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As m谩quinas de perfura莽茫o de t煤neis (TBMs) t锚m a reputa莽茫o de serem pesadas e caras. Mas as inova莽玫es no sector est茫o a aumentar a velocidade a que podem operar, automatizando processos e melhorando a sua capacidade de monitorizar condi莽玫es geot茅cnicas complexas.

As inova莽玫es recentes incluem:

1) Aproveitando a Internet Industrial das Coisas ( IIoT )

Os operadores de TBM precisam ser capazes de tomar medidas corretivas caso as condi莽玫es geot茅cnicas mudem. Um TBM pode ter at茅 5.000 sensores, coletando dados em diferentes taxas sobre m茅tricas, incluindo desempenho da superf铆cie de corte, progresso avan莽ado e torque do disco de corte.

O fabricante de TBM Herrenknecht desenvolveu recentemente para coletar e gerenciar dados de sensores sem fio e armazen谩-los em um banco de dados de armazenamento central baseado em nuvem.

A plataforma suporta mais de 2.000 TBMs, dos quais at茅 700 podem estar em campo ao mesmo tempo. Os dados s茫o armazenados em computadores na sala de controle do TBM e carregados na nuvem quando h谩 conectividade com a Internet 鈥� com as m谩quinas trabalhando de 10 a 15 km abaixo do solo, elas podem ficar offline por dias, semanas ou at茅 meses.

Herrenknecht tamb茅m carregou dados hist贸ricos de 40 anos em diferentes formatos para a plataforma.

2) Mudan莽as no di芒metro do t煤nel

O fabricante norte-americano Robbins reivindicou a primeira mudan莽a de di芒metro do TBM no t煤nel do setor, no t煤nel de al铆vio de drenagem Mill Creek, com 8 km de comprimento, em Dallas, Texas.

O t煤nel tem dois di芒metros porque 脿 medida que se move a jusante, as necessidades de fluxo aumentam. Como resultado, o TBM foi projetado para passar de 11,6 m de di芒metro para 9,9 m.

Robbins trabalhou com a joint venture Southland/Mole para projetar primeiro uma m谩quina totalmente menor e depois fez um 鈥榢it鈥� que funcionava como uma segunda pele maior.

Quando chegou a hora de reduzir o di芒metro do TBM, ele simplesmente removeu a segunda camada da m谩quina em um processo que levou cerca de quatro meses.

3) M谩quinas de perfura莽茫o de t煤neis aut么nomas

A empresa de infraestrutura malaia MMC-Gamuda desenvolveu o que afirma ser a primeira m谩quina aut么noma de perfura莽茫o de t煤neis (A-TBM) do mundo como forma de eliminar sua depend锚ncia dos escassos operadores de TBM.

Utilizou a segunda linha do projeto de transporte r谩pido de massa (MRT) em Kuala Lumpur como banco de testes.

O sistema plug-and-play integra-se ao hardware e sensores existentes da TBM. Ele monitora os processos do TBM e envia os dados para um centro de controle centralizado .

Inicialmente, a MMC-Gamuda testou a tecnologia em uma 煤nica m谩quina para controlar sua dire莽茫o antes de estend锚-la a outros par芒metros de controle, como taxas de avan莽o e controles de lama.

No final das contas, 10 dos 12 TBMs do projeto foram instalados com o sistema A-TBM, perfurando diversas condi莽玫es de solo. MMC-Gamuda disse que o pr贸ximo passo ser谩 analisar os dados de tunelamento e permitir que o sistema fa莽a previs玫es para produzir melhores solu莽玫es de tunelamento.

4) T煤neis cont铆nuos em solo macio

Herrenknecht won a Bauma innovation award for its developments in continuous tunnelling.

Herrenknecht desenvolveu um m茅todo que permite a escava莽茫o cont铆nua de t煤neis em forma莽玫es de solo macio.

Tradicionalmente, a constru莽茫o de t煤neis teve que fazer uma pausa ap贸s cada curso de escava莽茫o para permitir que a sequ锚ncia de constru莽茫o do anel do t煤nel ocorresse.

O novo sistema de tunelamento cont铆nuo, que 茅 1,6 vezes mais r谩pido, faz com que os cilindros de empuxo que empurram a m谩quina para frente durante o avan莽o assumam a parcela de for莽a dos cilindros que s茫o retra铆dos para a constru莽茫o do anel.

CoT ) controlado por computador assume o controle das press玫es nos cilindros de impulso de um operador manual.

Herrenknecht recebeu o Bauma Innovation Award 2022 na categoria 鈥淢achine Technology鈥� por seu novo desenvolvimento.

5) 鈥楶orposing鈥�

A graphic showing how The Boring Company鈥檚 Prufrock tunnel boring machine (TBM) can 鈥榩orpoise鈥� through soft ground (Image courtesy of The Boring Company)

A Boring Company, com sede nos EUA e fundada por Elon Musk, lan莽ou a segunda itera莽茫o de seu TBM 鈥楶rufrock鈥� em 2022.

O Prufrock foi projetado para ser lan莽ado diretamente da superf铆cie, perfurado no subsolo e reemergido ap贸s a conclus茫o, eliminando a necessidade de escavar po莽os para lan莽ar e recuperar a m谩quina, em um processo conhecido como 鈥�porposing鈥� .

A Boring Company afirma que pode fazer t煤neis a uma velocidade de um quil么metro por semana em solo macio, o que 茅 at茅 seis vezes mais r谩pido que sua gera莽茫o anterior de TBM, o Godot+. A meta de m茅dio prazo para o Prufrock 茅 construir um t煤nel a uma velocidade de 11 quil么metros por dia.

6) Plasma e g谩s superaquecido

A empresa start-up , com sede em S茫o Francisco, est谩 desenvolvendo um micro TBM de plasma para os mercados de energia e servi莽os p煤blicos que afirma poder cavar no subsolo 100 vezes mais r谩pido do que os m茅todos tradicionais.

Suas tochas de plasma atingem temperaturas de 27.000掳C para explodir rochas duras.

As tochas s茫o montadas em discos estendidos na frente de um 鈥渞ob么 de escava莽茫o r谩pida鈥� para remover fragmentos para serem coletados em pequenos carrinhos. A start-up norte-americana Petra desenvolveu um rob么 aut贸nomo chamado Swifty que pode perfurar pequenos t煤neis entre 40 cm e 1,5 m de di芒metro atrav茅s de rocha dura para servi莽os p煤blicos. Ele usa uma mistura propriet谩ria de g谩s superaquecido at茅 1.800掳C.