Geotecnia 4.0 na ferrovia

Foto Peter H/ pixabay
A Geotecnia 4.0 baseia-se no conceito de Indústria 4.0, e pretende contribuir para a transformação da engenharia geotécnica através da integração de tecnologias de informação da era digital com práticas de engenharia tradicionais. Assim, as principais componentes dessas tecnologias, tais como a Internet das Coisas (IoT), grandes volumes de dados, inteligência artificial (IA), automação e robótica, aprendizagem automática e modelação da informação na construção (BIM), constituem um veículo que está a transformar e a revolucionar o projeto geotécnico, a construção e a exploração da infraestrutura ferroviária.
Neste contexto, e face aos investimentos nacionais previstos para a ferrovia, julga-se oportuno divulgar algumas destas tecnologias com impacto na qualidade do projeto e da construção, segurança, eficiência de custos e tomada de decisões, quer na construção nova, quer na manutenção das infraestruturas existentes.
Neste artigo limita-se a abordagem à modelação geotécnica do terreno, aos aterros e escavações, incluindo a compactação inteligente, resultantes da investigação coordenada pelo autor na Universidade do Minho, e tendo como marco a publicação de referência “Artificial intelligence applications in transportation geotechnics” (Gomes Correia et al., 2013).
MODELAÇÃO GEOTÉCNICA DO TERRENO
Para a construção do modelo geotécnico do terreno, a tecnologia de modelação da informação da construção (BIM) permite a integração e visualização de dados geotécnicos, como logs de sondagens, levantamentos geofísicos, resultados de ensaios laboratoriais e de campo, num único modelo 3D, ajudando a visualizar as condições do terreno e a identificar problemas potenciais desde o início do ciclo de vida do projeto. Características estruturais das rochas geralmente precisam ser identificadas por inspeção visual, levantamento LIDAR montado em drones ou interpolação entre furos de sondagem e escavações complementada pela geofísica.
A disponibilização e partilha desta informação geotécnica integrada pelos diferentes stakeholders, dono de obra, equipa de projeto, construção e fiscalização, permite a tomada de decisões e coordenação mais informadas, bem como a gestão de riscos geotécnicos, contribuindo inequivocamente para a otimização de todo o processo, desde o projeto à construção. Daqui resulta globalmente uma otimização custo-benefício, evitando surpresas nos custos orçamentados.
Acresce mencionar que a atualização da informação resultante de dados da instrumentação/ monitorização (IoT) analisados por algoritmos de inteligência artificial (IA) em plataformas como TensorFlow para prever erros potenciais e gerar relatórios automatizados no Power BI constitui um reforço fundamental para a qualidade da obra e sucesso da mesma. Em suma, o BIM facilita um modelo digital com registo abrangente de todas as investigações geotécnicas e decisões tomadas ao longo do projeto e construção, assegurando transparência e responsabilidade entre todos os stakeholders.
ATERROS E ESCAVAÇÕES
A gestão e alocação de recursos em ambientes dinâmicos, como se verifica em obras de terraplenagens, é tradicionalmente baseada em grande parte na experiência da equipa de construção. Acontece, porém, que a variabilidade das condições do terreno e das condições atmosféricas, conjuntamente com os equipamentos necessários à sua execução, conduzem frequentemente a derrapagens nos orçamentos.
Essas derrapagens são muitas vezes decorrentes de recursos obsoletos, que não fornecem relatórios técnicos precisos e abrangentes em tempo real sobre o desempenho e a utilização dos recursos afetos a cada atividade durante as operações de terraplenagens...
Por António Gomes Correia, Professor Emérito da Universidade do Minho
Membro integrado do ISISE
Presidente Honorário da Sociedade Portuguesa de Geotecnia
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