REHABILITACIÓN DE DOVELA DE CONCRETO EN CAJA PARA OPERACIÓN DE VÁLVULAS, CON CONCRETO DE 250 kg/cm2

Las Vértebras de Concreto que Sostienen el Subsuelo: Guía Completa de la Dovela de Concreto

Las megaestructuras que corren bajo nuestros pies, desde el Metro hasta los grandes drenajes, dependen de un héroe anónimo de la ingeniería: la dovela de concreto. En su forma más fundamental, una dovela de concreto es un segmento prefabricado de concreto armado, fabricado con tolerancias milimétricas en un entorno industrial controlado. Funciona como la pieza de un rompecabezas de alta ingeniería; al ser unida con otras, conforma un anillo completo que sirve como el revestimiento estructural de un túnel.

Utilizando una analogía, cada dovela actúa como una de las vértebras que forman la columna vertebral de un túnel. Múltiples dovelas se ensamblan para crear un anillo de dovelas, una estructura circular que reviste y soporta de manera inmediata el terreno recién excavado por una máquina tuneladora. Esta capacidad de proporcionar soporte instantáneo es crucial, especialmente en las complejas condiciones geotécnicas del subsuelo mexicano, previniendo colapsos y controlando la infiltración de agua.

La importancia de este elemento es crítica en mega proyectos de infraestructura en México. Obras monumentales como el Túnel Emisor Oriente (TEO) —una obra de 62 km para el drenaje del Valle de México— o las diversas líneas del Metro de la Ciudad de México no serían concebibles sin el sistema de revestimiento de túneles con dovelas. La construcción de túneles con este método permite avanzar de forma segura y eficiente bajo zonas urbanas densamente pobladas, minimizando el impacto en la superficie.

Esta guía explorará a fondo el complejo ciclo de vida de la dovela, desde su diseño estructural y su preciso proceso de fabricación en planta, hasta su montaje con tuneladoras (TBM) y un análisis detallado de los factores que determinan su costo en el mercado mexicano.

Opciones y Alternativas: Tipos de Revestimientos para Túneles

La elección del sistema de revestimiento es una de las decisiones más críticas en un proyecto de túnel, determinada principalmente por la geología del sitio, la longitud del túnel y el presupuesto. Si bien las dovelas de concreto prefabricado son la solución de vanguardia para muchos proyectos modernos, existen otras alternativas viables.

Revestimiento de Túnel con Concreto Lanzado (Shotcrete)

El concreto lanzado, o shotcrete, es un método donde el concreto es proyectado neumáticamente a alta velocidad sobre la superficie excavada. Es el pilar del Nuevo Método Austriaco de Tunelería (NATM), que se basa en la idea de que el macizo rocoso circundante forme parte del sistema de soporte estructural.

• Costo: Generalmente, implica una inversión inicial menor en comparación con el sistema TBM/dovelas, lo que lo hace económicamente viable para túneles más cortos o con secciones transversales variables.

• Velocidad de Construcción: El avance es considerablemente más lento. Mientras que una TBM puede alcanzar promedios de 18 metros por día, un frente de excavación con NATM puede promediar alrededor de 2 metros diarios.

• Tipo de Suelo y Aplicación: Es ideal para macizos rocosos de calidad buena a regular, donde el terreno tiene la capacidad de autosoportarse parcialmente tras la excavación. Su flexibilidad permite adaptar el espesor del sostenimiento y el tipo de refuerzo (mallas de acero, fibras o anclajes) en tiempo real según cambien las condiciones geológicas.

Sistemas de Revestimiento con Marcos de Acero

Este es un método más tradicional que utiliza marcos metálicos (también conocidos como costillas o arcos de acero) como principal elemento de sostenimiento, instalados a intervalos regulares a lo largo del túnel. El espacio entre los marcos se cubre con tablas de madera o placas de acero (lagging) y, a menudo, se rellena con concreto o se recubre con concreto lanzado para crear un revestimiento compuesto.

