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Consorcio IUYET

Mapeamento com geoinformática da primeira ferrovia de alta velocidade da Cidade do México

O futuro da criação

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Capturar medidas do terminal ferroviário com um sistema de captura da realidade. Cortesia da Consorcio IUYET.

O uso de modelagem de informação de construção e a captura de realidade abrem caminho para um trem suburbano seguro

A Consorcio IUYET, empresa de engenharia civil mexicana, está usando BIM e geoinformática em infraestrutura para garantir uma construção mais segura e de melhor qualidade do Projeto de Trem Interurbano que ligará as cidades de Toluca e Cidade do México. Com as ferramentas de captura da realidade, incluindo drones montados com câmera, LIDAR e radar, a empresa coletou dados geográficos do terreno da linha ferroviária e converteu-o em modelos 3D para usar em simulações e cálculos em terrenos reais. Esses modelos digitais ajudaram a equipe de construção a evitar riscos, reduzir as consequências ambientais e se comunicar com as partes interessadas no projeto.

Combatendo os problemas do trânsito com uma ferrovia de alta velocidade

Uma renderização da nova linha férrea de alta velocidade. Cortesia da Consorcio IUYET.

A maioria das grandes cidades tem problemas de trânsito, mas, na Cidade do México, a crise do tráfego está entre as piores do mundo. Os deslocamentos na capital do México demoram em média 66% mais tempo por causa de congestionamentos. Na hora do rush, eles podem demorar duas vezes mais. Para os condutores, isso significa 59 minutos a mais no trânsito todos os dias, ou 227 horas por ano. Em comparação, os passageiros em Los Angeles, a cidade mais congestionada dos EUA, gastam 44 minutos extras no trânsito diariamente, ou 170 horas por ano.

Por causa do engarrafamento permanente, a Cidade do México sofre com poluição, mortes causadas pelo tráfego e redução da produtividade dos trabalhadores. Felizmente, a ajuda está a caminho com as novas iniciativas de infraestrutura. A maior delas é o Projeto de Trem Interurbano que ligará Toluca à Cidade do México, com conclusão estimada para 2022.

Usando geoinformática, uma disciplina científica que analisa e interpreta dados de localização geográfica para entender a superfície da Terra, o primeiro trem de alta velocidade da Cidade do México conectará a Cidade do México com Toluca de Lerdo, a capital do estado adjacente no México. A ferrovia elétrica elevada de 58 quilômetros será percorrida por trens viajando a 160 km/h e transportando 230 mil passageiros diariamente. O tempo médio de transporte será reduzido de duas horas para apenas 39 minutos.

A Cidade do México tentou grandes projetos de transporte anteriormente. Em 2012, foi inaugurada uma nova linha em seu sistema de metrô: Conhecida como a "Linha Dourada", a Linha 12 do metrô foi forçada a fechar temporariamente 11 de suas 20 estações apenas 17 meses depois devido a perigo de descarrilamento. A causa disso não foi só uma construção inadequada, mas também o uso de tecnologias inapropriadas.

Com o trabalho da Consorcio IUYET, empresa mexicana de serviços de engenharia civil que supervisiona a construção vertical, o Projeto de Trem Interurbano que ligará Toluca à Cidade do México terá êxito no que a Linha Dourada fracassou. A empresa está usando captura da realidade e BIM (modelagem de informação de construção) para reunir informações geoespaciais, gerando precisão submilimétrica em sua construção.

A modelagem 3D proporciona clareza aos projetos

Como o projeto conta com várias elevações que são difíceis de reconciliar em modelos 2D, o Projeto de Trem Interurbano da Cidade do México e Toluca é especialmente oportuno para uso de BIM, de acordo com Angélica Ortiz, diretora de BIM da Consorcio IUYET, que diz que os modelos 3D permitem que os envolvidos retirem os níveis do projeto, como camadas de uma cebola. Por exemplo, uma estação de trem com componentes subterrâneos, no nível do solo e elevados que estão todos empilhados uns sobre os outros. "Temos uma topografia muito avançada, por isso, ao ver todas essas informações em 2D, os engenheiros acabam dizendo: "Sou engenheiro e não consigo entender", diz Ortiz. "Quando você começa a trazê-las para 3D, as pessoas podem realmente entender."

Há anos, a Consorcio IUYET construiu sua sede corporativa em 2D e, em seguida, decidiu experimentar a BIM. Ao converter as plantas do projeto em 3D, um grave erro veio à luz: o elevador foi projetado de uma forma que colidiria com a base da construção. "Pode ser um erro primário, muito elementar, mas, às vezes, acontece", diz Ortiz. "Não importa quantos especialistas você tem, pois todos estão vendo apenas a própria parte no projeto." Por causa dessa experiência, a Consorcio IUYET insistiu em usar a BIM na sua parte no Projeto de Trem Interurbano da Cidade do México e Toluca. (A SENER é a principal empresa de design).

