Desde la casa de estudios explicaron que su desarrollo responde a un desafío técnico clave en obras de infraestructura: contar con datos en tiempo real que permitan anticipar fallas estructurales y tomar decisiones informadas durante la ejecución del proyecto.

La propuesta estuvo liderada por el académico David Blanco, de la Facultad de Ciencias de la Construcción y Ordenamiento Territorial UTEM (FCCOT), junto a sus colegas Patricio Valdivia, Marcelo Robles y Luis Perillán (también FCCOT UTEM). El equipo se completa con los investigadores Víctor Escobar, Jorge Vergara y Hugo Durney, de la Facultad de Ingeniería, y Héctor Torres, director de Innova UTEM.

“Esta innovación nace de la experiencia práctica en terreno y busca anticipar desplazamientos o rupturas en obras subterráneas, resguardando la vida de las personas y reduciendo sobrecostos. Monitorizar lo que hasta ahora no se veía nos permite mejorar la seguridad y la eficiencia de estas obras, que suelen enfrentar pérdidas millonarias en caso de accidentes”, comentó el investigador David Blanco.

“El apoyo de la Dirección de Transferencia Tecnológica fue clave en cada etapa del proceso, desde la postulación de proyectos hasta la protección legal del modelo. A otros investigadores de la UTEM, les diría que patentar sus desarrollos no sólo protege el conocimiento, también abre nuevas oportunidades de colaboración, continuidad y desarrollo”, precisó.

Portafolio tecnológico

Desde la Dirección de Transferencia Tecnológica UTEM (DTT), en tanto, el trabajo con el equipo de investigación incluyó la identificación y descripción del activo tecnológico; la coordinación del trabajo con el estudio jurídico para el análisis de patentabilidad; redacción de la solicitud de protección y presentación ante INAPI, instancia que concedió oficialmente la protección el 28 de abril pasado.

“Cada nuevo modelo de utilidad representa un activo estratégico para la UTEM y un avance en nuestra misión institucional: transformar conocimiento en soluciones reales para la sociedad”, destacó Carolina Parodi, directora de la DTT.

“Nuestra labor es acompañar estos procesos para que las ideas de nuestros investigadores lleguen a buen puerto y logren generar impacto”, enfatizó.

Desde la institución mencionaron que este nuevo modelo de utilidad se suma a los activos que conforman el portafolio tecnológico de la universidad, que incluye hasta ahora tres patentes de invención, dos modelos de utilidad, registros de software y marcas.

A partir de esta concesión, la UTEM continuará el proceso de valorización de la tecnología, que contempla la búsqueda de empresas licenciatarias o la eventual creación de una empresa spin-off que permita su fabricación y comercialización, especialmente para sectores como la minería y la construcción.

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OSSA, en consorcio con la italiana Pizzarotti y la española Acciona, desarrollará el Macrobloque CC-110 de la Zona Norte de la mina Chuquicamata Subterránea, que comprende la ejecución de más de 31 km de desarrollo horizontales y cuya ejecución se prolongará por tres años y medio. Movilizará la contratación de más de 1.000 trabajadores cualificados en minería subterránea.

En la misma mina se desarrollará, por parte de OSSA y su consorciada Pizzarotti, el proyecto de túneles de Inyección de Aire, continuación del que OSSA ejecutará en años anteriores.

La actual adjudicación supone el desarrollo de túneles de gran sección y longitud 6,8 km, con fuertes pendientes del 15% que dificultan la ejecución.

Cabe indicar que partiendo en 2012, OSSA ejecutó más de 25 km de túneles y 800 ml de piques verticales en Chuquicamata Subterráneo y, adicionalmente, más de 10,5 km de túneles en la División Andina, también perteneciente a Codelco, destacando las cavernas y piques ejecutados en duras condiciones invernales.

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El contrato, valorado en US$200 millones, considera diversos trabajos de excavación, fortificación y construcción de obras anexas, que incluyen más de 31 kilómetros de túneles en los diversos niveles de la mina y unos 40.000 m3 de excavaciones mayores.

Las nuevas obras adjudicadas al consorcio liderado por Acciona cuentan con un plazo de ejecución previsto de tres años y medio, período en el que se estima se crearán unos 1.000 puestos de trabajo.

