PROCEDIMIENTO DE EJECUCION.

HINCA HELICOIDAL DE TUBERIA DE ACERO

I. INTRODUCCIÓN.

La técnica de Hinca Helicoidal de tubería de acero es un procedimiento constructivo de instalación de tuberías sin apertura de zanja con las siguientes características:

- No es por definición un sistema dirigible. Aunque se han desarrollado técnicas para poder obtener un control de la trayectoria.
- Tampoco permite la variación de la trayectoria. Aunque se han desarrollado técnicas para corregir posibles desviaciones.
- Las trayectorias deben ser rectilíneas.
- Requiero un foso de ataque para iniciar la perforación, de dimensiones variables al tamaño de la perforadora.
- Combina el empuje hidráulico de la tubería (pipe jacking) con un cabezal perforador accionado por un eje formado por sin-fines (hélices), que transmiten el movimiento de rotación de la perforadora al cabeza y a la vez extraen el detritus al exterior.
- Permiten la instalación de conductos desde 250 mm. hasta 1.800 mm. en longitudes de hasta 150 metros (en función del terreno y tamaño de la perforadora)
- Es un sistema económico y versátil, pudiendo trabajar en casi cualquier terreno.

Sus principales limitaciones:

- Al no ser un sistema completamente dirigible puede no ser el sistema ideal en instalaciones que lo exijan.
- Su principal limitación son los terrenos compuestos por bolos de gran tamaño o terrenos de muy baja consistencia (arenas o gravas)
- Aunque existe maquinaria para introducir diámetros de hasta 1.800 mm. , se puede considerar ideal hasta diámetros de 1.400 mm.
- Solo puede introducir tuberías-vaina de acero(camisas perdidas) para enfilar interiormente la tubería de conducción (de PE, PVC, PRFV, acero u otros)
- Aunque permite longitudes mayores, no es aconsejable por encima de los 100 metros de longitud.

II. MAQUINARIA.

Básicamente se compone de:

- Cilindros de empuje que transmiten empuje a la tubería
- Unidad de rotación que transmiten par a la cabeza de corte a través de los sinfines
- Bancadas, estructura metálica sobre la que se desliza la unidad de empuje y rotación.
- Ejes helicodales y utillaje.

III. PROCEDIMIENTO DE EJECUCION.

El procedimiento consta básicamente de:

a.) Instalación del equipo.

Los trabajos se inician con la la instalación del equipo en el foso de ataque.
En primer lugar se coloca la bancada con la alineación e inclinación que desee lleve la tubería.
Sobre la bancada se acopla la unidad de rotación y empuje.

Y por último se coloca sobre la bancada el primer tramo de tubería. En el interior ya se ha introducido el sinfín y por ser el primer tramo, en un extremo está la cabeza de corte.

b.) Introducción del primer tramo de tubería.

Una vez instalados todos los elementos, la unidad de empuje actúa sobre la tubería, a la vez que la unidad de rotación hace girar los ejes helicoidales por medio de conexiones hexagonales. De esta manera el terreno perforado por la cabeza se traslada al exterior por el interior de la tubería, arrastrado por los sinfines.
La rotación del sinfín transmite la rotación a la herramienta de corte abriendo un agujero (unos centímetros por delante de la tubería) que permite el avance del tubo al ser empujado.
La unidad de perforación va avanzando sobre la bancada hasta que el tramo de tubería es totalmente introducido en el terreno.
En ese momento la unidad de perforación se desmonta de la tubería y del sinfín, desplazándola sobre la bancada hacia su posición inicial.

 c.) Introducción del segundo tramo y sucesivos.

La unidad de potencia ha dejado hueco sobre la bancada a un segundo tramo de tubería,
Se acoplan en primer lugar los sinfines con conexiones hexagonales para posteriormente soldar una tubería con otra.

