Etapas del proceso: ConstrucciA?n de túneles mineros

Definidos como un paso abierto artificialmente para establecer comunicaciA?n, los túneles son pieza fundamental del entramado de un proyecto minero. Para su gestiA?n integral se deben privilegiar los aspectos tA�cnicos y la oportuna resoluciA?n de diferencias que surjan durante su desarrollo.

Dentro de las fases que se consideran en el proceso de construcción, se encuentran los estudios geolA?gicos, la elecciA?n del mA�todo de perforaciA?n, la tronadura, carguA�o y transporte y fortificaciA?n.

Esta A?ltima puede llevarse a cabo con diferentes elementos que ofrece el mercado: pernos de anclaje, mallas de acero y hormigA?n proyectado.

Fuente: Revista ConstrucciA?n Minera a�� www.construccionminera.cl

De acuerdo a su definiciA?n, un túnel es un paso subterrA?neo abierto artificialmente para establecer una comunicaciA?n. Entre las partes que lo componen, se distinguen: los extremos por los que se abre al exterior (bocas), su techo curvado (denominada bA?veda), su pavimento o piso y sus frentes de ataque y contraataque (el primero se refiere al punto por donde avanza la perforaciA?n, mientras que el segundo es el otro frente cuando se perfora el túnel por ambos lados). Para poder llevar a cabo su construcción, se realizan una serie de etapas, comenzando con un estudio detallado del lugar donde se planea ejecutar la obra.

SegA?n Alexandre Gomes, director y gerente general de Geoconsult LatinoamA�rica, para este tipo de obras, además, es imperiosa la consideraciA?n de un marco contractual justo y adecuado a su naturaleza, donde la gestiA?n de riesgos sea un aspecto fundamental. a�?El mandante normalmente debe hacerse cargo de los riesgos geolA?gicos, mientras que el contratista debe cumplir con la productividad considerada en su propuesta tA�cnico-econA?mica para las condiciones de borde previamente establecidasa�?, indica el ingeniero, agregando que es importante que este marco contractual establezca condiciones tA�cnico-econA?micas a�?realistas para el proyecto y que no induzcan a los contratistas proponentes a asumir rendimientos no alcanzables y precios muy ajustados, pues eso potencia el surgimiento de conflictos y reclamos que no colaboran con los objetivos mayores del proyectoa�?.

De este modo, una gestiA?n integral deberA�a privilegiar los aspectos tA�cnicos y la oportuna resoluciA?n de problemas de esta A�ndole y administrativos y de eventuales conflictos y diferencias que surjan durante el desarrollo.

MA�todos de trabajo

Para llevar a cabo la construcción de túneles es necesario realizar una investigaciA?n previa y detallada, que implica estudios geolA?gicos de los terrenos, sondeos y túneles de reconocimiento. Esta etapa de estudios se sigue realizando, incluso, durante la construcción de la misma obra. El objetivo de la investigaciA?n geolA?gica es poder caracterizar el terreno que será excavado, sean estos A�depA?sitos fluviales, macizos rocosos, zonas de fallas, y sus respectivos parA?metros geotA�cnicos, asA� como las condiciones hidrogeolA?gicas del sector de interA�s.

Tras esta etapa, se pasa a definir el mA�todo y la estrategia de construcción más adecuada para determinado proyecto. a�?AquA� se incluye, además del mA�todo de excavaciA?n, la cantidad y ubicaciA?n de los frentes, las técnicas de excavaciA?n y fortificado, control del agua subterrA?nea, sistemas de transporte de marina, instalaciones de faena, logA�stica de acceso y ubicaciA?n de botaderos, entre otrosa�?, seA�ala Gomes.

