Tracto-Technik profundiza en las ventajas de las Tecnologías sin Zanja

No solo se deben llevar a los usuarios finales los medios ‘clásicos’ como la electricidad, el gas y el agua, sino también tuberías de calor y/o frío y para el suministro de servicios de telefonía, datos e internet. El programa de desarrollo del proveedor de red de fibra óptica en España avanza rápidamente, de modo que las tuberías de comunicación también desempeñan un papel cada vez más importante para las redes FTTB. Para ello, la fibra óptica se lleva hasta el punto de transferencia del edificio. Desde allí, los datos van por una red de fibra óptica instalada en la casa como red FTTH hasta los usuarios finales en las oficinas y en la vivienda.

Para el usuario final, independientemente de si se encuentra en una zona urbana o en los alrededores, se presenta la temida pregunta de cómo llega el cable de fibra óptica al edificio. El trayecto hasta él va desde la calle, donde los conductores no desean ser molestados por zanjas, por la acera, atraviesa la cerca por debajo y pasa por el cuidado jardín hasta el edificio. Allí debe hacerse entonces una perforación en la pared, o, si el edificio tiene sótano, realizarse una introducción compacta bajo el borde superior del terreno.

Fig. 1.- Vista de calle.

El procedimiento con apertura y sus efectos negativos lo conocen todos los que ya han tenido alguna vez una zanja abierta delante de su casa. El tráfico no pasa por la calle, el acceso a la casa está bloqueado, a continuación, el jardín se echa a perder y el caos total dura días, cuando no semanas, y va asociado a polvo, ruido y suciedad.

Las desventajas de un procedimiento con apertura desaparecen con el procedimiento sin zanja. Para la instalación de una tubería de conexión, solo se necesita una pequeña zanja inicial y final; entre ellas se instalará la tubería de forma subterránea, es decir, sin más excavaciones.

El topo, llamado oficialmente martillo de compactación, desempeña un importante papel en todo ello porque con él se pueden instalar líneas de forma subterránea, rápida y también rentable sin necesidad de excavaciones.

Las principales ventajas del procedimiento sin zanja pueden resumirse como sigue:

• Lugar de las obras en un espacio reducido.
• Mínima alteración del tráfico.
• Evitación en la medida de lo posible de cortes en la calle.
• Mínima obra, escasas emisiones.
• Poca duración de la obra, gastos de obra reducidos.
• Ningún gasto de reparación del jardín y de las instalaciones.

El topo neumático desplaza la tierra y construye así un túnel. Las tuberías cortas o largas, sin manguito, de plástico (PE, PVC ó PE-X) o de cables de 32 hasta OD 160 se pueden instalar, dependiendo del tipo de terreno, en distancias de 25 m de longitud durante el desplazamiento o posteriormente. El tipo de terreno, el trazado o también la topografía (p. ej. un salto del terreno) pueden hacer que sean necesarias longitudes de tramo más cortas. Para ello, se harán zanjas intermedias en el trazado para llevar a cabo cambios de dirección o de inclinación en esos puntos. De este modo, se pueden cruzar vías de circulación sin necesidad de zanjas y es posible construir precisas acometidas.

Para la instalación de una acometida existen dos variantes. En un edificio que no tenga sótano, por lo general, la perforación se hará desde los límites de la propiedad hasta la casa. Allí, el topo se recupera en una zanja y se hace un paso de muro.

Si el edificio tiene sótano, la dirección de avance puede invertirse durante la instalación. El topo se inicia desde el edificio en dirección al punto de conexión situado fuera de la propiedad.

En ambos casos se instala un tubo de protección. Cuando el canal de perforación se encuentra estable, tiene lugar la introducción del tubo (tubo corto o entubado) con el retroceso del topo desde la zanja final. De este modo, se reducen al mínimo las dimensiones de la zanja final. En caso de que el canal de perforación amenace con desplomarse, se ha de entubar inmediatamente detrás del topo durante el avance (véase figura 7).

El propio topo se vuelve a recuperar en el punto de inicio. Después, se introducen Speedpipes, en las que posteriormente se instalará la fibra óptica original.

Para la instalación de un paso de muro y el acoplamiento del tubo de protección hay muchos métodos y a menudo también con una calidad muy diferente de ejecución. Además, siempre se ha de excavar una zanja de montaje justo delante de la pared exterior.

La solución de sistema muestra cómo se puede fabricar un acoplamiento estanco al gas y al agua sin necesidad de excavaciones adicionales usando un topo, un equipo de perforación de corona (60 mm) y un paso de muro MIS 60 (véase figura 10).

En las figuras 11 y 12 se muestran ejemplos para el remate de la conexión al final de la tubería, es decir, en el punto de transferencia a la línea de fibra óptica y a los clientes finales.

Independientemente del tipo de acometida, da igual si es para gas, agua, electricidad o comunicación, es importante que para los trabajos de perforación se cumplan las siguientes condiciones geológicas, geométricas y técnicas.

