Qual Martelo Hidráulico é Adequado para Projetos de Construção de Túneis?

O Trabalho em Túnel Impõe Restrições que a Seleção em Área Aberta Ignora

O ambiente de túnel acrescenta três restrições que os guias de seleção para trabalhos em superfície nunca abordam. Primeiro, operação invertida e quase invertida: a remoção de rochas soltas do teto de um túnel significa que o rompedor ataca material acima do veículo transportador, por vezes operando quase totalmente de cabeça para baixo. Um rompedor padrão de tipo aberto, ao operar de forma invertida, faz com que a graxa para cinzéis escorra do ponto frontal de lubrificação diretamente sobre as vedações inferiores e para dentro do espaço entre o cilindro e o êmbolo — uma graxa projetada para permanecer entre a ferramenta e a bucha, mas que, nesse caso, atua como via de contaminação para o interior do cilindro. Os rompedores específicos para túneis resolvem esse problema com um sistema protetor contra poeira certificado para operação invertida e êmbolos em aço inoxidável classificados para resistir ao ambiente corrosivo comum em túneis recém-blasteados.

Em segundo lugar, emissões de escapamento. Em um túnel confinado com ventilação limitada, cada veículo transportador movido a diesel contribui diretamente para a qualidade do ar no frente de escavação. As regulamentações sobre dióxido de nitrogênio e monóxido de carbono em ambientes subterrâneos são aplicadas com limites específicos em partes por milhão, que variam conforme a jurisdição, mas normalmente exigem a renovação do ar na frente de escavação antes do reingresso do pessoal após a operação dos equipamentos. Veículos transportadores elétricos a bateria ou hidráulicos elétricos eliminam totalmente as emissões de escapamento — fator relevante para trabalhos no anel anular de TBM, onde a ventilação pode ser mínima, e para projetos de túneis metroviários e ferroviários, nos quais o monitoramento ambiental é contínuo. Em terceiro lugar, transmissão de vibrações para o revestimento de solo recém-aplicado. O concreto projetado aplicado poucas horas antes do próximo avanço ainda não atingiu sua resistência total. Impactos de alta energia provenientes de um martelo demolidor superdimensionado transmitem vibrações ao revestimento e podem reduzir a aderência antes da cura completa do concreto.

Cinco Tarefas em Túneis — Restrição, Requisito de Martelo Demolidor e Configuração

A tabela mapeia as cinco principais tarefas nas quais um martelo hidráulico é empregado na construção de túneis, a restrição específica imposta por cada tarefa, que difere do trabalho em superfície, a configuração correta do martelo e a escolha da ferramenta adequada, bem como a questão de especificação não óbvia que a maioria dos guias de seleção de equipamentos omite para cada tarefa.

O que diferencia um martelo classificado para túneis de uma unidade padrão

Nem todo martelo compacto é um martelo para túneis. A diferença não está no tamanho, mas sim na engenharia de componentes específicos para as condições impostas continuamente — e não apenas ocasionalmente — pelos túneis. A série de martelos para túneis Epiroc SB, por exemplo, prolonga a vida útil do pistão mediante construção em aço inoxidável (resistência à corrosão em ambientes rochosos úmidos), minimiza o desgaste do assento da bucha com uma bucha monobloco montada por pressão e travada por um pino adicional, em vez de um sistema convencional de retenção, e acrescenta uma placa de desgaste substituível no corpo do equipamento, que absorve os danos por abrasão causados pelo contato com as paredes e o teto do túnel, sem exigir a substituição do corpo. Essas três alterações abordam modos específicos de falha que ocorrem nas aplicações em túneis, mas raramente em trabalhos em pedreiras ou demolições.

O bico integrado de supressão de poeira com água — disponível nos modelos de túnel Epiroc SB e nas unidades BEILITE com configuração de supressão de poeira — aborda um risco exclusivo da perfuração subterrânea: a sílica cristalina respirável. Rochas recém-detonadas ou fracturadas mecanicamente liberam poeira de sílica em concentrações que podem atingir níveis prejudiciais de exposição em poucos minutos em uma frente confinada, sem supressão ativa de poeira. A visibilidade do operador também se deteriora rapidamente, o que reduz a precisão de cada decisão de posicionamento e prolonga o tempo gasto em cada avanço. A supressão com água no ponto de impacto — e não pulverizada genericamente no ar — é o único controle eficaz da sílica na fonte durante a perfuração.

A escolha do veículo de transporte muitas vezes é mais importante do que a escolha do martelo hidráulico em túneis. Uma escavadeira compacta com giro zero na faixa de 5–12 toneladas cobre a maioria das seções transversais de túneis rodoviários e ferroviários na frente de escavação. Se o projeto envolver a limpeza dos anéis de TBM ou trabalhos de reabilitação através de um anel segmentado existente, o veículo de transporte deve passar pela abertura do anel — tipicamente de 900 mm ou menos — o que elimina totalmente as escavadeiras convencionais e aponta para robôs de demolição controlados remotamente, equipados com sistemas hidráulicos alimentados por baterias. O martelo hidráulico acoplado a um robô de demolição no anel de uma TBM deve ser dimensionado conforme a potência hidráulica fornecida pelo robô, e não conforme a de uma escavadeira convencional. Trata-se de um exercício de seleção distinto de tudo abordado nos guias de martelos hidráulicos para obras em área aberta.