Por Li Xinping, Diário do Povo
Uma perfuradora de túneis (TBM) de diâmetro ultragrande deixa linha de produção em Changsha, província de Hunan, centro da China, em 26 de fevereiro de 2024. (Foto: Li Jian/Diário do Povo Online)
Uma máquina perfuradora de túnel (TBM, na sigla em inglês), também conhecida como máquina perfuradora de túnel de seção completa, é uma máquina usada para escavar túneis. Combina múltiplas tecnologias, como máquinas, eletrônica, tecnologia da informação e inteligência artificial, sendo aclamada como “rei das máquinas de construção”.
Há mais de duas décadas, a China não tinha a sua própria TBM. Hoje, as TBMs produzidas no país asiático representam quase 70% do mercado global.
Como as TBMs chinesas deram esse salto gigantesco? Os repórteres do Diário do Povo Online investigaram as empresas manufatureiras de TBM para descobrir os segredos.
No início de 2000, quando a China Railway Group Limited (doravante denominada China Railway) decidiu desenvolver sua própria TBM, alguns pensaram que era uma ideia irrealista.
Wang Dujuan, engenheira-chefe da China Railway Hi-Tech Industry Corporation Limited (CRHIC, na sigla em inglês), uma subsidiária da China Railway, explicou que uma TBM tem mais de 20 mil componentes e só seu sistema de controle tem mais de 2 mil pontos de controle. “Muitos colegas daquela época nunca tinham visto uma TBM antes”, lembrou ela.
Graças a esforços e investimentos substanciais, a primeira TBM de equilíbrio de pressão terrestre desenvolvida internamente na China com direitos de propriedade intelectual independentes estreou em 2008, conhecida como "China Railway No. 1 TBM".
Em 6 de fevereiro de 2009, a China Railway No. 1 TBM começou a trabalhar num projeto de metrô no município de Tianjin, no norte da China. Quatro meses depois, um túnel da linha 3 do metrô de Tianjin foi perfurado, com o assentamento do solo cuidadosamente controlado dentro de 3 milímetros e passando por todas as inspeções especializadas.
Desde então, a indústria chinesa de TBM ganhou impulso, com vários fabricantes competitivos surgindo e crescendo, como China Railway Engineering Equipment Group Co., Ltd. (CREG), China Railway Construction Heavy Industry Corporation Limited (CRCHI) e CCCC Tianhe Mechanical Equipment Manufacturing afiliada à China Communications Construction Company Limited (CCCC).
Hoje, a China possui a maior frota de TBM do mundo, com aproximadamente 5.000 unidades. Mais de 90% dos túneis de metrô da China foram construídos com tecnologia TBM.
Uma TBM tem vários andares de altura e é tão pesada quanto centenas de elefantes e consiste em dezenas de milhares de componentes. Para aumentar a resiliência das cadeias industriais e de abastecimento, todos os elos da indústria devem colaborar de forma eficaz.
"A indústria de TBM da China segue um caminho de desenvolvimento onde a fabricação de TBMs completas impulsiona a fabricação de componentes", disse Zhang Zhiguo, gerente geral da CREG.
Uma perfuradora de túneis de diâmetro ultragrande (TBM) é montada numa base de produção da China Railway Engineering Equipment Group Co., Ltd. (CREG) em Hangzhou, província de Zhejiang, leste da China. (Foto: Long Wei/Diário do Povo Online)
Há dez anos, rolamentos e caixas de engrenagens precisavam ser importados devido a deficiências na cadeia de fornecimento e hoje essas deficiências estão sendo gradualmente resolvidas, disse Zhang ao Diário do Povo.
A fabricação de rolamentos principais provou ser uma das tarefas mais desafiadoras devido às condições operacionais extremas e severas que eles enfrentam como o “coração” de uma TBM, incluindo cargas ultrapesadas, grandes cargas excêntricas e cargas frequentemente variáveis. Além disso, eles precisam atender a padrões críticos, como alta confiabilidade e longa vida útil. A seleção de materiais, projeto, fabricação e testes também apresentaram imensas dificuldades. É por isso que são considerados o ápice da cadeia industrial de rolamentos de precisão de grande porte e alta qualidade.
Para finalizar o projeto dos rolamentos principais, a equipe chinesa de pesquisa e desenvolvimento fez experiências com centenas de materiais e processos, realizou milhares de verificações teóricas e otimizações de projeto e analisou dezenas de milhares de conjuntos de dados de inspeção e teste.
Em colaboração com as principais empresas de aços especiais da China, a CRCHI conduziu pesquisas aprofundadas sobre a correspondência elementar de materiais e métodos para controlar impurezas e carbonetos, superando, em última análise, o gargalo nos materiais usados nos rolamentos principais.
Em 12 de outubro de 2023, um rolamento principal da TBM com diâmetro de 8,61 metros saiu da linha de produção em uma instalação da CRCHI em Changsha, província de Hunan, no centro da China. Foi o maior rolamento principal do mundo para uma TBM, sendo simultaneamente o de maior peso e capacidade de carga.
"Isso marcou que a China se tornou líder global no desenvolvimento e fabricação de rolamentos principais de diâmetro ultragrande. Os rolamentos principais das TBM produzidos na China agora cobrem toda a gama de diâmetros pequenos a ultragrandes", disse Liu Feixiang, cientista-chefe da CRCHI.
Além disso, as empresas chinesas estão migrando consistentemente para operações inteligentes e automatizadas de TBM, explorando capacidades de escavação autônoma e de controle remoto.
Por exemplo, a TBM "Linghang", desenvolvida de forma independente na China, está equipada com um sistema para monitorar o status dos principais componentes em tempo real, incluindo o desgaste e a temperatura das ferramentas de corte e dos tubos de circulação de lama. Também fornece previsões de danos, melhorando efetivamente a eficiência da construção.
A TBM "Linghang" também oferece funções de escavação inteligente, montagem inteligente, previsão geológica avançada e avisos de segurança de vedação na extremidade traseira. Portanto, pode ajustar automaticamente os parâmetros e escavar em condições geológicas normais e pode ser controlado remotamente a partir da superfície do solo em circunstâncias especiais.
Os fabricantes chineses de TBM estão continuamente se expandindo para mercados internacionais.
Em 2012, a China exportou a sua primeira TBM produzida internamente depois que a China Railway ganhou a licitação para um projeto de construção de metrô em Kuala Lumpur, na Malásia. Durante a construção, a "China Railway No. 50" TBM ergueu uma média diária de oito anéis, alcançando mais de dez anéis por dia durante vários dias consecutivos, estabelecendo um novo recorde para a construção de túneis metropolitanos TBM na Malásia.
Em 2015, as TBMs "Zhang Heng" e "Zhan Tianyou" da China ganharam contratos para projetos de metrô em Cingapura. Em 2016, um macaco de tubo retangular TBM ganhou outro contrato, sendo pioneiro na entrada de TBMs especializadas da China em mercados internacionais.
Em 2019, a "China Railway No. 699" de TBM ganhou uma licitação para um projeto ferroviário no norte da Itália, marcando a primeira aplicação do equipamento avançado de abertura de túneis da China em um país da União Europeia. No mesmo ano, duas TBMs produzidas internamente foram contratadas para um projeto de construção do metrô de Paris, na França.
"Tudo isso demonstra o reconhecimento da força abrangente das marcas de TBM da China pelo mercado internacional de alta qualidade", disse Zhang.
