Fatured image By Martha T (05-23-13 Skagit Bridge Collapse) , via Wikimedia Commons

As falhas de pontes podem levar a ferimentos, perda de vidas e danos materiais em uma escala igual a acidentes aéreos, ataques terroristas e desastres naturais. É por isso que os projetistas de pontes, engenheiros, trabalhadores da construção, gerentes e inspetores levam seus trabalhos tão a sério. A melhor maneira de evitar acidentes catastróficos é entender os fatores que causam o fracasso das pontes.

Neste artigo, vamos revelar as principais razões pelas quais as pontes se tornam seriamente comprometidas ou colapsam, juntamente com as lições aprendidas com aquelas que falharam por causa – ou sobreviveram apesar – desses fatores.

Uma combinação de questões

A principal razão pela qual as pontes falham é uma mistura de fatores que, se acontecessem individualmente, não causariam o colapso de uma ponte. No entanto, quando acontecem de uma só vez, resultam em consequências devastadoras. Por exemplo, ventos fortes podem não ser suficientes para causar o colapso de uma estrutura. No entanto, quando atingem uma ponte que é estruturalmente demasiado rígida para as suportar, levam ao colapso.

Por Mike Wills (Flickr) , via Wikimedia Commons

A ponte I-35W Mississippi River Bridge em Minneapolis entrou em colapso repentino em Agosto de 2007. A causa oficial foi atribuída a placas de rebites que eram muito finas e rasgadas ao longo de uma linha de rebites.

A questão: As placas suportavam um grande volume de tráfego há 40 anos. Foi necessário um factor secundário, o peso adicional do equipamento de construção estacionado na ponte na altura, para desencadear a falha. Outro contribuinte: O desgaste das chapas não tinha sido identificado antes do início da construção porque as inspeções da ponte tinham sido perdidas.

Então, enquanto as chapas foram identificadas como a causa raiz deste colapso devastador, foram realmente três fatores separados que se juntaram que levaram ao desastre.

Problemas de infra-estrutura

De acordo com a Sociedade Americana de Engenheiros Civis, as pontes nos Estados Unidos ganham uma classificação medíocre C+ para manutenção e segurança. O grupo relata que uma em cada nove pontes no país é considerada estruturalmente deficiente, e a idade média das pontes nos Estados Unidos é superior a 42 anos. A idade e condição das pontes é um fator que contribui para muitos colapsos recentes.

Um positivo: Equipamentos modernos facilitam a inspeção de pontes envelhecidas para procurar potenciais problemas estruturais.

Image By Martha T (05-23-13 Skagit Bridge Collapse) , via Wikimedia Commons

O colapso da ponte I-5 Skagit River em 2013 é atribuído a problemas relacionados à infra-estrutura. Uma carga excessiva ao atravessar a ponte foi a causa imediata do incidente. No entanto, muitas restrições de peso tinham sido impostas aos veículos que atravessavam a ponte porque esta tinha sido declarada funcionalmente obsoleta. Esta designação significa que não tinha as estruturas e sistemas redundantes que seriam necessários se a ponte fosse construída hoje. O colapso poderia ter sido evitado se a ponte antiquada tivesse sido reforçada ou substituída mais cedo, alavancando os padrões atuais de segurança.

Floods

O clima atual está mudando e os eventos climáticos extremos associados a ele estão causando mais danos às pontes relacionados a inundações. A maior parte destes danos não é causada apenas pela água. Durante uma inundação, os rios recolhem detritos, tais como árvores e edifícios, e empurram-nos com força contra as pontes, fazendo com que as suas fundações se lavem e os elementos estruturais se desfaçam.

A maior parte dos colapsos acontece em pontes que foram construídas há muito tempo atrás, quando os projectistas não conseguiam imaginar o tipo de tempestades que teriam de suportar hoje. Esta é uma lição importante para os projetistas de pontes. Eles devem planejar estruturas e sistemas de drenagem que possam resistir às tempestades de hoje e aos eventos meteorológicos potencialmente mais extremos no futuro.

Chuvas extremas na Louisiana em agosto de 2016 causaram danos significativos relacionados a inundações nas pontes Walsh Road e Stein Road na Paróquia de Tangipahoa, exigindo a sua substituição. Embora os danos em duas pontes locais relativamente pequenas possam não parecer um grande problema, fechá-las durante mais de seis meses causou um impacto económico significativo numa área que se recuperava das tempestades. Um melhor planeamento, incluindo a instalação de sistemas de drenagem pluvial ou reforços de pontes, poderia ter evitado esta dificuldade.

Eventos inesperados

Quando se trata de construção de pontes, os engenheiros simplesmente não sabem o que não sabem. Incontáveis incidentes com pontes acontecem por causa de questões estruturais ou relacionadas ao projeto.

As boas notícias: A modelagem e testes computadorizados tornam mais fácil para os engenheiros ver como diferentes projetos de pontes se aguentam contra uma ampla gama e combinação de condições inesperadas. Ainda assim, é importante para eles construir redundâncias em estruturas para cobrir possibilidades desconhecidas no mundo atual em rápida mudança.

A ponte Tsing Ma em Hong Kong está entre as pontes suspensas mais longas do mundo. É construída em um local que experimenta terremotos, ventos extremos, água bruta e tufões. Antes de ser concluída em 1997, ela passou por um modelo em escala significativa, túnel de vento e testes computadorizados. Isto levou a inovações que melhoraram o projeto desta ponte e outras que se seguiram.

