En un túnel, una vibración mal gestionada no es un efecto secundario menor: puede comprometer el revestimiento, afectar instalaciones activas, generar desprendimientos o detener una obra crítica. Por eso, usar demolición controlada en túneles es una decisión técnica que debe evaluarse desde el diseño del frente de trabajo, especialmente cuando los explosivos introducen riesgos incompatibles con el entorno.
La demolición no explosiva con cemento expansivo permite fracturar roca o concreto mediante una presión expansiva generada dentro de perforaciones previamente definidas. El proceso no sustituye el análisis geotécnico ni la planificación de seguridad, pero ofrece una alternativa de alta precisión para intervenir secciones localizadas, ampliar galerías, retirar elementos de concreto o liberar roca sin ondas de choque propias de una voladura.
Cuándo usar demolición controlada en túneles
Este método resulta especialmente conveniente cuando el túnel está en operación, se encuentra cerca de infraestructura sensible o presenta restricciones de vibración, ruido y acceso. Es común en rehabilitación de túneles viales, ferroviarios, hidráulicos y mineros, así como en pasos subterráneos urbanos donde hay edificaciones, redes de servicios o vías activas en superficie.
También es una opción sólida para retirar hastiales, soleras, bloques de roca inestables o revestimientos de concreto que requieren una intervención por etapas. En estos casos, el objetivo no es producir el mayor volumen de material en el menor tiempo posible a cualquier costo, sino separar el material con una secuencia controlada y preservar las zonas que deben permanecer estables.
La decisión depende de cuatro variables que deben revisarse en conjunto:
- La condición geológica y estructural de la roca o el estado del concreto existente.
- La cercanía de revestimientos, portales, edificios, tuberías, cables o equipos sensibles.
- La ventana de trabajo disponible para perforar, cargar, esperar la expansión y retirar el material.
- Los requisitos del propietario, la autoridad competente y el plan de seguridad del proyecto.
Cuando la prioridad es reducir vibraciones y mantener control sobre la geometría de rotura, el cemento expansivo ofrece ventajas claras. Cuando el proyecto exige una excavación masiva, continua y de producción muy alta, puede ser necesario combinar métodos o evaluar alternativas según el rendimiento requerido.
Qué cambia frente a los explosivos
Los explosivos concentran energía en un periodo muy corto. Esa característica puede ser útil en ciertos frentes de producción, pero en un túnel también puede traducirse en proyecciones, sobreexcavación, vibración y una mayor exigencia de controles operativos. Además, los procedimientos de almacenamiento, transporte, permisos y manejo demandan una estructura de seguridad específica.
El cemento expansivo trabaja de otra manera. Se mezcla con agua de acuerdo con la dosificación técnica y se vierte en barrenos limpios. Durante las horas siguientes desarrolla presión radial sobre las paredes de la perforación hasta inducir grietas en la dirección prevista por el patrón de perforación y las discontinuidades naturales del material.
El resultado esperado es una fractura progresiva, sin detonación y con bajo impacto acústico. Esto facilita el trabajo en sectores donde una voladura no es viable por restricciones de operación o por la necesidad de proteger elementos cercanos. Sin embargo, “controlado” no significa automático. La calidad del resultado depende directamente del diagnóstico previo, la perforación y el manejo en obra.
El diseño de perforación define el resultado
En túneles, el patrón de perforación debe responder a la sección que se desea retirar y a la condición real del macizo rocoso o del concreto. Diámetro, profundidad, espaciamiento e inclinación de los barrenos determinan cómo se distribuye la presión expansiva y dónde se iniciará la fractura.
En concreto reforzado, por ejemplo, la fractura del concreto no elimina por sí sola el acero de refuerzo. Es necesario prever el corte y retiro de varillas, mallas o perfiles con procedimientos complementarios. Ignorar este punto puede afectar los tiempos de cargue y la seguridad durante el retiro de bloques.
En roca, las juntas, fallas, estratificación y planos de debilidad pueden favorecer o desviar la rotura. Una perforación diseñada sin considerar estas condiciones puede generar bloques de tamaño irregular o dejar zonas sin liberar. Por eso conviene realizar inspección geológica del frente, revisar testigos o registros disponibles y ajustar el patrón en tramos de prueba cuando el material cambie.
La profundidad de los barrenos debe respetar el espesor del elemento o el límite de excavación definido. Perforar más allá de la zona prevista puede transmitir esfuerzos a sectores que deben conservarse, incluidos revestimientos, pernos, cerchas o elementos de soporte temporal.
