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Hormigón al Día
Reportaje Central

Construcción subterránea en Chile: Aplicando nuevas tecnologías

La inauguración de las operaciones subterráneas de Chuquicamata o el anuncio de la extensión de la red Metro, dan cuenta que en Chile, las  grandes obras en el subsuelo forman parte de una visión estratégica. Por ello, existe un alto interés de los distintos actores por conocer el estado en que se encuentran estas y además, proporcionar nuevas tecnologías que mejoren los tradicionales métodos de refuerzo de túneles con hormigón proyectado.

A diferencia de lo que sucede con el desarrollo de las grandes obras de infraestructura de un país, como podrían ser carreteras, puentes, edificios de gran altura u obras portuarias, las obras subterráneas no son visibles. Estas, pasan bajo nuestros pies ya sea en forma de túneles, trenes subterráneos o, fuera de las grandes urbes, en faenas mineras que en el caso de Chile, forman parte fundamental de la economía nacional.

En ese sentido, el aporte que la construcción subterránea otorga al país es superlativo. Sólo con mencionar, por ejemplo, el Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea –inaugurado en la primera quincena del mes de agosto– es sólo una muestra de qué tan importante son este tipo de obras. Asimismo, en el ámbito civil, los anuncios realizados por Metro de Santiago respecto a la extensión de su red, o las obras en la circunvalación Américo Vespucio Oriente, muestran cómo la gran ciudad comienza a buscar espacios de crecimiento, precisamente, en su subsuelo.

Por lo mismo, aunque pareció de pronto sorpresivo, la gran asistencia que hubo para el segundo Congreso Shotcrete Underground 2019, realizado en Santiago, evidenció el interés tanto por los grandes mandantes de enseñar sus nuevos proyectos, como de los proveedores, en poder enterarse de las necesidades específicas de cada proyecto y así, entregar soluciones concretas a estas obras.

De la misma forma, la presencia de la academia también resultó de suma importancia. Ya lo explicaba Osvaldo Cortés, gerente de proyecto Línea 7 de Metro de Santiago, que debía existir una simbiosis entre el mundo docente y los grandes proyectos de desarrollo. Por ejemplo, en el caso del tren subterráneo, es la apertura de sus “frentes de trabajo para utilizarlos en desarrollo, en innovación, en pruebas, ensayos”, comentó.

Las grandes innovaciones subterráneas: Modelos y fibras

Aunque sea destacar lo obvio, cuando se habla de obras subterráneas, existe todo un desarrollo que va mucho más allá de simplemente excavar y comenzar la construcción de un túnel, ya sea para un pique minero o una obra civil. Existe un gran desarrollo de ingeniería detrás, que va de la mano con una serie de pruebas que se realizan, en este caso, al hormigón proyectado o shotcrete, el método de reforzamiento de túneles más utilizado en las faenas de este tipo.

Desde 1994, el mundo académico nacional ha aportado con investigaciones al shotcrete reforzado con fibras, ya sea con métodos de prueba en laboratorio para determinar, entre otros, elementos como resistencia, como también, para generar equivalencias entre las distintas tomas de muestra, sean estas en panel cuadrado o bajo ensayos de doble punzonamiento en probetas cilíndricas.

De la misma manera que académicos nacionales pudieron mostrar la evolución y el aporte de su trabajo en el desarrollo del hormigón proyectado, la participación de invitados internacionales dio un contexto más amplio sobre nuevos desarrollos relacionados con el comportamiento del shotcrete.

En ese sentido, la presentación del mexicano Fermín Sánchez Reyes, académico de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), resultó de especial interés al tratarse de matemáticas aplicadas para el diseño de sostenimientos de shotcrete, un área que se ejecuta a un nivel mucho más experimental ya que se basa en la aplicación de “modelos matemáticos que reproducen las particularidades del shotcrete que se descubre en laboratorios”, comentó a Hormigón al Día.

Relacionado con el mundo académico, el trabajo de los laboratorios en la investigación del hormigón proyectado para sostenimiento de obras subterráneas ha servido para corroborar las investigaciones del material y además, incorporar nuevos desarrollos en los testeos del shotcrete, a medida que éste evoluciona en su composición.

“En Laboratorio Llay Llay –comentó en específico Enrique Estay Varas, gerente la misma firma– hemos creado y estamos con mucha tecnología nueva. En efecto, estamos trayendo una prensa desde Alemania que se utilizará para pruebas relacionadas con el shotcrete”. Esto, demuestra el interés por este sector de la industria por ir avanzando a medida que se implementan más desarrollos en el hormigón proyectado.

Junto a la participación del mundo académico y sus investigaciones, ya sea para el desarrollo y mejoramiento de la calidad del hormigón proyectado como el desarrollo de modelos predictivos del comportamiento del mismo, las investigaciones relacionadas con el mundo de la fibra –principal refuerzo del shotcrete– fueron otro de los puntos en los que hubo gran interés.

