Tuneladora: cómo estas máquinas gigantes realmente cavan túneles bajo tierra

¿Qué es una tuneladora y por qué la utilizamos?

Una máquina perforadora de túneles, comúnmente abreviada como TBM y a veces llamada máquina perforadora de túneles o máquina perforadora subterránea, es una enorme pieza de equipo de ingeniería diseñada para excavar túneles a través de suelo, roca o terrenos mixtos con una sección transversal circular. A diferencia del antiguo método de perforación y voladura, que fractura la roca usando explosivos y luego limpia manualmente los escombros, una tuneladora corta, excava y, a menudo, recubre el túnel simultáneamente en una sola operación continua. El resultado es un túnel más uniforme y estructuralmente más consistente, producido con mucha menos interrupción de la infraestructura terrestre y de superficie circundante.

El atractivo de la construcción de túneles con TBM va mucho más allá de la velocidad. En entornos urbanos, donde un túnel podría pasar por debajo de vecindarios densamente construidos, líneas de metro activas o servicios públicos críticos, la excavación controlada y con baja vibración de una tuneladora es a menudo la única opción viable. Las voladuras convencionales provocarían asentamientos superficiales inaceptables y daños estructurales a los edificios cercanos. Las tuneladoras también pueden trabajar a profundidades mucho mayores que los métodos de construcción de corte y cubierta, lo que permite a los ingenieros trazar túneles en trayectorias rectas y óptimas sin alterar el paisaje urbano de arriba. Estas ventajas han convertido a la tuneladora en la tecnología dominante para sistemas ferroviarios de metro, túneles de autopistas, túneles de suministro de agua y alcantarillado y, cada vez más, corredores de cables y servicios públicos en ciudades de todo el mundo.

Las tuneladoras modernas son por sí mismas extraordinarias hazañas de ingeniería. Las máquinas perforadoras de túneles más grandes del mundo tienen cabezales de corte que superan los 17 metros de diámetro (más anchos que la altura de un edificio de cuatro pisos) y pesan más de 7.000 toneladas métricas. Incluso una tuneladora de tamaño mediano utilizada para un túnel metropolitano estándar (normalmente de 6 a 9 metros de diámetro) se ensambla a partir de cientos de componentes diseñados con precisión que se envían al lugar de trabajo y se ensamblan bajo tierra en el pozo de lanzamiento. Las máquinas integran excavación de tierra, remoción de escombros, soporte del suelo e instalación de revestimiento de concreto en una única línea de producción móvil que avanza de 10 a 30 metros por día dependiendo de las condiciones del terreno y el tipo de máquina.

Cómo funciona realmente una tuneladora: la mecánica central

Comprender cómo funciona una tuneladora requiere observar sus principales sistemas de trabajo, cada uno de los cuales desempeña un papel crítico e interdependiente en el proceso de excavación del túnel. Si bien los diferentes tipos de TBM manejan el soporte del suelo y la remoción de escombros de manera diferente (se trata en la siguiente sección), la mecánica fundamental de corte y avance se comparte en la mayoría de las familias de máquinas.

El cortador

El cabezal de corte es el fin comercial de cualquier tuneladora — un enorme disco giratorio o estructura de radios tachonado con herramientas de corte que entra en contacto directo con el suelo que se está excavando. En la excavación de túneles en roca, el cabezal de corte lleva cortadores de disco: ruedas de acero endurecido, típicamente de 432 a 483 mm (17 a 19 pulgadas) de diámetro, que ruedan contra la superficie de la roca bajo una enorme fuerza de empuje. Los cortadores de disco no raspan la roca; en cambio, lo aplastan mediante cargas de compresión, creando una red de microfracturas entre las pistas de corte adyacentes que hacen que se suelten astillas de roca. Este proceso de generación de virutas, llamado mecanismo de "virutas y grietas", es mucho más eficiente energéticamente que la abrasión directa y es lo que hace viable la construcción de túneles con TBM en roca dura. En terrenos blandos y condiciones mixtas, el cabezal de corte lleva brocas de arrastre, raspadores y dientes cortantes de suelo que cortan y desalojan el material en lugar de aplastarlo.

