Túnel para niños
Un túnel es un pasaje subterráneo largo que conecta dos puntos. La mayoría de los túneles son construidos por el ser humano.
Los túneles pueden ser usados por personas que caminan o andan en bicicleta. También son muy comunes para el paso de vehículos como coches y trenes, o para canales de agua. Algunos túneles se construyen para llevar agua potable, generar electricidad o para sistemas de alcantarillado. Otros sirven para cables de comunicación o incluso para que ciertos animales puedan cruzar de forma segura. En las grandes ciudades, los túneles son esenciales para el metro, ya que permiten que los trenes se muevan bajo tierra sin cruzarse con peatones o coches.
Contenido
Historia de los túneles
Orígenes en la minería
La idea de construir túneles viene de la minería, una actividad muy antigua. Ya en el neolítico, hace miles de años, se excavaban túneles para extraer minerales, como se ve en las Cuevas de Can Tintorer en Gavá, España.
Túneles en la antigüedad
En la antigüedad, civilizaciones como la Asiria, Fenicia e Israel construyeron túneles para comunicarse o para defender sus ciudades. Un ejemplo es el Túnel de los Asmodeos en Jerusalén. Los romanos también hicieron muchos túneles pequeños para la minería y para llevar agua a sus ciudades, como el túnel bajo la colina de Posilip para el acueducto Aqua Claudia, que se usó por 20 siglos.
Avances con la pólvora y el ferrocarril
Con la invención de la pólvora, fue posible excavar túneles más grandes. Durante los siglos XVI, XVII y XVIII, se construyeron muchos túneles para transportar mercancías a través de canales. En el XIX, con la llegada del ferrocarril, se necesitaron más túneles porque los trenes requieren caminos con poca inclinación. El primer túnel de ferrocarril en la península ibérica fue el de Montgat en 1848. En el XX, se siguieron construyendo túneles para trenes, canales (ahora también para producir energía eléctrica) y carreteras.
Cómo se construyen los túneles
Investigación del terreno
Antes de construir un túnel, es muy importante estudiar el terreno. Esto ayuda a elegir las máquinas y los métodos de excavación adecuados, y a evitar sorpresas. Se busca la mejor ubicación para el túnel, considerando el tipo de suelo y la presencia de agua. A veces se usan instrumentos especiales como los giroteodolitos para saber la dirección exacta bajo tierra.
Si el terreno es complicado, con muchas rocas o zonas blandas como arcillas, a veces se construye un túnel más pequeño al lado, llamado "tubo piloto". Este tubo ayuda a explorar el terreno y puede ser parte del túnel final.
Métodos de excavación
Los túneles se construyen excavando el terreno de varias maneras:
- Medios mecánicos: Se usan máquinas grandes como las tuneladoras (Tunnel Boring Machine o TBM), que excavan el túnel completo. También se pueden usar excavadoras o martillos picadores.
- Perforación y voladura: Se hacen agujeros en la roca y se usan explosivos para romperla.
- Manual: En algunos casos, los trabajadores pican la roca con martillos neumáticos y luego retiran los escombros.
Falso túnel (Cavar y cubrir)
El método del falso túnel se usa para túneles que no son muy profundos. Consiste en excavar una zanja grande desde la superficie, construir el túnel dentro de esa zanja y luego cubrirlo con tierra. Es como construir un túnel al aire libre y luego enterrarlo.
Hay dos formas principales:
- Método bottom up: Se excava toda la zanja, se construye el túnel (a menudo de hormigón) y luego se cubre.
- Método top down: Este método es popular en las ciudades. Primero se construyen las paredes del túnel desde la superficie, luego se hace el techo. Una vez que el techo y las paredes están listos, se puede reconstruir la superficie de la calle mientras se sigue excavando la tierra de dentro del túnel. Finalmente, se construye el suelo del túnel.
Tuneladora
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Las máquinas tuneladoras son gigantescas y hacen la excavación de forma muy automática. Hay diferentes tipos, según el tipo de terreno (roca dura o suelo blando y con agua). Algunas de las tuneladoras más grandes del mundo se han usado en proyectos como la Autopista de Circunvalación de Madrid M-30 y los túneles Chong Ming en Shanghái, China.
Nuevo método austríaco
Este método, desarrollado en los años 1960, se basa en usar la fuerza natural de la roca alrededor del túnel para que este se sostenga a sí mismo. Se excava en dos partes: primero la parte de arriba y luego la de abajo. La excavación se cubre rápidamente con una capa delgada de hormigón para que la roca se estabilice. Este método es muy flexible y se adapta a diferentes tipos de roca.
Empuje de tubos
Este método, también llamado Pipe jacking, consiste en empujar grandes tubos bajo tierra usando gatos hidráulicos. Se usa cuando hay edificios, vías de tren o carreteras en la superficie que no se quieren dañar.
Tecnología sin zanja
Estas tecnologías permiten instalar o reparar tuberías pequeñas sin necesidad de excavar una zanja grande. El objetivo es causar menos molestias a las personas y al terreno, aunque suelen ser más costosas.
Sistemas de seguridad en la construcción
Durante la construcción de túneles, se usan sistemas de seguridad para proteger a los trabajadores.
- Sistemas de alarma y comunicación: Ayudan a alertar sobre peligros y a mantener a todos conectados.
- Sistemas de detección de personas: Sensores que detectan si hay personas cerca de la maquinaria pesada, avisando al conductor para evitar accidentes.
Usos de los túneles
Los túneles tienen muchos usos importantes:
- Conectar diferentes niveles en las minas subterráneas.
