quinta-feira, 5 de setembro de 2013

Os túneis sobre os rios Tejo e Douro

Os túneis melhoram muito a mobilidade.

O Porto e Lisboa não podem ter pontes nos rios à cota baixa porque prejudicaria o trânsito dos barcos. Então, avançar com ligações entre o Passeio Alegre - Porto e Canidelo - V.N Gaia (1200m); entre o Cais do Sodré - Lisboa e Cacilhas (1900m); Algés e Trafaria (2500 m) e a Praça do Comércio - Lisboa e o Barreiro (6500 m) obriga à construção de túneis por baixo dos rios Tejo e Douro.
Apesar do já vários políticos terem prometido tais obras, existem problemas de difícil resolução.
Primeiro, por baixo de uma massas de água o terreno é de aluvião solto que é muito permeável e pouco resistente. Estas características geológicas introduzem um elevado risco de derrocada e inundação da frente de trabalho. Então, o túnel tem que passar a bastante profundidade (sedimentos mais compactos ou bed-rock) o que prejudica os acessos. Por exemplo, se o túnel passar a 150m abaixo da soleira de entrada, um comboio obriga a uma rampa de acesso de 15000 m (inclinação de 1%) e os automóveis a 1500m (inclinação de 10%). Então, os acessos, principalmente no caso do comboio, são muito mais extensos que a travessia propriamente dita.

Fig. 1 - Quero ir a pedalar de Cacilhas até Lisboa
 
Há o perigo de acidente com incêndio.
Se os túneis para comboios têm o problema das rampas de acesso, os túnel de circulação automóvel têm o risco de acidente seguido de incêndio.
Apesar de um automóvel ligeiro poder circular num túnel com 5.0 m x 2.5 m (via com dois sentidos), quando há um acidente os carros ficam aprisionados o que impossibilita o acesso por parte dos meios de socorro. Acrescentando que os carros têm gasolina e muitos outros materiais combustíveis, os túneis não podem ser reduzidos ao mínimo necessário para a circulação automóvel porque têm que ser dimensionados para a eventualidade de ocorrência de um acidente grave com incêndio.
Se, por exemplo, no túnel Barreiro-Lisboa (6.5km) ocorresse um incêndio próximo de uma das entradas, as pessoas ficariam aprisionadas a mais de 6 km da outra saída o que se traduziria em morte certa para centenas de pessoas.
O túnel da Mancha custou, a preços de hoje, 220 milhões €/km só podendo transportar comboios. Mesmo assim, já sofreu 2 incêndios graves (em 1996 e 2008).

Fig. 2 - A zona de Lisboa tem potencial para 4 túneis (a vermelho)

Mas o Meneses tem no seu programa eleitoral construir um túnel Porto - Gaia.
Concerteza que não será um túnel ferroviário e, em termos económicos, é impossível que seja rentável fazer um túnel rodoviário.
À primeira vista parece ser uma propostas irrealista.
 
Fig. 3 - Um túnel na Foz do Douro atravessa o canal de navegação  (600m e 15m de profundidade), tem uma rampa com 600 por baixo do cabelo de Gaia (i = 5%) e, no jardim do Passeio Alegre, uma rampa com 300 m (i = 10%).

Como eu sou das minas, tenho que apresentar uma solução.
A única possibilidade é a construção de um túnel reservado a peões e bicicletas.
Como as pessoas e as bicicletas quando se acidentam  não congestionam os acessos nem há risco de incêndio, o túnel pode ser reduzido ao mínimo. Então, é suficiente um túnel oval (6 m x 4 m) que permite uma pista com 4.5m de largura e uma altura entre 2.0m e 2.8m.
Uma pista com 4.5m de largura permite 4 pistas de 1.1 m, uma para peões e outra para bicicletas em cada sentido.
 
Fig. 4 - Esquema do túnel para peões e bicicletas
 
Cacilhas.
O local de eleição para o primeiro túnel seria na ligação Cais do Sodré  - Cacilhas porque é curto, 2km, o que reduz os custos e permite fazer a ligação a pé em 20 minutos e, de bicicleta, em 6 minutos. Além disso tem um grande mercado alvo, a parte dos 175 mil habitantes de Almada que se deslocam diariamente para Lisboa que actualmente têm que percorrer cerca de 14 km pela ponte 25-de-Abril (fonte: viamichelin) ou fazer o percurso de cacilheiro (20.20€/mês). Além de ter um mercado muito grande, por ser curto, serviria de ensaio à potencial construção de túneis mais extensos (do Barreiro).

Barreiro.
A segunda ligação com maior potencial é o percurso entre a Praça do Comércio  e o Barreiro que é  3 vezes mais extensa (6500 m) e tem metade da população alvo (80 mil habitantes) o que, em termos económicos, traduz uma relação de 1 para 6 relativamente ao túnel de Cacilhas.
mas que, mesmo assim, poderia ser percorrida, de bicicleta, em menos de 20 minutos em  alternativa a uma viagem de carro de 54 minutos e 41km (fonte: viamichelin) ou o cacilheiro (34.60€/mês).

