Artículos Revista de Obras Públicas 3649 Los consumos reales de Vigo son significativamente superiores que los estimados por los distintos métodos. Analizando los resúmenes de producción y partes diarios se obtiene como causa potencial de estas discrepancias la siguiente: en Vigo el desgaste medio de los aros de corte ha sido de solo 19 mm. El motivo por el que se optó por establecer un criterio de cambio tan restrictivo es debido a que, si se dejaban desgastar más los aros, la penetración de los cortadores disminuía drásticamente y la tuneladora se quedaba atrapada sin posibilidad de penetrar la roca. El modelo del NTNU, por ejemplo, supone un desgaste medio en el momento de cambio de 30 mm. Por lo tanto, para tener en cuenta esta consideración, se podría aplicar un factor corrector que tuviese en cuenta esta particularidad. Una vez aplicado este factor (19/30= 0,63), el resultado entra en el rango aceptable de ±25%, (columna NTNU*). Por lo tanto, se puede concluir que el comportamiento diferenciado entre el desgaste en Vigo con respecto a Follo Line se observa tanto en las líneas de tendencia obtenidas en la correlación EEP y vida útil de los cortadores como analizando exclusivamente el consumo de cortadores real y comparándolo con otros métodos aceptados por la industria. Esto sugiere que otros factores han entrado en juego para afectar a los consumos reales de Vigo y «desmarcarlos» de la tendencia marcada por los modelos teóricos y la tendencia EEP-consumo obtenida para Follo Line. Uno de los factores identificados ha sido la necesidad de adoptar un criterio de desgaste más restrictivo, lo cual implica cambios más frecuentes, para garantizar unas penetraciones aceptables. Este factor está relacionado con la idoneidad de la TBM para la geología encontrada. Análisis de idoneidad de las TBM y lecciones aprendidas El método del CSM permite realizar un análisis de la idoneidad de las especificaciones de las TBM en función de las propiedades geomecánicas del terreno a excavar. Para ello se comprueba si se cumplen tres condiciones para unas penetraciones dadas: 1. La fuerza de presión máxima de los cortadores es inferior a la capacidad máxima de los mismos. 2. El par necesario para obtener las penetraciones es inferior al par nominal de la TBM 3. La potencia necesaria es inferior a la potencia instalada del accionamiento. Las tuneladoras de Guadarrama fueron reutilizadas en Vigo. Sin embargo, el terreno excavado en Vigo ha sido significativamente más duro y abrasivo. Si se comprueban las prestaciones de la TBM para la penetración media obtenida a lo largo del proyecto (5,97 mm/rev), se observa que la fuerza de contacto de los cortadores es mayor que la capacidad de estos. La penetración a partir de la cual no se excede la capacidad de los cortadores es de 3,5 mm/rev (véase tabla de abajo). A posteriori, se puede afirmar que las prestaciones de la TBM no eran suficientes para los ortogneis tan resistentes y duros que se encontraron (de características significativamente superiores a las previstas según el proyecto). Los cortadores han trabajado por encima de su capacidad para alcanzar las penetraciones medias. Esto explica los elevados consumos y el posible motivo por el cual los datos de Vigo se salen claramente de la línea de tendencia marcada por otros proyectos. Cabe destacar que el método de CSM empleado para evaluar las especificaciones de la TBM no tiene en cuenta la fracturación del macizo rocoso. En los tramos más fracturados, los problemas antes mencionados fueron menores. Sin embargo, en tramos Estudio de idoneidad de las prestaciones de la TBM de Vigo según CSM. Comprobación de plausabilidad Iteración 1 macizos y sanos, la TBM se encontró con una gran oposición al avance. Retrospectivamente, se puede afirmar que la adopción de cortadores de 19” con el consecuente aumento de su capacidad de 240kN/c a 315 kN/c hubiese sido una mejora clave para mejorar los rendimientos y reducir el consumo de cortadores y coste global del proyecto. En la misma línea, también habría sido recomendable la disminución de la separación de pistas a valores cercanos a 70 mm. Cambiando ambos parámetros en el diseño (19” y 68 discos en la cabeza) se comprueba la idoneidad (véase tabla de abajo). Este diseño de rueda de corte optimizada ha sido el adoptado para los túneles de Noruega. ACCIONA ha incorporado las lecciones aprendidas de Vigo en el diseño de las TBM de Follo Line, de tal forma que fuesen capaces de hacer frente a las exigentes condiciones noruegas. El uso de cortadores de 19” en vez de 17” tiene consecuencias claras en la mayor vida útil de los cortadores para terrenos muy resistentes y abrasivos al conllevar un incremento de la capacidad de estos. Esto redunda en la posibilidad de ejercer empujes mayores contra el frente. Ahora bien, estas modificaciones deben ir acompañadas de unas capacidades mecánicas mayores de la TBM. Rolando Justa Cámara: in memoriam En memoria del ingeniero de caminos Rolando Justa Cámara, fallecido en diciembre de 2023, rendimos homenaje a su legado. La idea original del artículo surgió de la mente brillante de Rolando. Su apasionada contribución ha enriquecido considerablemente la temática del artículo, reflejando la dedicación inquebrantable de Rolando a la ingeniería y los túneles hasta el final de sus días. Su visión perdura en este relato y en el compromiso continuo con la excelencia que él promovió durante sus más de 35 años de desempeño profesional en ACCIONA Referencias 1 Bieniawski, Z. T., Celada, B., Tardaguila, I., & Rodrigues, A. (2012). Specific energy of excavation in detecting tunnelling conditions ahead of TBMs. Tunnels and Tunnelling International, FEB, 65-68 2 Bruland, A. (2000). Hard Rock Tunnel Boring (tesis doctoral). Norwegian University of Science and Technology, 1 to 10. 3 Tardáguila, I., & Suárez Vergara, J. L. (2007). Metodología para el seguimiento y control del terreno en el interior de los túneles de Guadarrama. En Ingeo Túneles. 4 Teale, R. (1965). The concept of specific Ceremonia de cale de las TBM en la caverna de Oslo. Fuente: ACCIONA. energy in rock drilling. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2(2), 245. https://doi org/10.1016/0148-9062(65) 90016-1. Evaluación del impacto de cortadores de 19” y reducción de la distancia entre pistas a 70 mm. Iteración 2 Comprobación de plausabilidad Iteración 1 Iteración 2 1. Penetración máxima p = 5,97 OK 3,5 OK < 15 mm/U 1. Penetración máxima p = 5,97 OK 3,5 OK < 15 mm/U 2. Fuerza de presión máxima Fn = 308,30 NO 236,52 OK < 240 2. Fuerza de presión máxima Fn = 314,64 OK 241,33 OK < 315 3. M calculado t < M nmax Mber = 6308,96 OK 3705,87 OK < 20.647 3. M calculado t < M nmax Mber = 6789,09 OK 3987,08 OK < 20.647 3. P calculado* eficacia t < P max Pber = 3166,92 OK 1860,24 OK < 4.200 3. P calculado* eficacia t < P max Pber = 3407,93 OK 2001,40 OK < 4.200 82 83