Construir sob a água exige resolver um problema que não tem solução simples: manter 850 toneladas de aço avançando em rocha saturada sem que uma gota de água entre no túnel
A ideia de escavar um túnel embaixo d’água parece, à primeira vista, uma contradição de engenharia. A água pressiona em todas as direções, a rocha pode ser imprevisível e qualquer falha de vedação pode ser fatal. Ainda assim, o mundo tem hoje mais de 200 túneis submarinos em operação, ligando ilhas a continentes, países a países e cidades a regiões antes isoladas por corpos d’água intransponíveis.
O Eurotúnel, que conecta Folkestone, na Inglaterra, a Coquelles, na França, tem 50,45 quilômetros de extensão total e permanece até hoje o túnel submarino mais longo do mundo, com 38 quilômetros percorrendo o fundo do Canal da Mancha. Construído entre 1988 e 1994, ele transporta cerca de 20 milhões de passageiros por ano, segundo a Eurostar, e continua sendo referência técnica global para projetos do mesmo tipo.
As tuneladoras TBM avançam centímetro a centímetro com cabeças giratórias de 8 metros de diâmetro que triturar rocha enquanto instalam o revestimento de concreto ao mesmo tempo
O coração da construção de qualquer túnel submarino moderno é a tuneladora TBM, sigla para Tunnel Boring Machine. Essas máquinas têm entre 6 e 15 metros de diâmetro, podem pesar mais de 1.000 toneladas e avançam a uma velocidade média de 10 a 25 metros por dia, dependendo da dureza da rocha e das condições geológicas. No Eurotúnel, as TBMs chegaram a avançar 75 metros em um único dia, um recorde para a época.
O princípio de funcionamento é engenhoso: a cabeça giratória na frente tritura a rocha enquanto a seção traseira da máquina instala anéis pré-fabricados de concreto armado nas paredes do túnel. Isso significa que a estrutura de proteção vai sendo montada imediatamente após a escavação, sem deixar espaço para que a água ou o solo instável colapse sobre o vão aberto. Os anéis têm espessura entre 30 e 50 centímetros e são vedados com juntas de borracha comprimida que suportam pressões de até 10 bar.
Nas obras do Eurotúnel, onze TBMs foram utilizadas simultaneamente, seis do lado inglês e cinco do lado francês, escavando três tubos paralelos: dois de tráfego e um central de serviços e evacuação. O encontro dos dois lados ocorreu com desvio de apenas 36 centímetros em posição horizontal e 5 centímetros vertical, uma precisão considerável para uma escavação de mais de 50 quilômetros conduzida a partir de extremidades opostas, segundo dados da Eurotunnel Group.
Quando a rocha é substituída por areia ou lama, engenheiros recorrem ao método de imersão, que fabricam seções do túnel em seco e as afundam no fundo do mar peça por peça
Nem todo fundo marinho é constituído de rocha compacta, que é a condição ideal para o uso de TBMs. Em regiões onde o leito é de sedimento, areia ou argila mole, os engenheiros utilizam o método de túnel imerso, uma abordagem completamente diferente. Nesse processo, seções do túnel são fabricadas em concreto dentro de diques secos, em terra firme, depois vedadas com tampões metálicos e rebocadas até a posição final.
O fundo do mar é previamente dragado para criar uma vala. As seções, que podem ter até 150 metros de comprimento e pesar 50 mil toneladas cada, são afundadas de forma controlada por inundação gradual dos compartimentos internos e encaixadas umas nas outras com precisão milimétrica. Após o encaixe, os tampões são removidos, a água entre as seções é bombeada para fora e o resultado é um corredor seco e pressurizado no fundo do mar. O túnel de Øresund, entre Dinamarca e Suécia, concluído em 2000, foi construído com essa técnica.
A pressão do ar comprimido foi a solução usada durante décadas para manter a água fora dos túneis em construção, mas cobrava um preço físico brutal dos trabalhadores
Antes das TBMs modernas com escudos pressurizados de lama ou terra, a única maneira de trabalhar em terreno saturado de água era pressurizar o ambiente de trabalho com ar comprimido acima da pressão atmosférica. O ar sobre pressão impedia a água de invadir o túnel em escavação, mas expunha os trabalhadores a um risco conhecido como doença de descompressão.
