Equipo de excavación túnel

Tipos de equipos para la excavación de túneles

Existen varios tipos de equipos para la excavación de túneles que pueden satisfacer las diferentes necesidades de los proyectos de construcción de túneles. Aquí te presentamos algunos de ellos.

• Máquina tuneladora (TBM)

  Una máquina tuneladora (TBM) es una pieza grande de maquinaria diseñada para excavar túneles a través de una variedad de terrenos, incluyendo roca dura. Viene en dos tipos principales, a saber, TBM de escudo simple, también llamadas TBM de roca únicamente, y TBM de doble escudo, también llamadas TBM de escudo mixto. Una característica distintiva de una TBM es que los túneles tienen una sección transversal circular. Una TBM consta de una cabeza de corte en la parte delantera, que va seguida de varios segmentos de terapia que forman el revestimiento del túnel. El tamaño de la cabeza de corte de una TBM puede variar dependiendo de sus aplicaciones previstas.

• Excavadora de cara abierta

  Una excavadora de cara abierta es un equipo de tunelización adecuado para excavar túneles en suelo estabilizado o agua. Por lo tanto, si los ingenieros van a excavar túneles en estos medios, pueden considerar el uso de una excavadora de cara abierta. Esta pieza de equipo se asemeja a una TBM pero no tiene un escudo presurizado. Tiene una cabeza de corte que puede ser de arrastre, mecanizada o manual. La excavadora de cara abierta utiliza el suelo o el agua circundantes para estabilizar los límites del túnel. Aunque la excavadora de cara abierta puede excavar túneles con éxito, conlleva un alto riesgo de colapso del túnel y un control limitado del frente de excavación.

• Escudo de equilibrio de presión del terreno (EPB)

  El escudo EPB es un tipo de máquina tuneladora avanzada que es ideal para suelos estables, cohesivos y no cohesivos y proyectos de tunelización submarina. Un escudo EPB utiliza un transportador de tornillo o una barrena para excavar el suelo. Este equipo de tunelización presenta una cámara presurizada en su parte delantera y utiliza aire comprimido para equilibrar la presión del terreno mientras excava el suelo. Un escudo EPB no solo proporciona soporte al túnel, sino que también ofrece estabilidad en la cara. Debido a esta característica, reduce el riesgo de colapso y minimiza el hundimiento del terreno.

• Máquina tuneladora multimodo

  Una máquina tuneladora multimodo es una máquina avanzada que puede excavar túneles a través de múltiples tipos de suelo y condiciones de roca sin comprometer la calidad del túnel. Esta máquina tuneladora es capaz de cambiar sus métodos y modos de excavación de acuerdo con las condiciones geológicas. Por ejemplo, puede cambiar entre un modo EPB, un modo de lodo o un modo TBM. El uso de una máquina tuneladora multimodo puede reducir considerablemente la complejidad del proyecto y eliminar la necesidad de múltiples máquinas tuneladoras.

Especificación y mantenimiento de equipos de excavación de túneles

Los diferentes tipos de máquinas tuneladoras tienen diferentes especificaciones adaptadas a tareas particulares.

• Diámetro de corte: Esto se refiere al diámetro del túnel que la máquina puede cortar. Las TBM generalmente tienen un diámetro de corte de entre 3 y 20 metros.
• Potencia: Esto se refiere a la potencia total de salida del sistema de accionamiento y los túneles del motor. La potencia de la maquinaria de excavación se expresa generalmente en kilovatios. Por ejemplo, una EPB típica puede tener una potencia de unos 2.200 kW.
• Tasa de avance: Esta es la velocidad a la que la máquina tuneladora excava y avanza. Normalmente se expresa en metros por hora. Las máquinas tuneladoras, como las TBM y las EPB, pueden alcanzar una tasa de avance de 10 a 30 metros por día, dependiendo de las condiciones del terreno, el diámetro y el tipo de máquina.
• Sistema de desmontaje: Esto se refiere a cómo se retira el material excavado del túnel a la superficie o a una instalación de procesamiento. Los sistemas comunes de manipulación de materiales incluyen cintas transportadoras, tuberías de lodo y vagones de tierra.
• Entorno operativo: Esto se refiere a la temperatura, la humedad, la presión y otras condiciones geológicas y del suelo en las que la máquina tuneladora puede trabajar.

