Cómo funciona una tuneladora

¿Cómo funciona una tuneladora?

Excavar cientos de kilómetros de largos túneles bajo tierra, en ocasiones a pocos metros de la estructura de los edificios, es una tarea complicada. Para realizar este trabajo se necesitan gigantescas máquinas tuneladoras (también conocidas como TBM, Tunnel Boring Machine), auténticas bestias mecánicas que en ocasiones sobrepasan los 6.000 toneladas de peso y alcanzan los 150 metros de longitud o más, junto con el back-up de la máquina.

Las tuneladoras son capaces de excavar bajo tierra en zonas tanto de rocas sedimentarias, metamórficas y volcánicas como en suelos de arenas, gravas, arcillas u otro tipo de materiales – todos ellos presentes en las diversas zonas por las que han de transcurrir los túneles

Funcionamiento de una tuneladora

Para conocer el funcionamiento de una tuneladora debemos de partir de la idea de que se trata de una máquina que utilizamos para excavar túneles con la perforación. Por ello, esta máquina para su funcionamiento en primer lugar, deberá de realizar acciones de Excavación se realiza mediante una cabeza giratoria con elementos de corte. Luego el Empuje se consigue mediante gatos perimetrales en el último anillo o colocando zapatas móviles. Asimismo, trabaja con motores hidráulicos y eléctricos, pero su alimentación es netamente eléctrica. Detrás del equipo de excavación se sitúa el equipó de rezaga o buck up.

Al terminar un pase de avance la máquina se detiene y construye el anillo de la estructura del túnel, que es lo que lo mantiene firme. Para ello utiliza grandes piezas prefabricadas de hormigón armado, llamadas dovelas, previamente preparadas a medida en una fábrica del exterior, con precisión milimétrica. Un mecanismo hidráulico o mecánico llamado erector las coloca y encaja unas con otras como piezas de un puzle. La precisión en la colocación de estas piezas permite además que en el trazado haya curvas y que éstas puedan seguirse con esa misma precisión sin problemas.

Estas máquinas trabajan sin descanso las 24 horas del día, deteniéndose sólo para las labores previstas de mantenimiento. En las tuneladoras más grandes un equipo de decenas de personas trabaja en turnos de 12 horas para encargarse de que todo funcione correctamente.

¿Cuál es el funcionamiento de Buck Up?

Son diversas máquinas de rieles, ventilación, depósitos de mortero y evacuación de material. Sus Rendimientos de las tuneladoras son elevadísimos comparando con otros métodos de excavación de túneles (explosivos)

¿Qué tipos de tuneladoras existen?

Se distinguen dos grandes grupos: los topos y los escudos, aun cuando también existen tuneladoras mixtas o de doble escudo

Topos

Los topos son tuneladoras diseñadas para excavar rocas duras o medianas, sin demasiadas necesidades de sostenimiento. La diferencia principal con los escudos es que no están dotados de un cilindro de acero tras la rueda de corte que realiza la función de entibación provisional. La fuerza de empuje se transfiere a la cabeza de corte a través de cilindros (cilindros de empuje).

Escudos

Los escudos son tuneladoras diseñadas por excavar rocas blandas o suelos, terrenos que necesitan sistemáticamente la colocación de un sostenimiento. A diferencia de los topos, los escudos cuentan con una carcasa metálica exterior, que sujeta provisionalmente el terreno desde el frente de avance hasta algo más allá de donde se coloca el sostenimiento definitivo, de forma habitual se presenta de manera consistente en anillos formados por unas 7 dovelas. De este modo, se garantiza en todo momento la estabilidad del túnel. A menudo están preparadas para avanzar bajo el nivel freático. Se distinguen dos grandes grupos de escudos, de entre los que se distinguen estas calases:

• Escudos de frente abierto
• Escudos de frente cerrado. Dentro de este existen varios tipos: Escudos con cierre mecánico, Escudos presurizados con aire comprimido: prácticamente no se usan, así comoEscudos de bentonita o hidroescudos.
• Escudos de balance de presión de tierras o EPB

Doble escudo

La 'tuneladora de Doble escudo es capaz de trabajar como topo o como escudo, en función de la calidad del macizo rocoso, siendo la mejor solución para macizos con tramos de tipología variable suelo-roca. En este tipo de tuneladoras el escudo está dividido en dos partes, la delantera en la que se encuentra la cabeza de corte, y la zona trasera en la que se realiza el montaje del anillo de dovelas.

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