Das primeiras escavações da Linha Norte-Sul aos avanços do NATM e dos shields mecanizados, a construção dos metrôs ajudou engenheiros e trabalhadores brasileiros a dominar tecnologias que transformaram a engenharia subterrânea no País.
Em dezembro de 1968, São Paulo se preparava para começar a construir sua primeira linha de metrô. A então chamada Linha Norte-Sul, atual Linha 1-Azul, deveria atravessar uma cidade já densamente ocupada, passando sob ruas, edifícios, fundações e regiões históricas.
Era preciso construir uma nova infraestrutura praticamente invisível na superfície.
O desafio colocou a engenharia brasileira diante de métodos construtivos que ainda eram pouco conhecidos no País. Máquinas gigantes começariam a avançar sob São Paulo, trabalhadores precisariam atuar em túneis pressurizados e engenheiros teriam de encontrar soluções para escavar a poucos metros de edifícios existentes.
Nas décadas seguintes, cada nova linha acrescentaria conhecimento à anterior.
O metrô se transformaria em uma espécie de laboratório da engenharia brasileira.
Quando o “tatuzão” chegou a São Paulo
A construção da primeira linha exigia soluções diferentes conforme as características de cada trecho.
O consórcio Hochtief, Montreal e Deconsult (HMD), responsável pelos projetos do metrô, precisava encontrar uma maneira de atravessar regiões densamente urbanizadas, incluindo áreas próximas a construções históricas como o Mosteiro de São Bento.
Abrir grandes valas na superfície nem sempre era possível.
Uma das respostas veio dos shields, equipamentos capazes de avançar pelo subsolo enquanto o túnel era construído atrás da máquina.
A tecnologia ainda era novidade para grande parte do público brasileiro.
Não demorou para ganhar um nome próprio.
A imprensa apelidou a máquina de “tatuzão”.
Os primeiros equipamentos de escavação manual foram adquiridos pela Camargo Corrêa nos Estados Unidos e eram da marca Calweld. Outros dois shields mecanizados vieram da Alemanha, fabricados pela Bade.
Eles foram utilizados na escavação do trecho entre Liberdade e Luz.
À medida que o equipamento avançava, segmentos de anéis de ferro fundido eram montados e aparafusados, formando o revestimento do túnel.
Mas operar aquelas máquinas exigia mais do que aprender uma nova tecnologia.
Exigia adaptar pessoas e processos a uma forma de trabalhar até então pouco conhecida no País.
Quatro horas escavando, quatro horas entre compressão e descompressão
Um dos maiores desafios encontrados nas escavações era a presença do lençol freático.
Em determinados trechos, não havia espaço físico nem viabilidade econômica para realizar seu rebaixamento sob os edifícios existentes.
A solução foi trabalhar com o túnel pressurizado.
Os shields possuíam um sistema de eclusas e, em alguns pontos críticos da obra, a jornada dos trabalhadores precisava seguir uma rotina rigorosa.
Em um turno de oito horas, duas horas podiam ser destinadas à compressão do trabalhador antes da entrada no ambiente pressurizado.
Depois vinham quatro horas conduzindo a máquina e trabalhando na escavação.
As duas horas restantes eram destinadas à descompressão.
Por trás do avanço do “tatuzão”, portanto, havia uma operação humana tão complexa quanto a própria máquina.
Em setembro de 1974, a revista O Empreiteiro registrava o tamanho daquela transformação: técnicos brasileiros já dominavam um processo de escavação em solo que, poucos anos antes, era desconhecido no País.
Mais de 13 mil m³ de terra haviam sido escavados pelos shields mecanizados e semimecanizados no subsolo congestionado do centro de São Paulo.
A engenharia aprendia enquanto construía
Os shields não foram a única novidade.
A Linha 1 também ajudou a desenvolver no Brasil o uso do Cut and Cover, método em que grandes trincheiras são abertas para a construção das estruturas subterrâneas e posteriormente cobertas.
Hoje a lógica pode parecer estabelecida. Naquele momento, porém, obras profundas em ambientes urbanos restritos ainda representavam um território relativamente novo para a engenharia nacional.
Até os cálculos precisavam evoluir.