Los mA�todos de avance que se utilizarA?n en la excavaciA?n y soporte deben ser el resultado de una anA?lisis multicriterio donde se tomen en cuenta todos los aspectos relevantes, incluyendo el tipo de terreno, la longitud y disposiciA?n del trazado del túnel, entre otros factores. En lA�neas generales, Gomes indica que los mA�todos de excavaciA?n y soporte se dividen en mA�todos denominados convencionales y mA�todos mecanizados. a�?La excavaciA?n convencional se puede definir como la construcción de cavidades subterrA?neas de forma arbitraria utilizando la perforaciA?n y tronadura o con excavadoras mecA?nicas de frente parcial (retroexcavadoras, picadores o rozadoras), con instalaciA?n de soporte primario mediante hormigA?n proyectado, pernos y marcos metA?licos, entre otros elementosa�?, seA�ala.

La excavaciA?n mecanizada, por otro lado, se hace con el uso de mA?quinas tuneladoras de frente completo o parcial, asA� como son las TBM (tunnel-boring-machines) que pueden ser de varios tipos: desde mA?quinas sin protecciA?n perifA�rica y soporte del frente (TBM gripper, con empuje mediante mordazas laterales), hasta mA?quinas con escudo perifA�rico y soporte activo del frente, con propulsiA?n mediante gatos hidrA?ulicos longitudinales. Existen tambiA�n los TBM con doble escudos telescA?picos, los cuales presentan ambos sistemas incorporados. El tipo de mA?quina debe ser definida en funciA?n de las condiciones de borde y riesgos geotA�cnicos identificados.

En Chile, los túneles aA?n se construyen mayormente segA?n una metodologA�a de excavaciA?n convencional, con el uso de la perforaciA?n y tronadura (drill & blast). Recientemente, se usaron tuneladoras en los proyectos del túnel de exploraciA?n de la Mina Los Bronces de Anglo American y del túnel de aducciA?n de la Central Chacayes, de Pacific Hydro/SN Power. Hay que tener presente que este tipo de soluciA?n solo se aplica a túneles con largos desarrollos longitudinales, dado que las mA?quinas tuneladoras generan una secciA?n circular continua y no pueden sortear radios de curvatura muy pequeA�os, como los que son necesarios en los desarrollos horizontales de minas subterrA?neas.

SegA?n la naturaleza del terreno se puede atacar la excavaciA?n del túnel a secciA?n completa, en el caso de roca dura, mientras que los suelos blandos solo permitirA?n avanzar en secciones más pequeA�as o con la consideraciA?n de una excavaciA?n diferida de galerA�as de menor dimensiA?n.

Dentro de los mA�todos de excavaciA?n más utilizados estA? el mA�todo inglA�s, usado principalmente en túneles de pequeA�a secciA?n (menos de 15 mA?). AquA� se extrae cualquiera de los lados hasta la clave, se alzaprima y se concreta el muro y un cuarto de arco, luego se repiten las mismas operaciones en la otra mitad.

Por su parte, el mA�todo belga, consiste en desarrollar el avance del trabajo en el túnel en dos etapas: un avance que se realiza en la mitad superior en el sector denominado frente, que corresponde al medio arco de la parte superior de la secciA?n y luego, el trabajo se desarrolla en la parte inferior (o banco) lo que permite remover y extraer el material en forma más rA?pida por existir una gran cara libre por arriba apta para un mejor resultado de la tronadura.

El mA�todo austrA�aco, en tanto, se caracteriza por el empleo de una galerA�a de avance en el eje y base del túnel, donde se instala una vA�a de evacuaciA?n que se utiliza durante toda la obra. Cuando la galerA�a ha avanzado cierta longitud se perfora un pozo hacia arriba y se excava en los dos sentidos una segunda galerA�a. Una vez perforada la galerA�a superior se sigue como en el mA�todo belga. Tiene la ventaja de que el transvase de los escombros a la galerA�a inferior se hace por los pozos y sin modificaciones desde su situaciA?n original. TambiA�n, que los mA?ltiples frentes de ataque aceleran la construcción del túnel.

El denominado mA�todo alemA?n, se caracteriza por la conservaciA?n del banco hasta la terminaciA?n de los muros y la bA?veda. Este banco sirve de apoyo para todos los apuntalamientos y cimbras y evita el empleo de andamios de gran luz.

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