Projeto PABLiTO (Predective Adaptative Blasting in Tunnel Operation)

Desde 1952 até hoje, pioneiros na nossa atividade
PROJECTOS EM EXECUÇÃO:
Projeto P.A.B.L.i.T.O. (Predective Adaptative Blasting in Tunnel Operation)
PERFURAÇÃO E EXPLOSÃO PREDITIVA ADAPTATIVA (P.A.B.L.I.T.O)
O objetivo do projeto é projetar explosões de alta eficiência. Para isso deve-se criar um processo integral e
abrangente de todas as fases de construção de um túnel, a partir da análise do terreno, o desenho preditivo da
explosão, sua realização e, em função dos resultados alcançados, comprovar a idoneidade do projeto realizado
permitindo, ao mesmo tempo, a retroalimentação do processo, de forma a prever o comportamento de futuras
explosões e de se aproximar com maior exatidão à realidade. Ou seja, que represente um sistema de aprendizagem dinâmica.
Dentro do aspecto de segurança tenta-se evitar o risco existente na manipulação de explosivos durante a carga,
ao criar uma máquina específica que introduzirá automaticamente o explosivo nos furos de sondagem, controlando a quantidade de explosivo colocado em cada orifício, em função da informação obtida no resto do processo
(tipo, morfologia e descontinuidades da rocha e da frente de obra, quantidade de explosivo usada e residual,
visualização e análise do avanço da frente em tempo real, entre outras) e realizando o registro da quantidade
inserida. Com esta realização é possível minimizar a manipulação direta pelos funcionários, o que aumentará a
segurança e evitará erros humanos. Também, somente será utilizado o explosivo estritamente necessário.
Na análise do resultado serão incorporadas avançadas técnicas de visualização, filmando a explosão com técnicas de alta velocidade e resolução. O objetivo de analisar essas imagens será o de otimizar a localização de
restos de explosivos não detonados, os quais representam um grande risco para os trabalhadores.
Além da análise realizada, ainda será possível melhorar a compreensão da relação entre os parâmetros de projeto da explosão e a qualidade do terreno (no contexto de uma aprendizagem e evolução contínuas do modelo).
Aproveitando esses projetos e controles de explosões a realizar, se estenderá o campo de atuação para melhorar
e controlar a aplicação dos explosivos em desmontes e explorações mineiras como pedreiras.
Objetivo:
Os objetivos técnicos específicos são os seguintes:
1. Desenhar um plano de tiro. Criar um novo sistema interativo para projetos de explosões (com base nos
registros de perfuração e na análise de explosões anteriores), que possa adaptar a carga a realizar com a realidade encontrada. Assim, a interpretação, a análise de resultados e a aprendizagem preditiva e adaptativa serão
empregadas. Incorporação do novo sistema de projeto da explosão, tanto no plano de tiro quanto no cálculo dos
explosivos. Espera-se evitar com o sistema adaptativo, ou pelo menos reduzir, a existência de restos com explosivos prontos e não detonados dentro do entulho.
2. Determinar a explosão a realizar através dos parâmetros da explosão anterior. O novo sistema de projeto do plano de tiro permite projetar a explosão considerando os parâmetros do evento anterior e seu resultado.
3. Transformar em conhecimento a informação obtida durante a perfuração da explosão, (ao explorar os dados
do registro MWD), ao apresentar as características do maciço rochoso para o projeto da explosão (projeto que
define a quantidade de carga em cada orifício e sua sequência de disparo). Para isso, é preciso aperfeiçoar e
testar ferramentas de obtenção de dados do maciço rochoso e sua modelação. Especialmente, a localização das
áreas de fratura mais elevadas e de menor resistência
Otimizar as explosões para alcançar a máxima eficácia de início de rocha com os recursos maximizados (tipo e
quantidade de explosivos, tempos, etc.).
4. Criar um robô para manipulação e carga de explosivos, adaptado a ambientes agrestes, confinados,
poeirentos, com nula visibilidade, elevados requisitos mecânicos e de proteção contra explosões e vibrações.
5. Criar e implementar uma ferramenta de cálculo para previsão do comportamento do maciço
rochoso real, em função do plano de tiro e da carga realizado em tempo real. Assim, é preciso projetar e
desenvolver uma ferramenta de modelação de explosões, que permita prever os resultados, por exemplo, a profundidade do avanço, a projeção, a granulometria do entulho, a forma da pilha de entulho, etc. Criar e implementar uma ferramenta que possibilite prever o comportamento do maciço rochoso em função da explosão realizada
(esquema de perfuração e carga) em tempo real. Então, é preciso desenhar e criar uma ferramenta para modelar
as explosões, que permita calcular os resultados do avanço, a projeção, a granulometria do entulho, a forma da
pilha de entulho, etc.
