Tubo em forma de D permite monitores de movimentos no solo "revolucionários

Os engenheiros britânicos da Osprey revolucionam a prospeção na construção com monitores geotécnicos automatizados feitos de tubos de aço inoxidável Timeless

O tubo em forma de D mais pequeno alguma vez criado pela Timeless Tube permitiu à empresa de engenharia britânica pioneira Osprey Measurement Systems criar um novo dispositivo "revolucionário" que torna a atividade vital de medição da deslocação do solo um processo mais eficiente, eficaz e seguro. Os Extensómetros In-Place (IPXs) são utilizados para a construção de aterros, escavações e túneis, e já estão a ser amplamente utilizados para monitorizar o grande projeto de infra-estruturas HS2.

A Timeless Tube foi contratada nas últimas fases do desenvolvimento, quando os engenheiros de tubos moldaram a tubagem de aço inoxidável que proporciona uma eletrónica IPX robusta. Os engenheiros tiveram de construir novas ferramentas para fabricar o tubo em forma de D mais pequeno da Timeless tubo em forma de D mais pequeno da Timeless até à data, medindo 20×12,5×1,6 mm.

Uma forma mais segura e eficaz de medir e manter as condições estáveis do solo

Antes da realização de qualquer obra de construção ou de infra-estruturas, são necessários recursos substanciais para garantir que os locais são estáveis e estão prontos para a construção. O solo é um material imprevisível e complexo. Quando uma grande quantidade de solo é adicionada ou removida de um local, o solo é suscetível de compactação ou expansão. A taxa e a magnitude desta compressão ou expansão são fundamentais para manter as condições estáveis do solo e proteger tanto os trabalhos de construção como as infra-estruturas próximas.

Os IPX automatizados, utilizados com extensómetros de sonda magnética tradicionais, novos ou existentes, podem permanecer no solo durante meses ou mesmo anos, uma vez que já não precisam de ser verificados manualmente. O diretor-geral da Osprey, Peter Scott, afirma: "Até agora, os extensómetros magnéticos não eram automatizados. A automatização é mais do que simplesmente eliminar o custo da mão de obra. Fornece informações mais fiáveis e mais rápidas. Retira os trabalhadores de zonas de risco extremamente elevado e permite a monitorização em locais onde o acesso nem sequer é possível" ,continua Scott.

Medições quase em tempo real

Os IPXs permitem que os dados sejam recebidos de hora a hora, fornecendo um conjunto de dados superior para uma melhor análise quase em tempo real. Os engenheiros são alertados por SMS ou correio eletrónico assim que é atingido um nível aceitável de estabilidade do solo e o trabalho pode prosseguir, ou quando ocorre um movimento inesperado, para que possam ser tomadas medidas imediatas. Isto contribui para um processo de construção mais reativo e elimina a necessidade de enviar técnicos para efetuar leituras manuais diárias ou semanais durante meses ou, em muitos casos, anos.

As colunas verticais únicas não só fornecem dados mais regulares e consistentes do que outros sistemas de extensómetros, mas também dados mais ricos que permitem aos engenheiros fazer observações e previsões mais dinâmicas - especialmente relacionadas com a taxa e a aceleração da mudança ou com as condições de mudança causadas pelos padrões climáticos ou pela atividade do local.

Tubos em forma de D - Uma forma que permite

O tubo em forma de D permite uma vedação completa à volta dos componentes electrónicos no interior, eliminando a ameaça de entrada de água. O design em forma de D também minimiza o espaço ocupado pelo IPX dentro do tubo de acesso, o que significa uma instalação mais suave.

Daniel Scott, engenheiro-chefe da Osprey, explica: "O IPX tem de funcionar de forma fiável em alguns ambientes subterrâneos muito hostis, a pressões significativas e na presença de águas subterrâneas corrosivas. Depois de muita investigação e testes, descobrimos que os polímeros avançados e os compósitos de fibra de carbono não estavam à altura da tarefa. Tornou-se claro que o aço inoxidável era o material correto. Passámos algum tempo a procurar formas e tamanhos de tubos padrão, mas não encontrámos nada que satisfizesse as nossas necessidades específicas. Contactámos a Timeless Tube com um pedido bastante aberto de uma solução e uma lista dos nossos requisitos e restrições, incluindo o diâmetro muito específico ditado pelo tamanho do tubo de acesso utilizado. Os seus engenheiros propuseram a formação de um tubo em forma de D - uma solução perfeita para o que pretendíamos. Testes e aperfeiçoamentos adicionais resultaram numa solução que satisfazia não só os nossos requisitos mecânicos (consistência dimensional, rigidez e resistência ao esmagamento), mas também a necessidade de o aço ser magneticamente permeável."

A placa de circuito impresso encaixa perfeitamente no tubo em forma de D exclusivo

Mas conseguir este tubo em forma de D foi, por si só, um feito de engenharia, de acordo com o Diretor-Geral e Engenheiro-Chefe da Timeless Tube, Tom McMillan: "Estamos orgulhosos pelo facto de o nosso tubo moldado ter fornecido uma solução para este novo produto significativo. Criar uma forma que acomodasse com sucesso os sensores foi um desafio. Formar o perfil único exigiu-nos novas ferramentas: embora tenhamos fabricado tubos em forma de D para outras aplicações, as dimensões nunca precisaram de ser tão pequenas ou com tolerâncias tão críticas. Fabricado em aço inoxidável 316L de qualidade marítima, o invólucro tubular tem uma excelente rigidez e é capaz de suportar ambientes de trabalho difíceis."

Daniel Scott, da Osprey, acrescenta: "A possibilidade de trabalhar em estreita colaboração com a Timeless no protótipo do tubo foi vital. Ter um fabricante sediado no Reino Unido suficientemente flexível para fazer experiências com ferramentas e materiais permitiu-nos colocar este produto no mercado muito mais rapidamente.

Muitos dos maiores fabricantes estrangeiros não teriam a agilidade ou a preparação necessárias para efetuar tais modificações".

Como é que os sensores IPX funcionam?

O IPX é instalado no interior de um tubo de acesso de pequeno diâmetro num furo de sondagem, pelo que o espaço é muito limitado. O instrumento é montado numa haste de fibra de vidro para fixar a sua posição na vertical. O tubo em forma de D aloja em segurança os componentes electrónicos, permitindo espaço para a haste de fibra de vidro correr ao longo da unidade. Os grampos na parte superior e inferior do tubo em forma de D fixam o IPX à haste de fibra de vidro.

Esta conceção permite que o IPX seja "carregado lateralmente" na haste de fibra de vidro, simplificando o processo de instalação e permitindo a adaptabilidade no local. Os engenheiros podem ajustar facilmente o espaçamento dos sensores de acordo com as condições do local, acomodando condições inesperadas do solo.

Fundada pelos irmãos Daniel e Peter Scott, a Osprey Measurement Systems desenvolveu esta instrumentação de vanguarda em conjunto com o Departamento de Engenharia Civil, Ambiental e Geomática da University College London, onde o engenheiro-chefe Daniel Scott é também professor de Captura da Realidade. Foram necessários vários anos para desenvolver o IPX, que foi construído com o apoio adicional dos principais especialistas em instrumentação geotécnica SOCOTEC Monitoring Systems, e em colaboração com os engenheiros britânicos Timeless Tube e uma cadeia de fornecimento de eletrónica sediada no Reino Unido.

Saiba mais sobre Osprey Measuring Systems.

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