Optimización de perforaciones y cimentaciones: cómo las máquinas actualizadas prometen una mayor eficiencia

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La tecnología está haciendo que los equipos de perforación y cimentación sean más sostenibles y fáciles de operar que nunca. Andy Brown analiza los detalles.

Los equipos de Bauer trabajan en el Grand Paris Express en Francia Los equipos de Bauer funcionan en el Grand Paris Express en Francia (Foto: Bauer)

La demanda de equipos de perforación y cimentación es específica y similar a la de otros equipos de construcción.

Es específico por la tarea en sí (perforar el suelo es algo muy distinto a mover tierras), pero es aún más específico si tenemos en cuenta los numerosos factores y variables que afectan al trabajo. Por ejemplo, una amplia variedad de tipos de suelo afecta a la estabilidad del terreno y, por tanto, al trabajo, y siempre existe la posibilidad de encontrarse con anomalías geológicas inesperadas, como capas de roca dura, huecos o incluso aguas subterráneas que pueden interrumpir las operaciones y dañar también el equipo.

Los desafíos que este sector tiene en común con otros en la construcción son lidiar con diferentes regulaciones, mayores presiones de sostenibilidad, encontrar mano de obra calificada para operar los equipos e incorporar mayores avances tecnológicos.

El sector está experimentando un crecimiento a medida que aumenta la demanda mundial de infraestructura y la necesidad de modernización de la misma; ambas requieren equipos de perforación y cimentación para tareas como excavaciones profundas, hincado de pilotes, reparación de cimientos y más.

Demanda de nuevos equipos

Otro motor de crecimiento ha sido el reconocimiento por parte de países de todo el mundo de la necesidad de que los trabajos de perforación y cimentación se realicen de una manera más sostenible y avanzada, lo que impulsa la adopción de nuevos equipos.

Esta visión está respaldada por un informe de Business Research Insights que estima que el mercado mundial de equipos de perforación y cimentación tuvo un valor de US$4.500 millones en 2023 y alcanzará los US$7.500 millones en 2032.

Un actor líder en este segmento es la empresa sueca Epiroc, que recientemente lanzó su PowerROC T35 actualizado. En declaraciones a International Construction, Masanori Kogushi, gerente de productos sénior de Epiroc, dijo que el nuevo modelo satisface la creciente demanda de los clientes de menores costos de funcionamiento, mayor eficiencia de combustible y facilidad de operación.

“El consumo de combustible se reduce hasta un 40 % gracias al control automático de la velocidad del motor mediante detección de carga y a un modo de ahorro de combustible [que se activa] al seleccionar la velocidad máxima del motor para la perforación. Para una operación fácil e intuitiva, dos controles eléctricos de palanca de un solo toque hacen que el cambio de varillas y la perforación sean mucho más fáciles y rápidos�, afirma.

“Una pantalla táctil de 12 pulgadas con botones para monitorear el sistema presenta el estado operativo, como la resolución de problemas, los requisitos de mantenimiento, la inclinación de la plataforma y los parámetros de perforación. Se logra un mejor costo total de propiedad a través de un menor costo de mantenimiento, un volumen de aceite hidráulico reducido en un 50 % y un intervalo de servicio dos veces más largo�.

Trabajos de construcción de un túnel Los equipos de perforación y cimentación juegan un papel clave en el proyecto Grand Paris Express (Foto: AdobeStock)

En materia de sostenibilidad, afirma: “Sí, se solicita un menor consumo de combustible y es parte de los objetivos para nuestros clientes�.

Tommi Lehtonen, director general del grupo Junttan, coincide en que la sostenibilidad es cada vez más importante. El director general de la empresa, que ha lanzado recientemente una nueva plataforma de perforación DR5 (más sobre ello más adelante), afirma: “La sostenibilidad es importante para todos. Nos hemos centrado en la eficiencia energética óptima, es decir, en un bajo consumo de combustible y en minimizar el consumo de material. La DR5 es 20 toneladas más ligera que nuestro modelo anterior similar y que la mayoría de la competencia, por lo que ahorramos 20 toneladas de acero, lo que tiene un gran impacto en las emisiones de CO2. La plataforma DR5 también está diseñada para soportar líneas eléctricas de batería para permitir versiones locales libres de CO2 en el futuro�.

