Inspeção de túneis: registrar o interior de um tubo sem GNSS e sem luz

A deterioração de túneis se divide em defeitos do concreto do revestimento (fissuração, delaminação e desplacamento, degradação do material), problemas de água (infiltrações, estalactites de gelo e gelo nas paredes no inverno), deformação por cargas externas (pressão do terreno empurrando o revestimento para dentro, levantamento do piso) e problemas em acessórios (parafusos e chumbadores corroídos ou soltos de luminárias, ventiladores, placas e cabos). Túneis antigos construídos com pranchas de madeira costumam ter vazios deixados atrás do revestimento.

Depois de Sasago, a inspeção periódica de túneis rodoviários no Japão a cada cinco anos, baseada em inspeção visual de proximidade, tornou-se obrigatória a partir de julho de 2014. Para o revestimento, a percussão com martelo para encontrar delaminação é tão importante quanto olhar. Como nas pontes, cada túnel é classificado de I (são) a IV (ação urgente). O Japão tem cerca de 11.000 túneis rodoviários (fim do ano fiscal de 2024), muitos construídos nas décadas de alto crescimento.

A dor é que não dá para chegar perto sem fechar o túnel. Alcançar a abóbada significa trazer plataformas elevatórias com interdição de uma faixa ou total. Em túneis de montanha sem desvio, isso afeta comunidades inteiras. Os túneis ferroviários espremem o trabalho na curta janela de manutenção entre o último e o primeiro trem.

Para a imagem sistemática do revestimento de um túnel rodoviário comum, os scanners veiculares são hoje mais rápidos e consistentes. Os drones realmente compensam onde os veículos não vão e as pessoas têm dificuldade: poços de ventilação, galerias inclinadas, túneis de adução de hidrelétricas, túneis antigos abandonados e o interior de um túnel após um colapso ou incêndio, quando não se pode enviar pessoas.

O método básico é levar iluminação, travar a exposição e avançar a uma distância constante. Um túnel é um tubo, então voar passagens separadas para a abóbada, os ombros e as paredes facilita construir depois uma imagem desenrolada do revestimento. Capturar marcos de distância ou números de luminárias no quadro facilita muito o registro.

Dentro de um túnel, o drone perde a maior parte dos seus sentidos. O GNSS desaparece pouco depois do portal, e está escuro. Poços e dutos são confinados. Some a isso fuligem de escapamento e poeira, o vento empurrado por carros ou trens e o jato dos ventiladores. Em uma curva, o enlace de rádio também enfraquece.

• Sem GNSS: use aeronaves que se localizam por LiDAR ou câmeras. Atenção: um tubo longo, reto e sem referências parece igual em toda parte e causa deriva; acrescente marcos como marcadores de distância. Sem GNSS
• Escuridão: as luzes de bordo são tudo o que você tem. Iguale potência, direção da luz e exposição fixa às do levantamento anterior. Escuridão
• Espaços confinados: poços, dutos e adutores têm paredes próximas. Use aeronaves com gaiola que suportem contato e planos de bateria com margem para voltar. Espaços confinados
• Poeira e fumaça: a fuligem suja as lentes e acrescenta ruído aos retornos do LiDAR. Pare a ventilação ou evite entrar a favor do vento. Poeira e fumaça
• Enlaces: curvas e trechos longos interrompem os enlaces de comando e de vídeo. Planeje repetidores ou aeronaves cativas e defina o comportamento em caso de perda de enlace (retornar ou pairar).

O que o lado operacional deve decidir de antemão para o momento em que a posição ou o enlace se perde no fundo de um túnel é tratado em como os operadores se preparam para perder posição ou enlace (Airffic Flight Institute).

As imagens de túnel se tornam úteis quando unidas em um mapa desenrolado do revestimento. Milhares de quadros são encadeados pela distância ao portal, fissuras, infiltrações e suspeitas de delaminação são mapeadas, e o resultado é comparado com a vez anterior. A IA é boa em propor fissuras, medir comprimento e largura e mostrar mudanças. Se algo está delaminado, se deve ser derrubado e se o túnel deve ser fechado são decisões do engenheiro responsável.

Os túneis rodoviários estão sob a inspeção periódica da Lei de Estradas: a cada cinco anos, inspeção visual de proximidade, com percussão do revestimento. A revisão de fevereiro de 2019 manteve a inspeção visual de proximidade como base e abriu caminho para tecnologias de apoio à inspeção (geralmente descrita como métodos que o inspetor julgue capazes de dar um diagnóstico equivalente), mas a percussão ainda é necessária em muitos casos para confirmar a delaminação. Os túneis ferroviários são inspecionados periodicamente pelas operadoras segundo as normas de manutenção de estruturas ferroviárias.

A interpretação oficial do Japão trata um túnel cujo interior está claramente separado do exterior como ambiente interno, fora das regras de voo da aviação, mas a situação perto dos portais, ou se o drone sair para fora, depende das circunstâncias — consulte o Civil Aviation Bureau e o proprietário em vez de decidir por conta própria. Voar sob interdição também exige acordo com a operadora da via e uma autorização policial de uso da via. Nos Estados Unidos, os National Tunnel Inspection Standards (NTIS) federais, adotados em 2015, exigem inspeção rotineira de túneis rodoviários, normalmente a cada 24 meses; na Europa, após o incêndio do túnel do Monte Branco em 1999, uma diretiva da UE de 2004 definiu requisitos de segurança para túneis da rede rodoviária transeuropeia. Compare países em regulamentações mundiais.

• Percussão: a delaminação é identificada pelo som da batida. Dispositivos de percussão em drones ainda estão em fase de pesquisa e testes, não são um substituto geral.
• Remoção de peças soltas: derrubar concreto delaminado na hora ainda é trabalho de pessoas em plataformas elevatórias.
• Vazios atrás do revestimento: as fotos não os enxergam; são necessários GPR ou outros levantamentos.
• Imageamento sistemático de túneis rodoviários longos: scanners montados em veículo são mais rápidos e mais consistentes.
• Classificação e decisões de tráfego: interpretar defeitos e decidir fechamentos continuam sendo trabalhos humanos.

Na visão dos editores da Airffic, é assim. Quando a iluminação dos túneis passou a LED, marcadores de posicionamento também foram para o teto. Durante uma curta interdição noturna, um drone voa a abóbada e os pontos de fixação em uma única passagem, e suas imagens são sobrepostas ao mapa de revestimento do scanner. Só o que mudou desde a última vez acende em vermelho, e os inspetores vão percutir exatamente ali.

Poços e túneis de adução deixaram de ser lugares onde pessoas descem. Uma aeronave com gaiola de proteção mergulha neles uma vez por ano e traz de volta nuvens de pontos e imagens. As pessoas dedicam o seu tempo ao significado das mudanças e à ordem dos reparos e das renovações. A inspeção de túneis deixa de ser entrar no escuro e passa a ser trazer o escuro à vista.