INGENIERÍA CIVIL DE MINAS FACULTAD CIENCIAS DE LA TIERRA
MÉTODOS Y TECNOLOGÍAS DE EXPLOTACIÓN
TUNELERÍA AUTOMATIZADA (TBM, RB, BH) Rubén Astudillo Tomás Briones Glenn Carrasco Bastian Espinosa Franco Quintana
Profesores a cargo: Rodrigo Pizarro Muñoz Caroline L. Villacorta
1. Resu esumen Tradicionalmente, los métodos de perforación, voladura y excavación que se usaban eran peligrosos y extremadamente lentos en comparación con los actuales, además estos poseían un gran porcentaje de víctimas fatales, junto a esto se suma la baja velocidad de avance en la que se operaba independiente el método usado. Por otro lado, la idea principal de toda la nueva tecnología referente a la tunelería fue para realizar una optimización en la producción de los trabajos y por consecuencia, disminuir el nivel de accidentes producto de la exposición de los obreros en los frentes de excavación, siempre y cuando la tecnología fuese capaz de cumplir por completo con las condiciones de borde presentes in-situ. A esto se desarrolla un enfoque analítico y expositivo en las siguientes áreas: contextualización de la tunelería pasada, actual y futura, presentación de algunos tipos de tuneladoras, como las TBM, BH y RB y un punto de vista hacia lo que será el futuro de la tunelería y esta maquinaria. Conscientes de que el tema ”producción y economía” se ira acrecentando a medida que avanza el tiempo.
1
1. Resu esumen Tradicionalmente, los métodos de perforación, voladura y excavación que se usaban eran peligrosos y extremadamente lentos en comparación con los actuales, además estos poseían un gran porcentaje de víctimas fatales, junto a esto se suma la baja velocidad de avance en la que se operaba independiente el método usado. Por otro lado, la idea principal de toda la nueva tecnología referente a la tunelería fue para realizar una optimización en la producción de los trabajos y por consecuencia, disminuir el nivel de accidentes producto de la exposición de los obreros en los frentes de excavación, siempre y cuando la tecnología fuese capaz de cumplir por completo con las condiciones de borde presentes in-situ. A esto se desarrolla un enfoque analítico y expositivo en las siguientes áreas: contextualización de la tunelería pasada, actual y futura, presentación de algunos tipos de tuneladoras, como las TBM, BH y RB y un punto de vista hacia lo que será el futuro de la tunelería y esta maquinaria. Conscientes de que el tema ”producción y economía” se ira acrecentando a medida que avanza el tiempo.
1
Índice 1. Resumen
1
2. Intro ducción
4
3. Historia de la tunelería
5
4. ¿Cóm ¿Cómo o sele selecc ccio iona nar r un méto método do de cons constr truc ucci ción ón de túne túnel? l?
6
5. Tuneladoras
9
6. Méto do Tunnel Boring Machine
10
6.1. 6.1. Funci uncion onam amie iennto bási básico co de una una TB TBM M .. . .. .. .. 6.2. Esquema TBM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3. TBM Abierta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.1. Limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3.2. Rendimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4. TBM Escudo Simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5. TBM Escudo Doble . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.6. TBM EPB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.7. TBM MixShield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.7.1. Ventaja ajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.7. 6.7.2. 2. Prin Princi cipa pale less compo compone nenntes tes de de la máqu máquin ina. a. . . . 6.8. TBM HidroEscudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.8. 6.8.1. 1. Prin Princi cipa pale less compo compone nenntes tes de de la máqu máquin ina. a. . . . 6.9 6.9. Cri Criter terios ios para para uti utiliza izar una una TB TBM M .. .. .. .. .. .
. . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
.. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . .
.. . . . . . . .. .. .. . . . . .. . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .
7. Méto do Raise Boring Machine
11 15 16 16 17 18 19 20 22 22 23 24 24 25 26
7.1. 7.1. Desc Descri ripc pció iónn del del Méto Método do de Perfo erfora raci ción ón . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 7.2. Cara Caract cteeríst rístiicas cas del del sist sistem emaa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2. 7.2.1. 1. Venta entajjas del del Métod étodoo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.2. Limitaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2. 7.2.3. 3. Aplic plicaacion cionees del del Métod étodoo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2.4. Rendimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3. Secuencia Oper peracional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3. 7.3.1. 1. Perf erforac oraciión de tiro tiro pil piloto oto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3. 7.3.2. 2. Esca Escari riad adoo o Ensa Ensanc ncha hami mien ento to del del tir tiroo pil pilot otoo . . . . . . . . 7.3.3. 7.3.3. Relación Relación entre entre el diámetro diámetro de perforación perforación piloto piloto y diámetro de escariado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.4. En Chile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8. Méto do Blind Hole
26 26 26 27 27 27 27 27 28 28 29 32
8.1. 8.1. Desc Descri ripc pció iónn del del Méto Método do de Perfo erfora raci ción ón . 8.2 8.2. Cara Caract cteerist ristiicas cas del del sist sistem emaa . . . . . . . . 8.2. 8.2.1. 1. Ele Element entos de la Máqu áquina ina . . . . 8.2. 8.2.2. 2. Venta entajjas del del Métod étodoo . . . . . . . 2
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
32 32 32 34
8.2.3. Limitaciones . . . . . . 8.2. 8.2.4. 4. Aplic plicaacion cionees del del Métod étodoo 8.2.5. Rendimiento . . . . . . 8.3. Control de Calidad . . . . . . . 8.4. Costos . . . . . . . . . . . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
35 35 35 36 36
9. Conclusión
37
10.Discusión
38
Índice de figuras 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 12. 13. 14. 14. 15. 15. 16. 17. 17. 18.
