Movimentando um mercado de US$ 100 bilhões, o setor de túneis mantém o dinamismo tecnológico em todas as regiões do mundo. Mais que isso, novos avanços podem ser esperados para os próximos anos, com o aumento das demandas de mineração e da população urbana crescente, que exigem a busca por soluções subterrâneas mais eficientes e seguras.

Nesse sentido, o ano de 2016 parece ter sido particularmente auspicioso. A recém-finalizada obra do túnel de Saint-Gotthard através dos Alpes, na Suíça, exemplifica a dimensão dos projetos atualmente em desenvolvimento. Embora a atividade seja historicamente forte na Europa e na América do Norte, novas tendências emergiram nos últimos anos. Atualmente, cerca de 60% dos projetos de tunelagem estão na Ásia, sendo que 29 cidades chinesas estão estendendo ou construindo novos metrôs. Inclusive na América do Sul, a indústria de túneis tem mostrado força, com projetos no Brasil, Argentina, Chile e Colômbia.

Evidentemente, esta saudável dinâmica na indústria tem sido reforçada por inovações que permitem obter maior eficiência e domínio dos parâmetros técnicos da escavação. Neste rol, podem ser citados avanços recentes em segurança como o Automatic Inspection Vehicle (AIV), essencialmente um assistente virtual robótico projetado para colher e transmitir informações operacionais às equipes de manutenção, alertando em caso de emergência. Deslizando ao longo de um trilho contínuo, a unidade utiliza análises de vídeo e CCTV para conduzir inspeções automatizadas, detectando – por meio de algoritmos – condições anormais como vazamentos, inundações ou defeitos na iluminação. De fato, trata-se de um avanço e tanto, mas há muito mais acontecendo neste setor.

TUNELADORA

Até recentemente, a tunelagem em areia pura era um desafio técnico devido à alta permeabilidade e características granulares do solo. Agora, com o advento da avançada tecnologia Earth Pressure Balance (EPB), as novas Tunnel Boring Machines híbridas podem dar conta do recado, como ocorreu de forma pioneira na premiada obra da Linha 4, em que uma máquina Herrenknecht de 11,5 m de diâmetro escavou 5.200 m no metrô do Rio de Janeiro, com grande parte do trecho debaixo d’água.

Como se sabe, as TBM’s híbridas incluem condicionamento do solo por meio de espumas, polímeros e slurry diretamente da cabeça de corte, permitindo um controle avançado de pressão. Adicionalmente, embora a nova tecnologia híbrida consuma níveis mais altos de espuma e slurry, ela utiliza consideravelmente menos bentonita que as EPB’s convencionais. Além disso, a tecnologia híbrida permite a realização de intervenções hiperbáricas com a mesma segurança. Isto também permite que os contratantes programem as inspeções da cabeça de corte sem a necessidade de determinar antecipadamente os locais das intervenções.

ESCAVADEIRA

Recentemente, a BBMV ajudou a GTA Maschinensysteme a desenvolver uma escavadeira suspensa, capaz de escavar túneis de baixo para cima em até 30 graus de inclinação. Uma unidade deste equipamento, inclusive, já foi utilizada em duas operações na malha subterrânea de Londres, ajudando a escavar túneis para a implantação de escadas rolantes com 9 m de diâmetro.

A máquina compreende um braço de escavação e pulverização de concreto, com uma cabine de operação. O conjunto é suspenso por meio de um sistema de trilhos instalados no teto do túnel, fazendo com que a escavadeira progrida conforme o próprio túnel avança. Ao lado da escavadeira, há uma passarela que garante a segurança dos engenheiros, mantendo-se em comunicação visual e sonora com o operador e servindo como saída de emergência.

Esta inovação não apenas aumenta a segurança por afastar o operador de áreas perigosas, mas também por eliminar uma série de trabalhos temporários que podem ser requeridos em construções inclinadas.

A escavadeira suspensa permite a realização de escavações inclinadas nos limites da obra, sem causar distúrbios nos veios de ligação do túnel, ao passo que reduz o impacto da construção nos ambientes ao redor. Na Alemanha, a GTA tem produzido sistemas suspensos para a indústria ferroviária e a de mineração por 40 anos.

ANÁLISE

Também há avanços em sistemas. Para aumentar a qualidade e produtividade do método de drill and blast, a Sandvik desenvolveu a solução geoSURE para alinhar a crescente necessidade de informações de MWD (Measurement-While-Drilling, ou Medição Durante Perfuração) nas operações de tunelagem.

A solução foi projetada para prover informações geológicas de alta exatidão. Isso é possível por meio de análise e coleta automáticas de informações durante a perfuração, transferindo os resultados para o escritório central. Os resultados podem ser visualizados pelos recursos do sistema, de um gráfico de medição de um simples buraco até projeções em 3D ao longo de todo o túnel.

As informações – que incluem avaliações da necessidade de apoio de rochas, seleção de métodos adequados, controle e otimização de jateamento, previsão de condições de massa rochosa à frente da face do túnel, planejamento, otimização de recursos, planos de trabalho etc. – também podem ser utilizadas na manutenção e reforma do túnel, além de servir de fonte de apoio para a solução de problemas.

REVESTIMENTO

Finalmente, novas pesquisas na Noruega investigam as propriedades físicas de fibras reforçadas de concreto e membranas pulverizadas, traçando uma nova perspectiva sobre as propriedades e possíveis usos mistos dessas soluções. Os pesquisadores sugerem que mecanismos de degradação – como lixiviação de longo prazo em concreto pulverizado, exposição a íons agressivos dos lençóis freáticos, acumulação de pressão hidrostática na estrutura do revestimento e danos induzidos por congelamento e degelo – se tornarão muito mais difíceis de ocorrer no futuro. Que, diga-se, nem está tão longe assim.