Secuencia de trabajo segura
La secuencia habitual comienza con el aislamiento del área y la verificación de la estabilidad del frente. Después se perfora siguiendo el diseño aprobado, se retiran los residuos de los barrenos y se prepara la mezcla de cemento expansivo según las condiciones de temperatura y el producto especificado.
La carga debe hacerse con personal protegido y capacitado, evitando que los trabajadores permanezcan frente a los barrenos durante el periodo inicial de reacción. Aunque no hay detonación, el material puede expulsarse por una perforación mal preparada, sobrecargada o sometida a una mezcla inadecuada. La señalización, la ventilación y el control de acceso siguen siendo indispensables dentro de un espacio confinado.
Una vez visibles las grietas, se procede al desprendimiento mecánico y al retiro del material por fragmentos. El tamaño de bloque debe ser compatible con el equipo disponible, la capacidad de cargue y las condiciones de transporte dentro del túnel. Planear esta etapa desde el inicio evita obtener fragmentos demasiado grandes para manipularlos con seguridad.
Ventilación, temperatura y agua: condiciones que no se deben improvisar
El ambiente subterráneo impone variables que pueden modificar el desempeño del cemento expansivo. La temperatura del material, del agua y del barreno influye en el tiempo de reacción. En ambientes cálidos, la preparación debe ser más rigurosa para evitar una expansión demasiado rápida; en temperaturas bajas, el desarrollo de presión puede requerir más tiempo.
El agua presente en el túnel exige atención adicional. Los barrenos inundados, las filtraciones activas o una limpieza deficiente pueden alterar la mezcla y reducir la uniformidad de la carga. En algunos casos será necesario controlar el ingreso de agua, secar las perforaciones o ajustar el procedimiento antes de aplicar el producto.
La ventilación también cumple una doble función. Mantiene condiciones adecuadas para el personal y ayuda a gestionar polvo, humedad y calor generados por la perforación y el retiro posterior. En túneles operativos, el plan debe coordinarse con los sistemas existentes para no interferir con la circulación, los equipos o los protocolos de emergencia.
Beneficios operativos para rehabilitación y obra sensible
Usar cemento expansivo en una demolición controlada permite trabajar cerca de estructuras que no pueden exponerse a vibración significativa. Esto es relevante al abrir nichos técnicos, corregir secciones, retirar concreto deteriorado, ampliar accesos o intervenir zonas con instalaciones cercanas.
También ayuda a reducir el ruido asociado a métodos de impacto continuo. Para proyectos en áreas urbanas o con restricciones horarias, esta condición puede facilitar la coordinación con el entorno. La reducción de ruido no elimina la necesidad de controlar el polvo, el tránsito de maquinaria y la gestión de residuos, pero mejora el perfil operativo de la intervención.
Desde la gestión del proyecto, la ausencia de explosivos puede simplificar ciertas restricciones logísticas y de seguridad. Aun así, cada obra debe cumplir sus permisos, protocolos internos, requisitos ambientales y controles de salud ocupacional. La selección del método no debe basarse solo en el producto, sino en el riesgo total de la operación.
Soporte técnico antes de intervenir el frente
Una especificación confiable debe definir qué material se va a demoler, qué estructura se debe proteger, qué equipo estará disponible y qué plazo real tiene la obra. Con esa información se puede estimar consumo, diseñar barrenos, programar la aplicación y prever el retiro de material sin afectar la continuidad del túnel.
Rocanegra acompaña proyectos de obra civil con asistencia técnica para el uso y manejo de cemento expansivo, una condición valiosa cuando la intervención exige precisión, seguridad y trazabilidad en cada etapa. El soporte especializado permite evitar decisiones basadas en supuestos, como usar un espaciamiento uniforme en un frente con cambios de dureza o cargar barrenos sin considerar la temperatura ambiente.
Antes de llevar el método a producción, conviene validar una zona de prueba representativa. Esta prueba permite observar el comportamiento de la roca o el concreto, confirmar el tiempo de apertura de grietas y ajustar el patrón de perforación. En túneles, donde corregir una intervención mal ejecutada puede ser costoso, ese control previo suele marcar la diferencia.
La mejor demolición en un túnel no es la que rompe más rápido, sino la que libera exactamente el material previsto sin comprometer el entorno. Cuando el proyecto demanda esa clase de control, una planificación técnica y el uso correcto de cemento expansivo convierten una restricción operativa en una solución ejecutable.