Cabez beza Cortadora TBM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pricipio de inserción y corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Grippers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistema de Back-Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Esqu Esqueema Tunnel nnel Bori Boring ng Mac Machine hine . . . . . . . . . . . . . . . . . . TBM TB M Robb obbins ins, Escu Escuddo Abier bierto to[[7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . TBM TB M Robb obbins ins, Escu Escuddo Sim Simple[ ple[8] 8] . . . . . . . . . . . . . . . . . . TBM TB M Robb obbins ins, Escu Escuddo Doble oble[9 [9]] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TBM Robbins, EPB[10] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TBM MixShield[11] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TBM HidroEscudo[12] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cabe Cabeza zall de máqu máquin inaa Rais Raisee Bori Boring ng[1 [15] 5] . . . . . . . . . . . . . . . . Método odo Raise Boring[15] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Máqu Máquiina TER TERRATC TC’s ’s TR30 TR30000L[ 0L[16] 16] . . . . . . . . . . . . . . . . Com Compon ponent entes de la Maqui aquina nari riaa[18] [18] . . . . . . . . . . . . . . . . . Vista frontal y lateral lateral de Torre Torre de Perforación Equipo Blind Hole[18] Vist Vistaa late latera rall de Unid Unidad ad de Trans ranspo port rte[ e[18 18]] . . . . . . . . . . . . . Consola de Control[18] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12 12 13 14 15 16 18 19 21 23 24 30 30 31 33 33 34 34
Índice de cuadros 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Valoración RMR[4] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Valoración Q de Barton[5] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Compar Comparati ativva entre entre RM RB y Q [6] . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Rela Relaci ción ón entr entree Métod Métodoo de Exca Excavvació aciónn y Maci Macizo zo Rocos Rocosoo . . . . . . 9 Relac elaciione ones de diáme iámetr tros os de trab rabajo ajo . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Comp Compar arat ativ ivaa entr entree mode modelo loss de máqu máquin inas as . . . . . . . . . . . . . . 36
3
2. Introducción La construcción de túneles aplicados a minería y obras civiles supone altos riesgos debido a la incertidumbre inherente en este tipo de proyectos. Existen varios factores que ante un pequeño error pueden terminar en grandes desastres económicos, altos riesgos para los obreros y maquinaria involucrada en la obra y una serie de eventos asociados a la excavación de un túnel, que si no son bien planificados y bien ejecutados son altamente peligrosos. Aunque con el paso de los años, esto ha ido mejorando notablemente debido al desarrollo de nuevas y mejores tecnologías en lo que respecta a excavación de túneles, disminuyendo la incertidumbre en la planificación y construcción de estos. Los proyectos de ingeniería rara vez son repetitivos pese a que puedan tener un proceso de construcción similar, por ende, para cada túnel se hace un estudio específico, en el cual se analiza la calidad geotécnica del macizo rocoso, costos asociados, impacto social y medioambiental y maquinaria a utilizar. Desde los inicios, la industria minera se basa en la construcción de diferentes labores (pozos, socavones, chimeneas, piques, etc.) que se construyen en su mayoría siguiendo el método convencional que se instauró hace muchos años, dado la efectividad para la época de este (métodos manuales y voladura). Pero ahora las excavaciones cada vez requieren de mayores dimensiones y profundidades debido a que hay mayores requerimientos, lo que conlleva a un estudio en detalle del terreno y a su vez mejoras en los métodos de explotación utilizados, en donde la forma convencional, por rentable que pueda ser en comparación a otras maquinarias tuneladoras, puede resultar ineficiente. Por este motivo, se busca constantemente ahondar en tecnologías y desarrollos que ayuden en la excavación las cuales son un verdadero desafío. En este informe se hará referencia a algunos de los métodos de excavación de túneles con un enfoque en la minería, además, hablaremos sobre las condiciones en las cuales se pueden aplicar estos métodos y la conveniencia versus la perforación y tronadura (Drill and Blast). Los metodos a tratar serán: Excavación de túneles con máquinas tuneladoras. Máquinas integrales a sección completa TBM. Método Raise Boring Machine. Método Blind Hole Machine.
4
3. Historia de la tunelería Un túnel nace de la necesidad de sortear un obstáculo natural que por lo general son macizos rocosos y cursos de agua, fluviales o marinos. Por otro lado, poseen un marcado carácter lineal, pero para efectos de este informe, por extensión, el termino túnel se utilizara en un sentido más amplio, no solo como forma lineal sino como espacio subterráneo o recinto subterráneo transitable, es decir como obra de tránsito y hábitat. Remontándonos a los primeros vestigios de túneles en el mundo, nos encontramos con hallazgos sorprendentes. Desde aquella época en donde la tunelería era el arte de la minería, como por ejemplo la mina localizada en cerro Bomuu en Swazilandia hace 40 mil años A.C. la cual extraía hematites 1 solo con utensilios de piedra. Hasta las modernas tuneladoras que tenemos en la actualidad las cuales pueden tener unos avances de 18 metro por día y completamente mecanizadas siendo utilizadas además en el campo de obras civiles. Podemos apreciar que ha existido un avance considerable en esta materia. Por ende, es trascendental entender la génesis de los métodos de excavación de túneles, y solo así se podrá tener un completo conocimiento de lo que fue, lo que es actualmente y lo que será el futuro de la tunelería en el mundo. Los primeros métodos de perforación de galerías mineras y posteriormente de túneles utilizaron fuego y agua para fracturar la roca. La ”técnica del fuego” consistía en incendiar el frente de ataque y luego sofocarlo bruscamente con agua fría, produciendo un brusco gradiente térmico que provocaba el agrietamiento de la roca. El problema de este método era evidente; malas condiciones de trabajo, ventilación y altas mortalidades. A medida que fueron avanzando los años, los métodos fueron mejorando, permitiéndole al hombre construir los primeros túneles de que se tiene información. Para algunas culturas tenían carácter religioso, como en Egipto y culturas orientales y para otras, tenían un carácter ingenieril o hidráulico como lo fue el túnel Semiramis, utilizado por los babilonios en el año 2.200 A.C. para comunicar dos templos. Y así las excavaciones subterráneas iban tomando fuerza y mayor desarrollo. Principalmente ya que en aquellas épocas el agua era un bien escaso y era necesario transportarla sin que se evaporara a causa de las altas temperaturas, siendo la mejor solución, bajo tierra. Con el pasar de las épocas, desde el mundo Heleno con túneles tan representativos como el de Eupalinos de Megara [1] de un 1 Km de longitud, época Romana, con un amplio desarrollo en galerías mineras y transporte de agua, Edad Media, donde se consolida la obra maestra de la Minería llamada De Re Metallica de Georgius Agricola[2], el cual se consideró para la época como el libro básico de consultas mineras, el Renacimiento, época marcada por el resurgir 1
Hematites es un mineral compuesto de óxido férrico, cuya fórmula es F e2 O3 y constituye una importante mena de hierro
5
de los túneles gracias a nuevos avances tecnológicos en tunelería y perforaciones, llegamos a la revolución Industrial, llamada era de los ferrocarriles. Es aquí donde nos detenemos, ya que el hombre conoce de manera extensa lo que es la mecanización de los procesos. Y gracias al desarrollo de líneas farreas nace la necesidad de excavar mayor cantidad de túneles para facilitar el tránsito del ferrocarril por terrenos adversos. Para entonces se habían implementado varias técnicas de excavación pero por primera vez se utilizó la técnica escudo para hacer el túnel bajo el Támesis (Por el ingeniero Mare Brunel) 2 y junto con ello se creó la ambiciosa red de túneles de ferrocarril por los Alpes. Tres de los más connotados túneles; El Mont Cenis, San Gotordo y el Simplon[3] fueron obras de importantes ingenieros que no alcanzaron a ver finalizado su trabajo por lo extenso que resultaron ser los proyectos, involucrando miles de horas hombre junto con la muerte de un centenar de ellos. Por otra parte, EE.UU no se quedaba atrás, excavando dos túneles bajo el rio de Chicago. Finalmente la llegada de la electricidad y potencia eléctrica dieron un ”boom” a la tunelería mundial. Inventando modernas maquinas tuneladoras para cada proyecto nuevo que se quería llevar a cabo, tomando en cuenta ahora más aspectos geomecánico para su ejecución.
