O Túnel do Canal da Mancha atravessa 50 quilômetros sob o mar e levou 13.000 trabalhadores e mais de 10 anos de engenharia para se tornar realidade
Nenhuma estrutura ilustra melhor os limites da engenharia civil do que um túnel subaquático. A lógica mais básica diz que cavar um buraco embaixo d’água deveria resultar em inundação imediata. E, no entanto, existem hoje mais de 600 túneis subaquáticos operacionais no mundo, muitos deles transportando trens a alta velocidade a dezenas de metros abaixo da superfície do oceano.
O Túnel do Canal da Mancha, inaugurado em 1994, conecta a Inglaterra à França por 50,4 quilômetros sob o Mar do Norte, sendo 38 deles completamente submersos. Mais de 400 trens cruzam esse percurso todos os dias. Entender como ele foi construído é entender por que a engenharia de tunelamento é uma das disciplinas mais complexas da construção civil moderna.
A tuneladeira TBM funciona como um organismo mecânico que escava, reveste e avança ao mesmo tempo, sem jamais expor o interior à pressão da água
A peça central da construção de túneis subaquáticos é a Tuneladeira de Escudo Total, conhecida pela sigla TBM (Tunnel Boring Machine). Esses equipamentos chegam a medir 150 metros de comprimento, pesam até 4.000 toneladas e operam como sistemas integrados de escavação e revestimento simultâneos.
Na frente da máquina, uma roda de corte giratória fragmenta a rocha ou o solo. O material escavado é imediatamente recolhido por esteiras e transportado para fora do túnel. Logo atrás da roda de corte, robôs hidráulicos instalam segmentos de concreto pré-fabricado que formam o revestimento definitivo do túnel. A TBM avança apoiada nesses próprios anéis. O processo é contínuo: a máquina nunca para para reparos estruturais enquanto opera.
A pressão exercida pela água sobre o escudo da máquina é compensada por um sistema de lama bentonítica ou pressão de terra, dependendo do modelo. Esse equilíbrio de pressões é o que impede a entrada de água durante a escavação. Segundo dados publicados pela Sociedade Internacional de Tunelamento e Obras Subterrâneas (ITA-AITES), as TBMs modernas conseguem avançar entre 10 e 30 metros por dia em condições geológicas favoráveis.
O método do tubo imerso é usado quando a profundidade é pequena e permite construir seções de túnel em seco na superfície antes de afundá-las no leito do rio ou do mar
Nem todo túnel subaquático é construído pela TBM. Quando a lâmina d’água é relativamente rasa, entre 5 e 30 metros, os engenheiros frequentemente optam pelo método do tubo imerso (immersed tube). A lógica é contraintuitiva: o túnel é fabricado em terra firme, em seções de concreto ou aço de até 200 metros de comprimento, e depois afundado no lugar certo.
O processo começa com a dragagem de uma vala no leito do rio ou do canal. Cada seção do túnel é equipada com câmaras de ar que controlam a flutuabilidade, como um submarino. Os segmentos são rebocados por embarcações até a posição exata, alinhados com precisão milimétrica por mergulhadores e equipamentos de GPS subaquático, e então afundados lentamente. As juntas entre os segmentos são vedadas com borracha de alta compressão e o ar interno é pressurizado para garantir estanqueidade.
O Túnel de Øresund, que conecta a Dinamarca à Suécia, utilizou essa técnica para a parte subaquática da travessia. A obra consumiu 55.000 toneladas de aço e 73.000 metros cúbicos de concreto, conforme dados da Øresundsbron, empresa responsável pela operação da ligação.
A geologia do fundo do mar determina qual técnica será usada e pode inviabilizar completamente um projeto mesmo depois de bilhões investidos em planejamento
Antes de qualquer escavação, equipes de geotecnia passam anos mapeando o subsolo. Sondagens sísmicas, amostras de sedimento e análises de resistência da rocha definem se o terreno aguenta a pressão da escavação sem colapsar. Argilas moles, camadas de areia saturada e zonas de falha geológica são os maiores inimigos de qualquer projeto de tunelamento subaquático.
No caso do Túnel do Canal da Mancha, os engenheiros escolheram deliberadamente perfurar a camada de giz azul, uma rocha sedimentar compacta e praticamente impermeável que existe a cerca de 40 metros abaixo do leito do Canal. Se tivessem perfurado mais raso, teriam encontrado sedimentos instáveis. Mais fundo, rochas mais duras e heterogêneas. A janela geológica ideal era estreita e exigiu precisão de navegação excepcional das TBMs que avançavam dos dois lados simultaneamente, partindo da França e da Inglaterra, para se encontrar no meio com desvio máximo de 50 centímetros.
