Ingeniería de Túneles: Evolución, Métodos y Tipos de Construcción Subterránea
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La Ingeniería de Túneles: Un Viaje a Través del Tiempo y la Tecnología
Con más de seis millones de kilómetros de autopistas y 240,000 kilómetros de ferrocarriles serpenteando por los Estados Unidos, la vida sobre el suelo se ha vuelto cada vez más congestionada. Los túneles proporcionan algunos de los últimos espacios disponibles para automóviles y trenes, agua y alcantarillado, e incluso líneas eléctricas y de comunicación.
Hoy en día, es seguro atravesar montañas y excavar bajo los océanos, pero no siempre fue así. De hecho, a los ingenieros les tomó miles de años perfeccionar el arte de cavar túneles.
Orígenes Antiguos: Los Acueductos Romanos
Antes de los coches y los trenes, los túneles solo transportaban agua. Los ingenieros romanos crearon la red de túneles más extensa del mundo antiguo. Construyeron estructuras inclinadas, llamadas acueductos, para llevar el agua de los manantiales de las montañas a ciudades y pueblos. Tallaron cámaras subterráneas y construyeron elegantes estructuras de arcos no solo para llevar agua fresca a la ciudad, sino también para evacuar las aguas residuales.
La Era Moderna: Superando Montañas y Océanos
En la actualidad, ni las montañas ni los océanos se interponen en el camino. Con la última tecnología de construcción sincronizada, los ingenieros pueden atravesar montañas, ríos y ciudades bulliciosas.
Planificación y Preparación
Antes de excavar un túnel, los ingenieros investigan las condiciones del suelo analizando muestras de suelo y roca y perforando orificios de prueba.
Los Tres Pasos Clave en la Construcción de Túneles
La construcción de un túnel exitoso y estable sigue tres pasos básicos:
- Excavación: Los ingenieros cavan a través de la tierra utilizando herramientas o técnicas fiables.
- Sostenimiento: Los ingenieros deben sostener cualquier terreno inestable a su alrededor mientras excavan.
- Revestimiento: Los ingenieros añaden los toques finales, como la calzada y las luces, una vez que el túnel es estructuralmente firme.
Tipos Principales de Túneles Según el Entorno
Según el entorno, los túneles se pueden dividir en tres tipos principales:
Túneles de Suelo Blando
Suelen ser poco profundos y se usan a menudo para metros, sistemas de suministro de agua y alcantarillas. Debido a que el suelo es tan blando, se debe usar una estructura de soporte, llamada escudo de túnel, en la parte superior del túnel para evitar que se colapse.
Túneles de Roca
Requieren poco o ningún apoyo adicional durante la construcción y se utilizan a menudo como ferrocarriles o carreteras a través de las montañas. Hace años, los ingenieros del Túnel Hoosac se vieron obligados a abrirse paso a través de las montañas con dinamita. Hoy se basan en enormes máquinas perforadoras de roca.
Evolución Histórica de la Construcción de Túneles
Túneles para Canales en el Siglo XVII
En el siglo XVII, se estaban construyendo túneles para canales. Sin carreteras o ferrocarriles para transportar materias primas del campo a la ciudad, las vías fluviales se convirtieron en la mejor manera de transportar mercancías a grandes distancias.
La Expansión con Trenes y Automóviles
Con la llegada de los trenes y los automóviles, surgió una enorme expansión en la construcción de túneles. Durante los siglos XIX y XX, el desarrollo del transporte condujo a túneles más grandes, mejores y más largos. Ningún obstáculo pudo interponerse en el camino.