19 a 21 de setembro de 2017
ESCAVAÇÃO A VÁCUO: RENOVAÇÃO E SEGURANÇA
EM REDES DE INFRAESTRUTURA URBANA
Viviane de Oliveira Fernandes (viviane.fernandes_2013@hotmail.com)
Resumo: Grande parte das obras do ramo da construção civil estão relacionadas com escavações, que consistem em aberturas
no solo para construir estruturas abaixo do nível natural do terreno, tais como sapatas, reservatórios, entre outros. Podem ser tanto manuais com a utilização de picaretas e pás, quanto mecânica com o uso de escavadeiras hidráulicas, retroescavadeiras, ou com ambos os métodos dependendo da natureza do solo, topografi a do terreno, e execução. Outra escavação mecânica que está se destacado, é a vácuo, que remove o solo somente com a sucção, ao invés do trabalho de máquinas pesadas. O objetivo do trabalho foi destacar as vantagens da utilização da escavação a vácuo na construção civil, principalmente no meio urbano e preservação ao meio ambiente. A metodologia foi baseada em revisões bibliográfi cas, visualizações de vídeos, sites destinados a venda desses equipamentos. Visto que esse novo método é um processo realmente muito simples, onde uma bomba a vácuo potente é conectada a um pulverizador de água ou de ar comprimido, injetando água ou ar fortemente no interior do solo, acoplado a um sistema de vácuo maior que puxa o material solto. São capazes de gerar buracos no solo extremamente profundos e precisos, possibilitando uma superfície menos danifi cada com a escavação, logo há uma facilidade em reparar as agressões à terra e à vegetação do local trabalhado, diminui o congestionamento de tráfego pelo fato do não uso de máquinas pesadas, logo é um método mais ecológico do que os convencionais.
Palavras-chave: Escavação. Vácuo. Ecológico.
Abstract: Most of the construction works are related to excavations, which consist of openings in the ground to construct structures
below the natural level of the terrain, such as shoes, reservoirs, among others. They can be either manual with the use of picks and shovels, or mechanical with the use of hydraulic excavators, backhoes, or with both methods depending on the nature of the ground, terrain topography, and execution. Another mechanical excavation that stands out is the vacuum, which removes the soil only with suction, rather than heavy machinery work. The objective of this work was to highlight the advantages of using vacuum excavation in civil construction, especially in the urban environment and preservation of the environment. The methodology was based on bibliographic reviews, video visualizations, sites destined to the sale of such equipment. Since this new method is a really very simple process, where a powerful vacuum pump is connected to a water or compressed air sprayer, by injecting water or air heavily into the soil, coupled to a larger vacuum system that pulls the loose material. They are able to generate extremely deep and precise ground holes, allowing a less damaged surface with the excavation, so there is an easiness in repairing the aggressions to the earth and the vegetation of the worked place, it reduces the congestion of traffi c due to the non use of machines Is a greener method than conventional ones.
Keywords: Excavation.Vacuum. Ecológico.
INTRODUÇÃO
Nos primórdios da humanidade, as mesmas tinham como principais moradias, as cavernas, que eram tanto naturas ou escavadas com equipamentos formados a base de matérias locais encontrados, tais como pe-dras, madeira entre outros, desse modo a escavação manual foi e continuou sendo o principal método de cons-trução para a conscons-trução desses abrigos primitivos, e é vista ainda frequentemente em uso em diversas obras civis, por se tratar de um método bastante preciso.
Com o passar dos anos o homem foi mudando a sua forma de moradia, com isso houve também um com-pleto no método de construir, passando de pequenas cavernas feitas a base de escavações manuais, para prédios gigantescos com enorme fundação, utilizando tanto o métodos manual, quanto o mecanizado caracterizado
pelo uso de várias maquinas robustas e de grande eficiência e rapidez, tais como as escavadeiras hidráulicas, retroescavadeiras e camiões de estaleiro, capazes de cavar, transportar e carregar o material retirado do local, desse modo apresentam uma alto custo, sendo mais usadas somente pelas grandes e médias da construção.
Desse modo as grandes e pequenas obras de engenharia civil necessitam da utilização do terraplenagem ou do movimento de terra, que removem a terras de locais onde a um acúmulo, para outros onde possui ausên-cia para a criação de um projeto, dessa forma a escavação está interiormente ligada a esse processo.
Outra escavação mecânica que está se destacado, é a vácuo, que consiste em uma remoção de solo de-pendente somente da sucção ao invés do trabalho de máquinas pesadas. Ao decorrer da escavação, o ar ou a água é pulverizado em uma área para remover o solo, acoplado a um sistema de vácuo maior que puxa o ma-terial solto, desse modo é um método simples, pelo fato de possuir uma bomba a vácuo potente é conectada a um pulverizador de água ou de ar comprimido, injetando água ou ar fortemente no interior do solo, assim es-cavando-o, logo o vácuo puxa o solo para fora do local escavado.
