Tuneladoras, escudos y topos

La tuneladora es una máquina integral de construcción de túneles.  Las tuneladoras equieren fuertes inversiones económicas al tratarse de equipos fabricados prácticamente a medida para cada obra

Las tuneladoras de última generación permiten rendimientos relativamente altos y en buenas condiciones de segundad para los trabajadores. Hoy día es excavable con rendimientos aceptables, todo tipo de rocas duras

La dificultad de la excavación mecánica de las rocas duras viene de su resistencia al corte y la elevada abrasividad de la mayoría de las rocas duras silíceas.

El topo es una máquina diseñada para hacer sólo la excavación del túnel en toda su longitud, construyendo a continuación el revestimiento. Por tanto, el topo es una máquina sin escudo así que los sistemas de sostenimiento del techo del túnel son imprescindibles.

El desarrollo de los escudos para excavar suelos y rocas blandas fue más antiguo que el de las máquinas de roca, ya que la protección metálica que envuelve todo el perímetro lateral de la máquina protegía al personal ante los desprendimientos dorsales del terreno.

Los terrenos con frentes inestables, la mayoría de las veces tiene la dificultad añadida de la presencia de agua. La primera tecnología aplicada a estos casos consistió en la presurización del túnel con aire comprimido. Los accidentes mortales por hundimientos con inundación de los túneles desaparecieron.

Poco a poco, se fue comprobando que las operaciones de despresurización diaria que habían de pasar los operarios antes de salir del túnel, eran causa de un progresivo y severo deterioro de la salud.

Por otra parte, las normas de seguridad laboral terminaron haciendo antieconómico el sistema, por lo que esta técnica está prácticamente en desuso.

De este modo surgieron las modernas tecnologías de los escudos de frente en presión.

Los escudos de frente en presión son escudos donde se trabaja a la presión atmosférica. Sólo se pone en presión el cabezal o rueda de corte de la máquina y la cámara frontal donde se deposita el terreno excavado, cámara desde la que se alimenta el sistema de extracción.

A principios de los noventa estaba dominado el problema en los terrenos no cohesivos o arenosos con los escudos de frente en presión de lodos, llamados también hidroescudos.

La tecnología del hidroescudo ha sido empleada en terrenos inestables, incluso con carga de agua, y su evolución desde los últimos años ha consistido en el perfeccionamiento del proceso constructivo que hoy día se hace casi exclusivamente con lodos de bentonita.

La única dificultad del hidroescudo reside en que, como el terreno excavado se mezcla con el lodo bentonítico para su extracción por bombeo, el tratamiento de la mezcla exige plantas de separación que son costosas.

Los escudos de frente en presión de tierras o escudos EPB (Earth Pressure Balance) son las máquinas de construcción de túneles de que disponemos hoy día para suelos cohesivos o arcillosos.