Segurança e Fragilidade: A Conservação de um Patrimônio Cultural
A Ponte San Michele, também conhecida como Ponte de Paderno, é uma ponte em arco de ferro com tráfego misto de trens e veículos.
Ela conecta as cidades de Paderno d'Adda (LC) e Calusco d'Adda (BG) ao cruzar um desfiladeiro do rio Adda.
Construída em 1889, ela foi incluída entre os bens protegidos pela Superintendência de Patrimônio Ambiental e Arquitetônico da Região da Lombardia desde 1980, constituindo uma etapa fundamental na evolução histórica da infraestrutura na Itália. A ponte foi reconhecida como uma obra-prima e como um dos símbolos da arqueologia industrial italiana. Em 2017, a ponte também foi candidata a ser incluída na lista de Patrimônios Mundiais da UNESCO.
A Ponte de Paderno é dividida em dois níveis: o nível superior é usado para veículos, enquanto o nível inferior é reservado para o tráfego ferroviário. A estrutura é sustentada por sete pilares de ferro com dois arcos parabólicos simétricos formando o vão, que marcam sua aparência icônica.
Trabalhos extraordinários de manutenção foram iniciados em 2021 com o objetivo de restaurar os padrões de segurança prescritos pelas regulamentações locais. A restauração incluiu o reforço estrutural da ponte e a reconstrução completa da via.
Estação Total Automática Trimble S9
Por esse motivo, ela foi fechada tanto para o tráfego rodoviário quanto ferroviário por mais de um ano (ver arquivos No. 80 de Março/Abril de 2010 na p. 84 e No. 139 de Janeiro/Fevereiro de 2020 na p. 90 em https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-ponte-san-michele-di-paderno-dadda/).
A empreiteira trabalhou com a empresa de engenharia Tecno In Geosolutions SpA para a análise geoespacial necessária e monitoramento estrutural durante as fases de reabilitação.
Monitoramento utilizando Soluções Trimble para Garantir a Segurança da Infraestrutura
O monitoramento estrutural é a operação complexa de aquisição de dados, seja manualmente ou automaticamente, de certos parâmetros estruturais, a fim de obter informações em tempo real sobre o comportamento de uma estrutura ou infraestrutura. A integração de monitoramento estático e automático é, portanto, uma ferramenta fundamental para verificar o comportamento real em relação ao modelo de projeto, atualizar modelos numéricos, avaliar o desempenho operacional e analisar a saúde estrutural.
Neste caso, o monitoramento serviu para verificar o comportamento geral da infraestrutura e medir e analisar os movimentos dos elementos estruturais da ponte. Isso foi feito para garantir a segurança dos trabalhadores que atuavam na ponte durante a fase de manutenção emergencial e garantir a estabilidade e integridade da infraestrutura histórica sujeita a tensões derivadas das obras.
Um sistema integrado de monitoramento - incluindo instrumentos geoespaciais, geotécnicos e automatizados - foi instalado para garantir uma visão completa da ponte.
Trabalhador realizando os serviços de manutenção da ponte San Michele
As equipes escolheram cuidadosamente sensores de medição desenvolvidos para uso intensivo em locais a céu aberto, a fim de garantir a continuidade e qualidade das informações.
Uma estação total automática Trimble S9 modelo 0.5" foi instalada a uma distância de cerca de 200 metros da estrutura, em uma posição com ampla visibilidade da ponte. Ela mediu um total de 78 prismas, dos quais quatro eram prismas de referência instalados em estruturas consideradas estáveis e posicionadas perto da ponte. Os 74 restantes eram prismas de monitoramento instalados de acordo com os elementos estruturais cujo comportamento eram considerados significativos para fins de controle.
A estação total foi equipada com um painel elétrico com classificação IP65. Os demais componentes necessários para o funcionamento da estação, como o sistema de comunicação e alimentação, são alojados internamente.
A estação era alimentada por uma rede de 220V e equipada com uma bateria de buffer para garantir seu funcionamento por pelo menos 24 horas após qualquer interrupção no fornecimento de eletricidade. A comunicação entre a estação total e o software de gerenciamento no servidor remoto foi realizada por meio de um dispositivo de comunicação UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service), que permite acesso e gerenciamento remoto do sistema.
Imagens dos hardwares e softwares do sistema de monitoramento utilizado na ponte San Michele
Os dados adquiridos dos sensores de campo são automaticamente importados para a plataforma de software em nuvem Trimble T4D, onde são graficados, exibidos e disponibilizados para análise e relatórios.
Dentro da plataforma, foram definidos alarmes com limites em três níveis, que, quando excedidos, permitem o envio de notificações por e-mail ou mensagem de texto aos interessados para conscientização. Os dados também são disponibilizados na plataforma em formatos gráficos e tabulares em coordenadas 3D. Eles também podem ser exibidos em um mapa completo com indicações sobre os vetores de deslocamento geoespacial e velocidade de deslocamento.
O monitoramento geodésico da ponte foi integrado à instalação de 100 extensômetros de microdeformação e 15 acelerômetros triaxiais para análise de vibrações, cargas, frequências, alcances e tolerâncias, fornecendo parâmetros adicionais para entender a saúde da estrutura. O sistema também adquire dados de uma unidade gateway que registra os dados ambientais do clima. Esses dados são essenciais para aplicar correções às medições adquiridas pelas outras tecnologias de campo.
Os Benefícios do Software de Monitoramento Trimble
O projeto exigia medições realizadas a intervalos de uma hora a fim de controlar os efeitos do trabalho na resposta térmica da ponte. O sistema foi instalado antes do início da manutenção para obter uma representação do comportamento da ponte em condições normais de operação.
Esse período anterior a manutenção foi essencial para a definição da linha de base do sistema, a definição dos limiares de alarme e a escolha das configurações de processamento ideais para os dados adquiridos.
Mapa representativo da localização dos sensores do sistema de monitoramento instalados na ponte San Michele
A interface web Trimble 4D permitiu à equipe de construção acessar dados em tempo real, cada um com seu próprio nível de acesso definido de acordo com sua função (administrador, analista ou visualizador).
Relatórios foram gerados automaticamente, informando sobre o status do sistema e os movimentos no local. Os relatórios também foram enviados automaticamente aos principais interessados de acordo com as configurações do administrador.
Após a conclusão da manutenção, a estrutura continuou sendo monitorada por um período de tempo para garantir o comportamento normal da ponte após a reabertura ao tráfego rodoviário e ferroviário.
Conclusão
Os sistemas e software de monitoramento da Trimble foram desenvolvidos para atender às necessidades de monitoramento da estrutura, especificamente para garantir a segurança dos trabalhadores no local, analisando o comportamento da ponte em relação aos parâmetros de projeto.
O software representa o coração de um projeto de monitoramento: ativação de alarmes com base em limites definidos pelo usuário, verificação de medições, gerenciamento de dados e compilação e análise de resultados em tempo real. Todos esses aspectos são fundamentais para reconhecer situações de risco e tomar ações mitigadoras com aviso prévio.
A estação de controle de monitoramento com painel de controle, limites e alarmes.
O sistema de monitoramento Trimble fornece a capacidade de coletar e analisar medições de diferentes sensores para explorá-los dentro de uma única plataforma web na nuvem, ter um relatório diário disponível e compartilhá-lo conforme necessário com os envolvidos no projeto.
Essas características, combinadas com as funções avançadas de alarme, permitem monitorar e avaliar a resposta da ponte em relação às tensões que a manutenção pode causar e fornecer às autoridades as informações necessárias para avaliar situações perigosas que possam exigir paralisações de trabalho e tráfego.
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