- Este proyecto, por sus desafíos funcionales, geográficos, geológicos y la integración en valles de acceso sumamente estrechos y densamente poblados, se ha convertido en un “laboratorio en vivo” de soluciones innovadoras en ingeniería, arquitectura y paisajismo.
- Por ejemplo, hubo que crear soluciones de hormigón con una garantía de cien años, y que permitan -por su superficie lisa- una climatización adecuada del túnel gracias al efecto pistón de los trenes.
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Una obra de esta magnitud ha involucrado el desarrollo de nuevas tecnologías y sistemas de construcción, entre las que destacan innovaciones en la impermeabilización, sellado, fortificación y protección contra el fuego. El desarrollo de aditivos de última generación, permite obtener gradualmente hormigones de alta resistencia y durabilidad, que por las características del túnel deben ser aceleradas rápidamente.
Las empresas involucradas en el proyecto han aportado soluciones a medida de las necesidades que ha ido creando esta megaobra: tuneladoras de un tamaño extraordinario, soluciones de shotcrete y hormigón para asegurar la obra y su durabilidad en el tiempo, reciclaje y manejo sustentable del material, etc.
El proyecto se inició con la exploración de la roca en diferentes ubicaciones críticas, a través de perforaciones de sondeo y análisis por parte de geólogos expertos. Sin embargo, el conocimiento exacto de la geología sólo se obtiene en el mismo minuto de la perforación; todo pronóstico es sólo una aproximación, y siempre se mantiene un riesgo residual. Esto aplica en especial para la roca que se encuentra a un nivel tan profundo como el túnel de base (entre 800 y hasta 1.500 metros bajo la superficie), ya que no es posible “escanear” la montaña.
TBM – Tunnel Boring Machines
Donde la roca es lo suficientemente dura y estable, se puede trabajar con tuneladoras (TBM – Tunnel Boring Machines) que, controladas por computadores, no sólo se abren paso cortando la roca, sino también aseguran las secciones recién excavadas y remueven el material. Estas máquinas tienen más de 400 metros de largo, pesan más de 3.000 toneladas y en condiciones ideales pueden avanzar hasta 40 metros al día. En las secciones en que las condiciones de la roca no permiten avanzar con tuneladoras se está aplicando el método tradicional con tronaduras.
A lo largo de los 57 km del túnel de base San Gotardo los expertos se han encontrado con los más diversos desafíos, en especial en la sección de Sedrun donde la enorme presión de roca existente tiende a cerrar las excavaciones y hasta ha deformado la obra gruesa ya construida. En esta sección, se aplicó un nuevo método de aseguramiento con el uso de arcos de acero de deformación bajo carga, que mantienen la apertura lograda. Luego de la excavación, se instalan dos anillos de acero, uno dentro del otro. Cada uno de estos anillos se compone de ocho segmentos, conectados por uniones ligeramente comprimibles. Cuando la presión de la roca comienza a surtir efecto, los anillos se cierran poco a poco hasta alcanzar la máxima fuerza de soporte.
TBM – Tunnel Boring Machines
La correcta elección de materiales para el soporte, sellado y revestimiento del túnel es vital para garantizar la seguridad del personal, así como un funcionamiento óptimo durante por lo menos cien años. Las fallas y otros factores que hacen de la construcción de túneles una tarea difícil, pueden y deben preverse antes de comenzar la excavación. Frecuentemente, inyecciones de cemento con aditivos especiales preceden la perforación. Éstas sirven para consolidar la roca antes de que sea excavada, reducir su permeabilidad al agua y proporcionar estabilidad en el largo plazo.
El sistema de control o contención del agua tiene como objetivo canalizar las aguas subterráneas a través de drenajes y evitar la entrada directa del agua en el túnel por medio de un sellado con láminas. Este sistema responde a los requerimientos de la tecnología ferroviaria, al mismo tiempo que evita un aumento de la presión de las aguas subterráneas.
TBM – Tunnel Boring Machines
La alta velocidad de los trenes exige un revestimiento interior liso de hormigón. Puesto que el soporte inicial tiene una vida útil por un periodo limitado, el revestimiento interior debe tener al menos 30 cm de espesor para garantizar, por sí solo, un soporte seguro. En áreas donde el revestimiento interior está sometido a fuertes tensiones, se refuerza adicionalmente con acero estructural.
En relación a la infraestructura ferroviaria, en su totalidad está altamente automatizada y conectada a través de sistemas de comunicación desde cabina y centrales de monitoreo. En todas las galerías hay detectores de gas que permiten auditar la calidad del aire y entregan alertas. Un extenso sistema de ventilación en el interior del túnel diluye la concentración de metano (bajo de 1%), los contaminantes producidos por las explosiones (especialmente el amoníaco) y los vehículos de la obra. Paralelamente se reduce la concentración de polvo regando con agua la roca excavada y se mantiene un sistema de enfriamiento para mantener la temperatura en torno a los 28°C. Sin este procedimiento, la temperatura podría alcanzar los 45° C por el calor de la tierra y de las máquinas.
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