Essas máquinas estão mudando a construção civil pelo mundo, pois o seu grande poder de sucção possi-bilita utilizá-la em qualquer tipo de terreno e escavar diferentes superfícies, desse modo são consideradas mais rápidas que as convencionais e pelo fato de agir precisamente em um local e apresentar um peso inferior a es-tes, assim descarta grande chance de danificar o terreno, tornando a construção mais ágil e barata.
1. OBJETIVO
O objetivo do trabalho foi destacar as vantagens da utilização da escavação a vácuo na construção civil, principalmente no meio urbano e na preservação ao meio ambiente.
2. REVISÃO BIBLIOGRAFICA
Segundo a[1] as escavadeiras a vácuo compactas, instaladas em reboques estão se destacando nas lojas
de frotas de locação.
Escavadeiras a vácuo são duas máquinas em uma: um vácuo potente e portátil adequado para diversas tarefas de limpeza do local de trabalho e uma ferramenta de escavação “leve”. Como podem realizar vários tra-balhos diferentes, elas atraem uma grande variedade de locatários de equipamentos[1].
De acordo com o[2] a escavação a vácuo:
...é um método de remoção de material muito aproveitado na mineração e que depende da sucção em vez do trabalho de máquinas pesadas. Nesse processo de escavação a vácuo, o ar ou a água é pulverizado em uma área para desterrar o solo, e um sistema de vácuo maior puxa o material solto. Este processo é geral-mente usado não de pode fazer uso de máquinas pesadas ou quando os métodos de escavação com estas máquinas oferecem algum tipo de risco aos trabalhadores ou ao ambiente. Estes sistemas de escavação de vácuo são bem adaptados para fazer pequenos buracos ou buracos mais profundos na terra, um processo chamado de espeleologia.[2]
Essas máquinas oferecem uma maior rapidez na obra comparada as demais que utilizam somente equi-pamentos convencionais, que em grande parte afetam o solo em trabalho, ou até alguma instalação elétrica ou hidráulica enterrada neste, pelo fato de apresentarem um alto peso.
Dependendo da marca e modelo da escavadeira a vácuo, a escavação leve desloca o solo usando água pressurizada ou ar fornecido de uma mangueira para um bico que é segurado pelo operador da máquina. Elas são mais adequadas para escavações menores, de controle preciso[1]. Depois da escavação o solo capturado
po-de servir para servir como preenchimento ou po-deslocado do canteiro po-de obra.
A escavação a vácuo é ideal para a mineração, pois tem grande potencial de fazer buracos profundos e pre-cisos. De acordo com[2] caso o solo não seja facilmente puxado sem ser pulverizado, os próprios operários têm
o poder de controlar o que é aspirado do solo e o que é deixado nele, com isso esse sistema produzem buracos de dimensões e formas distintas, que são impossíveis de serem feitos pelo método de escavação convencional.
Os principais usos das escavadeiras a vácuo de pequeno porte segundo[1] são para aberturas de furos,
pode-se realizar um furo de 12 pol. quadradas e 5 pés (1,524 m) de profundidade em torno de 20 minutos ou menos.
De acordo com[1], as demais vantagens com o uso desse método consistem em:
...escavar valas pequenas em áreas nas quais equipamentos maiores não podem ser usados e em passagens cheias de tubos e cabos enterrados. Escavadeiras a vácuo são usadas para escavar buracos para instalar ser-viços de utilidade pública e postes de iluminação, fazer pequenas escavações para reparar tubos e juntas de tubo, cortar redes de distribuição, conectar tubulações sem uso e prender anodos para sistemas de proteção catódica contra corrosão. Implementos de jateamento são úteis na limpeza de conduíte e sanitária e de re-des de esgoto de águas pluviais.[1]
A[3] destacou os inumeros métodos do uso dessas escavadeiras, como sendo:
y Construção subterrânea;
y Escavação de terreno congelada;
y Limpeza de canos de esgoto e reabilitação de tubos; y Perfuração direcional;
y Instalação de postes e placas; y Paisagismo em geral;
y Fibra óptica para manutenção e reparação de telecomunicações; y Remoção da poluição do solo;
y Trabalhos de demolição ou espeleologia infraestrutura subterrânea; y Acessibilidade de longa distância, vertical ou horizontal;
y Escavação de linhas de gás;
y Escavação de utilidades subterrâneas; y Manutenção e reparação de vias férreas; y Escavação e escavação de fenda;
y Limpeza de canos de esgoto e lavagem de bacias;
y Colocação de novos gasodutos de gás, água, cabo ou de eliminação de resíduos; y Acesso e reparo de tubos e cabos em áreas apertadas;
y Escavação não destrutiva.
