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Se define túnel como “Paso subterráneo abierto artificialmente para establecer una comunicación a través del monte, por debajo de un río u otro obstáculo”(Diccionario de la Real Academia Española de la Lengua).

El túnel es pues, una obra lineal subterránea necesaria para superar un obstáculo natural, generalmente un macizo montañoso. Pero además de la montaña, existen otras barreras que se pueden salvar mediante túneles como son los cursos fluviales. Incluso en zonas urbanas densamente edificadas muy frecuentemente se incorporan túneles (metro, carreteras).

Es destacable por otra parte el ser la obra lineal de menor impacto medioambiental, lo que constituye una de las ventajas en la construcción de túneles(Priego, 2006).

Aunque la construcción es compleja hay que destacar las siguientes consideraciones: Orografía del terreno.

Aspectos económicos, pues se constata a priori que resulta menos costoso perforar un túnel que rodear un determinado obstáculo.

Razones de tipo práctico, como pueden ser los ferrocarriles metropolitanos, los cuales permiten la circulación de trenes sin inferir en el tráfico de superficie.

Razones de tipo estético o sanitario como sucede con los sistemas de saneamiento y evacuación de las aguas residuales de las ciudades.

Razones religiosas o defensivas como ocurría en el pasado, realizando galerías subterráneas para acceso a templos, criptas funerarias o como vías de escape en fortalezas medievales (Santos, 1992).

A continuación se enumeran los usos más frecuentes de los túneles (Priego, 2009).

• Túneles para vehículos automóviles.

• Túneles para redes de ferrocarril.

• Túneles para abastecimiento de agua, saneamiento, galerías de servicios (gas, electricidad, teléfono...).

• Túneles para minería.

Históricamente, el túnel más antiguo del que se tiene constancia gracias a los relatos de Diodoro de Sicilia es el construido en Babilonia para comunicar el Templo de Belos y el Palacio, bajo el río Eúfrates en el año 2200 a.C. (Juncá, 1991).

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Existen restos de túneles encontrados los cuales se remontan al año 1500 a.C. pertenecientes a la civilización egipcia, que construyeron galerías subterráneas excavadas en roca de acceso a las tumbas de los faraones.

El túnel más antiguo referenciado es el de Exequias en Jerusalén que data del 700 a.C.

Del año 530 a.C. data el túnel de Eupalinos cuya longitud es de 1036 metros el cual fue construido para abastecer de agua a la ciudad de Samos y fue excavado desde ambas bocas. Posteriormente los romanos efectuaron obras subterráneas para conducciones de agua y alcantarillado así como galerías para explotaciones mineras, como los testimonian en España las galerías en las Médulas (Priego, 2009).

En la Edad Media tan solo se construyeron túneles como vías de salida de emergencia de castillos fortificados por lo que la construcción de túneles no era prioritaria.

Durante el Imperio Napoleónico se construyen túneles en vías de comunicación, fundamentalmente en la zona de los Alpes.

Sin embargo, es a partir del siglo XIX con la aparición del ferrocarril cuando empieza realmente la historia de la construcción de túneles con criterios modernos.

El túnel de Terre-Noir en Francia cuya longitud es de 1476 metros concluyó en 1826, se puede considerar como el primer túnel ferroviario. Advertir por otra parte que la primera locomotora de vapor fue creada por Stephenson en el año 1825.

El túnel construido entre los años 1825 y 1843 bajo el Támesis consta de dos tubos de unos 400 metros de longitud, el cual tuvo en principio uso peatonal hasta el año 1869 en el que fue utilizado para ferrocarril.

Antes de finalizar el siglo XIX, se realizaron en Europa los siguientes túneles dedicados al tráfico rodado:

• Mont Cenis (13,7 km) año 1871.

• San Gotardo (15 km) año 1882.

Algunos años después serían ejecutados túneles de ferrocarril de mayor longitud como el de Simplón (19.8 km) en 1905 (Tapia, 1997).

La construcción de túneles presenta su auge con la aparición de los ferrocarriles metropolitanos, el primero de ellos se construyó en Londres en el año 1863. En España, las primeras líneas de metro se construyeron en Madrid (1919) y Barcelona (1924) (Gómez, 1967).

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Los túneles carreteros empiezan a tener su auge a mediados del siglo XX con el incremento del parque automovilístico en todo el mundo. Algunos de dichos túneles alcanzan longitudes destacables como son:

• Mont Blanc (11,6 km) construido en el año1965.

