Consolidação da via-férrea do elétrico ATM Milão com injeções de resina

Ao longo do tempo, alguns troços da rede urbana do elétrico de Milão começaram a apresentar sinais de degradação estrutural, que se manifestaram sob a forma de fissuras no asfalto, oscilações anómalas dos carris e abatimentos localizados da via.

As principais causas formam a ação combinada da circulação rodoviária e ferroviária e os fenómenos meteorológicos, que provocaram a lavagem progressiva do subsolo e a perda de suporte das travessas.

Em resposta a estas problemáticas, a ATM e a Uretek realizaram uma intervenção de consolidação do terreno através de injeções de resina.

O PROBLEMA

As vias do elétrico são construídas com travessas (de madeira, betão ou aço) apoiadas sobre balastro e fixadas aos carris por meio de peças de fixação específicas. Com o tempo, a combinação das cargas dinâmicas do tráfego e a infiltração das águas pluviais provocaram o enfraquecimento do suporte das travessas.

Este fenómeno manifestou-se inicialmente através de fissuras no asfalto junto aos carris, que favoreceram a entrada de água no solo. Este processo conduziu ao esvaziamento progressivo do balastro, com a consequente perda de suporte, aumento das oscilações verticais da via e maior degradação superficial.

fissuras

COMPARAÇÃO DAS POSSÍVEIS TÉCNICAS DE INTERVENÇÃO

A reparação tradicional das estruturas danificadas teria exigido a remoção do asfalto, escavação do solo, recompressão do balastro através de maquinaria específica e posterior reposição da estrutura viária.

Embora também eficaz, este procedimento implicaria longos tempos de paragem da infraestrutura, custos elevados e impactos significativos no tráfego e no serviço público, sendo pouco compatível com um ambiente urbano de alta densidade.

A SOLUÇÃO IDENTIFICADA

Para minimizar o impacto dos trabalhos e oferecer uma alternativa rápida e pouco invasiva, optou-se pela solução de consolidação Uretek, que consiste em injeções de baixa pressão de uma resina de poliuretano bicomponente tixotrópica diretamente no solo.

Esta solução não exige escavações nem a remoção do pavimento existente. Com o o seu comportamento tixotrópico, a resina penetra nos vazios intergranulares durante a injeção e depois solidifica rapidamente, formando um corpo compacto, resistente e estável.

Alcança-se assim a melhoria das características mecânicas e hidráulicas do terreno intervencionado.

AS FASES DA INTERVENÇÃO

A intervenção foi realizada com um camião-oficina equipado e autónomo.

Em primeiro lugar, identificaram-se as travessas que deviam ser consolidadas, muitas vezes visíveis pelo perfil marcado no asfalto.

Uma vez localizadas, foram efetuadas perfurações de 14 mm na correspondência das travessas, conforme o projeto, até alcançar o solo. No interior dos furos foram inseridas cânulas de injeção de 12 mm, através das quais a resina de poliuretano foi injetada com uma pistola de baixa pressão. A injeção foi monitorizada em tempo real até se detetar o início do levantamento do carril.

As operações foram realizadas em turnos noturnos, sem necessidade de interromper o serviço dos elétricos.

AS VANTAGENS DAS INJEÇÕES DE RESINA

Rapidez de execução: Devido à reação rápida da resina, foi possível consolidar o terreno e restabelecer a continuidade do serviço dos elétricos na manhã seguinte.
Intervenção pouco invasiva: as injeções realizam-se perfurando o asfalto com pequenos furos, sem remoção de materiais; por isso, não foi necessário interromper a circulação dos elétricos nem escavar grandes áreas da rua. A obra ocupou muito pouco espaço (apenas o do camião-oficina) e reduziu ao mínimo os incómodos da circulação rodoviário.
Baixo impacto ambiental: ao evitar demolições e escavações, elimina-se a necessidade de transporte e gestão de resíduos; além disso, uma vez endurecida, a resina é um material inerte que não contamina o solo envolvente.
Monitorização em tempo real: durante as injeções, a intervenção foi controlada através de sistemas laser e equipamentos de medição (detalhados mais adiante), garantindo a segurança da operação.

A MONITORIZAÇÃO DA INTERVENÇÃO

Durante todas as fases da operação foram aplicados três sistemas de controlo:

Monitorização laser de alta precisão (±0,5 mm) para detetar levantamentos indesejados dos carris.
Calibre ferroviário para medir a distância entre carris e o desnível transversal antes, durante e após a intervenção.
Velocímetro para monitorizar as vibrações dinâmicas provocadas por veículos com rodas e elétricos nas zonas intervencionadas.

OS RESULTADOS DA INTERVENÇÃO

Para avaliar os benefícios da consolidação, foi também efetuado um acompanhamento comparativo das vibrações antes e depois da intervenção.

Os sensores velocimétricos instalados nos carris registaram as vibrações causadas tanto pela passagem de um veículo como pela passagem do elétrico.

Os dados mostraram uma clara redução das vibrações dos carris após a consolidação do solo. Em particular, na via que apresentava maiores problemas iniciais, foi registada uma diminuição aproximada de 88 % na velocidade média de vibração provocada pela passagem do veículo de teste. Mesmo a passagem do elétrico melhorou: na outra via, que já estava em melhores condições, foi igualmente registada uma redução da vibração máxima de aproximadamente 25 % em relação à situação inicial.

Esta redução das vibrações, além de confirmar o sucesso da consolidação, contribui para diminuir o ruído e as solicitações dinâmicas transmitidas à estrutura e ao terreno envolvente, melhorando o conforto e a durabilidade da infraestrutura.

EXEMPLO DE INTERVENÇÃO NA PIAZZA CANEVA

Esta intervenção afetou um troço de 11 metros da linha de elétrico na zona da Piazza Caneva, composto por 32 travessas distribuídas por 2 vias. As operações foram realizadas no horário noturno, das 20:00 às 06:00. A intervenção foi posteriormente alargada a outros troços.