Túnel de Base del Gotardo

4 tuneladoras Gripper para una maravilla del mundo

Cuatro tuneladoras Gripper de Herrenknecht conquistaron la montaña mediante la excavación mecanizada de túneles, batiendo récords de velocidad y longitud. Hoy, el túnel de base del Gotardo conecta Erstfeld con Bodio a lo largo de 57 kilómetros. El túnel ferroviario más largo del mundo abrió sus puertas el 1 de junio de 2016. Como pieza central del Nuevo Enlace Ferroviario a través de los Alpes (NRLA), acerca Suiza a Europa.

Récord mundial. Principal avance del proyecto de construcción del Gotardo del siglo

El avance principal del túnel de base del Gotardo, el 23 de marzo de 2011 en el túnel oeste y el 15 de octubre de 2010 en el túnel este, es el hito decisivo en el camino hacia el túnel ferroviario más largo del mundo. Con la construcción del siglo a través de los Alpes, de 2 x 57 kilómetros de longitud, Suiza acerca por ferrocarril el norte y el sur de Europa. Las tuneladoras de pinzas de Herrenknecht han perforado y asegurado más de 85 kilómetros de los tubos principales.

 

Gigantes en roca dura

A finales de 2016, los primeros trenes de alta velocidad atravesarán el túnel de base del Gotardo a velocidades de entre 200 y 250 kilómetros por hora. Una vez abierto todo el NRLA, el tiempo de viaje de Zúrich a Milán se reducirá en una hora, a 2 horas 40 minutos. Los ferrocarriles suizos confían en ganar tiempo, sobre todo en el transporte de mercancías, importante sobre todo para el tráfico de tránsito entre Alemania e Italia. Comienza una nueva era en el transporte ferroviario transalpino. De la Bahnhofstrasse de Zúrich por la mañana a la no menos elegante Galleria Vittorio Emanuele II de Milán para ir de compras, y de vuelta por la tarde con unas cuantas bolsas del mejor diseño italiano. No es un sueño. Esta visión se está haciendo realidad.

La unión a tiro de piedra entre las metrópolis económicas es posible gracias a un proyecto sin precedentes en el siglo: la construcción del Nuevo Túnel de Base del Gotardo, complementado por los túneles de base de Ceneri y Zimmerberg. A lo largo de 57 kilómetros y a una altura máxima de 550 metros sobre el nivel del mar, es decir, realmente al pie del San Gotardo, dos tubos de túnel de vía única cruzarán bajo el macizo alpino de fondo de valle a fondo de valle por una vía casi plana. Atrás quedarán los días en que los viajeros casi podían coger flores a lo largo de la vía férrea y en que los trenes de mercancías, en particular, tenían que subir penosamente empinadas pendientes con locomotoras dobles.

En términos de ingeniería y logística de construcción, este túnel es la referencia para los proyectos del siglo futuro.

Dr.-Ing. E. h. Martin Herrenknecht, Presidente del Consejo de Administración

La maravilla más larga del mundo

"Europa obtiene un corredor ferroviario eficaz en medio de los Alpes para poder transportar sus mercancías de Rotterdam a Génova de forma respetuosa con el medio ambiente", declaró el Consejero Federal suizo Moritz Leuenberger, resumiendo la importancia de la "maravilla más larga del mundo". Y: "Estamos ayudando a construir las infraestructuras de Europa, aunque no formemos parte de la UE". Con este enorme esfuerzo, Suiza no sólo persigue el objetivo de transferir la mayor cantidad posible de mercancías de la carretera al ferrocarril y reducir así significativamente la carga sobre el medio ambiente.