4. ¿Cómo seleccionar un método de construcción de túnel? Para la construcción de un túnel se considerarán los siguientes aspectos: Geotécnicos respecto a la calidad del terreno, económicos, dado los altos costos de excavar bajo tierra ya sea de manera convencional o con tuneladoras, sociales y medio ambientales debido a la afección con el entorno. Para el caso de las rocas hay 3 factores que condicionan la selección de un proceso constructivo y sostenimiento de un túnel, estos son: 1. La presencia de fallas y accidentes geográficos; para evaluar el posible tratamiento previo a una labor. 2. Existencia de agua y/o gas a presión en la estructura. 3. Posibilidad en el terreno de inducir importantes deformaciones, para evitar futuros quiebres por expansión o compresión de los minerales, es decir el estado de tensión se altera. Además se debe considerar el medio donde se realizaran las operaciones, las medidas adoptadas para excavar y la reacción esperada de la excavación. Todo esto a fin de obtener una buena ejecución de un túnel. A la hora de realizar una construcción subterránea nos encontramos con problemas particularmente complejos ya que a diferencia de las obras superficiales, en la cual hacemos cálculos previstos con propiedades de resistencia y deformación conocidas y llegar a 2
Ingeniero ingles que es mayormente conocido por ser el creador de la línea de ferrocarril Great Western y participación en la construcción del primer túnel bajo un rio navegable
6
una configuración final deseada, en obras subterráneas debemos intervenir un equilibrio pre existente y proceder desde una ”perturbación planificada” en condiciones que se conocen aproximadamente, con altos riesgos de comprometer la labor ya que el confinamiento del túnel a medida que se avanza en su desarrollo va cambiando constantemente, a causa de que se extrae el material soportante. Esto indica la complejidad que refiere al desarrollo y construcción de un túnel, no se tiene certeza de su comportamiento final hasta una vez finalizada la obra. Como mencionamos anteriormente el método de excavación se verá condicionado por el terreno ya que este es nuestro ”material de construcción” del túnel, siendo discontinuo, no homogéneo y anisotrópico, dependiendo de su consistencia natural, la cual se podrá clasificar en 3 grupos; Arenas (de mayor fricción), Arcilla (de mayor cohesión) y roca (con altos valores de cohesión y fricción). Por consiguiente, nace la necesidad de clasificar el terreno en donde efectuara una excavación subterránea y para esto la geomecánica nos facilita dos sistemas de clasificación utilizados comúnmente en conjunto. Estos son la clasificación RMR de Bieniawski, y el Q de Barton para macizos rocosos, los cuales son la base de los nuevos métodos de previsión de avance de tuneladoras, junto con modelos analíticos y observacional, siendo sumamente importante no prescindir de alguno de ellos ya que para diseñar un túnel hay que usar en conjunto estas clasificaciones geomecánicas. Cada uno con sus respectivos índices como se muestra a continuación. RMR de Bieniawski RMRB = P (UCS ) + P (RQD) + P (S ) + P (J C ) + P (J W ) Largo testigos > 10cm
1. P (RQD) : RQD = 100 % ( ); Índice de calidad Longitud P erforada de la roca según Deere y Miller ∗
2. P (UCS ) : Resistencia a la compresión uniaxial de la roca inalterada 3. P (S ) : Espaciamiento entre discontinuidades (fisuras, planos de estratificación, etc.) 4. P (J C ) : Condición de discontinuidades (separación o abertura, rugosidad de las fisuras) 5. P (J W ) : Condición de aguas subterráneas (flujo de aguas subterráneas, presión de agua en fisuras)
7
Cuadro 1: Valoración RMR[4] Q de Barton: Q =
RQD J n
∗
J r J a
∗
J w SRF
RQD/J n : Representa el tamaño de los bloques J r /J a : Representa la resistencia al corte entre los bloques J w /SRF : Esfuerzo efectivo
Cuadro 2: Valoración Q de Barton[5] 8
Cuadro 3: Comparativa entre RM RB y Q [6] Correlacionando el índice RMR y el Q de Barton (Cuadro n o 3) podremos discernir de mejor manera, y haciendo un estudio más a cabalidad de los aspectos geomecánico obtendremos datos concretos que nos ayudaran a optar por un método de excavación subterránea u otro. A grandes rasgos y a modo de ejemplificar de la mejor manera para que quede claro para el lector como funciona este sistema, se ha deducido la siguiente tabla a fin de relacionar la calidad del macizo rocoso con el método de excavación a utilizar
Cuadro 4: Relación entre Método de Excavación y Macizo Rocoso Como bien se vio en la tabla posterior, se muestran varios métodos de excavación de túneles. Y en los siguientes párrafos se intentará resumir el estado actual de la tecnología de tuneladoras, así como los criterios actualmente admitidos para su utilización.