• Fréju (12,9 km) construido en el año1980.

• Arlberg (14 km) construido en 1978.

• San Gotardo (17 km) construido en el año1980.

Desde el último cuarto del XX hasta el año 2009 de los túneles construidos a nivel mundial (se exceptúan los túneles de España que posteriormente serán comentados) los túneles más destacables son los siguientes:

-Túnel de Seikán que comunica las islas japonesas de Honshu y Hokkaido con una longitud de 53.9 km, de los cuales 36 se encuentran a 240 metros debajo de la superficie del mar y a 100 metros bajo el lecho marino construido entre 1972 y 1983. Es en la actualidad el túnel ferroviario más largo del mundo.

La perforación se realizó simultáneamente desde el lado norte y el lado sur. La construcción se planteó para la parte de tierra con técnicas tradicionales de construcción de túneles en montañas, con un solo túnel principal. Para la parte del túnel bajo el mar fueron excavados tres túneles con diámetros crecientes: un túnel piloto inicial, un túnel de servicio y el túnel principal (Thomas et al., 2003). En la figura 1.1se muestra un gráfico del Túnel de Seikán.

Figura 1.1. Túnel de Seikán (Según Tsugaru Strait with Kaikyo Line and stations)

-El Eurotúnel bajo el Paso de Calais une Francia con Inglaterra a través de un trayecto de 49,9 km inaugurado en 1994; de los cuales 37 km transcurren por debajo del mar lo que hace que sea el túnel submarino más largo del mundo, une Francia con Inglaterra mediante dos túneles ferroviarios y un tercero como vía de servicio preparada para la circulación de vehículos

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eléctricos. Cada uno de los túneles se dividió en dos partes, la francesa y la inglesa (Aguilhon, 1993).En la figura 1.2 se puede ver un gráfico del Eurotúnel.

Figura 1.2. Eurotúnel (según http://photos1.blogger.com/blogger/6961/2128/400/3c.jpg r

Se eligió para iniciar la construcción de las tres galerías lo más cerca posible de las costas partiendo de dos pozos de acceso. Cada galería se perfora simultáneamente hacia el mar y tierra y a ambos lados de la Mancha, porque la centralización de todas las operaciones en dos puntos únicos permite disponer de sólo una planta de fabricación de dovelas y de un solo lugar de evacuación de escombros (Boitar, 1993).

-Túnel de Iwate-Ichinohe el cual fue inaugurado en 2002 y cuya longitud es de 24.9 km siendo el séptimo más largo del mundo.

-Túnel de Laerdal, Noruega, se inauguró en el año 2000, tiene una longitud de 24.5 km y es en la actualidad el túnel carretero más largo del mundo (Faramond et al., 2001).

-Túnel de Lötschberg, Suiza, inaugurado en el año 2007 cuya longitud es de 34,5 km y es en la actualidad el tercer túnel de mayor longitud del mundo. Es un túnel ferroviario por el cual transitan trenes a velocidades de 250 km/h aunque sólo dispone de una vía férrea. En la figura 1.3 se puede ver una gráfica del túnel de Lötschberg.

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-En la actualidad se están construyendo el túnel de Hakkoda en Japón con una longitud de 26.4 km, el cual será el quinto túnel ferroviario más largo del mundo y tiene prevista su finalización en el año 2010 (Hilar, 2008).

-El túnel de base de San Gotardo, con una longitud de 57 km será el túnel ferroviario más largo del mundo y forma parte del proyecto suizo Alptransit, también conocido como New Railway Link through the Alps (NRLA) el cual incluye además el túnel de Base Lötschberg entre los cantones suizos de Berna y Valais. Permitirá la circulación de trenes a una velocidad de hasta 250 km/h.

La terminación estaba prevista para el año 2015, pero debido a problemas surgidos durante la construcción la fecha se ha retrasado hasta el año 2017.

Figura 1.4. Túnel San Gotardo ( según http://www.cvc.com.ve/portal/docs_revistas/388/construccion_82.pdf

Los dos túneles de San Gotardo están separados unos 40 metros y unidos con galerías de conexión cada 325 metros. Debido a su longitud el túnel se excava desde cinco puntos, según se puede ver en la figura 1.4:

a) Entrada norte en Erstfeld. b) Túnel de acceso Amsteng.

c) Sedrún, dos pozos de acceso de 800 metros de profundidad y 8 metros de diámetro. d) Galería de acceso en Faido.

e) Entrada sur de Bodio. (Bráker, 1997).

