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26 de abril de 2010
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Geofísica

Jumbos de perfuração hi-tech

Novas tecnologias, baseadas em laser, diminuem a necessidade de levantamento topográfico e reduzem custos com sobre-escavação

Na hora de executar uma obra de túnel pelo método NATM (New Austrian Tunnelling Method), o correto posicionamento do jumbo de perfuração constitui um item indispensável para o bom andamento do projeto. Quanto mais precisas forem as perfurações em relação ao plano de fogo, mais otimizado será o avanço na obra, com menor consumo de explosivos e do concreto necessário para o revestimento das paredes do túnel.

Na busca por essa eficiência, os fabricantes de jumbos de perfuração lançam mão de tecnologias avançadas para o controle e direcionamento de seus modelos, baseadas em escaneamento a laser e que dispensam levantamentos topográficos para determinar a área de perfuração. Esse é o caso do RCS (Rig Control System), que desempenha essa função nos equipamentos da Atlas Copco com base em protocolo CAN Bus.

Segundo Velimir Alberto Morales, supervisor de serviços da área de Escavação Subterrânea de Rochas (URE) da Atlas Copco, o sistema centraliza as informações de todos os sensores dos jumbos de perfuração em um computador central e se comunica com os módulos de controle espalhados pelos diversos componentes do equipamento. “Um desses módulos é o Point Fix, que envia ondas eletromagnéticas em duas direções diferentes, formando um prisma, com o objetivo de estabelecer o posicionamento da máquina dentro do túnel”, ele explica.

Automação da operação
Unindo informações sobre o posicionamento da máquina e sobre os parâmetros de geometria da haste de perfuração, Morales diz que o sistema oferece subsídios para que a operação seja totalmente automatizada. Paulo Sérgio Ribeiro, gerente da linha de negócios URE da Atlas Copco, ressalta que tais recursos de automação podem ser complementados pela tecnologia Túnel Profile. O sistema realiza um escaneamento tridimensional a laser das dimensões do túnel, antes e depois da perfuração, estabelecendo parâmetros de comparação que ajudam a definir a quantidade de concreto projetado necessária para conter as paredes após a escavação.

Como opcional, os equipamentos da marca podem ser dotados da tecnologia Masure While Drilling, que identifica a dureza da rocha que está sendo perfurada por meio de parâmetros de rotação e de velocidade de avanço da haste. “Ela completa os demais sistemas e é muito útil nas perfurações em formações de minério, pois aj


Na hora de executar uma obra de túnel pelo método NATM (New Austrian Tunnelling Method), o correto posicionamento do jumbo de perfuração constitui um item indispensável para o bom andamento do projeto. Quanto mais precisas forem as perfurações em relação ao plano de fogo, mais otimizado será o avanço na obra, com menor consumo de explosivos e do concreto necessário para o revestimento das paredes do túnel.

Na busca por essa eficiência, os fabricantes de jumbos de perfuração lançam mão de tecnologias avançadas para o controle e direcionamento de seus modelos, baseadas em escaneamento a laser e que dispensam levantamentos topográficos para determinar a área de perfuração. Esse é o caso do RCS (Rig Control System), que desempenha essa função nos equipamentos da Atlas Copco com base em protocolo CAN Bus.

Segundo Velimir Alberto Morales, supervisor de serviços da área de Escavação Subterrânea de Rochas (URE) da Atlas Copco, o sistema centraliza as informações de todos os sensores dos jumbos de perfuração em um computador central e se comunica com os módulos de controle espalhados pelos diversos componentes do equipamento. “Um desses módulos é o Point Fix, que envia ondas eletromagnéticas em duas direções diferentes, formando um prisma, com o objetivo de estabelecer o posicionamento da máquina dentro do túnel”, ele explica.

Automação da operação
Unindo informações sobre o posicionamento da máquina e sobre os parâmetros de geometria da haste de perfuração, Morales diz que o sistema oferece subsídios para que a operação seja totalmente automatizada. Paulo Sérgio Ribeiro, gerente da linha de negócios URE da Atlas Copco, ressalta que tais recursos de automação podem ser complementados pela tecnologia Túnel Profile. O sistema realiza um escaneamento tridimensional a laser das dimensões do túnel, antes e depois da perfuração, estabelecendo parâmetros de comparação que ajudam a definir a quantidade de concreto projetado necessária para conter as paredes após a escavação.

Como opcional, os equipamentos da marca podem ser dotados da tecnologia Masure While Drilling, que identifica a dureza da rocha que está sendo perfurada por meio de parâmetros de rotação e de velocidade de avanço da haste. “Ela completa os demais sistemas e é muito útil nas perfurações em formações de minério, pois ajuda a detectar falhas no subsolo e indica o reforço necessário para a contenção das paredes do túnel”, diz Ribeiro. “Além disso, a tecnologia registra o corpo mineralizado, evitando extrações desnecessárias.”

Perfuração otimizada
Eliminar a interferência do operador no momento da perfuração, deixando por conta do equipamento todas as ações na execução da malha de furos, também figura como uma preocupação da Sandvik nessa área. Segundo Armando Bernardes Junior, gerente de contas especiais da Sandvik Mining e Construction, o Laser Profiler é uma resposta da empresa a essa necessidade. “Trata-se de uma tecnologia capaz de medir com precisão o perfil do túnel escavado”, ele sintetiza.

O especialista explica que, a partir do interior do jumbo de perfuração, o sistema lança um feixe permanente de laser ao longo das paredes do túnel. “Com isso, ele mede todas as características dessas paredes, inclusive as irregularidades causadas pela detonação.” Dessa forma, o sistema permite avaliar precisamente a ocorrência de sobre-escavação e dimensiona a quantidade exata de concreto para a contenção das paredes do túnel.

Bernardes Junior explica que nas detonações com excesso de explosivo, ou quando a perfuração foi mal dimensionada ou mal executada, a carga de fogo ocorre de forma mal distribuída no interior da rocha, o que configura ineficiência da malha de furos. Para minimizar essa deficiência, as construtoras especializadas nesse tipo de serviço procuram gerenciar os parâmetros da perfuração, de forma a sempre evitar arranques desnecessários de rocha.

Custo da sobre-escavação
Essa necessidade, segundo ele, tornou a precisão das perfurações uma preocupação constante nas obras de túneis, pois as construtoras perceberam que isso reduz significativamente a sobre-escavação. “Se há escavação desnecessária, é preciso aumentar a incidência de atirantamento e as paredes do túnel precisam ser revestidas com concreto. Isso significa custo adicional com materiais e com equipamentos mobilizados nesses serviços”, diz Bernardes Junior.

A precisão da perfuração, segundo ele, pode ser aumentada com a combinação de outras tecnologias da Sandvik, reunindo um conjunto de soluções de automação gerenciadas por um computador de bordo, que ganhou a denominação de Data Control. “Essa tecnologia chegou ao Brasil há poucos anos e se baseia na emissão de um feixe de laser utilizado como guia dentro do túnel.”

O especialista explica que, como esse feixe é exatamente reto e topograficamente preciso, ele permite determinar a posição exata do equipamento. Com isso, a construtora diminui a necessidade de levantamentos topográficos nas perfurações. Mesmo assim, esses levantamentos não são eliminados por completo. “Afinal, o posicionamento do laser é indicado com base em parâmetros topográficos pré-estabelecidos”, ele conclui.