• Costo: Puede ser una opción económica para túneles de corta longitud, con geometrías no circulares o en proyectos donde no se justifica la inversión en equipos más sofisticados.

• Velocidad de Construcción: Es un proceso secuencial y muy intensivo en mano de obra, lo que resulta en velocidades de avance lentas.

• Tipo de Suelo y Aplicación: Se utiliza comúnmente en suelos blandos o roca muy fracturada donde la excavación debe realizarse en fases controladas. Es frecuente en la minería y en túneles de servicio de menor diámetro.

Dovelas de Concreto Reforzado con Fibra (FRC) vs. Acero Tradicional

Esta no es una alternativa al sistema de dovelas, sino una evolución tecnológica dentro del mismo. Mientras que las dovelas tradicionales se refuerzan con una jaula de acero de refuerzo (varillas), las dovelas de Concreto Reforzado con Fibras (FRC) incorporan miles de fibras de acero o sintéticas distribuidas homogéneamente en la mezcla de concreto.

• Costo: Aunque el costo por metro cúbico del material puede ser ligeramente superior, el análisis integral del ciclo de producción puede resultar económicamente atractivo. Se eliminan los costos y tiempos asociados a la fabricación y colocación de las jaulas de acero, optimizando el proceso en planta.

• Velocidad de Construcción: La fabricación en planta puede ser más rápida al eliminar el paso del armado de las jaulas de refuerzo.

• Aplicación y Ventajas: El FRC mejora significativamente la tenacidad del concreto, su resistencia al impacto y el control de la fisuración. Esto es particularmente valioso para resistir los daños por manipulación (despostilladuras) y las altas cargas concentradas que aplican los gatos de empuje de la TBM durante la instalación.

Revestimiento de Ladrillo o Mampostería (Método Tradicional)

Este método histórico, visible en muchos de los primeros túneles de metro y ferrocarril del mundo, consiste en construir arcos y bóvedas con ladrillos o bloques de piedra labrada, unidos con mortero.

• Costo y Velocidad: Es un método extremadamente lento, artesanal y con un altísimo costo de mano de obra especializada.

• Aplicación: Hoy en día, está obsoleto para la construcción de túneles de infraestructura a gran escala. Su uso se limita a la restauración de túneles históricos o aplicaciones arquitectónicas específicas. Su mención es importante para dar un contexto completo de la evolución de las técnicas de revestimiento.

Proceso de Fabricación y Montaje de una Dovela de Concreto

El viaje de una dovela de concreto desde la materia prima hasta su posición final en el túnel es un proceso industrializado que exige una precisión y un control de calidad absolutos. Este ciclo de vida se puede desglosar en las siguientes etapas secuenciales, donde un fallo en cualquiera de ellas puede comprometer la integridad de toda la infraestructura.

1. Diseño Estructural y Geometría de la Dovela

Todo comienza en la mesa de diseño. Ingenieros estructurales y geotécnicos analizan las cargas del terreno, la presión del agua y las fuerzas que ejercerá la tuneladora (TBM). Este análisis define el espesor, la curvatura, la resistencia del concreto y la cantidad de acero de refuerzo necesaria. Para proyectos complejos como el TEO, se diseñan "anillos universales", una geometría de dovela que permite construir tanto tramos rectos como curvos simplemente rotando la posición de las piezas en cada anillo, optimizando la producción al no requerir múltiples tipos de moldes.

2. Fabricación de Moldes de Alta Precisión (Cimbras Metálicas)

Los moldes, también llamados cimbras, son el corazón de la planta de prefabricados. No son simples encofrados; son equipos de acero de alta ingeniería, fabricados con tolerancias submilimétricas. Un solo juego de moldes representa una inversión de capital significativa y está diseñado para ser reutilizado miles de veces, garantizando que cada dovela producida sea dimensionalmente idéntica a la anterior.

