Sistema de Monitoramento ajuda o Serviço Nacional de Parques a lidar com as Preocupações Acerca da Segurança em Deslizamentos de Terra

Um Sistema de Monitoramento Profissional Ajudou o Serviço Nacional de Parques a Tomar Decisões Críticas sobre Infraestrutura

O Parque Nacional Denali no Alasca, também conhecido como a "Jóia da Coroa do Norte", abrange seis milhões de acres de vida selvagem renomada, aventuras ao ar livre e beleza natural deslumbrante, incluindo a área de deslizamento “Pretty Rocks”. Embora esteja em funcionamento há pelo menos 60 anos, a área de deslizamento “Pretty Rocks” só recentemente evoluiu de um pequeno incômodo de manutenção para um problema significativo de segurança, causando restrições de estrada.

Antes de 2014, os geólogos e as equipes de manutenção de estradas notaram pequenas rachaduras na superfície da estrada, mas que eram facilmente reparáveis. Todo ano desde 2014, a equipe observou aumentos substanciais no movimento da estrada causado por deslizamentos. O Parque Nacional e Reserva Denali (Denali) - uma divisão do Serviço de Parques Nacionais do Departamento do Interior dos EUA - implementou um programa de monitoramento em 2016 e, até 2021, a taxa de movimento da estrada tinha evoluído de uma queda de 6-12 polegadas por ano para uma queda de até 0,65 polegadas por hora. Neste momento, as atividades padrão de manutenção não eram mais consideradas seguras ou eficazes e assim, iniciou-se às grandes restrições na estrada, enquanto Denali determinava como restabelecer a estrada através desta área com uma solução mais resiliente e de longo prazo.

A necessidade de Delani de determinar a taxa de movimento era crucial para este projeto de monitoramento, para avaliar a segurança e entender a causa subjacente do movimento. Eles haviam observado anteriormente uma correlação entre chuva e anos quentes atípicos, mas queriam saber se havia outros fatores que levavam ao rápido declínio da estrada.

Foto que indica a área do deslizamento de terra de Pretty Rocks de 2015. A linha tracejada vermelha indica o contorno aproximado do deslizamento de terra. (Foto e legenda do artigo do NPS)

Localização do deslizamento “Pretty Rocks”. (Foto do artigo do NPS)

Além da manutenção - superando desafios para entender a causa principal

O Serviço de Parques Nacionais estudou opções de monitoramento de deslizamentos e identificou um método de baixo custo, mas não comprovado, que eles poderiam implementar sozinhos. No entanto, a equipe considerou que a opção mais segura e eficaz era optar por um sistema de monitoramento comprovado "pronto para uso". A equipe então recorreu à Trimble para traçar estratégias e determinar os próximos passos.

A Trimble tem fornecido sistemas de monitoramento manual para a área de deslizamento “Pretty Rocks” desde 2016 e tem amplo conhecimento e experiência em projetos de monitoramento desafiadores em locais remotos. A campanha de monitoramento manual existente envolveu a instalação de 30 instrumentos, vergalhões com tampas de alumínio instalados na superfície do deslizamento e um receptor GNSS RTK Trimble para medir os marcos periodicamente. Este sistema media com precisão o movimento, mas não capturava escalas temporais mais curtas. O RTK permitia a coleta de dados igualmente precisa; no entanto, havia uma resolução temporal muito mais baixa e um intervalo de tempo maior entre a coleta de dados e a disponibilidade, devido ao tempo de pós-processamento. Portanto, o time de especialistas em monitoramento da Trimble recomendou um sistema de estação total de monitoramento automatizado (AMTS) pela precisão, recursos quase em tempo real e custo-benefício.

"A equipe de monitoramento da Trimble implementou um sistema que atendeu às nossas necessidades para tomar decisões de segurança e manutenção para o projeto de deslizamento de “Pretty Rocks "", disse Denny Capps, o geólogo do parque. "Antes de implementar o sistema de monitoramento automatizado, tínhamos pouco entendimento de que as condições meteorológicas eram os principais fatores do aumento do deslocamento. A chuva intensa frequentemente é um indicador, mas as condições de aquecimento também são importantes porque o local contém muito permafrost rico em gelo."

