6 maneiras pelas quais as máquinas de perfuração de túneis estão evoluindo

Aug 11, 2023

Por Neil Gerrard 05 de maio de 2023

As máquinas de perfuração de túneis (TBMs) têm a reputação de serem pesadas e caras. Mas as inovações do setor estão aumentando a velocidade com que podem operar, automatizando processos e aprimorando sua capacidade de monitorar condições geotécnicas complexas.

Inovações recentes incluem:

Os operadores de TBM precisam ser capazes de tomar medidas corretivas se as condições geotécnicas mudarem. Um TBM pode ter até 5.000 sensores, coletando dados em diferentes taxas em métricas, incluindo desempenho da superfície de corte, progresso avançado e torque da roda de corte.

O fabricante de TBM Herrenknecht desenvolveu recentemente umnova plataforma IIoTpara coletar e gerenciar dados de sensores sem fio e armazená-los em um banco de dados de armazenamento central baseado em nuvem.

A plataforma suporta mais de 2.000 TBMs, dos quais até 700 podem estar em campo a qualquer momento. Os dados são armazenados em computadores na sala de controle do TBM e enviados para a nuvem quando há conectividade com a internet - com as máquinas trabalhando até 10-15km abaixo do solo, elas podem ficar offline por dias, semanas ou até meses.

Herrenknecht também carregou 40 anos de dados históricos em diferentes formatos para a plataforma.

A fabricante norte-americana Robbins reivindicou uma mudança de diâmetro de TBM no túnel, a primeira da indústria, no túnel de alívio de drenagem de Mill Creek, com 8 km de extensão, em Dallas, Texas.

O túnel tem dois diâmetros porque à medida que se desloca a jusante, os requisitos de fluxo aumentam. Como resultado, o TBM foi projetado para passar de 11,6m de diâmetro para 9,9m.

Robbins trabalhou com a joint venture Southland/Mole para projetar primeiro uma máquina completa menor e depois fez um 'kit' que funcionava como uma segunda pele maior.

Quando chegou a hora de reduzir o diâmetro da TBM, bastava retirar a segunda pele da máquina em um processo que durou cerca de quatro meses.

A empresa malaia de infraestrutura MMC-Gamuda desenvolveu o que afirma ser a primeira máquina autônoma de perfuração de túneis (A-TBM) do mundo como forma de eliminar sua dependência dos escassos operadores de TBM.

Ele usou a segunda linha do projeto de trânsito rápido de massa (MRT) em Kuala Lumpur como uma plataforma de teste.

O sistema plug-and-play se integra ao hardware e aos sensores TBM existentes. 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 única máquina para controlar sua direção antes de estendê-la para outros parâmetros de controle, como taxas de avanço e controles de lama.

Por fim, 10 dos 12 TBMs do projeto foram instalados com o sistema A-TBM, perfurando em diferentes condições de solo. MMC-Gamuda disse que o próximo passo será analisar os dados de tunelamento e permitir que o sistema faça previsões para produzir melhores soluções de tunelamento.

Herrenknecht desenvolveu um método que permite escavação contínua em formações de solo macio.

Tradicionalmente, o tunelamento teve que fazer uma pausa após cada golpe de escavação para permitir que a sequência de construção do anel do túnel ocorresse.

O novo sistema de tunelamento contínuo, que é 1,6 vezes mais rápido, faz com que os cilindros de impulso que empurram a máquina para frente durante o avanço assumam a parcela de força dos cilindros que são retraídos para a construção do anel.

Para garantir que a máquina mantenha seu curso correto durante esse processo, um sistema de centro de impulso (CoT) controlado por computador assume o controle das pressões nos cilindros de impulso de um operador manual.

Herrenknecht recebeu oPrêmio Bauma de Inovação 2022na categoria 'Machine Technology' pelo seu novo desenvolvimento.

A The Boring Company, sediada nos EUA e fundada por Elon Musk, lançou a segunda iteração de seu TBM 'Prufrock' em 2022.

A Prufrock foi projetada para ser lançada diretamente da superfície, perfurar no subsolo e ressurgir após a conclusão, eliminando a necessidade de escavar poços para lançar e recuperar a máquina, em um processo conhecido como "porpoising".