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La ciencia detrás de la excavación de un túnel
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Esta es la Megaobra del Túnel de la LíneaEsta es la Megaobra del Túnel de la Línea
Túnel de La Línea obras

Trabajadores hacen los últimos retoques estéticos al Túnel de La Línea que será inaugurado el próximo viernes 4 de septiembre. Tiene una longitud de 8.65 Jaiver Nieto. EL TIEMPO

La ciencia detrás de la excavación de un túnel

Estos son los principios básicos para la construcción de estas monumentales obras de ingeniería.

Los túneles vuelven a estar de moda en Colombia a causa de la inauguración, programada para el viernes, del túnel de La Línea, una de las obras de ingeniería más importantes en la historia del país, cuya planeación se inició hace más de un siglo.

Ahora, cuando miles de personas transiten diariamente por los 8,9 kilómetros subterráneos entre Calarcá (Quindío) y Cajamarca (Tolima), seguramente se preguntarán cómo se llevan a cabo este tipo de obras, destinadas a acortar los tiempos de viaje entre dos puntos separados por un obstáculo que puede ser natural o antropogénico. En este caso, las montañas de la cordillera Central de los Andes.

EL TIEMPO consultó a Germán Pardo Albarracín, presidente de la Sociedad Colombiana de Ingeniería y una autoridad internacional en la construcción de túneles, para intentar entender los principios de ingeniería y los desafíos que entran en juego a la hora de construirlos.

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¿Por qué los túneles?

De acuerdo con Pardo, la ingeniería de túneles es la confluencia entre las ciencias de la Tierra (que estudian la estructura, morfología, evolución y dinámica de la corteza del planeta) y ciencias exactas, como las matemáticas, la física, la química, la geología, la hidrología, la hidrogeología y la geofísica, entre otras, para la generación de soluciones de transporte subterráneo, bien sea de pasajeros o de diferentes tipos de carga.


“La idea de construir túneles surge de la necesidad de superar un obstáculo natural, generalmente un macizo montañoso. Pero, además de la montaña, existen otras barreras que se pueden superar mediante túneles, como los cursos de agua fluviales o marinos y las zonas urbanas densamente edificadas”, asegura Pardo, y agrega que entre los usos más frecuentes de los túneles se encuentran los vehiculares, ferroviarios, peatonales, hidráulicos y mineros.

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Pardo explica que la construcción de un túnel se puede dividir en cuatro fases claves: en primer lugar está el planteamiento geológico, que consiste en conocer, con el mayor nivel de detalle, el terreno en el que se va a llevar a cabo la obra de infraestructura, tanto a nivel geológico (qué tipo de materiales lo forman y cómo están estructurados) como geotécnico (cómo se van a comportar los materiales afectados por la excavación).

Luego sigue el estudio del trazado, es decir, por dónde va a pasar. “Es en este punto cuando empieza el arte”, afirma Pardo. Y continúa: “Se deben conectar los puntos A y B teniendo en cuenta la distancia más corta posible, y considerando condicionantes como el agua, la presencia de gases inflamables, roca no competente y fallas geológicas, entre otros”, añade.

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La tercera fase se conoce como ‘diseño de sostenimiento y mantenimiento’ y se realiza en función del método constructivo elegido. El primer término se refiere a la capa de concreto esencial para la supervivencia de la infraestructura, que evitará que el hueco colapse y se cierre y, el segundo, a la posterior capa de concreto que estará a la vista de los usuarios del túnel.

Finalmente, se llega la etapa de elección del proceso constructivo, que depende de varios factores como el tipo de terreno para excavar y su longitud. Sobre este punto, Pardo explica que, no obstante el acelerado avance de la tecnología, “sorprende encontrarse con que algunos métodos de construcción de túneles apenas han variado en los últimos 200 años”. Se trata de los llamados métodos tradicionales, como el belga o el alemán, todavía de amplio uso en entornos urbanos.

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“Estos métodos –indica Pardo– consisten en excavar la roca con métodos convencionales (como explosivos) o mecánicos (con herramientas como los martillos hidráulicos y rozadoras) y están en manos de personal humano, por lo que se hacen necesarias cuadrillas de trabajadores cualificados y con experiencia en la práctica del sistema”. Otra opción es la construcción con máquinas tuneladoras TBM (Tunnel Boring Machine, en inglés), las cuales se han utilizado en Colombia para túneles de transporte de agua como el de los Rosales, que atraviesa los cerros orientales de Bogotá y abastece de agua a la ciudad.

En cualquier caso, siempre se tratará de empresas llenas de desafíos entre los que, según Pardo, se destaca el que impone la naturaleza, pues aunque los estudios geológicos pueden llegar a ser muy detallados, nunca se sabe con certeza el tipo de rocas y la dureza con que se encontrarán los ingenieros durante las labores de perforación.

“Es necesario tener una buena capacidad de adaptación y contar con las herramientas y el personal idóneo para hacerlo. En Colombia hemos estado trabajando en este sentido y, con la llegada de las vías de cuarta generación, que contemplan 250 kilómetros de trayectos subterráneos, seguiremos perfeccionado este conocimiento”, apunta Pardo.

NICOLÁS BUSTAMANTE HERNÁNDEZ
Redactor de Ciencia
​@ScienceNico

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