ESTUDO DE CASO SOBRE O DESABAMENTO DA ESTAÇÃO PINHEIRO - geotecnia

Prévia do material em texto

1
13
ESTUDO DE CASO SOBRE O DESABAMENTO DA ESTAÇÃO PINHEIRO
Letícia Sarto[1: Estudantes de Engenharia Civil do UNIS - Centro Universitário do Sul de Minas.]
Lucas Tuna Mariano¹
Luis Filipe Igino¹
Maicon Ribeiro¹
Marília Lopes¹
Phelipe Gomes¹
Rodrigo Petrim¹
RESUMO
O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo de caso referente ao Terminal Intermodal Pinheiros, mais conhecido como Estação Pinheiros. O artigo inicialmente trás o contexto no qual se aplica a sua construção, fazendo uma introdução à importância da infraestrutura para o desenvolvimento econômico de um país. Observando a necessidade de uma administração realizada com alta capacidade analítica, levando em consideração a magnitude da obra que se destina esse fim. Apresentando a Estação Pinheiro, através de um relato do evento ocorrido, a razão deste trabalho – o desabamento. Foi estudada as características do solo e o fator pluviométrico da região. Abordam-se os tipos de escavações e os métodos de construção de um túnel, a fim de colocar o leitor especificamente na execução da obra do Terminal Pinheiros. Uma breve análise econômica foi apresentada no seu final, trazendo também a apresentação de métodos que podem ser utilizados para a prevenção de acidentes.
Palavras-chave: Geotecnia. Estação Pinheiros. Escavação de túneis. Desabamento.
1. INTRODUÇÃO
	A Infraestrutura pode ser considerada a base para o bom desenvolvimento de um país. Representada pela estrutura e atividades que contribuem para que as empresas possam exercer suas atividades de maneira eficiente para o despertar econômico de uma nação. Quando sua Infraestrutura se encontra defasada nota-se efeitos diretos na economia, podendo trazer sérias consequências ao mercado interno tanto quanto ao mercado externo devido à má gestão do governo e/ou empresas, dificultando o adequado desenvolvimento de seus negócios profícuos. Fazendo desse um fator merecedor de análises com discriminações profundas dos parâmetros relevantes que podem influenciar diretamente e indiretamente a execução da obra. 
	Atribuída ao setor de energia, transporte, como também de comunicações, não deixando para trás o sistema de saneamento, tiramos exemplos tais como: usinas hidrelétricas, rodoviárias, ferroviárias, aeroportos, portos, sistemas de telecomunicações, rede de tratamento e distribuição de água e esgoto, tal como também de energia.
	Até a década de 90, a infraestrutura brasileira era desenvolvida quase que exclusivamente pela administração pública. A partir de então, as privatizações ganharam seu espaço através de parcerias e concessões entre os órgãos privado e público.
	
1.1. Fator impulsionador
	Resultado de um crescimento anômalo de uma população, problemas originados da má administração começam a surgir e causar impactos físicos a uma cidade, como também agressões ao meio ambiente e mudanças nas estruturas geológicas existentes, causando uma maior diferenciação social. Tais reações surgem como obstáculos ao planejamento ideal. Com o crescimento expressivo e constante da população de São Paulo – a maior metrópole brasileira, a necessidade de investimento em sua infraestrutura básica mostrou-se um fator de grande importância. 
	Com o desenvolvimento da tecnologia aplicada ao meio urbanístico e a necessidade de aperfeiçoamento técnico de suas aplicações tornaram maior a crescente utilização do ambiente subterrâneo. Devidos as sondagens dos dados pontuais serem por si só insuficientes para o estudo do solo em áreas de maior complexidade geológica, o mapeamento geotécnico desenvolveu-se ao ponto de utilizar-se de técnicas que tornaram possíveis a obtenção de parâmetros dinâmicos dos materiais geológicos.
	Sabe-se que uma obra possui um cronograma e que este precisa ser cumprido a risca para a eficácia da execução de seu projeto. Cumprir todas suas etapas não é tarefa fácil já que em muitas fases grande quantidade de tempo é despendida. Quando esse tempo confronta o apertado cronograma da obra, pode ocorrer o seu não cumprimento, trazendo consequências que podem se tornar eventos trágicos.