La tecnología en primer plano

La tecnología va de la mano con la sostenibilidad, ya que conduce a una mayor eficiencia y, cuanto más eficiente sea un proyecto, más sostenible será. El gigante tecnológico Trimble anunció recientemente la disponibilidad de una opción de fábrica Trimble Ready para los nuevos accesorios de perforación y pilotaje de Mincon.

Esto significa que los accesorios de mástil de perforación Mincon para minicargadoras y excavadoras ahora tienen una opción para la instalación del sistema de control de maquinaria Trimble Groundworks, lo que puede reducir significativamente el costo y la complejidad de la instalación para el contratista.

El accesorio autónomo está diseñado para que se pueda conectar al brazo de una variedad de excavadoras. Los operadores tienen la opción de alquilar una máquina cerca del sitio del proyecto y enviar el accesorio por separado, lo que ayuda a reducir el costo.

En lo que respecta a los ahorros en eficiencia, Jonathan White, gerente de productos de Civil Construction Field Solutions, revela: “Nuestros clientes han informado de un ahorro de mano de obra de hasta el 75 % en comparación con los métodos tradicionales. Además, los clientes han experimentado una precisión de hasta el 95 % en los postes y un 2 % menos de desalineación de los pilotes martillados�.

En lo que respecta a la tecnología, White añade que “la aceptación del mercado está aumentando y esperamos que esto continúe, ya que el retorno de la inversión está ahora bien documentado�.

Otra forma de tecnología que se utiliza en este sector es el modo de alimentación de los equipos. La nueva máquina portadora de Liebherr para la construcción de muros pantalla, la LBX 600, está disponible tanto en versión convencional como con batería, la LBX 600 sin enchufe.

Se dice que ambas versiones tienen datos de rendimiento idénticos, pero la versión desconectada tiene cero emisiones y es extremadamente silenciosa.

Liebherr LBX 600 Liebherr LBX 600 (Foto: Liebherr)

La LBX 600 puede equiparse con garras mecánicas o hidráulicas. El sistema de brazo modular permite tres versiones diferentes de la máquina y un alto grado de flexibilidad. La versión estándar de la máquina tiene una altura total de 17,8 m.

Grandes proyectos

En todo el mundo se están utilizando equipos de perforación y cimentación en proyectos grandes y pequeños, y uno de los proyectos más grandes es el Grand Paris Express en Francia. Parte de este proyecto es la Línea 15 del metro de París, que tiene 75 km de longitud y está actualmente en construcción; cuando esté terminada, dará servicio a 36 estaciones.

Para la construcción de las futuras estaciones de metro, el sistema de ventilación, las salidas de emergencia y los pozos de salida y de llegada de la tuneladora se necesitarán muros pantalla de hasta 80 m de profundidad. Todo ello en medio de una de las metrópolis más vibrantes de Europa.

Desde diciembre de 2024, la empresa Botte Fondations utiliza en el proyecto un sistema de corte Bauer nunca visto hasta ahora: el sistema de corte BCS 185. La base es el sistema de corte Bauer BCS 185, que ha sido especialmente optimizado para cortar hasta 90 m por debajo del nivel del suelo. El sistema de tambor de manguera giratorio permite girar el cortador de forma continua en un rango de -50 a +95 grados hasta su posición normal, lo que le permite llegar a cualquier rincón de la excavación.

Para el funcionamiento se puede utilizar un generador diésel o eléctrico, lo que permite adaptar el sistema de forma óptima a las diferentes condiciones del proyecto. El uso del generador eléctrico reduce considerablemente el nivel de ruido, lo que permite realizar trabajos incluso en zonas sensibles al ruido.

Otro producto interesante es la perforadora direccional horizontal D24 de 110 kN de Vermeer, que está impulsada por un motor Cat 3.6L Tier 4F/Stage V de 100 hp (74,6 kW). Esta perforadora de tamaño es una de las máquinas más populares para instalar fibra en todo el mundo y está diseñada para satisfacer las necesidades de los contratistas que trabajan en países que requieren motores Tier 4F/Stage V.

