Sob terra e água

By Fausto Oliveira07 February 2014

CLA14/1FeatureFoundations

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A província de Buenos Aires, Argentina, planeja um investimento de US$ 700 milhões em construção e expansão de portos. No Brasil, a Secretaria de Portos começou 2014 autorizando a construção de dois novos portos privados na Bahia. Enquanto isso, governo do Chile, em fim de mandato, fez concessões para construção de importantes pontes ao sul do país, como é o caso das pontes Chacao e Industrial.

Por toda a América Latina, a construção de portos e pontes cresce como resposta ao desafio do desenvolvimento. Para a indústria da construção isso representa um objetivo difícil de realizar: a fundação subaquática.

As empresas especializadas em fundações sabem que para estabilizar as estacas necessárias para sustentar um porto ou uma ponte deve-se levar em conta as marés, ventos, efeitos de corrosão da água, a topografia e o fundo do mar ou do rio.

O processo básico de construção de fundações sob água é igual ao de fazê-las em terra. Em geral, se faz o estaqueamento de um tubo metálico, comumente chamado de camisa metálica, no fundo do mar ou rio. Dentro da camisa metálica, um equipamento de perfuração escava o espaço interno (o solo natural pode ser retirado ou compactado), instala-se uma armadura de aço e depois se faz a concretagem da estaca. E se repete a operação centenas de vezes, dependendo da estrutura que se constrói.

As grandes exigências técnicas têm mais a ver com o transporte dos equipamentos e as camisas metálicas. Muitas vezes, as fundações offshore se fazem usando um navio que transporta o guindaste que operará o martelo. O conhecimento do método está consolidado na América Latina. O próximo passo da região como um todo é agregar novas tecnologias, como os martelos vibratórios. Para uma empresa em especial, o desafio é ampliar sua participação no mercado de equipamentos de perfuração e fundação.

A brasileira CZM fabrica estas máquinas desde 1976. Tem 60% do mercado nacional e suas redes se estendem por toda a América Latina. Em feiras internacionais como Bauma e ConExpo, compete com os grandes nomes europeus, como Casagrande e Soilmec, deixando claro seu intenso processo de internacionalização, que a levou até a abrir uma fábrica nos Estados Unidos. E foi exatamente um serviço de fundação de ponte que parece haver marcado antes e depois na história da empresa.

Escavando águas do norte

Foi a execução de um trabalho de fundação em um rio, que trouxe desafios muito específicos devido às condições geológicas locais, o que abriu as portas à CZM nos Estados Unidos.

A empreiteira McKinney, propriedade da inglesa Keller, a maior empreiteira especializada em fundações no mundo, pegou o serviço de realizar as fundações da ponte Dabney, no estado de West Virginia, em 2013. A geologia do terreno era complicada, pois a proximidade com o rio Guyandotte apresentava um solo com mistura de rocha e arenito extremamente abrasiva.

Uma das soluções pensadas era escavar por partes utilizando explosivos para melhorar as condições do solo antes de iniciar as escavações. Porém, o problema desse método para a empreiteira era que poderia reduzir muito a taxa de avanço e assim comprometer os prazos estabelecidos pelo departamento de trânsito do estado. Mas a empresa já vinha testando há algum tempo a perfuratriz EK250 da CZM em sua sede central, e decidiram pô-la em ação no projeto da ponte Dabney. A perfuratriz enfrentaria a mistura de rocha e arenito só com sua hélice, sem auxílio de explosivos.

O resultado foi surpreendentemente positivo. Mike Hall, engenheiro da McKinney, escreveu um artigo em que assegura que “o arenito da formação geológica local nos pareceu uma boa prova para a perfuratriz. A máquina iria sozinha contra o arenito nativo, sem auxílios extras e utilizando técnicas de perfuração totalmente convencionais. Ao final, a EK250 superou as taxas de produtividade estimadas. A instalação das estacas se completou nove dias antes do prazo apesar da metragem adicional que se agregou à estaca 2”.

Mercado americano

A firma brasileira pôde prover essa solução em solo americano porque desde 2012 tem uma fábrica no país do norte. Localizada em Savannah, estado da Georgia, a unidade é responsável pela produção e venda de 30 máquinas ao ano para o mercado norte-americano. E as expectativas são boas. Segundo Lucas Lemos, diretor de vendas internacionais da CZM, em cinco anos o mercado da empresa nos EUA será maior inclusive que o do Brasil, onde vende uma média de 70 máquinas ao ano.

O trabalho bem feito junto à empreiteira McKinney garantiu-lhe uma excelente propaganda. Mas uma decisão estratégica comercial foi um fator ainda mais importante para fazer da CZM um ator de importância no mercado dos Estados Unidos. Todas as máquinas perfuratrizes que a CZM vende no país são acopladas e adaptadas por seus engenheiros a escavadeiras convencionais, principalmente as da Caterpillar, de longe a marca mais popular de equipamentos de construção pesada nos EUA.

“Desenvolvemos uma solução de engenharia que acopla a perfuratriz à escavadeira, cortando o chassi e agregando cilindros hidráulicos para estender a parte rodante, ou seja, as esteiras. Quando a máquina trabalha, se aciona esse cilindro hidráulico e a base se abre, dando estabilidade. Para o transporte, o cilindro se fecha e as esteiras se contraem”, diz Lemos, que também garante que a potência hidráulica das escavadeiras Caterpillar é suficiente para fornecer a energia para bombas, motores e guinchos da perfuratriz.

