CONSTRUCCION DE TUNELES

El aprovechamiento del espacio subterráneo constituye en la actualidad una de las

alternativas más idóneas para el desarrollo de vías rápidas de comunicación.

A pesar de su mayor costo con respecto a otras soluciones de superficie, su

implementación significa cada vez mayores ventajas, tanto desde el punto de vista

medio ambiental como por su funcionalidad (Distancias más cortas, mayor seguridad,

menor impacto ambiental, oportunidad de mejor aprovechamiento del suelo, etc.)

En la mayoría de los casos, los túneles se han diseñado y construido para salvar

obstáculos naturales y permitir el acceso a vías de comunicación para transporte urbano

(Metros), transvases, conducciones de agua y/o fluidos, para unir islas o estrechos, para

pasos fluviales, en cuyo caso el trazado se efectúa bajo una lámina de agua, etc.

Las excavaciones subterráneas están estrechamente ligadas o relacionas con la energía y

los recursos minerales (aprovechamientos hidroeléctricos, centrales, explotaciones

mineras, almacenamientos subterráneos), con la conducción del agua (riego, agua

potable, alcantarillado pluvial y sanitario; Fig. 1, etc.)

Fig. 1 Túnel del Sistema de Alcantarillado Mixto de la ciudad de Quito. (El Batan)

Dentro de la amplia variedad de usos del espacio subterráneo, gran parte de los túneles

se excavan para infraestructura del transporte, basándose su diseño en la seguridad y

economía. En el Ecuador, el gran limitante económico ha restringido su uso en esta área

donde mayor aplicación se encuentra en otros países. El muchas veces errado concepto

del ahorro ha significado el desarrollo de obras a cielo abierto que han destruido

microsistemas, arrasado con el medio ambiente, cobrado vidas humanas; y si

analizaríamos los costos que esto ha representado, con mucha seguridad llegaríamos a la

conclusión de que a corto, mediano y largo plazo mucho más conveniente hubiese sido

construir una obra subterránea.

La importancia del conocimiento geológico en los túneles ya fue puesta de manifiesto

por Terzaghi “La Geología más que ningún otro factor determina el grado de

dificultad y costo de una excavación subterránea”. Este conocimiento no solo es

necesario para proyectar adecuadamente el túnel, sino para evitar fundamentalmente

sobrecostos, accidentes y retrasos imprevistos.

Las investigaciones geológicas en los túneles son, en general, mas costosas que en otras

obras de ingeniería civil, sin embargo, el no dedicar suficientes medios a estos estudios

puede conducir a situaciones imprevistas: “cuando el terreno no se investiga, el

terreno es un riesgo”.

La inversión adecuada en los estudios geológicos-geotécnicos depende de la

complejidad geológica, longitud del túnel, espesor de recubrimientos, coberturas

mínimas, etc. y puede llegar a representar el 3% de la obra, por debajo de este

porcentaje se incrementan los casos de túneles con problemas, y por encima los

imprevistos son mínimos. (Waggoner y Daugharty, 1985)

Ante la importancia, tanto técnica como económica, de las investigaciones in situ resulta

esencial llevar a cabo una correcta planificación de las mismas.

Una vez que se cuente con los estudios y este definido el trazado y el tipo de problemas

geológicos previsibles, debe diseñarse el sistema constructivo que lleve a la obtención

de la sección definitiva. En función del sistema constructivo elegido se diseña y calcula

tanto el sostenimiento primario (Provisional) como el secundario (Definitivo). Este

último debe instalarse en función de la seguridad de la obra a largo plazo, condiciones

de funcionamiento, etc., pudiendo considerarse, o no, que parte de la carga la absorbe el

sostenimiento primario.

Durante y posterior al proceso de excavación, se debe comprobar, que el conjunto

terreno-sostenimiento se comporta de forma debido, y es por esto que se hace

imprescindible la auscultación (Medida de convergencias, presión de tierras, etc.).

Por otro lado, y bajo el punto de vista constructivo, la ejecución de un túnel también

implica la resolución de diversos problemas: Excavar el avance del túnel de tal manera

que el frente sea estable un cierto tiempo, durante el cual se debe proveer el

sostenimiento primario (Provisional) que sujete bóveda y hastíales en la zona recién

excavada y en la inmediatamente próxima; ello implica que el cambio de tensiones

inducidas por la excavación tiene que ser compatible con las características del terreno y

el sostenimiento.

La excavación siempre supone una decomprensión del terreno, pudiendo permitirse que

este se relaje parcialmente, de forma que, cuando se coloque el sostenimiento, la presión

de equilibrio sea relativamente baja.

Finalmente, una vez superada esta etapa en todo el trazado de un túnel, se procede con

el sostenimiento secundario (Definitivo) como el que se aprecia en la Fig. 2.

Fig. 2 Túnel en la Central Hidroeléctrica de Alao. Provincia Chimborazo.

La necesidad cada vez más frecuente de recurrir a la alternativa de las obras subterráneas ha

significado un crecimiento y desarrollo de nuevas tecnologías dentro de las cuales el uso de

equipos sofisticados y productos novedosos hace imperiosa su utilización pues las ventajas tanto

técnicas como de seguridad y sin olvidar el costo son prioritarias.