Três novas tecnologias incomuns para inspeção e manutenção de pontes

Nos EUA, quase metade de todas as pontes têm pelo menos 50 anos e 7,5% são consideradas estruturalmente deficientes, de acordo com a consultora WSP.

Na Europa, estima-se que cerca de 10% dos dois milhões de pontes da região estejam em condições potencialmente perigosas, de acordo com Christian Tridon, fundador da Eurobridge Conference.

E no Japão, 30% das pontes já atingiram sua vida útil projetada de 50 anos, enquanto que, daqui a 15 anos, cerca de 80% delas poderão estar obsoletas, de acordo com uma estimativa.

Desabamentos recentes de pontes de grande repercussão, principalmente o desabamento da ponte Morandi em 2018, na Itália, que matou 43 pessoas, e o desabamento da ponte Carola em Dresden, na Alemanha, no ano passado, destacam a necessidade de inspeção e manutenção mais rápidas e eficientes.

E novas tecnologias estão sendo desenvolvidas para que o setor da construção civil enfrente o desafio, tornando o processo de inspeção mais rápido e eficiente, além de fornecer recursos de inspeção em áreas de difícil acesso das estruturas.

No Construction Briefing de hoje, destacamos três inovações incomuns de todo o mundo que foram desenvolvidas para esse propósito:

1) O incomum drone com ventosa que pode inspecionar estruturas inacessíveis

Drones para levantamento e mapeamento, monitoramento de progresso e até mesmo inspeção e garantia de qualidade se tornaram algo relativamente comum na construção civil nos últimos anos.

O drone da Aithon Robotics usa ventosas de alta capacidade para se prender em áreas de difícil acesso das estruturas (Imagem cortesia da Aithon Robotics)

Mas imagine um drone que não apenas voa sobre ou passa por estruturas construídas, mas que pode se acoplar para realizar inspeções mais detalhadas e até mesmo coleta de amostras e perfurações.

Foi isso que uma equipe de especialistas em tecnologia e engenharia da Universidade ETH Zurique, na Suíça, fez, criando uma nova empresa chamada Aithon Robotics.

A Aithon Robotics desenvolveu um novo tipo de drone que usa bombas de sucção de alto fluxo de ar e é capaz de se fixar em áreas de difícil acesso das estruturas.

A coleta de amostras de testemunho ou perfuração é um dos três principais tipos de tarefas que o drone pode realizar. Ele também pode realizar varreduras de área usando radar de penetração no solo, o que lhe permite detectar e marcar vergalhões dentro de estruturas, além de posicionar objetos como sensores.

“O que estamos buscando é uma solução de acesso mais eficiente, segura e barata para ativos de infraestrutura, como pontes”, disse Friederike Biffar, pesquisadora pioneira da empresa, responsável por software e controles.

“Podemos usá-lo para voar até ativos construídos e, uma vez lá, podemos nos conectar à estrutura por meio de bombas de sucção de alto fluxo de ar.”

A startup afirma que o drone pode ser fixado de forma confiável em superfícies artificiais e foi testado e implantado em concreto com vários graus de deterioração, incluindo rachaduras, sujeira e superfícies molhadas.

"Depois de acoplar, podemos desligar os rotores e ficar superestáveis na parede. E então giramos o corpo do UAV em direção à superfície de trabalho para realizar esses três tipos diferentes de trabalho", disse Biffar.

O drone é operado por um piloto humano via controle remoto e é conectado por cabo, o que significa que seu tempo de voo não é limitado à vida útil da bateria.

A empresa espera que o robô seja útil e mais econômico para monitoramento da saúde estrutural, bem como para pequenas tarefas de manutenção.

“Temos muitas pontes construídas nas décadas de 1960 e 1970 [na Europa] e elas estão chegando ao fim de seu ciclo de vida. Então, agora talvez seja uma questão de avaliar qual ponte será tratada primeiro e poder decidir isso. Espero que, no futuro, não esperemos 40 anos até que a ponte desmorone”, disse Biffar.

Como uma nova empresa derivada da ETH Zürich, a Aithon Robotics, liderada pelo CEO Roman Dautzenberg, está atualmente envolvida em projetos piloto, enquanto tenta ganhar força e, finalmente, clientes pagantes para sua inovação.

2) Tecnologia de inspeção de IA

A Beca, empresa de engenharia e consultoria com sede na Ásia-Pacífico, está aprimorando o uso de inteligência artificial (IA) em inspeções de pontes. Em 2023, testou drones com IA na Ponte Purewa, centenária, em Auckland, Nova Zelândia, que transporta mais de 20.000 veículos por dia.

A equipe de transporte e infraestrutura da Beca utilizou drones equipados com tecnologia Niricson para capturar 15.000 imagens de alta resolução e sondagens acústicas de diversos ângulos. O software de IA analisou os dados, identificando e quantificando defeitos como rachaduras, lascas e favo de mel, incluindo falhas muito pequenas.

Um drone equipado com IA inspeciona a Ponte Purewa perto de Auckland, Nova Zelândia (Imagem: Auckland Transport, cortesia da BECA)

Após o teste, a Beca aplicou a abordagem à Ponte Waipuna, em Auckland, com 528 m de comprimento, em 2024. Kevin Williams, associado de estruturas de pontes, mobilidade e áreas da Beca, explicou como a ponte, com 51 anos de existência e 528 m de comprimento, consiste em vigas-caixa segmentadas em balanço pré-moldado de concreto nos vãos de dois a oito, e vigas duplas protendidas em T duplo nos vãos finais. Os vãos quatro e seis possuem juntas de meia-estação com apoios horizontais e tirantes verticais.