5. Tuneladoras A lo largo de la historia de los túneles se han desarrollado diferentes mecanismos para excavar estos, desde los métodos primitivos hasta los actualmente considerados convencionales (drill and blast) y tuneladoras a sección completa. Cabe destacar que desde la segunda mitad del siglo XX a la fecha se ha manifestado de manera espectacular su avance. Sobre todo, como consecuencia de la gran expansión que han tenido los túneles gracias a las tuneladoras, y es así como estas han experimentado cambios tecnológicos importantes, que a menudo hacen difícil su elección más apropiada para la construcción de un túnel. Es 9
por ende que a continuación se hará una clasificación básica de las tuneladoras actualmente existentes. Donde se ahondará en conceptos generales y característicos de cada una de ellas para llegar a una claridad respecto a la tunelería actual y próxima al futuro. Una tuneladora es una maquina a sección completa capaz de excavar túneles de varios tipos. Desde excavaciones horizontales para conectar dos puntos hasta chimeneas, acueductos, y túneles de traspaso, entre otros. Así mismo, una tuneladoras trabaja a perforación y colocación de material ya sea provisional o permanente para otorgar estabilidad a las secciones excavadas.
6. Método Tunnel Boring Machine Las TBM son máquinas capaces de excavar túneles a sección completa proporcionando soporte estructural de manera momentánea o definitiva. El método TBM generalmente es utilizado en excavaciones civiles subterráneas, no obstante, la aplicación que se le ha dado a esta máquina en la minería subterránea no ha sido tan provechosa. La excavación se realiza normalmente mediante una cabeza giratoria equipada con elementos de corte y accionada por motores hidráulicos. El empuje necesario para desplazar la maquina a media que avanza en el túnel se consigue con un sistema de cilindros perimetrales que se apoyan en el último anillo de sostenimiento puesto o en las zapatas móviles, llamadas Grippers, accionados tambien por cilindros hidraulicos que ejercen presion contra los costados del tunel para tener un punto estable de empuje, de forma que tienen un punto fijo desde donde empujaran. Detrás de los equipos de excavación se encuentra el ”equipo de rezaga” o también llamado Back-Up en el cual se ubican una serie de plataformas que se sitúan sobre rieles, los cuales son arrastrados por la misma máquina. Estos sirven para transportar equipos transformadores, de ventilación, depósitos de mortero y sistema de evacuación del material excavado. Generalmente las TBM se fabrican al diámetro que el cliente solicita y con el sistema de Back-Up necesario. Este tipo de tunelería ofrece muchas ventajas en comparación a la excavación de túneles utilizando el común método de perforar y tronar. La primera es la seguridad que ofrece la aplicación de esta en la minera subterránea. Segundo, la TBM, en comparación al método común, produce una cantidad insignificante de vibraciones que se transmiten por la roca, por ende, si se busca la seguridad, la probabilidad de que al utilizar esta máquina en una roca con comportamiento geomecánico malo falle es muy baja. Tercero, estas máquinas crean una superficie más lisa, la cual permite que la resistencia de la ventilación sea menor en comparación al método común. Finalmente, las TBM nos ofrecen la capacidad de operación continua lo que conlleva a unas tasas altas de desarrollo. 10
Junto a las ventajas que posee la TBM, también existen las desventajas de aplicar este método en la minería. Uno de ellos es que su uso no es rentable hasta una longitud mínima a excavar, y además, los túneles excavados por la tuneladora tienen que tener radios de curvatura elevados porque la maquina no acepta curvas cerradas y las secciones deben ser si o si circulares, por otra parte, los componentes que constituyen esta máquina son caros y la durabilidad de estos no está predefinida ya que la roca a la que se enfrenta no presenta un grado de uniformidad.
6.1. Funcionamiento básico de una TBM 1. Cabeza: Es la parte móvil que realiza la excavación de la roca. Posee además discos de metal duro que giran sobre su eje (Fig 1). Estos cortadores variarían su tamaño según la dureza de la roca, y hoy en día son de 432 mm de diámetro. Por otro lado, los cortadores se disponen en la máquina de forma espiral en círculos concéntricos que están dispuestos a distancias específicas para que solo las puntas de estos se posen en la roca para generar la rotura de esta. El mecanismo de rotura (fig x) de la roca se concentra en el centro de la maquina en un principio y a medida que avanza se van posando los discos siguientes. Permitiendo facilitar el trabajo de la perforación. Además, cabe destacar que las cabezas de los cortadores poseen una pequeña conicidad. El proceso final de corte se ve favorecido por el giro de la máquina, donde finalmente la rotura de la roca se produce por la inserción de los cortadores.
11
Figura 1: Cabeza Cortadora TBM
Figura 2: Pricipio de inserción y corte 2. Grippers: Son zapatas o apoyos que posee la TBM, las cuales se acoplan contra la roca dura o elemento de soporte durante el avance de esta, siendo su superficie mayor cuanto menor sea la resistencia de la roca. Aunque normalmente los grippers (Fig 3) no pasan de los 0,70 m de anchura, para que puedan apoyarse entre las cerchas.
12
Figura 3: Grippers 3. Cilindro de empuje (Fig. 3): Son los que proporcionan la fuerza necesaria para permitir el desplazamiento de la maquina contra el frente de excavación. Normalmente son entre 2 o 4 por gripper. Su recorrido, comprendido entre 1,50 y 2,00 m, marca la longitud de cada ciclo de avance, ya que una vez que realiza todo el recorrido, se sueltan los grippers y se retrae el cilindro hidráulico para que comience un nuevo ciclo. 4. Back-Up: Como lo dice el nombre, es la parte posterior, es decir, es un conjunto de plataformas con rieles ubicadas en la parte posterior de la máquina que transportan el equipo necesario de la máquina y junto con las dovelas para el sostenimiento, dependiendo de la máquina que se utilice. Dentro de los equipos que se incorporan en las plataformas están los siguientes: Transformadores eléctricos, captores de polvo, equipos de ventilación, polipastos para manejo de vías y dovelas, etc. Finalmente, el Back-Up nos permite facilitar la colocación del sostenimiento, junto con permitirnos desplazarnos a velocidades elevadas (considerando que es una TBM), además de proveer de una cinta removedora de escombros y un tren de dovelas, utilizando el sistema Rowa 3 . 3
Dos vías paralelas una para vagones vacíos y otra para vagones llenos , permitiendo el desplazamiento de estos sin locomotora
13
Figura 4: Sistema de Back-Up 5. Sistema de guiado: El guiado de una tuneladora suele ser materializado mediante un dispositivo laser paralelo al eje del túnel. En donde el operador de la maquina ve constantemente la señal en la diana cuadriculada que facilita el guiado de esta.
