A evolução dos sistemas de sondagem, do trado manual as sondas rotativas

Caro profissional de Engenharia e Geotecnia,

Dando continuidade a nossa série de artigos a respeito dos métodos de sondagem de solo, resolvemos descrever esta semana um breve resumo da evolução dos sistemas e equipamentos para sondagem e prospecção do subsolo. Para tanto transcrevemos a seguir uma reportagem publicada na revista Manutenção e Tecnologia, que traça tal resumo evolutivo de maneira bem sucinta e objetiva.

O link direto para reportagem pode ser encontrado no final do texto na seção referências bibliográficas.

Agradecemos aos profissionais que tem nos prestigiado ao longo deste processo e boa leitura.

Eng. Dário Furtado


Do trado manual as sondas rotativas

Especialistas traçam a linha de evolução dos equipamentos de sondagem e sua contribuição para a exata classificação do subsolo

Em determinados locais, como a orla marítima da cidade de Santos, no litoral de São Paulo, o solo nem sempre segue a máxima do “quanto mais fundo, mais resistente”. Nesses casos, aliás, o subsolo pode não apresentar sequer uma camada de rocha para apoio à fundação da obra, o que exige um profundo conhecimento do terreno para dimensionar as estacas que irão suportar a edificação.

Em suma, isso explica porque alguns edifícios mais antigos construídos na orla santista acabaram inclinando lateralmente, como fruto de recalques diferenciais entre suas estacas. Há 50 anos, a sondagem por sistema de percussão, conhecida pela sigla em inglês SPT (Standard Penetration Test), era realizada manualmente e contava com poucos recursos de identificação do solo. Como resultado, não era possível avaliar que abaixo do ponto de resistência, encontrado durante a sondagem, havia outra camada mole sujeita a deformações com o peso da estrutura.

De acordo com os especialistas, o SPT ainda é o método mais utilizado para a classificação das diferentes camadas que compõem o subsolo, bem como a avaliação do nível do lençol freático e a definição da capacidade de carga que o solo poderá receber a determinada profundidade. Ele também antecede a sondagem rotativa (em rocha), para a perfuração do solo até se encontrar a formação rochosa, e sua execução pode empregar equipamentos de tecnologia avançada, capazes de conferir exatidão à sondagem.

“Mas a maioria das sondagens SPT ainda são realizadas no Brasil de forma manual, algo totalmente improdutivo e que exige um grande número de operários”, pondera o geólogo Ruy Thalea Baillot, diretor da Alphageos. Ele alerta que a utilização de equipamentos específicos, com trados vazados e martelo automático de fundação, pode resultar em produções até dez vezes maiores que as oferecidas por ferramentas manuais. “Prova disso é que praticamos o mesmo preço para os nossos serviços que os adotados por empresas que só trabalham com sondagem manual.”

Cuidados com o trado
Neidyr Cury Neto, gerente regional de vendas da Atlas Copco na América Latina, explica que as máquinas SPT consistem em um tripé de apoio, equipado com um determinado peso, o qual é lançado sobre uma coluna de hastes com altura controlada. O sistema mede o número de golpes desse peso sobre a coluna, para que esta penetre no solo a uma determinada profundidade. “Em solo mole, por exemplo, o NSTP (número de golpes para perfurar o solo) é um ou dois. Ou seja, com esses golpes é possível cravar 30 cm, depois da cravação dos 15 cm iniciais. Já em argila, esse número sobe para 10 ou 15 e em areia, vai para 20 ou 25”, ele explica.

No caso da sondagem a percussão mecanizada, o equipamento geralmente é montado sobre caminhão e conta com uma torre de acionamento hidráulico. O avanço da perfuração ocorre com o emprego de trado vazado (hollow auger) e com espirais externas. Servindo ao mesmo tempo como revestimento, montado em uma só peça, o trado vazado dispensa a circulação de água, assim como a peça de lavagem, enquanto o SPT é realizado pelo martelo automático que equipa o sistema.

