Solidificar e selar são atividades diárias na indústria de construção civil. Segundo determinadas condições, a congelação do solo com azoto líquido é a melhor solução, comparativamente com as técnicas de tratamento do solo convencionais.
Ao longo das duas últimas décadas, a congelação do solo com azoto líquido (LIN) evoluiu desde uma aplicação de gás exótica, com imensas incertezas, para um procedimento standard no tratamento de fugas e solos instáveis.
A utilização deste processo, em conjunto com a assistência dos nossos especialistas, oferece numerosas vantagens:
O azoto liquefeito (LIN) é produzido em unidades de separação de ar. O LIN tem uma temperatura de -196°C e é armazenado em reservatórios criogénicos isolados a vácuo de grandes dimensões.
As lanças de congelação de solos são constituídas por dois tubos de cobre concêntricos. O tubo exterior com um diâmetro de 54mm e um tubo interior com um diâmetro de 10 a 12 mm. As lanças de congelação de solos são instaladas a uma distância média de cerca de 0,5 a 0,8 metros.
O LIN é canalizado para as lanças de congelação através de linhas de fornecimento isoladas. Ao percorrer as lanças o LIN vaporiza, e neste processo cada 1kg de LIN extrai uma energia de cerca de 200kJ do solo circundante que, por sua vez, arrefece e congela.
O GAN frio vaporizado (azoto no estado gasoso), também denominado por gás de exaustão, extrai cerca de 100kJ do solo. A temperatura do gás de exaustão é utilizada para controlar uma válvula solenoide. Desta forma, garante-se um fluxo constante e uma utilização eficiente do LIN.
Após um determinado tempo, as zonas congeladas em crescimento à volta das lanças tocam-se, unem-se e, finalmente, crescem ainda mais, formando uma parede fechada e estanque à água. Dentro de uma semana, este processo forma uma parede congelada com um diâmetro de cerca de 1 metro.
Esta fase denominada de estabilizadora dura, normalmente, entre quatro a sete dias. O consumo total de LIN nesta fase é de cerca de 1500 a 2500 litros por 1m³ de solo congelado. As influências geológicas (fontes térmicas, fluxo de água, etc.) podem influenciar este valor.
Na seguinte fase de manutenção, o fornecimento de LIN é reduzido e o solo congelado para de crescer e mantém o seu volume. Para se manter 1m³ de solo congelado, será necessário utilizar cerca de 90 litros de LIN/dia.
Quando o fornecimento de LIN para, a área congelada começa a derreter e, passado algumas semanas, desaparecerá.
Quando se faz o dimensionamento do processo de congelação para apoio estático e/ou com um propósito de selagem, devem-se ter em conta vários parâmetros.
Os dois principais objetivos a alcançar são:
Através de uma experiência que conta com mais de 100 projetos de congelação e muitos estudos de investigação ao longo das últimas três décadas, somos capazes de lhe oferecer a melhor solução.
Não nos limitamos a fornecer azoto líquido. De acordo com as necessidades do cliente, podemos oferecer:
Em conjunto com o nosso grupo de serviços industriais, garantimos qualidade a nível mundial. Os nossos projetos mais recentes em Singapura, são já cinco, encontram-se dentro do prazo, apesar das difíceis condições verificadas (45m abaixo da superfície, temperatura do solo de 26°C, perfuração com recurso a explusões no túnel).
Em Bielefeld, na Alemanha, um túnel tinha de passar por várias formações geológicas diferentes.
Uma zona do teto do túnel estava parcialmente coberta por quatro camadas, onde apareceu uma fenda aluvial que consistia de areia fina sedimentosa. Esta zona defeituosa, com um comprimento de 50m, foi sujeita a um processo de congelação com azoto.
Um dos pontos levados em consideração foi uma passagem de nível com um parque com carvalhos antigos. Outros fatores que influenciaram a utilização da congelação por azoto foram o revestimento de apenas 7m e a tentativa de manutenção da função de drenagem do solo.
Foi escolhida a forma de um teto como design de congelamento. A inclinação era de 45º. As lanças de congelação estendiam-se ao longo da moreira de fundo à prova de água. De modo a evitar que as raízes dos carvalhos se danificassem por causa do gelo, as zonas superiores das lanças de congelação foram isoladas. O que fez com que o volume do solo congelado diminuísse, assim como a quantidade de azoto líquido.
Para reforçar a segurança, foram concebidas cinco anteparas. As cinco seções resultantes, com um comprimento de 10m cada, diminuíram o número de circuitos de controlo. Uma secção tinha cerca de vinte e quatro tubos de congelação para o teto e aproximadamente oito para a ampara.
Estes trinta e dois circuitos de controlo foram tratados e documentados através do nosso sistema de controlo de processo concebido especialmente e instalado em contentores.
Em paralelo com o progresso na escavação, a instalação de congelação foi transportada de uma secção para a seguinte para que fosse construído um abrigo para os trabalhos no túnel. O equipamento de congelação foi removido depois de ter passado pela fenda aluvial. Atualmente, o parque com os carvalhos antigos não apresenta qualquer sinal deste intenso trabalho de construção.