Avaliar objetivamente as ferramentas de colocação e de controlo das carapaças monocamada
As ferramentas de colocação, de inspeção e de controlo desempenham um papel central na construção de diques marítimos em blocos artificiais com carapaça monocamada. O seu objetivo é melhorar a precisão da execução, a segurança das operações e a fiabilidade das decisões técnicas tomadas em fase de obra.
A evolução rápida das tecnologias – posicionamento GPS, imagiologia acústica 3D, sistemas de assistência à colocação, modelos numéricos de carapaça – modificou profundamente as práticas de estaleiro. No entanto, a experiência mostra que o desempenho real destas ferramentas depende fortemente das suas condições de utilização, do seu domínio de validade e da sua complementaridade com a observação humana.
Na CLAS, a avaliação das ferramentas de colocação e de controlo baseia-se em ensaios em condições reais, em estaleiro, e não em demonstrações comerciais ou hipóteses teóricas. Esta abordagem permite identificar os contributos reais de cada tecnologia, mas também os seus limites operacionais quando são utilizadas isoladamente ou fora do seu domínio de pertinência.
Princípio geral da avaliação CLAS
Contrariamente aos discursos de marketing dos fabricantes, a CLAS não avalia as ferramentas de colocação e de controlo com base nas suas especificações teóricas, mas sim a partir do seu comportamento real em diques em construção ou em reparação.
Os critérios de avaliação incidem nomeadamente sobre:
- a capacidade da ferramenta para guiar a colocação com precisão,
- a fiabilidade das informações transmitidas aos operadores,
- a deteção real dos defeitos de imbricação,
- a capacidade de identificar a rotura ou os apoios defeituosos,
- o impacto na produção e na segurança.
Esta metodologia foi aplicada em numerosos estaleiros portuários e costeiros, em contextos de visibilidade, agitação marítima e profundidade muito variados.
O posicionamento GPS: uma ferramenta de guiamento, não de validação
A introdução do posicionamento GPS constituiu um avanço importante para o guiamento dos equipamentos de elevação durante a colocação dos blocos artificiais. A utilização das coordenadas X, Y e Z provenientes dos planos de colocação permite posicionar o bloco dentro do envelope geométrico teórico definido pelo projeto.
No entanto, a experiência de terreno mostrou rapidamente que o GPS, por si só, não permite garantir uma imbricação correta dos blocos. Os defeitos de apoio, os contactos parciais ou os erros de orientação não são detetáveis por um simples posicionamento geométrico.
Atualmente, o GPS é considerado uma ferramenta de apoio ao posicionamento, indispensável mas insuficiente, que deve imperativamente ser complementada por um controlo visual e subaquático da imbricação real.
ECHOSCOPE®: ensaio de imagiologia 3D em tempo real subaquática
Limites observados do ECHOSCOPE®
ECHOSCOPE® é uma marca registada e uma ferramenta acústica comercializada pela CODA OCTOPUS, que não está afiliada à CLAS.
O ECHOSCOPE® é um sistema de imagiologia acústica 3D em tempo real, concebido para visualizar a posição do bloco artificial sob a água durante a fase de colocação. Foi utilizado pela CLAS em vários estaleiros internacionais, nomeadamente no Qatar, nos Emirados Árabes Unidos, na Roménia e na América Central.
Utilizado como ferramenta de assistência à colocação, o ECHOSCOPE® pode melhorar a segurança das operações, especialmente em águas pouco claras, e facilitar o trabalho do operador de grua durante a descida do bloco.
Por outro lado, a experiência mostra que a imagem perde rapidamente precisão quando os blocos entram em contacto, devido às limitações intrínsecas da propagação acústica. A deteção de roturas, dos apoios reais e da qualidade fina da imbricação permanece fora do alcance da ferramenta.
POSIBLOC™: retorno de experiência de terreno
POSIBLOC™ é uma marca registada comercializada pela MESURIS, que não está afiliada à CLAS.
O sistema POSIBLOC™, baseado numa reconstituição numérica em tempo real da posição dos blocos, foi avaliado pela CLAS em vários projetos internacionais.
Os retornos de experiência evidenciaram desvios recorrentes entre a representação numérica apresentada e a realidade observada sob a água, nomeadamente no que diz respeito aos contactos entre blocos e à qualidade da imbricação.
Estas divergências conduziram, em certos estaleiros, a defeitos significativos de imbricação e a retrabalhos importantes, exigindo um controlo subaquático aprofundado e correções manuais.
Nos seus relatórios de visita no estaleiro da NRL, o detentor da licença do sistema assinalava os problemas.
Defeitos de imbricação em 30 a 50% dos casos confirmam problemas semelhantes aos da colocação apenas com GPS
Apesar desta constatação, o POSIBLOC™ foi utilizado no estaleiro de PORT-LA-NOUVELLE, com assistência a tempo completo da empresa MESURIS. Isto levou à intervenção da CLAS neste estaleiro para colocar os ACCROPODE™II com os seus mergulhadores, em emergência primeiro no dique offshore e no dique Sul no ano seguinte.
