Construcción de la línea 3 del metro de Guangzhou

Caminando bajo tierra.

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Seguro que has pasado mil veces por dentro de un túnel. No sé a ti, pero a mí me sigue impresionando, sobre todo cuando se alargan kilométricamente y muy bien podríamos pensar que estamos penetrando en las entrañas de la tierra hasta quién sabe dónde. Lo cierto es que muchas veces, aunque no lo parezca, vamos muy cerquita de la superficie. Pero en otras ocasiones los túneles nos sumergen a notable profundidad, bien sea en relación al terreno circundante o al que tenemos encima.  Por ejemplo, el túnel submarino de Eiksund (Noruega) nos lleva a 287 metros bajo el nivel del mar y no faltan por ahí otros que, al atravesar alguna cordillera, llegan a poner más de dos kilómetros de roca sobre nuestras cabezas.

Túnel de Eupalino
El túnel de Eupalino, un acueducto de 1.036 metros de longitud excavado a través de la roca hace 2.600 años en la isla de Samos (Grecia.)

La historia de los túneles se entremezcla con la historia de la minería, con la de la ingeniería militar y con la de la humanidad en general hasta tiempos prehistóricos. No sabemos quién fue el primer humano que se vio compelido a perforar la tierra para extraer algo de ella o pasar a algún otro lugar.  Parece que ya andábamos excavando agujeros de cierto calibre por la parte de Swazilandia hace más de 40.000 años, allá por el Paleolítico Medio.  En el Neolítico teníamos complejos mineros, como aquí o aquí.  Pero parece ser que el primer túnel viario propiamente dicho, o al menos el primero que conocemos,  fue cosa de los iraquíes antiguos como tantas otras cosas más. Se trata de un conducto de buen tamaño para el paso de personas, carros y mercancías construido en Babilonia, bajo el río Éufrates, hace más de cuatro mil años. Según los historiadores antiguos, tuvo unos 900 metros de longitud y conectaba el Templo de Baal con el Palacio, situados en lados opuestos del río. Pasarían 4.000 años antes de que alguien volviera a hacer un túnel subacuático, esta vez bajo el Támesis, en 1843.

Ese túnel babilónico cuatro veces milenario ya nos habla del primer truqui, o técnica, para construir pasadizos de buen tamaño en lugares complicados.  En vez de horadar la tierra a pulso,  los avispados ingenieros babilónicos desviaron el Éufrates aprovechando que durante el verano venía más bajo, excavaron una zanja, la cubrieron con una estructura en forma de arco y finalmente devolvieron el río a su curso habitual. Una obra de ingeniería importante para aquellos tiempos, que ahora llamamos cut and cover (“cortar y cubrir”) y seguimos utilizando siempre que el terreno lo permite porque resulta comparativamente rápida, sencilla y barata. Pero cuando el terreno no lo permite, pues no lo permite y no hay más que hablar. Entonces, hay que recurrir a otras técnicas.

Dos de estas técnicas, utilizadas también en la Antigüedad, son el qanat y la excavación de una galería empezando por sus dos extremos con la intención de encontrarse en el medio. En la mayor parte de los casos, estas obras se realizaban con el propósito de asegurar la irrigación mediante el acceso a aguas subterráneas o el transporte del agua de un sitio a otro, no como túneles viarios. En el qanat, se perforan unos túneles verticales que, al alcanzar la profundidad deseada, se conectan entre sí mediante otros horizontales. La perforación en galería es más a fuerza bruta, si bien requiere una cierta habilidad para que ambos equipos se encuentren en el centro. Uno de los ejemplos más antiguos que se conserva, el túnel de Siloé en Jerusalén, demuestra que tuvieron que hacer varios agujeros y correcciones sobre la marcha hasta coincidir por fin.

Cripta Napolitana
La impresionante Crypta Neapolitana, un impresionante túnel carretero de 705 metros de longitud construido en tiempos de la República Romana (37 aEC.) Siguió utilizándose hasta finales del siglo XIX.