Os métodos empregados inicialmente para dimensionar os perfis de escoramento das valas eram bastante conservadores. Conforme a construção avançava, os engenheiros passaram a pesquisar e compreender melhor os parâmetros geotécnicos encontrados no subsolo paulistano.
O conhecimento adquirido nos canteiros começou a produzir resultados nas obras seguintes.
Na Linha 1-Azul, os níveis de estroncamento eram separados por aproximadamente 3 m. Quando a Linha 3-Vermelha foi construída, essa distância chegou a 6 m em determinados trechos.
Segundo relato do engenheiro Sergio Eduardo Fávero Salvadori, então gerente de Projeto Civil da Companhia do Metrô, a evolução permitiu reduzir em até 40% o peso dos perfis utilizados.
Era uma mudança importante: a engenharia brasileira deixava de simplesmente aplicar uma técnica nova e começava a aperfeiçoá-la a partir da própria experiência.
Na Linha 3, os “tatuzões” voltaram diferentes
Quando as obras da Linha 3-Vermelha começaram, em março de 1975, os shields utilizados na primeira linha voltaram aos túneis.
Mas não exatamente da mesma maneira.
Os equipamentos foram readaptados às diferentes condições geológicas encontradas pela obra. Dois passaram a operar com frente fechada, adequados a terrenos arenosos com presença de água. Outros dois tinham frente aberta para utilização em terrenos coesivos.
Também evoluíram os sistemas empregados no revestimento dos túneis.
Além de anéis de ferro fundido ingleses e alemães, foram utilizados anéis de aço produzidos no Brasil.
Foi nessa época que surgiu outra experiência importante.
Sob coordenação do engenheiro e professor Epaminondas Melo do Amaral Filho, e com ensaios realizados pela Escola de Engenharia de São Carlos, começaram os estudos para utilização de anéis de concreto nos túneis.
Ensaios posteriores mostraram a eficácia da solução no túnel sul do trecho Anhangabaú-Sé.
A nacionalização de materiais, equipamentos e conhecimento começava a ganhar espaço.
Como construir um túnel debaixo do Minhocão sem parar o trânsito?
A Linha 3 apresentou outro problema de engenharia.
O traçado precisava passar sob um dos pilares que sustentavam o então Elevado Costa e Silva, atual Elevado Presidente João Goulart e popularmente conhecido como Minhocão.
Acima, os veículos continuavam circulando.
Abaixo, o metrô precisava passar.
A solução exigiu realizar uma transferência de carga do pilar.
Primeiro foram construídas novas fundações. Depois, vigas protendidas envolveram o bloco de fundação como uma espécie de maca.
Por meio de protensão e macaqueamento, a carga do pilar foi transferida para a nova estrutura.
Somente então as estacas Franki originais puderam ser cortadas e o túnel começou a ser escavado abaixo delas utilizando o método Cut and Cover.
E tudo isso ocorreu enquanto o tráfego continuava fluindo na estrutura superior.
Um novo método chega aos túneis urbanos brasileiros
Outra transformação aconteceria durante o prolongamento da Linha 1 depois da estação Santana.
Era necessário construir dois túneis sob o morro de Santana.
O Cut and Cover exigiria valas muito profundas e desapropriações. O trecho originalmente previsto, com apenas 65 m, também tornava pouco adequado o emprego de um shield.
A engenharia precisava de outra alternativa.
A escolha foi o NATM (New Austrian Tunnelling Method), então uma das tecnologias de destaque na engenharia internacional.
O método já havia sido introduzido no Brasil durante a construção da Ferrovia do Aço. No prolongamento do metrô paulistano, seria empregado pela primeira vez no País em uma área urbana e em grande diâmetro.
A experiência foi bem-sucedida.
O resultado incentivou a Companhia do Metrô a especificar o NATM para trechos da futura Linha 2-Verde, especialmente na região da Avenida Paulista.
Segundo o relato técnico da época, a experiência acumulada nesses trabalhos contribuiu para que a engenharia brasileira se tornasse uma referência internacional na aplicação do método.
De quatro para 45 metros por dia
Talvez poucos números mostrem tão claramente a evolução tecnológica ocorrida ao longo dessas décadas quanto a velocidade das escavações.