Abaixo a Figura 1, ilustra como é subdividido uma escavadeira a vácuo.
Figura 1. Ilustração de uma escavadeira a vácuo Fonte: http://www. vacuumtruckexchange.com/ vacuum-excavators.html, 2012-2016.
Nos anos 90 foi realizado pela agência estatal de Nova York, segundo a[3], uma pesquisa sobre as
melho-rias desse tipo de tecnologia no canteiro de obra, desse modo foi montado uma equipe de projeto, os mesmos buscaram os juros de contratados, para atenter os gastos do aluguel de unidade de escavadeira a vacuo, verifi-cando a precisão de marcaçoes de utilidade e descobrir buracos de teste.
Todos participantes afirmaram que o uso desses equipamentos para localizar utilitários fez a tarefa mais fácil e mais eficiente, e que o tempo foi economizado, e somente um dos participantes relatou que esse méto-do não poupava dinheiro. Com relação ao uso evitar danos na obra, 7 em cada 8 indicaram que tinham, como foram feitas 120 escavações durante o teste, somente dois danos menores imprescindíveis surgiram em instala-ções desconhecidas, que também provavelmente seriam causadas pelo uso de uma escavação manual.
Os envolvidos no projeto perceberam que essas máquinas se destacavam em alguns projetos, tais como verificação de localização de utilitários, espeleologia ou iluminação natural, projetos de furos direcionais, espe-cificamente através de outras utilidades e definitivamente em torno de linhas de gás natural, locais de trabalho onde a perturbação da superfície é um fator e Locais de trabalho onde a perturbação da superfície é um fator.
Todos os empreiteiros de escavação que participaram do estudo manifestaram interesse considerável em comprar ou alugar equipamentos de escavação a vácuo para futuros projetos. O estudo concluiu qualitativa-mente que as escavadoras de vácuo tinham vantagens distintas e claras sobre a escavação manual para localizar os serviços públicos[3]. Desse modo pode-se essas máquinas diminuem o tempo de escavação, possibilitando
uma diminuição de custos.
Segundo[4], as principais características das escavadoras hidráulicas são:
y Facilidade e rapidez nas escavações;
y O jato de água penetra e desmembra quase todos os tipos de solos, e ajuda a controlar a eletricidade estática, podendo ser aquecida para realizar escavações no período de inverno;
y Necessitam de grandes caminhões ou reboques com capacidade suficiente para suportar o volume e peso da água, podendo possuir um tanque para a mesma e para so solo, separadamente;
y A lama do solo ou as lamas da escavação da hulha (carvão mineral) podem ser difíceis de eliminar; y No inverno água pode congelar, necessitando de soluções anticongelantes e aquecedores fornecero-des de água quente para ajudar a escavar o solo congelado;
y A água em alta velocidade pode danificar instalaçoes subterrâneas, com isso deve-se ter um contro-le para cada caso;
y Como a água conduz eletricidade, exigeum plano de segurança do local a escavar, principalmente os com instalações elétricas enterradas;
y Funcionam melhor em temperaturas amenas e com um melhor acesso ao solo e a alguma fonte de água perto para o abastecemento do tanque (abastecimento limitado de água).
A Figura 2, demonstra a sucção da escavadeira hidráulica, em questão.
Figura 2.
Observação segura de linhas de serviços subterrâneos
Fonte: http://www.
vacuumtruckexchange.com/hydro-excavator.html, (2012-2016).
Segundo[5] as principais características das escavadoras de vácuo de ar são:
y Entram e quebram o solo, aspirando-o para dentro do tanque;
y Compressores de ar possibilitam ar de forma ilimitada ao decorrer da operação;
y O solo após a escavação pode-se ser usado para preenchimento, sendo de fácil eliminação; y São menos eficientes do que as hidráulicas, entretanto são menores, leves e econômicas;
y São mais eficientes em solos arenosos ou a base de cascalhos, e menos em argilas ou em solos em condições mais densas (solo congelado);
y O ar comprimido em contato com instalações flui entre as mesmas sem danifica-las pelo fato que não é condutivo, desse modo possibilita segurança para os operários, entretanto o ar em locais muito secas pode formar nuvens de poeira;
y O solo escavado permanece seco para ser utilizado em diversos meios. A Figura 3, mostra o funcionamento de uma escavadeira de sucção a vácuo de ar.
Figura 3.
O caminhão-tanque suga o material que é retirado pelo fluxo de ar ligadas a um conjunto de placas de inversão dentro do orificio de ar principal
Fonte: http://www.vacuumtruckexchange. com/suction-excavator.html, (2012-2016).
