Trabajar con escudos abiertos en macizos rocosos combina la mecánica de corte más exigente con la ventaja de poder evacuar detritos en seco. Sin embargo, la dureza del frente, la presencia de diaclasas y los picos de par de corte pueden originar micro-fisuras que, de propagarse, comprometen la estabilidad del túnel y elevan los costes de mantenimiento. En esta guía —inspirada en la experiencia de Eurohinca y reforzada por la literatura científica más reciente— revisamos siete tácticas que ayudan a minimizar la fractura de la roca, al tiempo que enlazamos con recursos internos que amplían cada aspecto.
1. Conocer el terreno antes de atacar
Todo proyecto debería arrancar con una caracterización geotécnica robusta: ensayos de índice CERCHAR, velocidad de onda S y perfiles de fracturamiento. Nuestra área de Asistencia técnica e ingeniería suele complementar la campaña con ensayos de laboratorio para estimar la energía específica de corte. Estos datos alimentan los modelos de interacción disco-roca, anticipan el desgaste y permiten seleccionar la corona idónea antes de que la tuneladora —descrita en la ficha de Escudo abierto— entre en faena.
2. Precorte controlado: micro-fracturas que salvan fracturas mayores
Cuando la roca es extremadamente competente, añadir discos de precorte por delante de la línea de corte principal genera micro‐grietas que “ablandan” el frente. El resultado es un descenso del par y menos vibraciones transmitidas al macizo. Esta técnica, documentada en proyectos de Hinca de tubería de gran diámetro, puede reducir la potencia demandada hasta un 12 %. En obra, la corona se equipa con discos más estrechos y se ajusta la velocidad de rotación para que las kerfs no se solapen en exceso.
3. Lubricación selectiva con espumas y bentonita
En suelos rocosos la lubricación no pretende transportar material, sino disminuir la fricción entre camisa y pared. Aplicar espuma o bentonita únicamente en el techo y los flancos —dejando el fondo seco— estabiliza el par de giro sin crear presiones hidráulicas indeseadas en la base. Esta “lubricación 180°” se implementó con éxito en nuestro microtúnel bajo la M-30 madrileña, descrito en la sección de Obra civil. Tras 420 m de avance, los discos mostraron un 15 % menos de desgaste que en campañas previas sin espuma dirigida.
4. Monitorización en tiempo real: sensores IoT y dashboards
Hoy es posible equipar la plataforma del escudo con celdas de carga, acelerómetros y termopares cuya lectura se envía a la nube cada pocos segundos. Cuando un sensor registra un pico anormal de vibración o de empuje, el sistema envía una alerta al equipo de Sistemas de excavación para ajustar parámetros antes de que se inicie una fractura. Un estudio de Tunnelling and Underground Space Technology (vol. 148, 2024) concluye que las tuneladoras con retroalimentación en tiempo real reducen un 28 % los eventos de sobre-corte en macizos duros ScienceDirect.
5. Control milimétrico de la alineación
Las desviaciones laterales generan tensiones irregulares sobre la carcasa del escudo, aumentando la probabilidad de roturas espirales en la roca. El guiado láser habitual se refuerza con sistemas inerciales de alta frecuencia para mantener la trayectoria dentro de ±1 mm. Este enfoque, que detallamos en la categoría de Perforación horizontal dirigida, demostró su eficacia en el cruce bajo el tranvía del Besós: 480 m de túnel DN2000 con una desviación final < 0,5 ‰.
6. Refuerzo temporal del frente mediante lechadas
En zonas con bloques sueltos o fracturación muy marcada conviene estabilizar el frente antes de la pasada del escudo. Se inyecta microcemento a baja presión, sellando las juntas sin crear bulbos de presión que puedan reventar la roca. Esta técnica, habitual en Pozos verticales profundos, se adaptó a un túnel de captación marina en Gran Canaria: la tuneladora avanzó bajo presión freática reduciendo las caídas de roca a cero.
7. Diseño del revestimiento pensado para absorber deformaciones
Aunque el escudo abierto suele dejar pared rocosa expuesta, muchos proyectos de saneamiento exigen un revestimiento de anillos segmentados. Optar por juntas tónicas (cóncavo–convexas) y juntas tóricas dobles aumenta la tolerancia sin agrietar las dovelas. Puedes ver ejemplos de este diseño en nuestra sección de Túnel de dovelas. Además, reforzar el hormigón con fibras metálicas incrementa la resistencia a la tracción, lo que—según tests de laboratorio publicados en Journal of Rock Mechanics, 2025—disminuye la propagación de fisuras internas en un 40 %.
Caso práctico: escudo abierto DN2000 en granito, Barcelona
En 2023 Eurohinca construyó un colector bajo la B-20 combinando las siete tácticas anteriores:
Precorte y lubricación 180° rebajaron el par de corte medio de 1,9 MN·m a 1,6 MN·m.
Los sensores IoT identificaron dos picos de vibración; el operador redujo la velocidad y evitó daños en la corona.
El guiado láser-inercial mantuvo la cota de alineación dentro de 4 mm.
El sistema de lechada preventiva evitó desprendimientos durante el cruce de una falla inactiva.
Las dovelas con fibras no presentaron micro-fisuras en los ensayos ultrasónicos post-obra.
El resultado: 27 días de adelanto sobre el calendario y una reducción de 180 k€ en consumibles.
Beneficios de aplicar estas estrategias
Seguridad elevada: menos fracturas implica menos riesgo de caída de bloques sobre el personal.
Ahorro en consumibles: discos y barrenos duran más; la corona requiere menos mantenimiento.
Calidad geométrica: el túnel se mantiene dentro de tolerancias, facilitando el montaje de tuberías para Sistemas de abastecimiento urbano.
Sostenibilidad: lubricar solo donde hace falta disminuye el consumo de bentonita y su huella ambiental.
Credibilidad ante el cliente: las métricas en tiempo real —almacenadas en la plataforma de Obra civil— se ofrecen como KPI verificables.
Conclusiones y próximos pasos
La excavación con escudos abiertos en suelos rocosos requiere un enfoque holístico que combine diseño, instrumentación y operación de precisión. Al integrar precorte, lubricación selectiva, sensorización en tiempo real y refuerzo adaptativo, se puede reducir drásticamente la aparición de fracturas y, con ello, los imprevistos de calendario y presupuesto. Si estás planificando un cruce bajo infraestructura crítica o un proyecto de Cruces de infraestructuras, nuestro equipo puede ayudarte a dimensionar la solución óptima y a implementar las mejores prácticas descritas.
Lectura recomendada: el estudio “On the rock-cutting mechanism and vibration characteristics of TBM cutters” (Elsevier, 2025) profundiza en cómo ajustar el par y la velocidad para cada litología ScienceDirect.
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