¿Cómo se construye un túnel?

La construcción de túneles es un proceso complejo y técnico que requiere de una amplia variedad de maquinaria especializada. Desde la planificación inicial hasta la perforación y el revestimiento, cada etapa de este proceso es crucial para el éxito del proyecto. Vamos a explorar con mayor detalle las tipologías de túneles y la maquinaria utilizada en cada uno de sus procesos constructivos.

Tipologías de Túneles

Túneles Mecanizados (TBM)

Los túneles mecanizados se construyen con una Tuneladora (TBM), una poderosa pieza de ingeniería capaz de excavar a través de casi cualquier tipo de terreno. Estas máquinas son diseñadas específicamente para el proyecto en cuestión, teniendo en cuenta las condiciones geológicas y los requisitos de diseño del túnel.

• Diseño Personalizado: Cada TBM es única, diseñada para enfrentar las condiciones específicas del suelo y la presión.
• Eficiencia y Seguridad: Minimizan el riesgo para los trabajadores al automatizar el proceso de excavación y soporte.

Túneles de Perforación y Voladura (NATM)

Este método se basa en la flexibilidad, adaptándose a los cambios en las condiciones geológicas. La técnica de perforación y voladura es más manual y laboriosa pero permite un mayor control en terrenos difíciles.

• Versatilidad: Ideal para rocas duras o condiciones geológicas variadas.
• Control Preciso: La secuencia de detonación se planea meticulosamente para moldear el túnel según los requerimientos exactos.

Túneles Cut-and-Cover

El método Cut-and-Cover es utilizado principalmente en entornos urbanos. Implica excavar una trinchera abierta, construir el túnel y luego cubrirlo de nuevo.

• Impacto en el Entorno: Aunque este método es más disruptivo para el entorno superficial, es eficaz para construir túneles poco profundos.
• Costo-efectividad: Generalmente, es más económico que otras técnicas de construcción de túneles.

 

Maquinaria Esencial en la Construcción de Túneles

 

1. Tuneladoras (TBM)

Las Tuneladoras (TBM) representan una revolución en la ingeniería de túneles, permitiendo la construcción rápida y eficiente de largos pasajes subterráneos. Estas máquinas se clasifican principalmente en TBM de escudo blando y TBM de roca dura, cada una diseñada para tipos específicos de terreno.

• Perforación: Utilizando una cabeza giratoria cubierta con discos de corte de acero, la TBM desintegra el terreno al frente, permitiendo la excavación precisa de túneles en una variedad de condiciones geológicas. Esta cabeza giratoria puede extenderse hasta varios metros de diámetro, lo que permite la creación de túneles de diferentes tamaños.
• Retiro de Escombros: Integrado a la TBM, un eficiente sistema de cintas transportadoras recoge los escombros generados durante la perforación, transportándolos hacia la salida del túnel. Este sistema minimiza la interrupción de la operación de perforación y mantiene limpio el frente de trabajo.
• Revestimiento: A medida que la TBM avanza, secciones prefabricadas de revestimiento de concreto, conocidas como dovelas, son instaladas automáticamente para soportar las paredes del túnel. Este proceso asegura la estabilidad estructural del túnel inmediatamente después de la excavación, reduciendo el riesgo de colapsos o desprendimientos.

2. Equipos de Perforación Jumbo

Estos equipos son fundamentales en la metodología de construcción de túneles por perforación y voladura, especialmente en roca dura donde las TBMs pueden ser menos efectivas.

• Alta Precisión: Los Jumbos están equipados con uno o varios brazos articulados que pueden ser posicionados con precisión para realizar perforaciones en los patrones exactos necesarios para la colocación de explosivos. Este nivel de control es crucial para asegurar la eficacia de la voladura y la forma deseada del túnel.
• Flexibilidad: La movilidad de estos equipos permite su rápido reajuste y posicionamiento conforme avanza el frente de trabajo, adaptándose a los cambios en la orientación o el diseño del túnel. Su capacidad para operar en diferentes ángulos y alturas hace de los Jumbos herramientas versátiles en cualquier proyecto de túnel.

3. Equipos de Carga, Transporte y Descarga (LHD)

Después de la excavación, los vehículos LHD se encargan de retirar y transportar los escombros fuera del túnel.

• Agilidad: Diseñados específicamente para la navegación en los espacios confinados de un túnel, estos vehículos son compactos pero poderosos, capaces de maniobrar con facilidad alrededor de curvas estrechas y sobre terrenos irregulares.
• Potencia: A pesar de su tamaño relativamente compacto, los LHD tienen una capacidad sorprendente para cargar y mover grandes cantidades de material, lo que los hace indispensables para mantener el ritmo de la construcción y asegurar la limpieza del área de trabajo.

4. Bombas de Hormigón

La fase de revestimiento es vital para la estabilidad a largo plazo del túnel, y las bombas de hormigón desempeñan un papel clave en este proceso.

• Alcance y Eficiencia: Estas bombas son capaces de transportar hormigón a través de largas mangueras hasta el frente de trabajo, permitiendo un revestimiento continuo y uniforme de las paredes y el techo del túnel. Esto es especialmente importante en secciones donde el acceso es limitado o donde la rapidez de ejecución es crucial para la seguridad estructural.
• Versatilidad: Las bombas de hormigón modernas pueden manejar una amplia gama de mezclas de hormigón, desde las más fluidas hasta las muy densas, permitiendo su uso en diferentes condiciones y etapas del proyecto de construcción del túnel.

5. Equipos Auxiliares

• Sistemas de Ventilación: Los sistemas de ventilación no solo proporcionan aire fresco a los trabajadores, sino que también ayudan a controlar la dispersión del polvo y los gases potencialmente peligrosos generados durante la excavación y la voladura.
• Iluminación Robusta: La iluminación es esencial no solo para la visibilidad general, sino también para la seguridad operativa. Las soluciones de iluminación en túneles deben ser robustas y capaces de soportar el ambiente húmedo y polvoriento.
• Vehículos de Transporte: Adaptados para el entorno único de los túneles, estos vehículos facilitan la logística al transportar materiales, equipos y personal a través del túnel. Su diseño considera la necesidad de eficiencia y flexibilidad en un espacio confinado.