Tunnel Boring Machine (TBM): ¿Ahora es el momento?

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Desde que Louis de Grange, presidente de Metro, anunciara que al menos un tramo de la próxima Línea 7 del tren subterráneo se realizará con una TBM, en Hormigón al Día quisimos conocer más sobre las posibilidades y ventajas que ofrece esta clase de máquina en la construcción de obras subterráneas. Para ello, conversamos con Diego Pini, director de Infraestructuras para el Cono Sur de ACCIONA, quien nos entregó algunos detalles al respecto.

El anuncio de las nuevas líneas de Metro de Santiago generó una alta expectativa no sólo en la ciudadanía, en especial, de las comunas de Renca, Quinta Normal y Cerro Navia, quienes serán directos beneficiarios de la obra. También, de varios actores del sector de la construcción, en especial, cuando se dio a conocer, a fines de 2018, la noticia que una sección del túnel de la nueva línea 7 se realizaría con una TBM o Tunnel Boring Machine, más conocida como tuneladora.

El cambio de metodología constructiva –al menos en una sección de la nueva Línea 7– lo explicó el presidente de la estatal, Louis de Grange, quien en la edición del 25 de diciembre de 2018 del diario El Mercurio, comentó que este tipo de maquinaria “produce menores impactos en la superficie, disminuyendo los efectos que una construcción de estas características implica para los vecinos”.

Aunque se trata de una sola sección de la nueva Línea 7, que comprende un tramo de 7,7 kilómetros y que pasará por las comunas de Renca, Cerro Navia y parte de Quinta Normal, el anuncio fue recibido con entusiasmo –aunque moderado– por parte de firmas que suministran este tipo de maquinarias, ya sea como constructores, importadores o ambos.

Si bien el anuncio hecho por Metro fue sorpresivo, el uso de tuneladoras en Chile para la construcción subterránea no es nuevo. Existen experiencias documentadas en faenas mineras (El Teniente, Los Bronces) o en proyectos de carácter hídrico. Todo depende, asegura Diego Pini, director Infraestructuras de ACCIONA, del diseño que tenga el proyecto y del tipo de geología que presente el suelo en donde se utilizará la TBM.

TBM: Tipos, usos y tecnologías

Si bien existen adelantos tecnológicos en esta maquinaria, el ejecutivo de ACCIONA explica que “básicamente, el equipo es el mismo: es un cilindro gigante que se va armando en rieles”. Más específico, Diego Pini detalla que las TBM son unos largos trenes de unos 100 metros de longitud, con una frente compuesta de un disco de corte de diámetro variable –dependiendo de la necesidad del proyecto– diseñado para el tipo de suelo que se necesita perforar.

“Las tuneladoras pueden emplearse en cualquier tipo de terreno: duro, blando, con agua o sin agua. En la medida en que el terreno es homogéneo tienen, además, una aplicación mucho más ventajosa, ya que se evitan o reducen las paradas para hacer cambios de elementos y la tuneladora corre a unas velocidades increíbles”, explica el director de ACCIONA.

En el caso del túnel, Diego Pini menciona que las tuneladoras, independientemente del tipo de suelo, están pensadas para obras subterráneas de extensión considerable. Esto, porque “es una máquina que tiene un costo importante y traerla para hacer un túnel corto, considerando lo que implica el despliegue, la puesta en operación y la ejecución, más vale que te rinda y amortiza mejor su costo en túneles de cierta longitud”.

Junto con la extensión, las características del túnel a construir son importantes a la hora de decantar por el uso o no de una TBM. “Las líneas de metro –dice Diego Pini– son ideales para utilizar tuneladoras, porque son túneles rectos o con radios de curvatura amplios que se extienden por varios kilómetros”.

Pini coloca de ejemplo la obra del metro de Quito, que actualmente construye ACCIONA en Ecuador, donde se utilizaron tres TBM para la construcción de 21 km de loa 23,8km totales que contempla el proyecto. El trazado total se dividió en tres tramos de túneles cuya extensión estuvo entre 3, 7 y 10 kilómetros. En cada una de estas obras subterráneas, la tuneladora obtuvo rendimientos considerables: 414 metros por mes, promedio para el túnel de 7,3 kilómetros de extensión, con una media móvil máxima de 1.326 m/mes; 246 m/mes, para el túnel de 3,5 kilómetros de largo, con una media móvil máxima de 683 m/mes; y 541 m/mes para el túnel de 9,9 kilómetros de extensión, con una media móvil máxima de 1.491 m/mes, “lo que constituyó un récord mundial de ejecución de túnel con tuneladora EPB”, destacó el director de ACCIONA.

Crédito: ACCIONA

Las TBM también se utilizan en el mundo de la minería. Sin ir más lejos, en Chile hay experiencias puntuales en El Teniente y Mina Los Bronces. “La aplicación en minería es muy interesante, pero allí se requieren diámetros generalmente menores en los túneles y equipos con capacidad de giro en radios reducidos. En ese sentido –subraya Pini– existen varios proveedores de estos equipos que, de la mano de contratistas como ACCIONA y de clientes como Codelco, están trabajando para diseñar y utilizar tuneladoras para radios de giro reducidos, del orden de 14 a 16 metros, que es lo que se requiere para girar en espacios confinados”.

Las TBM se clasifican bajo los siguientes parámetros: por diámetro de excavación o por tipo. En lo que se refiere al diámetro, existen las microtuneladoras, cuyo diámetro de excavación es hasta 3 metros; minituneladoras o tuneladoras de pequeño diámetro, con diámetros que van desde los 3 hasta los 6 metros; tuneladoras, que van desde los 6 hasta los 12 metros de diámetro de excavación; y tuneladoras de gran diámetro, cuyo punto de partida es desde los 12 metros.

Por otra parte, cuando se menciona el tipo de tuneladora, hay que diferenciar si es para roca o para suelos. En el primer caso, esta maquinaria se divide en tuneladoras para roca tipo abiertas, de simple escudo o de doble escudo. Por su parte, si hablamos de tuneladoras para suelos, existen tipo EPB, dual, tipo hidroescudos y de densidad variable.

Reforzamiento con prefabricados: ¿Prefabricar o proyectar?

El hormigón proyectado o shotcrete es, sin dudas, la metodología principal de fortificación de túneles y así lo han hecho saber los responsables de las grandes obras subterráneas del país: Metro y Codelco.

Sin embargo, en el caso de una TBM de doble escudo, el sistema de reforzamiento del túnel viene de la mano con la máquina y se realiza con dovelas de hormigón prefabricado, las que se elaboran en una fábrica “que puedes poner donde te convenga. La puedes montar fuera de la obra y transportar las dovelas en camiones hasta donde está el pique de ataque”, dice el ejecutivo de ACCIONA.

“Cuando la tuneladora avanza, atrás va quedando un túnel hecho con estos segmentos, ya terminado y con un espacio de la más alta seguridad para las operaciones de avance. La máquina tiene todo un sistema para tomar los elementos de hormigón prefabricado, ingresarlos, colocarlas sin interrumpir su avance”, explica.

Asimismo, Pini añade que, si bien, las TBM se diseñan por proyecto, en ocasiones estas pueden adecuarse a las necesidades del mandante. “Puedes hacer el diseño de un proyecto mirando un poquito de reojo las máquinas disponibles en el mercado y si tú tienes una máquina del diámetro aproximado, con algunas adecuaciones, te ahorras todo el plazo de diseño y fabricación”.

Crédito: Acciona
Crédito: ACCIONA

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