Autopista A3 – La Galería Serra Rotonda

Explosivo y martillo se alternan y colaboran para excavar en roca complicada. Dos HP 7000 han contribuido significativamente a la excavación de la Galería Serra Rotonda en la autopista Salerno-Reggio Calabria.

La autopista A3 Salerno-Reggio Calabria, gestionada por la ANAS sin peaje, se extiende a lo largo de 442,9 kilómetros.

La infraestructura fue construida entre 1966 y 1974, en uno de los territorios más difíciles del mundo para el despliegue de este tipo de vía, debido a su orografía, su geología y, en ciertos tramos, incluso su sismicidad.

Desde 2001, la A3 está siendo sometida a una verdadera renovación, según un proyecto que prevé en parte la reutilización y potenciación del viejo trazado, y en parte la definición de uno nuevo en paralelo. A día de hoy se han completado con éxito 339 kilómetros, mientras que los 68,5 kilómetros restantes están en fase de construcción.

La Galería Serra Rotonda

La galería de dos conductos de Serra Rotonda forma parte del macro lote 3 parte 1 del nuevo trazado de la A3, realizado por la empresa GLF SpA. La obra se encuentra en la región de Basilicata, a su paso por el municipio de Lauria. El conducto norte tiene una longitud de 3.725,50 metros, a los que se añade un tramo artificial en el extremo norte de 135,86 metros y un tramo artificial en el extremo sur de 7,10 metros. El conducto sur, por su parte, tiene una longitud total de 3.740 metros, a los que se añade un tramo artificial en el extremo norte de 128,65 metros y otro en el extremo sur de 7,10 metros.

El perfil geomecánico

En los primeros 600 metros aproximadamente, pasada la entrada norte, la galería natural atraviesa los llamados depósitos de Lagonegro. Estos se componen de arcilla silícica alternada con pizarras y calcilutitas de escasas propiedades geotécnicas, y originan en superficie un desprendimiento o deslizamiento de precaria estabilidad. Por tanto, en este tramo ha sido necesario disponer de secciones de excavación adecuadas para contrarrestar el empuje de la roca. El tramo restante se desarrolla íntegramente en el interior de las formaciones de la unidad carbonática de Monte Pollino, formada de calizas, calcarenitos estratificados y dolomitas, con coberturas máximas de unos 430 metros. Por otro lado, en la zona central se verificó la presencia prevista de dolomitas y dolomías intensamente fracturadas, en las que también se manifestó la presencia de formaciones cársicas. En el extremo sur, por el que comenzaron las obras, hay alta presencia de calizas, calcarenitos y algunas fracturas, y la estructura de la roca es vertical, con forma de muro. De las pruebas realizadas previamente a lo largo del trazado, se concluyó que el nivel de la falda habría sido siempre inferior a la cota del proyecto de la galería. La variación del perfil geológico impuso que se utilizaran siete secciones tipo diferentes, estudiadas en función del estado de tensión de la roca.

La excavación

Para la excavación, se optó por un sistema de explosivos y martillo, tanto por las características y la heterogeneidad del perfil geológico como por el hecho de que, en dirección sur, ambos conductos desembocarían directamente en un viaducto en fase de construcción, una condición ya de por sí suficiente para imposibilitar el uso de la tuneladora TBM. La excavación comenzó entonces desde la propia embocadura sur (el lado de Reggio Calabria) y se realizó con el martillo en el conducto norte, durante una longitud de 2.424 metros; y en el conducto sur durante otros 2.357 metros. Sin embargo, la roca no siempre mostró niveles de fracturación y dureza que permitiesen excavar con martillo. Concretamente, la producción (con un valor medio de 4 metros diarios, con picos de 6-7 metros diarios) se redujo progresivamente hasta llegar a niveles inferiores a un metro diario, a medida que el avance alcanzaba la zona caracterizada por la presencia de calizas, calcarenitos estratificados y dolomitas, poco fracturadas y con pronunciados fenómenos cársicos, con valores cercanos a los 70 MPa. En dicho punto se decidió suspender el uso del martillo, optando por la excavación con explosivos. Durante un breve tramo, la producción en el conducto sur prosiguió con una técnica que podríamos definir como «híbrida», dado que el explosivo no era totalmente resolutivo, debido a las características de fracturación del material. Durante unos 50 metros, el martillo fue utilizado para completar las operaciones de excavación y perfilado propiamente dichas, y no solo como simple herramienta auxiliar, mientras que seguía utilizándose para la excavación de los desvíos circulables que permitirían circular del conducto norte al conducto sur y viceversa. En la progresiva 2795,00S se abrió una ventana, de la que la empresa Castellano SpA (subcontratista encargado de la excavación) realizó su expansión tanto en dirección a Salerno como en dirección a Reggio Calabria, por ambos conductos, para acelerar el avance de la excavación. Los martillos Indeco HP 7000 fueron utilizados por la empresa Castellano desde la ventana en el conducto norte durante 1.156 metros, mientras que el tramo restante de unos 806 se realizó con explosivo; por su parte, desde la ventana en el conducto sur se utilizó el martillo durante 1.064 metros, mientras que el tramo restante de 753 metros fue excavado con explosivo, hasta que la roca (caracterizada en ese punto por arcilla silícica alternada con pizarras y calcilutitas de escasas propiedades geotécnicas) exigió la consolidación del frontal con refuerzos y elementos estructurales de resina de vidrio inyectada sub-horizontales con el sistema ADECO RS. Además, en esta zona se detectó, ya en fase de estudio geológico, la presencia de gas metano, que habría podido presentarse en tal cantidad que hubiese cualificado de peligrosas las operaciones de excavación por la relación estequiométrica (la comprendida entre el 5 y el 16%). Por tanto, la dirección de obra exigió el uso de excavadoras especiales con protecciones antideflagración, que fueron suministradas por la empresa Technoscavi. El subcontratista también utilizó en este caso martillos Indeco HP 7000 para un tramo de 344 metros del conducto norte y de 401 metros en el conducto sur. Incluso frente a materiales mínimamente cohesivos y muy fracturados, con valores en algunos casos inferiores a los 8 MPa, el martillo se desveló como un método de excavación óptimo, independientemente de la presencia de gas, que obviamente lo hizo imprescindible. El explosivo frente a material heterogéneo, muy fracturado y poco cohesionado habría obtenido en realidad producciones demasiado bajas, con tiempos de preparación, voladura y limpieza que habrían sido casi idénticos a los típicos de rocas más compactas y consistentes. Como se deduce de las gráficas de producción mensual, donde más intenso era el uso del martillo, se obtenían resultados interesantes. Ello fue posible gracias a las condiciones ideales creadas por una roca muy fracturada, con RMR equivalente a 36 corregido (CLASE IV Bieniawski), caracterizada por valores GSI comprendidos entre 33 y 38, y una resistencia a la compresión uniaxial de entre 15 y 40 MPa.