19 de marzo de 2019.- Al abrirse camino a cientos de metros por debajo del nivel de la superficie y en condiciones difíciles, las máquinas de perforación de túneles (TBM) han revolucionado la infraestructura subterránea.
Con algunos que miden hasta 60 km de largo y hasta 2.4 km de profundidad, los túneles representan algunos de los desafíos de ingeniería más difíciles del mundo. Tejiendo a través de montañas y debajo de ríos y mares, estos enormes proyectos solo son posibles a través de equipos de acero. Es el acero el que tiene la fuerza y el peso de los que dependen los TBM que crean estas carreteras y ferrocarriles subterráneos.
Los túneles anteriores involucraban técnicas, como la excavación manual o el uso de explosivos, que limitaban gravemente el alcance de los proyectos subterráneos. Luego, a principios de la década de 1950, James Robbins desarrolló el primer TBM moderno para el Proyecto de la Presa Oahe en los Estados Unidos. Esta primera máquina fue diseñada para excavar formaciones débiles de roca de esquisto utilizando cortadores en forma de mancuerna. La necesidad de excavaciones en roca dura finalmente llevó a Robbins a desarrollar el cortador de discos rodantes en 1956, que se convirtió en la base de diseño para todas las tuneladoras modernas.
Un material insustituible.
A pesar del avance de los compuestos de carbono en muchas industrias, así como el potencial de aluminio y titanio, cuando se trata de los desafíos de ingeniería únicos de TBM, nada puede igualar las cualidades del acero.
«No hay realmente otro material que pueda construir [TBM] a partir de. Quiero decir, usted podría construir ostensiblemente uno de aluminio o titanio o algún otro material, pero sería demasiado caro «, dice Tyler Sandell, director de desarrollo de negocios de Robbins, el fabricante original de la década de 1950 que todavía produce TBM hasta el día de hoy. .
Las tuneladoras modernas pueden alcanzar hasta 400 metros de largo y pesar hasta 1,000 toneladas, con una sección transversal circular en la cabeza que excava diferentes tipos de suelo y roca para crear el túnel. Estos gigantes industriales usan cortadores de disco de acero endurecido y detrás de la cabeza de la unidad, conocida como el escudo frontal, hay un tren de monitoreo de alta tecnología y equipo de respaldo y un transportador para que el suelo y la roca se puedan eliminar constantemente durante la excavación.
Construccion subterranea
Dos ejemplos de proyectos de túneles que serían imposibles sin la moderna tecnología TBM son el Túnel Eurasia de 14.5 km de longitud que conecta las orillas europea y asiática del río Bósforo en Turquía y el Túnel Base Gotthard que se extiende debajo de los Alpes suizos. Eurasia se construyó para el transporte por carretera y ha aliviado la congestión en las concurridas calles de Estambul, mientras que Gotthard aloja una línea de ferrocarril a 2.4 km de profundidad en su punto más profundo, que demoró casi 20 años en construirse.
En el extremo comercial de la máquina, las cortadoras de discos están hechas de acero. No hemos encontrado un mejor material con las mismas propiedades de tenacidad y tolerancia al daño en roca dura «.
Los cortadores pueden ser tan grandes como 20 pulgadas de diámetro en grandes máquinas de perforación. «Para una máquina perforadora de túneles de tamaño completo, que consideramos cualquier cosa de más de tres metros de diámetro, los cortadores más pequeños que colocamos en ellos miden 14 pulgadas», dice Sandell., Quien agrega que los cortadores de discos más comunes son 17 y 19. -pulgadas.
La estructura, las herramientas de excavación y el funcionamiento interno de la máquina de túneles son de acero, ya que esto proporciona la masa de absorción de vibraciones que se requiere. Esto también es necesario para evitar que la máquina flote en ciertas condiciones, como explica Sandell. “Hubo un gran proyecto en Japón hace unos años. Era una autopista submarina en Tokio. Tuvieron que agregar mucho lastre a la máquina perforadora de túneles porque iba a flotar en el suelo con alto contenido de agua, y también usaron acero para eso «.
Aceros de grano fino, aceros para herramientas, piezas forjadas y tratamientos térmicos: de principio a fin, el TBM solo puede hacer su trabajo debido a un solo material. La fuerza y la masa del acero superan la vibración y la posible flotación, mientras que su resistencia forma la columna vertebral de los discos de corte que sufren una inmensa tensión física a medida que mastican las duras formaciones de roca cristalina. Esas cualidades han ayudado a realizar proyectos masivos que involucran desafíos únicos de ingeniería subterránea en todo el mundo.
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