realizadas por métodos mineros tradicionales. Para llegar a estas galerías, primero hubo que ir excavando pozos por toda la superficie, para posteriormente consolidar todo el terreno bajo el que se iba a realizar la caverna. Así, mediante inyecciones de compensación y consolidación, que abarcan una superficie de 1,60 has, se han protegido los edificios y estructuras situados sobre la caverna.
Desde los pozos circulares se fueron creando diferentes galerías para poder ejecutar el caparazón exterior de la caverna, a modo de quilla de barco invertida, para después realizar la excavación interior. Una vez excavadas y hormigonadas las costillas que forman la bóveda de la estación se fue vaciando su interior y demoliendo el túnel para, por último, hormigonar la contrabóveda. La caverna dispone de dos alturas, la planta inferior para andenes y la superior, denominada mezanine, permitirá la circulación de viajeros a lo largo de toda la nave para el acceso a los andenes y el vestíbulo de la estación.
Aunque desde julio de 2008 circulan ya los trenes entre Atocha-Chamartín, la estación ha tardado casi un año en abrir sus puertas y se espera que en cada hora punta circulen 20.000 viajeros por sus pasillos. Las obras, que comenzaron en 2003, casi han duplicando su presupuesto (inicialmente de 80 M€) y se han prolongado dos años más de lo esperado.
Junto a la dificultad de su ubicación, en el centro histórico de la capital, que ha obligado a modificar y desviar más de 200 conducciones y servicios de cerca de 30 empresas y entidades, el proyecto sufrió varios contratiempos. El principal y más inesperado fue el hallazgo en 2006 de los restos arqueológicos pertenecientes a la cimentación de la antigua iglesia del Buen Suceso, que obligaron a paralizar las obras durante once meses. Estos restos, formados por nueve bloques de 155 t, estarán expuestos en el vestíbulo de la estación, que presidirá una réplica del reloj de la Puerta del Sol, para que los usuarios puedan comprobar si se reducen los tiempos de viaje, el gran objetivo de este intercambiador.
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