En ese momento la unidad de potencia vuelva a acoplarse para empujar y rotar los sinfines, introduciendo los sucesivos tramos. Esta operación se repite con cada tramo de tubería.

  d.) finalización de los trabajos.

Una vez que el último tramo de tubería ha sido introducido la perforación llega a su final.
Se practica un pequeño foso de salida, se desmonta el cabezal de perforación y se van retirando los sucesivos tramos de sinfines hacia el foso de entrada.
La tubería queda instalada y libre en su interior para alojar otras tuberías.

PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN.

PERFORACION HORIZONTAL DIRIGIDA.

I. INTRODUCCIÓN.

La técnica de Perforación Horizontal Dirigida es un procedimiento constructivo de instalación de tubería sin apertura de zanja con las siguientes características:
- Permite un control absoluto de la trayectoria.
- Permite realizar correcciones en la dirección de la perforación.
- Pueden realizarse trayectorias curvas, tanto en la vertical como la horizontal.

Sus principales limitaciones:

- En cuanto al terreno: plantea problemas en terrenos heterogéneos de baja consistencia como gravas o bolos.
- En cuanto al diámetro: No aconsejable para diámetros superiores a 1.200 mm.
- En cuanto al tipo de tubería. Al introducirse la tubería traccionando, ésta debe tener uniones robustas: acero o polietileno soldado a tope, actualmente se están desarrollando tuberías de fundición con juntas acerrojadas especiales.

II. MAQUINARIA

1. Plataforma de perforación.

Unidad de rotación y empuje

2. Grupo hidráulico

para suministro de caudal hidráulico a la plataforma.

3. Bomba de lodos

para inyectar el lodo con alto caudal y presión al frente de excavación a través del varillaje.

4. Mezcladora de lodos

donde se mezcla la bentonita con el agua convirtiéndolo en el lodo de perforación.

5. Varillaje de perforación

de dimensiones variables, transmite los esfuerzos de rotación y empuje o tiro.

7. Sistema de guiado

acoplado en el varillaje de perforación, junto al cabezal de perforación, emite una onda a la superficie.

III. PROCEDIMIENTO DE EJECUCION.

El proceso de una Perforación Horizontal Dirigida (PHD) se basa en tres etapas principales: perforación guía, ensanchado e introducción de la tubería.
La perforación horizontal dirigida se inicia con un taladro guía ejecutado con una plataforma perforadora que va empalmando y empujando y rotando varillaje de perforación.
Una vez finalizada la guía, se procede a la introducción de sucesivos conos ensanchadores para ampliar el túnel al diámetro necesario para introducir la tubería.
Finalizado y estabilizado el túnel, se procede al introducción de la tubería.

a.) PERFORACION PILOTO O GUÍA.

La perforación piloto o guía, es una perforación de pequeño diámetro (un poco mayor al varillaje de la perforadora empleada) que sigue fielmente la trayectoria teórica proyectada y diseñada.

Para poder detectar la posición del cabezal perforador se emplea el sistema de guiado.

b.) ENSANCHADO DEL TÚNEL.

Una vez realizada la perforación piloto, se desmontará el cabezal de perforación y en su lugar se montara un cono escariador para aumentar el diámetro del túnel de la perforación. Este proceso se realizará en sentido inverso, es decir por tracción desde la máquina adicionalmente al giro continuo, con lo que se progresa en el ensanche la perforación anterior hasta alcanzar el diámetro deseado. La repetición sucesiva de estas operaciones de escariado, con diámetros crecientes, concluye con la tunelación al diámetro deseado.

c.) INSTALACIÓN DE LA TUBERÍA.

Una vez que se haya logrado el diámetro del túnel deseado con la ayuda de los ensanchadores, se procede a la introducción de la tubería.
La tubería, previamente soldada en su longitud total, se alinea con la perforación y se conecta al varillaje de perforación, ya introducido en el túnel. En ese momento la perforadora tira de ella a través del varillaje, introduciéndola en el túnel progresivamente.