Por que usar o martelo demolidor para escavações em galeria
Versatilidade, flexibilidade e adaptabilidade às condições do canteiro: estas são as vantagens que levam à escolha do martelo demolidor para escavações em galeria
O uso do martelo demolidor para escavações em galeria é uma escolha que se baseia em motivações precisas. As galerias naturais estão entre as obras mais complexas a se realizar, seja pelas dificuldades logísticas ligadas às operações de escavação, consolidação e remoção dos detritos, seja devido aos riscos da chamada “incerteza geológica”. As escolhas feitas na fase de projeto com base nos dados fornecidos pela geognóstica podem acabar não correspondendo às condições reais encontradas in situ, e isso pode ter consequências, inclusive sérias, para o progresso dos trabalhos, em especial no que diz respeito à eficiência e à produtividade dos sistemas de escavação e consolidação pré-selecionados. De fato, se as tecnologias de escavação mecanizada em seção completa (TBM – Tunnel Boring Machine) hoje são particularmente conhecidas e difundidas pela sua rapidez de execução, deve-se reconhecer que, em mais de um caso, essa tecnologia já criou enormes problemas para a empresa e o cliente quando as condições geomecânicas da massa divergem das reais, causando atrasos, grandes prejuízos econômicos e até situações de perigo para os operadores do canteiro de obras. O uso do martelo demolidor para a escavação em galeria permite, por sua vez, adaptar-se de modo rápido e barato às diferentes características da massa rochosa.
Como funciona um martelo demolidor
O martelo demolidor é uma máquina com a função de transformar a energia de um fluido sob pressão em energia mecânica, para levar à quebra do material. O impacto entre a massa batente e a ferramenta transforma a energia cinética da massa em movimento em energia de impacto, que, ao atravessar a própria ferramenta, é transferida para o material a ser demolido.
Os martelos hidráulicos trabalham principalmente em dois modos diferentes:
- Demolição por penetração
Consiste na trituração de materiais rochosos por meio da combinação de ondas de estresse e do efeito cunha gerado pela conformação específica da ferramenta utilizada. Neste tipo de demolição, a afiação e a forma da ferramenta utilizada são fundamentais para a obtenção de uma boa produtividade do martelo.
- Demolição por impacto
Caracteriza-se pelo fato de gerar a fratura do material apenas por meio das ondas de estresse com o uso de ferramentas planas. A aplicação típica é a demolição de blocos e rochas de grandes dimensões.
A seleção da ferramenta adequada é um fator determinante para a obtenção da máxima produtividade do martelo demolidor hidráulico.
Com sua longa experiência no campo das demolições difíceis em galeria, a Indeco desenvolveu diferentes tipos de ferramentas, com o objetivo de obter o melhor desempenho em qualquer condição de uso.
Uma fórmula para definir o instrumento de escavação em galeria
A escolha do método de escavação de uma galeria natural é um processo de decisão complexo, no qual interagem diferentes fatores não abrangidas em uma simples análise custo-benefício. Obviamente, nós nos baseamos em considerações de tipo geológico (RMR, RQD, GSI etc.), mas também nas reais dificuldades de avanço (ciclo escavação – remoção dos detritos – consolidação) e nas avaliações de natureza logística e econômica, relacionadas ao número de funcionários, de máquinas e de ferramentas, à acessibilidade do canteiro, às obrigações de caráter ambiental etc. Para realizar uma primeira análise geral do método de escavação utilizável, a Indeco propõe FocusOn, nosso método de avaliação “em matriz de critérios”, que leva em conta diversos fatores que contribuem para a escolha do meio de escavação.
Os sistemas de escavação analisados e comparados são:
- Escavação com o uso de martelos demolidores hidráulicos
- Escavação com TBM (Tunnel Boring Machine)
- Escavação com o uso de explosivos
Problemas no uso da TBM
Embora hoje seja considerada o método de escavação mais eficiente em absoluto, a TBM apresenta uma baixa flexibilidade de uso e seu emprego não é aconselhado nos seguintes casos:
- Quando não há dados suficientes sobre a homogeneidade da massa rochosa ao longo de todo o traçado
- Na presença de altos níveis de fraturação ou condições hidrogeológicas particularmente críticas
- Em galerias naturais com comprimento inferior a dois quilômetros (devido aos custos altos demais)
- Quando o traçado exige raios de curvatura particularmente acentuados
- Quando é necessária uma seção policêntrica (em vez de um círculo perfeito)
- Quando as condições logísticas não facilitam sua montagem/desmontagem
Problemas no uso dos explosivos
Método tradicional de escavação, os explosivos garantem produções interessantes, desde que a massa rochosa apresente características de compactação que lhe permitam fornecer uma eficiência adequada. Quando a massa rochosa apresenta características de dureza limitada e, sobretudo, de fraturação, o explosivo, de fato, não consegue garantir valores de produção satisfatórios.
Nesses casos, o martelo e o explosivo podem ser considerados métodos complementares de escavação e ser alternados, na presença de massas que oscilam entre uma forte compactação e dureza e uma maior fraturação com níveis de dureza mais contidos.
As vantagens do martelo demolidor para a escavação em galeria
A seleção do martelo demolidor como método de escavação em galeria é indubitavelmente a solução ideal quando a galeria se caracteriza por dimensões e perfis geomecânicos que dificultam ou tornam economicamente inviável o uso de outros métodos, como a fresa de seção completa (TBM) ou os explosivos. São justamente esses os motivos que levaram o martelo a encontrar uma ampla aplicação na Itália, país que conta com um dos mais altos números de galerias naturais, em um território caracterizado por massas em que a escavação e a consolidação se mostram particularmente complexas.
