Estado da arte de inovações tecnológicas na escavação manual e mecanizada de túneis

Abstract

A inovação sempre fez parte da engenhosidade humana com uma busca por aperfeiçoamento e métodos novos que podem substituir os anteriores agregando mais qualidade e segurança. Conforme foram crescendo as civilizações se viu necessário a expansão não só superficial, mas também subterrânea, surgindo assim as obras de túneis, sejam elas pequenas para a passagem de tubulações ou grandes para passagem de carros e ferrovias. Muitas vezes, principalmente em países com menor investimento em obras desse tipo, acaba-se optando pela solução mais comum e simples de ser realizada, o que nem sempre vai garantir a melhor segurança, eficiência e qualidade. Esse trabalho irá apresentar alguns métodos já consagrados na escavação de túneis pequenos em solo como a escavação manual, o pipejacking e o HDD, e irá apresentar novos métodos desenvolvidos pelo Dr. Rafael dos Santos e pela Dra. Pierri que consistem respectivamente em uma evolução da escavação manual e da tuneladora em rocha tradicional. O principal foco dessa nova metodologia de escavação é aumentar a segurança da obra tendo em vista que no método manual os operários ficam muito sujeitos a acidentes de desmoronamento, também podendo se reduzir o recalque, a cobertura necessária e agilizar o prazo de execução sem necessariamente elevar o custo. Além disso, serão analisados os métodos já muito consagrados de escavação de túneis maiores em rocha como principalmente as tuneladoras, que seguem sem muitas mudanças há algumas décadas e que já estão se tornando obsoletas, necessitando de inovações em um mercado bastante conservador. A inovação tecnológica proposta pelo Dr. Rafael dos Santos será apresentada em detalhes e consegue melhorar os métodos de corte incorporando dois mecanismos atuais em uma mesma máquina que não sofre dos problemas crônicos enfrentados pelas máquinas tuneladoras tradicionais, como o peso elevado, monopólio de produção e manutenção cara a ponto de chegar a custar mais do que a própria máquina. Assim, com a apresentação de tecnologias tradicionais e das inovações ora apresentadas pode-se notar a evolução natural que as metodologias de escavação tendem a ter, com uma consciência no futuro respeitando o meio ambiente e a segurança do operário, e garantindo uma maior qualidade e agilidade no processo que farão com que mais obras possam ser executadas com os poucos recursos disponíveis para aplicação nessa área.

Innovation has always been part of human ingenuity with a quest for perfection and new methods that can improve or replace the former methods by adding more quality and safety. As the civilizations grew, it was necessary not only to expand on the surface, but also underground, resulting in the construction of tunnels, whether small for the passage of pipes or large for passage of cars and railways. Often, especially in countries with less investment in constructions of this type, the simpler and more common solution is used, which will not always ensure the best safety, efficiency and quality. This work will present some methods already established in the excavation of small tunnels in soil such as manual excavation, pipejacking and HDD, and will present new methods developed by Dr. Rafael dos Santos and Dr. Pierri which consists of an evolution of the manual excavation and the traditional TBM. The main focus of this new digging methodology is to increase the safety of the worker since the manual method is very subject to collapse, also reducing settlements, the necessary coverage and speeding up the execution period without necessarily raising the cost. In addition, the already well-established methods of excavating larger rock tunnels, such as tunnel boring machines, will be analyzed. These machines, which have not changed much in the last few decades, are already becoming obsolete and require innovations in spite of a very conservative market. The technological innovation proposed by Dr. Rafael dos Santos will be presented in detail and can improve the cutting methods incorporating two current mechanisms in the same machine that does not suffer from the chronic problems faced by traditional tunneling machines, such as high weight, quasi-monopolistic production and expensive maintenance, with costs that can exceed the machine itself. Thus, with the presentation of traditional technologies and innovations, it is possible to notice the natural evolution that the excavation methodologies tend to have, respecting the environment and the safety of the worker, and guaranteeing a greater quality and agility in the process that will cause more works to be executed with the few resources available for application in that area.