La abrasividad del terreno influye directamente en el desgaste de la cabeza de corte, los discos, picas, rascadores, dientes, protecciones y elementos de excavación de una tuneladora. Cuanto más abrasivo es el terreno, mayor puede ser el desgaste de herramientas, el consumo de repuestos, el par de corte, las paradas de mantenimiento y el riesgo de pérdida de rendimiento durante la hinca o microtunelación.
En proyectos de hinca de tubería, microtúnel en aplicaciones terrestres y subterráneas o cruces de infraestructuras, la abrasividad debe evaluarse desde la fase geotécnica para seleccionar correctamente la tuneladora, diseñar la cabeza de corte y prever accesos, repuestos, mantenimiento y posibles intervenciones.
Por qué la abrasividad es crítica en microtunelación
En una obra SIN zanja, el acceso directo al frente puede ser limitado o inexistente, especialmente en escudos cerrados. Si el terreno desgasta más de lo previsto, pueden aparecer pérdidas de rendimiento, aumento de empujes, desviaciones operativas, paradas prolongadas o necesidad de cambiar herramientas en condiciones complejas.
Por eso, la abrasividad no solo afecta a la herramienta de corte. También condiciona:
- Producción diaria.
- Consumo de herramientas.
- Mantenimiento preventivo.
- Par de corte.
- Empuje necesario.
- Coste de repuestos.
- Planificación de paradas.
- Riesgo de bloqueo o pérdida de avance.
- Selección de escudo abierto, EPB o hidroescudo.
La elección de tuneladora debe considerar la abrasividad junto con la resistencia del terreno, granulometría, presencia de roca, bolos, nivel freático y estabilidad del frente.
Qué datos permiten evaluar la abrasividad
Para valorar el riesgo de desgaste se revisan principalmente:
Tipo de terreno o roca:
Arenas silíceas, gravas, cuarcitas, granitos, rocas duras o terrenos con alto contenido de cuarzo suelen aumentar el desgaste.
Granulometría y mineralogía:
El tamaño de partícula, la forma de los granos y la presencia de minerales duros condicionan la abrasión sobre la cabeza de corte.
Resistencia de la roca o del suelo cementado:
Materiales más resistentes o cementados pueden exigir herramientas específicas y mayores esfuerzos de corte.
Presencia de bolos o bloques:
Los bolos pueden provocar impactos, desgaste irregular, roturas de herramientas o aumentos bruscos de par.
Ensayos de abrasividad:
Cuando el proyecto lo requiere, pueden utilizarse ensayos específicos para estimar el desgaste potencial y apoyar la selección de herramientas.
Nivel freático y sistema de extracción:
La presencia de agua y el transporte del material excavado pueden influir en el comportamiento de los finos, la limpieza de la cámara y el desgaste de componentes.
Cómo condiciona la selección de herramientas
Según la abrasividad y el tipo de terreno, pueden seleccionarse distintas configuraciones:
Discos de corte: habituales en roca o terrenos duros, donde se requiere fracturar el material.
Picas, dientes o rippers: usados en suelos duros, materiales cementados o terrenos mixtos.
Rascadores y scrapers: ayudan a limpiar, arrastrar y conducir el material excavado hacia el sistema de extracción.
Protecciones antiabrasivas: placas, recargues, blindajes o materiales resistentes al desgaste para proteger la cabeza de corte y zonas expuestas.
Herramientas combinadas: útiles en terrenos mixtos, con alternancia de suelo, roca, bolos o materiales heterogéneos.
En terrenos muy abrasivos, la selección no debe basarse solo en “cortar el terreno”, sino en mantener producción, limitar paradas, proteger la máquina y garantizar que el sistema pueda trabajar de forma segura hasta el final del tramo.
Qué riesgos aparecen si se subestima la abrasividad
Subestimar la abrasividad puede provocar:
- Desgaste prematuro de herramientas.
- Aumento del par de corte.
- Menor velocidad de avance.
- Mayor consumo energético.
- Incremento de empujes.
- Paradas no previstas.
- Dificultad para mantener la alineación.
- Daños en cabeza de corte o cámara.
- Sobrecostes por repuestos e intervenciones.
- Riesgo de no completar el tramo con la configuración prevista.
En obras con tuneladora EPB o hidroescudo para terrenos con agua, este análisis es especialmente relevante porque las intervenciones en la cabeza de corte pueden ser más complejas que en sistemas con acceso directo.
Cómo se gestiona el riesgo de desgaste
Para gestionar el desgaste se recomienda:
- Incluir ensayos de abrasividad en la campaña geotécnica cuando exista riesgo.
- Revisar mineralogía, granulometría, resistencia y presencia de cuarzo.
- Seleccionar una cabeza de corte compatible con el terreno.
- Prever herramientas de repuesto y estrategia de mantenimiento.
- Definir puntos o procedimientos de intervención si el tramo lo requiere.
- Monitorizar par de corte, empuje, avance y consumo energético durante la excavación.
- Ajustar parámetros de avance, presión y extracción según comportamiento real del terreno.
Checklist mínimo para valorar abrasividad: tipo de suelo o roca, contenido de cuarzo, granulometría, resistencia, bolos, bloques, abrasividad ensayada, nivel freático, longitud de hinca, diámetro, tipo de tuneladora, herramientas previstas, accesibilidad al frente, repuestos, par de corte esperado y plan de mantenimiento.
Solicite una revisión técnica de abrasividad, desgaste y selección de herramientas de corte antes de definir la tuneladora o cerrar la oferta técnico-comercial.
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