A Reforma da Ponte

O pavimento da ponte que liga o Rio a Niterói está passando por uma mudança radical. O objetivo é reduzir as tensões na estrutura metálica e aumentar a vida útil do pavimento que, em alguns trechos, dura apenas seis meses, provocando os incessantes reparos e célebres engarrafamentos que transtornam o dia-a-dia dos usuários. A solução que está sendo implementada foi concebida pelo professor da COPPE, Ronaldo Battista, em parceria com engenheiros e técnicos da concessionária Ponte S.A. Denominada estrutura mista, a obra consiste na aplicação de pinos soldados, fazendo a conexão entre a estrutura metálica da ponte e a placa de concreto armado. A placa, com cerca de 10 cm de espessura, substituirá o pavimento asfáltico sem, contudo, aumentar a carga permanente sobre a ponte metálica.

Segundo o professor da COPPE, esta aplicação fortalece a estrutura metálica e reduz as tensões provocadas pelo tráfego intenso, que atualmente gira em torno de 120 mil veículos por dia. Ronaldo Battista considera esta opção muito melhor do que reforçar a estrutura metálica com toneladas de aço, conforme cogitado anteriormente no plano de concessão da ponte. “Este reforço teria aumentado em no mínimo 15 % o peso da ponte metálica, que é de 13 mil toneladas. Também teria provocado novos pontos de concentração de tensão, ocasionando ainda mais problemas de fratura por fadiga na estrutura metálica”, afirma o professor.

Entre o inédito e o convencional

Mas na opinião do professor Battista, a alternativa escolhida pela Ponte S.A, dentre as duas apresentadas pela COPPE, não é a ideal. Segundo o professor, a melhor solução seria a alternativa que chamou de “sanduíche”: No lugar dos pinos soldados, uma camada de material viscoelástico faria a interface aderente entre a estrutura metálica e a placa de concreto armado.

Por se tratar de uma concepção inédita, sem similar no mundo, e por não ter tido garantia dos fabricantes em relação a conservação das características do material ao longo do tempo, a concessionária preferiu não arriscar. Mas o professor, que fez inúmeros testes estruturais no laboratório da COPPE, não tem dúvida de que esta seria a melhor opção. Além disso, os necessários testes de caracterização do material poderiam ter sido realizados em outros laboratórios de pesquisa no Brasil. Além de reduzir substancialmente as tensões provocadas pelo tráfego, a camada viscoelástica, proposta na alternativa “sanduíche’, amorteceria as vibrações que ocorrem nas chapas de aço soldado, possibilitando um ganho na sobrevida da estrutura. Segundo Ronaldo, esta alternativa apresenta vantagens em relação a estrutura mista que, por não reduzir suficientemente as vibrações, pode provocar ao longo do tempo deterioração por perda de aderência e fissuração da placa de concreto armado, levando a estrutura metálica à corrosão.

Solução em engenharia para reabilitação da ponte

Inaugurada em 1974, a ponte vem apresentando sinais de fadiga há cerca de 20 anos. Construída para a passagem de 50 mil veículos, a ponte já passou por obras de restauração para se adaptar às condições atuais de tráfego. No entanto, nestes 20 anos vem apresentando freqüentes problemas de fratura em seu tabuleiro metálico, decorrentes da vibração causada pelo intenso tráfego e pelos efeitos localizados dos pneus dos veículos pesados. Estes efeitos são responsáveis pela perda de aderência e constante deterioração do pavimento asfáltico.

Estudos de alternativa de solução para estes problemas foram contratados pela concessionária Ponte SA. O professor Ronaldo Battista e sua equipe realizaram inúmeros testes, tanto na própria estrutura da ponte quanto num modelo do laboratório de estruturas da COPPE/ UFRJ, único no País com infra – estrutura e pessoal especializado para realizar esses ensaios. Esforços não foram poupados, tanto por parte da Ponte S.A como pela COPPE. Para se ter uma idéia, no ano de 98 foi construído no laboratório de estruturas um modelo em escala geométrica real, medindo 100 m2 , representando um trecho da ponte com ênfase no tabuleiro metálico. O modelo, concebido na COPPE com partes fabricadas no estaleiro CEC, em Niterói, foi construído especialmente para possibilitar estudos e ensaios mais aprofundados. Somente após este trabalho é que surgiram as alternativas denominadas estrutura mista e pavimento sanduíche. Antes de implementar a solução, a concessionária executou e testou a solução da estrutura mista em dois curtos trechos da ponte. O primeiro teste foi feito em janeiro deste ano e o segundo no último mês de junho.

As duas soluções para o caso ponte já foram divulgadas internacionalmente. Elas foram apresentadas pelo professor Ronaldo Battista, em julho deste ano, durante o Encontro Anual Structural Stability Research Council, renomada Associação Internacional de Engenheiros Estruturais, com sede na Pensylvania, EUA. Na última semana de agosto o professor da COPPE apresentará para especialistas europeus, na Dinamarca, uma solução que desenvolveu para atenuar as oscilações produzidas pelo tráfego e pelo vento na estrutura da ponte.