Engenho e Arte

14 de mar. de 20229 min de leitura

PONTES LOW COST, LOW CARBON

A Tanzânia faz renascer a construção de pontes de pedra em arco, para as travessias dos rios

Chegar ao hospital, ir à escola, ao trabalho ou ao mercado para a maioria das pessoas nas zonas rurais da Tanzânia depende de atravessar um rio em segurança.

Cerca de 40 milhões de pessoas vivem em partes remotas deste país da África Oriental, uma das economias mais pobres do mundo.

Os altos custos de aço e betão armado e uma população em rápido crescimento significa que o governo nacional luta para construir as estradas e pontes necessárias. Mas uma nova abordagem que faz reviver a antiga arte da construção de pontes de pedra em arco pode levar de uma forma segura e sustentável milhões de tanzanianos rurais aonde eles precisam ir.

A instituição de caridade belga Enabel e a Agência de Estradas Rurais e Urbanas construíram, nos últimos quatro anos, 70 pontes de pedra em arco para as aldeias em Kigoma, noroeste da Tanzânia.

“As pontes de pedra oferecem uma alternativa de muito baixa emissão de carbono em comparação com às pontes de Betão Armado e com custos reduzidos de manutenção”, afirma a consultora de estruturas Dra. Adrienn Tomor.

As pontes habituais em betão armado exigem materiais e máquinas industriais dispendiosos e são grandes responsáveis por emissões de carbono. As novas pontes de pedra de Kigoma são construídas com pedra, areia e madeira de origem local e, mais importante, mão de obra local, todas baratas e abundantes.

“A pedra chega por bicicleta ou os grandes pedaços cortados do leito de um rio e a comunidade local escava as fundações”, disse a Dra. Tomor, que ensina engenharia civil e ambiente na Brunel University London. “Elas são revestidas com o solo avermelhado local, que se compacta facilmente e resistem à monção, o que não é pouca coisa. Nenhuma máquina é usada, por isso tenho grande respeito pelos construtores que, às vezes trabalhando nas inundações das monções, criam estas pontes com Engenho e Arte, e força muscular”.

Evitar o aço, o cimento e usando as técnicas de construção tradicionais de mão de obra e materiais locais reduz os custos em 80 a 85% e reduz a emissão de carbono de 50 a 80%. E o dinheiro gasto na sua construção pode ser devolvido à comunidade, em vez de ser gasto na contratação de equipamentos caros e no pagamento de grandes salários às grandes empresas. Além de custos e benefícios ambientais, tendo participado na sua construção, a população local investe nas suas pontes e na sua manutenção.

As pontes custam aproximadamente 35.000€ cada, para serem construídas e são 80% financiadas pela Enabel, que produziu um manual de construção em Suaíli para a agência de estradas usar. Pondo o projeto em concurso, a agência estatal pode se dar ao luxo de construir uma ponte de betão armado por ano. Envolvendo a população local na construção, esse mesmo orçamento pode financiar 10 pontes de pedra. Isso também significa que os governos locais não precisam de pedir apoio financeiro ao governo central e podem melhorar mais estradas rurais sem que seu orçamento aumente.

“Tanto o projeto quanto a execução dependem de regras simples que foram testadas ao longo do tempo”, disse a Dra. Tomor, que verificou a qualidade e o desempenho estrutural. “As pontes de alvenaria duram muito mais do que as de betão armado, provavelmente o dobro da vida útil o que só por si um argumento convincente para fazer renascer este material incrivelmente duradouro.”

O governo da Tanzânia está a avaliar um plano para lançar o projeto nacionalmente.

“Há muitas coisas que o mundo desenvolvido pode aprender com isto”, disse a Dra. Tomor. “Isto certamente levanta algumas questões sobre porque é que as pontes em arco de alvenaria de pedra não são realmente consideradas uma opção válida no Ocidente... especialmente com a nossa busca por uma construção mais sustentável e redução de carbono.”

O objetivo do projeto, lançado em 2016, é atualizar as cadeias de valor da agricultura, mas também resultou em uma nova abordagem para a construção de pontes.

Os vãos dos arcos simples, variam de 1,5m a 8m para arcos romanos semicirculares e de 3m a 10m para arcos segmentados

“Uma das intervenções na cadeia de valor é melhorar o acesso aos mercados para os pequenos agricultores e é aí que entram as pontes”, diz o especialista em infraestrutura rural da Enabel, Willem van der Voort.

Num país onde as pontes de betão armado são a forma mais comum de travessia de rios, a decisão de construir pontes em arco de pedra não é convencional.

A Enabel optou por este tipo de ponte devido à experiência adquirida no Congo e Uganda na sua missão anterior de Cooperação Técnica Belga. Os projetos nesses países mostraram que as pontes em arco de pedra são econômicas, permitindo que sejam construídas mais com os orçamentos disponíveis.

