Sob a terra

By Juliana De Andrade29 March 2016

Dentro del proceso de desarrollo de infraestructura en América Latina, las tuneladoras juegan un pap

Dentro del proceso de desarrollo de infraestructura en América Latina, las tuneladoras juegan un papel fundamental

Que a infraestrutura na América Latina ainda é muito pobre não é novidade. Porém, onde existe carência, existe também oportunidades, e é por essa razão que as empresas vinculadas à indústria da construção no mundo todo apostam pelo desenvolvimento econômico desta região emergente.

As necessidades de infraestrutura em cada país na América Latina são múltiplas e diversas, e por isso é impossível identificar um setor econômico que não requeira mais obras, situação que oferece grandes oportunidades aos fabricantes de maquinário especializado.

No desenvolvimento da infraestrutura de qualquer país, os túneis se constituem em estruturas essenciais no processo de expansão. É impossível tentar prever a evolução do mundo sem eles. Desde os primórdios da civilização, foram desenvolvidas várias técnicas de abertura de túneis, partindo pelo uso de explosivos, máquinas escavadeiras, e a mais recente introdução das diferentes tuneladadoras TBM (Tunnel Boring Machines), EPB (Earth Pressure balance) e jumbos, que vêm ganhando cada vez mais espaço na construção latino-americana, já que podem ser utilizados em praticamente qualquer tipo de composição construtiva (mineração, exploração, energia, rodovias etc.). Além de tudo, essas máquinas são capazes de assegurar precisão na escavação e um acabamento uniforme.

É assim que esses equipamentos se converteram em um dos métodos preferidos para abrir túneis, não somente em nosso continente, mas em todo o mundo. Contudo, a técnica requer habilidades logísticas e práticas muito complexas, não somente na fabricação destes dispositivos, mas também no uso.

Escolhendo métodos

A principal dificuldade para abrir túneis é a de superar os possíveis imprevistos que os diferentes tipos de solo a perfurar possam apresentar. Em que pesem as novas tecnologias envolvidas nos equipamentos, continua sendo essencial o uso de aditivos químicos para condicionar e estabilizar o solo, e assim ajudar na escavação e reduzir o estresse das peças da máquina.

Tendo em conta os diferentes tipos de solo e clima da região latino-americana, é fundamental conhecer as características do projeto antes de selecionar os equipamentos e métodos a utilizar, seja drill and blast, TBM, EPB ou qualquer outro.

Para a perfuração de solos com consistências similares a da argila, um sistema adequado é o que oferecem as EPB, que além de ir perfurando o solo, ao mesmo tempo oferecem um acabamento final à estrutura.

A alemã Herrenknecht participou na construção da estação de tratamento de água Juan Manuel de Rosas, no norte de Buenos Aires, projeto que deverá tratar até 1,2 milhão de metros cúbicos de água por dia e que requeria a escavação de 15 quilômetros de túneis.

Esse projeto contou com o uso de duas tuneladoras EPB 3600 (M-1453M, 1454M-M), com diâmetros de escavação de 4.390 mm e uma potência de 630 kW. Os dois equipamentos, capazes de perfurar até 583 metros por mês, trabalharam simultaneamente em direções opostas por um eixo comum de lançamento e atuavam por meio de suaves movimentos giratórios em um solo formado por areia, sedimentos e argila.

Por sua vez, para trabalhar com condições geológicas mistas, a Robbins lançou em 2015 uma série de tuneladoras crossover, conceito que implica no “cruzamento” entre duas máquinas e que permite “passar de um modo de escavação próprio de solos a uma escavação em rocha”. Nesse contexto e também em um projeto de águas, a empresa inovou com um novo equipamento que combina o sistema de disco frontal para as rochas (R) e o EPB. A nova tuneladora crossover XRE estreou no Túnel Emisor Poniente II, no México, em agosto do ano passado.

O novo equipamento, segundo explica a empresa, pode operar em condições rochosas e argilosas e tem mais versatilidade para perfurar solos não homogêneos, como é o caso do subsolo encontrado na Cidade do México, onde está sendo construída a obra. Os 5,9 quilômetros de túnel a serem perfurados incluíam rocha vulcânica, argila, areia e outras formações. Enquanto as tuneladoras padrão tendem a perder eficiência nesse tipo de condição variável, o novo equipamento da Robbins conta com um design que permite abordar um solo misto. A principal característica da XRE é uma cabeça de corte de sentido único para escavação mais eficiente em solo abrasivo, e caixas de câmbio de múltiplas velocidades, as quais proporcionam um maior torque em giro baixo, em zonas com falhas e solos macios, assim como mais giros por minuto para uma perfuração em rocha.

A Herrenknecht também enfrentou grandes desafios relacionados com o tipo de solo, e um deles foi a construção da Linha 4 – Amarela do metrô na capital paulista. Com 13 quilômetros de túneis, o maior obstáculo para a realização do projeto foi a qualidade do solo da cidade, predominantemente heterogêneo, o qual está composto principalmente de areia, argila e lama, mas também apresentando pedra de calcário em partes isoladas. O desafio consistiu em localizar os diferentes solos e confirmar a precisão, posição e profundidade.

As investigações começaram com trabalhos geofísicos para minimizar as intervenções físicas, assim, a metodologia aplicada foi o geo-radar e a eletro-resistividade. O segundo passo foi determinar a posição real do bloco e mapear qualquer interferência no subsolo, o que exigiu a aplicação de perfurações de prospecção.

