Pisando a fondo el acelerador hacia el subsuelo

Conocer la estructura y composición del subsuelo es una tarea previa e imprescindible para construir infraestructuras, buscar yacimientos y pozos de agua, o evaluar suelos contaminados, entre otras aplicaciones.

Sin embargo, desde los años 50 las coronas perforadoras de diamante apenas han cambiado, así que los equipos no han podido avanzar más allá de las limitaciones del material, explica Pablo Campos, gerente de ATSG y profesor colaborador en la Universidad de Oviedo.

“Los cambios en la maquinaria se han traducido en elementos adicionales destinados a automatizar tareas y aumentar la seguridad, pero los parámetros de perforación de velocidad, como el par de rotación y la presión de empuje, no han podido evolucionar”, afirma.

Es por eso que el rendimiento medio del método que se utiliza actualmente en este tipo de perforaciones es de unos 10 metros al día, y consiste en seccionar un cilindro del subsuelo, el testigo, que se caracterizará en laboratorio y que debe extraerse cada dos o tres metros. Para obtenerlo, se utiliza una pieza metálica de forma anular, la corona, que corta por la acción de los fragmentos de diamante embebidos en ella.

Rápido y sin 'testigos'

Pero el testigo desaparece con el sistema que ha desarrollado ATSG en el marco de un proyecto que recibe apoyo del Plan de Ciencia Tecnología e Innovación del Principado que gestiona la Fundación para el Fomento en Asturias de la Investigación Científica Aplicada y la Tecnología (FICYT).

La alternativa que plantea el proyecto consiste en perforar 'a destroza' utilizando una versión de los equipos de gran potencia que emplea la industria de la construcción, que permiten avanzar en torno a 100 metros al día por cada máquina.

”A estos equipos, que perforan mediante rotopercusión por martillo, les hemos incorporado sensores que permiten medir el efecto del subsuelo en la maquinaria y, por tanto, nos permiten conocer sus características geotécnicas”, destaca el técnico.

Además, añade, la información relativa a la velocidad de avance y otros parámetros que aportan los sensores puede complementarse caracterizando el polvo de perforación e introduciendo sondas como una cámara de ultrasonidos a través del agujero.

Si bien, reconoce Campos, “ya existían precedentes en España del uso puntual de técnicas de rotopercusión parametrizadas para caracterizar el terreno, ésta es la primera vez que se aborda un estudio tan ambicioso en el que se establezcan patrones de correlación en todo tipo de terrenos, con especial énfasis en sistematizar los procedimientos de trabajo y la cuantificación de los resultados”.

Composición del terreno en datos matemáticos

En definitiva, la composición del terreno se traduce en datos matemáticos, y eso abre múltiples posibilidades a la hora de representar gráficamente la información y trabajar con ella. Por ejemplo, la empresa está utilizando parte de los datos obtenidos por los sensores para obtener modelizaciones en 3D que permiten ver la geometría subterránea, y han utilizado técnicas SIG para representar los datos, que podrían insertarse en un mapa interactivo con los resultados de múltiples sondeos efectuados en diversas localizaciones.

Para conocer la estructura geológica de un terreno, los métodos actuales tienen mucho de artesanales. De hecho, Campos tiene presente que el trabajo sobre el terreno es pesado y que su eficiencia depende en gran medida de la habilidad y paciencia del personal: los únicos indicios de los que dispone el sondista para intuir la marcha de la perforación (que en ocasiones alcanza una profundidad de varios cientos de metros) son los parámetros mostrados en los relojes de la máquina, la velocidad de avance, y el aspecto del agua utilizada para refrigerar la corona que se consigue recuperar junto con el material extraído.

Simplificar el trabajo

Cada maniobra para sacar el testigo implica detener la tarea y desmontar las pesadas varillas que actúan como prolongación por el interior de del agujero.

Además, el sondista debe estar atento no sólo a las propias maniobras, sino a los posibles imprevistos sobre el terreno, para evitar situaciones como “que un terreno arcilloso obstruya los pasos de agua de la corona, que puede llegar a derretirse por sobrecalentamiento y formar una pasta impenetrable en el fondo del agujero, con consecuencias tan farragosas en términos de tiempo y dinero como volver a empezar la perforación”, señala el geólogo.

Según Campos, el sistema que ha desarrollado ATSG "supondría pasar de motores que trabajan al mismo ritmo que los de 30 caballos de potencia a equipos de entre 200 y 300 CV. Algo así como bajarse de un Seiscientos de 1965 y subirse a un deportivo actual", concluye.