O programa de construção de pontes em arco de pedra da Tanzânia começou no início de 2018 e já foram concluídos 44. Não faltou conhecimento entre os engenheiros e artesãos locais, graças a um manual de construção detalhado e compilado pela Enabel.

Os Arcos são construídos por pedreiros treinados localmente

O manual fornece aos supervisores um guia passo a passo fácil para os processos de planeamento e construção. A abordagem passo a passo visa garantir a aderência e cumprimento dos requisitos de qualidade e métodos de construção.

Inclui tabelas de projeto detalhadas para pontes em arco semicircular e por segmentos. As tabelas fornecem valores exatos para parâmetros como espessura das pedra , raio do arco, espessura e altura do pilar, bem como profundidades mínimas de fundação, dependendo do vão da ponte selecionado.

“As pontes em arco de pedra eram a tecnologia dominante em todo o mundo]até a década de 1920. Estas tabelas de projeto forma concebidas em evidências empíricas e, até agora, temos uma experiência muito boa com elas”, diz Steven Hollevoet, gestor de projeto SAKiRP da Enabel , cujo conhecimento na área foi fundamental para a criação do manual. A ponte mais longa construída para o projeto até hoje tem 31m.

Em termos de gestão, a parte mais desafiadora é o controle de qualidade, garantindo que os pedreiros e operários cumprem os princípios mínimos da boa construção

“Os vãos dos arcos simples variam de 1,5 m a 8 m para arcos romanos semicirculares e de 3 m a 10 m para arcos segmentados”, explica Van der Voort. A capacidade de cada ponte é de 40 t, o que é várias vezes superior às necessidades das estradas rurais do país.

Uma vantagem de padronizar o projeto das pontes é que é necessária relativamente pouca intervenção de engenharia para cada ponte. O professor sênior da Brunel University London e a consultora de projetos Dra. Adrienn Tomor acrescentaram que a padronização economiza tempo e custos.

A Dra, Adrienn Tomor ficou impressionada com os detalhes das tabelas de projeto e quando ela as verificou usando um software de cálculo, ela identificou uma resistência superior ao previsto. Ela também encontrou diferenças na forma como estas pontes em arco de pedra estão a ser construídas em comparação com seus equivalentes europeus.

Van der Voort explica: “Trabalhamos com pedra bruta e pedreiros relativamente inexperientes, em comparação com aqueles que construíram pontes europeias nos séculos XVII e XIX. Para lidar com o risco de imperfeições no artesanato, asnossas pontes são projectadas. por excesso”

Eficiência de custos

A construção de pontes de pedra em arco é muito trabalhosa e os custos de construção podem ser elevados mas, as pontes construídas para este projeto são cinco vezes mais baratas do que as equivalentes às de betão armado, diz Pharles Ngeleja, coordenador regional de Tarura para as pontes de pedra em arco na região de Kigoma. Custos mais baixos foram alcançados por meio do envolvimento das comunidades locais e por causa dos custos mais baixos dos materiais obtidos localmente.

Ao contrário dos projetos de infraestrutura do governo, não há empreiteiros envolvidos. A Enabel fornece recursos de levantamento topográfico, projeto e supervisão, enquanto a Tarura traz supervisão e gestão dos ativos de estruturas construídas. Também mobiliza as comunidades locais.

As comunidades que serão beneficiadas por uma ponte disponibilizam voluntários para escavar poços de fundação, recolher areia e recolher pedras e pedaços de madeira. Eles também ajudam no trabalho de alvenaria e arrecadam dinheiro para contribuir com o pagamento dos trabalhadores.

Os custos de materiais são minimizados porque uma quantidade significativa dos materiais usados é obtida na área próxima ao local. A Enabel complementa alguns desses materiais se necessário, às vezes tem que trazer areia de melhor qualidade de outras partes do país e também fornece o cimento.

Os custos de construção são ainda mais limitados pela reutilização de cofragens em arco que requerem grandes quantidades de madeira, um material caro na Tanzânia. “Podemos reutilizá-lo entre cinco e 10 vezes antes que se degrade demais. Temos diferentes conjuntos de fôrmas para os vãos que mais frequentemente temos que construir”, diz van der Voort.

Essas soluções trazem o custo dos materiais abaixo dos de pontes de betão armado com a mesma dimensão, segundo a equipe do projeto. Há mais economia de custos porque não é necessário equipamento pesado, de acordo com Hollevoet.

A longa vida útil das pontes em arco de pedra torna os custos totais comparativamente ainda mais baixos. Van der Voort diz que as pontes de pedra em arco devem durar pelo menos 100 anos numa estimativa conservadora, alegando que elas têm uma vida útil mais longa do que as pontes de betão armado construídas no país.

