Un láser y un software hacen más segura la construcción de túneles

Los ingenieros cuentan con una nueva herramienta para hacer la perforación de túneles de un modo más seguro. Se trata de un software desarrollado por el Instituto Virginia Tech que proporciona imágenes detalladas en 3-D de la roca que se va a excavar, proporcionando a los ingenieros un “mapa” muy fiable de por dónde han de dirigir la excavación. Según sus creadores, esta tecnología no sólo mejora la seguridad, sino también el proceso de construcción de túneles.

La excavación del subsuelo se usa para una gran variedad de propósitos, tanto civiles como militares, incluyendo, la minería, los túneles para carreteras y trazados de ferrocarril. Otra de las aplicaciones más pujantes es la de la creación de instalaciones para almacenar residuos radioactivos. Por otro lado, el aumento de la población mundial permite vaticinar que las construcciones bajo tierra se acelerarán a medio-largo plazo.

Hasta ahora, el taladro de la roca para hacer túneles se ha hecho de un modo muy manual. Desde el punto de vista de las Tecnologías del Información (TI) el diseño y construcción de instalaciones en el subsuelo se puede decir que empieza a emerger ahora. Este software y su utilización práctica en la Autopista 1 de California son un buen ejemplo.

Un túnel con historia

La primera aplicación del software, fruto de una colaboración de dos años entre ingenieros civiles e informáticos, será en un túnel de un kilómetro de largo que permitirá a los conductores evitarse desde el año 2011 una de las partes más complicadas de la Autopista 1, que sigue la línea costera de California a lo largo de 1.000 kilómetros. En concreto, evitará el tramo llamado Devil´s Slide, situado al sur de San Francisco

La autopista en esta zona ha sido varías veces ideada a lo largo de la historia, desde que en 1940 un corrimiento de tierras la destrozara sólo tres años después de su construcción.

El túnel que está ahora en construcción fue planeado ya en los años 70, pero ha sido pospuesto muchas veces, hasta que finalmente empezaron las obras en 2005.

El software se llama “geotechnical Visualization Tool” (gVT) y lo que hace es convertir imágenes de millones de puntos de la superficie de las rocas en información web fácilmente utilizable y manipulable. Esos puntos de las rocas son tomados por un escáner láser extremadamente preciso. Los datos generados se convierten en un archivo digital permanente del material visualizado.

Según recoge la National Science Foundation, los datos escaneados, a una resolución de 5 milímetros, proporcionan información que el software convierte en datos de visualización relativos a 10 metros por delante del túnel excavado. Los ingenieros usan después el gVT para descubrir peligros potenciales, tanto en el túnel como en la construcción antes de que alguna debilidad en la roca produzca un colapso de toda la estructura.

Superar la información manual

La información en tan detallada que los investigadores pueden observar dónde las betas de las rocas están separadas e incluso cómo están orientadas las fracturas. Los investigadores pueden recrear las secciones de una roca antes de que éstas hayan caído, proporcionando un asesoramiento determinante de dónde y cómo taladrar con seguridad. Dado que los datos se pueden llevar de un sitio a otro, los ingenieros están en disposición de trasladar todos sus análisis de su base al propio túnel.

Los mapas geológicos han sido hechos tradicionalmente usando mediciones manuales realizadas directamente por los geólogos en la roca”, comenta Joseph Dove, uno de los responsables del desarrollo del gVT en el Virginia Tech. “El escaneado mediante láser para el mapeado del subsuelo es algo revolucionario porque permite recoger datos digitales directos en tres dimensiones y en alta resolución”.

Eso sí, después de un análisis minucioso de los datos escaneados, los ingenieros pueden tomar muestras y medidas manuales para confirmar sus resultados.

“Estas visualizaciones 3-D enlazan la documentación geológica con la habilidad de los ingenieros para tomar decisiones”, añade Jeremy Decker, que también ha participado en el proyecto y que ahora trabaja para la Kiewitt Pacific Company, la empresa que está excavando los túneles.