Sistema de Impacto Hammer GT20: uma solução da Geoteste para ensaios PDA

O sistema de impacto Hammer GT20 nos ensaios PDA

O sistema de impacto Hammer GT20 é um equipamento inovador desenvolvido pela Geoteste para a realização de ensaios PDA, oferecendo segurança, produtividade e confiabilidade na avaliação de fundações profundas.

O controle de qualidade das fundações profundas, incluindo a aplicação de ensaios PDA com sistemas de impacto como o Hammer GT20, constitui etapa essencial para a segurança estrutural e a viabilidade dos empreendimentos.

Em obras de médio e grande porte, especialmente com cargas elevadas ou solos heterogêneos, torna-se imprescindível adotar métodos confiáveis de verificação do desempenho das estacas.

Nesse contexto, os ensaios de carregamento assumem papel de destaque.

Dessa forma, esses ensaios permitem validar as premissas de projeto e avaliar o comportamento real das fundações in loco.

Prova de carga dinâmica

Entre os métodos disponíveis, a Prova de Carga Dinâmica (PDA – Pile Driving Analyzer) destaca-se como uma solução moderna, eficiente e amplamente difundida, capaz de fornecer informações relevantes sobre a capacidade de carga, os mecanismos de transferência de esforços ao solo e a integridade estrutural das estacas.

A confiabilidade do ensaio PDA, entretanto, está diretamente associada à qualidade do sistema de impacto empregado, bem como à segurança e à repetibilidade do procedimento executivo.

Sob essa perspectiva e alinhada à inovação tecnológica, a Geoteste desenvolveu o Sistema de Impacto Hammer GT20.

O sistema constitui uma solução inédita no mercado nacional, projetada para elevar os níveis de segurança, produtividade e confiabilidade na execução de ensaios PDA.

Sendo assim, o Hammer GT20 representa um avanço significativo em relação aos métodos tradicionais de aplicação de impacto.

O equipamento integra conceitos consagrados da engenharia de fundações a uma concepção moderna, automatizada e altamente segura.

1. Ensaios de Prova de Carga Dinâmica (PDA): Conceitos e Objetivos

A Prova de Carga Dinâmica é um ensaio normatizado no Brasil pela ABNT NBR 13208:2007 – Estacas – Ensaio de Carregamento Dinâmico.

O ensaio é amplamente utilizado para avaliar o desempenho de fundações profundas.

Aplica-se a estacas pré-moldadas, estacas metálicas, estacas moldadas in loco e estacas escavadas com diferentes métodos executivos.

O princípio do ensaio baseia-se na aplicação de impactos controlados no topo da estaca, gerando ondas de tensão que se propagam ao longo do fuste até a ponta. Sendo assim, a análise da resposta dinâmica da estaca, obtida por meio de sensores de aceleração e deformação instalados em seções específicas do fuste, permite a determinação de parâmetros fundamentais do sistema solo–estaca.

Objetivos do ensaio PDA com Hammer GT20

Entre os principais objetivos do ensaio PDA, destacam-se:

• Estimativa da capacidade de carga última mobilizada da estaca;
• Avaliação da distribuição da resistência ao longo do fuste, distinguindo as parcelas de atrito lateral e de resistência de ponta;
• Verificação do comprimento efetivo da estaca;
• Identificação de possíveis anomalias estruturais, como estrangulamentos, trincas ou variações de seção;
• Determinação do coeficiente de segurança em relação à carga de trabalho adotada em projeto.

Para a realização do ensaio, são necessários um equipamento PDA (unidade computacional), sensores de aceleração (acelerômetros) e sensores de deformação (strain gauges), devidamente calibrados e instalados no fuste da estaca. O ensaio aplica os impactos sobre um bloco de proteção posicionado no topo da estaca, responsável por distribuir uniformemente as tensões e preservar a integridade estrutural do elemento ensaiado.

Por isso, os golpes devem apresentar níveis de energia progressivamente crescentes, sendo o ensaio normalmente conduzido até que se atinja, no mínimo, o dobro da carga de trabalho da estaca ou até a ocorrência de ruptura do bloco de impacto. O processamento dos sinais registrados ocorre posteriormente por meio de softwares específicos, baseados na teoria da propagação de ondas, o que possibilita a interpretação dos resultados.

2-Sistemas Convencionais de Impacto para Ensaios PDA

Historicamente, a execução de ensaios PDA utiliza diferentes sistemas de impacto, selecionados em função da disponibilidade de equipamentos, das condições de obra e das características das estacas. Entre os métodos mais comuns, destacam-se:

• Martelos hidráulicos acoplados a guindastes;
• Torres metálicas com martelo de queda livre;
• Equipamentos de cravação (bate-estacas) adaptados para a aplicação dos impactos.