3. Habilitado y Colocación del Acero de Refuerzo

Paralelamente a la preparación de los moldes, se fabrican las jaulas de acero de refuerzo. Las varillas de acero se cortan, doblan y ensamblan para formar el "esqueleto" de la dovela. Esta jaula se coloca cuidadosamente dentro del molde, utilizando separadores para garantizar el recubrimiento de concreto especificado, que es vital para proteger el acero de la corrosión y asegurar la vida útil de más de 100 años del túnel.

4. Vaciado del Concreto de Alta Resistencia en Planta de Prefabricados

Se vierte en los moldes una mezcla de concreto de alta resistencia, típicamente con una resistencia a la compresión (f′c) superior a 400 kg/cm². La mezcla se diseña específicamente para el proyecto, buscando no solo alta resistencia, sino también trabajabilidad para llenar completamente el molde sin dejar vacíos, y durabilidad frente a agentes agresivos como los sulfatos presentes en el subsuelo.

5. Curado Controlado (Generalmente con Vapor)

Para lograr la alta productividad que requiere una TBM (que puede consumir varios anillos al día), es imposible esperar los 28 días del curado convencional. Por ello, se utiliza un proceso de curado acelerado con vapor. Una vez vaciada, la dovela se cubre y se le inyecta vapor a una temperatura controlada (por ejemplo, 70 °C) durante varias horas. Este proceso acelera drásticamente la hidratación del cemento, permitiendo que la dovela alcance una resistencia suficiente para ser desmoldada en tan solo 6 a 8 horas.

6. Almacenamiento, Logística y Transporte a Sitio

Tras el desmolde, la dovela pasa a una zona de acabados donde se inspecciona y se le instala la junta de neopreno o EPDM en sus ranuras perimetrales. Estas juntas son las que garantizarán la estanqueidad del túnel. Las piezas terminadas se marcan con un identificador único y se almacenan en un patio de acopio, listas para ser transportadas en camiones plataforma hasta el portal del túnel, siguiendo una logística "just-in-time" para alimentar continuamente a la TBM.

7. Montaje del Anillo en el Túnel con la Tuneladora (TBM)

Dentro de la cola del escudo protector de la TBM, un brazo robótico llamado "erector" toma cada segmento de concreto del sistema de transporte. El erector posiciona la dovela en su lugar correspondiente y la une a las adyacentes mediante pernos de conexión. El proceso se repite hasta que se instala la última pieza, la dovela clave, que cierra y presuriza el anillo. Inmediatamente después, los cilindros hidráulicos de la TBM se apoyan contra este nuevo anillo para empujar toda la máquina hacia adelante y comenzar el siguiente ciclo de excavación.

Listado de Materiales

El sistema de revestimiento con dovelas es un conjunto de componentes de alta especificación donde cada material cumple una función crítica para garantizar la seguridad y durabilidad del túnel.

Cantidades y Rendimientos: Especificaciones y Productividad

La planificación de un proyecto de túnel requiere estimaciones precisas tanto del consumo de materiales como de la productividad esperada en el sitio.

La siguiente tabla presenta los consumos típicos de los materiales principales para producir un metro cúbico de dovela de concreto de alta resistencia. Es importante señalar que estas cifras son una estimación, ya que el diseño de mezcla exacto es específico para cada proyecto.

La productividad en la construcción de un túnel con TBM no se mide solo en metros lineales, sino en el número de anillos completos instalados, ya que cada anillo representa un ciclo completo de excavación y sostenimiento.

Análisis de Precio Unitario (APU) - 1 m³ de Dovela de Concreto Prefabricada

El siguiente Análisis de Precio Unitario (APU) es un ejemplo numérico detallado que desglosa los costos asociados a la fabricación de 1 m³ (un metro cúbico) de dovela de concreto.