Recorda-se que ACCROPODE™ é uma marca registada pertencente ao grupo ARTELIA e POSIBLOC™ é uma marca registada da empresa MESURIS, não estando nenhuma destas afiliada à CLAS.
A fotografia seguinte mostra a desmontagem definitiva do POSIBLOC™ no estaleiro de PORT-LA-NOUVELLE.
O nosso parecer sobre o POSIBLOC™
Os retornos de experiência nos diferentes estaleiros, até ao mais recente em PORT-LA-NOUVELLE, levam-nos a uma grande prudência relativamente a esta ferramenta. Para além de uma produtividade média muito baixa observada nas obras da NRL, os defeitos de imbricação recorrentes tornam-na inadequada para a precisão exigida na colocação de blocos monocamada.
Reconstituições numéricas de carapaças de diques
A reconstituição numérica de carapaças de dique é a nova tecnologia em voga. Isso seduz os maîtres d’œuvre e os maîtres d’ouvrage, porque podem fazer evoluir a imagem nas três dimensões com um resultado visual de muito boa qualidade. Tal como as tecnologias GPS, ECHOSCOPE® e POSIBLOC™, no seu tempo, porque é novo e moderno, atribuem-se a esta nova tecnologia todas as virtudes. No entanto, como todas as outras ferramentas, o modelo numérico apresenta limites que estudámos.
Estudo do modelo numérico SEABIM nas digues da NRL
Nas digues da NRL, o maître d’œuvre EGIS quis saber se a reconstituição numérica produzida por este sistema era suficientemente conforme à realidade para supervisionar os trabalhos de reconstrução das carapaças de diques. EGIS desenvolveu um procedimento cuja execução foi confiada à CLAS. A totalidade das operações foi filmada. Baseado na medição em água muito clara e na comparação entre o real e o virtual, este procedimento foi conduzido sob controlo constante de EGIS. O estudo concluiu por uma semelhança visual impressionante. Por outro lado, as medições de distâncias e os controlos de imbricação evidenciaram diferenças que podem atingir até 17 centímetros, o que é demasiado para emitir um parecer formal sobre uma não conformidade ou para validar a imbricação dos blocos. EGIS manteve os controlos em mergulho.
Estudo do modelo numérico denominado SEABIM na digue de Port Gardian
No delta do Rhône, a visibilidade debaixo de água é raramente boa. O maître d’œuvre EGIS quis compensar a falta de imagens vídeo de boa qualidade por uma reconstituição numérica da carapaça. O resultado foi alarmante e mostrava não conformidades maiores colocando em causa a estabilidade da obra. Efetuámos um controlo em mergulho e invalidámos a totalidade dos pareceres técnicos deduzidos do modelo numérico. Esta experiência mostrou que um limite importante desta ferramenta é fixado pelas condições in situ. Uma água carregada de partículas, a agitação marítima e as emulsões de ar produziram este tipo de levantamento sonar multifais que está na base do modelo numérico. A parte superior da imagem é levantada com um Lidar, um laser montado num drone aéreo. Não aparece nenhuma não conformidade neste levantamento bastante claro e preciso.
Debaixo de água, pelo contrário, não se distingue nada entre 0 e -4 metros. Distingue-se um pouco a forma dos blocos por volta de -4 ou -5 metros, depois os enrocamentos da butée de pied que recobrem o pé da carapaça não permitem ver os blocos artificiais. As não conformidades assinaladas a partir do modelo numérico estavam posicionadas na zona cega do sonar. Por exemplo, na imagem seguinte o modelo numérico evidencia um bloco cujo pelo menos 3/4 do volume sai da carapaça. Não estaria fora de perfil, estaria colocado em segunda camada. A inspeção em mergulho mostrou que este bloco não existe. É o produto de um artefacto provocado pela dispersão das ondas acústicas do sonar. Este fenómeno foi igualmente evidenciado com o ECHOSCOPE® e as câmaras acústicas DIDSON e ARIS.
Mais longe na mesma obra, uma abertura de mais de 2 metros era assinalada no modelo numérico. Pode-se ler a maior medida: 2,187909 metros.
Medimos em mergulho esta abertura, que é a maior distância possível de medir nesta zona, e encontrámos 1,18 metro.
O nosso parecer sobre os modelos numéricos
A ferramenta continua interessante para realizar um levantamento da carapaça no final do estaleiro, quando a obra foi certificada segundo técnicas fiáveis. As não conformidades ou patologias evidenciadas devem ser verificadas por mergulhadores experientes. Isto implica que as zonas validadas apenas com base nesta ferramenta podem não ser realmente conformes ou que não conformidades assinaladas podem não existir. Em todos os casos, uma avaliação da ferramenta é recomendada antes da sua utilização, porque o resultado pode variar fortemente em função das condições de implementação do sonar que gera as nuvens de pontos.