Embora funcionais, esses sistemas apresentam limitações relevantes, especialmente quanto à segurança operacional, à logística de montagem, à produtividade e à confiabilidade dos dados.

A necessidade de içamento de cargas pesadas e o trabalho em altura aumentam significativamente os riscos operacionais.

A dependência de guindastes ou caminhões Munck eleva a complexidade da mobilização e da desmobilização dos equipamentos.

Esses fatores contribuem para o aumento dos custos associados à execução do ensaio.

Além disso, a variabilidade na aplicação da energia de impacto e as dificuldades de alinhamento do martelo com o eixo da estaca podem comprometer a qualidade dos dados obtidos, exigindo maior rigor no controle da execução.

Figura 1 -Hammer da Geoteste executando ensaio PDA em estaca

Concepção do Hammer GT20

No processo executivo do ensaio PDA, os sistemas de impacto devem atender simultaneamente aos requisitos de segurança operacional, custo e produtividade.

Esses requisitos variam em função das diferentes condições de obra.

Entre os métodos tradicionalmente utilizados, destacam-se os martelos hidráulicos, as torres com martelo de queda livre e os equipamentos de cravação.

Cada um desses sistemas apresenta características próprias e aplicações específicas.

A escolha do sistema depende das particularidades de cada empreendimento.

No entanto, a necessidade contínua de inovação no setor de fundações impulsionou o desenvolvimento de soluções mais eficientes, produtivas e seguras.

Nesse contexto, desenvolveu-se o Hammer GT20.

O Hammer GT20 utiliza a estrutura de uma máquina de Mini Hélice Contínua e substitui o trado por um sistema de martelo direcionado.

Esse sistema garante o alinhamento com o eixo da estaca e o controle preciso do impacto durante a execução do ensaio.

Figura 2 – Hammer GT20 – Geoteste

Estrutura e forma de trabalho do Hammer GT20

O Hammer GT20 configura-se como um sistema de impacto automatizado sobre esteiras, dotado de motor próprio, torre, cabos e martelo integrados. Sua concepção, baseada em equipamentos de hélice contínua, permite uma compreensão clara de sua estrutura e dos benefícios operacionais associados.

Na execução de estacas hélice contínua monitorada, o processo inicia-se após a mobilização do equipamento.

O procedimento envolve o posicionamento do trado, o aprumo da torre, a perfuração do solo, a retirada do material escavado e a concretagem do fuste.

O sistema monitora todas as etapas em tempo real, garantindo elevado controle de qualidade e alta produtividade.

Execução do ensaio PDA

A execução do ensaio PDA com o Hammer GT20 segue uma metodologia racionalizada e segura.

Após a mobilização do equipamento na obra, o sistema desloca-se de forma autônoma até o ponto da estaca ensaiada.

Em seguida, o sistema posiciona a torre, garantindo o alinhamento adequado com o eixo do elemento de fundação.

O próprio equipamento realiza a elevação do martelo até a altura previamente definida, de acordo com a energia de impacto desejada. O sistema aplica os golpes de forma sucessiva e controlada, enquanto os sensores instalados na estaca registram os sinais dinâmicos de aceleração e deformação.

Durante todo o processo, o operador permanece afastado da zona de impacto e controla o equipamento por meio de rádio controle.

O sistema interrompe o ensaio ao atingir duas vezes a carga de trabalho da estaca ou quando ocorre a ruptura do bloco de impacto.

Posteriormente, o ambiente computacional processa os dados coletados, possibilitando a interpretação dos parâmetros geotécnicos e estruturais da fundação.

O sistema aplica golpes sucessivos e controlados, enquanto os sensores registram os sinais dinâmicos de aceleração e deformação.

O sistema interrompe o ensaio ao atingir duas vezes a carga de trabalho da estaca ou em caso de ruptura do bloco de impacto.

Posteriormente, o ambiente computacional processa os dados coletados, resultando na interpretação e apresentação dos parâmetros de desempenho da fundação.

Vantagens do Hammer GT20

Diante do exposto, destacam-se as principais vantagens do sistema Hammer GT20, desenvolvido pela Geoteste:

• Eliminação do risco de queda de pessoas: diferentemente de sistemas convencionais, o Hammer GT20 elimina a necessidade de trabalho em altura. O sistema realiza todas as operações ao nível do solo, aumentando significativamente a segurança da equipe.