Um drone autônomo Skydio 2+ capturou um modelo fotogramétrico completo, permitindo o mapeamento por IA de rachaduras em áreas críticas. Os dados processados ajudaram a Beca a programar investigações adicionais sobre a estrutura complexa.

Desde então, Beca mudou-se para a Ponte Grafton, em Auckland, com 114 anos, que só pode ser inspecionada à noite porque se estende por quatro seções da rodovia SH1/SH16.

Isso requer um drone que possa operar no escuro, e a Beca atualizou seu drone para o Skydio X10, com recursos e câmera aprimorados. A Beca afirma ser a primeira empresa na Nova Zelândia a possuir um drone desse tipo.

Uma digitalização da Ponte Grafton em Auckland, Nova Zelândia (Imagem cortesia de Beca)

Williams explicou que, desta vez, Beca queria produzir um modelo fotogramétrico/malha de realidade completa da ponte. "A partir disso, usaríamos uma plataforma inteligente de provedores digitais para realizar o relatório de condições de inspeção de todos os defeitos significativos e, com isso, realizar o planejamento e o fluxo de trabalho de manutenção, utilizando o monitoramento de tendências e condições em um modelo de ambiente de trabalho para este importante ativo patrimonial da ponte", disse ele.

A empresa afirma que a abordagem baseada em IA é mais segura, rápida, precisa e menos disruptiva do que os métodos tradicionais, permitindo que avaliações de condições totalmente digitais e modelagem 3D sejam entregues em prazos mais curtos.

3) Lasers para remover ferrugem do aço estrutural

A empresa japonesa Toyokoh criou um negócio chamado CoolLaser, que usa poderosos feixes de luz para remover ferrugem do aço estrutural.

A empresa, fundada em 2008, desenvolveu um dispositivo portátil com potência máxima de 5,4 kW, tornando-o potente o suficiente para remover ferrugem do aço em ambientes externos.

Todo o sistema foi projetado para caber em um carro padrão e, embora tenha múltiplas aplicações potenciais na indústria da construção, uma das principais áreas de foco da CoolLaser é o setor de pontes, incluindo estradas e ferrovias (as outras são torres de comunicação e transmissão, aplicações marítimas e outras, incluindo plantas industriais).

O diretor executivo da empresa, Kasuaki Toyosawa, explicou aos investidores no mês passado (maio de 2025) que mais de 30% das pontes no Japão já atingiram sua vida útil projetada de 50 anos, enquanto que daqui a 15 anos, cerca de 80% delas estarão obsoletas.

Imagem: Captura de tela do vídeo de Toyokoh no CoolLaser

"Se continuarmos a reparar essas instalações danificadas após o ocorrido, o orçamento nacional não estará mais disponível e o custo será enorme. Portanto, o setor está migrando para a manutenção preventiva, reparando essas peças antes que quebrem e reforçando-as", disse ele.

Ele explicou que a principal causa de falhas em pontes é a corrosão causada pela ferrugem, que atualmente é removida por meio de jateamento de granalha ou jato de areia, que envolve pulverizar areia e pó de ferro em alta velocidade.

A tecnologia CoolLaser da empresa adaptou lasers para soldagem e corte a laser, juntamente com rotação de alta velocidade para aumentar a potência do laser. A Toyosawa afirmou que ela apresenta diversas vantagens em relação ao jateamento de granalha, visto que é mais silenciosa, não produz poeira e consegue remover ferrugem com maior precisão do que os métodos convencionais, inclusive em áreas com geometria complexa.

Ele afirmou que empreiteiros gerais e grandes empresas de construção no Japão já estão alugando o equipamento por meio de fornecedores de equipamentos, enquanto as empresas de energia também estão começando a usar a tecnologia.

“A maior vantagem do uso de lasers é a ausência de resíduos industriais secundários e a ausência total de resíduos”, disse ele. “Em segundo lugar, o sal se mistura à ferrugem e esse sal não pode ser removido com a tecnologia existente. Se você pintar por cima sem remover completamente, a tinta se deteriorará.”

Ele acrescentou que a tecnologia também é mais segura para os operadores, com um dispositivo de coleta de pó na ponta do bico do dispositivo que remove substâncias nocivas, como chumbo e PCBs, que podem estar misturados ao revestimento.

Métodos de inspeção manual ainda são necessários

Uma equipe de inspeção de ponte da WSP usa cordas para realizar uma inspeção manual (Imagem: WSP)

Dependendo dos regulamentos e mandatos que regem as inspeções de pontes em um determinado mercado, ainda pode haver limites quanto à quantidade de novas tecnologias que podem ser utilizadas.

Nos EUA, por exemplo, onde todas as pontes precisam ser inspecionadas pelo menos uma vez a cada dois anos, de acordo com os Padrões Nacionais de Inspeção de Pontes (NBIS), os requisitos federais regem os processos de inspeção.

E como Matt Sullivan, que lidera uma equipe de inspeção de pontes na consultoria WSP nos EUA, diz, algumas inspeções exigem uma abordagem prática para garantir que as coisas estejam sendo examinadas e medidas adequadamente.

Isso significa que acesso motorizado e cordas ainda são necessários. "Usamos os drones sempre que possível", diz Sullivan. "[Mas] um drone simplesmente não consegue replicar essa abordagem física, em primeira mão. Dito isso, os drones provaram ser uma boa adição ao nosso kit de ferramentas."