“As pontes de betão armado que são construídas aqui são muitas vezes de qualidade inferior às da Europa devido à forma como a betonagem é executada, a qualidade dos agregados, a sua mistura e assim por diante. Portanto, a vida útil delas aqui não é muito longa.” Hollevoet acrescenta que as pontes de pedra em arco não são propensas à corrosão o que afeta as armaduras de aço em pontes de betão armado.

Processo de construção

Uma vez selecionado o local e realizado o levantamento preliminar, que inclui avaliação da hidrologia, tipo de solo e condição das margens do rio , os envolvidos no processo de construção são sujeitos a uma formação.

O trabalho muitas vezes tem que parar durante a estação chuvosa por causa das inundações, então as fundações são preparadas durante a estação seca. Enquanto isso, um pedreiro-chefe treina os outros para construir o arco em cofragem de madeira.

A construção dos arcos e a colocação adequada das pedras é a parte mais desafiadora do processo, diz Hollevoet.

“Em termos de gestão a parte mais desafiadora é o controle de qualidade, para garantinr que os pedreiros e operários cumprem os princípios mínimos da boa construção. E isso significa que todas os vazios têm de ser preenchidos, que há uma boa ligação entre as pedras, que as pedras são lavadas, etc”, acrescenta.

O tempo necessário para construir cada ponte varia de acordo com o vão, as condições climáticas e a época do ano, e durante os períodos de maior movimento para o setor agrícola, há menos voluntários.

Embora para construir uma ponte de pedra em arco seja mais trabalhoso do que construir uma de betão armado do mesmo tamanho, Hollevoet diz que os arcos de pedra levam um tempo semelhante ou até menos para serem construídos. Ele explica que o betão usado em pontes de betão armado leva um mês ou mais para curar, enquanto uma semana é suficiente para o usado nas pontes de pedra.

Despertar global?

O programa da ponte SAKiRP termina em junho de 2023 e a construção da 70ª e última ponte começou no passado mês de dezembro.

Van der Voort diz que a Enabel em breve tomará uma decisão sobre se construirá mais pontes como parte do trabalho para melhorar as cadeias de distribuição agrícolas.

Mais pontes de pedra em arco podem ser construídas na região de Kigoma, na Tanzânia, mesmo sem o envolvimento de Enabel. Ngeleja diz que a equipe de gestão de projecto sênior da Tarura ficou impressionada com os baixos custos de construção e está a pensar em usar este método de construção noutras partes do país.

Hollevoet acredita que o projeto demonstra que as pontes de pedra em arco são uma solução ideal para países em desenvolvimento com orçamentos limitados e que desejam desenvolver suas redes rodoviárias ao nível dos distritos e vilas.

Para os países mais desenvolvidos economicamente,, embora a vantagem de custo das pontes de pedra possa ser afetado pelos custos de mão de obra mais altos, o aumento da procura por estas estruturas pode justificar-se pelo esforço para reduzir as emissões de carbono.

Ele explicou que a pegada de carbono das pontes de pedra em arco é significativamente menor do que a das pontes de betão armado porque é usado menos cimento.

A Dra, Adrienn Tomor acredita que os custos de materiais para pontes de pedra em arco podem ser semelhantes aos de pontes de betão armado em países desenvolvidos, se for usado pedra de entulho em vez de pedra cortada, porque o primeiro é frequentemente descartado por pedreiras e, portanto, pode ser comprado a um preço relativamente baixo. “A outra opção é usar pedras recicladas”, acrescenta.

A Dra, Adrienn Tomor tem sido uma forte defensora da construção de tais pontes no Reino Unido. Ela iniciou um projeto para construir uma em Bristol, que em 2016 recebeu pela primeira vez uma há mais de 100 anos, a autorização para construir uma ponte de pedra em arco no Reino Unido. Por fim, o projeto acabou por não avançar, mas ela está agora a trabalhar noutro projecto para construir uma ponte de pedra em arco em Devon.

Ela destaca o facto de que não existe um regulamento britânico para o projeto de estruturas de pedra para prédios e pontes e que está a trabalhar para a introdução do projeto de pedra no currículo do curso de engenharia civil.

“Mas para isso também é preciso criar diretrizes. Levará algum tempo... é por isso que, entretanto, é tão importante fornecer um manual de concepção padrão”, acrescentou a Dra, Adrienn Tomor.

Ela também planeia adoptar o que foi feito na Tanzânia e desenvolver um guia de concepção internacional. e concluiu: “Isso permitirá que internacionalmente as pessoas, apenas sigam as mesmas regras padrão e construam pontes de pedra mais facilmente. A capacidade e as necessidades dos materiais obviamente terão que se alinhar com a realidade de cada país.”