Advertencia importante: Los costos presentados son una estimación o proyección para 2025 y tienen un propósito exclusivamente ilustrativo. Los precios reales están sujetos a fluctuaciones del mercado de materiales (acero, cemento), negociaciones por volumen, ubicación de la planta de prefabricados en México y la complejidad específica del diseño de la dovela. Todos los costos están expresados en Pesos Mexicanos (MXN).

Este desglose evidencia que, si bien los materiales directos como el concreto y el acero constituyen la mayor parte del costo, los costos indirectos de fabricación son un factor sumamente relevante. La amortización de los moldes de alta precisión, una inversión inicial muy fuerte, representa casi el 10% del costo directo total, lo que subraya la naturaleza industrial y de alta capitalización de la producción de dovelas.

Normativa, Permisos y Seguridad: Construye con Confianza

La construcción de túneles es una de las disciplinas más complejas y de mayor riesgo en la ingeniería civil. Por ello, está sujeta a un riguroso marco normativo y de seguridad que es indispensable conocer y aplicar para proteger tanto la inversión como, fundamentalmente, la vida del personal involucrado.

Normas y Estándares de Diseño (ACI, ITA, NTC)

El diseño de una dovela de concreto no se improvisa. Se rige por un conjunto de recomendaciones y normativas de prestigio internacional y nacional. A nivel global, la ITA (International Tunnelling and Underground Space Association) provee guías y mejores prácticas para el diseño de revestimientos de túneles. Por su parte, el ACI (American Concrete Institute), a través de su código ACI 318, establece los fundamentos para el diseño de estructuras de concreto armado, que son la base para el cálculo del refuerzo y las dimensiones de las dovelas.

En México, estas directrices internacionales se adaptan a las condiciones locales, especialmente las sísmicas, a través de las Normas Técnicas Complementarias (NTC) para el Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto del Reglamento de Construcciones de la Ciudad de México, que sirven como referencia para proyectos de alta especificación en todo el país. Adicionalmente, proyectos carreteros se rigen por las normativas de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT).

¿Necesito un Permiso de Construcción?

La respuesta es un rotundo y categórico SÍ. La construcción de un túnel es una obra de infraestructura mayor con un impacto significativo en el entorno. Por lo tanto, siempre requiere permisos de construcción emitidos por las autoridades municipales y estatales correspondientes. Más allá del permiso de construcción, estos proyectos exigen la elaboración y aprobación de una Manifestación de Impacto Ambiental (MIA) por parte de la SEMARNAT. El proceso es complejo y requiere la supervisión de un equipo de ingenieros y especialistas altamente calificados, incluyendo un Director Responsable de Obra (DRO) con experiencia certificada en obras subterráneas.

Seguridad en el Sitio de Trabajo (Riesgos en Espacios Confinados)

Un túnel en construcción es el ejemplo por excelencia de un espacio confinado, y la seguridad dentro de él es una prioridad absoluta. La normativa clave en México es la NOM-033-STPS-2015, Condiciones de seguridad para realizar trabajos en espacios confinados. Esta norma establece un protocolo estricto que debe seguirse sin excepción.

El Equipo de Protección Personal (EPP) OBLIGATORIO para el personal que labora en túneles va mucho más allá del equipo básico de obra:

• Casco con portalámparas: La iluminación personal es indispensable.

• Botas de hule con casquillo y plantilla de acero: Para protección contra impactos, perforaciones y humedad.

• Guantes de alta resistencia: Para la manipulación de materiales y equipos.

• Ropa de alta visibilidad: Crucial para ser visto por la maquinaria en movimiento.

• Equipo de respiración autónomo (para emergencias): Vital en caso de atmósferas con deficiencia de oxígeno o presencia de gases tóxicos.

• Detectores de gases portátiles: Para el monitoreo continuo de oxígeno (O2​), gases inflamables (LEL) y gases tóxicos como monóxido de carbono (CO) y ácido sulfhídrico (H2​S).