Un mantenimiento adecuado puede mantener los equipos de excavación de túneles en condiciones óptimas durante muchos años. Las siguientes sugerencias de mantenimiento, junto con las directrices del fabricante, pueden ayudar:

• Inspección diaria: Realizar una inspección visual exhaustiva de la máquina para buscar señales de daños, abrasiones o aflojamiento. Comprobar si hay ruidos o vibraciones inusuales, y asegurarse de que todas las protecciones y dispositivos de seguridad estén en su lugar.
• Lubricación: Engrasar y lubricar regularmente todas las piezas móviles, incluidos los rodamientos, las cadenas y las orugas, para evitar el desgaste o el mal funcionamiento. Aplicar la lubricación según lo recomendado por el fabricante.
• Sistema hidráulico: Comprobar las mangueras hidráulicas, las bombas, los cilindros y los filtros para detectar fugas o daños. Limpiar o sustituir el filtro de aceite hidráulico según el programa de mantenimiento.
• Sistema de refrigeración: Asegurarse de que el sistema de refrigeración del motor y los componentes hidráulicos funciona correctamente. Comprobar el nivel del refrigerante e inspeccionar el radiador y el ventilador de refrigeración para detectar cualquier obstrucción o daño.
• Sistema eléctrico: Examinar el cableado, los conectores y los fusibles del sistema eléctrico. Asegurarse de que no hay corrosión ni conexiones sueltas, y limpiar los bornes de la batería.
• Mantenimiento de neumáticos y orugas: Para los equipos de excavación de túneles con neumáticos u orugas, comprobar la banda de rodadura, la inflación y la tensión. Asegurarse de que no hay desgaste anormal y mantener la alineación y el ajuste adecuados.
• Limpieza: Eliminar cualquier barro, escombros o polvo acumulado en la máquina, especialmente en los radiadores y los ventiladores de refrigeración, para evitar el sobrecalentamiento y mejorar la estabilidad.

Usos de los equipos de excavación de túneles

• Túneles de construcción

  La aplicación más común de las máquinas de excavación de túneles es en la construcción de túneles de transporte para carreteras, ferrocarriles y metros.

• Proyectos de gestión del agua

  Los túneles de drenaje y riego también se construyen utilizando máquinas de excavación de túneles. Estos túneles de drenaje ayudan a gestionar eficazmente la escorrentía de las tormentas y alivian las inundaciones urbanas.

• Minas y canteras

  Las minas y canteras también utilizan máquinas de excavación de túneles, aunque suelen ser de tipo más pequeño y resistente, como camiones de perforación o excavadoras de pozos verticales.

• Microtunelización

  Al igual que en otras áreas de construcción de túneles, las unidades de microtunelización son ahora el método estándar para el empuje de tuberías de gran diámetro y la creación de túneles para conductos de servicios públicos urbanos.

• Máquinas tuneladoras

  Las máquinas tuneladoras (TBM) son excavadoras gigantes que construyen túneles de tránsito e infraestructuras. Ideales para condiciones geológicas blandas, las TBM están diseñadas para afrontar todo tipo de geología. Están equipadas con sistemas especializados de gestión de escombros, corte y minería para una máxima eficiencia y seguridad.

• Máquinas de equilibrio de presión del terreno

  Las TBM EPB (Earth Pressure Balanced) se utilizan en túneles bajo altas presiones de agua o donde existen suelos cohesivos. Las TBM EPB utilizan la presión del suelo excavado para equilibrar la cara de corte, controlando el soporte del terreno y minimizando el hundimiento de la superficie.

• Máquinas tuneladoras de cara abierta

  Las TBM de cara abierta tienen una cabeza de corte expuesta. Se utilizan en formaciones rocosas estables, pero requieren un soporte adicional del terreno poco después de la excavación. Actualmente se utilizan menos que las TBM más controladas.

Cómo elegir equipos de excavación de túneles

Al seleccionar máquinas tuneladoras a la venta, los propietarios y los compradores de empresas mineras deben centrarse en varios factores clave después del análisis de la demanda del mercado.