El topo trabaja en un proceso de sustitución, es decir, el terreno situado en la zona del canal de perforación no se desvía, sino que durante el avance tiene que ser desplazado hacia afuera. Para ello, se ha de prestar atención a que exista un recubrimiento suficiente, por lo general 10 veces mayor que el diámetro, hasta la superficie del terreno para que durante el proceso de compactación no surjan levantamientos en la superficie. Estos pueden por ejemplo dar lugar a un bache en la vía de una calle.

El suelo adyacente se compacta así automáticamente de modo que si se dan las correspondientes condiciones geológicas se crea un canal de perforación estable. Este es necesario para que posteriormente se pueda realizar la introducción o inserción de la tubería. El canal de perforación es igualmente esencial para el funcionamiento de un topo. El aire utilizado para el avance neumático es derivado hacia arriba. En caso de que no se pueda hacer esto, el avance se pararía. Por ello, en suelos huecos se ha de instalar un tubo de protección justo detrás del topo durante el avance. Estos tubos de protección (tubos cortos o largos) son, por lo general, ensartados detrás del topo sin manguitos y en piezas de metros (Figura 13).

El topo Grundomat de Tracto-Technik consta de dos partes y se basa en el sistema de dos pasos que se viene usando ya desde hace siglos y en miles de ocasiones cada día.

Paso 1: El pistón accionado por aire comprimido golpea sobre la punta del topo, la cual está también situada sobre un apoyo móvil y diseñada como cabeza de taladro escalonada. La punta del cincel es impulsada hacia adelante por la energía de golpeo, se abre camino y destruye los posibles depósitos duros. La camisa del topo no se mueve durante el proceso, sirve como apoyo para el avance y mantiene de forma estable la dirección de recorrido.

Paso 2: En el segundo paso, se recupera la camisa mediante la inversión de la dirección de las corrientes de aire y esta vuelve a estar disponible como apoyo y guía para el siguiente paso.

Los topos con cabeza de desplazamiento móvil son más potentes y no se desvían tan fácilmente como los topos de una pieza con cabeza de desplazamiento fija. Gracias al avance por pasos, la respectiva potencia de golpeo ofrecida se puede utilizar para el trabajo de perforación de forma casi íntegra. La resistencia a la punta y la fricción de la camisa se separan y son más fáciles de superar individualmente. Por ello, el Grundomat trabaja con gran precisión en terrenos pedregosos.

Un topo es preciso si la desviación es menor al uno por ciento de las longitudes de avance, es decir, menor de 10 cm en una longitud de 10 metros. La plataforma de arranque y la mirilla telescópica permiten un ajuste exacto al punto final. Con el desplazamiento paralelo de 1,5 m se conseguirá una línea de visión visible a partir de la línea de perforación no visible.

El proceso y el equipamiento para el ajuste y la fijación precisa del topo en la zanja de inicio se muestran en las figuras 16 y 17.

De manera estándar, el topo Grundomat de Tracto-Technik está equipado con la ‘cabeza escalonada’ (modelo P). La forma escalonada favorece la penetración en el terreno. Para la creación del canal de perforación, el suelo será sucesivamente triturado, desplazado lateralmente y compactado a partir de la punta de taladrado.

La versión P se utiliza en suelos desplazables, limo-arcillosos o de arena fina.

Para suelos compactos, ricos en grava y pesados se desarrolló la cabeza de corona (modelo N). La punta de la corona tiene un efecto de centrado y los filos desintegran el suelo antes del desplazamiento. Con ello se mejora aún más la ya alta precisión de la versión P y se amplia el ámbito de uso del topo a suelos más duros y extremos. Además, la nueva versión N se puede utilizar en dos velocidades. Gracias a la respectiva velocidad de avance que se desprenda se puede deducir y reaccionar ante el estado del subsuelo adyacente.

Para evitar levantamientos en la superficie, se recomienda que se deje una capa de revestimiento de un tamaño diez veces superior al diámetro de la camisa. Los martillos de compactación están equipados con marcha atrás. El Grundomat con la cabeza con cincel móvil es fácilmente reversible con una palanca. Fijando una cabeza con sonda integrada o mediante una sonda incorporada en el tubo, también se puede localizar el topo, pero no dirigirlo.

Los martillos de compactación alcanzan, dependiendo del suelo, una velocidad de avance de hasta 15 m/h. Esto significa que con una buena preparación y organización del lugar de la obra se pueden tender 2 ó 3 acometidas. Con ello se consiguen ventajas en cuanto a tiempo y costes en comparación con el procedimiento de apertura de zanjas. Al mismo tiempo, se mantiene el acceso a los edificios para los residentes y se reducen al mínimo los demás perjuicios.

Para que la técnica disponible se pueda utilizar de forma correcta y eficaz, se necesitan amplios conocimientos del suelo y de su evaluación geotécnica. La capacidad de perforación y, aún más, la capacidad de desplazamiento son de suma importancia en el topo.

El suelo ha de ser compactable y debe contener elementos cohesivos. El topo puede introducirse en suelos huecos y húmedos. Por contra, los suelos duros y áridos, así como los rocosos, no son compactables.

