Microtunelización

La microtunelización o microtunneling es una técnica de construcción de túneles que se utiliza para construir túneles de servicios públicos de aproximadamente 0,5 a 4 m (1 ft 8 in – 13 ft 1 in) de diámetro. Debido a su pequeño diámetro, no es posible que un operador conduzca la tuneladora, por lo que deben operarse de forma remota.

Las máquinas perforadoras de microtúneles (MTBM) son similares a las máquinas perforadoras de túneles (TBM) de mayor tamaño. La MTBM y el marco de elevación se instalan en un pozo a la profundidad requerida. El operador supervisa la ubicación, la orientación y los dispositivos hidráulicos de la MTBM a través de una consola de computadora, una cámara CCTV o una unidad Gyro. Algunos sistemas utilizan cámaras de video en el pozo de elevación y en la planta de separación. Gyro Control generalmente ha reemplazado a las cámaras para la ubicación y la retroalimentación digital.

En la mayoría de las operaciones de microtunelado, la máquina se lanza a través de un ojo de entrada y los tubos se empujan detrás de la máquina. Este proceso de elevación de los tubos se repite hasta que el MTBM llega al pozo de recepción en el extremo más alejado. La velocidad de avance de la máquina está limitada a la velocidad a la que se inserta el tubo en el ojo de entrada a través de los cilindros hidráulicos en el marco de elevación.

La fricción del suelo alrededor de la tubería aumenta en proporción a la longitud del túnel. Dos prácticas pueden minimizar esta fricción. En primer lugar, se utiliza un corte excesivo para crear un espacio entre el borde interior del túnel y el borde exterior del revestimiento. El espacio es de 1⁄2 a 1,5 pulgadas (13 a 38 mm). Se inyecta un lubricante, a menudo una suspensión de bentonita, en este espacio. La presión del lubricante evita que el espacio se derrumbe. Según la geología, un corte excesivo de 35 mm puede crear hundimiento del suelo. En el caso de los cruces de carreteras y vías férreas, se reduce este espacio de 35 mm para evitar hundimientos de más de 10 mm.

Pueden necesitarse hasta cientos de toneladas de fuerza para empujar la máquina y el revestimiento hacia adelante. El bastidor de elevación que contiene cilindros hidráulicos produce estas fuerzas. El pozo de entrada debe ser lo suficientemente fuerte para soportar las fuerzas que genera.

Además del marco de apoyo, se pueden insertar gatos más pequeños, llamados “interjacks”, entre las secciones del revestimiento del túnel. Estos empujan dos secciones del revestimiento para separarlas. La fricción en las secciones del revestimiento entre el interjack y la entrada del túnel ayuda a evitar que el revestimiento se deslice hacia atrás. De modo que, mientras que el revestimiento detrás del interjack no se mueve, las secciones que están delante de él reciben una fuerza de empuje adicional.

La empresa emergente Petra de San Francisco ha demostrado un robot de perforación térmica que puede hacer túneles en la cuarcita Sioux, "la roca más dura de la Tierra", para la que normalmente se necesitaría dinamita. Puede crear túneles de entre 460 y 1.520 mm de diámetro. Desintegra la roca con un cabezal de espalación caliente y de alta presión. La máquina combina control remoto y visión artificial y puede salir del túnel en reversa. Se afirma que cuesta entre un 30 y un 90 por ciento menos que otros métodos de microtunelización.

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