• Análisis de las condiciones y parámetros de trabajo:

  Los compradores deben comprender plenamente las condiciones geológicas de los proyectos de tunelización, incluidos los tipos de roca, la estabilidad, las condiciones de las aguas subterráneas, etc. También deben considerar el diámetro, la longitud y otros parámetros específicos del proyecto. En función de esta información, los compradores pueden elegir el equipo de tunelización adecuado que se adapte a las condiciones y necesidades de su proyecto.

• Correspondencia del rendimiento de la máquina:

  Los compradores deben asegurarse de que el rendimiento del equipo de tunelización se ajusta a los requisitos de su proyecto. Deben evaluar la eficiencia de la tunelización del equipo, el método de excavación, el sistema de transporte y otros aspectos relevantes del rendimiento para evitar cuellos de botella o desajustes durante el proceso de tunelización.

• Sistemas de control remoto y monitorización:

  Los compradores deben prestar atención a la automatización y las características inteligentes del equipo de tunelización. Funciones como el control remoto, la monitorización en tiempo real, el diagnóstico de fallos y el análisis de datos pueden mejorar significativamente la gestión y la eficiencia operativa del proyecto de tunelización. Los compradores deben seleccionar equipos con funciones de automatización e inteligencia avanzadas para facilitar la gestión y la operación del proyecto.

• Adaptabilidad del equipo:

  Los compradores deben asegurarse de que el equipo de tunelización seleccionado pueda adaptarse a varios escenarios de trabajo. Por ejemplo, en algunos proyectos, puede ser necesario cambiar entre diferentes métodos de excavación o ajustar las velocidades de tunelización y otros parámetros. Por lo tanto, los compradores deben elegir equipos que sean versátiles y tengan una buena adaptabilidad para satisfacer las diversas necesidades del proyecto.

• Logística y mantenimiento del equipo:

  La logística juega un papel importante para garantizar una operación de tunelización sin problemas, ayudando al transporte oportuno y seguro del equipo de tunelización hasta el sitio de construcción. Además, los servicios de mantenimiento y reparación ofrecidos por los proveedores o fabricantes de equipos son cruciales para garantizar el funcionamiento normal del equipo. Los compradores deben considerar la disponibilidad de servicios de mantenimiento y asistencia para asegurarse de que reciben asistencia y apoyo técnico oportunos cuando los necesitan.

Preguntas frecuentes sobre los equipos de excavación de túneles

P1: ¿Cuáles son las tendencias recientes en la tecnología de excavación de túneles?

A1: Se destacan varias tendencias recientes en la tecnología de excavación de túneles. Una de ellas es el cambio hacia prácticas de tunelización sostenibles. Esto significa que los fabricantes de equipos de excavación de túneles están desarrollando tecnologías que reducen el impacto ambiental. Otra tendencia es la creciente automatización y digitalización de los equipos de excavación de túneles. Los ATD y otros equipos de excavación de túneles ahora vienen con características inteligentes para operaciones eficientes y más seguras.

P2: ¿Cuáles son los desarrollos futuros de los equipos de excavación de túneles?

A2: Los equipos de excavación de túneles pueden evolucionar en algunas áreas clave. Estas incluyen la automatización, la sostenibilidad y la eficiencia. Las innovaciones en la ciencia e ingeniería de materiales también pueden dar lugar a herramientas de excavación de túneles más fuertes y resistentes.

P3: ¿Cuáles son los métodos de tunelización más recientes?

A3: Los métodos de tunelización recientes son el método de corte y cubierta, el método de equilibrio de presión del terreno (EPB) y el método de escudo de lodo. Estos métodos utilizan diferentes equipos de excavación de túneles, como la TBM, para la excavación y el revestimiento.

P4: ¿Cómo afectan los equipos de excavación de túneles al coste y la eficiencia del proyecto?

A4: La elección del equipo de excavación de túneles afecta al coste y la eficiencia del proyecto. El equipo de excavación de túneles adecuado reduce el tiempo de excavación y las necesidades de mano de obra. Esto se traduce en menores costes operativos. Las funciones avanzadas, como la automatización y el control de precisión, mejoran la eficiencia de la tunelización.