Durante a construção da Linha 1, um avanço de 3 m ou 4 m por dia utilizando shield já era considerado expressivo.
Na Linha 2-Verde, o cenário seria muito diferente.
Nas obras da Avenida Paulista, a Construtora Andrade Gutierrez utilizou um shield inglês baseado em equipamento empregado na construção do Canal da Mancha e adaptado às condições brasileiras.
A máquina foi montada no Brasil pela Isomonte, de Minas Gerais, e utilizava anéis de concreto expansíveis sem parafusos.
O avanço médio chegou a aproximadamente 30 m por dia.
Em seu melhor desempenho, alcançou 45 m em um único dia, índice considerado recorde mundial na época para equipamentos semelhantes.
Em poucas décadas, a engenharia que havia começado aprendendo a operar seus primeiros “tatuzões” já era capaz de adaptar equipamentos e alcançar níveis internacionais de produtividade.
No Rio, outros desafios sob a cidade
Enquanto São Paulo desenvolvia sua rede, a construção do metrô do Rio de Janeiro também colocava a engenharia diante de problemas particulares.
A primeira linha entrou em operação em 1979.
Na construção do trecho entre a Central do Brasil e o Largo da Glória, foram necessárias técnicas especiais para permitir que as escavações avançassem pelo centro da cidade sem comprometer as edificações existentes.
Foram utilizadas soluções como paredes-diafragma e perfis pranchados.
Um dos casos mais delicados ocorreu nas proximidades do Palácio Monroe, então existente.
As escavações destinadas às paredes-diafragma chegaram a apenas cerca de 20 cm das fundações do edifício.
Contratada para executar os serviços, a Estacas Franki optou por construir a cortina utilizando painéis menores e executados alternadamente, reduzindo os efeitos do empuxo de terra durante e depois dos trabalhos.
As paredes, com aproximadamente 80 cm de espessura, chegaram a atingir 18 m de profundidade.
Na Pavuna, uma fábrica nasceu para atender às obras
Outro exemplo da busca por produtividade surgiu na construção da estação Pavuna, da Linha 2 carioca.
A estação tinha mais de 8 mil m² e estava localizada em um terreno com elevado nível do lençol freático e presença de turfa.
Responsável pelas obras, a Queiroz Galvão adotou uma solução industrial para acelerar a construção.
Uma fábrica de pré-moldados foi instalada em uma posição estratégica para que nenhum dos canteiros atendidos ficasse a mais de 1 km de distância.
Equipada com dois pórticos de 15 t, a unidade tinha capacidade para produzir aproximadamente 600 m³ de pré-moldados por mês.
Vigas, lajes e componentes da cobertura eram produzidos ali.
Dos cerca de 13,1 mil m³ de concreto consumidos na obra, aproximadamente 60% correspondiam a elementos pré-moldados.
Mais uma vez, o desafio de construir infraestrutura em uma grande cidade levava a engenharia a buscar novos processos.
O legado que ficou debaixo das cidades
A história da construção dos metrôs brasileiros não pode ser contada apenas pelo número de quilômetros de linhas ou estações inauguradas.
Existe outra infraestrutura menos visível.
É o conhecimento acumulado por gerações de engenheiros, técnicos e trabalhadores que precisaram encontrar maneiras de construir sob cidades que continuavam funcionando acima deles.
Os primeiros shields trouxeram uma tecnologia ainda desconhecida. Os canteiros produziram conhecimento geotécnico. Equipamentos foram adaptados. Materiais começaram a ser produzidos no Brasil. O NATM abriu novas possibilidades e a escavação mecanizada ganhou produtividade.
O “tatuzão”, que nos anos 1970 despertava a curiosidade de quem tentava imaginar uma enorme máquina avançando sob as ruas de São Paulo, acabou simbolizando uma transformação maior.
Enquanto os túneis avançavam sob a cidade, a engenharia brasileira também avançava com eles.
Este conteúdo integra a série 120 Anos da Engenharia, da Revista O Empreiteiro, que recupera obras, profissionais e inovações que ajudaram a construir e transformar o Brasil.
Fonte histórica: acervo da Revista O Empreiteiro / Padrão. Texto original de Regina Célia Silva Ruivo.
