Scavano sottoterra, senza disturbare gli edifici circostanti e la viabilità urbana: sono le Tunnel Boring Machine, comunemente dette “talpe”, e sono state fondamentali anche nella realizzazione della nuova M4. 

Non è un segreto che la costruzione di una galleria sia una faccenda complessa. Sebbene siano infrastrutture sempre più comuni nel settore dei trasporti, la maggior parte delle persone ignora l’ingegneria dietro la loro costruzione.
In particolare, grazie ai progressi della tecnologia di scavo, ad essere protagoniste oggi sono le TBM o Tunnel Boring Machine; in italiano, fresa meccanica a piena sezione o anche “talpa”.

Questi macchinari da costruzione molto elaborati sono responsabili della costruzione di alcuni dei tunnel più avanzati e più lunghi del mondo, grazie alla meccanizzazione completa dello scavo delle gallerie e del loro rivestimento. Servono circa 10 mesi per costruirne una e il peso si aggira intorno a 6000 tonnellate, per una lunghezza di oltre 150 metri. Per farle funzionare nel modo corretto sono necessari fino a 25 professionisti e la loro media di scavo è di circa 20 metri al giorno. Dalle rocce sedimentarie e vulcaniche ai terreni sabbiosi o argillosi, le TBM possono lavorare una grande varietà di terreni, consentendo di progettare e costruire gallerie in modo efficiente ed efficace.

Per capire meglio come funzionano, è utile pensarle come composte da tre parti: la testa della fresa (parte anteriore), lo “scudo” (parte centrale) e l'ingranaggio di trazione (parte posteriore).

Composta da dozzine di lame d'acciaio che intaccano il terreno mentre ruotano, la testa di taglio, che utilizza frese a disco, si trova nella parte anteriore della TBM e svolge la maggior parte del lavoro duro ruotando e scavando il terreno per consentire alla macchina di avanzare; il terreno viene poi miscelato con delle schiume e tenuto in pressione per garantire la stabilità del fronte di scavo. Le lame vengono sostituite in base alle necessità per far progredire la TBM a una velocità costante.

Lo scudo è la parte centrale, il cilindro metallico che chiude la macchina; i pannelli di calcestruzzo vengono installati proprio dietro quest’ultimo, diventando lo strato esterno del tunnel. L'ingranaggio di traino comprende un nastro trasportatore che rimuove tutto il terreno scavato dalla testa della fresa dal tunnel, che diventa sempre più lungo man mano che la TBM avanza. La forza di spinta della macchina perforatrice è il risultato dell'azione di martinetti perimetrali sostenuti da anelli che, a loro volta, sono spinti contro la parete della galleria da altri martinetti.

Questa azione conferisce alla macchina forza e aderenza sufficienti affinché la testa rotante continui a svolgere la sua funzione di perforazione. Una volta terminato lo scavo, la macchina perforatrice si ferma, e il passo successivo è l'installazione degli anelli nella struttura della galleria che la terranno ferma. Un braccio meccanico applica dei conci, ovvero pezzi di cemento armato prefabbricati, sulle pareti dello scavo. Ogni concio è sagomato ad arco ed è collegato con gli altri mediante speciali tasselli, così da formare un anello che va a costituire il rivestimento della galleria. Dopo il passaggio della TBM, quindi, la galleria è sostanzialmente finita e pronta per essere attrezzata con i binari e gli impianti tecnologici.

Per la realizzazione della M4 sono state utilizzate TBM di diametro differente, a seconda della tratta oggetto di scavo. L’utilizzo di una TBM di diametro maggiore, ad esempio, ha semplificato la realizzazione delle stazioni nella tratta centrale della città; in ogni caso, questo tipo di tecnologia consente di scavare sottoterra senza disturbare l’area circostante e soprattutto senza pericolo.