O Canal da Mancha tem 50 quilômetros de extensão sob o mar e foi escavado por máquinas que avançavam 1,5 metro por hora sem jamais enxergar a superfície
A pergunta parece simples: como se constrói um túnel debaixo d’água sem que ele encha? A resposta envolve física, pressão, concreto reforçado e máquinas do tamanho de prédios. O Canal da Mancha, que conecta a Inglaterra à França por baixo do mar, tem 50 quilômetros de extensão e chegou a custar o equivalente a 21 bilhões de dólares ajustados pela inflação. Ele não inunda porque a engenharia moderna resolveu esse problema com precisão milimétrica.
O que poucos imaginam é que não existe uma única técnica para construir túneis subaquáticos. Dependendo da profundidade, da geologia do fundo do mar e do volume de tráfego previsto, engenheiros escolhem entre métodos completamente diferentes. Cada escolha muda o custo, o prazo e o risco. E algumas delas desafiam a intuição até de engenheiros experientes.
As tuneladoras TBM escavam rocha sólida a 75 metros abaixo do mar usando discos de metal que giram com força equivalente a 40 locomotivas empurradas ao mesmo tempo
O método mais famoso de construção de túneis subaquáticos usa as chamadas TBMs (Tunnel Boring Machines), máquinas cilíndricas que escavam a rocha enquanto avançam. No caso do Canal da Mancha, onze dessas máquinas operaram simultaneamente, seis delas a partir do lado francês e cinco do lado inglês. Cada TBM tinha cerca de 250 metros de comprimento e pesava mais de 1.000 toneladas.
O segredo da TBM não está apenas na força bruta. À medida que ela avança, instala anéis de concreto pré-fabricado nas paredes do túnel, criando um revestimento hermético contínuo. A pressão do solo e da água empurra esses anéis para dentro, mas a geometria circular distribui essa carga de forma uniforme, impedindo o colapso. É o mesmo princípio estrutural de um ovo: muito mais resistente à compressão do que parece.
A manutenção da pressão interna é o que impede a entrada de água. Dentro da cabeça de corte da TBM, lama pressurizada ou ar comprimido contrabalança a pressão do lençol freático. Quando a pressão interna cai por qualquer motivo, a água começa a se infiltrar. Por isso, equipes de engenheiros monitoram esses sistemas 24 horas por dia, sem interrupção.
Quando escavar é inviável, engenheiros afundam tubos de concreto no leito do rio e os conectam debaixo d’água, um método chamado de túnel de elementos afundados
Nem sempre o fundo do mar ou do rio é rocha sólida. Em regiões com solo mole, areia ou barro, escavar com TBMs vira um risco geotécnico enorme. Para esses casos, a engenharia desenvolveu o método dos elementos afundados, usado em algumas das travessias mais movimentadas do mundo, incluindo trechos do metrô de Rotterdam, na Holanda, e a travessia de Hong Kong.
O processo é surpreendentemente direto na descrição: enormes seções de concreto, cada uma com dezenas de metros de comprimento, são construídas em diques secos em terra firme. Depois, são vedadas nas extremidades com tampões de aço, rebocadas até a posição exata sobre o leito do rio ou do mar e afundadas de forma controlada por meio da entrada de água de lastro.
No fundo, mergulhadores e robôs conectam cada seção à anterior com juntas especiais de borracha que criam uma vedação impermeável. Depois que a conexão é confirmada, a água é bombeada para fora do interior do túnel e os tampões são removidos. O resultado é um corredor seco vários metros abaixo da superfície da água, pronto para receber asfalto ou trilhos.
A técnica de cortina de bolhas resolve um problema de engenharia que nem as máquinas mais sofisticadas conseguem atacar diretamente durante obras subaquáticas
Construir debaixo d’água não é apenas uma questão de escavar e vedar. Explosões de dinamite usadas para preparar o terreno geram ondas de choque que podem matar animais marinhos a centenas de metros de distância. A solução para esse problema específico é tão elegante quanto improvável: uma cortina de bolhas criada por tubos perfurados instalados no fundo do mar ao redor da área de detonação.