La NOM-033-STPS-2015 exige, entre otras cosas, un análisis de riesgos previo al ingreso, la emisión de un "permiso de trabajo en espacios confinados", el monitoreo constante de la atmósfera y la presencia permanente de un vigía en el exterior, capacitado para activar un plan de rescate en caso de emergencia.

Costos Promedio por m³ en México

A continuación, se presenta una tabla con los costos promedio estimados por metro cúbico para la fabricación de dovelas de concreto en México. Es fundamental reiterar que estos valores son una proyección para 2025 en Pesos Mexicanos (MXN) y deben ser considerados únicamente como una referencia presupuestaria preliminar.

Usos Comunes de la Dovela de Concreto

La tecnología de dovelas para túneles es fundamental para el desarrollo de infraestructura subterránea moderna en México, con aplicaciones en diversos sectores estratégicos.

Túneles para Sistemas de Transporte Colectivo (Metro)

Quizás la aplicación más visible para el público, las dovelas son esenciales para la expansión de redes de metro en ciudades densamente pobladas. El uso de tuneladoras (TBM) que instalan anillos de dovelas permite construir kilómetros de túnel bajo edificios, avenidas y ríos con una mínima alteración de la vida en la superficie, como se ha hecho en diversas líneas del Metro de la CDMX.

Túneles Emisores para Drenaje Profundo

En el Valle de México, una cuenca endorreica con alto riesgo de inundaciones, los túneles emisores son una infraestructura de supervivencia. El ejemplo más notable es el Túnel Emisor Oriente (TEO), una obra de 62 km de longitud y 7 metros de diámetro interior, revestido completamente con dovelas de concreto prefabricado. Su función es desalojar volúmenes masivos de aguas residuales y pluviales para proteger a millones de habitantes.

Túneles Carreteros y Ferroviarios

Para salvar la compleja orografía de México, se construyen túneles carreteros y ferroviarios que atraviesan montañas, acortando distancias y mejorando la conectividad logística del país. El revestimiento con dovelas garantiza una estructura segura y duradera, capaz de soportar las cargas del terreno y el tráfico intenso durante décadas.

Galerías y Lumbreras para Proyectos Hidroeléctricos y de Minería

En el sector energético y minero, las dovelas se utilizan para construir galerías de acceso, túneles de conducción de agua a presión para centrales hidroeléctricas, pozos de ventilación (lumbreras) y otros túneles auxiliares. La rapidez y seguridad del método TBM/dovelas permite acelerar la puesta en marcha de estos proyectos de gran escala.

Errores Frecuentes en la Fabricación y Montaje

La integridad de un túnel revestido con dovelas depende de la perfección de cada uno de sus componentes. Un pequeño error en la fabricación o el montaje puede tener consecuencias graves y costosas.

1. Tolerancias Dimensionales Fuera de Especificación (Los anillos no cierran): Este es el error más crítico. Si una dovela tiene una desviación de apenas unos milímetros en su geometría, el anillo no cerrará correctamente al ser ensamblado en el túnel. Esto genera puntos de alta concentración de esfuerzos, compromete la circularidad del revestimiento y puede impedir que las juntas de neopreno sellen adecuadamente.

2. Curado Deficiente (Baja resistencia y durabilidad): Un proceso de curado con vapor mal controlado o apresurado puede resultar en un concreto que no alcanza la resistencia de diseño (f′c). Esto debilita la dovela, la hace más susceptible a daños durante la manipulación y reduce drásticamente la durabilidad y vida útil del túnel.

3. Daños en las Piezas Durante el Transporte y la Manipulación (Despostilladuras): Los bordes y esquinas de las dovelas son vulnerables a golpes durante el desmolde, almacenamiento, carga y transporte. Las despostilladuras, especialmente en las ranuras de las juntas, pueden impedir un sellado hermético, provocando futuras filtraciones.

