una maquina tuneladora o minador a sección completa es una máquina capaz de excavar túneles a sección completa, a la vez que colabora en la colocación de un sostenimiento si este es necesario, ya sea en forma provisional o definitiva. La excavación se realiza normalmente mediante una cabeza giratoria equipada con elementos de corte y accionada por motores hidráulicos, aun cuando también existen tuneladoras menos mecanizadas sin cabeza giratoria. El empuje necesario para adelantar se consigue mediante un sistema de gatos perimetrales que se apoyan en el último anillo de sostenimiento colocado o en zapatas móviles, accionados también por gatos que las empujan contra la pared del túnel, de forma que se obtiene un punto fijo desde donde empujarán.

1. MAQUINAS DE TBM PARA TUNELES
Las máquinas tuneladoras y los sistemas asociados de retroceso y avance
hacen el proceso de excavación más automatizado. Existe una gran variedad
de tuneladoras en función de las condiciones de puesta en obra, desde roca
densa a suelo disgregado y saturado de agua. Algunos tipos de tuneladoras
son los escudos, topos, dobles escudos.
Una tuneladora T.B.M (Tunnel Boring Machine) o minador a sección completa
es una máquina capaz de excavar túneles a sección completa, a la vez que
colabora en la colocación de un sostenimiento si este es necesario, ya sea en
forma provisional o definitiva.
La excavación se realiza normalmente mediante una cabeza giratoria equipada
con elementos de corte y accionada por motores hidráulicos (alimentados a su
vez por motores eléctricos, dado que la alimentación general de la máquina se
realiza con energía eléctrica), aun cuando también existen tuneladoras menos
mecanizadas sin cabeza giratoria.
El empuje necesario para adelantar se consigue mediante un sistema de gatos
perimetrales que se apoyan en el último anillo de sostenimiento colocado o en
zapatas móviles (denominadas grippers), accionados también por gatos que las
empujan contra la pared del túnel, de forma que se obtiene un punto fijo desde
donde empujarán.

2. Detrás de los equipos de excavación y avance se sitúa el denominado "equipo
de rezaga" de la tuneladora (o en denominación inglesa back up), constituido
por una serie de plataformas arrastradas por la propia máquina y que, a
menudo, ruedan sobre rieles que la misma tuneladora coloca, donde se alojan
todos los equipos transformadores, de ventilación, depósitos de mortero y el
sistema de evacuación del material excavado.
Los rendimientos conseguidos con tuneladoras de cabeza giratoria son
elevadísimos si se comparan con otros métodos de excavación de túneles,
pero su uso no es rentable hasta una longitud mínima de túnel a excavar: hace
falta amortizar el precio de la máquina y eclipsar el tiempo que se tarda en
diseñarla, fabricarla, transportarla y montarla (que puede llegar a los dos años).
Además, los túneles a excavar con tuneladora tienen que tener radios de
curvatura elevados porque las máquinas no aceptan curvas cerradas y la
sección tiene que ser circular en túneles excavados con cabezas giratorias.
TOPOS
Son tuneladoras diseñadas para excavar rocas duras o medianas, sin
demasiadas necesidades de sostenimiento. Su diferencia fundamental con los
escudos es que no están dotados de un cilindro de acero tras la rueda de corte
que realiza la función de entibación provisional.

3. La fuerza de empuje se transmite a la cabeza de corte mediante cilindros
(cilindros de empuje). La reacción producida se transmite al hastial del túnel
mediante los grippers (fuerza de anclaje).
Cuando se ha terminado un ciclo de avance, se necesita reposicionar las
zapatas de agarre (grippers), para la cual se apoya la viga principal en el apoyo
trasero. Una vez anclados los grippers en su nuevo emplazamiento, se libera el
apoyo trasero y se inicia un nuevo ciclo de avance.
EL TOPO ENSANCHADOR : Es, como su propio nombre indica, aquel topo
que se utiliza para agrandar túneles y así evitar las consecuencias de las
fuerzas de agarre en la excavación finalizada, ya que los topos ensanchadores
tienen los grippers delante de la rueda de corte.
LOS TOPOS PARA PLANOS INCLINADOS: están especialmente diseñados
para la realización de túneles con pendientes mayores de 10% y que han
llegado al 50%. Estos topos han sido utilizados en la construcción de
funiculares subterráneos a estaciones de esquinas, túneles de centrales
eléctricas, minas, etc.
ESCUDOS
Son tuneladoras diseñadas por excavar rocas blandas o suelos, terrenos que
necesitan sistemáticamente la colocación de un sostenimiento.
Los escudos cuentan con una carcasa metálica exterior (que da el nombre a
este tipo de máquina) que sostiene provisionalmente el terreno desde el frente
de avance hasta algo más allá de donde se coloca el sostenimiento definitivo,
normalmente consistente en anillos formados por unas 7 dovelas. A menudo
están preparadas para avanzar bajo el nivel freático.
Si se trata de una tuneladora de cabeza giratoria, suele estar equipada
con picas, rastreles o rippers" (elementos que arrancan los suelos) y
cortadores. También dispone de una serie de aperturas, frecuentemente
regulables, por donde el material arrancado pasa a una cámara situada tras la
rueda de corte y desde donde se transporta posteriormente hacia el exterior de
la máquina.
El sistema de perforación: primero los cilindros perimetrales (con un recorrido
entre 1,20 y 1,50 m). Cuando finaliza el recorrido de los cilindros de avance, se
coloca un nuevo anillo de dovelas (en el interior de la carcasa, que se extiende
algo más allá, de forma que el túnel siempre está sostenido) y se empieza un
nuevo ciclo de excavación. Una inyección de mortero o grasa es necesaria
para llenar el vacío de 7 a 9 cm de grueso entre las dovelas y el terreno
excavado.