Câmeras montadas nos drones da Consorcio IUYET capturaram imagens para geolocalizar árvores e outros obstáculos no local. Cortesia da Consorcio IUYET.

Fazendo varreduras para o sucesso

A rota entre a Cidade do México e Toluca é cheia de autoestradas movimentadas, extensas pontes, amplas ravinas, montanhas densas e infraestrutura sensível. Os trens devem ser capazes de atravessar tudo isso com rapidez, segurança e a preços acessíveis. Usando geoinformática para construir um modelo 3D preciso, a Consorcio IUYET usou diversas ferramentas e técnicas de captura da realidade que, juntas, desenharam uma imagem completa do terreno onde as equipes fariam a construção. "Geralmente, as pessoas fazem um único mapeamento", diz Ortiz. "O que tivemos de fazer foi juntar mais de 1.000 varreduras e combiná-las com alta precisão."

Um scanner a laser Leica P40 ScanStation capturou um milhão de pontos por segundo com uma densidade de 2 milímetros por 2 milímetros. Cortesia da Consorcio IUYET.

A Consorcio IUYET visitou o local e criou uma rede de referência de coordenadas GPS para alinhar as varreduras. Para a varredura real, a fotogrametria usando drones produziu imagens aéreas para geolocalizar obstáculos, como árvores, serviços de utilidade pública e pontes. Para mapear o terreno, a empresa usou a LIDAR (tecnologia de detecção e alcance de luz) e a HDS (pesquisa de alta definição) para capturar dados geográficos. Por fim, o GPR (radar de penetração no solo) ajudou a equipe do projeto a ver o subterrâneo, e os drones de batimetria com sonar ajudaram a ver debaixo d'água.

"Todas as nuvens de pontos foram unidas usando software da Autodesk", diz Ortiz, acrescentando que a equipe do projeto usou intensamente a Architecture, Engineering and Construction Collection, incluindo o ReCap (inglês) para converter fotos e varreduras em modelos digitais, o Civil 3D para integrar esses modelos, o Revit para gerenciar detalhes de construção e o Navisworks para revisar tudo. "Após a mesclagem das nuvens de pontos, o que temos é um modelo de terreno digital que podemos usar para qualquer simulação ou cálculo em solo real."

Previsão e prevenção de problemas

O modelo 3D concluído salvou o dia mais de uma vez. A equipe de construção se preocupava com a interferência no sistema de fornecimento de água da Cidade do México: o governo local insistiu que o sistema estava localizado fora do caminho da ferrovia, mas as varreduras mostraram que não. Sem a BIM, as equipes teriam perfurado o principal sistema de fornecimento de água.

As partes interessadas do governo também se beneficiaram. Em um ponto ao longo da ferrovia, os trilhos elevados cruzam-se sobre uma encosta de montanha, na qual uma floresta precisava ser derrubada para criar espaço para as colunas de apoio. Em resposta às preocupações dos ambientalistas, o governo usou o modelo da Consorcio IUYET para estimar vários cenários de construção e escolher um com as menores consequências ambientais. "É possível ter uma solução melhor, pois você tem uma melhor qualidade de informação e uma maior quantidade de informações", diz Ortiz.

Quando compartilhadas publicamente, essas informações podem ajudar a conquistar as partes interessadas céticas, de acordo com Ortiz, cuja equipe criou apresentações de realidade virtual e aumentada para mitigar as preocupações dos dissidentes. Por exemplo, quando uma universidade reclamou que uma coluna de apoio colocaria em perigo os alunos, bloqueando a entrada para o campus, a Consorcio IUYET usou realidade virtual para demonstrar a posição real da coluna. "Os vizinhos de um projeto são, às vezes, contra ele porque não entendem como será", diz Ortiz. "Então mostramos a eles."

Uma linha de trem elevada modelada em uma paisagem da nuvem de pontos. Cortesia da Consorcio IUYET.

Pode ser difícil explicar aos leigos a construção de um trem seguro em um terreno tão variado e complicado, mas isso não incomoda Ortiz. O que mais importa para ela é que os passageiros em breve passarão uma hora extra dormindo ou chegarão em casa a tempo de jantar com a família.

"Todo dia, dirijo em uma rodovia na qual o trem vai passar, então vejo sempre a construção", afirma. "Este é um dos maiores projetos do México no momento e saber o que vai acontecer antes que outras pessoas saibam foi mágico para mim."

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