2. O CASO DA ESTAÇÃO PINHEIROS
	Integrando a Linha 4 Amarela do Metrô de São Paulo a Linha 9 da CTPM (Osasco a Grajaú) está a Estação Pinheiros, localizada na zona oeste da cidade. Mesmo com os avanços tecnológicos da área de geotecnia, tais técnicas não foram suficientes para impedir o desabamento, no dia 12 de janeiro de 2007 às 15:00h, da obra de escavação da que seria a futura Estação Pinheiros de Metrô. Acidente que tomou grandes proporções deixando 7 mortos e deixando uma cratera de 80 metros de diâmetro.
	Da cratera escutou-se um forte estrondo, tragando casas, veículos, estabelecimentos comerciais e pedestres que caminham em vias próximas ao local. 
	O Diretor do Instituto de Engenharia, Roberto Kocher, diz que a presença de rachaduras em túneis que utilizam tecnologia NATM costuma aparecer com frequência, porém não tomam tal gravidade como ocorreu nesse caso. Já a construtora Odebrecht, principal empresa do consórcio de construtoras da linha 4, atribuiu a culpa do desabamento na instabilidade do solo que está localizado nas margens do rio Pinheiros. Desse fato fica evidente que uma discriminação precisa sobre o solo é de extrema necessidade, mesmo se com a segurança venha um alto custo.
3. CARACTERÍSTICAS DO SOLO
	A estação de metrô Pinheiros recebe este nome por estar localizada na cidade de São Paulo, próximo ao Rio Pinheiros, este rio, juntamente a outros rios da região, formam a bacia de São Paulo.
	No que tange a bacia de São Paulo, atribui-se características de solos ‘moles’, pois, segundo CAMPOS (2007), refere-se a um solo típico de locais que já estiveram submersos à água por milhares de anos, o que o torna um solo instável; este é constituído por sobreposições de aterros sobre argila orgânica, comum em áreas pantanosas. De acordo com o Editorial publicado posteriormente pela ABMS (Associação Brasileira de Mecânica dos Solos) e ABGE (Associação Brasileira de Engenharia Geotécnica), em 2011, na região metropolitana de São Paulo, o solo é predominantemente arenoso e argiloso; formado, também, por solos residuais e rochas sãs graníticas e gnaisses; caracterizado por um solo friável, ocasionando diversos graus de fraturamento, entre pouco a muito fraturado.
4. ÍNDICE PLUVIOMÉTRICO
Segundo a reportagem publicada 2 dias após o acidente, pela Folha de S. Paulo, o alto índice de chuva, no mês de Janeiro de 2007, combinado às peculiaridades do solo, colaboraram para o desmoronamento do canteiro de obras da Estação. O índice pluviométrico, fornecido pelo SAEMA (Serviço de Água, Esgoto e Meio Ambiente), indica uma variação de 7,5 e 30,4 milímetros, no período do dia primeiro ao dia 7 do mês de Janeiro. 5 dias antes do incidente.
Tabela 01: Índice Pluviométrico/2007
Fonte: SAEMA (SERVIÇO DE ÁGUA, ESGOTO E MEIO AMBIENTE) http://www.saema.com.br/files/Indices%20Pluviometricos%202007%20a%202009.pdf
5. ESCAVAÇÕES
Basicamente existem dois tipos de escavações para túneis:
5.1. Escavações a céu aberto
Em geral o uso de escavação a céu aberto deve levar em consideração características como o tipo de solo, disponibilidade de espaço e fatores econômicos. Neste processo as escavações são feitas por cima da terra, são perfuradas trincheiras e em suas laterais são construídas paredes de sustentação. Habitualmente é utilizado em solos moles onde não existe a necessidade de utilizar-se de explosivos para perfurar o maciço. Este método pode ser considerado desde o uso de pás e picaretas até o uso de máquinas pesadas. Economicamente falando, é um processo mais rápido e barato que os que envolvem explosivos. 
