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Pesquisa na China mostra que junta GINA de túnel submarino perde força com água salgada, compressão contínua e reduz a margem de segurança
A vedação de borracha que separa o mar do interior de um túnel submarino pode perder desempenho muito antes do previsto, mostrou um estudo com material retirado do túnel de Yuliangzhou, na China, ao registrar queda de 67,66% na capacidade de vedação.
Queda na capacidade de vedação da borracha
O estudo, conduzido pela Universidade Ferroviária de Shijiazhuang, analisou a junta GINA, principal vedação estanque do túnel.
Os testes avaliaram o que ocorre com a borracha após décadas comprimida entre juntas de aço e submersa em água salgada.
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A conclusão foi que a combinação entre compressão contínua e água do mar acelera a deterioração.
Os pesqusadores afirmaram que a segurança da impermeabilização ao longo de 100 anos é diretamente determinada pela junta GINA.
Revisão nas projeções
Modelos anteriores, baseados apenas na exposição à água do mar, estimavam que a junta reteria cerca de 2,32 megapascals de pressão de vedação após 100 anos.
Com a inclusão da compressão prolongada, a projeção caiu para 1,51 megapascals.
A redução representa uma previsão 35% menor. Essa diferença importa porque a junta GINA é a última linha de defesa contra vazamentos em túneis submersos formados por seções pré-fabricadas que são afundadas e unidas debaixo d’água.
Depois de fechada, a junta permanece comprimida entre faces de aço. Essa compressão constante cria a tensão de contato que impede a entrada do mar, fator que não havia sido considerado integralmente em avaliações anteriores.
Para reproduzir as condições reais, a equipe desenvolveu um dispositivo de teste de compressão. Com a tensão mecânica somada ao ambiente marinho, o envelhecimento da borracha apareceu de forma mais rápida e mais profunda.
Material mais duro, vedação pior
Os testes mostraram um paradoxo. Com o tempo, a dureza da junta aumentou 14,18% e a densidade subiu 5,88%, características que poderiam sugerir maior resistência numa inspeção visual rotineira.
Na prática, o material perdia a capacidade de manter o túnel submarino seco. A equipe relatou degradação estrutural, com rompimento de cadeias moleculares e enfraquecimento da rede polimérica interna que ajuda a borracha a se recuperar após compressão.
A temperatura em que a borracha endurece também aumentou cerca de 5,8 graus Fahrenheit.
A perda de força de vedação seguiu três etapas: declínio inicial rápido, redução constante mais lenta e uma fase final de desaceleração gradual.
Nos testes de envelhecimento acelerado, alterações internas foram detectadas em 90 dias. O resultado indica que parte importante da perda de desempenho pode surgir antes do fim da vida útil projetada para a vedaçaõ.
Ponto mais vulnerável e margem restante da vedação da borracha
A borda inferior da junta GINA sofre menor tensão de contato e se torna a área mais vulnerável. Mesmo com a peça visivelmente presente, a elasticidade necessária para a impermeabilização pode já estar comprometida.
Trabalhos anteriores no mesmo túnel mostraram que a vedação começa a falhar quando o vão entre as seções ultrapassa aproximadamente 4,7 cm. A rotação também agrava o problema ao reduzir a pressão na borda inferior.
Apesar da queda, a junta permanece acima da pressão mínima necessária para evitar vazamentos.
O estudo identificou 0,61 megapascal como limite de impermeabilização, enquanto a projeção para 100 anos ficou em 1,51 megapascal.
O resultado indica funcionamento dentro dos limites definidos, mas com margem menor do que a esperada.
Para os responsáveis pelos túneis, isso transforma a marca dos 100 anos em um cronograma de manutenção e inspeção mais atento.
Os autores apontaram que inspeções precisam observar menos a dureza e mais a capacidade de a junta suportar pressão suficiente.
As equipes de manutenção devem olhar primeiro para a borda inferior, enquanto projetistas podem revisar composições da borracha e metas de compressão.
Com informações de Daily Galaxy.
