Geofrom

Tal como me expreso en otros escritos, “he tenido la suerte” de trabajar en las obras subterráneas del Acelerador de Partículas Físicas LHC (Large Hadron Collider) del CERN, en Ginebra. Primero como proyectista (the Designer) y luego como Director de Obra (the Engineer).

Por si el lector no conoce la magnitud del CERN, vayan primero unas líneas de introducción.

CERN, European Organization for Nuclear Research, es el mayor laboratorio mundial de investigación en física de partículas. Fue creado en 1954; emplea actualmente (julio 2018) algo más de 2.600 personas, temporalmente acoge a 1.300 estudiantes y técnicos, anualmente se alojan otras 1.300 personas asociadas, y es utilizado por casi 12.200 científicos de unas 580 universidades de 80 naciones que son más de la mitad de los físicos de partículas del mundo. Está situado en la frontera franco-suiza, al oeste de Ginebra y al pie de las montañas del Jura.

La misión del CERN es proporcionar a los físicos haces de partículas de alta energía para emplearlas en sus experimentos, cuyos fines van desde el desarrollo de tecnologías del futuro hasta la pura investigación para intentar comprender la evolución del universo desde hace 15.000 millones de años.

Para poder trabajar, ver y estudiar las partículas físicas los científicos necesitan los aceleradores, complicados equipos que son capaces de mover las partículas hasta altísimas energías antes de hacerlas colisionar con otras. En este proceso de aceleración y colisión los físicos pueden identificar sus componentes o crear nuevas partículas investigando la naturaleza de las relaciones entre ellas. Envolviendo los lugares de colisión, se monta una compleja instrumentación constituida por variados tipos de detectores.

Ya que los aceleradores y detectores del CERN requieren la más alta tecnología, el CERN trabaja en estrecha conexión con el mundo industrial beneficiándose ambas partes de esta colaboración. De una manera indirecta podemos decir que una parte importante de la humanidad se siente favorecida por estas colaboraciones. Fruto de las tecnologías desarrolladas en el CERN durante las investigaciones sobre las partículas, se han logrado importantes avances en terapias del cáncer, oftalmología, descubrimientos médicos e industriales, manejo y fabricación de radiaciones, instrumentos de medida, sin olvidar la creación del www (World Wide Web) por un científico del CERN.

Para todo esto, el CERN disponía, antes del LHC, del mayor complejo mundial de aceleradores de partículas interconectados entre sí. Los dos de mayores dimensiones son el SPS (Super Proton Synchroton) de 450 GeV y 6,9 km de circunferencia; y el LEP (Large Electron Positron) de 87 + 87 GeV, y una circunferencia de 26,7 km. El conductor de los haces de partículas se aloja en túneles de 3 a 4 m de diámetro, a una profundidad variable entre 50 y más de 100 m. El último acelerador LEP tenía 4 Puntos de experimentación consistentes, cada uno, en un complejo de grandes cavernas, cámaras y galerías interconectadas. Desde 1998 el CERN fue montando el nuevo y más potente acelerador LHC (Large Hadron Collider), aprovechando las instalaciones anteriores del LEP, para lo cual necesitó construir nuevas cámaras para alojar los nuevos imanes, nuevos túneles de inyección de partículas y nuevas cavernas de experimentación. El coste total del experimento LHC rondaba al final de las obras 4.000 millones de euros (6.100 millones de CHF).

Durante el proyecto y, también, durante la obra, los físicos introducían algunas modificaciones fruto de pequeños ajustes que resultaban de las conclusiones de otros experimentos en curso o, simplemente, de mejoras que consideraban necesarias.

Para que el lector se haga una idea de los requerimientos que se imponían al trazado de los túneles – al menos, en los contratos en los que yo participé- el contratista de ejecución debía conseguir que el centro de la sección excavada de los túneles no estuviera fuera de un círculo de 50 mm de radio. Así mismo, las tolerancias del revestimiento final de hormigón en clave y hastiales eran de +20 mm hacia el exterior y 0 (cero) hacia el interior respecto de la geometría teórica. Estos márgenes venían impuestos por la infinidad de elementos de precisión de medida que van fijos o colgados del hormigón. Las tolerancias en el hormigón de solera eran de +0 y –10 mm. En este caso, los soportes del “beam” del haz de partículas solo permitían esa magnitud de ajuste de montaje.

Los planos de ejecución, se introducían en el Servidor del CERN y eran abiertos por más de 20 equipos de técnicos los cuales los aprobaban o introducían modificaciones. Los planos eran de exactitud milimétrica – como los de ingeniería industrial – de forma que el lector de cada plano no solo se fijaba en lo impreso, o editado, sino que “pinchaba” donde quería para realizar sus ajustes. Si el plano se devolvía con modificaciones o sugerencias de modificaciones, en la mayor parte de los casos solo se apreciaban si se pinchaba en cada punto en cuestión y se veía la modificación de sus coordenadas. Aunque el plano parecía el mismo, realmente no lo era. Cada una de estas modificaciones exigía cambiar la referencia del plano, aprobarlo nuestro Ingeniero responsable de esa parte de la obra, revisarlo el controlador de la calidad y, una vez verificado que todo era correcto, se introducía de nuevo en el Servidor del CERN.