El cabezal de corte gira mediante un anillo de motores eléctricos (normalmente entre 4 y 20 motores, según el tamaño de la máquina), dispuestos alrededor de su circunferencia y conectados a través de cajas de engranajes reductoras. La velocidad de rotación suele ser lenta: 1 a 6 RPM para máquinas grandes, ya que el borde exterior de un cabezal de corte grande ya se desplaza a alta velocidad lineal incluso a muy bajas RPM. La potencia total instalada del cabezal de corte en una tuneladora de roca dura de gran tamaño puede superar los 5.000 kW, aproximadamente lo mismo que seis motores de Fórmula 1 funcionando simultáneamente, pero aplicados como un par de rotación lento en lugar de una velocidad.

Sistemas de empuje y agarre

Girar el cabezal de corte por sí solo no excava un túnel: la máquina también debe empujar el cabezal de corte hacia la superficie de la roca con una fuerza enorme para que los cortadores de disco sean efectivos. Esto se logra mediante un sistema de cilindros de empuje hidráulico dispuestos alrededor del cuerpo principal de la máquina. Las fuerzas de empuje totales en una tuneladora de rocas de gran tamaño suelen oscilar entre 20.000 y 60.000 kN, equivalente al peso de 2.000 a 6.000 toneladas métricas que presionan contra la cara del túnel. Para empujar, la máquina necesita algo desde donde empujar. En las tuneladoras de roca dura, esto lo proporcionan las almohadillas de agarre: grandes cilindros hidráulicos que se extienden lateralmente desde el cuerpo de la máquina y presionan contra las paredes del túnel con fuerza suficiente para anclar la máquina firmemente en su lugar mientras los cilindros de empuje hacen avanzar el cabezal de corte. Una vez que la máquina ha avanzado una carrera (normalmente entre 1,5 y 2 metros), las pinzas se sueltan, la parte trasera de la máquina se empuja hacia adelante, las pinzas se vuelven a enganchar en la nueva posición y comienza la siguiente carrera de empuje. Esta secuencia se repite continuamente durante toda la operación de excavación del túnel.

Eliminación de desechos (manejo de estiércol)

El material cortado de la cara del túnel, llamado "estiércol" en la terminología de construcción de túneles, debe retirarse continuamente del cabezal de corte y transportarse a la superficie. En la mayoría de las tuneladoras, la suciedad cae por las aberturas del cabezal de corte y es recogida por una cinta transportadora que pasa por el centro de la máquina. Este transportador principal transfiere el estiércol a una serie de transportadores de arrastre o a vagones de estiércol montados sobre rieles que lo transportan a través del túnel hasta el pozo de lanzamiento, donde se eleva a la superficie y se transporta. En promedio, una tuneladora metropolitana de tamaño mediano que excava en terreno mixto produce entre 300 y 600 metros cúbicos de estiércol por día, un desafío logístico importante que requiere una operación de eliminación en superficie bien planificada que se ejecute en paralelo con la excavación del túnel.

Instalación de revestimiento de túneles

Inmediatamente detrás del cabezal de corte, la mayoría de las tuneladoras modernas instalan un revestimiento de túnel permanente a medida que avanza la máquina. El enfoque estándar utiliza segmentos de hormigón prefabricado (generalmente de seis a ocho segmentos curvos por anillo, más un segmento "clave" más pequeño) que se levantan a su posición mediante un brazo montador de segmentos automatizado y se atornillan o juntan para formar un anillo completo. Cada anillo se instala en el espacio creado por la última carrera de empuje de la máquina y, a medida que la máquina avanza hacia la siguiente carrera, el anillo completo se convierte en la estructura estructural del túnel permanente. Esta instalación de revestimiento integrada es una de las mayores ventajas de eficiencia de la tuneladora: el túnel se completa prácticamente detrás de la máquina a medida que avanza, lo que requiere un trabajo de seguimiento mínimo.

Los principales tipos de tuneladoras y cuándo se utiliza cada una

La selección de un tipo de tuneladora es una de las decisiones de ingeniería más críticas en cualquier proyecto de construcción de túneles. El tipo de máquina incorrecto para las condiciones del terreno encontradas puede provocar un avance lento, daños a la máquina, asentamiento del terreno o, en casos graves, el colapso del túnel. Las principales familias de tuneladoras se distinguen principalmente por la forma en que gestionan el terreno delante del cabezal de corte y controlan la presión del agua subterránea:

TBM de cara abierta (con pinza): lo mejor para Hard Rock

La tuneladora de cara abierta o con pinzas es el diseño original de la tuneladora y sigue siendo la máquina preferida para condiciones estables de roca dura donde la cara del túnel es autoportante y la presión del agua subterránea es manejable. Como sugiere el nombre, la cara del túnel está abierta: no hay ningún sistema de soporte presurizado entre el cabezal de corte y el terreno excavado. Esta simplicidad hace que las tuneladoras con pinzas sean más rápidas y rentables en las condiciones adecuadas: sin sistemas de presurización que gestionar, el acceso de mantenimiento al cabezal de corte es más fácil, las tasas de avance son mayores y las máquinas son mecánicamente más simples. Son la opción estándar para túneles de suministro de agua, túneles ferroviarios y proyectos hidroeléctricos en terrenos montañosos: aplicaciones en las que la máquina pasará la mayor parte de su recorrido en roca competente. La limitación es igualmente clara: en terrenos blandos, suelos saturados o condiciones mixtas, una tuneladora de cara abierta no puede soportar de manera segura la cara del túnel, lo que la hace inadecuada para proyectos urbanos donde el asentamiento del terreno dañaría las estructuras de la superficie.

TBM de equilibrio de presión de tierra (EPB): ideal para terrenos blandos y entornos urbanos

La tuneladora de equilibrio de presión de tierra es el tipo de máquina más utilizado en túneles de infraestructura y metros urbanos en todo el mundo. Aborda el problema del soporte del terreno blando llenando la cámara del cabezal de corte (el espacio entre el cabezal de corte y una placa de mamparo detrás de él) con tierra excavada acondicionada a la consistencia adecuada usando espuma, polímeros o agua. Este lodo acondicionado se mantiene a una presión que equilibra la presión de la tierra y del agua subterránea en el frente del túnel, evitando el colapso del frente y minimizando el movimiento del suelo. El lodo presurizado se extrae de la cámara a través de un transportador de tornillo, que controla la velocidad de eliminación del material para mantener la presión de la cara objetivo. Las tuneladoras EPB son particularmente efectivas en suelos ricos en arcilla, suelos arenosos y terrenos mixtos con presión moderada de agua subterránea. Son el tipo de máquina dominante para la construcción de trenes de metro en ciudades como Londres, Nueva York, Tokio, Beijing y prácticamente en todos los grandes proyectos de túneles urbanos de los últimos 30 años.

Tuneladora Escudo de lodo (Mixshield): la mejor para terrenos saturados de agua y gruesos

La tuneladora con protección contra lodo utiliza lodo de bentonita presurizada (una mezcla líquida de agua y arcilla) para soportar la cara del túnel en lugar de lodo acondicionado. La lechada llena la cámara del cabezal de corte bajo presión y forma una torta de filtración en la cara del túnel que transmite la presión de soporte al suelo. El material excavado se mezcla con el lodo y se bombea fuera del túnel como una suspensión líquida a través de una tubería de lodo, se transporta a una planta de separación de superficie donde se eliminan los sólidos y el lodo limpio se devuelve a la máquina para su reutilización. Este enfoque de circuito de lodos es más complejo y costoso que el EPB, pero sobresale en condiciones en las que el EPB tiene dificultades: gravas y arenas altamente permeables con alta presión de agua subterránea, terrenos mixtos con cantos rodados y cruces de túneles submarinos. El proyecto Crossrail en Londres, el túnel de Øresund entre Dinamarca y Suecia y el túnel del puente Hong Kong-Zhuhai-Macao utilizaron máquinas de protección contra lodos para sus secciones submarinas o de alta presión de agua más desafiantes.

Tuneladoras multimodo: flexibilidad para terrenos variables

Una categoría cada vez mayor de máquinas perforadoras de túneles es la tuneladora convertible o multimodo, diseñada para cambiar entre modos de funcionamiento (generalmente entre EPB y cara abierta, o entre EPB y protección contra lodo) a medida que las condiciones del terreno cambian a lo largo de la alineación del túnel. Estas máquinas son más complejas y más caras que las máquinas monomodo, pero pueden ser esenciales para proyectos en los que el túnel debe atravesar una geología dramáticamente diferente a lo largo de su longitud. Un escenario común es un túnel que comienza en suelos urbanos blandos, pasa a través de una capa de arena que contiene agua y luego ingresa a una roca competente, una secuencia que desafiaría cualquier máquina monomodo. La capacidad multimodo permite que una máquina complete todo el recorrido sin la opción poco práctica de extraer y reemplazar la máquina en la mitad del túnel.