Se acerca a este objetivo a pasos agigantados. Ya se ha terminado el túnel ferroviario más largo del mundo. "Quien domina un proyecto tan gigantesco está en el Olimpo de la construcción de infraestructuras. Europa se quitará el sombrero ante Suiza en cuanto los primeros trenes atraviesen el nuevo túnel del Gotardo. El hecho de que los suizos hayan depositado su confianza en la tecnología de Herrenknecht es el mayor reconocimiento que podemos recibir como empresa", resume Martin Herrenknecht, CEO de Herrenknecht AG. El 23 de marzo de 2011 en el túnel oeste y el 15 de octubre de 2010 en el túnel este, se produjo el avance decisivo en el límite entre los lotes de construcción de Faido y Sedrun, es decir, aproximadamente a mitad del túnel. Esto marca probablemente la finalización de la etapa más importante de una empresa espectacular que fue precedida por una hazaña notable: casi medio siglo de planificación intensiva, constantemente adaptada a las posibilidades técnicas y a los descubrimientos geológicos, así como decisiones políticas valientes y previsoras. La primera idea de un túnel de base del Gotardo se planteó ya en 1947, pero la excavación propiamente dicha no comenzó hasta 2001.

152 kilómetros de túneles, galerías y pozos

La construcción del túnel de base del Gotardo requiere un total de 152 kilómetros de túneles, pozos y galerías. Por ello, los planificadores dividieron la construcción de los dos túneles principales y sus aproximadamente 180 pasos transversales en cinco secciones. Como las obras de las cinco secciones podían realizarse ahora en paralelo, el tiempo total de construcción se redujo considerablemente. Al mismo tiempo, sin embargo, se tuvieron que tomar grandes precauciones logísticas: hubo que construir túneles de acceso y suministro y excavar enormes naves subterráneas desde las que se pudieron iniciar los trabajos de excavación de túneles y voladuras.

Cinco veces el volumen de la pirámide de Keops

Más de 85 km de los tubos principales fueron perforados y asegurados con tuneladoras Herrenknecht. Con un ruido ensordecedor y una fuerza bruta, los gigantes de acero de alta tecnología de Schwanau, de más de 400 metros de longitud, con sus cabezas perforadoras de 9,50 metros, se abrieron paso a través de la enorme roca dura, sin que lo notara, por ejemplo, la desprevenida multitud de esquiadores que disfrutaban en la nieve unos 2.000 metros más arriba, en la zona de esquí cercana al puerto de Lukmanier. Desde que empezaron a abrirse paso a través de la roca en 2003, las cuatro máquinas de Herrenknecht han paladeado unos 10,5 millones de metros cúbicos de roca a través de las bocas de sus ruedas de corte. El volumen total de material excavado en el Gotardo es aproximadamente cinco veces mayor que el de la pirámide de Keops: 13,5 millones de metros cúbicos. Las "moles gigantes", como se suele llamar a las tuneladoras, han excavado alrededor del 75% del trazado principal. Sin embargo, el proyecto no se ha completado con los 114 kilómetros de túneles paralelos.

Las obras de Giga

En la obra del Gotardo Giga hay tres túneles de acceso y cavernas de abastecimiento: en el norte, en Amsteg, en el acceso intermedio de Sedrun, en el centro, y en Faido, en el sur. En las bocas de los túneles de Bodio y Erstfeld, en el norte, es relativamente fácil acceder a la línea del túnel desde las carreteras de paso, y en Amsteg a través de un tubo de "sólo" 2 kilómetros. En Faido, el túnel de acceso tiene una longitud de 2,7 kilómetros y una pendiente de casi el 13%. Las obras del acceso intermedio de Sedrun fueron mucho más complejas: primero se excavó un túnel de acceso horizontal de 1.000 metros de longitud en la montaña, muy por encima del nivel del túnel, desde cuyo extremo se excavaron dos pozos verticales a una profundidad de unos 800 metros hasta el nivel del túnel. Un túnel de ventilación de 450 metros de longitud completa la espectacular estructura.

