Robot subterráneo

1994/11/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Robotika

As rúas dos nosos pobos levántanse cada ano con ruidosos martelos pneumáticos paira instalar tubaxes, mellorar a rede de abastecemento de auga ou reparar cables de telefonía e electricidade. Paira iso realízanse gabias nas que os concellos gastan moito diñeiro. Ademais, as tendas contiguas á gabia son menos frecuentadas, a xente non pode estar tranquila na beirarrúa e ao final é moi custoso pechar a gabia e pór a rúa no seu estado anterior. Tamén hai que ter en conta os accidentes que se producen con estas gabias.

Esta situación é moi mellorable con robots subterráneos. E é que estas máquinas realizan perfectamente todos estes traballos e reparacións sen abrir ningún tipo de gabia. Este tipo de robots utilízanse xa non só en Xapón, senón sobre todo en Gran Bretaña, Alemaña e Escandinavia. En Francia empezouse a usar recentemente na zona de París. En realidade, mediante o sistema convencional, a duración dunha semana de obra redúcese a un día utilizando estes robots tipo topo.

Estes robots subterráneos son una especie de miniatura de máquinas paira construír grandes túneles. Levan radar e cámara ou giróscopo para que os guíen desde arriba. Estes robots requiren basicamente dous pozos: uno ao comezo da obra paira colocar o robot e outro ao final paira saír ao final do traballo.

A máquina entra no pozo inicial e oriéntase na dirección da liña. Logo colócano nun soporte e empúxano uns cilindros capaces de xerar una forza de até cen toneladas. A cabeza de perforación elíxese en función das características do terreo e vira virando polo chan abre o seu oco coma se fose un topo. Á súa vez, entre o pozo inicial e o cabezal de corte faise pasar auga a alta presión. A auga, no circuíto de retorno, arrastra os fragmentos levantados até o recipiente de decantación situado na parte superior.

Ás veces, sobre todo cando hai chan brando, o sistema proxecta a arxila líquida a presión paira evitar a caída do chan ao pasar a cabeza de perforación. Os cilindros que impulsan a cabeza cara adiante adoitan ter un percorrido de dous metros. Cando adiantan esta distancia recóllense cara atrás e no apoio colócase una peza de dous metros de lonxitude. A continuación, a cabeza de perforación volve virar e os cilindros comezan a empuxar.

Paira fixar o eixo do túnel que se pretende realizar, no pozo inicial, un raio láser golpea míraa situada na parte traseira da máquina. Toda a información é enviada directamente ao posto desde o exterior do piloto para que o condutor, se fose necesario, cambie a dirección de perforación. Paira iso deberá manexar desde o seu posto os cilindros situados na articulación da cabeza de perforación.

O robot é capaz de abrir o buraco correctamente, pero cando vai realizar un percorrido curvo ten máis obstáculos e non é tan preciso en liñas curvas longas de telegetación láser. Paira superar esta dificultade, a empresa xaponesa NTT utiliza no seu centro piloto de Tsukuba un giróscopo de fibra óptica paira guiar estes robots ou topes automáticos. Leva montado no trade e en calquera curva pode haber un erro máximo de sesenta ou un segundo de grao, é dicir, un erro de 4 centímetros nun camiño de cen metros.

No entanto, este tipo de robots, ademais de instalar novos orificios e tubaxes, deberá prolongar as liñas e canalizacións subterráneas realizadas anteriormente ou revisar as existentes. En calquera cidade, por exemplo, hai quilómetros da rede de abastecemento de auga paira estudar e renovar, pero traballar sen abrir gabias non é tan fácil. Mediante este sistema pódese reparar a canalización de 150 metros de fundición oxidada ao principio e ao final sen facer máis que un buraco. Paira iso utilízanse dúas máquinas especiais tiradas cun escudo situado arriba.

O primeiro ten unhas coitelas de aceiro flexible que rasca o interior do tubo. Una vez limpa a superficie interna do tubo, outra máquina neumática conectada a un mesturador de cemento proxecta o cemento en toda a superficie do tubo. Finalmente, una peza cónica finura toda a superficie interior do tubo tras a máquina neumática.

Se a parte oxidada é a parte exterior do tubo, o problema adoita ser máis grave, xa que é necesario substituír todo o tubo. O único sistema paira substituír o tubo sen abrir gabias é dividir internamente por un pistón cortante e comprimir os anacos nel.

Ao non ter intelixencia artificial, estes robots/topo non saben evitar obstáculos. No caso de que sexa necesaria a execución dun tramo de canalización ou liña, poderán existir outras instalacións ou barreiras preestablecidas no mesmo emprazamento. Moitas destas instalacións ou barreiras poden estar nos planos dos servizos técnicos do Concello, pero tamén son moitas as imprevistas e calquera cousa pode aparecer baixo terra. En Gran Bretaña e Xapón utilizan un radar de pulsos sobre a rúa paira detectar o enterrado.

O radar faise pasar lentamente sobre a parte que se desexa investigar e analiza os sinais reflectidos no chan. Cada vez que hai un cambio estrutural no subsolo, o perfil dos sinais reflectidos indica que o tubo se atopa a certa profundidade. No primeiro repaso detéctanse entre o 60% e o 80% das canalizacións, pero logo pásase unha e outra vez polo mesmo camiño detectando diferentes profundidades. (Paira iso hai que cambiar a frecuencia da onda emitida durante o período). Isto permite coñecer o 95% ou máis dos obxectos subterráneos.

A detección de tubaxes e cables é una cousa, pero a propia estrutura do terreo tamén pode sufrir modificacións. Se o cabezal de perforación no subsolo formado por areas atopase calcaria, os dentes estragaríanse. Por iso, paira estudar a estrutura subterránea utilízanse raios gamma e coa axuda dunhas sondas coñécese a densidade electrónica dos materiais. A irradiación de neutróns tamén se utiliza paira medir a cantidade de auga subterránea. Ademais, a sonda de neutróns parece servir paira detectar fugas nas conducións de auga e aproveitar o desperdicio de auga nas cidades por avarías.

Con todo, está claro que no futuro nas rúas vanse a reducir considerablemente os martelos pneumáticos e as gabias que agora nos molesta.