4.  zoom
Este tipo de tuneleras con escudo se divide en las siguientes clasificaciones:
1. ESCUDOS DE FRENTE ABIERTO: Se usan cuando el frente del túnel
es estable. El sistema de excavación puede ser manual, mediante brazo
fresador, con un brazo excavador o con una cabeza giratoria. Con este
tipo de máquina, si la cabeza no es giratoria, es posible trabajar con
secciones no circulares.
2. ESCUDOS DE FRENTE CERRADO: Se usan cuando el frente del túnel
es marcadamente inestable, por ejemplo en terrenos no cohesivos,
saturados de agua, etc, y se divide en:
a) Escudos con cierre mecánico: la entrada y salida de
material en el cuarto de tierras se regula mediante dos puertas
de apertura controlada hidráulicamente. La máquina tiene
limitaciones con presencia de agua.
b) Escudos presurizados con aire comprimido: prácticamente
no se usan.
c) Escudos de bentonita o hidroescudos: con la inyección
de bentonita se consigue estabilizar el terreno por sus
propiedades tixotrópicas y facilitar el transporte de material
mediante bombeo

5. d) Escudos de balance de presión de tierras o EPBs: el
material es extraído del cuarto de tierras mediante un tornillo
de Arquímedes. Variando la fuerza de empuje de avance y la
velocidad de extracción del tornillo, se consigue controlar la
presión de balance de las tierras, para que ésta garantice la
estabilidad del frente y se minimicen los asentamientos en
superficie. Para facilitar la evacuación de productos poco
plásticos con tornillos, a menudo se han de inyectar productos
químicos por aumentar la plasticidad de los terrenos. En la
actualidad, las EPB son la tecnología predominante en
cuando a excavación de túneles bajo nivel freático.
DOBLE ESCUDO
Esta maquina es capaz de trabajar como topo o como escudo, en función de la
calidad del macizo rocoso, siendo la mejor solución para macizos con tramos
de tipología variable suelo-roca. En este tipo de tuneladoras el escudo está
dividido en dos partes, la delantera en la que se encuentra la cabeza de corte,
y la zona trasera en la que se realiza el montaje del anillo de dovelas.
El movimiento de estas dos partes del escudo es independiente, situándose los
"grippers" en un hueco abierto entre ambas, por lo que la cabeza puede
excavar mientras que en la cola del escudo se van montando los anillos de
dovelas. De esta manera los rendimientos alcanzados con este sistema son
mucho mayores que con un escudo simple.

6. Este sistema se aplica en aquellos terrenos capaces de resistir la presión que
transmiten los “grippers”. Al mismo tiempo que los cilindros de empuje principal
impulsan hacia delante el escudo de cabeza y la rueda de corte realizan la
excavación, en el escudo trasero se procede al montaje de un nuevo anillo de
dovelas de sostenimiento al abrigo del mismo.
Cuando el terreno es más débil y no es capaz de resistir la presión de los
“grippers”, la tuneladora funciona como escudo simple, cerrándose el hueco de
los "grippers", y apoyándose la tuneladora, mediante unos cilindros auxiliares,
en el último anillo colocado, para así obtener la reacción necesaria para el
empuje de la cabeza de corte (es decir, como trabaja un escudo normal).

