Fazer estruturas debaixo de água requerem muito Engenho e Arte
Já deu por si a olhar para uma grande ponte ou outra estrutura, cuja fundação está debaixo de água, perguntando-se como é que os engenheiros a construíram ou como efectuam a manutenção?
Quando a construção envolve locais submersos, os engenheiros usam por norma uma técnica que permite obter aquilo que chamamos de "ensecadeira". Uma das técnicas é cravar uma série de estacas prancha metálicas, colocadas juntas e verticalmente, cravadas no leito de água, para delimitar o local de trabalho.
Como são as ensecadeiras construídas
Em termos de engenharia geotecnica, o processo não é tão simples quanto cravar umas paredes metálicas para o chão, os engenheiros precisam de projectar cuidadosamente a estrutura para não sofrer inundações e manter os trabalhadores dentro desta "caixa" a salvo dum colapso. Tradicionalmente, vê-se a realização das ensecadeiras no processo de construção de pilares de suporte para pontes, no entanto, podem ser usados numa ampla variedade de obras de engenharia submersas.
As estacas prancha são aplicadas no solo, no formato necessário, a uma profundidade específica. Depois de fechar o perímetro da ensecadeira, temos a água dos dois lados, dentro de perímetro e fora do perímetro e então dá-se o inicio à retirada da agua do interior do perímetro para "secar" totalmente a agua da zona futura de trabalho. Este processo desencadeia esforços de pressão nas paredes e também de uma pressão da agua existente no solo que tende a "nascer" no solo. Este equilíbrio hidraulicamente instável é um dos factores que torna este dimensionamento um tanto ou quanto complexo e minucioso.
Explicando de uma forma simples no que diz respeito à engenharia geotécnica, este fenómeno hidráulico, ocorre tendo em consideração a profundidade que uma parede pode ser cravada no solo (encastramento), impedindo que a água se "infiltre" para o outro lado da parede, normalmente definida pelo tipo de solo e nível freático. As estacas usadas nas paredes são geralmente encastradas no solo numa profundidade calculada, a fim de evitar a passagem de água pelo terreno.
Remover a água da estrutura
Depois de toda a "caixa" da ensecadeira estar completa, as bombas são usadas para extrair a água do interior da mesma, criando finalmente um espaço de trabalho seco. Por vezes, ocorrem situações em que a profundidade a que as estacas devem alcançar obriga a um investimento incomportável, assim, a profundidade é reduzida, mas mantém-se uma série de bombas instaladas para bombear constantemente o excesso de água à medida que esta "nasce" do solo estrutura, evitando a inundação da área de trabalho.
Estas estruturas são usadas com muita frequência na construção de barragens, cais para pontes ou outras formas de engenharia aquática. Embora possa parecer que ter uma área de trabalho tão grande, abaixo da cota de água, possa ser perigoso, a realidade e que a verdadeira engenharia mitiga esse perigo. Normalmente, o trabalho dentro das ensecadeiras é permitido somente nas condições em que a água é geralmente controlada. Nesses estados, os modos de falha da estacas prancha, são lentos e previsíveis por natureza. Para ajudar a combater essas falhas, lentas também, uma série de bombas primárias ou de reserva podem ser accionadas para compensar essas falhas, ajudando a manter a parte interna da ensecadeira seca até que as equipas de trabalho tenham tempo de evacuar.
Por vezes quando os navios precisam de manutenção ou de alguma reparação, os engenheiros usam também esta técnica, formando uma espécie de doca seca, para isolar o navio da água e repará-lo. Isso geralmente é feito em navios de grandes dimensões, onde é impossível elevar o navio para fora da água. Assim, por exemplo, quando um navio de cruzeiros é prolongado ou expandido, os engenheiros constroem uma ensecadeira à volta do navio, e depois bombeiam água do seu interior, permitindo que os trabalhadores tenham uma área de trabalho seca. É importante observar que estas estruturas de contenção não são baratas, mas para os projectos em que são utilizadas, são a única opção de construção.
Pode parecer que criar estas grandes ensecadeiras é muito caro, o que na realidade é uma grande verdade. Os engenheiros evitam usar esta forma de construção subaquática a todo custo, mas quando é necessário, estas estruturas são muito mais seguras do que outros métodos de construção subaquática, como por exemplo a utilização de mergulhadores.
Assim que um projecto é concluído, a água é bombeada de volta para dentro da "zona seca" e as estacas são removidas.
História das estruturas de contenção sub-aquática
Este método de trabalho é bastante antiga, quando se trata de obras de construção subaquática, visto não existirem outras maneiras de construir debaixo de água. As origens destas estruturas remontam ao Império Persa, onde começaram como contenções formadas por terra.
Essas estruturas primitivas foram feitas essencialmente com paredes de barro construídas, a água retirada e a obra executada. Estando a obra terminada, as paredes de terra eram removidas. Era uma obra perigosa e demorada, no entanto, funcionava.
Historicamente a próxima inovação em engenharia de ensecadeiras foi feita pelos Romanos. Os engenheiros romanos usavam barrotes de madeira, que aplicavam nos leitos de água, isolando assim áreas sub-aquáticas. Este foi um feito particularmente impressionante, considerando que a função era semelhante ás modernas contenções por estacas de prancha em aço, com a particularidade de as dos romanos serem de madeira.
No que parece um retrocesso na engenharia de contenções de água, a inovação seguinte foi mudar para sacos de areia. Durante as guerras Napoleônicas, as pessoas começaram a usar sacos de areia para controlar a água. Os sacos foram usadas inicialmente para proteger as tropas, mas posteriormente começaram a ser usadas para controlar a água através da construção de barragens rápidas. Embora não seja uma forma tradicional de fazer ensecadeiras, estas barragens de sacos de areia, permitiam movimentações de tropas, além de oferecerem o benefício adicional de protecção contra tiros.
Finalmente, após uma longa evolução desta técnica na história, no início do século XX, as contenções de aço foram inventadas por um engenheiro alemão. As primeiras contenções de aço (estacas prancha) utilizavam perfis interligados, em forma de U, para controlar o caudal de água, sendo muito parecidas com as que ainda vemos nos dias que correm. Esta foi realmente a grande inovação final na história das ensecadeiras, Hoje, vemos apenas pequenas alterações na tecnologia de contenção de paredes, para patentear certos perfis e métodos construtivos.
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