La industria de máquinas perforadoras de túneles de China logra un gran desarrollo

Una tuneladora (TBM) de diámetro ultragrande sale de la línea de producción en Changsha, provincia de Hunan, en el centro de China, el 26 de febrero de 2024. (Foto de Li Jian/Diario del Pueblo digital)

Por Li Xinping, Diario del Pueblo

Una tuneladora (TBM), también conocida como tuneladora de sección completa, es una máquina que se utiliza para excavar túneles. Combina múltiples tecnologías como maquinaria, electrónica, tecnología de la información e inteligencia artificial, siendo aclamado como el "rey de la maquinaria de construcción".

Hace más de dos décadas, China no tenía su propia tuneladora. Hoy en día, las tuneladoras producidas en China representan casi el 70% del mercado mundial.

¿Cómo dieron las tuneladoras chinas este salto de gigante? Los periodistas de Diario del Pueblo profundizaron en las empresas fabricantes de tuneladoras para descubrir los secretos.

A principios de 2000, cuando China Railway Group Limited (en adelante, China Railway) decidió desarrollar su propia tuneladora, algunos pensaron que era una idea poco realista.

Wang Dujuan, ingeniera jefa de China Railway Hi-Tech Industry Corporation Limited (CRHIC), una subsidiaria de China Railway, dijo que una tuneladora tiene más de 20.000 componentes y solo su sistema de control tiene más de 2.000 puntos de control. "En aquella época, muchos colegas ni siquiera habían visto una tuneladora", recuerda.

Gracias a importantes esfuerzos e inversiones, en 2008 hizo su debut la primera tuneladora de equilibrio de presión de tierra desarrollada en China con derechos de propiedad intelectual independientes, conocida como la "tuneladora número 1 del ferrocarril de China".

El 6 de febrero de 2009, la tuneladora número 1 de China Railway comenzó a trabajar para un proyecto de metro en el municipio de Tianjin, en el norte de China. Cuatro meses más tarde, se perforó un túnel de la Línea 3 del Metro de Tianjin, controlando cuidadosamente el asentamiento del terreno dentro de los 3 milímetros y pasando todas las inspecciones de expertos.

Desde entonces, la industria china de tuneladoras ha cobrado impulso, con el surgimiento y crecimiento de una serie de fabricantes competitivos, como China Railway Engineering Equipment Group Co., Ltd. (CREG), China Railway Construction Heavy Industry Corporation Limited (CRCHI) y CCCC. Tianhe Mechanical Equipment Manufacturing afiliada a China Communications Construction Company Limited (CCCC).

Hoy en día, China cuenta con la flota de tuneladoras más grande del mundo, con aproximadamente 5.000 unidades. Más del 90% de los túneles del metro de China se construyeron utilizando tecnología TBM.

Una tuneladora tiene varios pisos de altura y pesa como cientos de elefantes. Se compone de decenas de miles de componentes. Para mejorar la resiliencia de las cadenas industriales y de suministro, todos los eslabones de la industria deben colaborar de manera efectiva.

"La industria de tuneladoras de China sigue un camino de desarrollo en el que la fabricación de tuneladoras completas impulsa la fabricación de componentes", afirmó Zhang Zhiguo, director general de CREG.

Hace diez años, era necesario importar rodamientos y cajas de engranajes debido a debilidades en la cadena de suministro, y hoy, estas debilidades se están resolviendo gradualmente, dijo Zhang al Diario del Pueblo.

La fabricación de cojinetes principales resultó ser una de las tareas más desafiantes debido a las condiciones operativas extremas y duras a las que se enfrentan como "corazón" de una tuneladora, incluidas cargas ultrapesadas, grandes cargas excéntricas y cargas que varían con frecuencia. Además, deben cumplir estándares críticos como alta confiabilidad y larga vida útil. La selección de materiales, el diseño, la fabricación y las pruebas de los mismos también presentaron inmensas dificultades. Por eso se les considera el pináculo de la cadena industrial de rodamientos de precisión de alta gama y a gran escala.

Para finalizar el diseño de los cojinetes principales, el equipo chino de investigación y desarrollo experimentó con cientos de materiales y procesos, realizó miles de verificaciones teóricas y optimizaciones de diseño, y analizó decenas de miles de conjuntos de datos de inspección y prueba.

En colaboración con las principales empresas de aceros especiales de China, CRCHI llevó a cabo una investigación en profundidad sobre la combinación de elementos vitales y métodos para controlar impurezas y carburos, superando en última instancia el cuello de botella en los materiales utilizados para los cojinetes principales.

El 12 de octubre de 2023, un cojinete principal de una tuneladora con un diámetro de 8,61 metros salió de la línea de producción en una instalación de CRCHI en Changsha, provincia de Hunan, en el centro de China. Era el cojinete principal para tuneladoras más grande del mundo y contaba con el mayor peso y la mayor capacidad de carga.

"Esto convirtió a China en un líder mundial en el desarrollo y fabricación de cojinetes principales de diámetro ultragrande. Los cojinetes principales de TBM producidos en China ahora cubren toda la gama, desde diámetros pequeños hasta diámetros ultragrandes", dijo Liu Feixiang, científico jefe de CRCHI.

Además, las empresas chinas avanzan constantemente hacia operaciones de tuneladoras inteligentes y automatizadas, explorando capacidades de excavación autónoma y control remoto.

Por ejemplo, la tuneladora "Linghang" desarrollada independientemente en China está equipada con un sistema para monitorear el estado de componentes clave en tiempo real, incluido el desgaste y la temperatura de las herramientas de corte y las tuberías de circulación de lodo. También proporciona predicciones de daños, mejorando efectivamente la eficiencia de la construcción.

La tuneladora "Linghang" también proporciona funciones de excavación inteligente, ensamblaje inteligente, pronóstico geológico avanzado y advertencias de seguridad del sello de cola. Por lo tanto, puede ajustar automáticamente los parámetros y excavar en condiciones geológicas ordinarias y puede controlarse de forma remota desde la superficie del suelo en circunstancias especiales.

Los fabricantes chinos de tuneladoras se están expandiendo continuamente hacia los mercados extranjeros.

En 2012, China exportó su primera tuneladora de producción nacional después de que China Railway ganara la licitación para un proyecto de construcción de metro en Kuala Lumpur, Malasia. Durante la construcción, la tuneladora "China Railway No. 50" erigió un promedio de ocho anillos por día, logrando más de diez anillos por día durante varios días consecutivos, estableciendo un nuevo récord para la construcción de túneles con tuneladoras metropolitanas en Malasia.

En 2015, las tuneladoras chinas "Zhang Heng" y "Zhan Tianyou" obtuvieron contratos para proyectos de metro en Singapur. En 2016, una tuneladora de tubo rectangular obtuvo otro contrato, siendo pionera en la entrada de las tuneladoras especializadas de China en los mercados extranjeros.

En 2019, la tuneladora "China Railway No. 699" ganó una licitación para un proyecto ferroviario en el norte de Italia, lo que marcó la primera aplicación del avanzado equipo de construcción de túneles de China en un país de la Unión Europea. Ese mismo año, se contrataron dos tuneladoras de producción nacional para un proyecto de construcción del metro de París en Francia.

"Todo esto demuestra el reconocimiento de la fortaleza integral de las marcas de TBM de China por parte del mercado internacional de alta gama", afirmó Zhang.