Construir um túnel subaquático exige furar rochas a décadas de profundidade enquanto se mantém pressão suficiente para impedir que o oceano invada a estrutura a cada metro avançado
A pergunta parece simples: como é possível construir um túnel debaixo d’água sem que ele afunde, vaze ou desabe? A resposta envolve física, engenharia de precisão milimétrica e máquinas que custam mais do que a maioria dos arranha-céus. O Eurotúnel, que conecta o Reino Unido à França sob o Canal da Mancha, tem 50,5 quilômetros de extensão, com 38 deles completamente submersos, e foi perfurado por tuneleiras que avançavam cerca de 75 metros por dia nas rochas do leito marinho.
O dado que pouca gente conhece é que o Eurotúnel transportou mais de 400 trens por dia em seu pico de operação, movendo passageiros e veículos entre dois países separados por 60 metros de mar acima de suas cabeças. Entender como isso foi construído, e por que a água não entra, exige desmontar alguns mitos sobre o que é possível fazer sob o oceano.
As tuneleiras TBM escavam o fundo do mar com discos de aço que giram sob pressão controlada, criando um anel de concreto protegido antes que qualquer risco de inundação possa se instalar
O método mais usado em grandes túneis subaquáticos modernos é a tuneleira de escudo, chamada de TBM (Tunnel Boring Machine). Essas máquinas têm entre 6 e 15 metros de diâmetro, pesam até 3.000 toneladas e funcionam como um gigantesco parafuso mecânico que perfura a rocha enquanto instala anéis de concreto pré-moldado logo atrás da frente de escavação. No caso do Eurotúnel, foram utilizadas 11 TBMs ao mesmo tempo, seis delas iniciando a escavação pelo lado britânico e cinco pelo lado francês.
O segredo que impede a água de entrar está na pressão. A TBM mantém no interior da câmara de escavação uma pressão de ar ou lama ligeiramente superior à pressão hidrostática do terreno encharcado ao redor. Isso significa que, a cada metro perfurado, o sistema equilibra ativamente as forças externas do solo e da água contra a estrutura interna da máquina. Assim que os anéis de concreto são instalados, juntas de borracha comprimida entre os segmentos vedas qualquer infiltração.
O método do tubo afundado resolve o problema de forma completamente diferente e foi usado em projetos onde perfurar o fundo do mar era tecnicamente inviável ou economicamente proibitivo
Além da TBM, existe outra técnica chamada de tubo afundado (immersed tube). Nesse caso, grandes seções de concreto ou aço são fabricadas em seco, flutuadas até a posição correta e afundadas em uma vala dragada no leito do rio ou do mar. Cada seção é conectada à anterior com uma junta de borracha que, quando comprimida pela pressão da água, veda completamente a emenda.
O Túnel da Baía de Chesapeake, nos Estados Unidos, usa esse método e tem seções de até 100 metros de comprimento instaladas a 10 metros abaixo do leito da baía. Após o afundamento, a vala é coberta com pedras e material dragado para proteger a estrutura contra âncoras e correntes. O resultado final é invisível na superfície, mas suporta tráfego pesado a poucos metros abaixo da linha d’água.
Manter a integridade do túnel ao longo de décadas depende de um sistema de ventilação, drenagem e monitoramento que opera ininterruptamente e consome mais energia do que muitas cidades de médio porte
Um túnel subaquático nunca é completamente estático. As estruturas se expandem e contraem com a temperatura, o solo ao redor sofre recalques e, por mais bem vedado que seja, algum nível de infiltração acontece ao longo dos anos. No Eurotúnel, o sistema de drenagem bombeia para fora aproximadamente 3 milhões de litros de água por dia, segundo dados da Eurotunnel Group.
A ventilação é outro desafio de escala industrial. Em um túnel ferroviário de alta velocidade, os trens comprimem o ar à frente deles como um êmbolo dentro de um cilindro. Sem sistema de alívio de pressão, essa onda de ar geraria ruído e dano estrutural. O Eurotúnel possui pistões de alívio de pressão instalados ao longo do percurso e um sistema de ventilação que renova completamente o ar interno a cada poucos minutos.