7. DESCRIPCIÓN BÁSICA DE LA TBM ATLAS COPCO
JARVA MK 12
Este tipo de TBM consta básicamente de 2 secciones, sección de fijación o
estacionaria y la sección de trabajo o móvil (Robbins 1999).
La sección de fijación: consta del cuerpo principal, 4 mordazas (grippers) y la
pata delantera. Su función de esta sección es soportar todo el peso de la
máquina y transferir las reacciones del torque y el empuje a la roca durante la
excavación. La pata delantera está ubicado debajo del cuerpo, en el mismo
plano que los grippers delanteros, haciendo una “T”.
La sección de trabajo: consta del tubo de torque fijado al portarrodaje, y la
unidad de accionamiento, y el transportador de escombro. El portarrodaje,
soporta el rodaje principal al cual se monta el cabezal. El tubo de torque tiene
una sección cuadrada y se desplaza pasante en el cuerpo principal sobre
cojinetes de fricción y transfiere vía el cuerpo principal a los grippers y éstos a
la roca, las reacciones del torque del cabezal. Los cilindros de empuje unen la
sección de fijación con la de trabajo e impulsan su movimiento contra el frente
de excavación produciendo la trituración de la roca
DIÁMETRO DEL CABEZAL: 4100 mm (con discos nuevos)
RODAJE PRINCIPAL: Doble rodillo ahusado
CABEZAL
Capacidad instalada: 1000 Kw
Velocidad de rotación: 12,2 RPM
Torque: 783 kNm (79 850,34 kg m)
Empuje recomendado del cabezal: 7209 kN, máxima para continua operación
Tipo de cortador Disco Robbins, cuña de traba de: 432 mm
Disposición de cortadores de 17” 4 centrales (2 discos mellizos), 18 frontales y
5 cantoneras
Carga recomendable por cortador: 267 kN (27 226,26 Kg)
Empuje recomendado del cabezal: 7209 kN (735 116,15 Kg)
Carrera (stroke): 1500 mm
CONFIGURACIÓN DEL ACCIONAMIENTO
Motores principales, número/tipo: 250 Kw x 4 motores AC = 1000 Kw
Reducción, engranaje planetario 30,736:1 planetario de 2 etapas
Piñón/engranaje anular, Zp / Zrg = 21 / 83 3,951:1
Reducción total: 121,482:1
SISTEMA HIDRÁULICO
Presión máxima del Sist. Hidráulico: 345 bar (34,5 Mpa)
Máxima presión normal de trabajo: 276 bares (circuito de empuje)
REMOCIÓN DE ESCOMBRO
Transportador (conveyor) Ancho de faja: 600 mm

8. Velocidad de la faja transportadora 0 – 2,4 m/s, mando hidráulico
Distancia de retracción del transportador 4 200 mm
SISTEMA ELÉCTRICO
Diseñado para suministro de energía de: 7 200 V / 60 Hz
Circuito eléctrico del motor principal: 660 V, 3 fases, 60Hz
Otros circuitos de motores eléctricos: 460 V, 60 Hz
Iluminación y tomacorrientes: 120 V, 60 Hz
Sistema de control : PLC 24 V DC
Transformadores 2 x 630 kVA, 6 000 V / 660 V
1 x 600 kVA, 7 200 V / 400 V
PESO DE LA MÁQUINA: 190 Tons
Longitud de TBM + transportador primario: 15,30 m.
TBM WIRTH TBS III 458/480H
Diametro cabeza de perforacion 4.58m
Potencia de funcionamiento 4x 240kw
Rotación de la cabeza 0 a 7 rpm
Par de la maquina 1000 knm
Presión de avance 275 bar
Carrera de avance 1500 mm
velocidad 0 a 5m/hr

9. Nº Cilindros de Avance 4
Potencia Total Instalada 1500 kw
Equipo de Apoyo Backup con 13 carros. L= 120m
Logística y transporte En base a locomotoras eléctricas de 10 ton
con vagones de 8m3 para evacuación de la
marina.
SELI DOBLE ESCUDO UNIVERSAL COMPACTO DSU450
Diametro de Excavación 4500 mm
Longitud de Avance 1400 mm
Cortadores 28 de 19" de diametro (Max. 300kN/cortador)
instalados detrás de la cabeza, sin tener que acceder
a la frente.
Empuje Máximo Principal 15700kN
Empuje Máximo Auxiliar 14300 KN
Potencia de Cabeza Cortadora 1575kW
Vel. Rotación Cabeza
Cortadora
0,7 a 4,0 rpm
Torque Cabeza Cortadora 2612kNm(3395kNm desbloqueo)
Capacidad Cinta
TRANSPORTE
320 ton/h
Máxima Tasa Penetración 120mm/min
Longitud Total (incl. Backup) 90m
Ventilación Ducto plegable de 800mm, alimentado desde atrás.
CONCLUSIONES
Los resultados que permitirán predecir la producción de las máquinas
tuneleras tipo TBM en un determinado período de tiempo conociendo el tipo de
roca. Sin embargo, amerita realizar otros estudios similares, a fin de mejorar
la certeza de la productividad en función del tipo de roca.

10. El conocimiento de la productividad de las TBM en función del tipo de roca,
permitirá hacer un planeamiento más certero del avance de la excavación en
un período a fin de tomar las previsiones operacionales en un proyecto
tunelero.
El costo de excavación con TBM, sin considerar el sostenimiento,
revestimiento, ventilación, etc; resulta superior a la de la perforacion y
voladura. Sin embargo, para grandes longitudes esta diferencia es mínima o
nula.
BIBLIOGRAFIA
http://es.scribd.com/doc/52694481/Tunelera-TBM
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/silviorojas/tuneles/Clase10_TunelesMetr
oValencia.pdf
http://www.scielo.org.pe/pdf/iigeo/v12n23/a07v12n23.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Tuneladora
http://www.microtunel.com/24_escudoepb.htm
http://www.estrucplan.com.ar/articulos/verarticulo.asp?IDArticulo=2210
www.slideshare.net/95175328/tesis-terminada1 - Estados Unidos
http://www.slideshare.net/95175328/avance-de-la-tesis