A especificação das tubulações é uma das etapas mais complexas em qualquer projeto de ventilação. Os materiais usados em minas subterrâneas incluem aço, fibra de vidro e mantas de PVC, mas os produtos construídos com chapas de aço ainda são os modelos mais tradicionais e com a maior eficiência.

De acordo com Sander Araújo, diretor da empresa Provente, essa tecnologia também merece atenção especial em função do peso elevado e da complexidade do sistema de acoplamento que une as peças. Outro ponto de atenção recai sobre o alto custo com o transporte, além do preço intrínseco da própria tubulação, fatores que vem forçando sua progressiva substituição por novas tecnologias.

TECNOLOGIAS

É o caso dos dutos em manta reforçada de PVC, modelo que atualmente é o mais utilizado em obras subterrâneas. As vantagens do material incluem menor custo, facilidade de acoplamento (feito por zíper ou abraçadeiras), baixo investimento no transporte (são embalados em pequenos volumes), peso reduzido e possibilidade de pequenos reparos. A favor da manta reforçada com PVC contam ainda a presença de lonas com alta resistência e dotadas de dispositivos que não permitem a propagação de chamas. “Foi essa última característica que tornou a tubulação de mantas de PVC uma unanimidade no mundo das obras subterrâneas”, avalia Araújo.

Apesar de serem utilizados em sistemas definitivos de ventilação, incluindo os sistemas para ar condicionado e instalações industriais, os dutos de fibra de vidro não são especificados em minas subterrâneas devido a fatores como maior robustez e dificuldade de acoplamento entre as peças, além do alto custo de transporte.

Mas, além dos materiais, os projetos precisam considerar a opção de utilizar ou não uma tubulação única para insuflar e extrair o ar movimentado. Um sistema de ventilação para uma galeria ou túnel pode ser instalado de duas formas: apenas com a insuflação de ar ou que combine a insuflação e a extração de ar (daí a denominação de duplo sentido). No caso do primeiro, o insuflamento do ar limpo ocorre com o uso de um ou mais ventiladores, por meio de uma coluna de dutos, até o local de operação da mina subterrânea. Já a remoção do ar poluído acontece ao longo do interior da galeria, forçada pela pressão do ventilador. Mais utilizado, o sistema agrega as vantagens de permitir a instalação fixa do ventilador, mas também possibilita menor cabeamento elétrico, maior facilidade na manutenção do equipamento e bloqueio da recirculação de ar poluído para o interior da galeria ou túnel.

O sistema duplo é utilizado quando o cenário da mina subterrânea conjuga dois fatores: distância da coluna de dutos de ventilação superior à máxima atingida pelo ventilador e ausência de características técnicas no equipamento que permitam o acoplamento de uma unidade à outra. Se houvesse a possibilidade de acoplamento, o sistema teria um acréscimo na pressão do conjunto de ventiladores. “Em função disso, a tecnologia dupla utiliza duas colunas de dutos: uma insuflando o ar limpo na face de trabalho e a outra exaurindo o ar poluído”, explica Araújo.

De acordo com o especialista, a principal vantagem da técnica é a condução do ar poluído a ser descartado com uso de dutos de ventilação, evitando a contaminação ao ar ambiente. Porém, a duplicidade implica na necessidade da instalação de cabos elétricos no interior da galeria ou túnel, além do risco de contaminação do ar limpo, caso a tubulação de exaustão contenha vazamentos.

Adolpho Rossi, da Atric, destaca que muitos projetos exigem que os túneis rodoviários sejam construídos com ventilação bidirecional, que funciona nas duas direções. “A explicação é lógica, uma vez que a maioria dos túneis rodoviários tem expectativa de reversão, em especial durante os fins de semana ou em caso de trânsito de grandes fluxos de veículos”, detalha o executivo. E, para obter tal reversibilidade, a característica mais importante é justamente a presença de ventiladores bidirecionais. “Tais equipamentos possuem pás de perfil unifilar e não airfoils, ou seja, os rotores podem girar tanto no sentido horário como no anti-horário”, diz Rossi.

PADRÕES

Orlando Beck, diretor da empresa Obeck e parceiro da canadense ABC Ventilation, resume as características das obras que seguem padrões rígidos de qualidade, como a Linha 4 e dois trechos da Linha 5 do metrô paulistano. Empregada nos dois casos, a tecnologia da ABC Ventilation inclui dutos formados por tecidos com malha trançada, inclusive na diagonal, que são unidos por solda ao longo de toda sua extensão. Um detalhe da instalação é a eliminação dos tradicionais manchões, normalmente colados, que concentram os esforços e aumentam o risco de rasgos. Nesse caso, a Obeck empregou ganchos de sustentação, que funcionam como uma mola e reduzem o risco de cortes quando estocados no cassete da TBM.

No entanto, o executivo lembra que nem todo projeto utiliza a tecnologia mais adequada. “O sistema de ventilação nem sempre é colocado como item importante em uma obra de túnel. Infelizmente, já presenciei projeto de grande empreiteira, onde a ventilação foi substituída por ar comprimido”, pontua Beck. “Obviamente, isso é inadequado, pois o ar comprimido carrega óleo de lubrificação consigo.”

Outro erro recorrente observado pelo especialista é utilizar manta de lã de rocha no revestimento interno dos ventiladores. Com o tempo, o revestimento se solta e a lã é carregada para dentro do túnel, ameaçando a saúde dos trabalhadores. “Para evitar isso, a empresa precisa reformar todos os ventiladores”, explica.

Na avaliação de Beck, a montagem dos dutos também é outro ponto de atenção. Segundo ele, o desalinhamento pode acarretar perda de carga e os rasgos, cortarem o fluxo de ar. “Temos visto situações alarmantes, nas quais os rasgos de duto estão próximos ao ventilador, onde a pressão é maior e as fugas mais danosas”, detalha Beck. “Por tudo isso, uma ventilação mal executada ou mantida inadequadamente não só pode como deve causar o embargo da obra.”

Ventiladores em série exigem cuidados adicionais

De acordo com Udo Sprengel, gerente da linha de negócios de ventilação da Atlas Copco, se os dutos forem fabricados com chapas de aço, a instalação poderá ser realizada com o acoplamento dos ventiladores ao longo da coluna de dutos, considerando as distâncias máximas de alcance de cada equipamento. “A instalação necessita da ativação de cabeamento elétrico ao longo de toda a galeria ou túnel”, ressalta o especialista. Já com dutos de ventilação de manta de PVC, o segundo equipamento será acoplado diretamente ao equipamento já instalado. Sprengel ressalta que a característica construtiva dos equipamentos deve permitir que os ventiladores somem as pressões, atingindo o dobro da distância equivalente para cada dispositivo.

Em túneis rodoviários, entretanto, a instalação em série não é muito frequente. Até por isso, segundo Adolpho Rossi, da Atric, vários fatores devem ser considerados no dimensionamento dos equipamentos para essa finalidade. “Não se deve utilizar a instalação em série sem uma análise do fabricante da máquina, pois a somatória de pressões influencia as forcas axiais incidentes sobre os mancais dos ventiladores”, diz ele, acrescendo que em muitos casos os mancais precisam ser substituídos para que possam resistir aos esforços.