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Inovação com sistema de monitoramento geotécnica automatizados na escavação com Shield (TBM)

Lucio Souza (1), Carlos Peña (1), Ivo Teixeira (1), Andrea Scremin (1), Roberto Collado (2), David Mendi (2)

(1) Acciona Construcción, São Paulo, Brasil, lmatteucci@acciona.com, cpena@acciona.com, iteixeira@acciona.com, ascreminaquilino@acciona.com

(2) Geprode Consultores LTDA, São Paulo, Brasil, rcollado@geprode.com, dmendi@geprode.com

 O trajeto da futura Linha 6 Laranja do Metrô de São Paulo – Brasil, avança entre outros, pelos bairros de Pompeia e Perdizes (fig. 1), por meio da execução de um túnel em escavação mecanizada com Shield (TBM). Esses bairros apresentam alta densidade de edifícios altos, ultrapassando os 10 andares (fig. 2). Portanto, a necessidade de prevenir riscos geológicos devido aos recalques diferenciais, com as consequentes distorções angulares, é vital pela execução da obra em condições adequadas de segurança. O projeto inicial prevê monitoramento geotécnico com instrumentos de controle manual e frequência de 2 leituras diárias. A ACCIONA considerou que é necessário o aumento da frequência das leituras para que, em caso de ativação de uma patologia, incidente ou variações de recalques diferentes dos estimados no projeto, seja reduzido o intervalo de tempo entre o início, detecção e comunicação aos funcionários responsável para adotar medidas preventivas e/ou corretivas.

Depois de estudar diferentes opções para implementar a monitorização contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana (24×7), conforme necessário para cada edifício envolvido, foi comprovada a sua inviabilidade econômica. O custo de qualquer uma dessas opções automatizadas representou um custo extra entre 100% e 150% mais caro que a opção de projeto manual.

Diante desta situação, a ACCIONA aproveitou a experiência de uma situação semelhante na construção da Primeira Linha do Metrô de Quito, no Equador. Neste caso, pelo valor histórico do seu centro histórico, patrimônio mundial da UNESCO. Nesse projeto, após minucioso trabalho de seleção de edificações e tempos de passagem da TBM, foi desenhado um processo de instalação, desinstalação e realocação dos sistemas topográficos automatizados relocáveis, com controle contínuo 24×7, durante a passagem do TBM.

Na Linha 6, a solução tecnológica selecionada consistiu em clinômetros automatizados da marca SENCEIVE® (www.senceive.com); pela sua facilidade de montagem, desmontagem, autonomia para comunicação e transmissão de leituras, bem como pela independência da instrumentação de um edifício em relação ao resto. Cada sistema é composto por um clinômetro triaxial automatizado (fig. 3) para cada ponto instrumentado, equipado com bateria e conectividade Wi-Fi, e um Gateway (fig. 4) que recebe as leituras coletadas de todos os pontos instrumentados via Wi-Fi, as envia pela Internet para um website (fig. 5), que coleta os dados, gera gráficos e envia avisos de alerta (via e-mail, sms) quando os níveis máximos definidos forem ultrapassados.

A estrutura dos edifícios foi analisada e os pontos mais representativos foram selecionados para monitorar possíveis distorções angulares e inclinações que pudessem comprometer sua integridade estrutural.

O tempo de operação da instrumentação automatizada em cada prédio dependia da duração da passagem da TBM pela sua área de possível influência, sendo em média 5 dias. A este tempo foi acrescentado o tempo de instalação, teste e desinstalação, com uma média de 28 dias. Com 2 sistemas independentes de 1 Gateway e 6 clinômetros automatizados cada um, foi possível ter os 12 edifícios selecionados do trecho entre as estações SESC Pompeia, Perdizes e PUC monitorados continuamente 24×7, tendo-os atualmente disponíveis para monitorar outros edifícios segundo ao avanço da TBM. Além do aumento considerável dos níveis de segurança, a utilização desta solução de instrumentação realocável (fig. 1, 6). representa uma economia de 66% em comparação com a opção de monitoramento manual.

Palavras-chave: instrumentação, monitoramento, sede, automação, inovação.

Fig. 1.- Trecho de TBM entre as estações Secs-Pompeia (SEP), Perdizes (PDZ), PUC Cardoso (PUC), com os 12 edifícios com instrumentação automatizada

Fig. 2.- Alta densidade de edifícios com mais de 10 andares entre a estações Perdizes e PUC

Fig. 3.- Clinômetro triaxial automatizado SENCEIVE®

Fig. 4.- Gateway SENCEIVE®

Fig. 5.- Exemplo do website WEBMONITOR®

Fig. 6.- Sequência do avanço da TBM (de A até H) e relocação dos instrumentos automatizados nos edifícios