Detrás de las paredes grises - el arte del gunitado

13 de agosto de 2013

Una mezcla de arena, áridos y agua pulverizada sobre una superficie a alta presión. Puede que suene simple, pero hoy en día la moderna técnica del gunitado no es menos que una forma de arte. Tom Kurth, Director de marketing de Atlas Copco MEYCO explica el sofisticado arte del sostenimiento mediante proyectado para minas y túneles.

El hormigón se proyecta en la pared de un túnel utilizando equipos Meyco.

Hoy en día, gracias a su alta capacidad, solo se utiliza el método de mezcla húmeda en túneles en los que el equipo robotizado MEYCO resulta ideal...

La conocida sustancia gris que recubre las paredes y las claves de los túneles y las minas actuales puede no parecer algo especialmente excepcional, pero la capa gris esconde más de un siglo de investigación científica y desarrollo de producto. Utilizada por primera vez en túneles y minas en 1907 y patentada como Gunite, la original mezcla de arena, áridos y agua se convirtió rápidamente en el método favorito para estabilizar una amplia variedad de estructuras. Por el contrario, la gunita actual está lejos de ser una simple mezcla. A lo largo de los años, se ha desarrollado en multitud de diferentes composiciones, cuidadosamente diseñadas para adaptarse a un número cada vez mayor de aplicaciones. Simultáneamente, los equipos necesarios para aplicar los diversos compuestos se ha convertido en herramientas de alta tecnología, más avanzadas y sofisticadas que nunca. Todo esto supone buenas noticias para los mineros y los técnicos de construcción. No solo por el papel clave que desempeña la gunita a la hora de ayudar a mantener las paredes de roca en su lugar después de la excavación y las estructuras en su posición planificada, sino porque ya puede satisfacer las demandas de soluciones hechas a medida. Este es el caso de las aplicaciones donde el hormigón proyectado debe cumplir estrictos requisitos de alta calidad, durabilidad, resistencia a la penetración de agua, bajo riesgo para la salud y un bajo impacto negativo para el medio ambiente.

Seco frente a húmedo

Hoy en día se usan dos tipos básicos de gunitado en túneles y minas: vía seca y húmeda. Durante muchos años, la única manera de aplicar gunita era con una mezcla seca, que consiste en una premezcla de arena y cemento que se introduce en una tolva. Se usa aire comprimido para empujar la mezcla por una manguera hasta una boquilla donde se añadía el agua. El método de vía húmeda, introducido en la década de los 70, consiste en una premezcla de arena, áridos, cemento, agua y un aditivo en una planta de hormigón. Esta mezcla se lleva mediante bombas de pistón por el sistema de mangueras hasta la boquilla, donde se utiliza aire comprimido para acelerar el hormigón a una velocidad adecuada para colocar la boquilla a 1,5 m de la superficie de la roca. Se suelen añadir productos químicos especiales, conocidos como aceleradores, para acelerar el endurecimiento del hormigón proyectado. El sistema de mezcla seca tiende a ser el más utilizado en minería ya que utiliza camiones más pequeños y equipos más compactos, mientras que el método húmedo, en el que se utilizan equipos más grandes, generalmente se considera que aporta más ventajas, es la opción preferida en la construcción subterránea. Otra gran diferencia es que un lote de mezcla húmeda tiene que usarse de inmediato, mientras que los componentes de la mezcla seca pueden almacenarse durante horas antes de su uso. Logísticamente, es más fácil usar una mezcla seca, pero la mezcla húmeda tiene muchas otras ventajas substanciales.

Mejoras significativas

Dos mejoras significativas en el desarrollo del gunitado fueron la introducción de humo de sílice en el método de mezcla seca (un producto derivado de silicio metalúrgico) y el refuerzo de acero o fibra de polipropileno. El humo de sílice, también conocido como microsílice, reacciona con el hidróxido de calcio producido durante la hidratación del cemento. Este aditivo permite que se logre una resistencia a la compresión dos o tres veces superior a la obtenida con mezclas normales, lo que da como resultado una gunita extremadamente fuerte, impermeable y duradera. Asimismo, la adición de fibra de acero a la gunita, que también actúa como agente de refuerzo, aumenta enormemente la resistencia a la tracción del hormigón proyectado y permite a los mineros y tuneleros reducir la instalación de malla de alambre, ahorrando así una cantidad considerable de tiempo y dinero. El espesor de las capas de gunita varía dependiendo del tipo de mezcla y los requisitos del proyecto, pero suele ser de hasta 50 mm para la mezcla húmeda y 30 mm para la mezcla seca en una pasada. En muchos casos, se requiere un mayor espesor, por lo que deben aplicarse varias capas. Hay que tener en cuenta una gran cantidad de parámetros para determinar si el hormigón proyectado es adecuado a las diversas aplicaciones. Incluye: calidad de la arena/árido, tipo y cantidad de cemento, control de hidratación de los aditivos, tipo de plastificante/superplastificante, facilidad de trabajo, tipo de acelerador, temperatura, pulsación o sistemas de boquilla, por nombrar sólo algunos. La seguridad es, evidentemente, uno de los principales aspectos en la excavación de túneles, pero también hay que considerar la velocidad y el coste. Cada operación en el túnel tiene que llevarse a cabo de la forma más rápida y eficiente posible. Cuanto más rápido pueda aplicar el contratista la gunita, mejor será para la economía general del proyecto y más probable será que el contratista cumpla los plazos de finalización acordados. Asimismo, cuanto más pueda reducirse el tiempo de gunitado, más rápido se avanzará, reduciendo así los costes del túnel.

En 2016, Atlas Copco decidió centrarse en el hormigón proyectado húmedo para adaptarse a las demandas de los clientes.

Equipo de pulverización de hormigón