“Desde 2012 a la fecha hemos puesto a disposición de Codelco toda la experiencia global de Acciona en la ejecución de obras subterráneas, contribuyendo con un gran equipo de profesionales, altos estándares de seguridad, excelencia técnica y vocación por la innovación y la sostenibilidad, lo que nos ha permitido conseguir rendimientos de excavación que se sitúan entre los mejores de la industria para iniciativas de esta envergadura”, señaló Diego Pini, director de Infraestructuras de Acciona para el Conosur.

Experiencia en tunelería

Acciona cuenta con amplia experiencia en la ejecución de túneles mineros en Chile. Entre 2012 y 2017 la compañía participó en la ejecución de diversas obras para la conversión de Chuquicamata a explotación subterránea, mediante la ejecución de cerca de 25 kilómetros de túneles de ventilación y 800 metros de chimeneas verticales.

Adicionalmente, en la División Andina de Codelco, Acciona participó en el proyecto “Nuevo Sistema de Chancado Primario”, en donde realizó la excavación y fortificación del Túnel “Haulage III”, construyendo 10,5 kms de túneles, chimeneas, cavernas, y otras labores subterráneas.

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“Serán ingresados siete cableadores totalmente mecanizados modelos Cabletec L y M, y trece empernadores Boltec de las series S, M y E, que otorgan una mayor seguridad a las operaciones subterráneas porque reducen la exposición a riesgos de las personas durante la construcción de túneles”, detalló Cristian Cifuentes, product manager Minería Subterránea de Epiroc Chile.

La gama Cabletec  (en la imagen izquierda) corresponde a equipos de fortificación mecanizada, con postura de cable optimizados para secciones de túneles medianos y grandes. Este sistema facilita las operaciones, ya que cuenta con dos brazos destinados a la perforación y la instalación del cable, más la inyección de lechada.

En tanto, la línea de maquinaria Boltec también contribuye al proceso de fortificación, en este caso, mediante la instalación de pernos y malla que ejecuta con dos brazos. El principal controla la perforación y posterior colocación de pernos helicoidales con inyección de lechada; mientras que el segundo o auxiliar se enfoca en la manipulación de la malla eslabonada en rollo de alta resistencia.

Creciente Complejidad

Cristian Cifuentes se refirió a la relevancia de la incorporación de estos equipos a Nuevo Nivel Mina. “El proyecto presentaba factores de riesgos, como alta sismicidad y estallido de rocas en diferentes sectores; esto nos motivó a entregar una propuesta innovadora con esta maquinaria y ser parte integral de una solución efectiva y de envergadura mundial para Codelco”, explicó.

Por su parte, Gastón Díaz, gerente operativo del proyecto Andes Norte, se refirió al contexto en el cual se concreta esta colaboración con Epiroc.

“Nos vimos involucrados en un tema más particular: excavaciones de túneles, que habían quedado muy atrasadas con la metodología tradicional. Era necesario seguir agregándole valor al negocio, pero aumentando la seguridad de las personas”, indicó.

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Sin embargo, cuando se opera en túneles de bajas dimensiones en la etapa de preparación de mina utilizando los sistemas de Block o Panel Caving, la maquinaria estándar no cuenta con el espacio suficiente para operar.

La plataforma de innovación abierta Ennomotive está desarrollando una competencia en línea, con el objetivo de encontrar respuestas específicas a este desafío de ingeniería.

Esta iniciativa está abierta a profesionales, estudiantes y profesores de todo el mundo, quienes pueden desempeñarse en diversas industrias; además, deben contar con conocimientos de ingeniería mecánica que respalden sus propuestas.

Ennomotive ha dispuesto US$ 14.000 para premiar a las mejores soluciones recibidas.

Las personas interesadas en participar en este desafío tienen que registrarse en www.ennomotive.com. El envío de las propuestas debe hacerse antes del 1 de octubre próximo.

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Es así como durante los últimos años la participación de Alsina en proyectos internacionales de ingeniería de túneles ha experimentado un crecimiento notable y gradual proporcionalmente al proceso de internacionalización del Grupo. Recientemente y en la actualidad, el Grupo Alsina colabora en múltiples y diversos proyectos en todo el mundo, de los cuales hacemos mención a continuación.

