Conheça os desafios da construção do aeroporto internacional de Kansai, que demandou a criação de uma ilha artificial em um solo argiloso, e descubra as lições que ele deixa para as suas obras
Primeiro aeroporto flutuante do planeta e aquele que tem a pista mais longa do mundo, o aeroporto internacional de Kansai coleciona dados e fatos impressionantes que o tornam um marco da engenharia e da arquitetura.
O projeto foi desenvolvido de maneira que o aeroporto suportasse tufões e terremotos, com uma base forte e flexível o suficiente para estabilizar uma ilha flutuante em um solo argiloso.
Neste artigo, você vai conhecer melhor essa história e os detalhes da construção desse projeto que, em 2001, ganhou o prêmio Monumento de Engenharia Civil do Milênio. Além disso, vai descobrir quais lições ele deixa para as suas obras. Acompanhe!
História do Aeroporto Internacional de Kansai
A necessidade de se construir um aeroporto na região de Kansai, no centro-sul do Japão, surgiu entre as décadas de 1960 e 1970. Na época, o aeroporto de Itami, que atendia a região, já estava atingindo sua capacidade máxima e não havia possibilidade de expansão.
Inclusive, por conta disso, muitas empresas locais de exportação perdiam negócios para Tóquio, que tinha um aeroporto internacional com maior capacidade. E ainda, por ficar em um subúrbio densamente povoado da cidade de Osaka, o aeroporto de Itami era alvo de muitas reclamações por conta do barulho dos aviões.
Sendo assim, a escolha do local para a construção do novo aeroporto da região de Kansai levou em conta diversos fatores. Primeiro, considerando os problemas enfrentados em Itami, era preciso que o aeroporto ficasse bem longe de áreas residenciais. Dessa forma, poderia funcionar 24h, sem que o barulho incomodasse a população.
O plano inicial era construí-lo na cidade de Kobe, porém, a prefeitura rejeitou a ideia. Então, após a consideração de seis locais offshore pelo Ministério dos Transportes, foi feita uma proposta para construir uma ilha artificial na Baía de Osaka, ao sul da cidade.
Ou seja, seria necessário engenharia extensa e sofisticada tanto para construir a ilha artificial quanto para garantir que a edificação resistisse a inundações, tufões e terremotos. Esta proposta foi aprovada e a construção da ilha começou em 1987.
O projeto do aeroporto internacional de Kansai
Os responsáveis técnicos pelo projeto do aeroporto de Kansai são o arquiteto italiano Renzo Piano (famoso pelo edifício Shard, em Londres, e pelo Centro Pompidou, em Paris) e a empresa de arquitetura Ove Arup & Partners, do Reino Unido.
O projeto do aeroporto internacional de Kansai contempla, de fato, duas ilhas (cada uma suportando uma pista) e um terminal. A construção da primeira ilha aconteceu entre 1987 e 1994. A conclusão da Ilha II aconteceu em 2007. A Ilha I é um pouco menor, com 511 hectares, enquanto a Ilha II tem 535 hectares.
As ilhas artificiais estão conectadas ao continente por uma ponte de 3,75 km de comprimento, que possui dois níveis. O nível superior é uma estrada, enquanto o nível inferior contém duas linhas ferroviárias independentes.
Aeroporto Internacional de Kansai em números
Desafios da construção da ilha artificial de Kansai
Como você pode imaginar, construir uma ilha artificial em uma baía tão profunda (a água na baía tem 18 metros de profundidade, com 30 metros de base de argila mole abaixo) não foi uma tarefa fácil.
Entre os grandes obstáculos desse projeto estava a estabilização do solo. Aliás, a condição do solo era o principal desafio – mais inclusive do que a profundidade da água. Afinal, a região era composta por argila aluvial, que contém cerca de 70% de água.
Para lidar com isso, os engenheiros usaram drenos de areia, que são tubos cheios de areia introduzidos na argila. Quando esses tubos são removidos, a areia absorve a água dentro da argila, reduzindo sua capacidade de compressão.
Depois, à medida que mais peso de construção é adicionado, a umidade da argila é forçada para fora através da coluna de areia. Foram necessários um milhão de drenos de areia em intervalos de 2,5m na camada de argila sob a primeira ilha. Na segunda ilha, foram 1,2 milhão de drenos de areia.
