Tuberías sin zanja

Las perforadoras horizontales eléctricas de Herrenknecht se basan en productos del Grupo HELUKABEL

Las perforadoras horizontales de Herrenknecht AG allanan el camino para la instalación rápida y sencilla de tuberías y conductos. Ahora también están disponibles en versión eléctrica. En el interior de las máquinas, la empresa confía en HELUKABEL para los cables resistentes con gran capacidad de transporte de corriente y en EKD Systems para la cadena portacables a medida.

La población mundial sigue creciendo y, con ella, la necesidad de infraestructuras de mayor rendimiento. Las redes de distribución de agua, electricidad y comunicaciones que funcionan con fiabilidad son especialmente importantes en las ciudades. Muchas de estas redes discurren bajo tierra a través de túneles y tuberías. Su instalación es cada vez más costosa y larga, sobre todo en zonas densamente pobladas donde los tramos previstos pasan por debajo de edificios u otros obstáculos.

Estos retos no son nuevos para Herrenknecht AG. La empresa con sede en Schwanau, Baden-Württemberg, es líder tecnológico mundial en el campo de la ingeniería de perforación de túneles y actualmente participa en varios proyectos de construcción en todo el mundo. La cartera de productos de la empresa abarca varios tipos de métodos de perforación. Por ejemplo, la llamada Perforación Horizontal Dirigida (HDD) facilita la instalación rápida, rentable y respetuosa con el medio ambiente de tuberías y conductos para petróleo, gas, aguas residuales, calefacción urbana o cables de internet bajo ríos e infraestructuras.

El método HDD utiliza un cabezal de perforación controlable que empieza haciendo un agujero piloto desde el lanzamiento hasta el punto de recepción. A continuación, este orificio se amplía en varios pasos hasta alcanzar el tamaño requerido. En el último paso se inserta la tubería prefabricada. Las principales ventajas son la eliminación de la necesidad de excavar una zanja y, por tanto, el mínimo impacto en el medio ambiente.

Los accionamientos eléctricos sustituyen a la hidráulica diésel

Anteriormente, las máquinas de perforación horizontal (también conocidas como plataformas) se ponían en marcha con grupos hidráulicos accionados por gasóleo. Esto presentaba varios inconvenientes, como explica Stefan Pabst, jefe de ingeniería de procesos de Herrenknecht: “Los motores diésel consumen mucha energía, son poco eficientes y relativamente ruidosos. Esto último es un problema sobre todo en zonas residenciales”. Por eso, como en muchos otros ámbitos, la tendencia es hacia los accionamientos eléctricos.

Herrenknecht lanzó al mercado en 2022 la HK300TE, una perforadora HDD propulsada únicamente por motores eléctricos. Con una fuerza de tracción de 300 toneladas y un par de 120.000 newtons, es igual en todos los sentidos a las versiones con motor diésel, pero es significativamente más eficiente energéticamente, sin emisiones y más silenciosa. “Esto significa, por ejemplo, que puede funcionar durante más tiempo porque no molesta tanto a los residentes. Por tanto, los túneles pueden construirse con mayor rapidez y eficacia”, señala Pabst. “Además, la velocidad, el empuje hacia delante y el par de las máquinas pueden ajustarse con mucha más precisión”. Y hay otra ventaja: “Las diferentes normas de emisiones para motores diésel que existen en muchos países son irrelevantes con estas máquinas, lo que significa que pueden utilizarse con mayor flexibilidad.”

El entorno en el que se realiza la perforación de túneles es duro, con condiciones meteorológicas adversas, humedad, polvo, escombros y suciedad. El cableado de alta calidad es esencial para garantizar que los motores eléctricos funcionen de forma fiable y a plena potencia. “Para conseguir el rendimiento requerido, necesitamos grandes corrientes”, explica Jens Holzwarth, ingeniero eléctrico de ingeniería de procesos de Herrenknecht. “Los cables deben tener una clasificación de corriente adecuada. También hay que garantizar la compatibilidad electromagnética (CEM) para evitar interrupciones en las operaciones.” Los requisitos de peso y espacio también fueron factores importantes durante el diseño, ya que los equipos se transportan en camiones y, por tanto, deben ser lo más compactos y ligeros posible.

Socio veterano con competencia en soluciones

Con estos requisitos en mente, Herrenknecht recurrió a HELUKABEL. El experto en tecnología de conexión eléctrica ha sido un proveedor fiable de la empresa y un socio en el desarrollo de nueva maquinaria desde hace unos 15 años. La serie TOPFLEX de cables de accionamiento que conectan los convertidores de frecuencia a los motores eléctricos fue uno de los varios cables elegidos para el HK300TE. “Tienen la intensidad nominal requerida y están apantallados para evitar interferencias electromagnéticas”, explica Michael Huser, jefe de ventas regionales de HELUKABEL. También se utiliza la serie HELUTHERM de conductores individuales que se instalan entre la caja de conexiones y el motor. Los expertos de HELUKABEL desarrollaron un cable apantallado especial con un material de revestimiento a medida para la instalación exterior. El paquete de entrega también incluye cables de datos para medir la temperatura del motor.

La unidad de accionamiento principal del equipo de perforación de alta profundidad es el carro, que suministra los pares y empujes de avance necesarios para la perforación. El carro puede avanzar y retroceder varios metros, forzando así la barra de perforación giratoria contra la piedra o el suelo. Todos los cables que conectan esta parte con el resto de la máquina deben ir dentro de una cadena portacables flexible que garantice una protección fiable contra los daños causados por el carro en movimiento. La cadena es un desarrollo a medida de EKD Systems GmbH, filial de HELUKABEL. “Una cadena de plástico estándar no sería lo suficientemente resistente para este tipo de aplicación tan exigente, así que el departamento de construcción decidió fabricarla en acero”, explica Stefan Pabst. Gracias a la gran experiencia de EKD Systems en el desarrollo de construcciones a medida, no fue ningún problema adaptar de forma óptima el suministro de energía para su uso en la máquina HDD.

Proveedor único

Los cables y las cadenas portacables procedentes de una única empresa suponen una ventaja considerable para Herrenknecht. Como señala Holzwarth “Podemos estar seguros de que todos los componentes se complementan de forma óptima. Y si nos atascamos, tenemos un experto que sabe de lo que habla y puede responder a nuestras preguntas sobre tecnología de conexión eléctrica”. A lo largo de los años, HELUKABEL se ha convertido más en un socio que en un proveedor. Y confiamos en que esta fructífera colaboración continúe en el futuro”.