Entre la planificación de alta precisión y los imponderables geológicos

Cuando se construyen túneles de la dimensión del Gotardo, siempre hay sorpresas. No en vano, los tuneladores abordan su trabajo con gran respeto: se encuentran constantemente atrapados entre una planificación de alta precisión e innumerables incertidumbres. A pesar de toda la exploración preliminar, surgen dificultades imprevistas una y otra vez. Por ejemplo, en febrero de 2003, la excavación del túnel de la vertiente sur del Gotardo se vio frenada nada más empezar, a los 200 metros, por la roca friable. Las dos tuneladoras puestas en marcha en Bodio -bautizadas cariñosamente "Sissi" (Herrenknecht S-210) en el túnel este y "Heidi" (Herrenknecht S-211) en el túnel oeste por los equipos de perforación- se encontraron con zonas de fallas geológicas, las llamadas kakiritas. Este tipo de roca es demasiado blanda para las tuneladoras Gripper, que están diseñadas para rocas de gran dureza, y hace casi imposible un buen rendimiento en la excavación de túneles. Cada metro de túnel excavado tiene que ser apuntalado con un gran coste. No fue hasta agosto de 2003 cuando las máquinas pudieron volver a salir de esta zona de falla tras unos 400 metros.

Los altibajos de la montaña

En el informe de las obras también se mezclan noticias inesperadamente positivas. Por ejemplo, en la primavera de 2004 llegaron buenas noticias desde el lado norte: los geólogos habían previsto en el calendario de obras una paralización de la excavación de túneles de hasta cuatro meses para la zona de Intschi. Afortunadamente, esta zona era aproximadamente la mitad más corta de lo previsto, y los equipos que operaban las máquinas con los inocentes nombres de soltera "Gabi 1" y "Gabi 2" pudieron atravesarla con seguridad y a un ritmo reducido. Sin embargo, los altibajos en la montaña no tenían fin. A buenos índices de avance mensual de 560 metros y una penetración de hasta 12 milímetros por revolución siguieron pasajes más difíciles con una penetración a veces de sólo 3 milímetros por revolución y sólo 140 metros de avance al mes.

En junio de 2005, los ingenieros y los clientes recibieron una nueva mala noticia: espontáneamente y sin previo aviso, roca suelta mezclada con agua de la montaña penetró en la cabeza de perforación de Gabi 2 en el túnel oeste. Al principio, los mineros intentaron varias veces retirar a mano el material fino de la cabeza de perforación y hacer retroceder la tuneladora unos centímetros. Sin éxito. Finalmente, la zona suelta delante de la cabeza de corte de la máquina se estabilizó inyectando una mezcla de cemento y bentonita. Al mismo tiempo, los tuneleros excavaron un túnel de 50 metros de longitud desde el túnel este hasta el túnel oeste para exponer posteriormente la cabeza de corte de la tuneladora en lo que se conoce como contraperforación. No pudieron reanudar la excavación regular hasta noviembre de 2005, tras cinco meses de parón. 

En el sur, en el tramo de Bodio a Faido, las máquinas también tuvieron que superar una geología cambiante, que mermó el rendimiento de la perforación. Las adaptaciones de las dos tuneladoras a las condiciones imprevistas aportaron mejoras significativas. En diciembre de 2005, Sissi logró el mayor rendimiento diario hasta la fecha en el túnel de San Gotardo, en el túnel este, con 38 metros.

2006 - el año de los primeros avances

En el norte, los equipos de construcción pudieron celebrar el final de la construcción de túneles en el tramo Amsteg-Sedrun en junio y octubre de 2006 con un rendimiento espectacular. Con seis y nueve meses de adelanto sobre el calendario de construcción, respectivamente, esprintaron hacia el límite. Sin embargo, el final no fue espectacular: una cesura geológica de roca cakirizada les esperaba justo en el límite del lote. Así pues, las tuneladoras se desmontaron con antelación en roca que aún era estable. A continuación, los trabajadores sacaron las piezas de la máquina fuera del túnel utilizando el ferrocarril del túnel.

Avance en Faido 

En otoño de 2006, el avance en la estación multifuncional de Faido se produjo finalmente por el sur con la precisión esperada. Las tuneladoras de más de 8 metros de diámetro alcanzaron su objetivo tras recorrer 13,5 y 14 kilómetros respectivamente con desviaciones de apenas unos centímetros en altura y anchura. Esto equivale a la precisión de un francotirador acertando a una moneda de 1 euro desde una distancia de 2 kilómetros. Tras una revisión completa y con nuevos cabezales de perforación más grandes, con diámetros de más de 9 metros, Sissi y Heidi volvieron a conducir hacia el norte en julio y octubre de 2007, desde Faido en dirección a Sedrun.

