Del 20 al 22 de octubre se desarrollará en Lima el V Seminario Peruano de Geoingeniería, en el que participará el profesor titular de la Universidad Politécnica de Madrid, José Miguel Galera, quien nos ofrece algunos alcances de la conferencia magistral que brindará en ese encuentro internacional.  

Además, revela que la única TBM activa de más de 4 metros en Sudamérica opera en el proyecto Majes-Siguas en Perú.

¿La geomecánica de los Andes es igual a lo largo de la cordillera o tiene diferencias por zonas?

Tiene diferencias y muy significativas. Estas vienen marcadas por la geología. Los Andes, como segunda cadena más importante del planeta, poseen una geología muy compleja y variada. Tanto en sentido longitudinal, de Colombia a Chile, como en sentido transversal de occidente a oriente. La respuesta para ser precisa, tendría que ser muy extensa, pero de una manera muy simplificada están los contextos de rocas intrusivas, en el Perú hacia la costa, y que en general son de mejor calidad geomecánica; las zonas volcánicas, donde pueden existir condiciones más desfavorables ligadas, entre otras cosas, a rocas piroclásticas, tobas, etc., y que en el Perú, son frecuentes en la cordillera occidental y, finalmente, las rocas sedimentarias y metamórficas, hacia el oriente, y que están fuertemente plegadas y falladas. 

Todo lo anterior en un contexto estructural complejo, con esfuerzos horizontales muy elevados, que en túneles muy profundos puede ocasionar fenómenos de squeezing o estallidos de roca, según que el macizo rocoso excavado posea mala o buena calidad.

¿Qué retos constituye la construcción de túneles con TBM en los Andes?

Enormes. Al contexto tan complejo y variado que he intentado sintetizar de forma muy simplificada en la pregunta anterior, hay que añadirle retos logísticos, tales como suministro eléctrico, repuestos, mantenimiento, etc.

Si nos ceñimos a los problemas ligados al terreno, a mi juicio la principal dificultad viene dada por la variabilidad del suelo. La TBM universal, que pueda con todos los terrenos, no existe, y además con una TBM lógicamente, disponemos de menor flexibilidad para los cambios, en relación al NATM. Ello hace que seleccionar el tipo de TBM para construir un túnel en los Andes sea una tarea nada sencilla. En mi opinión se debe optar por la tipología de menor riesgo a costa de no ser la que a priori, proporcione los mejores rendimientos.

Si se acierta con la tipología de TBM que mejor se adapta a las condiciones del terreno, se pueden alcanzar rendimientos de excavación extraordinarios, y consecuentemente, un gran éxito.

¿Qué estudios previos deben realizarse antes de iniciar la construcción?

Al igual que para cualquier túnel, debe realizarse un completo estudio geológico, hidrogeológico y geotécnico. Pero quiero resaltar que, si el túnel va a ser construido empleando una TBM, el grado de detalle de esos estudios ha de ser mayor que para NATM. Hay dos razones para ello: una acertar con la selección el tipo de TBM. No es lo mismo en el caso de un macizo rocoso, emplear una TBM abierta, que un escudo simple o que un doble escudo. Seleccionar correctamente la máquina, es la garantía de éxito. Pero, además, como indiqué anteriormente, una TBM es un método constructivo de túneles menos flexible que el NATM. Por ende, las incertidumbres del terreno deben estar muy acotadas.

Finalmente, además de los estudios mencionados, deben realizarse análisis y ensayos específicos para ver la “excavabilidad” del terreno: su dureza, abrasividad, etc. Ello servirá para que el fabricante diseñe una cabeza de corte apropiada, cualquiera que sea el tipo de TBM que se haya seleccionado.

En el caso de las TBM de suelos, EPB o Slurry, es muy importante la caracterización del terreno a excavar para determinar la aditivación a emplear.

¿Es necesario hacer algunas adecuaciones a los equipos para su adecuado funcionamiento?

Los análisis que he mencionado en la pregunta anterior son imprescindibles para el diseño de la TBM. Una vez que la máquina llega al sitio del túnel, esta es montada y existe un periodo, que suele durar unos dos meses, en los cuales se produce por un lado un aprendizaje del personal y, por otra parte, se ajusta la maquinaria electromecánica que lleva la TBM. Cualquier adecuación posterior es muy costosa e indeseable.

¿Cuáles son los túneles construidos en Sudamérica con TBM y qué proyectos existen?

La primera obra de un túnel con TBM en Sudamérica fue el proyecto Yacambú – Quibor, en 1975. Desde entonces si contamos las TBM con un diámetro superior a 4 m, existen 21 proyectos en los cuales se han empleado. Esto nos da ya una base de datos de unos 300 km de túnel construido con TBM que nos proporciona una información muy valiosa sobre el desempeño en la cordillera de los Andes.

Hasta 2008 en los nueve proyectos que emplearon TBM, la máquina más empleada fue la de tipo abierta, salvo en dos ocasiones en las que se empleó un doble escudo. Sin embargo, con posterioridad a esa fecha, hasta la actualidad, son los escudos simples y los dobles escudos, las tipologías más frecuentes.

En la actualidad una vez que las TBM que se desempeñaban en el proyecto hidroeléctrico Alto Maipo en Chile, la única TBM activa, de más de 4 m de diámetro, que opera es un escudo simple, en el proyecto Majes – Siguas, acá en el Perú.

¿Algo más que quisiera agregar?

Agradecer a la Sociedad Peruana de Geoingeniería, grupo nacional del ISRM, su amable invitación para compartir experiencias de obras con TBM en la cordillera andina durante la próxima celebración del V Seminario Peruano de Geoingeniería, y al Instituto de Ingenieros de Minas del Perú, la posibilidad que me ofrece a través de esta entrevista. Nos vemos en octubre.

Más información del V Seminario Peruano de Geoingeniería: https://t.ly/KiaM