Como se vai fazer este túnel?
Como a secção é pequena, pode ser pré-fabricado.
1) Construe-se em doca seca (na margem do rio) secções pré-fabricadas em betão armado com 20 cm de espessura e 20 metros de extensão (peso de 150 t). Uma grua pegas nestas secções e coloca-as no local de destino.

2) É escavada um trincheira no leito do rio. Para permitir o actual calado de 10.5m na maré vasa, a trincheira tem 20 metros de profundidade (medido na maré vasa) ficando o tecto do túnel ficará sob 15m de água (maré vasa).
Somando a maré e a altitude da margem, o piso de marcha ficará a cerca de 30m abaixo da soleira de entrada.

3) As secções pré-fabricadas são colocadas uma a uma na vala e betonadas umas às outras (com o auxilio de mergulhadores).

4) A envolvente do túnel é betonada para o túnel não flutuar nem se deslocar durante as cheias.

5) Terminado o túnel, a água é ser retirada do seu interior, fazem-se os ajustamentos finais e está pronto a ser utilizado.

A capacidade de tráfego.
Na situação mais favorável (na hora de ponta, só ser permitida a circulação das pessoas numa direcção e só haver pessoas ou bicicletas), o fluxo máximo será na ordem das 25 mil pessoas por hora.
O transito misto nos 2 sentidos (uma pista para peões e outra para bicicletas em cada direcção) é a configuração com menor capacidade de tráfego e permitira a movimentação de cerca de 8 mil pessoas por hora em cada sentido.
Este trafego é da ordem de grandeza do tráfego da ponte 25-de-Abril.
 
 
Análise económica do túnel Cacilhas - Cais do Sodré.
Primeiro, estimar o custo de construção.
Cada secção tem 120t de betão armado, 90% betão e 10% aço. Considerando valores razoáveis (aço a 1€/kg e betão a  1600€/m3), o custo de cada secção fica na ordem dos 20mil€. É um custo de 400€/m3.
Havendo 20 secções por km, o custo do túnel em doca seca é de cerca de 1 milhão€/km.
Estimar os outros custos (dragagem, colocação, betonagem e acessos) é mais difícil mas o custo do túnel em doca seca serve de referencial. Vou assumir que cada uma destas operações também custa 1 milhão€/km. então, o custo total é de 5 milhões€/km.
O custo da ligação Cacilhas-Cais do Sodré fica nos 10 milhões €.

Segundo, estimar os custos financeiros e de exploração.
Supondo um período de amortização de 40 anos, uma taxa de juro de 4.5%/ano e uma inflação de 2%/ano, o custo financeiro é na ordem dos 400mil€ por ano.
Se assumir custos de manutenção, gestão e segurança nesta ordem de grandeza, o custo total anual é de 800mil€.

Terceiro, estimar o tráfego.
Para aqui não tenho muitos dados mas vou assumir que, em média, 10% da população de Almada, 17500 pessoas, vai usar o túnel numa viagem de ida e volta (compra um eventual passe mensal).
Os dados que tenho é que os cacilheiros fazem 28 viagens (das 6h às 10h) e têm uma capacidade máxima de 476p/viagem pelo que a ligação fluvial deve transportar 10 mil pessoas por dia para cada lado.
Com um custo menor (ou nada), é razoavel assumir 17500 p/dia.

Resulta o custo por passagem.
Como o ano tem 365 dias, a 17500 p/dia dá 6.4 milhões de passagens.
Resulta um custo de 0.125€/passagem, 7.5€/mês.

Finalmente, comparar com a Transtejo.
7.5€/mês é cerca de 1/3 do preço do passe do cacilheiro, 20.20€/mês mas este preço traduz menos de 50% do custo da travessia de barco pois a Transtejo recebe cerca de 12 milhões€/ano de subsídios do Estado e tem um prejuizo nesta ordem de grandesa (receitas de exploração de 21M€/ano e despesas de 45M€/ano)  (Fonte: Transtejo - Relatório e contas de 2010).
Como a Transtejo tem 28 milhões de viagens por ano, o Estado subsidia e assume prejuizos de 0.50€ por cada passagem.
Penso ser razoável um passe de 7.5€ para atravessar Cacilhas-Cais do Sodré de bicicleta ou a pé mas mesmo que a viagem por túnel venha a ser totalmente subsidiada (SCUT), o Estado poupa 3/4 das perdas e subsidios que assume com as viagens de barco.

