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Investigación en China muestra que la junta GINA de túnel submarino pierde fuerza con agua salada, compresión continua y reduce el margen de seguridad
El sellado de goma que separa el mar del interior de un túnel submarino puede perder rendimiento mucho antes de lo previsto, mostró un estudio con material extraído del túnel de Yuliangzhou, en China, al registrar una caída del 67,66% en la capacidad de sellado.
Caída en la capacidad de sellado de la goma
El estudio, realizado por la Universidad Ferroviaria de Shijiazhuang, analizó la junta GINA, el principal sellado estanco del túnel.
Las pruebas evaluaron lo que ocurre con la goma después de décadas comprimida entre juntas de acero y sumergida en agua salada.
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La conclusión fue que la combinación entre compresión continua y agua de mar acelera la deterioración.
Los investigadores afirmaron que la seguridad de la impermeabilización a lo largo de 100 años está directamente determinada por la junta GINA.
Revisión en las proyecciones
Modelos anteriores, basados solo en la exposición al agua de mar, estimaban que la junta retendría alrededor de 2,32 megapascales de presión de sellado después de 100 años.
Con la inclusión de la compresión prolongada, la proyección cayó a 1,51 megapascales.
La reducción representa una previsión un 35% menor. Esta diferencia importa porque la junta GINA es la última línea de defensa contra filtraciones en túneles sumergidos formados por secciones prefabricadas que son hundidas y unidas bajo el agua.
Después de cerrada, la junta permanece comprimida entre caras de acero. Esta compresión constante crea la tensión de contacto que impide la entrada del mar, un factor que no había sido considerado integralmente en evaluaciones anteriores.
Para reproducir las condiciones reales, el equipo desarrolló un dispositivo de prueba de compresión. Con la tensión mecánica sumada al ambiente marino, el envejecimiento de la goma apareció de forma más rápida y más profunda.
Material más duro, sellado peor
Las pruebas mostraron una paradoja. Con el tiempo, la dureza de la junta aumentó un 14,18% y la densidad subió un 5,88%, características que podrían sugerir mayor resistencia en una inspección visual rutinaria.
En la práctica, el material perdía la capacidad de mantener el túnel submarino seco. El equipo reportó degradación estructural, con ruptura de cadenas moleculares y debilitamiento de la red polimérica interna que ayuda a la goma a recuperarse después de la compresión.
La temperatura en la que la goma se endurece también aumentó alrededor de 5,8 grados Fahrenheit.
La pérdida de fuerza de sellado siguió tres etapas: declive inicial rápido, reducción constante más lenta y una fase final de desaceleración gradual.
En las pruebas de envejecimiento acelerado, se detectaron alteraciones internas en 90 días. El resultado indica que una parte importante de la pérdida de rendimiento puede surgir antes del final de la vida útil proyectada para la impermeabilización.
Punto más vulnerable y margen restante del sellado de la goma
El borde inferior de la junta GINA sufre menor tensión de contacto y se convierte en el área más vulnerable. Incluso con la pieza visiblemente presente, la elasticidad necesaria para la impermeabilización puede ya estar comprometida.
Trabajos anteriores en el mismo túnel mostraron que el sellado comienza a fallar cuando el vano entre las secciones supera aproximadamente 4,7 cm. La rotación también agrava el problema al reducir la presión en el borde inferior.
A pesar de la caída, la junta permanece por encima de la presión mínima necesaria para evitar filtraciones. El estudio identificó 0,61 megapascales como límite de impermeabilización, mientras que la proyección para 100 años quedó en 1,51 megapascales.
El resultado indica funcionamiento dentro de los límites definidos, pero con un margen menor del que se esperaba.
Para los responsables de los túneles, esto transforma la marca de los 100 años en un cronograma de mantenimiento e inspección más atento.
Los autores señalaron que las inspecciones necesitan observar menos la dureza y más la capacidad de la junta para soportar presión suficiente.
Los equipos de mantenimiento deben mirar primero hacia el borde inferior, mientras que los diseñadores pueden revisar composiciones de la goma y metas de compresión.
Con información de Daily Galaxy.
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