Apreciação do trabalho desenvolvido

Com a elaboração do presente trabalho pretende-se sugerir uma nova metodologia que possa ser bastante útil na previsão da degradação das camadas de apoio, a aplicar em infraestruturas ferroviárias. Pretende-se assim controlar a evolução do nível de contaminação presente nestas camadas e executar uma gestão eficiente das ações de manutenção, economizando tempo e custos.

Deste modo, os trabalhos desta dissertação iniciaram-se, naturalmente, pelo estudo dos principais fatores inerentes ao processo de degradação de uma via-férrea balastrada e, particularmente, da camada de balastro que a compõe e pela problemática associada à metodologia que permite identificá-los de uma forma precoce e mais expedita.

No âmbito dos Ensaios Não Destrutivos, foi apresentado o equipamento do Radar de Prospeção que, sendo uma ferramenta potencialmente valiosa na avaliação de infraestruturas de transporte, constituiu o elemento principal para o estudo desenvolvido. Este equipamento é dotado de um sistema de antenas através do qual se consegue medir/avaliar algumas características da via, nomeadamente, a espessura das camadas, o nível de contaminação, o nível de teor em água presente no meio, etc. Foi dada particular importância aos procedimentos de preparação e condução do ensaio, visto poderem condicionar fortemente as medições e afetar, assim, os resultados daí obtidos.

Deste modo, foram alvo de estudo amostras obtidas em laboratório e em medições realizadas in situ, com o recurso a dois tipos de antenas, nomeadamente um da IDS com frequência de 400

108

MHz e outro, da GSSI, com uma frequência de 1 GHz. A adoção de frequências diferentes permitiu averiguar a adequabilidade da utilização de cada sistema de antenas na avaliação da contaminação do balastro e ainda permitiu, posteriormente, perceber a influência desses sistemas durante a fase de processamento dos dados, nos programas utilizados para o efeito. As amostras laboratoriais consideradas reproduziam diferentes níveis de contaminação com diversos teores em água, simulados no modelo físico criado em laboratório. Em relação às medições in situ, provenientes de duas linhas férreas distintas, eram conhecidas algumas características assim como as campanhas em que se realizaram essas medições, uma referente ao período precedente às ações de manutenção e outra após intervenções em troços da via. No caso do sistema da IDS, dados referentes ao tipo de balastro e ao tipo de travessa também foram fornecidos, e para o sistema da GSSI a constante dielétrica e a espessura da camada de balastro (limpo e contaminado) foram os dados conhecidos. De salientar que, a aquisição de dados não foi coerente nas duas campanhas, o que inviabilizou a comparação das medições entre ambas. De facto, os parâmetros adotados aquando do levamento dos dados não foi o mesmo, o que condicionou as medições em cada ensaio.

As infraestruturas ferroviárias demonstraram serem um ambiente pouco favorável para a aplicação do método do radar. Por um lado, verificou-se que a presença de certos elementos limitam a capacidade de penetração do sinal e a resolução das imagens, nomeadamente, os elementos metálicos (carris) e em betão (travessas) à superfície; dificultando assim a interpretação dos resultados. Por outro, o tamanho das partículas que tipicamente compõem as camadas de balastro e sub-balastro, conduzem muitas vezes a resultados com muito ruído, originado por eventuais fenómenos de difração nestas partículas.

Neste sentido, o programa de interpretação disponibilizado pretende reproduzir aspetos relevantes da condição da camada de balastro, verificando-se para as medições estáticas, efetuadas em condições controladas, que os resultados obtidos ainda estão longe de reproduzir de forma precisa o nível de contaminação associado assim como o teor em água inerente a cada amostra. Para os resultados in situ, verificou-se que o programa conseguiu, efetivamente, localizar troços que necessitam de reabilitação/intervenção, embora quantitativamente os valores obtidos tenham sido inconclusivos, não se conseguido enlaçar conclusões da análise obtida. Numa abordagem seguinte, como contribuição principal deste trabalho, recorreu-se ao programa de cálculo numérico Matlab no sentido de se fazer uma análise que averiguasse eventuais mudanças na qualidade do sinal das medições efetuadas. A metodologia assim adotada assenta na observação das variações do espectro no domínio da frequência, recorrendo-se a uma análise FFT, comparando posteriormente com o espectro do sinal registado no domínio do tempo. A comparação das duas análises (no tempo e em frequência) permitiram estabelecer convicções sobre o estado de degradação de cada uma das vias ferroviárias.

7. Considerações finais e Linhas de investigação futuras

Assim, os resultados obtidos permitiram concluir que as secções que foram alvo de manutenção apresentaram valores mais baixos quando estudados alguns parâmetros, nomeadamente, a análise da 5ª amplitude e a análise da variação dos “picos” com maior amplitude. Das abordagens efetuadas conseguiu-se ainda localizar secções que necessitam de urgente intervenção. Tendo sido um contributo importante na avaliação da qualidade das camadas de apoio, no âmbito da investigação ferroviária.

Para concluir, as técnicas de processamento das medições efetuadas com o radar de prospeção foram desenvolvidas para simplificar e validar a interpretação dos dados. Os resultados mostraram assim que o GPR consegue localizar zonas com maior degradação na subestrutura da via, para a maioria das secções com base na interpretação em frequência. Outra particularidade desta análise é o facto de poder contribuir para uma manutenção mais eficaz e económica da via.