As causas do acidente da Estação Pinheiros da Linha 4 do Metrô de São Paulo

Simultaneamente várias trincas apareceram na superfície, sendo a rua Capri o epicentro do colapso, sem que houvesse tempo de seu fechamento. O pessoal que trabalhava na frente Ferreira de Araujo sentiu o impacto do sopro de ar (äir blast) provocado pelo desabamento, sintoma de um desmoronamento extremamente brusco.

Figura 7 - Cicatriz de ruptura do lado da rua Capri

Interpreta-se, à luz dos dados compilados que, desde o primeiro sinal de instabilidade do desplacamento, passaram-se apenas cinco minutos até o colapso completo do túnel. Durante esse período, primeiro ocorreu o surgimento de trincas, dois a três minutos depois surgiu o desplacamento, e um a dois minutos depois o desmoronamento completo do túnel e do poço.

Através das câmeras de segurança do Edifício Passarelli são observados movimentos antes, durante e depois do acidente (figura 6).

O desmoronamento súbito atingiu o poço de acesso da Estação Pinheiros (com colapso parcial do mesmo), o alinhamento da Rua Capri, e a lateral oposta à Rua Capri, onde se localizava um estacionamento. Durante o desmoronamento foi constatada uma tubulação rompida, com fluxo de água e esgoto, e com diâmetro estrangulado de 1 m para 70 cm, e que se localizava ao longo do eixo da Rua Capri, exatamente na região da ruptura (figura 7).

Figura 8 - Modelo geológico das fraturas e foliações identificado após as investigações

III - Causas do acidente

Figura 9 - Presença da rocha metabásica e de bloco acima da abóbada do túnel

Modelo geológico verificado após as investigações
A junta de consultores identificou os seguintes condicionantes geológicos, relacionados diretamente ao colapso, alguns somente observados durante e após a conclusão das investigações:

> Mergulho oposto das foliações subverticais paralelas ao eixo do túnel, tendentes a isolar um bloco crítico de grandes dimensões (figura 8) diferentemente do projeto básico e do projeto executivo que previam mergulho da foliação condicionante sempre paralelo mergulhando somente para um lado.

> Corpo tabular mais rígido de pegmatito mergulhando por detrás da parede norte (figuras 8, 9 e 10), cujo contato com o maciço predominante é constituído de extensa camada friável de biotita de espessura decimétrica.

> Presença de alteração argilosa de rochas metabásicas com baixíssima resistência residual e alta expansividade do lado Abril (Norte).

> Concentrações no maciço de juntas transversais ao eixo do túnel, já de conhecimento prévio.

> Bloco central de rocha mais resistente, menos alterada e, portanto, mais densa, já de conhecimento durante as escavações (figura 8).

Figura 10 - Geologia da estação Pinheiros

Embora o modelo geológico à época do projeto considerasse a existência de lentes menos resistentes, as mesmas eram descritas como localizadas e não contínuas e relativamente delgadas sendo de praticamente impossível localização espacial prévia por meio de sondagens.

Figura 11 - Comparação entre cunhas de grandes dimensões convergentes e divergentes no teto do túnel

O corpo de pegmatito se encontrava ao lado do túnel, inclinado rumo ao Edifício Abril (Norte). Apareceu durante as escavações da perícia em cotas mais elevadas mergulhando por trás da parede conforme descia para cotas mais baixas, e, portanto, não pudera ser claramente visível durante o mapeamento de frente de escavação do túnel. Mostrou-se ainda esconso em relação ao eixo do túnel de tal sorte que se encontrava com afastamento variável em relação à lateral do túnel, conforme se dirigia rumo ao Poço Central da Estação (figura 10).

Perda do arqueamento
As atitudes divergentes das foliações, em forma de cunha invertida, não favorecem o arqueamento do maciço (figura 11).

Figura 12 - Mecanismo do colapso - esquema básico

No caso da cunha invertida, para permitir o arqueamento é necessário que a resistência ao cisalhamento das descontinuidades limitantes da cunha no maciço fosse muito elevada, o que se mostrou incompatível com os planos de fraqueza longitudinais representados pelas juntas e pelas extensas concentrações de biotita.

Tal situação se agravou pela presença de uma superfície de fraqueza crítica fora da seção de escavação junto ao contato com o pegmatito duro, representada por uma camada decimétrica e praticamente contínua e frágil de biotita-xisto decomposto a argilas e siltes, com baixa resistência ao cisalhamento. O elevado contraste de rigidez entre o pegmatito e a camada rica em biotita e argilas permitiu que o limite de resistência ao cisalhamento fosse atingido para pequenos deslocamentos, tornando esse plano como preferencial de ruptura e restringindo a transmissão de tensões de cisalhamento para a lateral do maciço.

Como conseqüência de todo o quadro geológico, o necessário arqueamento transversal sobre o túnel não ocorreu (figura 12). O equilíbrio do peso do maciço na direção vertical é garantido pelas forças F1 e F2. A força F1 é função da característica de resistência do maciço ao longo das descontinuidades verticais, do deslocamento, de Ko (confinamento inicial dos planos verticais) e da feição do bloco tipo "chapéu chinês" que ao se deslocar reduz a tensão normal na junta subvertical. Parte da força F2 é responsabilidade do "pilar" de rocha e parte é responsabilidade das paredes, ou seja, do revestimento. Portanto, à maior eficiência do arqueamento (maior F1) estará associado  ao menor carregamento do revestimento e do "pilar" de rocha.