Depois da estabilização do solo, o próximo passo foi construir um paredão e preencher o local de recuperação do terreno. O perímetro do aeroporto foi definido usando 69 grandes câmaras de aço, que pesavam 200 toneladas cada, com 22 metros de diâmetro e largura para fazer uma base sólida.
Então, as áreas entre as câmaras foram preenchidas com 48.000 tetrápodes (estruturas de concreto especialmente projetadas usadas para proteger a ilha das ondas, dissipando a água que se aproxima).
O espaço da ilha central foi preenchido com rochas. Foram necessários 430 milhões de metros cúbicos de rochas, retirados de três montanhas.
O fundamento da base para o aeroporto é composto por mais de um milhão de colunas de suporte, que mergulham 20 metros no mar e 30 metros em uma camada de argila antes de serem enterradas mais 40 metros na rocha abaixo.
Estabilização do terreno ao longo dos anos
O projeto do aeroporto internacional de Kansai levou em conta o fato de que a camada de argila na base das ilhas continuaria a se assentar de forma irregular ao longo dos anos.
A altura final das ilhas artificiais foi baseada nas estimativas de afundamento adicional da camada de base de argila. O Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering relata que as alturas finais escolhidas foram 36,7 metros acima do fundo do mar para a Ilha I e 40-43 metros para a Ilha II.
A expectativa dos responsáveis pelo projeto é que a ilha afundaria cerca de 4 metros. Contudo, em março do ano da construção, já havia afundado 8 metros.
Outro problema era o fato de a estrutura afundar em medidas diferentes, o que faria com que, eventualmente, rachaduras comprometessem toda sua estrutura.
Para resolver esse problema, instalaram-se vigas com sensores especiais que detectam quando o assentamento excede a tolerância máxima permitida (10 milímetros) em um ponto qualquer.
Cada estaca está equipada com um sistema de calibração que opera por meio de poderosos macacos hidráulicos que aguentam até 3 toneladas. A estaca que tiver sofrido movimentação é ajustada e fixada na nova posição. Esta regulagem continuará por 10 anos, até que todos os macacos hidráulicos sejam fixados definitivamente.
Para se ter uma ideia, a taxa de afundamento da ilha caiu de 50 cm por ano durante 1994 para 7 cm por ano em 2008.
Inovações de design no projeto do aeroporto internacional de Kansai
As curvas da cobertura do aeroporto de Kansai foram projetadas com base em estudos aerodinâmicos exaustivos das correntes de ar no interior do edifício. Desta forma, os fluxos de ar são canalizados da ala de passageiros para a ala de embarque sem encontrar nenhum duto de ar fechado, seguindo a forma do teto.
Esses estudos estruturais também inspiraram o desenvolvimento de um modelo matemático que garantisse a máxima padronização dos componentes. O resultado é que todos os 82 mil painéis de aço inoxidável do aeroporto de Kansai são absolutamente idênticos.
O teto é suportado por vigas de 80 metros de vão, sustentadas por colunas angulares.
Lições da construção do aeroporto internacional de Kansai
Apesar de a construção ter sido desafiadora, o aeroporto internacional de Kansai foi aclamado como um grande sucesso da engenharia civil. Inclusive, as lições aprendidas com a obra e os desafios do afundamento da estrutura serviram de aprendizado para o desenvolvimento de outros aeroportos flutuantes.
Uma das grandes lições desse projeto é a importância de planejar as necessidades técnicas da obra e gerenciar o orçamento estrategicamente.
Isso porque quando foi inaugurado, em 2004, o custo total do aeroporto internacional de Kansai foi estimado em cerca de US$ 8 bilhões. Contudo, em 2008, o valor havia subido para US$ 20 bilhões, principalmente devido a problemas associados ao alto ritmo de afundamento inesperado da ilha flutuante.
Ainda que seus projetos não cheguem perto da magnitude dessa obra, os aprendizados sobre a importância do planejamento e da gestão de custos valem para qualquer tipo de empreendimento.
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Informações: Kansai Airports; Fondazione Renzo Piano; Institute of Civil Engineer; Simply Flying; Japão Real