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En el caso de España, al ser un país montañoso, la construcción de una red ferroviaria ha tenido que resolver el paso de las dificultades orográficas, lo que produjo un lento desarrollo en el transporte ferroviario. El cambio radical para la modernización del ferrocarril en nuestro país tuvo lugar con la inauguración de la Línea de Alta Velocidad Madrid-Sevilla en el año 1992, lo que supuso el inicio de la reforma del transporte por ferrocarril. Recordar que la primera línea de alta velocidad europea, entre París y Lyon, entró en explotación en septiembre del año 1983, siendo su velocidad de 260 km/h (Melis et al.,2005).

La cantidad de túneles en ejecución era de tal magnitud en el año 2006, que en una encuesta realizada en ese año entre fabricantes de máquinas tuneladoras, España ocupaba el segundo lugar mundial, después de China con 32 tuneladoras operativas (Cauce, 2007).

Para realizar los primeros trazados de ferrocarril hubo que enfrentarse a importantes retos técnicos, los cuales superaron en ocasiones a los que presentó la construcción de carreteras, como por ejemplo citar, los condicionantes que imponían las rampas máximas admisibles, lo que obligó a la ejecución de numerosas obras de fábrica en los trazados ferroviarios.

El primer ferrocarril español, se construyó en la isla de Cuba, perteneciente a la corona Española (1835-1837). En la península no fue hasta el año 1848 cuando se construyó la primera línea que cubría el trayecto entre Barcelona y Mataró. En dicha línea se tuvo que construir un túnel, el primero de España, denominado túnel de Mongant, con una longitud de 134 metros (Comín, 1998).

Pero el gran referente histórico de la construcción de túneles ferroviarios en España es el de la Argentera situado en el tramo de Samper a Reus, en la línea de Madrid a Barcelona, por Caspe. Esta célebre galería de 4044 metros de longitud que franquea la divisoria entre las vertientes del Ebro y el Francolí, lleva la firma de Eduardo Maristany y Gibert, el cual se hizo cargo de la obra en 1881, después de que, tras cuatro años de trabajos se hubieran excavado 670 metros. Gracias sobre todo a la aplicación de un eficaz sistema de organización del trabajo, que logró imprimir gran ritmo a las obras, se logró concluir en los cuatro años siguientes los 3370 metros restantes. La construcción se realizó en su mayor parte mediante excavación manual, compensando la falta de mecanización con la apertura de seis pozos de ataque (Búrdalo, 2006). El 15 de agosto de 1884, tras arduos trabajos, el rey Alfonso XII inauguraba el ferrocarril de Pajares. La construcción de la complicada “rampa de Pajares”, entre la localidad leonesa de Busdongo y la asturiana de Puente de los Fierros, fue uno de los grandes logros de la ingeniería civil española de la época. En cuatro años se realizó este tramo de 42,5 km, cuando en línea recta no hay más de 10 km, que discurre entre vueltas y revueltas, salvando un desnivel de más de 800 metros. Entre los 79 túneles que hubo de excavar en tan corto corredor, destaca el de La Perruca, una recta de 3044 metros de longitud en la divisoria del puerto de Pajares. En su trazado completo de León a Gijón, de 171,5 km, la línea presenta una sucesión de 98 túneles, que abarcan 39 km, lo que equivale al 22,8% del total de la línea.

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Igualmente complicados fueron los difíciles accesos a Galicia. Para dar idea de su envergadura de la empresa, basta decir que fue preciso excavar a lo largo de su traza (453,2 km) nada menos que un total de 182 túneles que suman 77 km (el 17% del total de la línea). Entre todos ellos resalta el de Padornelo, en la divisoria del Duero con el Miño, que con sus 5949,8 metros era el túnel de ferrocarril en uso mayor en longitud de España.

En el “Inventario de túneles ferroviarios de España” se recogen un total de 1735 estructuras ferroviarias de este tipo distribuidas por los catorce corredores ferroviarios de la Península que alcanzan más de 700 km. Hasta la llegada de los nuevos trazados de las líneas de alta velocidad, el de mayor longitud en uso era el de Padornelo, en la línea Zamora-A Coruña. Le supera el túnel de La Egaña, que comunica Cantabria con Burgos a lo largo de 6973 metros. Esta imponente galería construida en la posguerra, nunca llegó a entrar en servicio.

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