4. Mala Colocación de las Juntas de Sellado (Provoca filtraciones): Si la junta de neopreno no se instala correctamente en su ranura, está torcida, dañada o sucia, no podrá comprimirse de manera uniforme al cerrar el anillo. Este es uno de los principales motivos de filtraciones de agua en los túneles, un problema que puede llevar a la corrosión del acero de refuerzo y requerir costosas reparaciones.

Checklist de Control de Calidad

Un programa de control de calidad riguroso es la única garantía para evitar los errores mencionados. Este checklist resume los puntos de inspección indispensables en todo el proceso.

• Verificar la calidad de los materiales (certificados de cemento y acero): Exigir y archivar los certificados de calidad de todos los lotes de cemento y acero de refuerzo. Estos deben cumplir con las especificaciones del proyecto y las Normas Mexicanas (NMX) correspondientes.

• Realizar un control dimensional estricto de cada dovela fabricada con topografía láser: Utilizar equipos de medición de alta precisión, como escáneres láser o plantillas calibradas, para verificar que las dimensiones de cada dovela (longitud de arco, espesor, conicidad) se encuentren dentro de las tolerancias milimétricas especificadas en el diseño.

• Ejecutar pruebas de resistencia a la compresión al concreto: Tomar muestras cilíndricas de concreto de manera sistemática durante el vaciado de las dovelas y realizar ensayos de compresión en laboratorio a los 7 y 28 días para confirmar que se alcanza y supera la resistencia de diseño (f′c).

• Inspeccionar la correcta instalación y compresión de las juntas durante el montaje en el túnel: Tanto en la planta de prefabricados como en el interior de la TBM, inspeccionar visualmente cada junta de neopreno para asegurar que esté limpia, sin daños y correctamente asentada en su ranura antes del montaje del anillo.

• Realizar montajes de prueba en superficie: Periódicamente, seleccionar un juego completo de dovelas de la producción y ensamblar un anillo completo en una base nivelada en el patio de la planta. Esto permite verificar físicamente que el anillo cierra correctamente y que las tolerancias de fabricación son las adecuadas antes de enviar los segmentos al túnel.

Mantenimiento y Vida Útil: Protege tu Inversión

Una vez que el túnel está construido y en operación, es fundamental implementar un plan de mantenimiento para asegurar que la estructura alcance y supere su vida útil de diseño, protegiendo así una inversión multimillonaria.

Plan de Mantenimiento Preventivo del Túnel

El mantenimiento de un túnel revestido con dovelas es generalmente de baja intensidad, pero debe ser sistemático. Una guía básica incluye:

• Inspección visual periódica del revestimiento en busca de fisuras o filtraciones: Realizar recorridos programados (anuales o bianuales) para identificar cualquier signo de deterioro, como fisuras, desprendimientos de concreto (desconchados) o manchas de humedad que indiquen filtraciones.

• Monitoreo de la instrumentación geotécnica (convergencia, asentamientos): Analizar de forma continua los datos de la instrumentación instalada en el túnel (convergenciómetros, extensómetros, piezómetros) para detectar cualquier cambio en el comportamiento del terreno o de la estructura que pueda indicar un problema.

• Limpieza y mantenimiento de los sistemas de drenaje internos: Asegurar que las canaletas, tuberías y otros elementos del sistema de drenaje del túnel estén libres de obstrucciones para que puedan gestionar eficazmente cualquier agua de infiltración o de limpieza.

Durabilidad y Vida Útil Esperada en México

Una de las mayores ventajas del sistema de revestimiento con dovelas de concreto prefabricado es su excepcional durabilidad. Un túnel diseñado y construido siguiendo los más altos estándares de calidad, con un concreto de baja permeabilidad y un adecuado recubrimiento del acero de refuerzo, tiene una vida útil de diseño que supera los 100 a 150 años. Estas son algunas de las estructuras de ingeniería civil más longevas, diseñadas para prestar servicio a varias generaciones con un mantenimiento mínimo.