En ese sentido, se abordaron diversas temáticas: desarrollo de fibras sintéticas, macro-fibras o el desarrollo de fibras especiales. “Lo que nosotros mostramos –comentó en la ocasión Claudio Parada, gerente general de BarChip Inc. para Chile y Latinoamérica– fueron las investigaciones respecto al uso de la fibra sintética en el hormigón”.

Así como ellos, firmas como Sika también expuso sus desarrollos, lo que demuestra el interés de los proveedores de aportar a las grandes construcciones subterráneas del país. “Además de fibras –agregó Úrsula Reidel, subgerente de ventas del área Concrete Production de la firma– tenemos otros productos que son aplicables al shotcrete como son las tecnologías en base a policarboxilatos, los hiperplastificantes, básicamente, y los aditivos que van en las mezclas de shotcrete”.

Asimismo, las investigaciones en torno a las macro-fibras fueron también motivo de discusión, en especial por sus probables usos en obras de gran envergadura a nivel país. “En la actualidad –comentó Ralf Winterberg, ingeniero especialista en fibras para refuerzo de hormigón– estamos notando una gran aplicación de estos contenidos por parte de Codelco, en Chuquicamata. Existe un ánimo de utilizar macro-fibras y entiendo que las personas quieren incrementar el uso de estas”.

Sin embargo, el especialista también reconoció que este proceso se ha dado de manera más lenta en el mundo de las obras civiles. “Cuando discutimos con diseñadores, sentimos la resistencia hacia este cambio. Así es que existe una suerte de ‘pequeño conservadurismo’ al respecto en el mundo civil”, explicó el ingeniero.

Las palabras de los grandes mandantes

Sin dudas, tanto para mandantes como académicos y proveedores, el reunirse en un mismo lugar posibilitó que pudiesen conocer distintos proyectos, desarrollos e innovaciones en torno a la construcción subterránea y al hormigón proyectado, más allá de las presentadas durante la realización misma del congreso Shotcrete Underground 2019.

Por lo mismo, la evaluación general que realizaron los distintos participantes del congreso fue positiva, en tanto el evento sirvió como punto de reunión entre los distintos actores relacionados a obras subterráneas. Sin embargo, ¿cuál fue la apreciación del mismo que tuvieron los grandes mandantes, Metro y Codelco? En Hormigón al Día, decidimos abordarlos para que se explayaran más en este aspecto.

Para Osvaldo Cortés, gerente de proyecto Línea 7, el hecho de se reuniesen todos “los incumbentes, como les decimos nosotros internamente” en un mismo lugar, da a entender que existen “inquietudes, soluciones a estas y que es necesario compartirlas”.

El gerente de Metro también subrayó la interacción que existe entre todos los actores relacionados con la construcción subterránea, asegurando que Metro reconoce “que nosotros no tan sólo necesitamos a la academia sino que la academia nos necesita a nosotros”. Esto, a raíz de los distintos estudios y avances que posibilitan medir las nuevas tecnologías relacionadas con el shotcrete –y que se evidenciaron en la realización del congreso– finalmente serán aplicadas en estas grandes obras.

¿Cómo reacciona Codelco a esto? Andrés Avendaño, gerente de operaciones de Proyecto Mina Chuquicamata Subterránea (PMChS), aseguró que en el caso de la minera estatal, “necesitamos que la industria se desarrolle y que avance junto con los proyectos, de acuerdo a las necesidades estos. Y este congreso significa una oportunidad para nosotros, para mostrar qué se viene en el proyecto: en qué estamos y qué viene a futuro”.

Foto: Andrés Avendaño, gerente de operaciones PCHS, durante su participación en el segundo Congreso Shotcrete Underground 2019

Asimismo, tanto Cortés como Avendaño no dudaron en avalar la utilización de shotcrete como método principal de sostenimiento. “El shotcrete es el mejor acompañante para el túnel”, ejemplificó el personero de Metro, asegurando que “no existe otra alternativa eficiente, segura y que vaya en relación con todas las variables medioambientales” que el hormigón proyectado.

“No podemos avanzar en la construcción de túneles sin shotcrete”, aseguró Andrés Avendaño e incluso, adelantó que en el caso de PMChS, lo que se busca es avanzar en el desarrollo de nuevos desarrollos del material. “Nosotros incluso queremos, necesitamos, realmente, avanzar con tecnologías nuevas de shotcrete, como el reforzado con fibras. En realidad, necesitamos tratar de sacar los elementos de fortificación no chancables  que después se van a convertir en desecho material y nos va a molestar en el proceso productivo”, comentó.

Esa coincidencia en opiniones no es antojadiza. La operación subterránea en Chuquicamata continuará expandiéndose en las próximas cuatro décadas. Asimismo, la anunciada extensión de la red Metro, hace que la vida útil del tren subterráneo también se proyecte por varios años más. Esto significa que las grandes obras subterráneas en Chile continuarán desarrollándose y junto con ellas, se podrán evidenciar los avances tecnológicos relacionados a métodos de fortificación de túneles –sea hormigón proyectado o prefabricados– algo que, sin duda, se pudo ver en la última cita que aglutinó a los actores relacionados con esta área.

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