Después, griegos y sobre todo romanos llenaron sus respectivas civilizaciones de toda clase de túneles utilizando básicamente estas mismas técnicas. Pero los túneles viarios no les gustaban mucho. Para superar obstáculos preferían los puentes, que nos legaron por todas partes, porque son relativamente más sencillos y baratos de hacer. Aún así, hay excepciones como el impresionante túnel de Cocceio entre Cumae y el Lago del Averno, en el contexto de la construcción de la importante base naval de Portus Iulius (38-36 aEC.) Excavado en toba volcánica, tiene casi un kilómetro de largo, sección trapezoidal, seis conductos verticales para aireación e iluminación, y permitía el paso simultáneo de dos carros cargados. Eso lo convertiría en el primer túnel viario con doble sentido de la circulación.

No es el único. En esta misma zona se encuentra también la llamada Cripta Napolitana, otro túnel viario con 705 metros de longitud que siguió en uso hasta el siglo XIX, la Gruta de Sejano (770 metros) o la Cripta Romana. El diseño de varios de estos túneles se atribuye al arquitecto e ingeniero Lucio Cocceio Aucto, que debía ser un tipo bastante genial. Aunque sin duda estos son los más impactantes por sus dimensiones, los romanos nos dejaron algunos otros más modestos como el paso del Furlo o una multitud de pequeños túneles y sobre todo puertas talladas por muchas regiones montañosas bajo su dominio.

Durante la Edad Media no se avanzó mucho (bueno, más bien nada) en la cosa tunelera. Hay que esperar hasta la Revolución Industrial para volver a ver túneles de cualquier clase que igualaran o superasen a estos de la Antigüedad. Y entonces sí, claro, a pura fuerza de ciencia y tecnología crecieron, se multiplicaron y se fueron volviendo cada vez más seguros. Porque los túneles, en sus versiones originales, no eran muy seguros. Incluso hoy en día nos dan algún susto de vez en cuando (sobre todo, los viejos.)  Costó varios milenios aprender a hacerlos con la seguridad que tienen hoy en día.

Construcción de la línea 3 del metro de Guangzhou
Construcción de la línea 3 del metro de Guangzhou (“Cantón”, China), el túnel viario (para ser exactos, ferroviario) más largo del mundo en la actualidad.

Penetrando la tierra.

La construcción de un túnel viario moderno es un largo proyecto de ingeniería que se compone de múltiples pasos. Primero, evidentemente, tendremos que decidir el trazado. Dicho así parece sencillo, ¿no? “Convendría meter un túnel por aquí” y listos. Pero no es tan fácil. Puede ocurrir, por ejemplo, que el terreno no permita el paso de ningún túnel, al menos a un coste sensato.  O a lo mejor sí que lo permite, pero sólo de una cierta manera. Por eso, la primera fase es la investigación geotécnica y geofísica que a veces puede ser relativamente sencilla y en otros casos, una auténtica pesadilla.

Estudio geofísico de resistividad eléctrica del subsuelo para la construcción de un túnel
Estudio geofísico de resistividad eléctrica del subsuelo para la construcción de un túnel en Corea del Sur. Imagen: Hyundai Engineering & Construction Co Ltd.

Básicamente, esta investigación consiste en saber “qué tenemos aquí abajo.” No sé si ya te lo he contado alguna vez, pero a menudo saber qué tenemos debajo de la tierra es endiabladamente costoso y difícil en cuanto la cosa pasa de un tramito, y ya no te digo si pretendemos pasar a través de una cordillera o algo así. Normalmente comenzaremos recopilando toda la información sobre el terreno que ya haya disponible, desde estudios geológicos hasta mapas topográficos. Y la tomaremos con pinzas, comprobando cada detalle, porque muchas veces partes significativas de esa documentación va a ser vieja, estar desfasada, ser incorrecta o imprecisa, o simplemente quien la hizo no estaba pensando en meter un túnel por ahí y obvió aspectos importantes. Pero por algún sitio hay que empezar. A menudo tocará complementarla o corregirla con nuevos estudios hasta hacernos una idea básica pero clara del desafío al que nos enfrentamos.

