Monitoramento estrutural garante a segurança do teto de aço na nova estação Holmestrand

A HENT AS é uma empresa nacional de engenharia que realiza todos os tipos de projetos de construção, incluindo uma boa quantidade de contratos privados e públicos e projetos especiais dentro do setor de transportes que exige uma ampla quantidade de construções. A HENT já estava bem adiantada com a construção da estação Holmestrand, a primeira estação de seu tipo, quando o cliente Bane NOR solicitou uma verificação e monitoramento adicionais do teto de aço sobre os trilhos para permitir a coleta de informações úteis ao longo dos 100 anos de vida útil deste teto. A HENT AS solicitou assistência externa para completar seu trabalho. Em nenhum outro lugar no mundo foi construída uma estação de trem em que se reforçou a exigência por exatidão, precisão e boa coleta de informações. Os passageiros nas plataformas precisam ser poupados de qualquer desconforto da pressão gerada pelos comboios que viajam a uma velocidade tão alta.

A HBM foi encarregada de realizar as medições necessárias usando strain gages montados em hastes de metal que foram inseridas na rocha para suportar o teto de aço, bem como fornecer e operar uma solução em TI: um único servidor com software.

Uma das muitas hastes de aço com quatro strain gages medindo tensão e flexão.
Mais de 200 pontos de medição com strain gages foram instalados nas ancoragens da rocha que segura o teto de aço no lugar.
Lars Skaret, da HBM, configurando o sistema de monitoramento com o software DAQ catman.

Muito acima do solo

Esta foi a primeira vez que a HENT AS trabalhou com a HBM, mas ficou bem satisfeita pelo trabalho realizado. A HBM ganhou a concorrência para fornecer a instrumentação para o teto acima dos trilhos. Como o teto de aço é suspenso da rocha em parafusos embutidos de 6 metros de comprimento (apenas três metros são cimentados no local usando suportes especiais), a Bane NOR definiu os mais altos requisitos por exatidão, precisão e documentação e pediu acesso contínuo aos cálculos de precisão em relação às condições de pressão e sucção. As condições extremas apresentadas por este trabalho exigente – dentro de uma montanha e 25 metros acima do solo sobre um trilho de trem – tornaram o processo tanto desafiador quanto demorado para a HBM. Mais de 200 pontos de medição com strain gages foram instalados nas ancoragens na rocha que sustenta o teto de aço no local. O objetivo era medir as hastes de aço que suportam o teto, por estarem submetidas a essa tensão dinâmica. Tanto a HENT quanto seu cliente, a Bane NOR, estão muito satisfeitos com a contribuição da HBM:

“A HBM fez um trabalho excepcional. Foram eficientes, flexíveis e demonstraram comprometimento e determinação nas exigências das condições de trabalho. Estamos satisfeitos que a HBM foi capaz de nos ajudar em curto prazo e, além da instalação, também foi capaz de fornecer uma assistência experiente durante os testes. Este projeto tem sido um trabalho pioneiro para nós, então tem sido bom para nós termos um fornecedor que podemos confiar na entrega de soluções de qualidade”.,

disse Sebastian Nordahl, gerente de projeto na HENT.

A estrutura de aço é travada em parafusos de seis metros de comprimento na montanha e apenas os três internos são moldados.
O gabinete contém os equipamentos de medição, como os amplificadores QuantumX.
Construções similares nunca foram criadas e o projeto teve altas exigências em termos de exatidão, precisão e documentação.

Os amplificadores de medição usados são da família QuantumX e os sensores são baseados principalmente na tecnologia de strain gage mas também, em parte, na tecnologia IEPE (integrated electronic piezoelectric) e na piezoresistiva.

Além dos 226 pontos de medição com strain gage, três células de carga também foram montadas em parafusos selecionados no teto de aço, a fim de monitorar a tensão do parafuso ao longo do tempo. Três acelerômetros (sensores IEPE) também foram instalados para permitir o monitoramento ao longo do tempo do movimento tridirecional dentro do teto de aço. Outros sensores instalados incluem: quinze dispositivos de medição de movimento para detectar defeitos e mudanças no movimento nas âncoras da rocha; quinze sensores de pressão/sucção (piezoresistivos) para monitorar a pressão e a sucção do teto de aço; e seis medidores do nível sonoro para monitorar o efeito em longo prazo das medidas para redução do ruído.

O software catman da HBM foi fornecido para realizar as configurações necessárias, registrar os dados dos sensores e recuperar valores dos strain gages e outros sensores, bem como para armazenar tudo o que precede. Como resultado, os dados podem ser fornecer resposta imediata para quaisquer perguntas que o cliente possa ter a qualquer momento.

Instalação bem sucedida

Uma comunicação e colaboração efetiva deram a HENT AS a confiança que as instalações foram realizadas corretamente e que o monitoramento continuará. Os strain gages e o registro de dados são ferramentas essenciais para fornecer a garantia que a segurança está sendo monitorada e que o equipamento está mantendo sua máxima qualidade sob todas as condições.

A HENT se vê usando HBM no futuro. Como Nordahl explica:

“Não é viável entrar no teto para fazer medições contínuas. Desta forma, a Bane NOR está convencida de que deseja continuar uma parceria e celebrar um contrato de serviços com a HBM para realizar a manutenção e a calibração, embora ainda não estamos completamente certos no momento da frequência em que o sistema deveria ser verificado. Além disso, esperamos receber valores marginais, antes que os sinais de alarme sejam enviados para a Bane NOR, no caso de defeito no teto de aço. Isso acontecerá quando a instalação estiver em operação a algum tempo. A Bane NOR ainda está em estágios iniciais da operação e um projeto desta natureza nunca foi concluído antes, mas já foram realizados os testes de velocidade que envolveram a equipe da HBM em tarefas para garantir a qualidade e a recuperação dos dados medidos. Testes de força de pressão e sucção foram realizados em todas as construções dentro da estação.”