6. Projetar e criar um(ns) braço(s) de carga de explosivos para o robô de manipulação e carga de
explosivos, para colocação de orifícios. Robotizar um processo atualmente executado com alta intervenção humana e consequentemente sujeita às falhas de maneira contínua. Robotizar a colocação de explosivos de forma
adaptativa, ao longo de cada furadeira e nas diversas furadeiras. Incrementar a velocidade e precisão de carga.
Melhorar a segurança do processo.
7. Criar um equipamento para registrar e analisar a explosão adaptada a ambientes agrestes, confinados,
poeirentos, nula visibilidade e com elevados requisitos mecânicos e de proteção contra explosões e vibrações, desenvolvendo um sistema de visualização para analisar a explosão em tempo real. Filmar a explosão realizada em
tempo real e em condições de escassa visibilidade após a detonação. Analisar os resultados da explosão com a
estimação do modelo, detectar a diferença e adquirir de conhecimentos sobre o comportamento real da explosão
e/ou do terreno, para realizar uma aprendizagem contínua e incorporá-la no sistema.
8. Criar um sistema para detecção de explosivos não detonados. O projeto contempla a identificação,
mediante visão noturna, raios X, raios gama ou qualquer outro sistema de detecção, de restos de explosivos no
entulho, a fim de melhorar a segurança durante o processo de desobstrução e limpeza por ser o momento mais
perigoso no trabalho nos túneis através de perfuração e explosão. Detectar restos de explosivos não detonados
no entulho, atribuindo probabilidades de existência de restos em determinadas áreas da frente e/ou da pilha de
entulho, ao melhorar a segurança dos trabalhadores, mediante análise por observação.
9. Incorporar no explosivo traçadores detectáveis no entulho, que possibilitem detectar restos de explosivos não detonados.
10. Implementar e integrar todos os objetivos anteriores em um único processo, que represente um salto
qualitativo tecnológico no trabalho com túneis.
Atividade realizada:
O projeto foi aprovado em dezembro de 2012 e espera ser iniciado em 2013, com uma duração aproximada de
três anos.
A continuação, é apresentado o novo processo de perfuração e explosão.
FIGURA 1: ESQUEMA DO NOVO PROCESSO
A continuação, descreve-se o processo a seguir:
» Projeto da explosão a realizar mediante o sistema convencional em gabinete, considerado um terreno homogêneo e calculando com base nas teorias de mecânica de rochas.
» Perfuração do plano de tiro, segundo projeto elaborado. Durante a perfuração deste plano de tiro, utilizando a
técnica MWD (Measurement While Drilling), são realizadas medições de tipologia e morfologia do terreno perfurado. Obtém-se uma estimação da resistência, homogeneidade e fratura existente no terreno perfurado.
» Com esses dados, através de elementos finitos, será modelado o maciço rochoso a explodir. A explosão é simulada para prever a projeção da rocha e a escavação realizada.
» Em um processo de iteração, e com regras de experiência, otimiza-se a explosão para obter um projeto da distribuição e carga do explosivo do orifício.
» O novo projeto da carga é enviado ao robô e começa a carga da explosão, conforme simulação já realizada. Realizar essa carga mediante um robô destinado a esse fim, partindo do plano de tiro perfurado e colocando o tipo
de explosivo adequado e com a carga específica projetada (em função disso, este processo não pode ser manual).
» Se procede a la detonación de la pega, la cual, mediante sistemas de visión especializados y adaptados a espacios confinados, con nula visibilidad y protegido frente a explosiones y vibraciones, lo registra para la interpretación del resultado obtenido.
» Procede-se com a detonação que, mediante sistemas de visão especializados e adaptados a espaços confinados, com nula visibilidade e protegido de explosões e vibrações, faz o registro para interpretar o resultado
alcançado.
» Analisar o registro alcançado, para verificar se o resultado da explosão corresponde ao simulado. As conclusões
dessa análise serão consideradas a fim de melhorar as regras de experiência utilizadas na projeção de posteriores explosões.
» Revisão do projeto de plano de perfuração, considerando os resultados alcançados na anterior explosão. Início
do processo descrito.
Os entregáveis ou subprodutos que esperam ser alcançados são representados abaixo:
Calle Aragoneses 2-A, 3ª planta. Pol. Industrial Alcobendas. 28108 Alcobendas, Madrid. España.
T. +34 902 678 808 / T. +34 917 823 400
www.ossaint.com
Ou seja, por um lado um sistema de projeto, simulação, medição e monitoramento de explosões que, dependendo do nível de usuário e da funcionalidade exigida, terá diferentes desenvolvimentos e complexidades. Por outro
lado, um robô automatizado de carga de explosivos.
Calle Aragoneses 2-A, 3ª planta. Pol. Industrial Alcobendas.28108 Alcobendas, Madrid. Espanha.
T. +34 902 678 808 / T. +34 917 823 400
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