HISTÓRICO DA PONTE HERCÍLIO LUZ Florianópolis - SC Prof. Narbal A. Marcellino – ECV/CTC/UFSC • Introdução Neste artigo é apresentado um panorama histórico sobre a concepção, projeto e realização da estrutura da ponte Hercílio Luz de Florianópolis, em Santa Catarina. Esta ponte que é a maior do mundo do tipo pênsil usando correntes, ou também chamada de cadeia de barras de olhais, foi na década de 1920 um marco da engenharia mundial. Mesmo entre as pontes penseis usando cabos só havia até o ano de 1926 cinco pontes com vãos maiores que a de Florianópolis. Atualmente, em todo o planeta, são encontradas cerca de oitenta pontes vencendo vão maior que os 340 metros da ponte. De maio de 1926, quando foi inaugurada, até hoje, cumprida sua missão como obra, até sua primeira interdição em 1982, depois de mais de 60 anos de serviço ao transporte em Santa Catarina, problemas técnicos; como corrosão e trinca em uma das barras de olhais que sustentam a ponte, geraram sua interdição, inicialmente desde 1982 até 1988 e depois em 1991. Atualmente, está em andamento um projeto de recuperação que define uma maneira de recuperar o vão central pênsil da obra e que tem em vista a sua conservação como monumento histórico. Objetivos O objetivo deste trabalho foi de coletar e sistematizar algumas informações para que se possa conhecer e avaliar a história dessa ponte e as possibilidades de recuperação de uma obra tão peculiar. Onde a concepção e o processo construtivo, apesar de atualmente ultrapassados do ponto de vista tecnológico, ainda apresentam um conhecimento que certamente interessa aos estudiosos da história da técnica e constitui uma contribuição à evolução da engenharia. Histórico

O desejo de vencer vãos cada vez maiores e a evolução da arte de construir é inerente a história da humanidade. As construções pela sua complexidade e imponência, desde a Antigüidade, tem uma importância fundamental na compreensão da cultura das diversas civilizações. Uma sucessão de invenções e descobertas registra o esforço em promover abrigos cada vez mais seguros, espaços de reunião de pessoas com as mais diversas finalidades, artísticas, culturais, religiosas ou mesmo de transpor obstáculos como é o caso das pontes e viadutos. A descoberta de novos materiais como o aço, o cimento e o concreto estrutural, praticamente nos últimos duzentos anos, modificaram enormemente estas possibilidades. Um vão livre da ordem de 40 metros que foi liberado pelos romanos no Panteon de Roma e só depois de mais de 1400 anos igualado nas basílicas de Alexandria e de Florença, são hoje vãos de obras comuns que podem ser encontradas em ginásios e clubes das nossas cidades mais modestas. As pontes até então em alvenaria de pedras ou madeira, tiveram uma fantástica evolução nestes dois últimos séculos. Desde a primeira ponte em ferro fundido, a Iron

Bridge sobre o rio Severn River, em Coalbrookdale, Inglaterra, com seus 30 metros (100 pés), completada em 1779, uma sucessão de obras notáveis tem fascinado as pessoas em todo o mundo. Na ponte pênsil ou suspensa o cabo é elemento principal de sustentação. A idéia de transpor obstáculos usando cabos é muito antiga e não há registro das primeiras pontes penseis que inicialmente usaram cordas. São encontradas ilustrações de pontes de cordas na Europa, China, Índia e até a famosa ponte Inca na América (http://www.youtube.com/watch?v=xb5_Kuvkhxc). Segundo o site de David Denenberg (http://www.bridgemeister.com/) a primeira ponte pênsil usando correntes metálicas tenha sido construída em 1734 Glorywitz, na Prússia sobre o rio Oder. Em 1817, J. Smith construiu uma passarela Drybourgh na Escócia com 80 metros de vão Em 1810 John Templeman construiu uma ponte pênsil com vão de 74 m chamada Newburyport em Massachusetts, EUA, sobre o rio Merrimack.

