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

As regiões de concentração de juntas transversais em toda a extensão do maciço dificultaram a redistribuição longitudinal do maciço, de modo que apenas o revestimento ficou encarregado dessa redistribuição e a estrutura, não projetada para essa função, foi sobrecarregada e rompeu como um todo. Deu-se, então, em curtíssimo espaço de tempo a ruptura brusca do maciço como um todo, gerando um deslocamento de ar tamanho que chegou a derrubar trabalhadores no túnel de via sentido Faria Lima.

Figura 19 - Cinemática de ruptura esquemática da seção 5 (~ km 7,0+90 a ~ km 7,1+01)

IV - Aspectos relacionados ao projeto executivo

Projeto original
O projeto utilizou o conceito do método NATM, universalmente utilizado para a execução de túneis. Nesse método, está implícito o princípio de que o confinamento oferecido pelo concreto projetado deve permitir que o maciço trabalhe como parte da estrutura (arqueamento), redistribuindo as tensões verticais decorrentes do peso do maciço sobre o túnel para as laterais da escavação.

Assim, o estado da prática do cálculo de túneis admite que o suporte ou revestimento primário seja calculado para as tensões resultantes considerando a contribuição do arqueamento transversal, sem a necessidade de equilibrar o carregamento potencial, o qual, no caso, corresponderia a todo o peso do maciço de cobertura e às sobrecargas à superfície.

Para comprovação do projeto executivo elaborado para a Estação Pinheiros antes do acidente, foram realizadas novas simulações numéricas, mantendo-se as hipóteses de cálculo e parâmetros adotadas à época, que reafirmaram a validade dos cálculos prévios do projeto executivo elaborado e eliminaram as questões sobre a adequação dos modelos e métodos de cálculo empregados.

Foram ainda realizados cálculos com modelos em meio descontínuo, que concluíram que a escavação da calota e bancada da Estação Pinheiros, caso o modelo geológico anterior ao colapso mantivesse as hipóteses originais válidas, seria estável.

Verificação de cálculo das condições reais de campo (posicionamento da grua e geometria do rebaixo)
Cálculos que consideraram o efeito do posicionamento da grua e da sobreescavação do piso do rebaixo concluíram que tais condições são pouco significativas para o equilíbrio do túnel.

A verificação da variação da estabilidade da escavação em função do sentido de avanço do primeiro rebaixo não foi realizada, pois, pelos modelos geológicos existentes (tanto anterior quanto posterior ao colapso), a estabilidade depende, basicamente, do equilíbrio transversal da seção de escavação, o que reduz sobremaneira a validade de modelos tridimensionais, o sentido de avanço não sendo considerado significativo.

Verificação de cálculo considerando o novo modelo geológico
Simulações com base no modelo geológico elaborado após o mapeamento pericial após o colapso, considerando blocos críticos isolados pelo mergulho oposto das foliações subverticais paralelas ao eixo do túnel limitado transversalmente pelas juntas contínuas transversais, e em presença de alteração argilosa de rochas metabásicas mais as bandas biotíticas nos contatos indicaram que o revestimento não é estável para sistemas de suporte convencionalmente dimensionados de acordo com as hipóteses comuns ao NATM.

Figura 20 - Algumas imagens da seção 5 (~ km 7,0+90 a ~ km 7,1+01)

V - Aspectos relacionados à execução

Escavação do rebaixo
Com a conclusão da retirada do material escombrado, verificou-se pelo mapeamento do fundo da escavação que a cota média de piso era da ordem de 1,20 m abaixo da cota de escavação de projeto. Para o caso particular em questão pode-se cogitar sobre a influência do maciço alterado de metabásica e biotita no fundo do rebaixo em que a ruptura, violenta, teria removido e relaxado significativamente grande parte do maciço, atingindo cotas abaixo do piso e que a utilização de equipamento para remoção do material pode ter removido boa parte do maciço entulhado e relaxado no piso da escavação.

Embora a escavação tenha atingido cotas inferiores, o concreto projetado executado nas paredes escavadas do rebaixo acompanhava sua superfície até ao piso escavado, conferindo confinamento à face rochosa exposta sendo insignificantes as diferenças de solicitações com 4 m ou 5,2 m de altura de primeiro rebaixo, conforme constatado em simulações numéricas elaboradas.

A seqüência de avanço adotada pela obra foi proporcionada pelo plano de fogo, recomendada por consultores especialistas à época, e manteve a detonação do rebaixo em três etapas, flexibilizando a seqüência de execução das detonações, mantendo sempre duas ou três frentes livres, usando furos de menor diâmetro e fogo cuidadoso no contorno. Assim, foi possível garantir as cargas por espera a  no máximo 2,2 kg e que as velocidades de vibração fossem as mínimas possíveis, inclusive com frentes livres para escape dos gases da detonação.

Detonações do dia do acidente e última detonação
As detonações da Estação Pinheiros foram balizadas de acordo com a normatização técnica vigente da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) e aquelas das especificações técnicas do projeto do Metrô e com efeitos registrados nos boletins de sismografia. Fatores como vibração produzida pela detonação ou penetração de gases sob pressão gerados nas detonações dos explosivos jamais poderiam ser apontados como fatores da causa do acidente.

A tênue detonação do segmento necessário para a rampa de acesso no dia do acidente não só suavizou a geometria da bancada central como produziu o material necessário para configuração adequada da rampa de descida do equipamento.

A segunda detonação da Estação Pinheiros ocorrida no dia do acidente foi executada no rebaixo do lado do túnel Butantã, a mais de 50 m de distância do emboque do túnel sentido Faria lima, onde os trabalhos transcorriam normalmente e fora da zona colapsada. Os registros de detonação comprovam sua localização e intensidades, ratificadas também pelas testemunhas presentes no local.