El "espectro" del hueco de Piora cruzado con seguridad

Los tuneleros se encontraron con otra zona complicada en esta ruta: el sinclinal de Piora, un embudo lleno de dolomita azucarada y agua que se extiende muy abajo en el macizo rocoso. Su existencia se conocía desde hacía mucho tiempo, y casi ningún otro paso del Gotardo había sido investigado tan a fondo antes de su construcción. Como nadie sabía con exactitud a qué profundidad se extendía el embudo, se decidió perforar pozos exploratorios. Además, en 1996 se perforó un túnel horizontal de unos 5,5 kilómetros de longitud desde la carretera cantonal hasta la zona de la falla. La presión a la que estaban sometidos los granos sueltos de roca era enorme, de unos 150 bares. La mezcla de agua y dolomita salió disparada de la montaña en un chorro espeso e inundó la carretera. Los medios de comunicación hablaron del "Día D en la playa de Piora".

19 Las perforaciones inclinadas desde los túneles exploratorios hasta las proximidades del futuro túnel de base dieron entonces el visto bueno: encontraron roca sólida sin presión de agua. A partir de los resultados de los análisis de los testigos de perforación, las mediciones de temperatura y los estudios sísmicos, los geólogos concluyeron que una capa de yeso sellaba el fondo del sinclinal de Piora. El 12 de octubre de 2008, Sissi y más tarde su máquina hermana Heidi informaron de que habían superado con éxito el sinclinal de Piora.

Las perforaciones en la zona de los cabezales intermedios de Faido y Sedrun, que se realizaron mediante voladuras convencionales, también fueron extremadamente exigentes desde el punto de vista técnico. Aquí, los mineros arrancaron de la roca enormes estaciones de ferrocarril subterráneo. Su finalidad: permitir que los trenes se detuvieran en bahías especiales en caso de emergencia. Además, las bifurcaciones del túnel permiten a los trenes pasar de un tubo a otro durante la explotación. Un ingenioso sistema de túneles laterales y de conexión garantiza la extracción de humos y el suministro de aire fresco. Estos dos llamados "puntos multifuncionales" son enormes obras en sí mismas. La roca de este lugar se lo puso especialmente difícil a los mineros a la hora de perforar y realizar voladuras.

Las montañas se desbocan

En algunas secciones, la presión de la roca era tan grande que el método habitual de hacer la sección transversal de la excavación mucho mayor que las dimensiones previstas no funcionó. Normalmente, esto da a la roca la oportunidad de "desahogarse": cuanto mayor es la deformación, más disminuye la presión de la roca. Sin embargo, en las zonas críticas del túnel de San Gotardo no era posible alcanzar un estado estable simplemente permitiendo la deformación. Había que ejercer una fuerza contra la montaña, ya que de lo contrario habría vuelto a sellar completamente la cavidad. Así que se utilizaron los llamados arcos deslizantes: en la sección transversal del túnel, que se ensanchó unos 70 centímetros, se unieron arcos dobles de acero deslizantes formando anillos. Bajo la presión de la montaña, los segmentos de los anillos se deslizan lentamente hasta que quedan a tope y se estabilizan mutuamente.

56 metros en sólo 24 horas

En 2009, las dos tuneladoras de pinzas Gabi 1 y 2 de Herrenknecht completaron también el tramo norte Erstfeld-Amsteg, de 7 kilómetros de longitud, tras una revisión completa. La geología aquí era casi ideal. Como resultado, a finales del verano de 2009 se batió el récord de tunelación en el Gotardo: En sólo 24 horas, Gabi 2 excavó 56 metros a través de la montaña, un récord mundial para una tuneladora de roca dura de este tamaño. El 16 de junio y el 16 de septiembre de 2009, los equipos de construcción del norte llegaron a su destino en Amsteg tras 18 meses de excavación en cada caso, 6 meses antes de lo previsto. El avance fue un ejemplo de la precisión de los tuneladores y sus máquinas: Ambas tuneladoras se habían desviado del eje objetivo 4 milímetros en horizontal y 8 milímetros en vertical, un trabajo milimétrico en el sentido más estricto de la palabra.