14
6.2. Esquema TBM Figura 5: Esquema Tunnel Boring Machine
15
6.3. TBM Abierta Se define abierta una TBM al no poseer escudo o recubrimiento el cual proteja la cabeza de corte que va perforando en la roca. El diseño de esta TBM permite la instalación de soportes (Pernos, mallas, shotcrete, dovelas, cerchas etc), lo que la hace ideal para túneles no revestidos. Además, al tener expuesta la cabeza cortadora, los tiempos de mantención y reparación de esta se ven reducidos notablemente versus a una que si posee escudo. El empuje necesario para perforar el frente de trabajo se realiza mediante cilindros hidráulicos los cuales fijan la TBM al costado del túnel, mediante las zapatas y de ese modo ejercer la presión necesaria para avanzar.
Figura 6: TBM Robbins, Escudo Abierto[7] 6.3.1.
Limitaciones
Principalmente las limitaciones de este modelo están condicionadas a geometría ya que es bien robusta la maquinaria, pese a eso cabe destacar algunos detalles: El radio de curvatura mínimo es de alrededor de unos 300m. La pendiente máxima debe ser tal que permita la circulación de los trenes y está en torno a un 3.5-4 % 16
La sección debe ser circular y la longitud tal que permita asumir una inversión elevada y unos gastos igualmente importantes en traslado de material y equipo a la obra. En temas de estabilidad, las topo están condicionadas por la calidad de la roca, teniendo que ser competentes y autosoportantes para favorecer el sostenimiento. 6.3.2.
Rendimientos
Naturalmente como es de esperar, son muy elevados. Penetración pura va de entre 3 a 6 m/s e incluso superior. La estimación de avance viene dada por el D.R.I (Drill rate index). P T = P N ∗ kD ∗ kS
Donde: P T = Penetración Total P N = Penetración Neta. kD = Corrección por Diametro del Cortador. kS = Corrección por Fracturación de la roca.
17
6.4. TBM Escudo Simple La TBM con escudo simple posee una cubierta de acero directamente detrás de la cabeza cortadora. Su función se basa en la instalación de soportes en el túnel con un índice de seguridad mayor a comparación de la TBM Abierta, además, al presentar un recubrimiento de acero, ofrece una mayor seguridad a los mismos operarios frente a los posibles derrumbes provocados por la creación del túnel.
Figura 7: TBM Robbins, Escudo Simple[8]
18
6.5. TBM Escudo Doble Este tipo de TBM va enfocado netamente cuando el terreno a excavar posee un comportamiento geomecánico malo y hay presencia de fracturas en la roca. El diseño de esta TBM se basa en la misma cabeza cortadora y el escudo de menor diámetro que ahora será telescópico, pero a diferencia de las anteriores, esta posee un escudo delantero que está sobre el escudo telescópico, un cilindro de acero que funciona a modo de anclaje/zapata y además posee un escudo de cola. La finalidad de toda la protección de esta TBM es utilizarla para cuando el terreno a perforar es fragil y se necesite si o si la aplicación de soportes estabilizadores.
Figura 8: TBM Robbins, Escudo Doble[9]
19
6.6. TBM EPB De las siglas en inglés Earth Pressure Balance. Esta máquina se usa preferentemente en suelos blandos (arcilla, limo, baja permeabilidad al agua). Los diámetros de excavación promedio de esta TBM rondan los 1.7 a 16 metros. La excavación se realiza mediante el uso de una cabeza giratoria y cortadora la cual va excavando el suelo, además, al tratarse de un suelo de comportamiento geomecánico malo, cada vez que la maquina se impulsa mediante los cilindros hidráulicos, el suelo va ejerciendo una contrapresión en la cabeza cortadora. La remoción del material que se va excavando cae hasta el receptor en la parte inferior de la cabeza cortadora y es transportada por un tornillo de Arquímedes instalado ahí para posteriormente ser transportado por los vagones respectivos hasta el botadero, ubicado en la zona final del Back-Up. El tipo de soporte que puede ofrecer esta máquina, es la instalación de dovelas de hormigón armado.
20
Figura 9: TBM Robbins, EPB[10]
21
6.7. TBM MixShield Este tipo de TBM puede ser considerada una de las más versátiles que hay creadas, puesto que puede ser utilizada en cualquier tipo de frente, tanto en un comportamiento geomecánico malo hasta uno bueno, en presencia de agua y partículas finas, con un frente de trabajo ejerciendo presión sobre sobre la cabeza cortadora, etc Los diámetros de excavación de esta TBM varían desde los 4.2 hasta los 19 metros. Esta utiliza el mismo principio de la mayoría de las TBM el cual va girando y perforando el terreno y esta ejerce presión mediante las gatas hidráulicas perimetrales, además también va controlando la presión que ejerce el terreno sobre ella. 6.7.1.
Ventajas
Máxima seguridad en el túnel debido al soporte de la cara de este con una cámara de aire de presión controlada de forma automática, que permite controlar las fluctuaciones de volúmenes y presión repentinas, equilibrándolas con precisión. Puede utilizarse en condiciones de alta presión de agua de más de 15 bares. Mejoramiento del flujo de material en suelos cohesivos: La inversión aislada es una solución que ha sido desarrollada especialmente para suelos cohesivos. La sección invertida está aislada del resto de las cámaras de trabajo mediante placas que la cierran, permitiendo un flujo cerrado de material desde la cámara de excavación a través de la abertura de la pared sumergida a la boca de la línea de succión. Aquí, la presión que se transfiere entre la cámara de excavación y la cámara de trabajo está regulada por dos líneas de balance de presión.
22
6.7.2.
Principales componentes de la máquina.
