Tubo sumergido

Esquemas de tipos típicos de tubos sumergidos

Tipo A, construido sobre una zanja poco profunda en el lecho marino.

Tipo B, construido bajo el nivel del lecho marino

Un tubo sumergido (o túnel sumergido ) es un tipo de túnel submarino compuesto por segmentos, construidos en otro lugar y transportados flotando hasta el emplazamiento del túnel para ser hundidos y posteriormente unidos. Se utilizan habitualmente para cruzar ríos, estuarios y canales/puertos marítimos en carreteras y vías férreas. Los tubos sumergidos suelen utilizarse junto con otros tipos de túneles en su extremo, como túneles a cielo abierto o perforados , lo cual suele ser necesario para prolongar el túnel desde la orilla hasta la entrada (portal) en tierra firme.

Construcción de segmentos para el segundo túnel de Coen en Ámsterdam.

Segmentos de túnel prefabricados sellados, listos para ser transportados flotando hasta el lugar de instalación y hundidos en su sitio.

El túnel se compone de elementos separados, cada uno prefabricado en una longitud manejable, cuyos extremos se sellan con mamparos para que puedan flotar. ^{[ 1 ]} Al mismo tiempo, se preparan las partes correspondientes del trazado del túnel, dragando y nivelando una zanja en el fondo del canal con tolerancias precisas para soportar los elementos. La siguiente etapa consiste en colocar los elementos en su lugar, remolcándolos hasta su ubicación final, requiriendo en la mayoría de los casos ayuda para mantener la flotabilidad. Una vez en posición, se utiliza peso adicional para hundir el elemento en su ubicación final, siendo esta una etapa crítica para asegurar que cada pieza esté correctamente alineada. Tras su colocación, la junta entre el nuevo elemento y el túnel se vacía de agua y se sella herméticamente, repitiendo este proceso secuencialmente a lo largo del túnel. ^{[ 2 ]}

A continuación, se rellena la zanja y se añade la protección necesaria, como una escollera . El terreno junto a cada extremo del túnel suele reforzarse para permitir que una tuneladora perfore las conexiones finales con los portales en tierra. ^{[ 2 ]} Tras estas etapas, el túnel está terminado y se puede proceder al acondicionamiento interior.

Los segmentos del tubo pueden construirse mediante dos métodos. En Estados Unidos, el método preferido ha sido la construcción de tubos de acero o hierro fundido revestidos de hormigón. Esto permite el uso de técnicas convencionales de construcción naval, y los segmentos se botan tras su ensamblaje en diques secos. En Europa, la construcción estándar ha sido la de tubos de sección rectangular de hormigón armado; las secciones se moldean en una cuba que luego se inunda para facilitar su extracción.

La principal ventaja de un tubo sumergido es que puede resultar considerablemente más rentable que otras opciones, como un túnel perforado bajo el agua (si es que esto es posible debido a factores como la geología y la actividad sísmica) o un puente. Otras ventajas con respecto a estas alternativas incluyen:

• Su velocidad de construcción
• Mínima alteración del río/canal, si se cruza una ruta marítima.
• Resistencia a la actividad sísmica
• Seguridad en la construcción (por ejemplo, trabajar en un dique seco en lugar de perforar bajo un río).
• Flexibilidad de perfil (aunque esto a menudo viene determinado en parte por las posibilidades que ofrecen los distintos tipos de túneles de conexión).

Las desventajas incluyen:

• Los túneles sumergidos suelen estar parcialmente expuestos (generalmente con alguna protección rocosa y sedimentación natural) en el lecho del río o del mar, lo que supone un riesgo de colisión con un barco hundido o un ancla.
• El contacto directo con el agua exige un diseño de impermeabilización cuidadoso alrededor de las juntas.
• El enfoque segmentario requiere un diseño cuidadoso de las conexiones, donde los efectos y fuerzas longitudinales deben transferirse a través de
• Impacto ambiental del tubo y el terraplén submarino en el canal/lecho marino existente.

Los tubos pueden ser redondos, ovalados o rectangulares. Para los cruces de gran longitud en estrechos, se han optado por formas rectangulares más anchas, ya que resultan más rentables para túneles más amplios.

El primer túnel construido con este método fue el sifón de Shirley Gut, una tubería principal de alcantarillado de seis pies tendida en Boston , Massachusetts, en 1893. El primer ejemplo construido para transportar tráfico fue el túnel ferroviario Michigan Central, construido en 1910 bajo el río Detroit , y el primero en transportar tráfico rodado es el tubo Posey , que une las ciudades de Alameda y Oakland, California, en 1928. ^{[ 3 ] : 268} El túnel sumergido más antiguo de Europa es el Maastunnel en Rotterdam , que se inauguró en 1942. ^{[ 4 ]}

El túnel de Marmaray , que conecta las partes europea y asiática de Estambul , Turquía , es el túnel sumergido más profundo del mundo, a 55 metros (180 pies) bajo el nivel del mar; ^{[ 5 ]} es el primer enlace ferroviario que cruza el estrecho. La construcción comenzó en 2004 y el servicio comercial comenzó en 2013. ^{[ 6 ] [ 7 ]} El túnel tiene una longitud total de 13,6 kilómetros (8,5 millas) , de los cuales 1,4 kilómetros (0,87 millas) se construyeron utilizando la técnica de tubo sumergido. ^{[ 5 ]}   

Actualmente, el túnel de tubo sumergido más largo es el tramo de 6,7 kilómetros (4,2 millas) del puente Hong Kong-Zhuhai-Macao , finalizado en 2018. ^{[ 8 ] [ 9 ]} El túnel HZMB se encuentra a una profundidad de 30 metros (98 pies) bajo el nivel del mar. ^{[ 10 ]} Su longitud será superada en 1,2 metros (3 pies 11 pulgadas) con la finalización del puente Shenzhen-Zhongshan en 2024. El proyecto SZB incluye un tubo sumergido de 6,7 km (4,2 millas) de longitud que también será el tubo sumergido más ancho del mundo, con ocho carriles de tráfico. ^{[ 11 ]} Antes de la finalización de los túneles Marmaray y HZMB, el Transbay Tube en la bahía de San Francisco, completado en 1969, era el túnel sumergido más profundo y largo del mundo, a 41 metros (135 pies) por debajo del nivel del agua y 5,8 kilómetros (3,6 millas) de largo. ^{[ 4 ]}        

La longitud tanto del HZMB como del SZB será superada por el Enlace Fijo del Cinturón de Fehmarn que conecta Dinamarca y Alemania cuando esté terminado, ^{[ 12 ]} con una longitud de diseño de 17,6 kilómetros (10,9 millas) . ^{[ 13 ] [ 14 ]} La construcción comenzó el 1 de enero de 2021. ^{[ 15 ]} 

Notas

• Túnel flotante sumergido

5. "Cimentación de un túnel mediante el sistema de flujo de arena", Túneles y construcción de túneles, julio de 1973, por A. Griffioen y R. van der Veen.

• Un túnel sumergido bajo Söderström en YouTube , por Stockholm City Line
• Lunniss, Richard; Baber, Jonathan (2013). Túneles sumergidos . Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-203-84842-5. Consultado el 11 de septiembre de 2020 .
• Actas de la conferencia internacional . Técnicas de túneles sumergidos. Manchester: Institution of Civil Engineers. 11-13 de abril de 1989. ISBN 0-7277-1512-7.
• Ford, Charles, ed. (23-24 de abril de 1997). Actas de la conferencia internacional . Técnicas de túneles sumergidos 2. Cork, Irlanda: Institution of Civil Engineers. ISBN 0-7277-2604-8.