5.2. Escavações subterrâneas
Este tipo de escavação em sua grande parte exige um método de sustentação quando o material é pouco consolidado, o que indiferente do método aplicado, resulta na elevação do custo da obra. Neste caso o uso de investigação geológico-geotécnica se faz necessário para que não se tenham surpresas negativasdurante o processo que podem causar aumento no custo e no prazo de entrega da obra. Normalmente é feita por métodos explosivos.
6. MÉTODOS DE CONSTRUÇÃO
No caso da construção da estação Pinheiros foi utilizado dois métodos de construção de túneis, o NATM e o VCA. O primeiro é um exemplo de escavação subterrânea e o segundo de escavação a céu aberto. O que determina qual o método que será utilizado é um conjunto de fatores como por exemplo, a densidade do maciço, a impermeabilidade do solo, a presença de ocupações na crosta terrestre, entre outros. Vejamos agora mais detalhadamente os dois métodos que consistiram na construção da Linha 4 Amarela.
6.1. Novo Método Austríaco para Perfuração de Túneis (NATM)
Foi desenvolvido em meados de 1950 por Ladislau Rabcewicz a partir de observações feitas nos túneis das minas de carvão. Na ocasião ele constatou que o peso das escoras de madeira utilizadas para substituir os primeiros suportes provisórios que rompiam devido aos esforços do maciço, era de peso menor que os iniciais, isso era devido ao alivio das tensões. 
Em resumo, logo após a escavação do maciço é colocado o suporte. Esse suporte pode ser associado a cambotas metálicas, com tirantes e outros conforme a necessidade, porém o elemento principal é o concreto. 
Os principais conceitos que definem a tecnologia para o uso do NATM:
Mobilização das tensões de resistência do maciço: É necessário que o maciço contido em volta do túnel deixe de atuar como elemento de carga e passe a agir como elemento de escoramento.
Manutenção da qualidade do maciço pela limitação do avanço e aplicação imediata do revestimento: Quando se retira o maciço para escavação do túnel, o maciço perde sua capacidade de se sustentar sozinho. Assim este material passa a exercer um esforço sobre a estrutura, para impedir que isso aconteça é utilizado o revestimento imediato com concreto no momento em que o maciço é retirado.
Avanço e parcialização da seção de escavação, fechamento provisório e utilização do suporte adequado no momento certo: Conforme as escavações vão avançando pode aparecer a necessidade de fracionar a escavação. Isso é devido ao maciço e sua capacidade de auto-sustentação. Pode ser que em uma mesma seção de escavação encontremos vários tipos de maciços.
Quanto mais etapas, mais demorado se torna o processo. Conforme as escavações avançam são utilizados os suportes de sustentação que aparenta ser um anel continuo. O momento certo de implantação e o grau de deformidade do anel podem ser determinantes no sucesso da obra. 
A utilização de enfilagem, tirante e cambota: Em alguns casos a força que o maciço exerce sobre a estrutura é muito grande, com isso somente o concreto não consegue realizar o trabalho de manter a estrutura em pé. Assim faz uso de treliças metálicas e cambotas colocados junto ao concreto para aumentar o grau de sustentação.
Geometria mínima da seção escavada e, preferencialmente, arredondada: Durante a escavação o volume de maciço retirado é utilizado para a cimentação do local, sendo assim, não existe sob-escavação. Portanto a única preocupação é em não deixar cantos vivos onde pode atuar tensões.
Drenagem do maciço: A presença de água nesses túneis durante a escavação pode significar perigo, por isso é utilizado o sistema de drenagem ou em alguns casos, o rebaixamento do lençol freático no local.
Caracterização geológico-geotécnica do maciço, instrumentação e interpretação das leituras de campo: O estudo e a sondagem do solo é muito importante nesse processo, pois permite prevenir certas surpresas negativas além de auxiliar na segurança do projeto.
6.2. Trincheiras ou Valas a Céu Aberto (VCA)
Basicamente funciona da seguinte maneira: Cava-se a vala com máquinas e outros equipamentos depois se constroem a estrutura dentro da vala perfurada e no final é realizado o re-aterro. 
