¿Cómo funciona una tuneladora vertical?

Las tuneladoras verticales son equipos de ingeniería utilizados para excavar pozos o túneles de gran diámetro de manera precisa y eficiente. Este tipo de maquinaria se emplea en proyectos de infraestructura urbana, minería, y en la construcción de emisarios y otros servicios subterráneos. Gracias a su capacidad para excavar en vertical, se pueden crear grandes espacios subterráneos con menor impacto en la superficie.

En esta entrada, explicaremos en detalle cómo funciona una tuneladora vertical y los beneficios de su uso en proyectos de construcción subterránea.

Principios básicos de una tuneladora vertical

Una tuneladora vertical, también conocida como «raise boring machine«, utiliza un cabezal de corte rotatorio para excavar hacia abajo en lugar de hacia adelante. A diferencia de las tuneladoras horizontales, que se utilizan principalmente para excavar túneles en línea recta, las tuneladoras verticales permiten perforar pozos y ejes verticales de grandes diámetros.

El funcionamiento de una tuneladora vertical comienza con la creación de un pequeño agujero piloto que guía la máquina a medida que excava hacia abajo. Posteriormente, el cabezal de corte se va expandiendo para agrandar el pozo hasta alcanzar el diámetro final deseado.

Este proceso es altamente controlado, lo que permite excavar de manera segura y con gran precisión. Además, las tuneladoras verticales están equipadas con sistemas de monitoreo que permiten ajustar la presión y la velocidad de corte en tiempo real para adaptarse a las condiciones del terreno.

Aplicaciones de las tuneladoras verticales

Las tuneladoras verticales son ampliamente utilizadas en varios sectores debido a su versatilidad y precisión. Entre las aplicaciones más comunes se encuentran:

Construcción de pozos y conductos

En proyectos de saneamiento, las tuneladoras verticales juegan un papel clave en la construcción de pozos de ventilación o acceso para grandes túneles de emisarios. Esto permite que las infraestructuras subterráneas, como los emisarios submarinos, se conecten de manera eficiente con la superficie, mejorando el manejo y la distribución del agua tratada o residual.

Excavación en minería

En el sector minero, las tuneladoras verticales se utilizan para la creación de pozos de extracción y ventilación, facilitando el acceso a los niveles más profundos de las minas. Su capacidad para trabajar en terrenos complejos y duros es fundamental para el éxito de estas operaciones.

Construcción de infraestructuras urbanas

Las ciudades que están en constante expansión a menudo requieren túneles y pozos subterráneos para la instalación de servicios esenciales como electricidad, agua potable o sistemas de alcantarillado. En este tipo de proyectos, las tuneladoras verticales permiten minimizar el impacto en la superficie, lo que es especialmente importante en zonas densamente pobladas.

Proyectos de perforación horizontal dirigida también se complementan a menudo con trabajos de tunelación vertical para conectar diferentes niveles subterráneos.

Componentes principales de una tuneladora vertical

Una tuneladora vertical está compuesta por varios elementos clave que trabajan en conjunto para realizar las perforaciones:

Cabezal de corte

El cabezal de corte es la pieza clave de la tuneladora vertical. Este componente está equipado con discos de corte de alta resistencia que giran para penetrar y romper la roca o el suelo. A medida que avanza, el cabezal de corte retira el material excavado y lo transporta hacia la superficie.

Sistema de anclaje

Dado que las tuneladoras verticales excavan en línea recta hacia abajo, es crucial que la máquina permanezca perfectamente alineada. Para lograrlo, las tuneladoras verticales están equipadas con sistemas de anclaje que aseguran la estabilidad de la máquina durante el proceso de perforación.

Sistema de extracción de material

A medida que la tuneladora excava, el material sobrante debe ser retirado de manera eficiente. Para ello, se emplean sistemas de transporte mecánico que llevan los residuos a la superficie para su posterior disposición.

Este tipo de sistema es similar al que se utiliza en perforación con tuneladoras horizontales, pero adaptado a las características verticales.

Beneficios del uso de tuneladoras verticales

El uso de tuneladoras verticales ofrece una serie de ventajas en comparación con otras técnicas de excavación. Entre los principales beneficios se incluyen:

Precisión y seguridad

Gracias a su diseño y tecnología avanzada, las tuneladoras verticales permiten realizar excavaciones con un nivel de precisión muy elevado. Esto reduce el riesgo de daños en las estructuras cercanas y garantiza la seguridad durante todo el proceso.

Reducción del impacto superficial

Una de las principales ventajas de las tuneladoras verticales es que permiten excavar grandes pozos sin necesidad de abrir zanjas extensas en la superficie. Esto es especialmente importante en áreas urbanas, donde el espacio es limitado y se deben minimizar las interrupciones en el tráfico y otras actividades cotidianas.

Velocidad en la ejecución de proyectos

El uso de tuneladoras verticales acelera significativamente el proceso de excavación. En comparación con métodos tradicionales de perforación, las tuneladoras pueden completar proyectos en menos tiempo, lo que se traduce en una mayor eficiencia y menores costes.

Adaptabilidad a diferentes tipos de terreno

Las tuneladoras verticales están diseñadas para funcionar en una amplia variedad de terrenos, desde suelos blandos hasta rocas duras. Esto las convierte en una solución ideal para proyectos en los que se deben perforar diferentes tipos de materiales.

Innovaciones recientes en tuneladoras verticales

En los últimos años, la tecnología de las tuneladoras verticales ha avanzado de manera considerable. Se han desarrollado modelos más compactos y eficientes, capaces de adaptarse a proyectos más complejos y específicos. Por ejemplo, los sistemas de monitoreo y control remoto han permitido que los operadores realicen ajustes en tiempo real sin necesidad de detener la operación, lo que aumenta la eficiencia y reduce los tiempos de inactividad.

Este tipo de innovaciones también se pueden observar en otros campos de la perforación y excavación, mejorando la sostenibilidad y el impacto ambiental de estos proyectos.