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Visando eficiência econômica, quando o assunto é manutenção das vias, cada vez mais pessoas estão adotando uma abordagem holística que inclui todos os fatores e parâmetros relevantes. A base para isso é fornecida por dados de alta resolução sobre os componentes individuais da via. O radar de penetração de subsolo (Ground Penetrating Radar, GPR) contribui significativamente para isso.
Dipl.-Ing. GIUSEPPE STACCONE
Diretor executivo da Ground Control GmbH, Munique
O georradar estabeleceu-se, entretanto, como o procedimento padrão a ser utilizado na investigação e garantia da qualidade da superestrutura e subestrutura ferroviárias. Em virtude do desenvolvimento da tecnologia de medição e avaliação, o valor informativo dos dados de medição pode ser continuamente melhorado. O salto mais recente da tecnologia é o uso da inteligência artificial (IA).
Para um planejamento eficiente e uma implementação econômica de medidas de manutenção, é essencial que haja um registro preciso e completo da condição do leito da via e da subestrutura. Durante décadas, a exploração do solo baseou-se exclusivamente em perfurações de teste e abertura de valas. Sem sombra de dúvida, com essa forma de exploração, não era possível realizar uma exploração completa na época. Na década de 1990, o georradar foi examinado pela primeira vez em pesquisas científicas quanto à sua adequação como método de exploração de solo em ferrovias.
Com esse método sem contato, as ondas eletromagnéticas penetram o leito da via a uma profundidade de 2,5 metros e são refletidas de forma diferente, dependendo da natureza da superfície. Os dados de medição das ondas refletidas são registrados nos chamados radargramas. Isso permite que uma ampla variedade de parâmetros seja registrada, inclusive umidade, grau de sujeira e o curso dos limites de cada camada.
A introdução do georradar na construção ferroviária tornou possível, pela primeira vez, explorar a via de forma abrangente e contínua. Ele logo se tornou o processo-padrão, pois é superior aos processos anteriores em muitos aspectos. Por exemplo, nenhum bloqueio de linha é necessário e vias e redes inteiras podem ser examinadas em um curto período de tempo. Dispositivos mais novos podem ser instalados em qualquer veículo-portador e também alimentados por uma bateria, como aquelas de sistemas autossuficientes. Isso permite o uso do georradar em máquinas de trabalho e até mesmo em trens regulares, em que a medição ocorre sob condições reais e se torna mais significativa.
O constante desenvolvimento da tecnologia permite medições cada vez mais rápidas e de maior qualidade. Graças à eletrônica potente, velocidades de medição de até 300 km/h podem ser alcançadas agora. Diferentes frequências de antena garantem a resolução ideal em diferentes profundidades. Com a ajuda de sistemas especiais de acionamento, a medição é realizada apenas entre os dormentes, aumentando ainda mais a qualidade dos dados. E a combinação de DGPS e do radar Doppler permite a determinação da posição com uma precisão de menos de 0,3 metros.
Aconteceu muito nos últimos anos, principalmente na área de avaliação de dados de medição e especialmente com computadores e software de análise mais potentes. Um grande passo à frente foi o desenvolvimento de filtros digitais que melhoram significativamente a qualidade dos dados. Como resultado, as estruturas dentro do leito da via que antes permaneciam ocultas agora podem ser registradas e avaliadas. No entanto, até recentemente, a qualidade da interpretação dos dados ainda dependia da competência profissional do analista.
Outro salto tecnológico significativo nos últimos tempos é o uso de IA na análise de dados. Com a ajuda de algoritmos de aprendizagem de máquina, o software aprende a interpretar corretamente os padrões de reflexão em programas de radar. Cada quilômetro examinado aumenta a precisão. Nesse ínterim, software de avaliação é tão poderoso que mesmo especialistas experientes não conseguem chegar perto de sua qualidade e reprodutibilidade. A avaliação automatizada dos dados do radar também aumenta as possibilidades de visualização e integração com outros dados. Os resultados das medições podem ser claramente exibidos em diagramas e mapas digitais, bem como facilmente inseridos em bancos de dados.
Hoje, a IA supera até os especialistas experientes no que tange à qualidade e à reprodutibilidade da avaliação dos dados de medição.
Os operadores ferroviários estão confiando cada vez mais em Big Data para o gerenciamento do ciclo de vida. As medições de georradar avaliadas por máquina são uma fonte importante de dados para isso. Um bom exemplo da coleta e análise de vários dados de via é o sistema de análise de posição de via NATAS da companhia ferroviária nacional da Áustria (ÖBB). Entre outras coisas, o sistema facilita a detecção precoce de tendências e a criação e otimização de previsões de manutenção, principalmente graças aos dados do georradar. Os veículos de medição equipados com georradar registram não apenas a geometria externa da via, mas também a condição do leito de lastro e da subestrutura em uma única medição. Este é mais um passo em direção ao fornecimento abrangente de dados da via por uma única fonte.
Espera-se que a importância do georradar continue a aumentar, não só para as inspeções preventivas, mas também para a documentação de medidas construtivas, como a instalação de uma camada protetora da infraestrutura ou a espessura da camada de base. O sistema já foi aprovado pela ÖBB para comprovar os serviços prestados, e as máquinas de construção ferroviária da Swietelsky já foram equipadas com georradar para fins de comprovação.
O processo também é utilizado para otimizar as medidas de trabalho na via. Especialmente com grandes máquinas desguarnecedoras de lastro e renovadoras de linha, a identificação precoce de obstáculos ou perigos como fundações de concreto, dutos de cabos e equipamentos de guerra evita paradas e danos caros e reduz o desgaste.
Outras aplicações já estão emergindo. É perfeitamente concebível que muitas máquinas de trabalhos na via sejam equipadas com um georradar dentro de dez anos. Para isso, a Ground Control iniciou recentemente uma parceria tecnológica com a Plasser & Theurer. Com base em dados de radar em tempo real, por exemplo, o desempenho de trabalho de uma máquina pode ser controlado, dependendo da natureza do subsolo, e os processos de trabalho podem ser automatizados. Existe um grande potencial nessas aplicações, que deve ser explorado em termos de eficiência e rentabilidade. Em vista dos rápidos avanços na tecnologia de medição e avaliação, esses sistemas provavelmente não demorarão muito para ficarem disponíveis. A importância do georradar no trabalho em vias, sem dúvida, continuará a crescer.
