Aplicación de la ingeniería en obras subterráneas: Túneles

La ingeniería de obras subterráneas ocupa un lugar muy importante en el campo de la ingeniería civil, ya que es fundamental en casi cualquier tipo de proyecto; por sus particulares condiciones de ejecución o por la inherente necesidad de mejoras que surgen constantemente en el contexto de su seguridad.

Por todo ello, la definición de túnel juega un papel importante en la ingeniería de obras subterráneas; constituyendo un punto de partida imprescindible para todos aquellos ingenieros que se embarcan en los postulados del trabajo subterráneo. Según la Real Academia Española de Idiomas, un túnel se define como “Este pasaje subterráneo abierto artificialmente, con el objetivo de establecer comunicación a través de una montaña, bajo un río o superar cualquier otro obstáculo”.

trabajo subterráneo
ILUSTRACIÓN I. OBRAS SUBTERRÁNEAS. FUENTE: ANONYMOUS

En base a lo anterior, 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 túnel; y no solo desde el punto de vista específico del proyecto o su dimensionamiento, sino principalmente, desde el punto de vista de ejecución; No se debe olvidar nunca que un túnel en sí mismo es una estructura de ingeniería con un alto porcentaje de incertidumbre; que a veces es muy difícil de cuantificar.

Por tanto, se convierte en un trabajo en el que se deben delimitar con precisión todos estos aspectos generales a considerar en la fase de diseño y dimensionamiento, así como todas las herramientas informáticas de aplicación que se utilizarán en la fase de diseño y ejecución.

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ILUSTRACIÓN II. TRABAJOS SUBTERRANEOS. FUENTE: ANONYMOUS

En cualquier proyecto subterráneo (túnel, mina, hidroeléctrica, galerías), la geología juega un papel preponderante en las etapas de diseño y construcción de esta infraestructura, especialmente para túneles, ya que determina su viabilidad, costo y evaluación de desempeño. y sistemas hidráulicos específicos (Kuesel et al., 2012). Sin embargo, la experiencia indica que la mayoría de las dificultades que surgen durante su construcción están intrínsecamente ligadas a su comportamiento geomecánico y a su relación directa o indirecta con el agua (Sánchez, 2009).

Para Kuesel et al. (2012) algunos de los desafíos formidables en el diseño de túneles son:

  • Existe una gran incertidumbre en todos los proyectos subterráneos.
  • El costo y la viabilidad del proyecto están dominados por la geología.
  • Todas las características de la investigación geológica en esta tipología de proyectos son más exigentes que las de la ingeniería tradicional.
  • Se debe conocer la geología e hidrogeología regionales.
  • El agua subterránea es una condición compleja de esperar durante la construcción.
  • Los programas de exploración geológica recuperan un volumen relativamente pequeño de núcleo de perforación, menos del 0,0005% del volumen excavado del túnel.

Muir y Kirkland (1985) establecieron que la importancia de investigar una estructura subterránea debe equilibrarse en todas las áreas del conocimiento y que los recursos invertidos deben ser proporcionales al grado de desconocimiento del entorno. De lo contrario, las áreas específicas recibirán una importancia desproporcionada en los informes que se utilizarán en el sitio del proyecto subterráneo, lo que a su vez crea problemas para el futuro.
Una investigación en profundidad de un proyecto de construcción y diseño de un túnel permite evaluar la viabilidad, seguridad, diseño y economía del proyecto; por tener un mayor valor (sobrecostos) y disputas legales durante la construcción (Kuesel et al., 2012).

Por último, cabe destacar que el resultado final de un túnel depende directamente del minucioso trabajo de ingeniería y, en particular, de los ingenieros que intervienen en las diferentes etapas de ejecución: desde el inicio de la excavación hasta la etapa final. y su abrigo.

Referencias:

  • Kuesel, TR, EH King y JO Bickel (2012), Manual de ingeniería de túneles, Springer US
  • Muir, WA y C. Kirkland (1985), Tunneling hazards and risk sharing, ‘Tunneling 85’, Institution of Mining and Metalurgy, 295-300.
  • Sánchez, DM (2009), Drenajes e impermeabilizaciones durante la construcción y explotación de túneles, Universitat Politècnica de Catalunya, 1-37.

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

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