- Extraer materiales de las minas.
- Permitir el paso de peatones, ciclistas, coches y trenes, especialmente en sistemas de metro.
- Transportar agua entre diferentes cuencas hidrográficas, para consumo, centrales hidroeléctricas o alcantarillado.
- Llevar otros servicios como cables de comunicaciones o tuberías.
- Facilitar el transporte de materiales o productos.
- Ayudar a la vida silvestre, creando corredores biológicos para que los animales crucen de forma segura, como los ecoductos.
Túnel o puente: ¿Cuál elegir?
Cuando se necesita cruzar un río o un cuerpo de agua, a veces se puede construir un túnel o un puente.
- Costo: Generalmente, un túnel es más caro que un puente.
- Navegación: Si hay barcos grandes, un puente muy alto podría ser necesario, o sus pilares podrían estorbar. En esos casos, un túnel bajo el agua es una buena opción.
- Espacio: Los puentes ocupan mucho espacio en la superficie. En ciudades con poco espacio, como Manhattan o Hong Kong, los túneles son mejores porque liberan terreno. Por ejemplo, en Boston, se reemplazaron carreteras en la superficie por túneles para mejorar el tráfico y la apariencia de la ciudad.
- Seguridad: En el pasado, se consideraba que los túneles eran más seguros en tiempos de guerra, ya que un puente grande podría ser un objetivo fácil.
- Mantenimiento: A veces, el mantenimiento de un puente muy grande puede ser más costoso que el de un túnel.
- Estética: Los túneles pueden ser preferibles para preservar el paisaje o evitar que una estructura grande afecte la vista.
Seguridad en los túneles
Debido a que los túneles son espacios cerrados, los incendios pueden ser muy peligrosos. Los principales riesgos son el humo y los gases tóxicos, como el monóxido de carbono, que pueden ser muy dañinos incluso en pequeñas cantidades. Por eso, la ventilación es crucial.
- Ventilación: Los túneles para coches necesitan pozos de ventilación y ventiladores para eliminar los gases de escape. Los túneles de trenes también necesitan ventilación. En caso de emergencia, como un incendio, la ventilación se aumenta para proporcionar aire a las personas atrapadas y a los bomberos.
- Ondas de presión: Cuando los trenes de alta velocidad entran o salen de un túnel, pueden crear cambios rápidos de presión de aire que pueden ser molestos para los pasajeros o causar un fuerte "boom" al salir, que puede molestar a los vecinos.
- Túneles paralelos: En túneles grandes, a menudo se construye un túnel paralelo separado. Este túnel sirve como vía de escape en caso de emergencia, con puertas que permiten a las personas pasar de un túnel a otro si uno se llena de humo.
- Centros de operaciones: Los túneles grandes y muy usados, como el túnel Big Dig en Boston, Massachusetts, tienen centros de control que funcionan las 24 horas. Desde allí, se supervisa el tráfico con Videovigilancia y se responde a las emergencias.
Túneles y terremotos
Los túneles suelen ser más seguros que las estructuras en la superficie durante los terremotos.
- Los túneles sufren menos daños que los edificios.
- Cuanto más profundo es un túnel, más seguro es ante los temblores.
- Los túneles construidos en roca sólida suelen ser más seguros que los construidos en suelos blandos.
- Los túneles con revestimiento (una capa protectora) son más seguros que los que no lo tienen.
- Los daños en las entradas de los túneles pueden ser mayores si el diseño no es adecuado para terremotos.
Un ejemplo notable es el terremoto de 1994 en Los Ángeles, de magnitud 6.7. Causó muchos daños en edificios y carreteras, pero el sistema de metro de Los Ángeles no sufrió daños graves. Los ingenieros diseñan los túneles para que sean flexibles y resistan los terremotos.
Esta resistencia de los túneles se ha visto en otros terremotos:
- En 1985, un terremoto de magnitud 8.1 en Ciudad de México no dañó el metro, que incluso ayudó en las evacuaciones.
- En 1995, un terremoto de magnitud 7.2 en Kobe, Japón, no causó daños en los túneles del metro.
- En 2010, un terremoto de magnitud 8.8 en Chile causó solo daños menores en las estaciones de entrada del metro, que volvió a funcionar al día siguiente.
Grandes túneles del mundo
Aquí tienes algunos de los túneles más conocidos:
- Túnel de Lærdal: El túnel de carretera más largo del mundo, en Noruega.
- Eurotúnel: Conecta el Reino Unido y Francia bajo el Canal de la Mancha.
- Túnel Seikan: Un túnel ferroviario en Japón.
- Túnel de la Línea: El túnel carretero más largo de América Latina, en Colombia.
- Túnel del Cristo Redentor: En la frontera entre Argentina y Chile.
- Túnel de Mont Blanc: Conecta Francia e Italia.
- Túnel del Simplón: Conecta Suiza e Italia.
- Túnel de Pajares: En España.
- Túnel de Occidente: En Colombia.
- Túnel de Guadarrama: En España.
- Túnel de San Pedro: En Colombia.
- Túnel subfluvial Raúl Uranga – Carlos Sylvestre Begnis: En Argentina.
Galería de imágenes
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Túnel para ferrocarril en San Pol de Mar, (Barcelona, España).
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Línea de tren subterráneo en Singapur.
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Corte geológico del Eurotúnel.
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Túnel de base San Gotardo en construcción en los Alpes.
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Túnel Santa María en Quetzaltenango, Guatemala.
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Sistema de detección en un carro que se mueve en un túnel en construcción.
Véase también
En inglés: Tunnel Facts for Kids
