Monitorização do Túnel de Digitalização para a Fase de Construção

Worldsensing juntou-se a Jim Rush, editor e editor da Tunnel Business Magazine, para um webinar para discutir como os sistemas de monitorização sem fios ajudam a acompanhar o desempenho, identificar problemas e diminuir o risco operacional durante os projectos de construção de túneis. A Directora de Marketing da Worldsensing, Karen Figueroa, moderou um painel de oradores em que participaram:

- Christina Lafuente: Engenheira Geotécnica e Consultora de Gestão de Projectos para vários projectos de túneis TBM em Espanha e nos EUA.
- Dr. Dots Oyenuga: Especialista em geotécnica e túnel com mais de 40 anos de experiência em instrumentação geotécnica e de túneis.
- David Gomez: Perito em monitorização sem fios em contextos geotécnicos e Engenheiro Industrial com mais de 7 anos de experiência a ajudar empresas industriais a transformar as suas operações através de tecnologias IoT nos EUA.

A segurança tem sido historicamente um dos desafios mais críticos enfrentados pela indústria da construção de túneis, especialmente tendo em conta que metade de todos os projectos de construção ainda utilizam leituras manuais de dados - o que é simultaneamente arriscado e dispendioso - ou cabos, que podem ser caros e inconvenientes, especialmente no que diz respeito à paragem do tráfego - o que significa que nos projectos de construção de túneis a colocação de cabos leva a que os projectos tenham de ser colocados em espera. Em contraste, os sistemas sem fios aumentam a eficiência e reduzem os custos, tornando o processo de monitorização mais fácil através da introdução da automatização. As empresas já não precisam de pensar em como vão fazer as leituras. O processo de monitorização automática e remota torna o local de trabalho mais seguro e melhora o cumprimento dos regulamentos e normas da indústria. Os peritos neste webinar exploram como a monitorização sem fios pode ser utilizada para melhorar a gestão de riscos e melhorar a instrumentação e a monitorização em projectos de túneis, ajudando os operadores a enfrentar de frente o desafio da segurança.

Percepções em tempo real para uma gestão activa dos riscos

A gestão activa de risco baseada em informação em tempo real em projectos de túneis só pode ser implementada através da monitorização sem fios IoT. David observa que "a tecnologia sem fios não é novidade nas indústrias geotécnica e de construção, contudo os rádios e sistemas sem fios que existem há 20 anos não estão optimizados para os desafios da monitorização técnica".

Os sistemas modernos que utilizam as novas tecnologias IoT para monitorização técnica avançaram consideravelmente - dando aos operadores um maior controlo sobre a quantidade de dados que estão a recolher de cada sensor e quando. Nem todos os sistemas de monitorização sem fios cobrem todas as bases. Segundo David, os sistemas verdadeiramente eficazes devem ter três características principais:

• Wireless-ness
• Sinal de longo alcance
• Baixo consumo de energia

Na engenharia civil, a capacidade de transmitir continuamente dados a grandes distâncias sem ter de utilizar infra-estruturas físicas (tais como cabos) ou baterias de risco de falha, é fundamental para uma instrumentação e monitorização eficazes. Os sinais sem fios precisam de ser capazes de alcançar longas distâncias no subsolo e atravessar paredes com uma espessura de até 4m em edifícios urbanos ou câmaras de visita. "Também precisam de ser de baixa manutenção e duráveis - ter de substituir baterias, por exemplo, significa tempo de paragem de escavação e colocar em risco a vida dos trabalhadores", salienta David. Para leituras genuinamente automatizadas, os nós de dados precisam de poder ser facilmente configurados e ligados a portões sem manutenção constante.

Monitorização sem fios para eliminar potenciais incidentes

Na experiência da Christina, a monitorização sem fios é cada vez mais popular para projectos de escavação de túneis:
"Muitos dos desafios presentes nos projectos de escavação de túneis poderiam ser significativamente reduzidos com um sistema de monitorização sem fios e em tempo real, porque este último permite aos operadores de escavação de túneis responder mais cedo a situações potencialmente negativas, permitindo ajustar as operações em conformidade e reduzir as acções correctivas a longo prazo".

Isto, por sua vez, reduz o tempo de paragem dos trabalhos de escavação, o que poupa custos importantes, dando aos sistemas de monitorização sem fios quase um retorno garantido do investimento, já que, no final, o seu custo total é mínimo em comparação com o custo das acções correctivas e do tempo de paragem do sistema. Com este tipo de sistema, os custos directos de instalação e manutenção de outros sistemas com fios ou tecnicamente complexos são significativamente reduzidos.

São necessários quatro elementos para adoptar um sistema de monitorização sem fios IoT:

1. Um campeão interno da IdC
2. Um sistema completo de monitorização sem fios de ponta a ponta - um sistema avançado de monitorização sem fios IoT que capta todos os dados dos sensores utilizados no seu projecto
3. Dispositivos tais como nós de dados
4. Uma prova de conceito fase inicial de teste para garantir que todo o hardware e software pode ser cuidadosamente testado e ajustado de acordo com as condições reais

Projectos de túneis da vida real

Com base na sua experiência de trabalho no Projeto Purple Line 2 do Metro de Los Angeles, o Dr. Oyenuga destaca as vantagens da utilização de monitorização em tempo real, sem fios e de baixa potência para este tipo de projeto de túneis: "Muitos projectos de túneis têm uma mistura de sistemas. Podem utilizar 3 ou 4 sistemas porque os operadores sentem que têm de utilizar um sistema específico para um determinado tipo de sensor. No nosso projeto, pela primeira vez, estamos a utilizar um sistema integrado e automatizado de aquisição de dados. Estamos a utilizar este sistema para praticamente tudo - está a ser utilizado para cada um dos sensores de monitorização que estamos a instalar."

Mapa do projecto LA Metro Purple Line 2

Lidar com os riscos de forma eficaz

Os principais pontos de dor dos operadores de projectos de escavação de túneis são tipicamente riscos de saúde e segurança no trabalho, juntamente com a necessidade de cumprir regulamentos de seguro rigorosos e dispendiosos, e a necessidade de efectuar um controlo constante sem incorrer em demasiadas despesas. Os desafios específicos neste sector incluem a dispersão de pontos críticos que precisam de ser monitorizados numa grande área, um ambiente de construção em constante mudança, e, se forem utilizados sensores colocados em cabos, a necessidade de fazer ajustamentos a esses cabos em todas as fases do projecto. A forma mais eficiente e precisa de lidar com estes desafios é através da agregação de informação em tempo real, que descreve com precisão o estado de desempenho do projecto de construção de túneis e pode ser utilizada pelos decisores para implementar a acção mais apropriada, e instigar abordagens proactivas de gestão de risco com limiares de alarme e planos de resposta. Uma das únicas formas de o fazer é através da implementação de um sistema de monitorização sem fios IoT, que é de baixa potência, baixa manutenção, durável, compatível com diferentes tipos de sensores e software de monitorização, e recolhe continuamente dados em tempo real.

O que se segue para a indústria de túneis?

O futuro do túnel está na IOT - uma tecnologia que oferece aos operadores a oportunidade de gerar maior eficiência através da digitalização das suas operações. O tipo de gestão operacional em tempo real actualmente permitido pelas soluções de monitorização sem fios permitirá eventualmente a criação de gémeos digitais. Estes modelos de "videojogos" do local de escavação em túnel permitirão aos operadores planear com antecedência quaisquer possíveis incidentes e implementar acções para os evitar primeiro virtualmente, e depois literalmente, melhorando a eficiência das suas operações e reduzindo significativamente os riscos de escavação em túnel.