Desde o princípio da civilização, os túneis subterrâneos desempenham papéis muito importantes, não apenas moldando paisagens, mas também conectando diversos povos e trazendo avanços em diversas áreas para a sociedade.
Tempos Atuais
Nos dias de hoje, há um aumento significativo na construção de túneis. Esse crescimento é proveniente da alta demanda por mobilidade, extração mineral, desenvolvimento de infraestrutura elétrica, saneamento e outras diversas necessidades da sociedade.
Na medida que esse processo de expansão avança, é necessário estabelecer normas e procedimentos específicos devido aos riscos aplicados nessas construções. Por conta disso, surgem as primeiras organizações públicas e privadas dedicadas à normalização, para reduzir ou controlar os riscos existentes em construções e operações de túneis.
Os principais riscos dos túneis
Ao longo do tempo, junto ao avanço das obras de túneis, diversos acidentes aconteceram, os quais, à medida que ocorriam, possibilitavam que as soluções e normas também fossem surgindo para evitar os acidentes em futuras construções.
Entre os riscos, que hoje são mais controlados, destacam-se:
Colapso: A escavação de túneis em uma variedade de solos, desde solo comum até formações rochosas e instáveis, representa um desafio significativo. Antes das técnicas modernas de construção de túneis e sistemas de apoio, o risco de colapso era uma preocupação constante. Este cenário podia resultar em consequências graves, incluindo ferimentos graves e até mesmo fatalidades, com trabalhadores potencialmente ficando presos sob toneladas de escombros.
Foto: Colapso de túnel na Índia – Fonte: AFP
Inundações: Nos túneis subterrâneos, principalmente naqueles que passam por corpos d’água ou áreas com lençóis freáticos elevados, há uma ameaça constante de inundações. Se um súbito influxo de água inundar o túnel, poderá colocar os trabalhadores em perigo e causar danos aos equipamentos.
Foto: Desabamento nas Obras da Linha 6 do metrô, na Marginal Tietê - Fonte: Estadão Conteúdo
Acúmulo de Gases e Explosões: O acúmulo de gases tóxicos, como o monóxido de carbono e sulfeto de hidrogênio, representa um grande perigo aos trabalhadores. Em túneis onde há operação de minas ou que estão próximas a materiais voláteis, como carvão ou outras substâncias inflamáveis, o risco de explosão se torna maior. Junto a isso, a ventilação inadequada contribui para aumentar ainda mais esse risco, permitindo o acúmulo de gases nocivos em espaços confinados.
Foto: BENXI, Liaoning, 6 de jun – Fonte: Diário do Povo Online
A importância da ventilação subterrânea
A ventilação nas construções de túneis é fundamental para garantir a segurança dos trabalhadores. Além de manter o ar limpo, a ventilação subterrânea controla gases nocivos e limpa os resíduos de explosões controladas.
Os avanços na tecnologia de ventilação ao longo do tempo foram notáveis. Inicialmente, recorria-se a métodos rudimentares, como fogueiras acesas em poços para gerar correntes ascendentes de ar nos túneis. No entanto, esses métodos evoluíram para sistemas mais avançados, como ventiladores movidos a vapor. Apesar disso, as condições de trabalho nos túneis continuavam extremamente perigosas, resultando na perda de muitas vidas entre os trabalhadores.
Esses acontecimentos destacaram a importância dos sistemas de ventilação eficientes e seguros na construção de túneis, e influenciou diretamente nos padrões de segurança e nas práticas de engenharia que vieram a ser adotadas nos projetos futuros.
Evolução dos Equipamentos de Ventilação na Escavação de Túneis
Nos estágios iniciais da construção de túneis, a ventilação costumava ser realizada de maneira natural, aproveitando correntes de ar naturais ou utilizando de métodos mais simples, como a construção de chaminés para a circulação do ar.
Os primeiros ventiladores eram operados manualmente, por meio de manivelas ou outras formas de acionamento humano e possuíam limitações de potência e capacidade de ventilação. Com o surgimento da eletricidade, foi possível criar os ventiladores elétricos, mas inicialmente, eles também tinham potências e capacidades baixas de ventilação. Só então, com o avanço da tecnologia, que os motores elétricos foram aprimorados e permitiram que houvesse novos ventiladores mais potentes e eficientes.
Ao longo do século XX, ventiladores axiais e centrífugos específicos para aplicações de ventilação em túneis foram desenvolvidos, fornecendo as vazões de ar e pressões adequadas para garantir a ventilação em ambientes confinados como túneis.
Ventilação Definitiva em Túneis Urbanos e Rodoviários
Os ventiladores definitivos, resistentes à alta temperatura, são fundamentais nos túneis urbanos e rodoviários após sua construção, garantindo a segurança dos usuários em diversas situações, incluindo o tráfego diário e emergências como incêndios ou explosões.
Como é feito a determinação da ventilação definitiva?
A determinação da necessidade e do tipo de ventilação leva algumas considerações complexas. Parâmetros como comprimento e seção do túnel, probabilidade de tráfego, número de faixas e veículos permitidos são as principais informações a serem levadas em consideração. Além disso, fatores como a inclinação, altura e seção transversal do túnel, juntamente com a distância de cada um dos ventiladores que serão instalados no teto, também influenciam no cálculo da ventilação em operação normal.
Já no contexto da ventilação de emergência, é essencial avaliar a potência máxima do incêndio, que é diretamente influenciada pelo tipo de combustível envolvido, a extensão e a taxa de liberação de calor do incêndio. Estes elementos são fundamentais para determinar a quantidade de calor gerada pelo incêndio e, consequentemente, estabelecer a sua potência máxima.
Após determinar a potência do incêndio e a velocidade do ar necessária para evitar o back-layer de fumaça, o próximo passo é calcular o empuxo total necessário para direcionar a fumaça conforme desejado. Com base nessas análises, é possível selecionar o número e o tipo adequado de ventiladores para o sistema de ventilação.
No Brasil, não há obrigatoriedade de reformar túneis existentes para instalação de sistemas de ventilação adequados. No entanto, em caso de reforma, torna-se obrigatória a reavaliação dos projetos de ventilação e combate a incêndios para garantir conformidade com os novos critérios de segurança.
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Este texto foi elaborado para fornecer uma visão geral dos aspectos relacionados à ventilação definitiva de túneis, visando facilitar a compreensão do tema sem entrar em detalhes técnicos complexos.
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