Tipos de tuneladoras de un vistazo: comparación lado a lado

Factores clave que determinan qué tan rápido puede avanzar una tuneladora

La tasa de avance, medida en metros por día o por turno, es la métrica de producción principal para cualquier proyecto de tunelización con tuneladora y tiene un enorme impacto en el costo y el cronograma del proyecto. Sin embargo, la tasa de avance no es simplemente una función de la potencia o el tamaño de la máquina. Resulta de la interacción de múltiples variables, muchas de las cuales están fuera del control del equipo del proyecto:

• Resistencia y abrasividad de la roca: En la construcción de túneles en roca dura, la resistencia a la compresión de la roca y la abrasividad del contenido mineral (particularmente el contenido de cuarzo) son los principales determinantes de la tasa de penetración y la vida útil del cortador de disco. El granito extremadamente duro y abrasivo puede reducir la vida útil de la cortadora a menos de 20 metros de avance por cortadora, lo que requiere intervenciones frecuentes en el cabezal de corte que reducen significativamente la tasa de avance neto. Las rocas más blandas, como la piedra caliza o la tiza, permiten tasas de penetración mucho más altas y una vida útil más larga del cortador.
• Comportamiento del terreno y estabilidad del frente: Las condiciones inestables del terreno (arenas corridas, arcilla exprimida o zonas de rocas con fallas) pueden requerir intervenciones, tratamiento del terreno o una velocidad de avance reducida para manejarlas de manera segura. En casos extremos, la tuneladora puede quedar atrapada o "atascada" en un terreno estrecho, un escenario que puede tardar semanas o meses en resolverse y representa uno de los riesgos más costosos en la construcción de túneles con tuneladoras.
• Capacidad de manejo de estiércol: El sistema de eliminación de desechos superficiales debe estar a la altura del rendimiento de excavación de la máquina. Un cuello de botella en el transporte de estiércol, ya sea debido a límites de capacidad del transportador, escasez de vagones o logística de eliminación en superficie, reduce directamente la tasa de avance alcanzable de la máquina, independientemente de qué tan bien esté cortando.
• Tiempo de suministro e instalación del segmento: Cada anillo de revestimiento del túnel debe entregarse a la máquina e instalarse antes de que pueda comenzar la siguiente carrera de empuje. Los retrasos en la entrega de segmentos, los ciclos de grúa en el pozo de lanzamiento o los problemas de calidad con los propios segmentos reducen la tasa de avance neto. Los proyectos de tuneladoras de alto rendimiento invierten mucho en optimizar la cadena logística del segmento.
• Mantenimiento y tiempo de inactividad: Las tuneladoras funcionan las 24 horas del día en múltiples turnos, pero requieren intervenciones de mantenimiento programadas (inspecciones del cabezal de corte, cambios de cortador, lubricación, comprobaciones del sistema) que deben incluirse en el programa de producción. El tiempo de inactividad no planificado por fallas mecánicas es la principal variable que separa las unidades de TBM que funcionan bien de las que tienen problemas.

Principales aplicaciones de las tuneladoras en todo el mundo

Las tuneladoras funcionan en todos los continentes (excepto la Antártida) y en una extraordinaria variedad de tipos de aplicaciones. La escala y diversidad de los proyectos de TBM en las últimas décadas reflejan tanto la creciente demanda de infraestructura subterránea como la creciente madurez de la tecnología de TBM para enfrentar condiciones desafiantes.

Túneles de Metro Urbano y Tránsito Rápido

La categoría más grande de uso de TBM en todo el mundo son los túneles ferroviarios de metro urbano. Todas las grandes ampliaciones de metro en el mundo (desde la línea Elizabeth de Londres (Crossrail) hasta la red de metro en constante expansión de Beijing, desde el túnel del metro de Sydney hasta el nuevo sistema de metro de Riad) se basan principalmente en máquinas perforadoras de túneles EPB para construir los túneles gemelos que llevan los trenes entre las estaciones. Sólo el proyecto Elizabeth Line utilizó ocho tuneladoras para perforar más de 42 kilómetros de nuevos túneles debajo de una de las ciudades más densamente construidas del mundo, con asentamientos superficiales en muchas áreas limitados a menos de 5 milímetros. Este nivel de control simplemente no se puede lograr con ningún otro método de excavación.