O Brasil terá seu primeiro túnel subaquático ligando Santos ao Guarujá por debaixo do estuário com 870 metros de extensão usando exatamente o método do tubo afundado
O Túnel Santos-Guarujá, previsto para conectar as duas cidades sob o estuário de Santos, terá 870 metros de extensão e utilizará o método do tubo afundado, conforme detalhado pelo governo do estado de São Paulo. A obra é considerada a primeira do tipo no Brasil e resolve um problema de décadas: hoje, a travessia entre as duas cidades depende de balsas que operam com capacidade limitada e sofrem interrupções por condições climáticas e congestionamento.
O projeto prevê que as seções do tubo sejam fabricadas no próprio porto de Santos e depois instaladas em uma vala dragada no fundo do estuário, a cerca de 12 metros de profundidade. Quando concluído, o túnel deverá reduzir o tempo médio de travessia de 40 minutos para menos de 5 minutos, segundo estimativas da Secretaria de Logística e Transportes de São Paulo. Para uma região onde passam mais de 30% de tudo que o Brasil exporta, esse número tem consequências econômicas diretas e mensuráveis.
O custo de construção de um túnel subaquático é sempre mais alto do que pontes comparáveis, mas em certas condições geológicas e operacionais a escolha pelo túnel se torna inevitável
Pontes custam em média entre 30% e 50% menos do que túneis de comprimento equivalente, segundo estudos de viabilidade comparativa publicados pela International Tunnelling Association. Então por que insistir nos túneis? A resposta depende do contexto. Em regiões com tráfego marítimo intenso, como o porto de Santos, uma ponte suficientemente alta para permitir a passagem de navios de grande porte precisaria de rampas tão longas que consumiria quilômetros de área urbana. O túnel resolve esse conflito ao ficar invisível abaixo da linha de navegação.
Há também fatores climáticos e geopolíticos. O Eurotúnel foi construído em parte porque as tempestades no Canal da Mancha tornavam a travessia de balsa perigosa e irregular durante meses do ano. Em regiões sísmicas, como o Japão, os túneis subaquáticos são projetados com juntas flexíveis que absorvem movimentos do solo de até 1 metro sem comprometer a vedação. O Túnel de Seikan, que conecta as ilhas japonesas de Honshu e Hokkaido, tem 53,9 quilômetros e sobreviveu a múltiplos terremotos de magnitude superior a 6,0 desde sua inauguração em 1988.
A próxima geração de túneis subaquáticos pode incluir estruturas flutuantes ancoradas no meio da coluna d’água, um conceito chamado de Archimedes Bridge que a Noruega estuda para cruzar seus fiordes
A Noruega tem mais de 1.000 quilômetros de fiordes que dificultam o tráfego rodoviário entre o norte e o sul do país. Para fiordes com mais de 400 metros de profundidade, nenhum dos métodos convencionais é viável: TBMs não conseguem operar nessas profundidades a custo razoável e o tubo afundado precisaria de seções excessivamente espessas para suportar a pressão. A solução estudada pela Administração Rodoviária da Noruega é um túnel flutuante, preso ao fundo por cabos de ancoragem e posicionado a 30 metros abaixo da superfície para não interferir com a navegação.
O conceito ainda não saiu do papel em escala real, mas protótipos e simulações indicam que é estruturalmente viável. Se construído, o primeiro túnel flutuante do mundo teria entre 4 e 5 quilômetros de comprimento e suportaria o peso de veículos pesados em uma estrutura que se move levemente com as correntes submarinas, como uma ponte muito bem ancorada. Engenharia que, há 30 anos, existia apenas como especulação acadêmica hoje tem projetos de execução com datas previstas para licenciamento.
Com túneis como o Santos-Guarujá prestes a sair do papel no Brasil e estruturas flutuantes sendo planejadas na Europa, a pergunta que fica é: até que profundidade e distância o ser humano consegue construir de forma confiável e economicamente justificável debaixo d’água? Deixe sua opinião nos comentários.