Abertura de valas de grandes dimensões: O VCA também é conhecido como método destrutivo, pois afeta diretamente a superfície do maciço. Em geral é empregado em áreas onde não existe a presença vias de trafego e um grande número de ocupações. Caso essas condições sejam contrárias, o projeto pode se tornar inviável economicamente.
O primeiro passo é desocupar a área onde serão realizadas as escavações, após isso feito, entra o trabalho das maquinas. Elas entram cavando até a profundidade e largura desejada, retirando o maciço e abrindo espaço. 
Paredes de Contenção escoradas ou em Taludes: Após o encerramento da primeira etapa que é a perfuração, logo em seguida vem o que chamamos de escoramento. Isso se faz necessário, pois no momento da perfuração faz-se um corte de 90º no solo, deixando- o propicio a desmoronamentos. Desta forma entram as paredes de contenção ou os muros de arrimos que irão fazer o papel de conter os esforços realizados pelo maciço, impedindo então que ele venha a ceder. 
Rebaixamento do lençol freático: Em alguns casos durante a escavação nos deparamos com pontos onde o nosso piso se encontra abaixo do nível da água, tornando-se então um problema. Durante a escavação a presença desta água pode tornar perigoso os trabalhos naquela região, entre os riscos podemos cita o desmoronamento. Após o termino da construção, a permanência da água pode resultar na não utilização do local. 
Para resolver esse problema, muita das vezes somente a drenagem não é suficiente. Quando isso ocorre, utilizamos outro processo que é o rebaixamento do lençol freático. Consiste em rebaixar até o nível desejado o lençol freático da região onde ocorre o problema.
Construção das estruturas permanentes: Após realizado as outras etapas, o local está apto a receber as estruturas permanentes como paredes, lajes e pilares. Toda estrutura necessária para a utilização do túnel após o termino das obras deve ser montada nessa fase. Assim como os acabamentos internos.
Normalmente o piso também é preparado, assim deixando o local mais estável. No final do processo quando todas as paredes estiverem posicionadas, coloca-se a laje para que se possa dar inicio a próxima fase.
Re-aterro: Após tudo ter sido finalizado dentro do túnel, é chegado o momento de realizar o re-aterro para que a superfície terrestre volte ao seu estado normal.
	
7. AS PRINCIPAIS CAUSAS DO DESABAMENTO
Como já visto, os métodos de construção do túnel foram os mais avançados para aquele tipo de obra, no entanto alguns erros acarretaram no desabamento de uma grande área, matando funcionários e desalojando famílias que moravam nas redondezas. A princípio a causa para tal acontecimento se deu pelo excesso de chuvas, mas de acordo com o Roberto Kochen, professor de Engenharia de Estruturas, na Escola Politécnica de São Paulo, “Um acidente dessas proporções nunca tem um único motivo”, em entrevista dada para o portal online da Veja, publicada em 18.set.2009.
	A sucessão de erros de acordo com o IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas), publicado no portal PINI, empresa de informação especializada no atendimento às necessidades da construção civil, acarretaram no desabamento da obra.
7.1 Causa do desabamento
O projeto não levou em consideração o modelo geológico do local, esse que possuía fraturamentos e variações laterais da qualidade da rocha.
O projeto calculou as calotas dos túneis, para um ambiente que não sofresse pressão da água, no entanto havia uma coluna de água no local.	
Na escavação sistemática do túnel lateral houve um aumento da rampa, que daria acesso ao túnel de via, por onde andam os metrôs.
O método utilizado prevê que há deslocamentos na área em que se está trabalhando, e que quando acaba tal etapa, tende-se a estabilizar. No entanto, mesmo quando as escavações já estavam muito avançadas, trechos já perfurados ainda continuavam instáveis.
Houve a inversão do 1° rebaixo, onde escavação que deveria ter começado do poço capri para as laterais, foi iniciada dos túneis de vias, para o centro da obra.	
Maior profundidade do 1° rebaixo, sendo que a altura que deveria ter sido feito com 4 metros, foi acrescido1,2, ou seja, 30% a mais.