Análise económica do túnel Barreiro - Praça do Comércico.
Para uma extenção de 6.5km, o custo de construção fica nos 35M€ pelo que o custo financeiro é na ordem 1400 mil €. Assumindo que os custos de administração e manutenção se podem diluir no túnel de Cacilhas, vou considerar também 400 mil €.
O tráfego será menor porque a população também é menor. Os 10% correspondem a 8000p/dia de ida e volta.
Resulta um custo por travessia de 0.30€/passagem o que se traduz em 18€/mês.
Considerando que o passe da Transtejo tem um custo de 70€/mês (metade é prejuizo e subsídios) e que a extensão é o triplo da de Cacilhas, existe uma grande probabilidade de que esta travessia ser economicamente viável mas havendo agora necessidade de um "pequeno" subsidio (50% do passe, 900 mil€/ano).

Fica o túnel do Porto.
Em termos técnicos é um túnel fácil de fazer porque a extensão total é de apenas 1500m e metade fica já no cabedelo (pode ser em rampa). O custo de construção andará nos 7.5 milhões€ o que implica um custo financeiro de 300 mil€ por ano a que é preciso acrescentar uns 200mil€ para manutenção e funcionamento.
O problema está no mercado potencial que é muito reduzido porque a população dos dois lados do rio são pequenas, com pouca necessidade de cruzarem o rio e há uma alternativa relativamente próxima (a Ponte da Arábida). Se tiver 1.5 milhões de passagens por ano (2000/dia, ida e volta), o custo será na ordem dos 0.35€/passagem, 21€/mês.
Parece-me demasiadamente caro prevendo que este túnel terá que ser fortemente subsidiada em pelo menos 2/3 do custo.

É possível mas dá prejuizo.
Em termos de engenharia, é possível transformar quase todos os sonhos em realidade.
Pensava o Sócrates que poderiamos ter um país onde a electricidade fosse todas gerada por fontes alternativas, os carros andarem a electricidade, haver uma SCUT para cada lugar, termos reformas milionárias e assistencia médica e medicamentosa e ensino gratuitos.
O problema é a viabilidade económica destas coisas todas.
No caso do túnel para peões e bicicletas sobe o rio Douro, é possivel e simples de fazer mas, em termos económicos, não me parece viável.
Mas também "só" vai representar um encargo de 170 mil€/ano para o Porto e outro tanto para Gaia.

Fig. 5 - Se foi possivel fazer isto, também é possível fazer aquilo.

Pedro Cosme Vieira

3 comentários:

Diogo disse...

Não seria muito mais prático reforçar duplamente a Ponte sobre o Tejo de forma a que pudesse suportar três tabuleiros rodoviários (cada um, com três faixas para cada lado), além do tabuleiro ferroviário? Ou seja, acrescentar dois novos tabuleiros rodoviários?

A Ponte sobre o Tejo custou na altura (1966) dois milhões e duzentos mil contos, o que corresponde, sem ajustes à inflação, a perto de 11 milhões de euros hoje. Sabendo que desde 1966 até hoje, os preços em Portugal subiram 71 vezes, uma ponte igual, hoje em dia, custaria cerca de 800 milhões de euros. Ou seja, os dois novos tabuleiros rodoviários não deveriam andar muito longe dos 300 – 400 milhões de euros.

Na margem direita do Tejo, dois tabuleiros serviriam a parte central de Lisboa e o outro a linha de Cascais e de Sintra. Na margem esquerda do Tejo, dois tabuleiros serviriam a parte montante da outra banda, e o outro serviria a Trafaria e arredores.

Não seria mais inteligente fazer isto do que túneis pedonais que implicariam sempre a utilização de outros meios de transporte?

Económico-Financeiro disse...

Estimado Diogo,

Na movimentação de pessoas e bens, a via de transporte é uma pequena parte do problema pois as entradas e as saidas (os acessos e estacionamento) têm que responder à capacidade da via.

Se imaginarmos que chegam à Praça do comércio 10000 bicicletas numa hora e que essas pessoas as pousam e entram no metro, é preciso toda a praça para as estacionar e as pessoas perdem mais de 10 minutos nesta operação.

Agora vamos imaginar 10000 carros por hora a chegar ao Cais do Sodré a 100km/h. Se a descarga for num cruzamento em que cada condutor tem que olhar para a direita e para a esquerda a ver se pode passar, era tal o embarrilamento que a capacidade da ponte ficaria reduzida a quase nada.
Estaciona-los obrigaria a ter, 150000 m2 de estacionamento (20 praças).

A logistica de tratar em simultâneo milhares de coisas é muito mais complexa do que parece. Por exemplo, uma mijinha não parece ter nenhum impacto ecológico mas, numa cidade com 10 milhões de pessoas, queima rios inteiros.

Um túnel Cacilhas-Cais do Sodré apenas substitue o cacilheiro.

pc

jfdr disse...

Caro Pedro Cosme,

Parabéns por um post interessante e estimulante.

Para mostrar que um túnel pedestre/bicicletas não é uma ideia do outro mundo, apresento uma referência para o túnel de Kanmon, no Japão:

http://japanvisitor.blogspot.pt/2008/12/kanmon-pedestrian-tunnel.html

Cumprimentos
joão

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