Túneles con precisión

Cuando los técnicos de urbanismo de Madrid se dieron cuenta de que la congestión viaria en las carreteras de circunvalación de la capital estaba paralizando la ciudad, crearon el marco para lo que se convertiía en uno de los proyectos de ingeniería civil más importantes y más complejos de la historia de España.
Hasta 2012, la ciudad habrá invertido casi 8.000 millones de euros para solucionar el problema del tráfico en un proyecto viario conocido como la M30.
Una de las muchas soluciones incluidas en el proyecto fue un túnel de 3.650 metros de largo que cruza el centro de la ciudad, a menos de 6,5 metros de una línea de metro en algunos puntos. Acabado a mediados de 2007, el “Bypass Sur” de la M30 tiene tres carriles en cada túnel y arcenes en cada lado.

En el momento de su construcción, las dimensiones excavadas del túnel, con un diámetro de 15,2 metros, fueron las mayores jamás especificadas. Esto a su vez exigía la construcción de una clase totalmente nueva de tuneladoras.
Se utilizaron dos máquinas, una en cada extremo del túnel. Las tuneladoras se suelen construir a medida para cada proyecto, dice Erwin Brakenhoff, director comercial de Trelleborg Bakker en Holanda. Aunque cuestan millones de dólares, una tuneladora ofrece ventajas frente a otros métodos en términos de seguridad y tiempo.
Además, es extremadamente precisa, lo que, a su vez, reduce el coste de revestir el túnel. Por lo tanto, están más indicadas en zonas urbanas.
Para Alfredo Avello, Director de Abyo, una empresa de túneles en España, el túnel de la M30 fue un éxito de equipo. Este proyecto fue liderado por el Ayuntamiento de Madrid, y dos joint ventures de empresas españolas excavaron los túneles mientras otras empresas ejecutaron obras auxiliares muy importantes en la superficie, dice Avello. Y ha sido un placer trabajar con Trelleborg, que suministró las juntas para sellar los segmentos en ambos túneles.
Cómo perforar
En Madrid, las dos tuneladoras perforaron arcillas blandas y duras, y yeso a una profundidad máxima de 75 metros, muy por encima del acuífero. Por término medio, se excavaron unos 100 metros de túnel por semana, con un máximo de 180 metros. Una tuneladora pesa casi 4.500 toneladas y mide 114 metros de largo. Como un topo, avanza lentamente mientras excava un agujero. En Madrid, unos gatos hidráulicos de gran potencia, con una presión de 316.000 kN, empujaron las tuneladoras hacia delante, mientras se las servía por la parte acabada del túnel.
 
Una tuneladora contaba con un Escudo de Balance de Presión de Tierras (EPBS), que mantenía, para evitar hundimientos, una presión constante sobre el frente que se estaba excavando. El principio es parecido a construir un castillo de arena en la playa; cuanta más presión se aplica a una torre, por ejemplo, más fuerte se hace.
Saber dónde y qué excavar
Antes de excavar un túnel ferroviario, de carretera o para la conducción de cables o aguas, hay que conocer perfectamente las condiciones del suelo por donde pasará el túnel. Para ello, se toman muestras de las rocas o se utiliza tecnología avanzada de imágenes que explora el recorrido de ondas sonoras a través del suelo.
Revestir las paredes del túnel
Durante el proceso de perforación, se construye la pared del túnel con dovelas segmentadas dentro de la cola de la tuneladora. Por lo tanto, a medida que avanza la máquina, deja atrás un túnel ya revestido.

En Madrid, para cada anillo se utilizaron dovelas de 2 metros de ancho y 600 mm de grueso, cada una de las cuales pesaba unas 14 toneladas. Cada anillo se compone de 10 segmentos conectados por pernos y entre cada segmento una junta de Trelleborg para asegurar una estanqueidad total.
El túnel de Madrid se excavó con un diámetro exacto de 15,2 metros. Sin embargo, el diámetro interior definitivo es de 13,45 metros. La diferencia entre las dos dimensiones se explica por el grueso de los segmentos y una capa de mortero entre estos y la pared exterior del túnel.
Las juntas pueden ser relativamente pequeñas y su coste puede ser mínimo, al compararse con el coste total de la obra, pero son esenciales para impermeabilizar el túnel, dice Erwin Brakenhoff, Director Comercial de Trelleborg Bakker en Holanda.
Sacar la tierra
La segunda tuneladora tenía una doble cabeza cortadora, con una rueda interior y otra exterior que podían girar en sentidos opuestos. La rueda de corte interior, que tenía un diámetro de 7 metros, también podía situarse por delante de la rueda exterior si hacía falta. Este sistema innovador ayudaba a la máquina a equilibrar el enorme par motor generado al poner en marcha la tuneladora, evitando que girara sobre su eje. En total, la cabeza de corte doble estaba equipada con 57 cortadores de disco, 332 picas, 24 rascadores y un cortador central.
Tres sinfines en la tuneladora sacaban el material, hasta 2.750 toneladas por hora, hasta el sistema principal de correas transportadoras instalado en los túneles para llevarlo a la superficie.