Figura 10: TBM MixShield[11] 1. Rueda de Corte. 2. Accionamiento. 3. Suspensión de bentonita. 4. Sensor de presión. 5. Esclusa de aire comprimido. 6. Erector de dovelas. 7. Dovelas. 7. Cilindros de propulsión. 8. Burbuja de aire comprimido. 9. Mamparo sumergible. 10. Machacadora. 11. Tubería de extracción.
23
6.8. TBM HidroEscudo Las TBM HidroEscudo se diferencian de las anteriores ya que poseen una cabeza cortadora con capacidad de inyectar algún fluido de interés a presión. Estas máquinas son las más adecuadas para excavar túneles en donde la presencia de agua subterráneas es importante y además no es un terreno autosoportante. La excavación se va realizando al inyectar el fluido de interés, que en la mayoría de los casos es una mezcla de arcilla con agua o un compuesto químico llamado bentonita, el cual realizará una compresión al frente y se podrá proceder a la excavar el suelo mediante la cabeza cortadora.
Figura 11: TBM HidroEscudo[12] 6.8.1.
Principales componentes de la máquina.
Cabeza de corte, equipada con discos, cuchillas o dientes. Escudo protector, que contiene los principales componentes de la máquina. La parte delantera se encuentra sellada por un mamparo que permite separar el escudo y la cámara de excavación (presurizada) que contiene la cabeza de corte. Cilindros hidráulicos de empuje longitudinal.
24
6.9. Criterios para utilizar una TBM Caracterización de la roca[13]: σc < 200 MPa
Siendo 1 1 σc = σ ci sa , con s = exp (GSI −100/9−3D) y, a = + (e−GSI/15 − e−20/3 ) 2 6
[14] Siendo GSI el indice geologico de resistencia que sirve para escalar las propiedades de la roca in situ al macizo, definido bajo el criterio Hoek-Brown. Definiendo D como el grado de alteración al que ha sido sometido el macizo rocoso por efectos de la voladura o por la relajación de esfuerzos. Varía desde 0 para macizos rocosos intactos y 1 para macizos rocosos muy alterados. Q < 60 %, Calidad de Macizo Excepcionalmente bueno hacia Excepcio-
nalmente malo.
RMR > 45 , Calidad del Macizo de Regular a Muy buena.
25
7. Método Raise Boring Machine 7.1. Descripción del Método de Perforación Es un importante método de perforación de la industria minera ya que se trata de una maquinaria electrohidráulica para la creación de pozos o chimeneas a sección completa entre dos niveles dentro de una mina o en un proyecto de ingeniería civil. Básicamente la operación consiste en perforar un tiro piloto desde una superficie donde se instala el equipo hasta un nivel inferior. Posteriormente se conecta en el nivel inferior el escariador 4 el cual va excavando en ascenso por corte y cizalle, según el diámetro deseado. Se suele usar una gama de diámetros entre 2000 y 3000 milímetros y unas profundidades de 100 a 200 metros, aunque se ha llegado a 6000 milímetros de diámetro y 1099 metros de profundidad. Esta máquina Soporta inclinaciones de hasta 40 grados.
7.2. Características del sistema 7.2.1.
Ventajas del Método
Este sistema tiene las siguientes ventajas respecto a los métodos tradicionales: Seguridad: Se eliminan los riesgos asociados a la presencia de trabajadores en el frente en excavaciones verticales. Coste efectivo: Se elimina personal altamente calificado para la perforación de pozos y chimeneas. La reducción es más evidente conforme aumenta la longitud de la excavación Operaciones continuas y sin pérdida de tiempo en comparación a cuando se efectuaba la voladura. Rapidez: El sistema es de avance continuo, con lo que se eliminan tiempos improductivos. Paredes suaves y autosostenidas: El sistema no afecta a la roca circundante al hueco, con lo que no se precisa sostenimiento. Las paredes son lisas, con lo que la resistencia a la circulación del aire disminuye. Gran autonomía. 4
Herramienta para escarear. Escarear: Agrandar o redondear un agujero abierto
26
7.2.2.
Limitaciones
Necesita de un nivel superior para montar el equipo. Alto nivel económico, inversión elevada, costo de excavación unitario elevado. Dificultad en rocas con mala calidad geomecánica. Necesidad de personal especializado. 7.2.3.
Aplicaciones del Método
Chimeneas de ventilación. Chimeneas de traspaso de mineral. Chimeneas de cara libre. 7.2.4.
Rendimiento
Los rendimientos están directamente relacionados con la calidad del macizo rocoso, por lo que los antecedentes de rendimiento son referenciales y suponen una situación ideal sin interferencias. Piloto de 13 3/4” : 10 a 12 metros por día. Escariado a 3,0 metros : 4 a 6 metros por día.
7.3. Secuencia Operacional 7.3.1.
Perforación de tiro piloto
Realizada en forma descendente, vertical o inclinada, utilizando como herramienta un tricono de rodamientos sellados. El avance de la perforación se logra agregando barras a la columna que esta perforando, la cual se estabiliza con barras estabilizadoras piloto. El detritus producto de la perforación es barrido con agua a presión impulsada por bombas de 37 a 50 KW de potencia, extrayéndolo por el espacio anular que queda entre la pared del pozo y la columna de barras de perforación. Una altura de salida del flujo de agua, con detritus, o ’bailing’, de 10 a 12 centímetros, medida de la salida del pozo, nos indicará un buen barrido. Bajo ese valor será necesario revisar posibles inconvenientes como: pérdidas de agua por el fondo, falta de volumen de agua para barrer o aumento de densidad del material a extraer. En todos esos casos será necesario agregar aditivos químicos que nos ayuden con la extracción. Normalmente junto al equipo será necesario tener dos piscinas, de unos m 3 cada una, para almacenamiento y recirculacián de agua utilizada en el barrido de los detritus.
27
En caso de tener un tipo de roca muy disgregable, en que el barrido con agua no sea adecuado, será necesario utilizar aire comprimido a alta presión para esta operación. Habitualmente se utiliza para perforaciones de unos 200 metros de longitud aire comprimido a razón de 900 a 1200 CFM5 con 200 a 300 PSI. La deflexión o desviación del tiro piloto dependerá de la pericia de operación y de la calidad del macizo rocoso a perforar. La presencia de diques, fallas o discontinuidades en general, tenderá a provocar mayores desviaciones. 7.3.2.