Túneles de autopistas y carreteras

En la construcción de túneles de carreteras se utilizan cada vez más tuneladoras de gran diámetro capaces de excavar túneles lo suficientemente grandes como para transportar de dos a cuatro carriles de tráfico en una sola perforación. El túnel de reemplazo del viaducto SR 99 Alaskan Way en Seattle, terminado en 2019, utilizó Bertha, en ese momento la tuneladora más grande del mundo con 17,5 metros de diámetro, para perforar un túnel de autopista de dos niveles debajo del centro de la ciudad. Las tuneladoras de carreteras deben excavar secciones transversales mucho más grandes que los túneles de metro, lo que requiere fuerzas de empuje significativamente mayores, cabezales de corte más grandes y sistemas de accionamiento más potentes. Los segmentos prefabricados de hormigón para grandes túneles de carretera pueden pesar entre 10 y 15 toneladas cada uno y requieren equipos de elevación y montaje especialmente diseñados dentro de la máquina.

Túneles de suministro de agua, alcantarillado y servicios públicos

Los túneles de infraestructura hidráulica son una de las áreas de aplicación más antiguas y consistentes de las tuneladoras. Los túneles de suministro de agua en rocas profundas, perforados a profundidades de 50 a 200 metros a través de un lecho de roca competente, permiten a las ciudades transportar agua a través de largas distancias sin la interrupción de las zanjas en la superficie. El túnel Tideway de Londres, un túnel combinado de desbordamiento de alcantarillado de 25 kilómetros actualmente bajo el río Támesis, utiliza tres tuneladoras para perforar tiza y arcilla a profundidades de hasta 65 metros. El proyecto Deep Tunnel de Chicago, uno de los sistemas de túneles más grandes jamás construidos, utilizó tuneladoras para perforar más de 175 kilómetros de túnel para combinar el almacenamiento de desbordes de alcantarillado y el control de inundaciones. En diámetros más pequeños, las máquinas de microtunelización (esencialmente tuneladoras miniaturizadas operadas de forma remota sin trabajadores dentro) instalan tuberías y conductos de servicios públicos en áreas urbanas sin zanjas a cielo abierto.

Túneles ferroviarios y ferroviarios de alta velocidad

Los túneles ferroviarios de larga distancia a través de cadenas montañosas representan algunos de los proyectos de tuneladoras más desafiantes y celebrados de la historia. El túnel de base de San Gotardo en Suiza, el túnel ferroviario más largo del mundo con 57 kilómetros, se completó en 2016 después de 17 años de construcción utilizando múltiples tuneladoras que tuvieron que perforar toda la complejidad geológica de los Alpes suizos, incluido granito duro, esquisto y múltiples zonas de falla. El Túnel del Canal de la Mancha que conecta Inglaterra y Francia utilizó 11 tuneladoras para perforar tres túneles (dos túneles de circulación y un túnel de servicio) bajo el Canal de la Mancha. Los proyectos en curso, como la línea maglev Chuo Shinkansen de Japón, incluyen túneles que se extienden más de 25 kilómetros a través de una difícil geología montañosa, llevando la tecnología TBM a nuevas fronteras.

El costo real de los proyectos de máquinas perforadoras de túneles: lo que impulsa las cifras

La construcción de túneles con TBM es costosa (a menudo extraordinariamente) y comprender qué impulsa el costo ayuda a los propietarios e ingenieros del proyecto a tomar decisiones informadas sobre cuándo la construcción de túneles con TBM es la opción correcta frente a alternativas como la construcción de corte y cubierta o perforación y voladura.

Los costos típicos de los túneles TBM en los países desarrollados oscilan entre 50 y 300 millones de dólares por kilómetro para túneles de tamaño metropolitano, con variaciones significativas basadas en el diámetro, la geología, la complejidad urbana y los costos de mano de obra y materiales específicos de cada país. Estas cifras son altas, pero deben compararse con el costo total de las alternativas, incluido el costo de la alteración de la superficie, los impactos a la propiedad y la prima otorgada a la construcción de infraestructura profunda que no consuma el escaso espacio de superficie de una ciudad moderna.

Investigación geotécnica: por qué el conocimiento del terreno lo es todo en la construcción de túneles con TBM

Ningún factor tiene un mayor impacto en el éxito o el fracaso de un proyecto de tuneladora que la calidad de la investigación geotécnica realizada incluso antes de seleccionar la máquina. El suelo es el medio de la TBM, y las sorpresas en el terreno (fallas inesperadas, cambios repentinos en la presión del agua, cantos rodados en suelos que de otro modo serían blandos o condiciones de caras mixtas colapsables) son la causa fundamental de la mayoría de los retrasos, sobrecostos e incidentes de seguridad de la mayoría de los proyectos importantes de TBM.

