Ultra-rapid Underpass pronto (divulgação/ Obayashi)

A demanda por soluções construtivas que garantam velocidade de execução e pouca interferência em áreas urbanas vem induzindo, nos últimos anos, a busca por métodos não destrutivos para a escavação de túneis viários. Embora causem menos impactos ao entorno das escavações, o uso de técnicas convencionais não destrutivas requer a construção dos poços para o acesso de equipamentos de escavação. Mas uma solução desenvolvida no Japão e ainda inédita no Brasil promete dispensar essa etapa, simplificando e abreviando ainda mais a obra.

Batizada de Ultra-rapid Underpass (Urup), a técnica criada pelos engenheiros da Construtora Obayashi é indicada para a construção de estradas rodoviárias e ferroviárias principalmente em locais com solos macios. Ela utiliza máquinas TBM (Tunnel Boring Machine), popularmente conhecidas como tatuzão. Só que em vez de utilizar poços verticais para descer essa máquina até o ponto de escavação, a própria TBM escava rampas de acesso. Isso significa que a máquina de perfuração começa a trabalhar na superfície, abaixa para criar uma passagem subterrânea e sobe novamente à superfície, concluindo a escavação.

O professor Roberto Kochen, diretor-técnico da Geocompany, explica que o método japonês concorre com o tatuzão convencional (TBM) e com o Método Austríaco (NATM), embora possa ser considerado mais como uma variante desses métodos do que uma técnica inteiramente nova.

Central circular route foi construída com método Urup (divulgação/ Obayashi)

APLICAÇÕES EM ÁREAS URBANAS

O principal mercado do Urup é na construção de túneis sob passagens rodoviárias ou ferroviárias sujeitas a tráfego intenso. No Japão, a técnica foi empregada nas obras da linha Shinagawa do metrô de Tóquio, onde auxiliou a construção de um túnel com 12,5 metros de diâmetro e comprimento total de 894 metros. O método foi aproveitado, ainda, na construção de um túnel para acomodar uma tubulação de gás na baía de Mikawa, também no Japão. Na obra, concluída em 2011, a técnica possibilitou a construção de um túnel com 1.086 m de extensão e apenas 1,8 m de diâmetro. Na Holanda e na China, a tecnologia vem sendo utilizada para construir passagens subterrâneas para ciclistas e pedestres sob vias rodoviárias expressas e ferrovias.

COMO FUNCIONA?

Para escavar os túneis, o método Urup utiliza um shield TBM sob medida com conjuntos de cabeças de corte superiores e inferiores. A depender das condições do solo, a máquina pode utilizar cortadores laterais na parte frontal, bem como injetar lubrificantes para reduzir o atrito com o solo e diminuir a interferência.

Método urup (crédito: Hoichi Nishiyama)

A escavação tem início após o posicionamento do equipamento até o ponto mais fundo da escavação e segue em nível como as orientações do projeto. O uso articulado ou seletivo das cabeças de escavação é o que garante o direcionamento da frente de escavação. O material excedente é retirado do solo na medida em que o trabalho avança.

Em seguida, parte-se para a construção do túnel em si com aduelas de concreto pré-moldadas, como ocorre em escavações TBM convencionais. A escavação termina com a saída da máquina no nível do solo, em uma curva vertical ascendente.

VELOCIDADE DE EXECUÇÃO

Ao eliminar a necessidade de realizar escavações profundas em eixos verticais, o método Urup permite encurtar o período de construção em cerca de dois terços, em comparação a métodos não-destrutivos com poços de acesso, segundo os engenheiros da Obayashi. A técnica também pode aliviar substancialmente o congestionamento e o ruído nas vias urbanas ao reduzir o tamanho da área que precisa ser interditada para a obra.

Método urup versus método convencional (divulgação/ Obayashi)

“Outra vantagem em potencial é a seção escavada do túnel, que no método Urup pode ser menor do que em outras técnicas, reduzindo a quantidade de solo escavado a ser descartado”, comentou o engenheiro Akihiro Nishimori, projetista de túneis da Obayashi, em apresentação realizada no seminário da British Tunnelling Society, no Reino Unido.

Outra vantagem em potencial é a seção escavada do túnel, que no método Urup pode ser menor do que em outras técnicas, reduzindo a quantidade de solo escavado a ser descartado
Roberto Kochen

LIMITAÇÕES DE USO

Em contrapartida, a solução tem como pontos críticos a garantia de estabilidade e o controle da movimentação do solo, exigindo um monitoramento rigoroso feito com instrumentação e ensaios de campo sofisticados.

Além disso, há algumas restrições ao uso da técnica. As principais são o custo inicialmente mais elevado, ainda mais por se tratar de uma técnica inovadora, e a exigência de espaço livre disponível para a escavação das rampas ascendente e descendente. “No Brasil, essa técnica tem potencial de aplicação, mas em casos em que essas limitações não sejam relevantes”, comenta Kochen.

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Colaboração técnica

: Roberto Kochen – Engenheiro-civil e professor-doutor na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (POLI-USP). É diretor técnico da GeoCompany e de infraestrutura do Instituto de Engenharia.

Urup viabiliza abertura de túneis com menos interferências