Modificação da seqüência de escavação do 1° rebaixo, a escavação que deveria ter sido feita, do meio, para as laterais de forma alternada, não foi seguida.
Não conformidades, incluindo a falta de ensaios nos concretos utilizados, que deveriam ter sidos analisados entre 3 a 4 horas, depois da aplicação. Concretos projetados sem fibras de aço, ou com quantidade inferiores as pedidas no projeto. Falta de injeção de calda de cimento. Inexistência de um projeto de risco, que visa a segurança dos funcionários e dos moradores ali residentes.
Falta de tirantes, após algumas reuniões, chegaram a conclusão de que havia necessidade de colocar tirantes nas laterais das calotas, para “amarrar” a obra, no entanto só os furos foram feitos, não instalando-os.
Detonações no dia do acidente, como no método de construção indica que as soluções para as escavações variam de acordo com o solo, no dia do acidente foram utilizados explosivos, para dar continuidade as obras, foi quando começaram a surgir as trincas, fazendo com que funcionários se retirassem do interior da obra.
Após o colapso do túnel, não havia nenhum plano de emergência, tendo como resultado o atraso no resgate, além da morte de 7 funcionários que estavam próximo ao perímetro que desabou.
8. MÉTODOS UTILIZADOS NA PREVENÇÃO DE ACIDENTES
As alterações provocadas nas camadas do subsolo pela implantação do empreendimento podem gerar instabilidade, recalques e riscos a serviços públicos e edificações vizinhas. Este tipo de impacto pode ser permanente ou temporário e de alta ou baixa escala, dependendo dos métodos construtivos utilizados e das condições geotécnicas do local. As medidas preventivas foram concebidas na fase de elaboração do projeto, considerando as condições de tratamento para estabilização do solo, tendo continuidade na fase de operação com programas de monitoramento.
Níveis de vibração e recalque
O objetivo deste procedimento foi assegurar que os impactos causados pelas máquinas e serviços da obra fossem minimizados, aumentando a segurança do local e dos empreendimentos vizinhos. 
Foram realizadas vistorias em todos os imóveis próximos às obras para ser possível detectar as rachaduras e, assim, constatar qualquer impacto proveniente do empreendimento. O uso de aparelhos e equipamentos profissionais como sensores, medidores de vibrações e sismógrafos tornou possíveis as leituras de abalos superficiais e profundos, nos edifícios vizinhos, além das leituras dos níveis do lençol freático.
Demolições
As demolições eram controladas, sendo implantadas medidas de redução de vibrações visando manter as condições de segurança do solo e das escavações. Para evitar o sobrelançamento de materiais nas detonações com explosivos, foi desenvolvida uma tela metálica que absorveu os impactos no solo e na superfície.
Drenagem
Foram implantados sistemas de drenagem, minimizando prejuízos no meio físico. O objetivo principal deste procedimento foi evitar os processos erosivos e deslizamentos de terra.
HISTÓRICO ATUAL
A entrega da linha amarela sofreu atrasos desde o começo das obras. Ocorreram problemas em licitações, até então acrescentando um ano no prazo final de entrega. Porém, no final de 2007, com o acidente na estação Pinheiros, esse prazo se estendeu por mais um ano, mas, a reconstrução da estação levou quatro anos, sendo entregue em maio de 2011.
Curiosidades
Atualmente possui integração com a Estação Pinheiros da Linha 9-Esmeralda da CPTM, através de uma passarela sobre a Marginal Pinheiros. Futuramente, a estação também fará integração com o terminal urbano de ônibus, com previsão de atender 160 linhas, e localizado sobre um estacionamento com capacidade para 500 vagas de automóvel.
