Las tuneladoras se convirtieron en la mejor arma de los ingenieros y constructores para realizar obras subterráneas con mayor seguridad y precisión y en menor tiempo que si se desarrollaran con los métodos tradicionales.

Con tres Cordilleras, que atraviesan su territorio de sur a norte y donde están ubicadas varias de sus principales ciudades, Colombia es uno de los países de la región que más retos representa a la hora de desarrollar grandes obras de infraestructura. Estos macroproyectos son de vital importancia para la interconexión vial de la nación y para la optimización de servicios públicos, como agua y alcantarillado, en distintas regiones.

En medio de estas características topográficasy geológicas tan puntuales, la ingeniería ha encontrado en las obras subterráneas la mejor alternativa para interconectar los distintos puntos del país.

Pero al trabajar en las entrañas de la tierra a cientos de metros de la superficie,la labor se debe realizar con mayor planeación, con cálculo extremo, con una perfección que garantice la seguridad del equipos humano que lolleva a cabo y la menor alteración del entorno ambiental.

Los artíficesde esta infraestructura han encontrado en la maquinaria especializada y en el constante avance tecnológico las herramientas para desarrollar las obras con los mayores estándares de calidad, que le han permitido al país pasar de tener en los inicios de la década algo más de una treintena de túneles, para el tránsito vehicular, a contar en la actualidad con 90, algunos de los cuales ya están en operación y otros se están ejecutando. A este desarrollo vial se suman las obras hidroeléctricas y de acueducto y alcantarillado que también le apuntan al uso de túneles para el tránsito y almacenamiento del líquido vital.A la hora de hablar de esta clase de infraestructura, la palabra clave es tuneladora, el excavador mecánico que en la actualidad ha alcanzado el estrellato y la fama entre los ingenieros dedicados a conectar dos puntos de la superf cie a través de callejones subterráneos.La mejor descripción que se puede hacer de esta máquina es que es un taladro gigante con tal potencia y fuerza que puede atravesar cualquier tipo de terreno, al pesar, en promedio, 4.300 toneladas y usar en su funcionamiento una potencia de casi 12 mil kilovatios.

Factores clave
Las características del terreno son el factor determinante para elegir la máquina adecuada para el trabajo, y para ello se debe tener en cuenta la estabilidad que ofrece, sus movimientos y posibilidades del sostenimiento de la máquina y posteriormente del túnel, una vez su construcción finalice.

“Los equipos que normalmente se usan en la construcción de túneles dependen de varios factores entre ellos: tipo de terreno, área de la excavación, longitud de ésta, objetivo de la obra subterránea, tiempo disponible para el desarrollo de los trabajos y muchos más. Sin embargo, se pueden agrupar por método de excavación así: perforación con jumbos y voladura, mecanizada con tuneladora (TBM – Tunnel Boring Machine) y mecanizada con rozadoras, excavadoras, etc.”, explica Héctor Salazar Bonilla, ingeniero civil, M.Sc. en puentes y túneles y Ph.D. en túneles.

En lo que tiene que ver con las características del terreno en el que se va a desarrollar la obra, el experto asegura que estas determinan el tipo, tamaño y características de los equipos de excavación. Los terrenos tipo suelo, blandos y con poca capacidad de autosoportarse requieren de una excavación seguida de una instalación rápida del soporte por lo cual para túneles largos es frecuente el uso de tuneladoras del tipo escudo o tipo EPBM (Earth Pressure Boring Machine).Cuando se presentan presiones de agua, y para túneles cortos o cavernas o galerías es más usada la excavación mecanizada en secciones parciales con excavadoras o rozadoras. Para terrenos tipo roca blanda y fracturada es posible el uso de los equipos similares a los descritos anteriormente, pero con herramientas adecuadas a una mayor resistencia de la roca. Asimismo se puede usar el sistema de perforación y voladura considerando excavaciones parciales y con cortas longitudes de avance para soportar rápidamente la excavación. Para roca dura, fresca, resistente y poco meteorizada se usa normalmenteequipos tipo jumbo para perforación y voladura con explosivos, aunque si la resistencia es adecuada también se pueden usar tuneladoras abiertas tipo gripper.

La TBM
Las tuneladoras TBM o conocidas como topo son las que actualmente se llevan los aplausos y son las predilectas en los macroproyectos que hoy se construyen en Colombia. La TBM está especialmente diseñada para trabajos en terrenos de roca dura, que generalmente presentan alta estabilidad, y su tarea no se limita simplemente a perforar el terreno, sino que además realiza la extracción del material que va rompiendo, transporta las herramientas que se necesitan para instalar el revestimiento de concreto del túnel y, en consecuencia, hace la instalación a presión de estas placas, que serán el caparazón del túnel.

La tuneladora, a medida que va rompiendo el terreno, con una cabeza giratoria gigante, integrada por varios discos de corte y movida por varios motores hidráulicos, va almacenando el residuo en esa misma rueda, que lo hace más sólido para luego enviarlo al exterior, a través de unas bandas giratorias y de cubículos similares a los vagones de un tren.

Esos mismos vagones, al comienzo del proceso han trasladado las placas de revestimiento, que luego serán instaladas en cada tramo por un brazo mecánico, hasta sellar toda el área.La moderna máquina, de fabricación europea principalmente, también cuenta con un equipos de back up o de rezago, que consiste básicamente en varias plataformas donde se ubica principalmente su equipos de ventilación y las herramientas que permiten la extracción del material excavado y que son movidas por la misma tuneladora.

Para realizar el trabajo con estabilidad y utilizar el máximo de su potencia en el empuje del terreno, la TBM utiliza grippers o zapatas móviles que sirven de apoyo para un sistema de gatos perimetrales, que a su vez hacen parte del anillo de sostenimiento y, al integrarse todos, permiten tener siempre el mismo punto f jo de empuje.Uno de los más recientes proyectos que se han desarrollado en Colombia con una TBM es el interceptor Fucha – Tunjuelo,túnel que tendrá como objetivo canalizar las aguas de los ríos Tunjuelo y Fucha, que posteriormente son vertidas al río Bogotá.Para esta obra, que tendrá una extensión de 9,4 kilómetros y un diámetro de 3,75 metros, el consorcio colombo francés Bessac -Soletanche Bachy – Conconcreto contrató en Alemania la fabricación de una TBM, que ha permitido acelerar la construcción de este túnel que se espera entre en funcionamiento antes de f nalizar el 2010.

Esta TBM, que fue fabricada por la empresa Herrenknecht, realiza el trabajo a una profundidad de 15 metros de la superf cie y avanza, en promedio, 22 metros al día. Al f nalizar la obra, que comenzó a ejecutarse en diciembre de 2007, la capacidad de captación del túnel será de 21 metros cúbicos de aguas residuales, por segundo. Todo el diseño y construcción del proyecto tuvo un costo de 159 mil millones de pesos.Esta clase de tuneladoras también han sido por estos días las protagonistas en los medios de comunicación europeos, pues cuatro de ellas (Gabi I, Gabi II, Sissi y Heidi) fueron las que permitieron que desde el pasado 15 de octubre, los Alpes suizos sean el epicentro del túnel más largo del mundo –San Gotardo-, con 57 kilómetros de longitud, que permitirá el transporte ferroviario de todas las mercancías que pasen por territorio suizo y que hace parte línea ferroviaria de alta velocidad entre Zúrich (Suiza) y Milán (Italia). Esta obra se comenzó a realizar en 1995 y estará completamente lista para su funcionamiento en el 2017.