Construcción de chimeneas de servicio y auxiliares con fresas verticales

*Por el Ingeniero de minas Gabriel Paganini, consultor minero de Bauer.

La oportunidad de llegar anticipadamente con un acceso a una zona específica de la construcción de un túnel o alguna otra labor subterránea, donde se requieren servicios de electricidad, agua industrial, ventilación u otros; es posible mediante la construcción de chimeneas con fresas verticales. También cuando se deba construir una labor vertical de diámetro importante, se puede desarrollar una chimenea piloto o auxiliar, que además de servir de guía a la de mayor diámetro, colabora en la generación de la “cara libre” para los trabajos de perforación y voladura y, además permite el paso de los escombros a un nivel inferior de descarga y transporte.
En el proyecto general de una labor subterránea, el hecho de contar con ésta posibilidad, permite desacoplar la construcción de la chimenea de la construcción del túnel, no se necesita llegar a un punto establecido para desde allí comenzar a construir la chimenea por cualquier método tradicional (por ejemplo raise boring), es decir que se puede comenzar ambas actividades separadas y en paralelo, mejorando enormemente la performance del avance.
Las fresadoras Bauer de la línea BC (Figura N° 1) han sido utilizadas para estos trabajos en varios lugares de nuestro mundo, obteniendo resultados muy satisfactorios, como por ejemplo en la construcción de túneles para el metro.

En la actividad minera, es muy común el uso de chimeneas verticales, para el traslado de materiales entre niveles, acceso de servicios, ventilación y salidas de emergencias, los diámetros varían desde el suficiente para el paso de servicios entre niveles, hasta el paso del mineral o el estéril, donde al final de estas se encuentra una compuerta, que permite el traspaso de material a un sistema de transporte definido, usándose la misma chimenea como silo de acopio de ese material.

Volviendo al tema de la obra civil, un principio importante en la construcción de una chimenea es la posición espacial, donde deba hacerse vertical, y eso se logra mediante el sistema de posicionado con que consta la fresa: las placas de dirección, una especie de patines hidráulicos que se encuentran en el costado superior y el inferior de la fresa y que mediante su movimiento dan dirección al corte (movimientos en X e Y), y que pueden ser monitoreados desde la pantalla que se encuentra dentro de la cabina (Figura N° 2).
El sistema de monitoreo de la labor mediante los diferentes controles que posee el equipo es un tema en si mismo. Se pueden controlar todos los movimientos de la fresadora desde la cabina del operador, es decir que la operación del equipo requiere de un solo operador en cabina y eventualmente un alarife en el exterior, para los primeros

movimientos de la fresa o para traslados, ya que el sistema de

monitoreo permite regular el avance de la herramienta, el peso aplicado a ésta, su posición espacial y los controles del equipo en general.
La fresa se complementa con una planta desarenadora, que tiene el objetivo de extraer los residuos materiales producidos por la fresa y el acondicionamiento de la bentonita o productos ligantes, encargados de la limpieza de fondo del corte y el sostenimiento de las paredes de la labor (Figura N° 3).

El tamaño del corte de la fresa depende de la configuración de las ruedas de corte, que a su vez dependen de las condiciones del suelo a atravesar, su dureza, plasticidad, fracturación y otros parámetros geomecánicos y geológicos. El área de impresión de la fresa puede tener medidas de hasta 2,8 m de largo por un ancho de 0,8 m a 1,5 m, incluso puede optarse por un doble deck de fresa que amplía su ancho de corte.

Respecto de la profundidad máxima alcanzada, a la fecha se ha obtenido la profundidad máxima de 250 m en roca del tipo kimberlita con un equipo fresador con accesorios especiales, en una operación minera en el norte de Canadá, donde se debe trabajar a varios grados bajo cero.
Si la construcción de la chimenea requiere un trabajo importante a realizarse con fresadora, debido a la baja calidad geomecánica del suelo o se debe construir una chimenea de sección circular, se puede

realizar un corte perpendicular al primario y con ello obtener una sección cercana a la necesaria; para ello se construye un muro guía de tamaño tal que contenga la cruz definida por ambos cortes y luego de realizados los cortes, se

completa con un casing en el centro de la cruz formada por ambos cortes, fijándose el casing con una lechada de cemento, obteniéndose una chimenea tersa que tendrá muy baja resistencia al flujo de aire, ideal para ventilación o para el paso de personas o servicios, con muy baja actividad manual de las personas en la construcción, reduciéndose la probabilidad de accidentes personales (Figura N° 4).