Conducte fără șanțuri

Populația globală continuă să crească – și odată cu ea, crește și nevoia de infrastructură mai performantă. Rețelele de distribuție pentru apă, energie și comunicații, care funcționează fiabil, sunt deosebit de importante în orașe. O mare parte din aceste rețele se desfășoară subteran, prin tuneluri și conducte. Instalarea lor devine tot mai costisitoare și mai îndelungată, în special în zonele dens populate, unde secțiunile planificate trec pe sub clădiri sau alte obstacole.

Astfel de provocări nu sunt noi pentru Herrenknecht AG. Compania, cu sediul central în Schwanau, Baden-Württemberg, este lider global în tehnologia forajului de tuneluri și participă în prezent la numeroase proiecte de construcție din întreaga lume. Portofoliul companiei acoperă diverse metode de foraj. De exemplu, așa-numitul Foraj Orizontal Dirijat (HDD) facilitează instalarea rapidă, rentabilă și ecologică a conductelor pentru petrol, gaze, ape reziduale, încălzire centralizată sau cabluri de internet, pe sub râuri și alte infrastructuri.

Metoda HDD utilizează un cap de foraj controlabil, care începe prin realizarea unui orificiu pilot de la punctul de lansare până la punctul de recepție. Acest orificiu este apoi mărit în mai multe etape până când ajunge la dimensiunea necesară. Principalele avantaje ale acestei metode sunt eliminarea necesității de a săpa un șanț și, astfel, impactul minim asupra mediului.

Anterior, utilajele de foraj orizontal (cunoscute și sub numele de platforme) erau alimentate prin unități hidraulice acționate de motoare pe motorină. Acestea prezentau mai multe dezavantaje, așa cum explică Stefan Pabst, șeful departamentului de inginerie a proceselor la Herrenknecht: „Motoarele diesel au un consum mare de energie, cu o eficiență scăzută și sunt relativ zgomotoase. Acest ultim aspect reprezintă o problemă majoră în zonele rezidențiale.” Din acest motiv, la fel ca în multe alte domenii, tendința este de a trece la acționări electrice.

HK300TE este o platformă HDD alimentată exclusiv de motoare electrice și a fost lansată pe piață de Herrenknecht în 2022. Cu o forță de tracțiune de 300 de tone și un cuplu de 120.000 de newtoni, aceasta este echivalentă din toate punctele de vedere cu versiunile pe motorină, dar este semnificativ mai eficientă energetic, fără emisii și mult mai silențioasă. „Acest lucru înseamnă, de exemplu, că poate funcționa pe perioade mai lungi de timp, deoarece nu deranjează atât de mult locuitorii. Astfel, tunelurile pot fi finalizate mai rapid și eficient,” subliniază Pabst. „Mai mult, viteza, forța de împingere și cuplul platformelor pot fi reglate mult mai precis.” Un alt avantaj important este că „standardele diferite de emisii pentru motoarele diesel, care există în multe țări, devin irelevante pentru aceste utilaje, ceea ce înseamnă că pot fi utilizate mult mai flexibil.”

Mediul în care are loc forarea tunelurilor este unul dur, cu condiții meteorologice nefavorabile, umiditate, praf, moloz și murdărie. Cablarea de înaltă calitate este esențială pentru a asigura funcționarea fiabilă și la capacitate maximă a motoarelor electrice. „Pentru a obține performanțele necesare, avem nevoie de curenți mari,” explică Jens Holzwarth, inginer electric în departamentul de inginerie a proceselor la Herrenknecht. „Cablurile trebuie să aibă o capacitate adecvată de transport al curentului. De asemenea, trebuie garantată compatibilitatea electromagnetică (CEM) pentru a evita perturbările în funcționare.” Greutatea și cerințele de spațiu au fost factori importanți în proiectare, deoarece utilajele sunt transportate pe camioane și, prin urmare, trebuie să fie cât mai compacte și ușoare posibil.”

Având în vedere aceste cerințe, Herrenknecht s-a îndreptat către HELUKABEL. Expert în tehnologia conexiunilor electrice, HELUKABEL a fost un furnizor de încredere pentru companie și un partener în dezvoltarea de noi utilaje timp de aproximativ 15 ani. Seria de cabluri de acționare TOPFLEX, care conectează convertoarele de frecvență la motoarele electrice, a fost una dintre numeroasele cabluri alese pentru HK300TE. „Acestea au capacitatea necesară de transport al curentului și sunt protejate pentru a evita interferențele electromagnetice,” explică Michael Huser, șeful vânzărilor regionale la HELUKABEL. De asemenea, este utilizată seria HELUTHERM de conductori unici, care sunt montați între cutia de joncțiune și motor. Experții HELUKABEL au dezvoltat un cablu ecranat special cu un material de izolație personalizat pentru instalarea în exterior. Pachetul de livrare include, de asemenea, cabluri de date pentru măsurarea temperaturii motorului.

Unitatea principală de acționare a platformei HDD este caruciorul, care furnizează cuplurile și forțele de împingere necesare pentru foraj. Caruciorul poate să se miște înainte și înapoi pe o distanță de câțiva metri, forțând astfel ansamblul de foraj rotativ în piatră sau sol. Fiecare cablu care conectează această parte la restul utilajului trebuie să fie montat într-un lanț portcablu flexibil pentru a asigura protecție fiabilă împotriva deteriorării cauzate de mișcarea caruciorului. Lanțul este o dezvoltare personalizată realizată de EKD Systems GmbH, o filială a HELUKABEL. „Un lanț din plastic standard nu ar fi suficient de rezistent pentru acest tip de aplicație solicitantă, așa că departamentul de construcții a decis să facă unul din oțel,” explică Stefan Pabst. Datorită nivelului ridicat de expertiză în dezvoltarea construcțiilor personalizate la EKD Systems, nu a fost o problemă adaptarea optimă a sistemului de alimentare a energiei pentru utilizarea în utilajul HDD.