Quando o ar é bombeado por esses tubos, uma parede contínua de bolhas sobe verticalmente em torno da zona de trabalho. Essa parede atenua drasticamente a onda de pressão gerada pelas explosões antes que ela se propague pelo mar. Conforme explicado pelo canal Practical Engineering, a cortina não elimina 100% da energia, mas reduz a intensidade da onda de choque a ponto de proteger a fauna marinha dentro dos limites estabelecidos por regulamentações ambientais internacionais.
O Brasil tem projetos de travessias subaquáticas paralisados há décadas, e o caso mais emblemático é o túnel submerso que deveria ligar Niterói à ilha de Governador no Rio de Janeiro
O país tem 7.500 quilômetros de litoral e rios como o Amazonas e o São Francisco que fragmentam o território de formas que pontes nem sempre conseguem resolver. Apesar disso, a engenharia de túneis subaquáticos permanece praticamente ausente da infraestrutura brasileira. A única travessia subaquática relevante em operação é o túnel Rei Pelé, em Santos, inaugurado em 1969 e construído pelo método de elementos afundados.
Projetos mais ambiciosos existem no papel há décadas. Um túnel subaquático ligando Salvador ao município de Itaparica foi anunciado e reanunciado em diferentes governos sem sair do estágio de estudo de viabilidade. O custo estimado mais recente, divulgado pelo governo da Bahia em 2022, ficou entre R$ 15 bilhões e R$ 20 bilhões para uma estrutura de cerca de 12 quilômetros, incluindo viadutos de acesso.
A escolha entre escavar, afundar elementos ou usar métodos híbridos define o custo final do projeto com variações que chegam a 300% dependendo das condições geológicas do local
Não existe método universalmente superior. TBMs funcionam bem em rocha consistente mas travam em solos variáveis. Elementos afundados dependem de que o leito do corpo d’água permita a abertura de uma vala, o que nem sempre é possível sem comprometer a navegação. Em alguns casos, como o Øresund, que liga Dinamarca à Suécia, engenheiros combinaram os dois: uma parte da travessia é uma ponte convencional e outra é um túnel de elementos afundados, com uma ilha artificial no ponto de transição.
A geologia do fundo determina 70% da decisão, segundo a empresa de consultoria Arup, que participou do projeto de Øresund. O restante é definido por profundidade, requisitos ambientais, prazo e orçamento disponível. Alterar a escolha do método após o início das obras custa entre duas e quatro vezes o valor da adaptação do projeto original, conforme registros da Federação Internacional de Engenheiros Consultores (FIDIC).
A maior tuneladora já construída tem 17,5 metros de diâmetro e foi usada em Seattle para substituir uma via expressa elevada por uma rodovia subterrânea sob o centro da cidade
A Bertha, apelido dado à TBM usada no projeto SR 99 de Seattle entre 2013 e 2017, é a maior tuneladora já operada no mundo. Com 17,5 metros de diâmetro, ela escavou um túnel de dois andares com 2,8 quilômetros de extensão a até 60 metros de profundidade, passando por baixo de prédios históricos, aquíferos e redes de infraestrutura urbana. O projeto custou 3,3 bilhões de dólares, conforme dados do Departamento de Transportes de Washington.
A Bertha parou por 14 meses no início da obra depois que um tubo de monitoramento abandonado, esquecido por uma equipe anterior, danificou seu sistema de vedação. O custo da paralisação ultrapassou 143 milhões de dólares. O episódio virou referência internacional sobre a importância do levantamento geotécnico completo antes de qualquer TBM entrar em operação, e é citado regularmente em manuais técnicos do setor de fundações e tunelamento.
Você acredita que o Brasil deveria investir em túneis subaquáticos para resolver gargalos de mobilidade em cidades como Salvador, Santos e Manaus, mesmo com o custo na casa dos bilhões? Deixe sua opinião nos comentários.
