Los túneles en Madrid: Escudos y tuneladoras

Si en el capítulo anterior veíamos los métodos clásicos para hacer un túnel en el presente vamos a ver como se hacen los túneles con tuneladoras, desde las más antiguas a las más modernas.

Aunque se nos venda la tuneladora con lo último en tecnología (que lo es) no es un medio constructivo ni mucho menos nuevo. De siempre han existido escudos más o menos modernos que han permitido realizar túneles con unos grados de seguridad diversos, en función de si son de frente abierto o cerrado. Por norma general, las de frente abierto son potencialmente inseguras y ha habido sonados incidentes en nuestra ciudad, con lo que ya han caído en desuso, sustituidas por los modernos escudos de presión de tierras EPB (de frente cerrado) que son los que se llevan usando en nuestra ciudad desde 1993 sin incidentes a reseñar. Pero sin más, vamos a conocer en profundidad estos dos tipos de tuneladoras

Escudos de frente abierto

Los escudos de frente abierto son un tipo de tuneladora cuya característica fundamental es que el túnel esta en contacto con el frente de excavación, que siempre es de sección completa, separados por unas simples planchas de acero en el mejor de los casos. Como ventaja tienen que tanto la bóveda como la contrabóveda y los hastiales quedan protegidas por un escudo metálico mientras se construyen, si bien el riesgo de hundimiento del frente es similar a otros métodos como el austriaco.

En estas tuneladoras la excavación se realiza con un brazo mecánico (o rueda de corte en algunos casos) que, de una manera muy similar a una rozadora, va arañando el frente de excavación para conseguir el avance. Los restos de la excavación son extraídos con cintas transportadoras (en lugar de con un tornillo sin fin como el que se usa en las EPB), mientras que las paredes por norma general son realizadas con dovelas, al igual que en las tuneladoras de frente cerrado.

En Madrid, la primera tuneladora de frente abierto que se utilizó data de 1973 y se puso en marcha en las obras de la línea 6, concretamente en el tramo Cuatro Caminos – Pacífico, con resultado casi catastrófico. Dos graves accidentes provocaron retrasos en la obra que aumentaron el coste de la misma y afectaron a la movilidad de los madrileños. En ambos accidentes no hubo que lamentar desgracias personales solo por la interdicción divina, puesto que como vamos a ver a continuación fueron particularmente graves.

El primero ocurrió en Marzo de 1973, en el cruce de Francisco Silvela con María de Molina. Como hemos dicho, al ser de sección completa y frente abierto, al encontrarse con una de las bolsas de agua y arena que vimos en el capítulo anterior se formó un socavón (chimenea en el argot técnico) que llegó hasta la superficie, dejando el túnel de la linea 4 sin apoyos y en colgando sobre la sima. Inmediatamente se cortó el tráfico y se rellenó con hormigón la chimenea resultante del hundimiento y se continuó con la obra. Aunque esta continuación fue de forma momentánea, puesto que 3 meses después y apenas a 2 centenares de metros del lugar de este incidente ocurrió otro más grave aún.

El 25 de junio de 1973 se detectaron movimientos en la galería de servicio que recorre Francisco Silvela a la altura de la Glorieta de López de Hoyos, con lo que tanto Gas Madrid y el Canal de Isabel II redujeron la presión de las tuberías que recorrían la galería. Pero no fue suficiente y a las 5 de la tarde de ese día reventó la tubería del canal, llevándose por delante la galería y formándose una chimenea que llegó desde la calle al escudo. Tal fue la cantidad de agua que el túnel se inundó hasta Manuel Becerra. Debido a todo esto, la tubería de Gas Madrid (de 60 centímetros) cedió, produciéndose una fuga de gas de gran magnitud que explotó por la chispa de una central de Telefónica cercana. Los daños fueron muy cuantiosos y se tardó 3 meses en volver a poner en marcha el escudo.

Como vemos, es un sistema innecesariamente peligroso y ya caído en desuso en nuestra ciudad, después de haberse usado también en los años 80 en la ampliación de la línea 6 desde Pacífico a Laguna y en algunos tramos de la línea 9, aunque se ha seguido utilizando en Londres (linea Jubilee) y Atenas, también con malos resultados.

Escudos de frente cerrado o tuneladoras

Son de una concepción muy similar a los escudos de frente abierto, si bien tienen un ligero matiz: El frente está separado del túnel por una sólida pared de acero generando una cámara de excavación independiente del resto de la tuneladora. Con esto se consigue aislar el túnel y sus trabajadores del frente mientras que además, al mantener constante su presión, se evitan desplomes y asentamientos bruscos, lo que les aporta unos niveles de seguridad y velocidad de excavación sin precedentes. Sin más, vamos a ver sus partes para entender mejor su funcionamiento:

Cabeza de corte de la tuneladora La Almudena

En esta primera imagen vemos la rueda de corte de la tuneladora La Almudena (actualmente Mascastiza), a su paso por la estación de Valdebernardo, y en ella podemos apreciar claramente las muelas de corte que, gracias al movimiento circular de la rueda, van desgastando el terreno para permitir el avance de la tuneladora. Es por tanto la parte fundamental de la misma, puesto que sin ella no habría túnel.

Justo detrás de ella está la cámara de excavación (cámara de presión de tierras en los escudos del tipo EPB que se usan en Madrid) está unida al resto de la tuneladora por un tornillo sin fin con el que se extraen los restos de excavación, que son depositados en una cinta transportadora (o en vagonetas, en función del modelo de tuneladora) para su extracción a la superficie. Dentro de esta cámara se ubica también la motorización de la cabeza de corte y los sensores de presión del frente.

Los diferentes elementos de una tuneladora, al descubierto

Justo por detrás de la cámara de excavación y aún bajo el escudo metálico protector nos encontramos con el erector de dovelas. El erector es un brazo que recibe la dovela (una pieza prefabricada de hormigón) y la coloca en su posición para que posteriormente los operarios las fijen entre sí con tornillos. También en esta zona nos encontramos con los cilindros de propulsión, que son los encargados de impulsar la tuneladora.

Estos cilindros se apoyan sobre el último anillo de dovelas construido y se van expandiendo hasta su posición de máxima extensión para conseguir el avance. Llegados a su máxima extensión se repliegan y en el espacio liberado se instala el siguiente anillo de dovelas.

Backup de una tuneladora

Justo detrás de todo este conjunto nos encontramos con el backup de la tuneladora, que no es más que un conjunto de estructuras donde están los depósitos de aceite, bentonita (aislante contra las filtraciones), mortero y los equipos de ventilación, así como la cabina del piloto de la tuneladora y otras dependencias. En el caso de que la tuneladora extraiga el material de excavación con vagonetas, aquí se encuentra el cargadero en el que se transfiere el material de la cinta a los vagones. En esta zona además se reciben los trenes con las dovelas, procedentes del pozo de ataque.

Como vemos, a pesar de ser muy parecidos los dos tipos de tuneladora, las de frente cerrado son las óptimas de cara a conseguir un mejor soporte del terreno, con menos riesgos y mayores velocidades de excavación. En el próximo capítulo de esta serie veremos como se construye un túnel desde la superficie, el conocido cut & cover, que se ha aplicado en multitud de obras en los últimos años.