Compreendendo a mecânica de uma máquina de elevação de tubos
Uma máquina de elevação de tubos, muitas vezes referida na indústria como máquina de perfuração de microtúneis (MTBM), é uma peça sofisticada de engenharia projetada para instalar tubulações subterrâneas sem a necessidade de escavação extensa de superfície. O processo envolve uma poderosa estação de elevação hidráulica localizada em um poço de lançamento, que empurra os segmentos do tubo através do solo. Na frente da coluna de tubos, uma proteção especializada ou cabeça de corte escava o solo. Este método é altamente preferido em ambientes urbanos onde as técnicas tradicionais de “cortar e cobrir” perturbariam o tráfego, danificariam a infra-estrutura existente ou exigiriam a restauração dispendiosa do paisagismo superficial.
A precisão destas máquinas é mantida através de um sistema de orientação a laser. Um feixe de laser é projetado do poço de lançamento para um alvo localizado dentro da blindagem de tunelamento. Isto permite ao operador monitorar a posição da máquina em tempo real e fazer ajustes minuciosos nos cilindros de direção. Ao manter esse alto nível de precisão, o equipamento de elevação de tubos pode instalar tubulações em longas distâncias e através de curvas complexas com desvio mínimo do alinhamento planejado.
Componentes principais de um sistema de levantamento sem valas
Para garantir uma instalação bem-sucedida, vários componentes críticos devem funcionar em perfeita sincronização. A eficiência da operação depende não apenas do cabeçote de corte, mas dos sistemas de suporte que gerenciam a pressão, a lubrificação e a remoção de sujeira. Abaixo estão os principais elementos envolvidos em uma configuração padrão:
- O Escudo: Um cilindro protetor de aço que abriga o disco de corte e os mecanismos de direção, protegendo as máquinas e os operadores da pressão do solo.
- Estação principal de levantamento: Uma estrutura hidráulica resistente que fornece o enorme impulso necessário para empurrar toda a coluna de tubos através da terra.
- Estações Intermediárias de Levantamento (IJS): Utilizados para acionamentos de longa distância, são colocados entre segmentos de tubos para distribuir a força total de levantamento e evitar exceder a capacidade estrutural dos tubos.
- Sistema de Lubrificação: Injeta bentonita ou polímeros especializados no corte excessivo (espaço entre o tubo e o solo) para reduzir o atrito.
- Sistema de gerenciamento de lama: Nas máquinas do tipo lama, este sistema circula fluido para a face para remover detritos escavados e transportá-los de volta à superfície para separação.
Comparando Métodos: Polpa vs. Equilíbrio de Pressão da Terra
Escolhendo o certo máquina de elevação de tubos depende em grande parte das condições geológicas do local do projecto. Duas das variações mais comuns são as máquinas Slurry Shield e Earth Pressure Balance (EPB). Cada um lida com a estabilidade e remoção do solo de maneira diferente para garantir que a face do túnel não desmorone durante a movimentação.
| Recurso | Máquina de proteção de lama | Máquina EPB |
| Tipo de solo primário | Areia, cascalho, lençol freático alto | Silte, Argila, Solos Coesos |
| Suporte facial | Fluido de pasta pressurizado | Solo Escavado com Aditivos |
| Transporte de sujeira | Tubulação Hidráulica (Pasta) | Parafuso Transportador ou Correia |
| Impacto Ambiental | Requer planta de separação de lama | Sujeira mais seca, descarte mais fácil |
Melhores práticas operacionais para o sucesso do tunelamento
Avaliação Geotécnica e Preparação do Local
Antes mesmo de uma máquina de elevação de tubos tocar o solo, uma análise completa do solo é obrigatória. Compreender a presença de rochas, águas subterrâneas ou obstáculos artificiais evita o “congelamento” da máquina ou o desgaste excessivo da ferramenta. Os engenheiros também devem garantir que os poços de lançamento e recepção sejam estruturalmente sólidos e capazes de suportar a contrapressão exercida pelos cilindros principais de elevação contra a parede traseira.
Gerenciando a resistência ao atrito
O atrito é o principal inimigo do levantamento de tubos de longa distância. À medida que o comprimento do gasoduto aumenta, a força necessária para movê-lo aumenta exponencialmente. Para combater isso, os operadores devem manter um “espaço anular” consistente preenchido com lubrificação. Monitorar constantemente a pressão do macaco é vital; um aumento repentino na pressão geralmente indica uma falha de lubrificação ou uma mudança na densidade do solo, exigindo ação corretiva imediata para evitar danos aos segmentos de concreto ou tubo de aço.