Sostenibilidad e Impacto Ambiental

La construcción de túneles con TBM y dovelas es un método con notables ventajas desde el punto de vista de la sostenibilidad, especialmente en entornos urbanos.

• Minimiza el impacto en la superficie: A diferencia de los métodos a cielo abierto, la tuneladora trabaja a gran profundidad, permitiendo que la vida en la ciudad (tráfico, comercios, residencias) continúe sin interrupciones. Esto reduce drásticamente el impacto social y económico del proyecto.

• Reduce el desperdicio y optimiza el uso de materiales: La fabricación de dovelas en una planta industrial permite un control estricto sobre el consumo de materiales, minimizando el desperdicio de concreto. Además, el uso de aditivos y diseños de mezcla optimizados asegura un uso más eficiente del cemento, el componente con mayor huella de carbono.

• Fomenta la movilidad sostenible: Los túneles construidos para sistemas de transporte público, como el Metro, son en sí mismos proyectos que promueven la sostenibilidad. Al ofrecer una alternativa eficiente al transporte privado, ayudan a reducir la congestión vehicular, el consumo de combustibles fósiles y la emisión de gases de efecto invernadero en las grandes ciudades.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Qué es una "tuneladora" o TBM?

Una Tuneladora o TBM (del inglés Tunnel Boring Machine) es una máquina de gran escala con forma cilíndrica que excava túneles a sección completa. En su parte frontal tiene una cabeza de corte giratoria que desagrega el terreno. A medida que avanza, la misma máquina va instalando el revestimiento definitivo del túnel, que generalmente consiste en anillos de dovelas de concreto.

¿Qué es la "dovela clave" en un anillo de revestimiento?

La dovela clave es el último segmento que se coloca para cerrar un anillo de dovelas. Generalmente tiene una forma trapezoidal o de cuña. Su inserción ejerce presión contra las demás dovelas, bloqueando el anillo en una configuración estable y transfiriendo las cargas de manera uniforme, de forma similar a la clave de un arco de piedra tradicional.

¿Para qué sirven las dovelas en la construcción de un túnel?

Cumplen dos funciones críticas y simultáneas. Primero, actúan como el sostenimiento inmediato del terreno tras la excavación, previniendo su colapso. Segundo, conforman el revestimiento final y permanente del túnel, proporcionando la capacidad estructural para soportar las cargas del terreno y del agua a largo plazo, y asegurando la estanqueidad de la estructura.

¿Cómo se fabrican las dovelas de concreto para un túnel?

Se fabrican en un proceso industrializado dentro de una planta de prefabricados. El proceso incluye la fabricación de moldes de acero de alta precisión, el ensamblaje de jaulas de acero de refuerzo, el vaciado de concreto de alta resistencia, un curado acelerado con vapor para ganar resistencia rápidamente, y finalmente el desmolde y almacenamiento antes de ser transportadas al sitio de la obra.

¿Por qué las dovelas de concreto son curvas?

Son curvas porque están diseñadas para ensamblarse y formar una estructura circular o anular. Un arco o un círculo es la forma geométrica más eficiente para resistir presiones externas que se distribuyen uniformemente alrededor de la estructura, como es el caso de la presión del suelo y del agua en un túnel.

¿Cuánto cuesta un anillo de dovelas para el metro en México 2025?

El costo es muy variable y depende del diámetro del túnel, el diseño de la dovela y el volumen del proyecto. Sin embargo, a modo de estimación para 2025, un anillo para un túnel de metro con un diámetro de 9.7 metros , que podría tener un volumen de concreto de aproximadamente 15 m³, podría tener un costo de fabricación en planta (sin incluir transporte ni montaje) en el rango de $120,000 a $150,000 MXN.