Escariado o Ensanchamiento del tiro piloto
Una vez perforado el tiro piloto y después retirado el tricono se procede a conectar el cabezal o escariador provisto con cortadores en la galería ubicada en el interior de la mina, donde finalizó la perforación piloto. El escariador avanza en ascenso, excavando la roca por corte y cizalle. Normalmente la presión de empuje en la tapa de escariado es de unas 5 veces mayor a la etapa de perforación piloto. Para retirar el escariador al final de la excavación existen dos alternativas las cuales son: 1. Bajar la columna de barras, desconectar y retirar el escariador por el fondo de la chimenea o pique, a través de la galería inferior. En este caso será necesario dejar un puente de roca, no excavado, en la parte superior de 2 a 3 metros dependiendo del diámetro final de excavación y la calidad geomecánica de la roca excavada. 2. Excavar la chimenea completa, retirando el escariador por la parte superior de la excavación. Normalmente es posible utilizar esta alternativa cuando el inicio del pique o chimenea está en la superficie. Para realizar esta operación se requiere montar el equipo Raise Borer en vigas metálicas que atraviesen la excavación circular abierta en superficie, sostener el escariador desconectado de la columna mediante una grúa, retiro del equipo, para finalizar con el retiro del escariador. 7.3.3.
Relación entre el diámetro de perforación piloto y diámetro de escariado
Existirá una relación entre los diámetros de perforación que será determinante para la elección del material de perforación en la excavación. En la praćtica se ha determinado que, hasta 2,5 metros de diámetro final de excavación, uti1 lizar un diámetro de perforación de piloto de 12 pulgadas es adecuado. En la 4 tabla a continuación se indica los diámetros de chimeneas más frecuentes y los diámetros de perforación piloto utilizados. 5
Cubic Feet per Minutes: Pie Cúbico por minuto
28
Cuadro 5: Relaciones de diámetros de trabajo
7.4. En Chile En el país, la perforación de sondajes se divide básicamente en dos categorías: la primera utiliza sistemas de ”circulación reversa”, cuyo método incluye extraer una muestra destructiva conocida como detrito. El segundo caso opera vía diamantina y permite extraer un cilindro de roca, también llamado testigo. Sin embargo, existen otras técnicas de perforación que han sido poco utilizadas en Chile, como el sistema de construcción de piques, túneles y chimeneas conocido como Raise Borer. Este sistema ha tenido poca presencia en Chile por los altos precios y déficit de STEM6 que provean de este trabajo. Pero las cada vez más exigentes normas de seguridad que existen en minería han incentivando a buscar nuevas formas para hacer esos trabajos. ’Prácticamente todo lo que está más cerca de la superficie, ya ha sido descubierto. Las nuevas posibilidades están en yacimientos que están a mayor pro fundidad. Por lo tanto, se necesita tener nuevos equipos y nuevas tecnologías que puedan satisfacer estos nuevos requerimientos de los clientes. Y eso es lo que vemos actualmente en Chile. Se están perforando pozos cada vez más pro fundos lo que implica que los desafíos para las empresas prestadoras del servicio aumenten considerablemente.’ 7 6 7
Proveedores de servicios, tecnologías y equipos mineros Raúl Dagnino, gerente de Terraservice.
29
Figura 12: Cabezal de máquina Raise Boring[15]
Figura 13: Método Raise Boring[15]
30
Figura 14: Máquina TERRATC’s TR3000L[16]
31
8. Método Blind Hole 8.1. Descripción del Método de Perforación Método de perforación minero utilizado básicamente para la realización de chimeneas en el cual la máquina realiza la labor de corte y cizalle en forma ascendente. El equipo es colocado en el nivel inferior y la perforación se realiza mediante un tiro guía de unos 60 centímetros el cual se adelanta al escariador, quien posteriormente realiza el excavado total con un empuje total de 1285 kN. Un avance significativo de este método es la seguridad, debido a que al escariar, el material cae por gravedad al nivel donde se encuentra instalada la máquina para luego ser guiado por un colector para disminuir los riesgos de operación. La fuerza ascendente o empuje se obtiene de los sistemas hidráulicos de bombas de alta presión, mientras que el movimiento de rotación es realizado por un motor de 250 HP para el caso de la máquina Robbins 52-R; Mientras que para la Master Drilling RD-2000[17] se utilizan motores hidráulicos tanto para el empuje como para la misma rotación. Antes de la realización de la obra, durante el montaje de la máquina, se colocan barras especiales niveladas que permiten el desplazamiento vertical de esta a medida que la perforación así lo requiera. Este método tiene un límite de 100 metros de altura, mientras que los equipos que existen en Chile están disponibles para diámetros de 0,7 y 1,5 metros Equipo RD-2000: 0,7 metros de diámetro, altura operación 4,2 metros, base 3x3 metros cuadrados. Equipo 52-R: 1,5 metros de diámetro, altura operación 6,2 metros, base de 3x3 metros cuadrados.
8.2. Caracteristicas del sistema 8.2.1.
Elementos de la Máquina
Set de varas: Conformado por tubos de perforación y estabilizadores fabricados en acero fundido. Poseen centros huecos lo que permite el paso de algún fluido (generalmente agua) el cual es guiado desde la máquina a la broca piloto para remover la roca triturada durante la operación. Por su parte, el estabilizador cumple la función de evitar el más mínimo desvío del tiro guía para mantener el diámetro total sin fluctuaciones. Cortador de rocas: Compuesto por unidades de brocas tricónicas, que cumplen la función de cortar la roca mediante la presión ejercida desde el set de barras. 32
Tricono guía: Formado por un conjunto de tres brocas pequeñas unidas en una misma barra cuya función es realizar el orificio piloto de la labor
Figura 15: Componentes de la Maquinaria[18]
Figura 16: Vista frontal y lateral de Torre de Perforación Equipo Blind Hole[18]
33
Figura 17: Vista lateral de Unidad de Transporte[18]
Figura 18: Consola de Control[18]
8.2.2.