Área Construída: 15.026,51 m²
Inauguração: 16/05/2011
10 ANÁLISE ECONÔMICA
Dividida em duas fases, a construção da linha 4 de metrô de São Paulo tinha custos estimados de R$2,3 bilhões; sendo estimado que a primeira fase custasse R$1,8 bilhões, com seis estações. Porém, os custos previstos inicialmente não se mantiveram, e hoje com a obra em atraso, pois deveria ter sido finalizada em 2012, já se estima um novo valor, de R$3,8 bilhões. Uma das causas do atraso foi o acidente na construção da estação Pinheiros, onde um desmoronamento abriu uma cratera de 80 metros e causou a morte de 7 pessoas; desmoronamento que destruiu um trecho que já estava praticamente pronto e havia custado R$23 milhões.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Uma obra de infraestrutura trás consigo uma grande responsabilidade diante as atividades e seu impacto no meio social urbanístico e econômico. Para seu desenvolvimento é imprescindível um estudo minucioso sobre o ambiente o qual irá ser implantada. No caso da Estação Pinheiros, esse terreno subterrâneo deveria ser analisado, aceitando-se e modificando o cronograma a fim de atender as necessidades das outras etapas da obra obterem informação suficientes para sua execução segura. Sabemos que atrasos no cronograma acarretam em maiores despesas que podem trazer grandes prejuízos ao final da obra, mas torna-se prioridade a responsabilidade sobre a segurança e as agressões ao meio frente ao fator econômico. 
ABSTRACT
The objective of this work is to present a more known as Pinheiros Station case study related to Intermodal Terminal Pines. The article initially behind the context in which it applies to its construction, making an introduction to the importance of infrastructure for economic development of a country. Observing the need for administration performed with high analytical capacity, taking into account the magnitude of the work intended therefor. Introducing the Pine Station, through an account of the event occurred, the reason this work - the collapse. Factors such as soil characteristics and rainfall factor in the region has been studied. It addresses the types of excavation and construction methods of a tunnel in order to put the reader specifically as a result of the work of the Pines Terminal. A brief economic analysis was presented at its end, and bringing the presentation of methods that can be used for preventing such accident.
Keywords: Geotechnics. Estação Pinheiros. Tunnelling. Collapse.
REFERÊNCIAS
BICALHO, Ronaldo G. Perspectivas do investimento em infraestrutura. Synergia.
VEJA. Matéria: Tragédia da Estação Pinheiros de Metrô. Disponível em: <http://vejasp.abril.com.br/materia/tragedia-da-estacao-pinheiros-de-metro>. Acesso em: 01.08.2014
FOLHA DE S. PAULO. Entenda como aconteceu o desabamento nas obras do Metrô de SP. Disponível em: <http://www1.folha.uol.com.br/folha/cotidiano/ult95u130487.shtml>. Acesso em: 03.09.2014
ABMS. O metrô e o subsolo de São Paulo. Disponível em: <http://www.abms.com.br/home/temas/tuneis/indice/539-o-metro-e-o-subsolo-de-sao-paulo>. Acesso em: 02.09.2014
PREFEITURA DE SÃO PAULO. Construção Metrô Pinheiros. Disponível em: <http://www.metro.sp.gov.br/tecnologia/construcao/subterraneo.aspx>. Acesso em: 20.09.2014
PREFEITURA DE SÃO PAULO. Linha 4 Amarela. Disponível em: <http://www.metro.sp.gov.br/tecnologia/arquitetura/linha-4-amarela.aspx>. Acesso em: 20.09.2014
DUARTE. Escavação Estação Paulista. Disponível em: <http://www.g5engenharia.com.br/pdf/Duarte-et-al-Escavacao-estacao-Paulista-artigo2-CBT.pdf.>. Acesso em: 15.09.2014
Secretário de Alckmin confirma mais um atraso na finalização da Linha 4-Amarela do metrô – 03/12/2013
http://terramagazine.terra.com.br/bobfernandes/blog/2013/12/03/secretario-de-alckmin-confirma-mais-um-atraso-na-finalizacao-da-linha-4-amarela-do-metro/
Depois de quatro anos do acidente,
estação Pinheiros do metrô é inaugurada – 16/05/2011
http://noticias.r7.com/sao-paulo/noticias/depois-de-quatro-anos-do-acidente-estacao-pinheiros-do-metro-e-inaugurada-20110516.html
http://www.metro.sp.gov.br/sua-viagem/linha-4-amarela/estacao-pinheiros.aspx