O passo seguinte foi escolher um equipamento de escavação adequado. Por se tratar de um projeto de alta complexidade que exigia tecnologia de ponta, foi necessário fabricar especialmente para esta obra uma tuneladora de 9,46 metros de diâmetro. Uma EPB Shields S-336, com 1.600 kW de potência e 5 sensores de pressão de escavação com um sistema de argamassa bi-componente. Seus anéis, feitos de segmentos de concreto moldado, com reforço de fibra de aço de 40 kg e uma forma de cone permitiram a escavação em curvas com diâmetros reduzidos (300 m).

Após o processo de escavação da linha 4, a empreiteira a cargo do projeto solicitou à Herrenknecht uma remodelação da máquina, que incluía aumentar seu diâmetro até os 10,54 metros e a otimização dos escudos EPB. Assim, o equipamento estaria pronto para a construção de uma nova linha, a 5 – Lilás. A Herrenknecht proveu ainda outras duas novas TBMs S-789 para escavar essa nova linha, desta vez na região sudoeste da cidade, acompanhadas de um pacote de equipamentos adicionais para tornar mais eficientes os processos no canteiro de obras. Duas destas TBMs já finalizaram com sucesso seu trabalho no fim de novembro de 2015.

Um caso diferente é o da linha 4 no Rio de Janeiro, que com 16 quilômetros de extensão, quase totalmente subterrânea, apresentava no solo uma geologia composta por areia e gnaisse, passando em grande parte por baixo da borda da serra do Maciço na Tijuca, onde há pouca água subterrânea. Igualmente, o projeto se une a uma rede de metrô já existente em área urbanizada. Dadas essas condições, o método escolhido seria o drill and blast.

Segundo explica Euzari Rodrigues, gerente de manutenção da CCRB, consórcio a cargo do projeto, uma frota de nove jumbos Sandvik foi escolhida para os trabalhos de perfuração e com explosão na Área Oeste do projeto. Thiago Sá Freire, engenheiro de produção civil da CCRB, detalha que nesse setor a geologia apresenta diversas classes de rochas e um gnaisse granítico com uma resistência a compressão de 145 Mpa, além de um gnaisse de biotita de 120 MPa.

Para ajudar ainda mais na eficiência da operação, a Sandvik tem um contrato de manutenção de tempo completo no local de trabalho. “Com uma manutenção periódica, os jumbos trabalham como novos”, explica Rodrigues. E acrescenta que, “contar com o apoio próximo e constante da Sandvik é muito importante”.

A companhia proveu também seis equipamentos de perfuração para o projeto rodoviário Nova Tamoios, iniciativa que está atualmente em construção na costa norte de São Paulo e que requer investimentos de R$ 3 milhões. Nos 33,9 quilômetros de extensão da nova rodovia serão construídos cinco túneis duplos que somam 6,7 quilômetros em cada sentido. Além disso, há 44 pontes e viadutos, que totalizam 8 quilômetros.

Outro projeto de grande envergadura em que a empresa está envolvida é o da hidroelétrica Belo Monte, no qual está realizando diversas perfurações por meio de uma perfuradora de esteiras Sandvik DX680.

Mineração

No setor de mineração, a empreiteira Strabag, por meio de sua filial Züblin, foi contratada pela chilena Codelco para a expansão da El Teniente, a maior mina subterrânea de cobre do mundo, localizada no Chile, a cerca de 80 quilômetros da capital Santiago.

A companhia é uma das maiores no segmento da construção em minas subterrâneas que está operando no Chile. Por meio de um contrato de US$ 100 milhões, a Züblin espera, usando o método drill and blast, ampliar a mina em 10.320 metros horizontalmente e em 849 metros verticalmente, o que permitiria estender em mais de 50 anos a vida útil da mina, que atualmente produz mais de 400 mil metros cúbicos de cobre por ano.

Segundo a empresa, o maior desafio deste projeto, que deve ser concluído no fim de 2016, são as condições sísmicas e as forças geológicas da região.

A Atlas Copco também está envolvida em um projeto de mineração, mas no maior depósito de cobre do mundo a céu aberto, a mina Chuquicamata. Depois de 100 anos de operação, a mina está em transição para uma operação subterrânea, o que entre muitas outras tarefas implica na construção de túneis mineiros, galerias de ventilação e galerias de acesso e transporte, tudo em grande escala. Já na primeira fase, que começou em 2012 e se completou em 2015, a Atlas Copco proveu, entre outros equipamentos, seus jumbos Boomer XE3C e Boomer E2C, além de prestar apoio técnico, logístico, de serviço e treinamento para os operadores.

Segundo Omar Allel, gerente da Linha de Negócios Subterrâneos da Atlas Copco, “mais de 50 operadores foram treinados antes e durante o projeto em nosso Centro de Capacitação. Além disso, a comunicação automática com nosso Centro de Distribuição permite que as partes críticas cheguem rapidamente, pois também provemos ao projeto ferramentas de perfuração de rocha e máquinas BQ3 para o polimento das brocas da Atlas Copco Secoroc”, sinaliza.

A segunda e principal fase do projeto, que começou este ano, incluirá a construção de mais de 100 quilômetros de túneis e galerias, as quais se ocuparão para a produção, transporte de materiais, níveis de ventilação e instalações auxiliares, como estações de britagem.

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