• Dispensa operações de içamento: O equipamento dispensa operações de içamento, pois foi projetado para eliminar a necessidade de içamento do martelo e de seus componentes, reduzindo os riscos operacionais, simplificando a logística e diminuindo o tempo de preparação do ensaio.
• Dispensa Plano de Rigging: pela inexistência de cargas suspensas, não há necessidade de elaboração de Plano de Rigging, resultando em economia de tempo e redução de custos.
• Alta produtividade: o Hammer GT20 possibilita a realização de até 20 ensaios PDA por dia. Em comparação, sistemas tradicionais executam, em média, de 5 a 8 ensaios diários, devido às etapas adicionais de montagem, içamento e reposicionamento.
• Sistema de elevada segurança: a automação do processo, a ausência de trabalho em altura, a eliminação de içamentos e a operação remota tornam o Hammer GT20 um sistema extremamente seguro, em conformidade com os requisitos da ABNT NBR 13208:2007 – Estacas – Ensaio de Carregamento Dinâmico.
• Dispensa guindaste ou caminhão Munck: o equipamento não depende de guindastes ou caminhões Munck para montagem ou operação, reduzindo custos logísticos e facilitando a atuação em obras com restrições de espaço.
• Operação por rádio controle: A operação ocorre integralmente por rádio controle, mantendo o operador afastado da zona de impacto, elevando o nível de segurança e garantindo confiabilidade na aquisição dos dados.
• Sistema autoportante: o Hammer GT20 é totalmente autoportante, reunindo em um único equipamento a estrutura, a torre, o martelo e os sistemas de controle, além de possuir mobilidade própria para deslocamento e posicionamento nos pontos de ensaio.

Hammer GT20 com a torre posicionada na horizontal

A Geoteste desenvolveu internamente todo o sistema Hammer GT20, configurando uma solução patenteada e de elevado potencial tecnológico. Essa iniciativa reflete o compromisso da empresa com a inovação contínua, a excelência técnica e a geração de valor para seus clientes.

Ao investir no desenvolvimento de tecnologias próprias, a Geoteste consolida sua posição como referência no setor de ensaios geotécnicos, contribuindo para a evolução das práticas de controle de qualidade em fundações profundas.

O Sistema de Impacto Hammer GT20 representa um marco na execução de ensaios PDA no Brasil, reunindo segurança, produtividade, confiabilidade e inovação em um único equipamento. Sua concepção moderna e autoportante elimina limitações dos métodos tradicionais, proporcionando ganhos expressivos em eficiência operacional e redução de riscos.

Dessa forma, o Hammer GT20 consolida-se como uma solução tecnológica de excelência, alinhada às demandas atuais da engenharia de fundações e aos mais elevados padrões de qualidade e segurança exigidos pelo mercado.

Aplicabilidade do Hammer GT20

A versatilidade do sistema de impacto Hammer GT20 amplia significativamente o campo de aplicação dos ensaios PDA.

O sistema torna-se adequado para diferentes tipologias de obras e variados contextos geotécnicos.

Por ser um equipamento autoportante, sobre esteiras e com elevada mobilidade, o sistema permite aplicação em obras urbanas com restrições de espaço e acesso.

Também pode ser utilizado em empreendimentos de grande porte, como obras industriais, de infraestrutura e de energia.

Em ambientes urbanos com áreas limitadas para guindastes e equipamentos auxiliares, o Hammer GT20 apresenta vantagem operacional significativa.

Em termos operacionais, o sistema dispensa o uso de caminhões Munck ou guindastes para o içamento de martelos e estruturas.

A capacidade de deslocamento autônomo permite rápido reposicionamento entre estacas.

Essa característica reduz interferências no canteiro e minimiza impactos na logística da obra.

Do ponto de vista geotécnico, o sistema apresenta desempenho eficiente em solos de diferentes naturezas.

Aplica-se a depósitos arenosos, silto-argilosos e a perfis mais complexos, com camadas intercaladas e materiais de maior resistência.

O controle preciso da energia de impacto permite adaptar o ensaio às características do solo e ao tipo de estaca.

Essa adaptação garante a mobilização adequada das resistências sem comprometer a integridade estrutural do elemento ensaiado.

Essa flexibilidade operacional reforça o caráter multifuncional do sistema.

Desta forma, o equipamento posiciona-se como solução robusta e eficiente para o controle de qualidade de fundações em empreendimentos de diferentes portes e complexidades.

Conclusão

Diante do exposto, o Hammer GT20 consolida-se como uma solução tecnológica de elevado desempenho para a execução de ensaios PDA, aliando segurança operacional, alta produtividade e confiabilidade técnica. Sua concepção inovadora contribui para a otimização dos processos de controle de qualidade em fundações profundas, atendendo às exigências normativas e às demandas atuais do setor da engenharia geotécnica. Além disso, sua aplicação favorece a redução de riscos, prazos e custos operacionais, reforçando a tomada de decisão técnica por parte de projetistas e construtores, com ganhos diretos na qualidade global dos empreendimentos.