O Túnel de Base do Gotthard, no coração dos Alpes suíços, levou 17 anos para ficar pronto e os engenheiros precisaram remover 28 milhões de toneladas de rocha para abrir 57 quilômetros de galeria
Se o Túnel do Canal da Mancha é a obra de referência em tunelamento subaquático, o Túnel de Base do Gotthard, inaugurado em 2016 na Suíça, representa o equivalente em perfuração terrestre de alta profundidade. Com 57,1 quilômetros de extensão, é o túnel ferroviário mais longo do planeta. Em alguns pontos, há 2.300 metros de rocha acima dos trilhos.
Conforme documentado pela AlpTransit Gotthard AG, empresa responsável pela obra, foram utilizadas quatro TBMs simultaneamente. A temperatura da rocha no interior chegava a 46°C, obrigando os trabalhadores a operar com sistemas de resfriamento contínuo. O custo total ficou em aproximadamente 12,2 bilhões de francos suíços, o equivalente a cerca de R$ 75 bilhões na cotação atual. O objetivo era reduzir em 45 minutos o tempo de viagem entre Zurique e Milão e deslocar o transporte de cargas dos caminhões para os trilhos, reduzindo a emissão de CO₂ no trecho alpino.
No Brasil, os projetos de metrô em São Paulo e Rio de Janeiro enfrentaram desafios geológicos severos que atrasaram obras e elevaram custos muito além dos orçamentos iniciais
O Brasil não está distante dessa realidade. As expansões do Metrô de São Paulo, em particular as linhas 4-Amarela e 6-Laranja, utilizaram TBMs para perfurar o complexo subsolo paulistano, que combina argila porosa, granito fraturado e aquíferos rasos. A Linha 4-Amarela, operada pela ViaQuatro, custou aproximadamente R$ 6,3 bilhões e exigiu reforço de fundações de prédios históricos no centro da cidade para evitar recalques durante a escavação.
No Rio de Janeiro, as obras da Linha 4 do Metrô para a Copa do Mundo e as Olimpíadas cruzaram o maciço rochoso da Gávea e o solo arenoso de Ipanema com técnicas combinadas: TBM nos trechos de rocha sã e método NATM (New Austrian Tunnelling Method) nos trechos de solo mais frágil. Segundo o Tribunal de Contas do Estado do Rio de Janeiro, o custo final da linha superou R$ 10 bilhões, contra os R$ 4,2 bilhões previstos inicialmente.
A ventilação e a segurança contra incêndio em túneis longos exigem sistemas tão sofisticados quanto a própria escavação, com dutos que movem toneladas de ar por minuto
Um túnel subaquático ou de montanha é também um ambiente fechado onde uma emergência pode ser fatal. O Túnel do Canal da Mancha opera com um terceiro tubo central de serviço, paralelo às duas galerias de tráfego, que funciona como via de evacuação pressurizada. Em caso de incêndio, o ar nesse tubo é mantido a pressão positiva para impedir a entrada de fumaça. Sistemas de jatos de vento longitudinais empurram os gases para fora da galeria na direção contrária à fuga dos passageiros.
O incêndio de 1996 no Túnel do Canal da Mancha, que destruiu um trem de carga e atingiu a estrutura do revestimento, foi o teste mais severo já imposto ao sistema. Segundo a Eurotunnel, os danos ficaram contidos a um trecho de 500 metros graças aos sistemas de compartimentação e o túnel voltou à operação parcial em seis meses. Esse evento levou à revisão dos protocolos de segurança em túneis longos em todo o mundo e à adoção de revestimentos de concreto resistentes a temperaturas acima de 1.200°C.
Hoje, cada novo túnel subaquático ou de grande extensão incorpora simulações computacionais de evacuação que calculam o comportamento do fogo, da fumaça e do fluxo de pessoas em centenas de cenários diferentes antes de a primeira pedra ser removida. A engenharia que mantém os túneis secos é a mesma que os mantém seguros.
Você atravessaria um túnel subaquático de 50 quilômetros sabendo de todos os desafios de engenharia envolvidos em mantê-lo funcionando? Deixe sua opinião nos comentários.
