Construir sob o oceano exige resolver um problema que a engenharia demorou séculos para equacionar com segurança e precisão milimétrica
Escavar a terra é difícil. Escavar sob dezenas de metros de água salgada, com pressão crescente a cada centímetro de avanço, enquanto se garante que nenhuma gota penetre na estrutura, é uma categoria completamente diferente de desafio. Túneis subaquáticos existem há mais de 150 anos, mas a engenharia que os torna possíveis ainda surpreende quem se aprofunda nos detalhes.
O Eurotúnel, que conecta Folkestone, no Reino Unido, a Coquelles, na França, atravessa 50,5 quilômetros sob o Canal da Mancha, dos quais 38 quilômetros estão completamente submersos. Quando foi inaugurado em 1994, era a estrutura subterrânea mais longa do mundo com trecho submarino. Conforme a Eurotunnel Group, mais de 400 milhões de passageiros já utilizaram a ligação desde então. Esse número sozinho justifica entender como a construção foi possível.
A tuneladora TBM é a máquina que torna possível perfurar rochas e solos encharcados sem que a estrutura desmorone ou inunde durante a obra
A tecnologia central por trás de qualquer túnel subaquático moderno é a tuneladora TBM, sigla para Tunnel Boring Machine. Esses equipamentos têm entre 6 e 15 metros de diâmetro, pesam em média 3.000 a 11.000 toneladas, dependendo da escala do projeto, e avançam cortando a rocha ou o solo com uma roda frontal giratória coberta de discos de corte de metal endurecido.
O funcionamento é quase biológico. A máquina escava na frente, empurra os detritos para trás por uma esteira interna, e ao mesmo tempo instala anéis de concreto pré-fabricado nas paredes do túnel recém-aberto. Não há momento em que o solo fique exposto sem suporte. Cada anel é colocado enquanto a cabeça já está avançando para o próximo trecho.
No caso do Eurotúnel, foram utilizadas 11 tuneladoras operando simultaneamente, seis pelo lado francês e cinco pelo lado britânico. O rendimento médio era de 1,5 a 3 metros de avanço por hora, conforme documentado pela Transmanche Link, o consórcio responsável pela construção. Em uma das semanas mais produtivas da obra, uma única máquina perfurou 75 metros em sete dias corridos.
Manter o túnel seco enquanto ele é construído exige pressurização ativa do ar e um sistema de vedação que opera sob pressão equivalente a vários metros de coluna d’água
A intuição de qualquer pessoa diante de um túnel sob o mar é a mesma: como a água não entra? A resposta envolve dois mecanismos principais que trabalham juntos. O primeiro é a escolha geológica. No caso do Canal da Mancha, os engenheiros identificaram uma camada de calcário macio chamada giz azul, que é relativamente impermeável e homogênea. Escavar dentro dela, e não abaixo nem acima, reduz drasticamente o contato com lençóis freáticos ou fissuras que permitiriam infiltração.
O segundo mecanismo é a pressão de ar dentro do ambiente de trabalho. Em trechos mais vulneráveis, o interior da tuneladora opera pressurizado, o que impede fisicamente que a água avance pelo solo ao redor da cabeça de corte. Trabalhadores que atuavam nessas câmaras, chamados de “hog” nas obras britânicas, precisavam passar por câmaras de descompressão ao sair, como mergulhadores de profundidade. Conforme registros históricos da Transmanche Link, alguns operadores chegavam a trabalhar em pressões de 3,5 bar, equivalente a estar submerso a 35 metros de profundidade.
Os anéis de concreto instalados pelas tuneladoras são a única barreira física permanente entre os passageiros e o oceano acima deles
Cada anel de concreto do Eurotúnel tem 1,5 metro de largura, pesa cerca de 3,5 toneladas e é fabricado com concreto de alta resistência com impermeabilizantes integrados. A vedação entre anéis consecutivos é feita com juntas de borracha comprimida que, ao receberem a carga do anel seguinte, criam uma barreira estanque ao longo de toda a extensão do túnel.
O túnel principal de passageiros tem 7,6 metros de diâmetro interno e opera continuamente há 30 anos sem que o oceano tenha comprometido a estrutura. Isso não é acidente. É o resultado de um sistema de monitoramento que, conforme a Getlink (atual operadora do Eurotúnel), verifica em tempo real deformações estruturais, infiltrações e variações de pressão ao longo dos três tubos que formam o complexo: dois para trens e um de serviço central.