Los gusanos

En el sur, Sissi y Heidi siguen trabajando en la montaña en estos momentos. En marzo de 2010, Heidi volvió a tener problemas con un desprendimiento de rocas en el túnel oeste, entre Faido y Sedrun. Las subsiguientes medidas de estabilización interrumpieron el avance aquí hasta julio de 2010, pero este incidente apenas afectó al calendario del proyecto. El trabajo de las dos unidades de apoyo (bóveda) suministradas por la filial "Maschinen- und Stahlbau Dresden" de Herrenknecht, que siguen a las dos tuneladoras a una distancia adecuada, tampoco se ha visto afectado. Estos "gusanos" de 600 metros de longitud colocan tuberías de drenaje, instalan sistemas de sellado y hormigonan las bóvedas en etapas de 12 metros. En resumen: están preparando los tubos del túnel para la instalación de la tecnología ferroviaria con las mejores prestaciones mensuales de 600 metros.

23 de marzo de 2011 y 15 de octubre de 2010: Avance principal en el túnel de base del Gotardo

La "vista sin obstáculos del Mediterráneo" se hizo realidad con el avance principal en el túnel oeste el 23 de marzo de 2011 y en el túnel este el 15 de octubre de 2010. A esto siguieron algunos años más de ampliación para crear una línea ferroviaria de alta velocidad en funcionamiento con enormes medidas de seguridad, como dos estaciones de emergencia donde los trenes pueden detenerse en caso de peligro.

La "vista sin obstáculos del Mediterráneo" se hizo realidad con el avance principal en el túnel oeste el 23 de marzo de 2011 y en el túnel este el 15 de octubre de 2010. A esto siguieron algunos años más de ampliación para crear una línea ferroviaria de alta velocidad en funcionamiento con enormes medidas de seguridad, como dos estaciones de emergencia donde los trenes pueden detenerse en caso de peligro.

Dr.-Ing. E. h. Martin Herrenknecht, Presidente del Consejo de Administración

Los viajeros podrán pasar rápidamente de un tubo del túnel al otro - los dos tubos actuarán como túneles de rescate el uno para el otro - una solución inteligente que todos los implicados en Suiza acordaron tras un largo debate sobre todas las alternativas posibles. Para los tuneleros y sus máquinas, sin embargo, el trabajo está llegando a su fin. Con resultados muy satisfactorios: Todos los riesgos eran controlables, todos los contratiempos se pudieron superar, todos los altibajos emocionales se pudieron sobrellevar. Y a pesar de la complejidad casi incomprensible del proyecto, se cumplieron los plazos: lo que se perdía en un sitio se ganaba en otro. El Consejero Federal Moritz Leuenberger ya habló de la "victoria de la voluntad sobre los escépticos y los fastidiosos" en la última victoria de etapa, la ruptura Erstfeld-Amsteg. Su credo: "No importa lo alta que sea la montaña o lo dura que sea la roca, donde hay voluntad, hay un camino. Podemos hacerlo porque queremos". 

Más información: AlpTransit Gotthard AG

Cronología del túnel de San Gotardo. Ayer, hoy y mañana

El macizo del Gotardo ha sido atravesado en túnel durante más de tres siglos. El túnel de base del Gotardo es el túnel más largo del mundo: un proyecto del siglo.

1 de junio de 2016
Puesta en servicio del túnel de base del Gotardo, la pieza central del nuevo enlace ferroviario a través de los Alpes.

23 de marzo de 2011
Gran avance en el túnel oeste entre Sedrun y Faido.

15 de octubre de 2010
Avance principal del túnel de base del Gotardo en el túnel este entre Sedrun y Faido. 