Bruja de la zanja JT21 El JT21 es un reemplazo mejorado del JT20 (Foto: Ditch Witch)

Según Clint Recker, gerente de productos para equipos HDD utilitarios en Vermeer, el sistema de intercambio automático de varillas (ARE) del D24 significa que presionar un solo botón completa toda la secuencia de cambio de varillas y elimina hasta 19 pasos manuales, agilizando las operaciones.

La máquina cuenta con un sistema de diagnóstico integrado, accesible a través de la pantalla táctil, que proporciona información sobre cualquier problema y una guía paso a paso para la resolución de problemas. Esto acerca a los operadores en el campo capacidades que antes solo estaban disponibles para los técnicos de los concesionarios.

Recker afirma que esto ahorrará tiempo y dinero a los contratistas. “El sistema de diagnóstico integrado permite solucionar problemas de manera eficiente. Actualmente, si surge un problema con nuestro equipo S3, un técnico del distribuidor debe visitar el lugar con una computadora portátil para conectar la herramienta de servicio y diagnosticar el problema. Con nuestra plataforma de última generación, la herramienta de diagnóstico está integrada en la pantalla táctil de la máquina�, comenta.

Cuando se le pregunta si la sostenibilidad es cada vez más importante para los clientes, la respuesta de Recker es inequívoca.

“Sí, muchos de nuestros clientes se centran en la sostenibilidad, que siempre ha sido una consideración clave en el desarrollo de nuestros equipos. Lo que constituye la sostenibilidad varía según la región y a menudo está influenciado por las leyes y regulaciones locales�, afirma.

“Nuestro equipo trabaja para que nuestros equipos cumplan con estos requisitos, desde las emisiones del motor hasta los niveles de ruido de funcionamiento. También fabricamos sistemas especializados de recuperación de fluidos HDD para reducir la cantidad de agua dulce necesaria para el fluido de perforación en proyectos de HDD�.

Pequeña parte, gran impacto

Los compresores son cruciales a la hora de perforar: dependiendo de la profundidad, el suelo y otras condiciones, se requiere diferente potencia y, por lo tanto, diferentes requisitos de aire.

Atlas Copco afirma que su nuevo compresor móvil X-Air+ 1200-40 establece nuevos estándares en aplicaciones de perforación profunda, al terminar el trabajo al menos un 10% más rápido y al ser más eficiente en el consumo de combustible.

El X-Air+ 1200-40 supera al anterior compresor de perforación estrella de Atlas Copco, el Y35. Según la empresa, el modelo tiene un 15 % más de presión y un 20 % más de velocidad de perforación en comparación con el Y35. Cuenta con un nuevo elemento de alta presión (para soportar incluso las condiciones operativas más duras) y está protegido por un software patentado.

Como se mencionó anteriormente, Junttan ha lanzado la nueva serie Evolution, comenzando con la plataforma de perforación DR5. Se dice que esta nueva serie representa la inversión más importante en la historia de Junttan.

La plataforma de perforación DR5 cuenta con tecnología diseñada tanto para aplicaciones FDP (Full Displacement Piling) como CFA (Continuous Flight Auger).

“La serie Evolution ha sido diseñada con un fuerte enfoque en las necesidades del cliente, asegurando que su tecnología avanzada y características innovadoras aborden directamente los desafíos que enfrentan nuestros clientes�, afirmó Tommi Lehtonen, CEO del Grupo Junttan.

Maquina Cat trabajando con soluciones Trimble Trimble se ha asociado con Mincon (Foto: Trimble)

La tecnología se está integrando cada vez más en este segmento de equipos. White, de Trimble, afirma que su sistema de control de maquinaria Groundworks, que funciona con los accesorios de perforación y pilotaje de Mincon, se utiliza con frecuencia en la construcción de parques solares, aunque señala que "también se experimentan mayores eficiencias en los proyectos de perforación".

Kogushi, de Epiroc, amplía esta idea de que la tecnología conduce a una mayor eficiencia y afirma que, con una función de control asistido, "esto permite que todos se conviertan en operadores capacitados". La tecnología que ayuda a los operadores a mejorar sus habilidades hará que este sector profundice aún más en busca de una mayor productividad.

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