No Brasil, a tuneladora chamada de “Tatuzão” pelo Manual do Mundo escava os túneis do metrô de São Paulo em condições geológicas completamente diferentes das europeias
O Brasil tem seu próprio capítulo nessa história. A expansão do Metrô de São Paulo utiliza tuneladoras de escudo de terra pressurizada, adaptadas para o solo da Bacia Sedimentar de São Paulo, que é muito mais heterogêneo do que o calcário do Canal da Mancha. O solo paulistano mistura areia, argila, areia argilosa e blocos de rocha numa sequência imprevisível que exige ajustes constantes na pressão de operação da máquina.
A tuneladora usada nas obras da Linha 6-Laranja, por exemplo, tem 10 metros de diâmetro e avança em média 8 a 12 metros por dia em condições normais. Conforme a Companhia do Metropolitano de São Paulo, cada anel instalado nos túneis da cidade pesa entre 6 e 9 toneladas, ligeiramente mais pesado que os do Eurotúnel por conta das especificações geotécnicas locais. A profundidade de operação varia entre 15 e 35 metros abaixo do nível da rua.
Diferente de túneis subaquáticos, o desafio paulistano não é a água do mar, mas os lençóis freáticos urbanos e a necessidade de escavar sob prédios, viadutos e redes de infraestrutura sem provocar recalques. Em alguns trechos, a tolerância de afundamento da superfície é de apenas 10 milímetros.
A engenharia de túneis subaquáticos acumulou falhas que custaram vidas e redefiniram protocolos de segurança usados até hoje em obras ao redor do mundo
Nem toda obra saiu conforme planejado. Durante a construção do Eurotúnel, houve pelo menos dois incidentes de inundação parcial em trechos de serviço, controlados pelos sistemas de bombeamento antes de comprometer os trabalhadores. Em 1994, um incêndio de grandes proporções destruiu um comboio no interior do túnel e levou à instalação de um sistema de compartimentação térmica que hoje é referência mundial, conforme relatórios da Channel Tunnel Safety Authority.
O Seikan Tunnel, no Japão, que liga as ilhas de Honshu e Hokkaido com 53,85 quilômetros de extensão total, sofreu inundações severas durante sua construção entre 1964 e 1988. Doze trabalhadores morreram. O projeto levou 24 anos para ser concluído e custou o equivalente a 3,6 bilhões de dólares na época. As lições aprendidas ali foram incorporadas diretamente nos protocolos usados no Eurotúnel uma década depois, conforme documentado pela Japan Railway Construction, Transport and Technology Agency.
A fronteira atual da engenharia de túneis está em projetos que combinam comprimento recorde, automação e zero emissões nas tuneladoras de nova geração
A Herrenknecht AG, fabricante alemã que fornece tuneladoras para projetos em mais de 70 países, anunciou em 2023 a primeira TBM com sistema de propulsão híbrido que reduz o consumo de diesel em até 40% durante a operação. A empresa já entregou máquinas para o projeto do túnel de base do Brenner, nos Alpes, que com 64 quilômetros será o túnel ferroviário mais longo do mundo quando concluído, previsto para 2032.
No contexto brasileiro, a discussão sobre túneis subaquáticos ganhou força com os estudos para uma ligação fixa entre Santos e Guarujá, no litoral de São Paulo. A Secretaria de Logística e Transportes do Estado de São Paulo divulgou estudos de viabilidade em 2022 que apontam para um túnel imerso de cerca de 1,2 quilômetro como opção técnica mais adequada, diferente da TBM: nesse modelo, segmentos de concreto são fabricados em seco, afundados no fundo do estuário e interligados, uma técnica usada no túnel do porto de Osaka, no Japão, e na ligação Dinamarca-Suécia da ponte de Øresund.
Se a engenharia já consegue atravessar oceanos a 100 metros de profundidade com margem de erro de milímetros, o que ainda impede que projetos como a ligação Santos-Guarujá saiam do papel em um país com a demanda de mobilidade do Brasil? Deixe sua opinião nos comentários.