Proceso de instalación de dovelas con una tuneladora (TBM)

Dentro de la parte trasera de la TBM (el escudo de cola), un brazo robótico llamado erector toma una dovela del sistema de alimentación. La posiciona en su lugar correspondiente en el anillo que se está formando y la atornilla a las dovelas adyacentes. Este proceso se repite hasta que se coloca la dovela clave. Una vez que el anillo está completo, los gatos hidráulicos de la TBM se apoyan en él para empujar toda la máquina hacia adelante.

¿Se pueden reparar las dovelas dentro de un túnel?

Sí. Los daños menores como fisuras superficiales, despostilladuras o filtraciones puntuales pueden ser reparados in situ. El proceso comienza con una inspección detallada para identificar y mapear las anomalías. Dependiendo del tipo de daño, se pueden utilizar inyecciones de resinas epóxicas o lechadas de cemento para sellar fisuras y filtraciones, o morteros de reparación de alta resistencia para restaurar secciones dañadas.

Videos Relacionados y Útiles

Para comprender mejor los complejos procesos de fabricación y montaje de las dovelas, los siguientes recursos audiovisuales son de gran utilidad.

Fabrica Dovelas GrupoDPH 2017

Video corporativo que muestra el proceso completo de fabricación de dovelas de concreto en una planta industrial en México, desde el armado del acero hasta el desmolde y acopio.

TBM | Perforación y Colocación de Dovelas | Herrenknecht

Animación 3D de alta calidad que ilustra de manera clara y detallada cómo una Tuneladora de Escudo de Presión de Tierras (EPB TBM) excava y simultáneamente instala los anillos de dovelas.

TBM Línea 3 del Metro de Panamá

Video que muestra el funcionamiento real de una TBM en un proyecto de Metro, incluyendo el transporte de dovelas al frente de trabajo y el montaje del anillo con el erector.

Conclusión

A lo largo de esta guía, ha quedado claro que la dovela de concreto es mucho más que un simple bloque de construcción; es un componente de alta ingeniería, fundamental para la ejecución de la infraestructura subterránea moderna. Su concepción representa la convergencia de la ingeniería geotécnica, el diseño estructural avanzado y la producción industrial de alta precisión.

El éxito de un proyecto de túnel depende de una cadena ininterrumpida de calidad que se inicia con el diseño de la dovela, continúa con su meticulosa fabricación en planta bajo estrictos controles, y culmina con su montaje robótico a decenas de metros bajo tierra. Cada etapa, desde la resistencia del concreto hasta la tolerancia dimensional del molde y la correcta instalación de la junta de neopreno, es crítica. En última instancia, es la calidad y el desempeño de cada dovela de concreto lo que garantiza la seguridad, la durabilidad y el éxito operativo de las infraestructuras subterráneas más importantes de México, asegurando su servicio para las generaciones venideras.

Glosario de Términos

• Dovela: Segmento prefabricado de concreto armado que, al unirse con otros, forma un anillo de revestimiento para un túnel.

• Tuneladora (TBM): (Del inglés Tunnel Boring Machine) Máquina integral que excava un túnel a sección completa y coloca el revestimiento de dovelas de forma simultánea.

• Anillo de Dovelas: Estructura circular completa formada por la unión de varias dovelas. Es el soporte principal y el revestimiento final del túnel.

• Revestimiento: La capa estructural, generalmente de concreto, que recubre y soporta la excavación de un túnel, garantizando su estabilidad a largo plazo.

• Concreto Prefabricado: Elementos de concreto que se fabrican en una planta industrial bajo condiciones controladas y luego se transportan al sitio de la obra para su montaje.

• Junta de Neopreno: Sello de material elastomérico de alta durabilidad que se coloca en el perímetro de las dovelas para asegurar la estanqueidad del túnel contra la infiltración de agua.

• Geotecnia: Rama de la ingeniería civil que estudia las propiedades mecánicas e hidráulicas de los suelos y rocas, siendo fundamental para el diseño y la construcción de túneles y otras estructuras subterráneas.