Una primera gran clasificación de los suelos se puede realizar en:

• suelos sueltos (no cohesionados) como por ejemplo arena y gravilla
• suelos cohesionados como por ejemplo arcilla gruesa/fina o arena/guijarros con arcilla
• suelos orgánicos
• suelos con piedras de < 63 mm de diámetro
• suelos con gran cantidad de rocas

y a partir de ella realizar una primera evaluación sobre la posibilidad de utilizar un topo.

En los suelos no cohesionados, la aplicabilidad del proceso de sustitución depende principalmente de la densidad de los depósitos, de la distribución y de la forma de los gránulos. En suelos cohesionados, el grado de saturación, la posibilidad de drenaje del agua intersticial y la consistencia son importantes criterios de decisión.

En la tabla se encuentran recogidos algunos datos generales sobre la capacidad de desplazamiento de los suelos cohesionados y no cohesionados.

Para la exploración e investigación del terreno de la obra se pueden aplicar las normas del Eurocódigo 7. En combinación con los valores de resistencia, también se puede valorar la capacidad de perforación.

Aportar conocimientos básicos de obra e interpretarlos correctamente significa que se deben evitar situaciones que puedan influir de forma negativa sobre un avance.

Dos ejemplos típicos son:

En caso de que el suelo sea por ejemplo arenoso y con grava, sin partículas finas, se debe entubar de inmediato ya que de lo contrario el canal de perforación se cierra, el aire de salida del topo no puede escapar y, a consecuencia de ello, el avance queda paralizado.

Los tipos de suelos muy inclinados y cambiantes, con una transición de zona firme a débil, pueden provocar la desviación del topo. Por ello, la dirección de avance debe elegirse de modo que se perfore de la zona firme a la débil. El topo conserva su dirección estable desde la formación más firme hasta el final.

Echando un vistazo al subsuelo también se deberían registrar la posición y la profundidad de las tuberías y los dispositivos existentes.

La información sobre otras tuberías y sobre el tipo de estas es ofrecida por el operador de la red de suministro y recogida o por la administración local (autoridades, delegaciones de urbanismo). Las empresas de construcción o los vecinos también pueden tener conocimiento sobre el trazado. En caso de que la posición de las tuberías no esté clara, también son de ayuda los localizadores y/o detectores o las aperturas de búsqueda.

A menudo, los proveedores de red prescriben también medidas de seguridad, distancias de seguridad y/o excavaciones en caso de que en las proximidades se hallen tuberías conductoras de gas, agua o corriente eléctrica.

La técnica de localización opcional, equipos de seguridad como por ejemplo el tubo flexible de aire comprimido no conductor (sin armadura de acero) y un equipamiento protector especial ofrecen seguridad de funcionamiento y de trabajo para el operador y el topo.

Con el topo se pueden instalar todas las acometidas y los correspondientes tubos de protección para todos los medios. Dependiendo del proyecto y del procedimiento, se fabricarán topos TT con diámetro de entre 45 y 180 mm, longitudes de entre 979 y 2.221 mm y pesos de entre 9 y 280 kg. Para la instalación de líneas FTTB se utilizarán los modelos ligeros 45 y 55 P. Los compresores y el consumo de aire se deben regular de forma correspondiente. Para la instalación de tubos de protección como entubado inmediato o introducción y/o inserción posterior hay una gama de accesorios amplia y adecuada.

El ámbito de aplicación del topo es diverso y comprende tanto nuevas instalaciones como el saneamiento de las tuberías de suministro y recogida. La longitud de avance a conseguir depende esencialmente del estado del suelo en el que se va a realizar la obra, del diámetro de la tubería que se va a instalar y del trazado.

Con topos de diferentes tamaños se pueden realizar nuevos tendidos y/o cambiar los tubos protectores o las tuberías para los medios conducidos de forma subterránea:

• Nuevo tendido y cambio de tuberías de agua potable.
• Nuevo tendido y cambio de tuberías de gas.
• Nuevo tendido de acometidas flexibles de calefacción a distancia.
• Nuevo tendido de tuberías de conexión FTTB.

Los diámetros de tubo habituales en el ámbito de las acometidas varían de 32 a 110 mm. Pueden surgir limitaciones debido a las condiciones geométricas límites en la zona de conexión y a su relación con los radios de curvatura del tubo de plástico que se va a instalar.

Con los topos se pueden tender tuberías de presión y tuberías abiertas dentro del ámbito de las aguas residuales:

• Nuevo tendido de canalizaciones para acometidas.
• Renovación de canalizaciones para acometidas.
• Cambio de canalizaciones para acometidas.

Dependiendo del estado del suelo, para las tuberías abiertas debe existir una pendiente suficiente (a partir de aproximadamente 2%). Las técnicas de procedimiento también se pueden combinar tal y como muestra la figura 23.

Para las medidas de renovación existe un topo especial adaptado y un equipo robotizado para la realización de la conexión hermética al colector de aguas residuales no transitable. Para el cambio de las canalizaciones de las acometidas de aguas residuales se utiliza un topo como dispositivo de golpeo junto con implementos de la técnica de estallido así como del dispositivo de tracción con cable Grundotugger.