Desde la empresa destacan que en Latinoamérica, la filial de Alsina en Perú, está actualmente participando en la construcción del túnel que conectará dos importantes vías en la zona este de la ciudad de Lima, como son la Avenida Javier Prado y la Autopista Central que une Lima con el centro del país.

En una primera etapa Alsina Perú ha suministrado sus sistemas apuntalamiento para la bóveda, donde se utiliza el Sistema de Cimbra AR-65 y el sistema Multiform, cuya configuración tiene una capacidad de carga de 1,5 metros de altura de concreto de densidad 25 Kn/m3. Tras llegar a dicha cota la cimbra se afloja, cargando la estructura del cliente compuesta por cerchas, y continuando con el hormigonado.

La segunda etapa de la obra incluye la ejecución de los emboquillados del túnel,  y la bóveda se resolverá con un sistema similar al planteado en el apuntalamiento, al cual se sumará el sistema de encofrados Alisply Circular en los hastiales.

La obra, que cuenta con una inversión de alrededor de 10 millones de Euros, que 30.000 vehículos circulen entre ambas vías cada día.

Colombia

Por otro lado, Alsina Colombia está colaborando en las obras anexas al Túnel de la Línea en colaboración con el Consorcio Conlinea 2, integrado por las empresas colombianas Estyma, Conconcreto y Solarte.

Para este proyecto, Alsina ha suministrado su sistema para revestimiento de túneles, diseñado y fabricado por Rubrica.  La obra contempla un sector de 2,5 kilómetros que conecta la segunda calzada del frente Quindío con el portal del Túnel de la Línea, una ruta que representa la principal vía de comunicación entre la capital Bogotá y el puerto de Buena Ventura, en el océano Pacífico.

La obra incluye el revestimiento y pavimentación de 3 túneles cortos: La Estrella, Robles y Chorros. También contempla la pavimentación y estabilización de taludes de las vías a cielo abierto.

Soluciones para la construcción de túneles

Alsina destaca que actualmente ofrece dos soluciones de ingeniería para la construcción de túneles, ambas con muy buenos resultados, y el uso de las cuales dependerá de las necesidades y características de cada obra en particular.

La primera solución para la realización de túneles consiste en ejecutar el túnel en mina mediante el sistema de encofrado auto portante Rubrica, el cual permite el desplazamiento de un carro de accionamiento hidráulico y la utilización de varios encofrados con un único carro, desplazable lateralmente. Este método fue el escogido para la realización del Túnel Loboguerrero, construido en Colombia el año 2013. La obra, encargada por el Consorcio ECC de Colombia consistió en la ampliación a una doble calzada de la carretera que une la ciudad Colombiana de Cali con el principal Puerto del país, Buenaventura. Para ello se realizó un túnel en mina utilizando los sistemas de encofrado auto-portantes Rubrica. Con este sistema se realizaron de manera efectiva dos encofrados de 7 metros independientes, mediante un carro movible también de 7 metros, a pesar de que la obra planteara una característica técnica muy compleja, ya que presentaba rampas longitudinales del 7% en curva. Toda la obra se realizó, además, respetando la calzada ya existente, con una alta densidad de tráfico.

La segunda solución para la construcción de túneles es el sistema de encofrado curvo modular para ejecución de falsos túneles y emboquillados. Este sistema, fruto de la experiencia e ingeniería Alsina, soporta una presión máxima de 60 kN/m2,, necesita de un radio de curvatura mínimo de 2.5 m y permite una modulación de 2.40 x 2.40 m. Esta solución presenta varias ventajas, pues es adaptable a bóvedas de diferentes radios de curvatura, permite la ejecución de los empalmes desde el interior sin necesidad de cerrar juntas desde la superficie encofrante, y facilita un montaje rápido y seguro, y por tanto productivo. Alsina utilizó este sistema en la construcción del Falso Túnel Icod El Tanque en Tenerife,  obra para la cual el Departamento de Investigación y Desarrollo de Alsina diseñó y fabricó el “Carro Falso Túnel” para adaptar al máximo la solución y el servicio al cliente. Con una longitud de 14 metros lineales, el carro permitía el paso de vehículos en obra gracias al pórtico en el vano central de la cimbra, y permitió puestas en vanos de 12 metros para la realización de este túnel de un total de 1.200 metros de longitud.

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