Ventajas del Método
Altamente seguro debido a que las máquinas se operan desde un centro de control alejado al frente de labores, por lo que el personal se encuentra en zona segura en caso de cualquier evento No hay riesgo por explosiones La productividad de este método no es comparable a los métodos tradicionales, altamente eficaz 34
Método no contaminante por la no utilización de explosivos Terminaciones lisas en paredes de perforación Nula atascamiento en piques de traspaso debido a las terminaciones lisas de la labor Considerablemente seguro para labores en minas con roca de mala calidad geomecánica 8.2.3.
Limitaciones
Para poder utilizar este método, es imprescindible construir a lo menos una galería inferior El uso está limitado por la disponibilidad de diámetros de las máquinas en chile (0,7 y 1,5 metros) Máxima autonomía del método fluctúa entre los 80 y 100 metros Altos costos de máquinas y repuestos 8.2.4.
Aplicaciones del Método
Chimeneas piloto zanjas: Excavadas en diferentes proyectos en mina El Teniente con diámetro de 0,7 metros (RD-2000) Pilotos de drenaje o servicios: Excavados en 0.7 metros (RD-2000) con la finalidad de traspasar servicios de cableado y aire Chimeneas de traspaso intermedio: Excavadas en 1,5 metros (52-R) que permiten el paso de mineral de un nivel a otro en distancias cortas Chimeneas para cara libre o Slot: Realizadas con un diámetro de 1,5 metros (52-R) que actúan como cara libre para la excavación del nivel de hundimiento 8.2.5.
Rendimiento
Ambos equipos fueron usados por la División El Teniente de Codelco de manera exitosa ya que disminuyeron de forma notable los riesgos de labores tanto por caída de material como por las explosiones que ya no se necesitaron.[19] Equipo RD-2000 6,0 metros por día (16 horas) Equipo 52-R 7,3 metros por día (16 horas)
35
8.3. Control de Calidad Con la finalidad de evitar retrasos en las obras por deficiencias en la labor, se realizan las siguientes pruebas: Detección de fisuras en la perforación mediante ultrasonido, líquidos penetrantes y partículas magnéticas Aplicación de sistemas de colección para la roca excavada y verificación de su correcto funcionamiento Operatividad rígida marcada por estándares y procedimientos prestablecidos
8.4. Costos Cada una de las máquinas mencionadas posee un costo superior al millón de dólares, además, por fallas en sus piezas los precios también son elevados y variables ya que dependen de diversos factores como el tipo de roca, el largo de la chimenea, el diámetro de la chimenea, entre otros. Los precios listados a continuación son del año 2005, año en el cual se encontraban en funcionamientos ambas máquinas en la división El Teniente
Cuadro 6: Comparativa entre modelos de máquinas La diferencia negativa del modelo 53-Rh se debió a los costos de los repuestos utilizados, además que se asocia un costo a la no perforación por turno que equivale aproximadamente a 4.500 USD 8
8
Valor dolar al 14-04-16
676 CLP
36
9. Conclusión En todo ámbito del que hacer humano se busca el avance tecnológico para la optimización de tiempos y recursos. Sin embargo, en minería cambia esto. El hecho de que el método tradicional sea visto como antiguo no quiere decir que sea malo, por el contrario, es una opción que hasta el día de hoy sigue siendo valida. Dando énfasis en esto, el gran avance tecnológico que son las maquinas tuneladoras no implica directamente que se optimicen los tiempos y recursos. Cada faena minera es totalmente independiente del resto, por lo que es imposible una comparación directa entre 2 o mas. Drill and blast es versátil dentro de si mismo, como lo es también la TBM, que a medida que el cliente exija, es posible aplicar drásticas modificaciones hasta lograr el resultado óptimo para su utilizacion. Hablando de seguridad, las ganadores son sin duda las máquinas TBM, RB y BH. Basándonos en aspectos tan sencillos como la cercanía del personal a la labor, estas tres máquinas ofrecen que la distancia promedio del humano a la faena sea considerada como segura en aspectos preventivos. Por el contrario, Drill and Blast es in situ, por lo que ante cualquier error de cálculo o el hecho de haber omitido información respecto al macizo hace que sea una actividad con peligro inminente de muerte. Dicho esto, consideramos que los avances tecnológicos son indispensables en el avance de los tiempos, ahorro de dineros y por supuesto de insumos y materiales, pero no siempre la última tecnología será la más indicada para labores que incluyen tantas variables de decisión como lo es una explotación minera.
37
10. Discusión Si bien los métodos automatizados a nivel global han sido de mucha ayuda para construir túneles, acueductos, etc. a nivel minería aun no es tan rentable utilizarlos, hablamos de las TBM en general, ya que al cambiar de enfoque y fijarnos por las maquinas RB y BH, estas si son bastante aplicadas. A opinión grupal, la palabra . utomatizada"viene de procesos automáticos y siendo bien específicos, las maquinas anteriormente mencionadas, no son 100 % automáticas ya que estas siguen dependiendo del personal calificado para operarlas. Encontramos, como grupo, que la frase idónea para este tema seria "Procesos/Métodos Semis-Automáticos para la creación de túneles". A
Cambiando de aspecto, las máquinas tuneladoras exceden por lejos el costo comparándola con el método tradicional Drill and Blast, hay que analizar el siguiente aspecto; a mayor longitud de perforación, más rentable es la máquina. Con esto queremos decir que el método Drill and Blast es efectivamente más económico, pero en distancias cortas, esto sólo mencionando el costo de perforación y los explosivos. Por el contrario, una tuneladora TBM en distancias largas es sin duda la mejor opción debido a que garantiza acabados casi perfectos, sumado a que, ante la necesidad, es posible aplicar soportes al mismo instante en que se realiza la perforación, disminuyendo los riesgos por explosiones no controladas o liberación de gases tóxicos por estas. Nosotros, en una forma visionaria, creemos que la implementación de nuevas tecnologías en la minera es de suma importancia, ya que lo antes mencionado conlleva a una mejor optimización de tiempo y recursos disponibles y, además, considerando como está la situación en nuestro país, es de vital importancia implementar nuevas tecnologías para realizar mejores labores y una mayor producción. Cabe destacar que gracias a la tecnología que se implementa hoy en día, se pueden realizar avances jamás pensados, como por ejemplo el túnel más largo del mundo (56km de extensión) y que este fue creado con una TBM.
38
1. Anexo
2. Anexo
39