Foto de 16 de setembro de 2021 - Lado leste do deslizamento de terra de Pretty Rocks. O deslocamento de aproximadamente 14 pés verticais visto abaixo da pessoa em pé na superfície estável da estrada (para escala) ocorreu durante duas semanas após a interrupção da manutenção e do uso da estrada em 2 de setembro de 2021. (Foto e legenda do artigo do NPS)

(Foto e legenda do artigo do NPS)

A localização remota e acidentada do deslizamento de “Pretty Rocks” foi o principal desafio de monitoramento. O deslizamento de terra atravessa uma topografia íngreme e rocha vulcânica solta; portanto, a capacidade de monitorar o movimento a uma distância segura foi uma vantagem distinta. Mesmo assim, a equipe precisava de equipamentos de proteção contra quedas para acessar o AMTS. Devido à distância de outras infraestruturas, a equipe de monitoramento usou uma instalação solar para fornecer energia. Considerando a falta de redes locais e de celulares, a equipe de monitoramento configurou um sistema de satélite com a combinação certa de capacidade de transmissão de dados e custos para manter a comunicação 24/7. Essa opção permitiu à equipe do Serviço de Parques Nacionais receber dados do sistema em quase tempo real em qualquer local com conexão à internet e usando as credenciais de login adequadas.

Um sistema estabelecido para identificar e medir o deslocamento

A equipe de monitoramento instalou o seguinte sistema para o projeto do Deslizamento “Pretty Rocks”

• Trimble S5 AMTS, para medir com precisão distâncias e ângulos de cerca de 35 pequenos prismas instalados dentro e ao redor do deslizamento. A equipe escolheu prismas como uma opção econômica em relação aos sensores GNSS, porque esperava danos ao equipamento de monitoramento devido a deslizamentos de rochas e escoamento de detritos. A equipe fez medições iniciais para estabelecer uma linha de base e a estação total repetiu a medição em intervalos de uma hora, 24 horas por dia.
• Trimble Settop M1, um controlador de estação total que é uma combinação de computador de campo, servidor de dispositivo, roteador, modem celular e interruptor remoto, que controla e alimenta a estação total, permitindo a coleta de dados e a transferência dos dados em tempo real para o software de escritório.
• Software Trimble 4D Control™ (T4D), para gerenciar os dados e postar em uma interface da web, que permite à equipe visualizar os dados remotamente a qualquer momento. T4D foi crucial para criar gráficos das localizações dos prismas. A equipe configurou análises, relatórios e alarmes com base no conhecimento do local do projeto. As localizações dos prismas adjacentes à estrada eram as mais valiosas, porque apresentavam dados claros para a análise de monitoramento. O T4D está equipado com alarmes meteorológicos e de limite de movimento que alertam automaticamente a equipe quando os limites predefinidos são ultrapassados. Os limites foram definidos para monitorar o movimento excessivo, chuva intensa, etc., e se mostraram extremamente úteis para a equipe de monitoramento.
• Estação meteorológica, que inclui um termômetro protegido, anemômetro (velocidade e direção do vento) e pluviômetro com balde basculante, fornecendo informações ambientais que podem ser correlacionadas com os movimentos no local.
• Câmera de intervalo de tempo, que forneceu contexto e confirmação das leituras instrumentais. Vídeos com o tempo decorrido são também visualizações poderosas para ajudar o público não técnico a entender processos complexos em 4D.
• Sistema de energia solar, que utiliza painéis solares para carregar diversas baterias que alimentam o sistema durante períodos com pouca luz.
• Sistema de internet via satélite, para transmitir todos os dados do sistema acima para um computador na sede do parque.

Superando curvas de aprendizado e identificando a causa principal

Através de perfurações e investigações adicionais, uma equipe mais ampla de especialistas determinou que o deslizamento de “Pretty Rocks” é na verdade um glaciar de rocha que provavelmente está acelerando devido ao aumento das temperaturas do solo e precipitações mais intensas.

Os dados de monitoramento do AMTS foram fundamentais para mostrar a taxa de aumento e os níveis de movimento do deslizamento e ajudaram a equipe do Denali a tomar decisões informadas ao longo do projeto, incluindo a difícil decisão de impor restrições na estrada por curtos períodos em 2019 e 2021, um encerramento antecipado em 2021 e um encerramento completo em 2022.

"Durante todas as fases do projeto, a equipe de monitoramento da Trimble entregou uma campanha de monitoramento totalmente funcional que atendeu às nossas necessidades", lembrou Capps.

Aventureiros e observadores deverão voltar em breve à estrada para experimentar a beleza natural do parque, incluindo a área de Pretty Rocks.

Ilustração científica da superfície e abaixo dela do deslizamento de Pretty Rocks por Laurel Mundy (Ilustração do NPS retirada do artigo).