Uso de espumas para el acondicionamiento del suelo en excavaciones con EPB TBMs. Enfoque medioambiental

Informe sobre la excavación mecanizada de túneles

Introducción

La excavación mecanizada de túneles ha cobrado importancia con el rápido crecimiento y expansión de la construcción subterránea en los últimos años. Las tuneladoras (TBMs) son equipos muy avanzados que se utilizan como alternativa a la perforación y voladura a través de la roca y a la ‘excavación mecánica convencional’ en terrenos blandos.

En las últimas décadas se ha introducido una gran diversidad de TBMs, entre las que se incluyen principalmente las Slurry TBM y las Earth Pressure Balance (EPB) para terrenos blandos, los Grippers (codales) para roca dura y las Single Shield TBM (de escudo simple o escudo abierto) para la excavación de túneles a través de roca y otros terrenos estables no acuíferos. Todas ellas permiten una excavación rápida sin necesidad de alterar la superficie.

Sika ofrece una amplia gama de productos diseñados específicamente para su uso con diversas tuneladoras, a lo largo de todo el proceso de excavación y construcción de túneles.

Consideración de la granulometría

La selección del mejor tipo y cantidad de agente espumante para el acondicionamiento del suelo depende de la geología específica. De hecho, la selección correcta puede ser un factor importante para el éxito de la excavación del túnel con TBM.

Los ensayos iniciales de laboratorio basados en muestras del suelo a excavar pueden orientar para indicar el tipo de agente espumante más adecuado a emplear en cada caso y definir una dosificación adecuada del mismo.

Ensayo básico de laboratorio para el acondicionamiento del suelo

Para llevar a cabo el análisis básico para el acondicionamiento del suelo con espumas, deben definirse parámetros tales como el Factor de Expansión de Espuma (FER), Factor de Inyección de Espuma (FIR), Factor de Inyección de Agua (WIR) y Concentración (c) deben ser definidos:

• c (%): Concentración del agente espumante en el agua.
• Factor de Expansión de Espuma (FER): Para definir la cantidad de espuma generada a partir de una solución. Representa la proporción de aire y líquido en la espuma y se define como un ratio.
• Factor de inyección de espuma o tasa de tratamiento (FIR): Cantidad de espuma inyectada en proporción al suelo excavado. Depende de las condiciones del suelo.
• Factor de Inyección de Agua (WIR): Cantidad de agua inyectada en proporción al suelo excavado. Depende de las condiciones del suelo.

No siendo el ámbito principal de este artículo y considerando publicaciones alternativas y más detalladas centradas en el proceso exacto para realizar el acondicionamiento del suelo con agentes espumantes, nos limitaremos a destacar los pasos principales en un análisis de laboratorio tradicional:

• Producción de la espuma con el agente espumante más adecuado a una correcta dosificación, comprobando la calidad de la espuma y analizando su comportamiento en el transcurso del tiempo.
• Inyección de diferentes cantidades de aire a la solución espumante para definir la posible expansión.
• Comparación de diferentes cantidades de espuma en la cantidad de suelo definida para identificar los cambios después del acondicionamiento.

Teniendo en cuenta el aspecto visual de la muestra de suelo acondicionado, la identificación de la posible pegajosidad del suelo a las superficies de acero, definir el flujo en determinadas condiciones o identificar un posible exceso de agua en el suelo acondicionado, dará como resultado una idea básica del producto más recomendable y del acondicionamiento más adecuado. Parámetros tales como c, FER, FIR y WIR se definirán y discutirán con las empresas constructoras antes de aplicarlos en una prueba de campo con la TBM. Este análisis del acondicionamiento del suelo mencionado seguidamente puede variar ligeramente en función de los distintos proveedores de productos químicos o de los requisitos de determinadas empresas de construcción. Pueden incluirse consideraciones técnicas aún más detalladas para muestras de suelo más complejas. Todas las consideraciones anteriores se centran en el rendimiento técnico del agente espumante durante el acondicionamiento del suelo, pero tienden a olvidar las consideraciones medioambientales. Un análisis más avanzado debería considerar tanto los aspectos técnicos como los medioambientales.

Impacto medioambiental

Puesto que las TBM excavan cada vez secciones más largas, con geologías probablemente más complejas y variadas, el acondicionamiento, la eliminación o la reutilización del material excavado adquieren cada día más importancia, incluso en las fases de planificación de los proyectos de túneles.

Por ello, cada vez son más importantes los análisis de acondicionamiento del terreno o del material a excavar, incluyendo el impacto medioambiental del material excavado por las EPB-TBM que constituye una clave para la selección del agente espumante más adecuado.