Essa solução comercial agrega valor de pós-venda ao equipamento. “Toda cidade dos Estados Unidos tem um dealer Caterpillar. Portanto, meu cliente sabe que poderá encontrar peças de reposição originais em pouco tempo e a um preço conhecido”, conta o executivo. O mesmo não acontece quando a empreiteira escolhe um equipamento cuja marca o produz por inteiro, como é o caso das tradicionais marcas da Europa. Em caso de defeito ou danos em uma esteira, por exemplo, ele teria que deixar a máquina inteira parada até chegar a peça de reposição.

A abertura de uma fábrica nos Estados Unidos e a estratégia de adaptar seus produtos em escavadeiras convencionais está mostrando-se tão efetiva para a CZM que na América Latina seus números também estão crescendo. Principalmente na Colômbia, onde a preferência por produtos “made in USA” está fazendo a tecnologia brasileira chegar com mais força, ainda que isso seja algo irônico.

Martelos vibratórios

É verdade que o estaqueamento sob lâmina d´água pode ser feito com martelos convencionais, mas já se verifica uma tendência forte pelo uso de martelos vibratórios. Esses equipamentos permitem uma economia considerável de tempo e energia no estaqueamento. Isso porque não trabalham com impactos isolados, e sim com um sistema de vibração permanente que exerce pressão contínua sobre a camisa metálica.

Tal qual um martelo hidráulico convencional, se acopla o martelo vibratório a um equipamento de operação, que pode ser um guindaste ou uma escavadeira. O martelo tem um sistema interno de contrapesos giratórios. Ao acionar-se, o que se faz por via elétrica ou por combustão de diesel, os contrapesos começam a girar em sentidos opostos. Isso produz a vibração em alta velocidade que é responsável por fazer pressão sobre a estaca, que assim escava o solo com muito mais facilidade.

Costumam dizer que se alguém já martelou um prego na parede e já cortou um pedaço de carne com uma faca elétrica é capaz de intuir a diferença entre fazer uma fundação com martelo convencional e com martelo vibratório.

Evidentemente, deve-se prevenir que a própria vibração desestabilize a máquina operadora, o que se faz com isolantes de borracha que vêm incorporados ao martelo.

Os martelos vibratórios fazem o estaqueamento em muito menos tempo. Os fabricantes dizem que uma estaca de 30 metros pode chegar a levar uma hora até que esteja cravada, utilizando um sistema convencional, enquanto um martelo vibratório levaria no máximo dez minutos para fazer a mesma operação nas mesmas condições geológicas.

São muitas as marcas de martelos vibratórios no mundo. Mas a América Latina ainda não assimilou plenamente essa tecnologia. No Brasil, a CZM é distribuidora exclusiva dos martelos ICE (International Construction Equipment), feitos nos Estados Unidos. Considerados como mais adequados para fundações de portos e pontes e outras obras offshore, os martelos vibratórios ICE estão trabalhando em dois projetos de construção de portos no Brasil. Um deles é o Porto de Mucuripe, Fortaleza, e o outro o Porto de Açu, no Rio de Janeiro.


Bauer desenvolve solução para perfuração submarina em rocha

A empresa alemã fabricante de equipamentos de fundação Bauer chegou a uma solução que diz ser a mais adequada para perfuração e estaqueamento em rocha submarina. A perfuratriz BSD 3000 tem três partes. A base de perfuração tem três pernas capazes de nivelar-se às irregularidades do solo submarino. Por seu interior, se instala a unidade de perfuração com um mecanismo rotatório y roller bit completo. Por cima, conectado ao eixo que se encontra com a unidade de perfuração, se instala o motor que transmite o movimento rotatório. A perfuratriz BSD 3000 pode escavar até 11 metros sob o solo rochoso submarino e pode trabalhar com inclinações de até 7%. O diâmetro de perfuração pode variar entre dois e três metros. A máquina da Bauer encontra aplicação, entre outras, na instalação de geradoras de energia maremotriz, quando se faz necessário instalar equipamentos pesados no fundo do mar.

BSP: tradição e simplicidade em martelos de perfuração

Presente no mercado mundial há 108 anos, a empresa inglesa BSP International Foundations se especializou na fabricação de martelos de percussão de alta qualidade e simplicidade. Muitos dos seus produtos foram e continuam sendo utilizados na América Latina, como por exemplo os três martelos BSP CG240 que fizeram o estaqueamento na obra de expansão do porto de Santos, o maior do Brasil. Outros exemplos de trabalhos feitos com martelos BSP estão na Venezuela, onde hoje em dia há três martelos CG240, CG300 e CGL590 trabalhando. Todos eles são martelos hidráulicos, tecnologia em que a BSP investe desde os anos 70. A empresa incorpora poucas partes móveis a seus martelos, o que dá à empreiteira responsável pelas fundações a possibilidade de economizar em custos de transporte e energia. Além disso, a longevidade dos martelos é outro problema, devido aos impactos sucessivos sobre as estacas metálicas ou de concreto. A BSP garante a longevidade de seus martelos usando materiais de boa qualidade.

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