Quando os trabalhadores saíam rápido demais das câmaras pressurizadas, o nitrogênio dissolvido no sangue formava bolhas nos tecidos, causando dores intensas nas articulações, paralisia e, em casos severos, morte. Na construção do túnel de Hudson River em Nova York, entre o final do século XIX e início do XX, dezenas de trabalhadores morreram ou ficaram com sequelas permanentes por esse motivo, segundo registros da Sociedade Americana de Engenharia Civil. As TBMs modernas eliminaram esse risco ao criar uma barreira física selada entre o ambiente de trabalho e o terreno escavado.
Cortes e reparos submersos em estruturas de concreto e aço exigem mergulhadores especializados que trabalham com tolerâncias de milímetros em condições de visibilidade zero
Mesmo depois de construído, um túnel submarino demanda manutenção contínua em suas estruturas externas, nas seções de transição e nos pontos de junção entre segmentos. Esse trabalho é feito por mergulhadores de obras civis, profissionais que combinam competência de mergulho profissional com habilidades de soldagem, corte e posicionamento estrutural sob condições extremas. A visibilidade na água em torno de estruturas de concreto frequentemente é inferior a 30 centímetros, o que obriga esses profissionais a trabalhar quase inteiramente pelo tato.
O corte preciso de aço e concreto submerso utiliza equipamentos de oxi-arco, que geram um plasma capaz de cortar metal e concreto reforçado mesmo submerso, e sistemas de guia que permitem manter trajetórias de corte com desvio inferior a 2 milímetros ao longo de metros de extensão. Um erro nessas operações pode comprometer a integridade de juntas de vedação e resultar em infiltrações que custam milhões de reais para reparar, segundo dados da Associação Internacional de Empreiteiros de Fundações, a EFFC.
O Brasil tem projetos de túneis subaquáticos em discussão há décadas, e o exemplo mais avançado é a travessia da Baía de Guanabara que ainda aguarda viabilidade financeira e técnica definida
No contexto brasileiro, a construção de túneis subaquáticos é um tema recorrente em estudos de infraestrutura, mas com execução rara. O Túnel Rebouças, em São Paulo, passa sob o Parque Estadual da Cantareira com 3,5 quilômetros de extensão, mas não é um túnel subaquático no sentido estrito. A travessia da Baía de Guanabara, ligando o Rio de Janeiro a Niterói por baixo da água, é o projeto mais citado, com estudos de viabilidade que estimam custo entre R$ 8 bilhões e R$ 14 bilhões dependendo da tecnologia escolhida, de acordo com o governo do estado do Rio de Janeiro.
O principal desafio técnico na Guanabara não é a profundidade, que é relativamente baixa, com máximo de 50 metros, mas a qualidade do solo marinho, predominantemente argiloso e com camadas de material orgânico acumulado ao longo de décadas de poluição. Isso inviabiliza o uso de TBMs convencionais e favorece o método de imersão, que exigiria dragagem extensiva e coordenação logística complexa dentro de uma baía com tráfego naval intenso. Não há cronograma definido para início das obras até o momento, segundo o Departamento de Estradas de Rodagem do Rio de Janeiro.
O maior túnel submarino em construção no mundo hoje tem 18 quilômetros e liga a Dinamarca à Alemanha com tecnologia de imersão aplicada em escala nunca vista
O Túnel de Fehmarnbelt, que conecta a ilha dinamarquesa de Lolland à cidade alemã de Puttgarden, representa o estado da arte atual em construção de túneis submersos. Com 18 quilômetros de extensão, será o mais longo túnel rodoviário e ferroviário submerso do mundo quando concluído, previsto para 2029, segundo a Femern A/S, empresa responsável pelo projeto. Ele usa o método de imersão com 89 seções pré-fabricadas de concreto, cada uma com 217 metros de comprimento e peso de 73 mil toneladas.
O orçamento total do projeto é de 7,4 bilhões de euros, financiados majoritariamente pelo governo dinamarquês com garantias alemãs. A fábrica de produção das seções foi construída especificamente para o projeto no porto de Rødbyhavn, na Dinamarca, com capacidade para fabricar uma seção completa a cada dez dias. Quando estiver em operação, o túnel reduzirá o tempo de travessia atual de 45 minutos de balsa para 10 minutos de trem, segundo dados da Femern A/S.
Com projetos como o de Fehmarnbelt mostrando que é possível afundar 89 peças de 73 mil toneladas com precisão milimétrica no fundo do mar, você acredita que o Brasil tem capacidade técnica e vontade política para colocar o túnel da Baía de Guanabara em operação ainda nesta geração? Deixe sua opinião nos comentários.