Debo decir que yo he tenido siempre una mentalidad de ingeniero geotécnico, conocedor de las tolerancias necesarias en geotecnia, y muy apegado a la obra y, por tanto, conocedor de las “generosas” tolerancias inevitables en, por ejemplo, la puesta en obra de un hormigonado de los hastiales de un túnel. Por ello, los cambios de los planos debidos a que se movía un equipo 2 mm y, como consecuencia, el hastial se debería retranquear dicha magnitud, me resultaban chocantes. La obra iba a ser la misma pero éramos conscientes de que dentro de ella tenía que caber lo previsto y con las tolerancias exigidas.

El coste de editar unos planos con las modificaciones necesarias implicaba una serie de horas a cargo de varias personas para cumplir con el procedimiento de calidad exigido por el CERN. Además de la modificación gráfica en sí, había que abrir un protocolo de “Change Order” más otro de “Project Variation Notice”, con lo que el coste de mover una pared de 10 m de longitud, una magnitud de 3 mm, acarreaba un coste de Ingeniería de varios cientos de euros cuando no de algún millar.

Imagínese el lector español nuestra actitud cuando recibíamos una orden de modificación de un plano, bien por escrito, o bien, después de escuchar a un físico sus razones para tener que mover uno de los imanes (magnets) para conseguir una trayectoria de desvío del haz de partículas en una de las cámaras de unión de túneles. Y que el orificio a realizar en la pared testera de esta cámara, de 80 cm de diámetro, debía desplazarse 1 mm hacia el hastial derecho. Nuestra calculadora mental nos decía que el coste de modificación de tres planos era de 2.000 euros. Es lógico que escucháramos con extraordinaria avidez de reformas pues cada una de estas modificaciones aumentaba el monto del contrato, primer aspecto importante, y nuestra forma de trabajar bastante más flexible – sin perder la calidad necesaria – que la europea, permitía una razonable rentabilidad de nuestra ingeniería..

Pero debería explicar los procedimientos que se seguían en los intercambios de documentos con el CERN pues pueden hacer comprensibles los costes de la ingeniería en esta obra.

Cada plano quedaba definido por un conjunto de 18 guarismos, la mayor parte de ellos permitían una identificación precisa de la obra que se trataba, de su validez de aplicación y unos pocos se referían a la posible revisión del plano anterior incluyendo su fecha. Cuando un conjunto de planos debían modificarse, teníamos que solicitarlo al Servidor del CERN quien nos emitía el archivo con los códigos ya modificados y preparados para dicha revisión. Desde ese momento ningún usuario del CERN podía consultarlos e imprimirlos y mucho menos usarlos para construir. Dichos planos se insertaban en nuestro servidor particular el que, a su vez, permitía solo a determinados usuarios introducir modificaciones. Los planos se “abrían” y, en el caso anteriormente mencionado de un desplazamiento milimétrico de un hueco en un testero de una caverna, se cambiaban todos los contornos de las obras afectadas de forma que si se pinchaba en cada vértice o intersección de líneas etc.,.., las coordenadas eran las nuevas comunicadas por los físicos. Cerrado el plano en nuestro servidor, un Ingeniero de Calidad lo abría de nuevo para verificar que los cambios eran los correctos. Terminado el plano y regresado a nuestro servidor se enviaba a nuestro socio en el Reino Unido quien realizaba las modificaciones oportunas de su competencia (en este caso relacionadas con las obras en superficie) y, finalmente, se introducía en el Servidor del CERN. Allí era abierto por los físicos y por otros usuarios de instalaciones auxiliares verificando que su “beam” (haz de partículas) podía desarrollarse sin trabas de la obra civil. Entonces, el Ingeniero civil Director de Proyecto de estas obras del CERN, daba el visto bueno para construcción y nos lo devolvía para que nuestra oficina de obra en Ginebra, se lo transmitiera al contratista de la obra correspondiente.

Todas estas aperturas y cierres de planos, con la garantía de calidad de que el plano era el correcto para ser ejecutado, implicaban muchas horas a contabilizar, quizás pocas de ingeniería entendida como tal y bastantes más en calidad de procedimiento. Si tenemos en cuenta los costes horarios de los intervinientes (actualizados hoy a 105 € un Senior Engineer o 80 € un Cadman), se pueden comprender los costes notables que he comentado anteriormente. Hoy debo de reconocer que la Ingeniería en estos contratos tipo FIDIC tiene reconocido un coste al que no estamos acostumbrados los Ingenieros Geotécnicos españoles, por bien remunerado respecto de los contratos en España.

Debo reconocer que también hubo ocasiones en las que la “Geotecnia” impuso sus condiciones a la trayectoria de las partículas. Pocas. En el “Sillón de St. Génis”, una paleovaguada de origen glaciar modificaba el techo de la molasa en la que se han excavado casi todos los túneles. La baja calidad de la molasa en el fondo de la vaguada, hizo necesario modificar la rasante del túnel en esa zona. Como no se podía cambiar la cota general del túnel, solo se modificó bajo la vaguada, obligando a que los físicos instalaran dipolos antes, durante y después, para reconducir el haz convenientemente.