De acordo com Baillot, operar com esse método requer um mínimo de conhecimento para a escolha da máquina e sua correta utilização. “Os maiores cuidados estão relacionados ao trado, pois é preciso avaliar o número de espirais e a distância entre elas. Além disso, a cabeça do trado deve ser construída em aço fundido especial e precisa apresentar uma configuração ligeiramente cônica.” Segundo ele, a ponta do trado deve ser soldada em um tubo, que, por sua vez, é soldado em aletas cujo espaçamento deve ser proporcional ao diâmetro do tubo interno.

“Se essas especificações não forem cumpridas, ao invés de perfurar e proporcionar a avaliação das características reais do solo, a sonda apresentará avanços medíocres”, ele complementa. Na sua opinião, o País não conta atualmente com fabricantes que forneçam equipamentos com tais características. “A maioria erra na distância das aletas e não utiliza aço especial na ponta do trado.”

O especialista ainda alerta para a necessidade de o primeiro trado apresentar aletas mais compridas e grossas, pois é esse elemento que abre caminho para os demais trados da composição. “Também não encontramos equipamentos nacionais com essas características”. Ele sabe o que diz, já que a Alphageos opera com uma frota composta por quatro máquinas para sondagem STP mecanizada, além de nove equipamentos de sondagem rotativa, uma perfuratriz pneumática para auxílio ao método destrutivo e dois equipamentos de sondagem televisiva.

Novos sistemas
Marcelo Bois, da Biosonda, ressalta que a fabricante representada por sua empresa, a Maquesonda, tem avançado no desenvolvimento de outra solução de sondagem por percussão mecanizada: a tecnologia CPTu (Cone Penetration Test). “O uso desse método está crescendo cada vez mais no Brasil.” Segundo ele, o equipamento é dotado de uma ponteira cônica, que penetra no solo e envia os dados para um sensor na superfície. “As informações recebidas são analisadas por um computador, que emite o relatório de sondagem registrando a resistência do solo à penetração da ponta, a resistência ao atrito lateral e pressões neutras, o que previne falhas humanas no registro dos dados,” diz Bois.

O especialista complementa que a ponteira cônica penetra no solo por meio de ação hidráulica constante, a uma velocidade de 2 cm/s, e que o equipamento produzido pela Maquesonda fornece uma força de penetração de até 12 t. O modelo usado na execução do ensaio CPTu deve ser capaz de se apoiar no solo com trados especialmente desenvolvidos para tal operação e também pode realizar o ensaio SPT mecanizado, quando equipado com o acessório específico para esse sistema – o peso hidráulico para as batidas.

A Atlas Copco também destaca uma tecnologia diferenciada no que diz respeito à sondagem para avaliação do subsolo. O seu modelo Mustang, também indicado para sondagem de superfície, pode ser utilizado em múltiplas aplicações. “Além de realizar o ensaio SPT de forma automatizada, ele faz a sondagem rotativa ou de circulação reversa, na qual a amostra é fragmentada.” Neidyr Neto explica que a máquina pode ser equipada com dispositivos para a sondagem CPT, realizando furos de 100 a 800 m e em diâmetro de aproximadamente 76 mm, em qualquer uma das configurações.

O especialista da Atlas Copco afirma que esses tipos de equipamentos mais evoluídos ainda estão começando a ser comercializados no mercado brasileiro de construção civil, embora já sejam adotados como padrão pelas empresas de primeira linha da área de pesquisa mineral. “Nos últimos três anos, vendemos aproximadamente 90 unidades dessas máquinas”, diz ele.

Segundo Marcelo Bois, da Biosonda, a venda de máquinas de sondagem ficou praticamente estagnada nos seis primeiros meses deste ano, mas ele aponta uma retomada nos negócios no segundo semestre. Em novembro, o executivo ressalta que o volume de vendas atingiu o mesmo patamar do obtido no mesmo período de 2008, quando a empresa comercializou 10 unidades. De acordo com suas estimativas, a marca representada por sua empresa detém uma participação de cerca de 60% no mercado desse tipo de equipamentos no País.


Referências:
Revista MT – Manutenção e Tecnologia, Do trado manual as sondas rotativas, 15 de março de 2010.

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