Os cientistas estão a utilizar satélites para revelar quais as pontes em todo o mundo que podem estar em risco de falhar e como detectar problemas antes que ocorra um desastre.
- Adicionar monitoramento por satélite às inspeções de pontes pode reduzir o número de estruturas sinalizadas como de alto risco em cerca de um terço.
- Das pontes ainda classificadas como de alto risco, cerca de metade poderia beneficiar de observações espaciais continuadas.
- É provável que os maiores ganhos ocorram em regiões como África e Oceânia, onde a monitorização de pontes é atualmente limitada ou quase inexistente.
Um investigador da Universidade de Houston está a ajudar a identificar pontes vulneráveis em todo o mundo e a fornecer uma nova forma de resolver potenciais falhas antes que se tornem catastróficas.
Postado em Análise Global de 744 Pontes comunicações da naturezaPietro Milillo e colaboradores de diversas instituições internacionais avaliaram as condições das pontes em todo o mundo. Os seus resultados mostraram que as pontes na América do Norte estavam geralmente nas piores condições, seguidas pelas pontes em África. A equipe também propôs uma estratégia que poderia mudar a forma como a infraestrutura é monitorada em todo o mundo, usando satélites para rastrear a estabilidade das pontes e detectar sinais de alerta precocemente.
Infraestrutura envelhecida e riscos crescentes
Muitas das pontes identificadas no estudo estão a aproximar-se dos limites da sua vida útil esperada. Um aumento na construção de pontes na América do Norte durante a década de 1960 significou que muitas dessas pontes tinham décadas e estavam próximas ou ultrapassando sua vida útil original.
Para enfrentar este desafio, os investigadores estão a recorrer a sistemas de monitorização baseados no espaço que dependem de radares de abertura sintética. A tecnologia muitas vezes captura imagens de alta resolução e cobre grandes áreas da Terra, ao mesmo tempo que fornece acesso a grandes quantidades de dados históricos.
“Nosso estudo mostra que o monitoramento por radar espacial poderia fornecer supervisão regular para mais de 60 por cento das pontes de longo vão do mundo”, disse o co-autor do estudo Milillo, professor associado de engenharia civil e ambiental na Universidade do Havaí. “Ao integrar dados de satélite numa estrutura de risco, podemos reduzir significativamente o número de pontes classificadas como de alto risco, particularmente em áreas onde o custo de instalação de sensores tradicionais é proibitivo”.
Detectando pequenos movimentos no espaço
A equipe de pesquisa internacional inclui Dominika Malinowska da TU Delft e da Universidade de Bath, Cormac Reale e Chris Blenkinsopp da Universidade de Bath, e Giorgia Giardina da TU Delft. Eles confiaram em um método de sensoriamento remoto chamado radar de abertura sintética interferométrica multitemporal (MT-InSAR).
A tecnologia pode complementar as inspeções tradicionais, identificando alterações extremamente pequenas na estrutura. O sistema pode medir movimentos tão pequenos quanto alguns milímetros causados por processos geológicos lentos, como deslizamentos de terra ou subsidência do solo. Também pode revelar padrões incomuns numa vasta gama de áreas que podem sinalizar problemas estruturais emergentes.
As pontes são os componentes mais vulneráveis dos sistemas de transporte, mas os métodos atuais para monitorizá-las têm limitações significativas. Realizar uma inspeção visual pessoalmente pode ser caro e, às vezes, subjetivo. Geralmente são realizados apenas duas vezes por ano, o que significa que os primeiros sinais de deterioração podem não ser notados entre as inspeções.
Os sensores de monitoramento da integridade estrutural (SHM) fornecem uma maneira mais contínua de monitorar o desempenho estrutural. No entanto, estes sistemas são normalmente instalados apenas em pontes ou estruturas mais recentes conhecidas por serem problemáticas. Segundo pesquisas, menos de 20% das pontes de longo vão do mundo estão equipadas com esses sensores, deixando muitas estruturas sem monitoramento consistente.
Soluções de vigilância baseadas em satélite
“O sensoriamento remoto complementa os sensores SHM, pode reduzir custos de manutenção e pode apoiar inspeções visuais, especialmente quando o acesso direto à estrutura é desafiador”, disse Millilo. “Particularmente para pontes, o MT-InSAR permite medições de deformação mais frequentes em toda a rede de infraestrutura, ao contrário das inspeções tradicionais, que normalmente ocorrem apenas algumas vezes por ano e exigem a presença de pessoal no local.”
Malinowska disse. “Embora o uso do MT-InSAR para monitorar pontes esteja bem estabelecido no meio acadêmico, ele não foi adotado rotineiramente pelas autoridades e engenheiros responsáveis. Nosso trabalho fornece evidências em escala global de que esta é uma ferramenta viável e eficaz que pode ser implantada agora.”
Os pesquisadores descobriram que a adição de dados MT-InSAR para unir as avaliações de risco melhorou a precisão. Esta técnica analisa pixels de satélite chamados dispersores persistentes (PS), que possuem reflexões de radar estáveis. O uso desses sinais reduz a incerteza e permite que os engenheiros determinem melhor quais pontes precisam de manutenção ou inspeção mais detalhada.
O método proposto pela equipe de pesquisa combina informações de monitoramento de sensores SHM com observações de satélite de sistemas como o Sentinel-1 da Agência Espacial Europeia e a missão NISAR da NASA recentemente lançada. A integração dessas fontes na pontuação de vulnerabilidade estrutural de uma ponte permite que os engenheiros obtenham atualizações mais frequentes do que os programas de inspeção tradicionais.
Através de uma monitorização mais consistente, as autoridades podem obter uma compreensão mais clara do estado da ponte e tomar melhores decisões relativamente à manutenção e gestão de riscos.