Acidentes

Se for um caminhão atingindo um posto de apoio, um trem caindo dos trilhos ou um barco colidindo em uma fundação, os acidentes são uma das principais razões pelas quais as pontes são danificadas ou caem. Os engenheiros de pontes devem planejar todos os tipos de incidentes, incluindo aqueles causados por veículos que existem hoje e aqueles como carros sem motorista, petroleiros oceânicos maiores e navios de cruzeiro, juntamente com drones sem piloto que podem impactar pontes num futuro próximo e distante.

Back em 1982, um avião decolou do Aeroporto Nacional de Washington e 30 segundos depois, bateu na ponte da 14th Street sobre o rio Potomac. Sete veículos que viajavam na ponte foram atingidos pelo avião e entraram na água gelada. Quatro das pessoas neles pereceram. Surpreendentemente, apenas algumas centenas de metros de guarda-corpos e muros do lado da ponte foram arrancados. Isto é uma prova da resistência e durabilidade da estrutura construída perto do centro da capital do país.

Incidentes de construção

Algumas pontes nunca chegam à conclusão. Elas falham durante a construção. Uma lição aprendida com esses incidentes é que é igualmente importante para projetistas e engenheiros planejar todos os aspectos da construção de pontes passo a passo, analisando o impacto que novas fases terão sobre as anteriores.

Retroceder em 1907, uma falha épica na construção da ponte aconteceu durante a construção na cidade do Quebec. Os projetistas foram alertados que a ponte pesava mais oito milhões de libras do que o estimado em um determinado ponto do processo de construção. No entanto, eles não acharam que este fosse um problema significativo o suficiente para fazer ajustes. Logo depois, um engenheiro no local notou que a estrutura da ponte estava começando a dobrar. No entanto, outros não levaram a observação a sério, alegando que as vigas estavam dobradas quando foram entregues. Pouco tempo depois, a estrutura caiu, matando 75 trabalhadores. No final, foi determinado que as vigas não eram adequadas para suportar a carga adicional de oito milhões de libras.

Falhas de projecto e erros de fabrico

Embora seja cada vez menos comum do que no passado, algumas pontes falham quase imediatamente após a sua conclusão devido a erros de projecto significativos ou a problemas associados aos materiais utilizados no processo de construção. Inspecções frequentes ao longo do processo de construção podem proporcionar os “olhos frescos” necessários para identificar problemas e falhas. Novos tipos de elevadores e equipamentos facilitam o acesso dos inspetores às áreas de difícil acesso das pontes.

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A ponte Tacoma Narrows original foi construída para atravessar o som Puget no estado de Washington em 1940. Quase quatro meses após sua abertura ao público, ela caiu na água.

A edição: Uma falha de design fez com que ela tremesse violentamente ao vento. Esta ponte, apelidada de “Galloping Gertie”, ainda é referenciada nos livros de engenharia como um exemplo de como NÃO construir pontes em áreas de vento extremo.

Fogos

Fogos costumavam ser um contribuinte muito maior para as falhas nas pontes do que são hoje. A razão? Mais pontes costumavam ser construídas de madeira altamente inflamável. No entanto, os incêndios ainda podem derrubar uma ponte, especialmente quando colisões ou incidentes de construção de caminhões ou petroleiros Liberty BridgeLiberty BridgeLiberty Bridge pode levar a incêndios extremamente quentes que podem derreter componentes de infra-estrutura de aço.

Um passo que os projetistas de pontes podem dar para evitar conflagrações superaquecidas: proteger a infra-estrutura de serviços públicos em pontes para que o gás, a eletricidade e outras linhas de serviços públicos não causem ou contribuam para os incêndios.

The 88-year-old Liberty Bridge in Pittsburgh was damaged significantly because of a construction-related fire in September 2016. Uma faísca de uma ferramenta de soldagem acendeu um tubo de plástico altamente inflamável e uma lona. O incêndio queimou tanto que dobrou uma viga de aço crítica de 30 pés de comprimento por seis polegadas. A viga foi projetada para suportar 2,4 milhões de quilos de pressão. Foram necessários escoramentos e tratamentos térmicos para trazê-la de volta ao alinhamento estrutural.

Earthquakes

Embora raros, os colapsos de pontes causados por terremotos podem ser devastadores. Pontes oscilantes ou secções de pontes colapsadas são frequentemente o vídeo icónico e imagens fixas que as pessoas associam a estes poderosos eventos naturais. Os engenheiros de pontes encontraram maneiras de construir pontes que são mais leves e acrescentam flexibilidade e rigidez nos lugares certos que fazem com que seja mais provável que sobreviva mesmo aos terremotos e tremores posteriores mais violentos.

Quem pode esquecer as imagens da seção da Ponte San Francisco – Oakland Bay que caiu durante o terremoto de Loma Prieta em 1989? Felizmente, o colapso devastador custou apenas uma única vida. Melhorias significativas foram feitas na ponte após o incidente, incluindo a substituição dos rebites existentes por rebites mais fortes, tratados com calor e a adição de vigas de caixa diagonal que proporcionam maior estabilidade quando a ponte se desloca de lado a lado.

Conclusão

A melhor maneira de evitar falhas na ponte é esperar que elas aconteçam e planejar para elas. É a única maneira de proteger o público de ferimentos, perda de vidas, danos materiais e destruição. Interessado em aprender sobre formas de melhorar o projeto e a qualidade da construção de pontes? Contacte um fornecedor experiente para saber mais.