A Figura 4, ilustra o poder de sucção do ar comprimido dessas máquinas a vácuo.
Figura 4. O ar comprmido em alta velocidade penetra no solo fissurado por um bocal a 250 PSI, formando bol-sos minusculos de solo, que se explodem e assim há um deemoronamento e secagem do solo, facilitando ser aspirado
A Figura 5, mostra a escavadeira a vácuo de ar operando em uma canteiro de obra. Figura 5. Equipe utilizando a escavadeira de sucção a vácuo de ar Fonte: http://www. vacuumtruckexchange.com/ suction-excavator.html, (2012-2016).
A Figura 6, mostra instalaçoes intactas depois do uso de uma escavadeira a vácuo.
Figura 6.
Instalaçoes elétricas e hidraulicas intactas depois do uso de uma escavadeira a vácuo
Fonte: http://www.vacuumtruckexchange.com/vacuum-exca-vation.html, (2012-2016).
CONCLUSÕES
O ramo da construção civil tem procurado diariamente equipamentos funcionais, viáveis e sustentáveis, que minimizem tempo, custo e a degradação ambiental. Observando esses fatores pode-se indicar o uso das escavadoras a vácuo para exercer diversos tipos de escavações, principalmente em centros urbanos, sendo as escavadeiras a vácuo de ar a mais indicada para esse serviço, pois a mesma não tem o poder de danificar su-postas instalações enterradas no solo em trabalho, já as hidro escavadeiras podem ser mais eficientes, entretan-to apresentam grande porte e não são indicadas para esse destino, e sim para trabalhos onde apresentam solos congelados ou até mesmo para a execução da limpeza em canos de esgotos. Essas máquinas possibilitam me-nos incidentes de infraestrutura danificada e segurança aos envolvidos na construção, por esse fato diversas agências internacionais já vem utlizando essa nova tecnologia pelo fato de serem mais produtivas e gerarem mais segurança no canteiro de obra.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CAP III: ESCAVAÇÃO. Disponível: <http://lftc.civil.uminho.pt/Textos_files/construcoes/cp1/Cap.%20III%20--%20Escavação.pdf>. Acesso em: 16 abr. 2017.
[1] WITCH. D. Clientes de locação descobrindo a versatilidade das escavadeiras a vácuo. 2010. Disponível: <https://www.ditchwitch.com/pt-br/on-the-job/clientes-de-locação-descobrindo-versatilidade-das-escavadei-ras-vácuo>. Acesso em:15 fev. 2017.
[2] MANUTENÇÃO & SUPRIMENTOS. Escavação a vácuo na mineração. 2011. Disponível: <http://www. manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/4414-escavacao-a-vacuo-na-mineracao/>. Acesso em: 15 fev. 2017. [3] INTERNATIONAL NETWORK VACUUM TRCK EXCHANGE. New Exacvators Dig For Profits. (2012-2016). Disponível: <http://www.vacuumtruckexchange.com/vacuum-excavators.html>. Acesso em: 02 abr. 2017.
[4] INTERNATIONAL NETWORK VACUUM TRCK EXCHANGE. Why The Trenching And Excavation Trade Love The Hydro Excavator. (2012-2016). Disponível: <http://www.vacuumtruckexchange.com/hydro--excavator.html>. Acesso em: 04 abr. 2017.
[5] INTERNATIONAL NETWORK VACUUM TRCK EXCHANGE. Why Suction Excavator Contractors Are Digging The Profits. (2012-2016). Disponível: <http://www.vacuumtruckexchange.com/suction-excava-tor.html>. Acesso em: 02 abr. 2017.
INTERNATIONAL NETWORK VACUUM TRCK EXCHANGE. Why The Trenching And Excavation Trade Love The Hydro Excavator. (2012-2016). Disponível: <http://www.vacuumtruckexchange.com/hydro-excava-tor.html>. Acesso em: 04 abr. 2017.
INTERNATIONAL NETWORK VACUUM TRCK EXCHANGE. What is Vacuum Excavation? (2012-2016). Disponível: <http://www.vacuumtruckexchange.com/vacuum-excavation.html>. Acesso em: 04 abr. 2017. MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO A VÁCUO. Produção de Science & Technology. 2016. (4.04 min.), P&B. Dis-ponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=y71FKRmMomk>. Acesso em: 15 abr. 2017.
RODNEI CORSINI. Fundações e Contenção. Infraestrutura Urbana: projetos, custos e construção. Disponível: <http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-tecnicas/24/artigo277854-1.aspx>. Acesso em: 16 abr. 2017. VEOLIA. Vacuum Truck Services. Disponível: <http://www.veolianorthamerica.com/en/our-services/clea-ning-services/vacuum-truck>. Acesso em: 01 abr. 2017.