Teniendo en cuenta que los agentes espumantes están formados por mezclas acuosas de diferentes compuestos, básicamente solventes (>50%), tensioactivos aniónicos (5-40%) y compuestos minoritarios (5%), el impacto medioambiental de los agentes espumantes debe incluir los siguientes análisis: Características químicas, Biodegradabilidad

1. Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) abordados en el artículo

• Objetivo 9: Industria, Innovación e Infraestructura
• Objetivo 11: Ciudades y Comunidades Sostenibles
• Objetivo 12: Producción y Consumo Responsables
• Objetivo 15: Vida de Ecosistemas Terrestres

El artículo aborda temas relacionados con la construcción subterránea y la excavación de túneles, que están directamente relacionados con el desarrollo de infraestructuras y la planificación urbana sostenible. También se menciona la importancia de utilizar agentes espumantes más sostenibles, lo que está relacionado con la producción y consumo responsables. Además, se menciona la importancia de considerar el impacto medioambiental del material excavado en los ecosistemas terrestres.

2. Metas específicas de los ODS identificadas en el artículo

• Objetivo 9.4: Mejorar la infraestructura y reacondicionar las industrias para que sean sostenibles.
• Objetivo 11.3: Mejorar la urbanización inclusiva y sostenible y la capacidad para la planificación y gestión participativa, integrada y sostenible de los asentamientos humanos en todos los países.
• Objetivo 12.4: Lograr la gestión ambientalmente racional de los productos químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida, de conformidad con los marcos internacionales acordados, y reducir significativamente su liberación a la atmósfera, el agua y el suelo para minimizar sus impactos adversos en la salud humana y el medio ambiente.
• Objetivo 15.2: Promover la implementación de prácticas de gestión sostenible de todos los tipos de bosques, detener la deforestación, restaurar los bosques degradados y aumentar la forestación y la reforestación a nivel mundial.

Estas metas se pueden identificar en función del contenido del artículo, que destaca la importancia de mejorar la infraestructura y reacondicionar las industrias para que sean sostenibles, así como la necesidad de una planificación urbana inclusiva y sostenible. También se menciona la importancia de gestionar de manera ambientalmente racional los productos químicos utilizados en la excavación de túneles y reducir su impacto en el medio ambiente. Además, se destaca la importancia de promover prácticas de gestión sostenible de los ecosistemas terrestres.

3. Indicadores de los ODS mencionados en el artículo

• Indicador 9.4.1: Valor agregado bruto y empleo generado en las industrias sostenibles.
• Indicador 11.3.1: Proporción de población urbana que vive en asentamientos humanos que cumplen con los criterios mínimos de calidad de vida.
• Indicador 12.4.1: Número de informes de seguridad química presentados por las empresas.
• Indicador 15.2.1: Superficie forestal como proporción de la superficie terrestre total.

Estos indicadores pueden ser utilizados para medir el progreso hacia los objetivos identificados en el artículo. Por ejemplo, el indicador 9.4.1 puede medir el valor agregado bruto y el empleo generado en las industrias sostenibles relacionadas con la construcción subterránea. El indicador 11.3.1 puede medir la proporción de población urbana que vive en asentamientos que cumplen con los criterios de calidad de vida en relación con la planificación urbana sostenible. El indicador 12.4.1 puede medir la presentación de informes de seguridad química por parte de las empresas que utilizan agentes espumantes en la excavación de túneles. Y el indicador 15.2.1 puede medir la superficie forestal como proporción de la superficie terrestre total afectada por la construcción subterránea.

Tabla de ODS, metas e indicadores

| ODS | Metas | Indicadores |

| — | —– | ———– |

| 9 | 9.4: Mejorar la infraestructura y reacondicionar las industrias para que sean sostenibles | 9.4.1: Valor agregado bruto y empleo generado en las industrias sostenibles |

| 11 | 11.3: Mejorar la urbanización inclusiva y sostenible y la capacidad para la planificación y gestión participativa, integrada y sostenible de los asentamientos humanos en todos los países | 11.3.1: Proporción de población urbana que vive en asentamientos humanos que cumplen con los criterios mínimos de calidad de vida |

| 12 | 12.4: Lograr la gestión ambientalmente racional de los productos químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida, de conformidad con los marcos internacionales acordados, y reducir significativamente su liberación a la atmósfera, el agua y el suelo para minimizar sus impactos adversos en la salud humana y el medio ambiente | 12.4.1: Número de informes de seguridad química presentados por las empresas |

| 15 | 15.2: Promover la implementación de prácticas de gestión sostenible de todos los tipos de bosques, detener la deforestación, restaurar los bosques degradados y aumentar la forestación y la reforestación a nivel mundial | 15.2.1: Superficie forestal como proporción de la superficie terrestre total |

¡Atención! Este espléndido artículo nace de la fuente del conocimiento, moldeado por una maravillosa tecnología patentada de inteligencia artificial que profundizó en un vasto océano de datos, iluminando el camino hacia los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Recuerda que todos los derechos están reservados por SDG Investors LLC, lo que nos permite defender el progreso juntos.

Fuente: interempresas.net

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