Una investigación geotécnica integral para un túnel TBM generalmente incluye perforación de pozos a intervalos regulares a lo largo de la alineación (a menudo cada 50 a 100 metros para proyectos urbanos), pruebas de laboratorio de muestras de roca y suelo para determinar su resistencia, abrasividad, permeabilidad y otras propiedades, monitoreo de la presión del agua subterránea y estudios geofísicos para identificar obstáculos enterrados, cavidades o anomalías entre pozos. A pesar del costo (un programa de investigación geotécnica exhaustiva puede representar entre el 1% y el 3% del costo total del proyecto), los ingenieros experimentados en túneles lo consideran universalmente como el mejor dinero gastado en un proyecto de tuneladora. Cada dólar invertido en la investigación del terreno antes de la construcción suele equivaler a diez dólares o más ahorrados en reclamaciones y retrasos evitados durante la construcción.

El informe de referencia geotécnico (GBR), un documento que establece las condiciones contractuales de referencia para el comportamiento del terreno en el que se basan la selección y el precio de la tuneladora por parte del contratista, es uno de los documentos contractuales más importantes en cualquier proyecto de tuneladora. Las condiciones que exceden la línea de base activan los mecanismos contractuales de distribución de riesgos entre el propietario y el contratista. Obtener una línea de base correcta, basada en una investigación exhaustiva, es fundamental para un proyecto justo y exitoso.

Innovaciones que dan forma al futuro de las tuneladoras

La tecnología de las TBM ha avanzado notablemente desde las primeras máquinas exitosas en los años 1950 y 1960, y el ritmo de la innovación se está acelerando en lugar de desacelerarse. Es probable que varias áreas en desarrollo definan la próxima generación de tuneladoras:

• Monitoreo de cabezales de corte en tiempo real y mantenimiento predictivo: Las tuneladoras modernas ya cuentan con cientos de sensores que monitorean la vibración, el torque, el empuje, la temperatura y la presión del suelo en tiempo real. El siguiente paso es integrar la IA y el aprendizaje automático para predecir el desgaste y las fallas de las cortadoras antes de que ocurran, permitiendo que las intervenciones de mantenimiento sean planificadas en lugar de reactivas. Esto tiene el potencial de mejorar drásticamente la disponibilidad de la máquina y las tasas de avance al reducir el tiempo de inactividad no planificado.
• Tuneladoras autónomas y teleoperadas: Si bien la automatización total de la construcción de túneles con TBM sigue siendo un objetivo a largo plazo, ya se están dando pasos importantes hacia una mayor automatización. Los formadores de segmentos automatizados, los sistemas de guía basados ​​en GPS y la gestión de empuje semiautónoma son ahora estándar en las máquinas avanzadas. Varios fabricantes están desarrollando máquinas capaces de funcionar durante períodos prolongados con una mínima intervención del operador, lo que reduce la mano de obra necesaria dentro del túnel y mejora la seguridad.
• Tecnologías de corte alternativas: Los cortadores de disco convencionales tienen una capacidad limitada para penetrar eficientemente los tipos de rocas más duras. Se están realizando investigaciones sobre el preacondicionamiento de la roca delante del cabezal de corte con láser, microondas, plasma y chorro de agua a alta presión, con el objetivo de reducir la energía necesaria para la excavación y ampliar la gama de condiciones del terreno en las que las tuneladoras pueden funcionar de forma económica.
• Secciones transversales de tuneladoras no circulares: Las tuneladoras estándar producen túneles circulares, pero muchas aplicaciones de infraestructura (particularmente túneles de carretera y galerías de servicios combinados) se beneficiarían de secciones transversales rectangulares o en forma de herradura que utilicen el espacio disponible de manera más eficiente. En Japón y China se han desarrollado y probado varias tuneladoras no circulares experimentales y, si bien la tecnología aún no está generalizada, representa una frontera importante para la industria.
• Tunelización continua sin interrupción anillo por anillo: El actual ciclo de parada-arranque del avance de la TBM (carrera de empuje, luego parada para instalar el anillo segmentado y luego reanudación) limita la tasa de avance neta de la máquina típicamente a 50-70% de su máximo teórico. La investigación sobre sistemas de túneles continuos, donde los segmentos se instalan simultáneamente con el avance de la máquina en lugar de alternativamente, tiene el potencial de mejorar drásticamente la productividad, aunque los desafíos de ingeniería son significativos.