Estudos de caso usando geofoam EPS para mineração e energia

Jan 30, 2024

Recursos | 1º de agosto de 2018 | Por: Sean O'Keefe

As complexidades do ambiente construído desafiam continuamente os limites da engenharia e da construção. Para áreas construídas com infraestruturas com solos propensos a assentamentos ou outras condições geológicas perigosas, é essencial reunir uma equipa de especialistas para planear os desafios. Indústrias como a mineração, o petróleo e o gás e os serviços públicos têm frequentemente de perfurar terra e rocha para construir túneis, oleodutos e condutas (Figura 1). Em áreas com condições geológicas instáveis, este trabalho torna-se cada vez mais perigoso, tanto durante a construção como no uso diário. Da mesma forma, os construtores de todo o país devem ter em conta a sedimentação dos solos, a erosão dos aterros e os ambientes húmidos. Proprietários, construtores e projetistas que enfrentam esses desafios muitas vezes confiam na geoespuma.

Em 2012, uma empresa de mineração confidencial queria erguer um edifício de armazenamento acima de um conjunto existente de túneis de mineração na cordilheira rochosa de Wasatch, nos arredores de Salina, Utah, 225 km ao sul de Salt Lake City. Os túneis, que ficavam em média 3,66 m (12 pés) abaixo do nível do solo, eram usados ​​para linhas de cintura e caminhões que transportavam equipamentos, pessoas e materiais para dentro e para fora das minas. Durante o projeto, os cálculos estruturais revelaram que os túneis existentes não suportariam o peso do novo edifício de armazenamento.

“As situações de mineração são particularmente críticas por vários motivos”, disse Terry Meier, especialista em geoespuma da ACH Foam Technologies.

Meier trabalhou com a empresa de engenharia de design para identificar a melhor solução para o projeto. Depois de analisar os sistemas estruturais de microestacas e vigas, a equipe determinou que a solução mais rápida e fácil seria construir uma base de geoespuma de poliestireno expandido (EPS) como plataforma para o novo edifício acima dos túneis (Figura 2).

“Criamos uma barreira estrutural entre os túneis e o prédio”, disse Meier. A barreira consistia em 28.000 pés cúbicos (792,87 m3) de geoespuma EPS instalada com 8 pés (2,44 m) de profundidade e 80 pés (24,38 m) de comprimento em duas camadas. Uma seção de 1,83 m (6 pés) de profundidade e 15,24 m (50 pés) de comprimento foi empilhada diretamente acima do túnel, seguida por uma laje de distribuição de carga de concreto de 15 cm (6 polegadas) para apoiar o edifício de armazenamento, efetivamente eliminando impactos estruturais nos túneis abaixo.

Um projeto nas montanhas de Little Cottonwood Canyon, nos arredores de Salt Lake City, Utah, apresentou um desafio completamente diferente. Tal como a ameaça de colapso estrutural, os perigos da queda de rochas são bem compreendidos nos trabalhos de mineração onde os túneis entram numa parede rochosa ou num penhasco íngreme. No caso do local de Little Cottonwood Canyon, uma abóbada construída dentro de uma montanha de granito sólido, a própria entrada da abóbada era vulnerável a pedras que caíam de cima.

“A entrada do cofre está localizada na base de uma grande rocha”, disse Meier. “Mesmo uma pedra com alguns centímetros de largura caindo e se chocando contra a entrada do prédio pode resultar em danos estruturais.”

Meier trabalhou com a construtora para construir uma barreira protetora acima da entrada feita de geoespuma. Juntos, eles desenvolveram uma densa camada de proteção, com até 4,57 m de espessura em áreas com maior probabilidade de queda de rochas. Um material de geogrelha foi colocado entre cada camada de geofoam e coberto com uma camada de cascalho de 6 polegadas (15 cm) e uma camada de solo de 12 polegadas (30 cm). Esta almofada de geoespuma funciona em conjunto com o telhado de concreto armado de 20 polegadas (51 cm) de espessura do edifício para proteger a entrada do impacto de uma pedra com um diâmetro de até 36 polegadas (91 cm) caindo de uma distância de 60 pés (18,29 m) (Figura 3).

“Nosso papel é ajudar engenheiros e construtores a compreender as propriedades da geoespuma EPS e então enfrentar seus desafios específicos”, disse Meier.

Proteger uma saliência contra a queda de rochas e um túnel contra o colapso estrutural são dois desafios muito diferentes da engenharia de mineração. A orientação técnica ajuda a garantir que os engenheiros selecionem classes que atendam aos requisitos estruturais específicos e que os blocos de geoespuma sejam configurados de forma eficiente para eliminar desperdícios.