Aplicación de la ingeniería en obras subterráneas: Túneles

La ingeniería en obras subterráneas se enclava en un lugar muy relevante dentro del ámbito de la ingeniería civil, por ser indispensable en casi cualquier tipo de proyecto; debido a sus condicionantes específicos de ejecución o por la necesidad inherente de mejora que se presenta constantemente en el marco de su seguridad.

Por todo ello, la definición de túnel cobra un papel importante dentro del contexto de la ingeniería en obras subterráneas; constituyendo un punto de partida esencial para todos aquellos ingenieros que se inicien en los postulados de las obras subterráneas. Según la Real Academia Española de la Lengua, túnel se define como “Aquel paso subterráneo abierto de forma artificial, con el objetivo de establecer una comunicación a través del monte, por debajo de un río, o salvar cualquier otro obstáculo”.

ILUSTRACIÓN I. OBRA SUBTERRÁNEA. FUENTE: ANÓNIMA

Con base a lo dicho anteriormente, la ingeniería en obras subterráneas tratará de dar una visión concisa y al mismo tiempo lo más amplia posible, de todo lo que implica el concepto de un túnel; y no sólo desde el punto de vista especifico del diseño o dimensionamiento del mismo, sino principalmente, desde el punto de vista de ejecución; pues no se debe olvidar nunca que un túnel, en sí, es una obra de ingeniería con un elevadísimo porcentaje de incertidumbre; el cual a veces es muy difícil de cuantificar.

Por lo tanto se convierte en una obra en la cual se deben delimitar con exactitud todos aquellos aspectos generales a contemplar en la fase de proyecto y dimensionamiento, así como todas aquellas herramientas informáticas de aplicación a utilizar en la fase de diseño y ejecución.

ILUSTRACIÓN II. OBRA SUBTERRÁNEA. FUENTE: ANÓNIMA

En cualquier proyecto subterráneo (túnel, mina, central hidroeléctrica, galerías) la geología juega un papel dominante en las etapas de diseño y construcción de esta infraestructura, en especial para los túneles, determina su viabilidad, costo y evaluación de desempeño ante comportamientos mecánicos e hidráulicos específicos (Kuesel et al., 2012). Sin embargo, la experiencia indica que una gran parte de las dificultades que surgen durante su construcción están intrínsecamente relacionadas con el comportamiento geomecánico y su relación directa o indirecta con el agua (Sánchez, 2009).

Para Kuesel et al. (2012) algunos de los retos o desafíos formidables que presentan el diseño de túneles son:

• Existe gran incertidumbre en todos los proyectos subterráneos.
• El costo y la viabilidad del proyecto está dominado por la geología.
• Todas las características de la investigación geológica en esta tipología de proyectos son exigentes que en los de ingeniería tradicionales.
• La geología e hidrogeología regional debe ser conocida.
• El agua subterránea es una condición compleja de predecir durante la construcción.
• Los programas de exploración geológica recuperan relativamente un volumen minúsculo del núcleo de perforación, menos del 0,0005% del volumen excavado del túnel.

Muir y Kirkland (1985) establecieron que la importancia de la investigación de una obra subterránea debe ser balanceada en todos los campos del conocimiento y que los recursos invertidos deben ser proporcionales al grado de desconocimiento del medio. De lo contrario, se dará importancia desmesurada a áreas específicas en los informes que serán empleados en el emplazamiento del proyecto subterráneo y este a su vez genera problemas a futuro.
Una investigación a fondo en un proyecto de diseño y construcción de un túnel contribuye a evaluar la factibilidad, seguridad, diseño y economía del proyecto; al tener una cuantía mayor (sobrecostos) y disputas legales durante la construcción (Kuesel et al., 2012).

Por último, cabe destacar que el resultado final de un túnel depende de una forma directa de la labor certera de la ingeniería, y en concreto de los ingenieros que trabajen en las distintas fases de ejecución: desde el inicio mismo de la excavación hasta los últimos aspectos concernientes a la impermeabilización y revestimiento del mismo.

Referencias:

• Kuesel, T. R., E. H. King, y J. O. Bickel (2012), Tunnel Engineering Handbook, Springer US
• Muir, W. A., y C. Kirkland (1985), Tunnelling hazards and risk sharing, ‘Tunnelling 85’, Institution of Mining and Metallurgy, 295-300.
• Sánchez, D. M. (2009), Drenaje e Impermeabilización durante la construcción y Explotación de Túneles, Universitat Politècnica de Catalunya, 1-37.

Autor: Manuel Gómez Martínez. Docente del Máster en Diseño, Construcción y Mantenimiento de Carreteras de EADIC.