2009 
Finalización con éxito de la excavación mecanizada en el túnel norte.

2008 
El temido canal de Piora es atravesado con éxito por la S-210. 

2006 
Las tuneladoras Herrenknecht de las secciones norte y sur del túnel de base llegan a su primer destino, en algunos casos hasta 9 meses antes de lo previsto

2003 
Inicio de la excavación con las cuatro tuneladoras de agarre de Herrenknecht.

2001 
Adjudicación de los primeros contratos de maquinaria a Herrenknecht.    

1999
Comienzo de las obras del pozo en Sedrun con la primera voladura.    

1998 
Decisión federal suiza de financiar el Nuevo Enlace Ferroviario a través de los Alpes (NRLA). 

1996 
Comienzan en Sedrun los primeros trabajos preparatorios y exploratorios para el túnel de base del Gotardo.    

1993 
Comienzo de las perforaciones exploratorias en el sinclinal de Piora.    

1980 
Se abre al tráfico el primer túnel de carretera que conecta Göschenen con Airolo.

1969 
Comienza la construcción del primer túnel de carretera a través del Gotardo.    

1882 
Entra en funcionamiento el túnel ferroviario más largo del mundo en aquella época (15 km).

1880 
El 29 de febrero se logra el avance, con una precisión impresionante para la época.

1872 
Comienza la construcción del primer túnel ferroviario a través del Gotardo bajo la dirección del ingeniero suizo Louis Favre.

1707 
El maestro de obras del Tesino, Morettini, perfora un tubo de 64 metros de largo a través del Chilchberg, el llamado "Urnerloch".    

Cruzar los alpes: limpio - el nuevo enlace ferroviario transalpino
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80% Los Alpes, y Suiza en particular, desempeñan un papel clave en el tráfico de tránsito europeo. Alrededor del 80% del tráfico de mercancías entre Italia y los demás países de la UE fluye a través de los Alpes, dos tercios de él por carretera, principalmente a través de los corredores de transporte del Brennero (Austria), Fréjus y Mont Cenis (Francia) y San Gotardo (Suiza). El concepto europeo de transporte pretende transferir parte del tráfico por carretera al ferrocarril, sobre todo en los Alpes. Los países limítrofes con Suiza se han comprometido a crear corredores ferroviarios eficaces como vías de acceso al Gotardo.
250 KM/H El Nuevo Enlace Ferroviario a través de los Alpes (NRLA) hace posible el transporte de alta velocidad en los Alpes. El ferrocarril se convertirá en una alternativa al transporte aéreo, ya que en el futuro los trenes de pasajeros circularán entre 200 y 250 km/h. En el transporte de pasajeros, el túnel de base de Zimmerberg, el túnel de base del Gotardo y el túnel de base del Ceneri reducirán el tiempo de viaje entre Zúrich y Milán de 4 horas y 10 minutos a 2 horas y 40 minutos. Es posible un desvío transalpino para comer.
550 METER Actualmente, el tráfico transalpino por carretera se duplica cada ocho años. Los atascos kilométricos frente al túnel de carretera del Gotardo forman parte de la vida cotidiana desde hace mucho tiempo. Por ello, el tráfico de mercancías, en particular, va a trasladarse al ferrocarril. Gracias a los dos ejes NRLA en el Gotardo y Lötschberg, la capacidad se duplicará con creces, pasando de los 20 millones de toneladas actuales a unos 50 millones anuales. No sólo aumentará la frecuencia de los trenes. El concepto de vía plana también permitirá que sean considerablemente más largos y el doble de pesados (4.000 toneladas en lugar de las 2.000 actuales). La locomotora de empuje y tracción necesaria en las pendientes actuales será cosa del pasado. 
Datos del proyecto
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Proyecto Túnel de base del Gotardo
Propietario del edificio
AlpTransit Gotthard GmbH
Geología
Roca maciza
Gneis, granito, pizarra
Longitud de elevación
85.425 m
Datos de la máquina
2x Pinza-TBM:
Diámetro: 9.430 mm
Método de excavación: Estabilización de roca
Potencia motriz: 3.500 kW
Par: 8.526 kNm

2x Pinza-TBM:
Diámetro: 9.580 mm
Método de excavación: Estabilización de rocas
Potencia motriz: 3.500 kW
Par: 8.526 kNm

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