¿Qué es una tuneladora? Una tuneladora (TBM) es una gran pieza de maquinaria que se utiliza para excavar túneles.
Las tuneladoras suelen tener forma cilíndrica y están equipadas con un cabezal de corte giratorio que rompe la roca y el suelo a medida que la máquina avanza. Luego, el material excavado se retira a través de un sistema transportador. Las tuneladoras se pueden utilizar para crear túneles con diversos fines, incluidos el transporte (como el metro y los ferrocarriles), los sistemas de agua y alcantarillado y la minería.
Estas máquinas son altamente especializadas y pueden funcionar en diferentes tipos de condiciones geológicas. Ofrecen varias ventajas sobre los métodos tradicionales de tunelización, incluida una mayor velocidad, precisión y seguridad.
Las tuneladoras están compuestas por varios componentes críticos que trabajan juntos para facilitar el proceso de excavación:
1. Cabezal de corte: ubicado en la parte delantera de la tuneladora, esta parte contiene cuchillas o discos giratorios que rompen el material del suelo. El diseño del cabezal de corte puede variar según el tipo de suelo o roca que se esté excavando.
2. Escudo: el escudo rodea el cabezal de corte, brindando soporte a la cara del túnel recién excavado y protegiendo los sistemas internos de la tuneladora contra el colapso.
3. Grúas pórtico: se utilizan para mover materiales como segmentos de hormigón dentro del túnel para fines de revestimiento.
4. Sistema transportador: el material excavado se retira a través de un sistema de cinta transportadora que lo transporta de regreso a la superficie.
5. Sistemas de soporte: las tuneladoras incluyen mecanismos de soporte avanzados como gatos hidráulicos y sistemas de lechado para estabilizar las paredes del túnel inmediatamente después de la excavación.
6. Túnel de servicio: Un pequeño túnel secundario corre paralelo al principal, facilitando el movimiento del personal y los equipos necesarios para el mantenimiento y las operaciones.
Tipo de tuneladora
1. TBM de equilibrio de presión de tierra (EPB): Se utiliza en condiciones de suelo y tierra blanda. Equilibra la presión del material excavado para mantener la estabilidad.
2. TBM de lodo: Adecuada para suelo blando y formaciones portadoras de agua. Utiliza un lodo para sostener el frente del túnel y retirar el material excavado.
3. TBM para suelo blando: Diseñadas para suelos y arcillas donde el terreno puede ser menos estable.
4. TBM para roca dura: Diseñada para excavar a través de formaciones de roca dura. Tiene potentes herramientas de corte y una estructura robusta.
5. TBM de doble escudo: Se puede utilizar tanto en condiciones de suelo duro como blando. Tiene dos escudos para diferentes etapas de la tunelización.
6. Tuneladoras para terrenos mixtos: capaces de manipular tanto roca dura como terreno blando dentro del mismo proyecto de túnel.
¿Cómo funciona una tuneladora?
1. Excavación: la tuneladora utiliza un cabezal de corte giratorio equipado con herramientas de corte para romper el suelo o la roca en el frente del túnel. El cabezal de corte es accionado por un motor y gira a alta velocidad para cortar el material.
2. Retirada del material excavado: a medida que el cabezal de corte corta el material, el suelo o la roca excavados se retiran del frente del túnel y se transportan a la parte trasera de la tuneladora. Esto se hace normalmente utilizando una cinta transportadora u otro sistema de manipulación de materiales.
3. Soporte de las paredes del túnel: para evitar que las paredes del túnel se derrumben, la tuneladora puede utilizar varios métodos de soporte, como la instalación de nervaduras de acero, la proyección de hormigón o una combinación de ambos.
4. Avance de la tuneladora: Una vez excavada la cara del túnel y apoyadas las paredes, la tuneladora avanza hacia adelante. Esto se hace típicamente utilizando cilindros hidráulicos u otros medios de propulsión para empujar la tuneladora a lo largo del eje del túnel.
5. Monitoreo y control: Durante todo el proceso de tunelización, la tuneladora es monitoreada y controlada por un equipo de operadores. Utilizan una variedad de sensores e instrumentos para monitorear el desempeño de la tuneladora, incluyendo su velocidad, torque y presión. También utilizan cámaras y otros equipos de monitoreo para vigilar la cara del túnel y asegurarse de que la excavación avanza según lo planeado.
Ventajas del uso de tuneladoras
El uso de tuneladoras ofrece numerosas ventajas sobre los métodos tradicionales de tunelización:
- Seguridad: Minimiza los riesgos asociados con el trabajo manual en entornos peligrosos.
- Eficiencia: Puede excavar grandes secciones de manera rápida y continua, reduciendo el tiempo total de construcción.
- Precisión: proporciona un control preciso de las dimensiones y la alineación del túnel.
- Impacto ambiental: reduce la alteración de la superficie al operar bajo tierra.