Os cientistas estão a utilizar satélites para revelar que pontes em todo o mundo podem estar em risco de falhar – e como detectar problemas antes que ocorra um desastre.
- A adição de monitoramento por satélite às inspeções de pontes reduziu o número de estruturas classificadas como de alto risco em cerca de um terço.
- Das pontes ainda classificadas como de alto risco, cerca de metade poderia beneficiar da monitorização contínua a partir do espaço.
- 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 oferecer uma nova forma de identificar pontes vulneráveis em todo o planeta e resolver potenciais falhas antes que se tornem catastróficas.
Uma análise global revelou 744 pontes Comunicação da naturezaPietro Milillo e colegas de várias organizações internacionais avaliaram as condições das pontes em todo o mundo. Os seus resultados mostraram que as pontes norte-americanas estão geralmente nas piores condições, seguidas pelas pontes em África. A equipa também propôs uma técnica que poderia transformar a forma como a infraestrutura é monitorizada em todo o mundo, utilizando satélites para monitorizar a estabilidade das pontes e detetar sinais de alerta precocemente.
Infraestrutura envelhecida e um risco crescente
Muitas das pontes identificadas no estudo estão se aproximando dos limites de vida pretendidos. A construção de pontes na América do Norte aumentou na década de 1960, o que significa que muitas destas estruturas têm agora décadas e sobreviveram ou excederam a 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. Esta tecnologia muitas vezes captura imagens de alta resolução e cobre grandes áreas do planeta, além de fornecer acesso a extensos dados históricos.
“Nossa pesquisa mostra que o monitoramento por radar espacial pode fornecer vigilância de rotina para mais de 60% das pontes de longo vão do mundo”, disse Miliello, coautor do estudo e professor associado de engenharia civil e ambiental na UH. “Ao integrar dados de satélite na estrutura de risco, podemos reduzir significativamente o número de pontes classificadas como de alto risco, especialmente em áreas onde a instalação de sensores tradicionais é muito cara”.
Detectando pequenos movimentos do espaço
A equipe de pesquisa internacional incluiu Dominika Malinowska da Universidade de Tecnologia de Delft (TU Delft) e da Universidade de Bath, Cormac Riel e Chris Blenkinsop da Universidade de Bath, e Georgia Giardina da TU Delft. Eles confiaram em um método de sensoriamento remoto conhecido como Radar de Abertura Sintética Interferométrica Multitemporal (MT-InSAR).
Esta técnica pode complementar a inspeção tradicional, detectando 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 em vastas áreas que podem sinalizar problemas estruturais emergentes.
As pontes representam os componentes mais frágeis do sistema de transporte, mas os métodos atuais utilizados para monitorizá-las têm limitações claras. As inspeções visuais presenciais podem ser caras e às vezes subjetivas. Geralmente são realizados apenas duas vezes por ano, o que significa que os primeiros sinais de deterioração podem passar despercebidos entre as visitas.
Os sensores de monitoramento da integridade estrutural (SHM) fornecem uma maneira mais contínua de monitorar o desempenho estrutural. No entanto, esses sistemas geralmente são instalados apenas em pontes novas ou estruturas que já apresentam problemas. Segundo o estudo, menos de 20% das pontes de longo vão do mundo estão equipadas com esses sensores, deixando muitas estruturas sem monitoramento consistente.
Uma solução de monitoramento baseada em satélite
“O sensoriamento remoto oferece um complemento aos sensores SHM, pode reduzir custos de manutenção e apoiar inspeções visuais, especialmente quando o acesso direto a uma estrutura é desafiador”, disse Mililo. “Especialmente 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 requerem pessoal no terreno.”
disse Malinoska. “Embora o uso do MT-InSAR para monitorar pontes esteja bem estabelecido nos círculos acadêmicos, ainda não é adotado rotineiramente pelas autoridades e engenheiros responsáveis por elas. Nosso trabalho fornece evidências globais de que é uma ferramenta viável e eficaz que pode agora ser implantada.”
Os investigadores descobriram que adicionar dados MT-InSAR às avaliações de risco pode melhorar a precisão. Esta técnica analisa pixels de satélite conhecidos como dispersores estáveis (PS) de refletividade fixa de radar. O uso desses sinais reduz a incerteza e permite que os engenheiros priorizem melhor quais pontes requerem manutenção ou inspeção intensiva.
O método proposto pela equipe de pesquisa combina dados de observação 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 de dados na pontuação de vulnerabilidade estrutural de uma ponte permite que os engenheiros recebam atualizações mais frequentes do que os cronogramas de inspeção tradicionais fornecem.
Com uma monitorização mais consistente, as autoridades podem obter uma imagem mais clara do estado de uma ponte e tomar melhores decisões sobre manutenção e gestão de riscos.