Bien, ya tenemos una idea de por dónde queremos pasar nuestro túnel. Ahora tenemos que ver si podemos hacerlo realmente y cómo.  Porque cuando comencemos la costosísima perforación no queremos encontrarnos con sorpresas, ¿verdad? Sorpresas como fallas geológicas no documentadas, estratos de terreno blando, acuíferos inesperados, grandes masas rocosas difíciles de penetrar, mil cosas. Así que la investigación debe seguir adelante. Para ello existen hoy en día múltiples técnicas, no todas ellas igual de sencillas y económicas. Desde las catas y sondeos de toda la vida (hacer agujeros para ver qué hay debajo) hasta complejísimos estudios hidrogeofísicos, de tomografía sísmica o toda clase de ensayos en el laboratorio, podemos vernos obligados a realizar estudios francamente sofisticados antes de traer el pico y la pala. A veces, además, el alcance y la profundidad de estos estudios es impredecible. A lo mejor lo que a primera vista parecía un trabajo difícil resulta ser sorprendentemente sencillo, y lo que se suponía un trabajillo de tres al cuarto, transformarse en una pesadilla de complicada solución.

Montaje de una tuneladora
Montaje de una tuneladora con su cabezal perforador. Imagen: FCC.

Pero como los humanos somos así de chulos, al final hemos encontrado una solución que cae más o menos dentro del presupuesto previsto. Ya sabemos por dónde tenemos que pasar nuestro túnel, y cómo. El cómo, claro, es muy importante. A veces podremos hacerlo con aquella vieja técnica babilónica del corta y cubre, y quedará niquelado. Por el extremo contrario, otras veces nos tocará encargar maquinaria especializada, como grandes tuneladoras con cabezales y sistemas de drenaje especiales. Y entre medias, cualquier otra cosa, desde simples palas excavadoras hasta distintos tipos de explosivos.

Normalmente, al final de la carrera estaremos utilizando alguna variante sobre uno de los llamados métodos de construcción de túneles. Los clásicos son el belga (o madrileño, porque se usó mucho para construir el metro de Madrid), el inglés, el alemán, el austríaco, el italiano o el americano. Hoy en día se usan otros, a menudo basados en el nuevo método austríaco, del que a su vez existen diversas variantes.  La idea es que, por expresarlo así, el terreno y el humano colaboren a la hora de crear el túnel.

En la actualidad, además, un túnel ya no es un mero agujero en el suelo. Como te comenté más arriba, los meros agujeros en el suelo eran muy peligrosos y dieron lugar a accidentes terribles desde la más remota antigüedad hasta tiempos bien recientes. Así pues, además de hacer el túnel, hay que conseguir que sea cómodo y sobre todo seguro. Los túneles antiguos no eran muy cómodos y todavía menos seguros. El menor problema en su interior podía convertirse en un desastre de gran magnitud, sobre todo si se producía un incendio. En los modernos, este peligro se ha reducido a un mínimo mediante una diversidad de métodos, desde la existencia de salidas de emergencia eficaces hasta medios de extinción de incendios, una adecuada ventilación, sistemas seguros de iluminación, señalización y balizamiento, equipos de telecomunicaciones internos, cámaras… Todas estas medidas dependen del revestimiento, que además de desempeñar una función estructural, es el que sostiene estos sistemas.

Hoy en día, además, somos capaces de hacer auténticas virguerías, como los túneles bajo el mar. Esto es algo que habría asombrado a nuestros antepasados. La posibilidad de unir islas y continentes mediante conductos subterráneos seguros era algo que estaba fuera de nuestras posibilidades hasta hace muy poquito tiempo.  En estos momentos, varios de estos túneles son los más largos y profundos del mundo, como el Seikan o el del Canal de la Mancha. Hace años que se viene hablando de la posibilidad de unir Eurasia y África mediante un túnel bajo el Estrecho de Gibraltar, o Eurasia y América mediante otro bajo el Estrecho de Bering, pero por el momento su coste y diversas cuestiones políticas han impedido su ejecución. Si estos megaproyectos llegaran a realizarse, todas las principales masas continentales del planeta quedarían unidas por tierra.

Y después de todos estos milenios, ahí vamos, en nuestro coche, nuestro autobús, nuestro camión o nuestro tren, atravesando túneles sin ni siquiera pensar en ello. Cómodo, rápido, seguro, caminando sobre los hombros de gigantes una vez más. Como, por ejemplo, en Guadarrama.

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