Fim das interdições na ponte rio-niterói

Quem passa freqüentemente pela ponte Rio-Niterói e morre de medo de ventanias ou tempestades já pode ficar tranqüilo. Esses dias estão contados: a partir do início de maio, a ponte Rio-Niterói não vai mais precisar ser interditada quando houver ventos fortes. Um estudo feito no Instituto de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ) desenvolveu um sistema de controle dinâmico com a função de atenuar as oscilações que ocorrem no vão central da ponte e garantir a segurança dos motoristas.

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Ponte Rio-Niterói vista do aeroporto Santos-Dumont, no Rio

Elaborado sob contrato com a Ponte S/A (empresa concessionária da Rio-Niterói), o projeto de Atenuadores Dinâmicos Sincronizados (ADS)[1], desenvolvido e patenteado pelo professor Ronaldo Battista, do Programa de Engenharia Civil da Coppe, promete uma redução em mais de 80% nessas oscilações.

As vibrações na superestrutura metálica dos vãos centrais da ponte Rio-Niterói são induzidas pela ocorrência de ventos relativamente fracos. Quando o vento encontra a superestrutura da ponte, 70 metros acima do nível do mar, formam-se turbilhões (vórtices) alternados por cima e por baixo da mesma. Se esse escoamento de ar mantiver uma determinada velocidade média por mais de um ou dois minutos, a ponte inicia um processo de oscilação vertical também chamado de fenômeno aeroelástico.

Esse ’balanço’ em ritmo de valsa (período de 3 segundos) da ponte tem sido provocado por ventos vindos do quadrante sudoeste, com direção perpendicular ao eixo da ponte e velocidades relativamente baixas, em torno de 55 km/h. Na ocorrência desses eventos, a ponte deve ser fechada ao tráfego de veículos. Daí a necessidade de um sistema de controle dessas oscilações, pois nem sempre a interdição é feita a tempo, o que causa aflição e medo nos motoristas, que enfrentam grandes amplitudes de deslocamento vertical.

A solução proposta por Battista consiste em um conjunto de 32 unidades ADS que já estão instalados no meio do vão central, dentro das vigas-caixão gêmeas da superestrutura metálica da ponte. Os ADS são constituídos por caixas de aço (com duas toneladas cada) penduradas em seis molas em espiral, com capacidade de se alongarem até 3,5 m. Quando a ponte começar a oscilar sob ação do vento, os ADS também entrarão em ação, num ’sobe e desce’ das caixas de aço, e produzirão forças de inércia para contrabalançar as forças produzidas pela ação do vento sobre a ponte.

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Vista global de um ADS no laboratório de estruturas da Coppe (esq.) e esquema
com os ADS instalados dentro da viga-caixão da ponte Rio-Niterói (dir.)

Além disso, os atenuadores vão anular a probabilidade de propagação das fraturas que podem ser provocadas por fortes variações de tensões localizadas induzidas pelos grandes deslocamentos verticais devidos à ação do vento, numa ordem de grandeza não considerada no projeto original.

O sistema de ADS pretende, sobretudo, amenizar os movimentos verticais da ponte, que têm alcançado amplitude de até 1,2 m (60 cm para cima e 60 cm para baixo), para cerca de 10 cm. “Uma amplitude baixa como essa, associada a um período de oscilação de cerca de 3 segundos, não causa sensação de desconforto aos usuários que trafegam sobre a ponte e garante segurança, devido à redução das tensões na estrutura”, garante Battista.

Renata Moehlecke
Ciência Hoje On-line
20/04/04