Así son las gigantescas tuneladoras para proyectos subterráneos

Excavar cientos de kilómetros de largos túneles bajo tierra, en ocasiones a pocos metros de la estructura de los edificios, es una tarea complicada. Para realizar este trabajo se necesitan gigantescas máquinas tuneladoras (también conocidas como TBM, Tunnel Boring Machine), auténticas bestias mecánicas que en ocasiones sobrepasan los 6.000 toneladas de peso y alcanzan los 150 metros de longitud o más, junto con el back-up de la máquina.

Preparación de una de las tuneladoras para su descenso a las profundidades. Fuente: Ferrovial.

Las tuneladoras son capaces de excavar bajo tierra en zonas tanto de rocas sedimentarias, metamórficas y volcánicas como en suelos de arenas, gravas, arcillas u otro tipo de materiales – todos ellos presentes en las diversas zonas por las que han de transcurrir los túneles. Últimamente hasta Elon Musk, el conocido empresario tras la empresa de coches eléctricos Tesla y los cohetes SpaceX está metido en el negocio con The Boring Company, una empresa que está excavando túneles para su futurista proyecto de transporte de alta velocidad, el Hyperloop.

En España hemos visto actuar estas enormes máquinas en túneles como los de Guadarrama, Pajares, Butarque, la M-30 o el Metro de Madrid y Barcelona. La máquina apodada Bertha, que asombró con sus 18 metros de diámetro en 2013 y fue denominada la tuneladora más grande del mundo excavó durante años no sin dificultades un kilométrico túnel bajo Seattle (Estados Unidos) finalizando en 2017.

Las tuneladoras también son protagonistas del proyecto Crossrail: una colosal construcción ferroviaria rápida de unos 118 km de longitud, 21 km de los cuales transcurren en tramos subterráneos bajo las calles de Londres.

Este es el imponente aspecto de las tuneladoras de más de 140 metros, que son como una pequeña «fábrica sobre ruedas» que trabaja bajo tierra. Fuente: Crossrail

Tuneladoras con nombres propios

El mundo de las tuneladoras también tiene sus tradiciones. Los nombres de estas máquinas se eligen generalmente por concurso popular o por decisión de los ingenieros o promotores del proyecto. Bertha, por ejemplo, era el nombre de la primera alcaldesa de Seattle (Bertha Knight Landes) que ocupó su puesto en 1926. La Beck o «Big Becky» que ostentaba el título de la mayor tuneladora antes de Bertha tomó el nombre de Sir Adam Beck, un político canadiense que promovió el uso de la energía hidroeléctrica, entre otros sitios en las cataratas del Niágara.

En España las tuneladoras –en su día también las más grandes del mundo– que realizaron los trabajos del by-pass de la M-30 de Madrid se llamaban Tizona y Dulcinea, como la espada del Cid Campeador y la campesina imaginada por el Quijote, respectivamente. También de novela es Godot, una de las tuneladoras de The Boring Company.

En el caso de Londres los nombres elegidos son temáticos, todos ellos femeninos: personajes históricos que incluyen desde reinas a matemáticas, pintoras, atletas y e incluso las esposas de dos ingenieros civiles.

Un trabajo delicado 

Cuando estos trabajos se realizan por debajo de una ciudad son sumamente delicados. Es normal tener que excavar bajo los cimientos de edificios de gran valor histórico o de estructuras especialmente sensibles. Cambiar la trayectoria del túnel no suele ser posible, de modo que se trabaja reforzando los cimientos de las estructuras para evitar problemas.

En algún momento las tuneladoras llegan a pasar a tan solo 4 metros de la clave de la máquina, aunque en el caso de Seattle para evitar problemas optaron por profundizar hasta los 61 metros, por debajo de todo tipo de cimientos, conducciones y canalizaciones. Por si acaso, normalmente se realiza una monitorización –la mayor parte de las veces en cientos de puntos— para asegurarse de que no hay problemas.

Por esta razón principalmente la velocidad de avance de las tuneladoras depende en ocasiones literalmente «de lo que haya encima»: aunque las tuneladoras pueden avanzar entre 100 y 150 metros por semana suelen usar una velocidad reducida en los momentos críticos. Pese a excavar cuales topos un poco «a ciegas» cuando terminan su trabajo pueden hacerlo con una precisión milimétrica del punto de destino objetivo.

Uno de los cabezales de las ocho tuneladoras que han construido los 10 túneles de 6,2 metros de diámetro del proyecto Crossrail. Fuente Crossrail

Cómo excava una tuneladora

La tarea de excavación y construcción en sí requiere varias fases y depende en parte del terreno y sus características. En el subsuelo formado por suelos la gigantesca máquina primero excava la tierra y luego utiliza el mismo material excavado para soportar el frente de excavación del túnel temporalmente, mientras que el resto se extrae con un tornillo de Arquímedes para eliminarlo llevándolo hasta el exterior por el túnel ya excavado.

Al terminar un pase de avance la máquina se detiene y construye el anillo de la estructura del túnel, que es lo que lo mantiene firme. Para ello utiliza grandes piezas prefabricadas de hormigón armado, llamadas dovelas, previamente preparadas a medida en una fábrica del exterior, con precisión milimétrica. Un mecanismo hidráulico o mecánico llamado erector las coloca y encaja unas con otras como piezas de un puzle. La precisión en la colocación de estas piezas permite además que en el trazado haya curvas y que éstas puedan seguirse con esa misma precisión sin problemas.

Estas máquinas trabajan sin descanso las 24 horas del día, deteniéndose sólo para las labores previstas de mantenimiento. En las tuneladoras más grandes un equipo de decenas de personas trabaja en turnos de 12 horas para encargarse de que todo funcione correctamente.

Un entrañable final

Otra de las curiosidades de este tipo de trabajos se produce cuando llega el momento final. A veces se desmontan pieza a pieza y se llevan a una fundición para reciclarlas (los motores, electrónica y resto de piezas se suelen revender). Pero debido a su gigantesco tamaño y peso a veces es más conveniente dejarlas allí donde termina la excavación que trasladarlas a otra ubicación: simplemente no merece la pena. En el caso de las tuneladoras de Londres se desmantelaron junto a una estación y sus cabezales quedaron enterrados a 30 metros de profundidad, recubiertos de hormigón para la posteridad – junto con una cápsula del tiempo con diversos objetos de la época actual que sean redescubiertos por futuras generaciones.