Ponte Newburyport em Massachusetts, EUA

Em 1826 o famoso construtor de pontes inglês Thomas Telford concluiu a

ponte Menai Straits Bridge em Wales, País de Gales, com torres de alvenaria de pedra, vencendo um vão de 176 metros (570 pés) com uma corrente, composta de 12 barras de olhais, dispostas em dois feixes de seis barras de cada lado da ponte. A barra de olhal, usada pela primeira vez por Telford, é uma barra que tem a possibilidade de emenda como mostra a foto das barras usadas na ponte Hercílio Luz.

Foto de 2006 da Ponte Menai Straits

Barras de olhais da ponte Hercílio Luz

Na Alemanha, em 1829 foi construída uma ponte pênsil de correntes sobre o Rio Regnitz, em Bamberg. Entretanto a ausência de vigas de rigidez causava grandes deslocamentos e deterioravam os pinos dos olhais. A grande exigência de manutenção, obrigou sua substituição em 1891 por outra ponte em arco metálico. Em 1864 foi concluída a Clifton Bridge sobre o rio Avan, em Bristol, Inglaterra, projeto de Isambard Kingdom Brunel, em ferro forjado sendo a corrente, de cada lado, composta de 36 barras, dispostas em três camadas de doze (2x6) barras.

Em 1903, aparece a ponte Elizabeth, também sobre o Rio Danúbio em Budapeste, com vão de 290 metros, projetada por Aurel Czekelius e M. Nagy. Esta era considerada por alguns autores europeus que desconheciam a Ponte Hercílio Luz, a maior ponte em correntes do mundo, foi destruída na segunda guerra mundial. Em 1926, é concluída a ponte Hercílio Luz, em Florianópolis, Santa Catarina, projeto de Robinson & Steinman e participação de Willian G. Grove, com vão central de 340 metros (1113 pés) em estrutura pênsil usando correntes de 4 barras de cada lado, ancoradas a 120 m no lado do continente e 110 m no lado da ilha, em blocos presos a rocha. O seu comprimento total é de 821 m, 222 m do lado do continente e 259 m no lado da ilha. No vão central a altura média do tabuleiro é de 30 metros do nível do mar. Mais similares a ponte Hercílio Luz, na concepção estrutural, usando as barras de olhais e o mesmo tipo de aço empregado, foram a Silver Bridge sobre o rio Ohio, entre Point Pleasant em Gallipolis, nos EUA, e a Saint Mary’s Bridge em West Virginia, EUA. Ambas projetadas e construídas pela firma J. E. Greiner & Co. A primeira ruiu em 15/11/1967, por ruptura em um olhal da corrente, causando a morte de 46 pessoas. A segunda, em mau estado de conservação, foi desativada e desmontada em 1971. As diferenças entre as pontes brasileiras e americanas são muito bem abordadas no artigo de Lichtenstein. As americanas eram totalmente penseis, ou

seja, no vão e nos acessos, e tinham apenas duas correntes de cada lado, quando a brasileira tem quatro. (Lichtenstein, 1993).

Desmonte da ponte Saint Mary´s

A necessidade da ponte para Florianópolis A cidade de Florianópolis, chamada de Desterro, antes de revolução federalista de 1894, nasceu da colonização portuguesa na Ilha de Santa Catarina, a ilha é uma faixa de cerca de 55 km de extensão com 8 km de largura, e sempre foi a capital administrativa do estado de Santa Catarina. A ligação com o continente era feita através de barcos e balsas, o que era comum no passado! Pois só a partir da evolução dos meios de transportes, é que o transporte terrestre predominou e apareceu a necessidade das pontes e viadutos. Por volta de 1900, no caso de Florianópolis, apesar do anseio por uma ponte, a necessidade não seria justificável tratando-se de uma pequena cidade de quarenta mil habitantes. Aconteceu que por ser capital do estado, abrigava políticos e pessoas influentes que ali desejavam permanecer. Assim traçaram-se planos de implantar uma ferrovia para ligar a capital às outras cidades e construir um porto na parte norte da ilha, de modo a evitar as águas rasas das baías norte e sul. Isso não ocorreu devido a evolução e predomínio do transporte rodoviário o que tornou mais viável o porto de Itajaí, distante 80 km de Florianópolis. “No governo do Estado, mandarei construir uma grande ponte

e vocês que são moços terão oportunidade de passar muitas vezes por ela” Hercílio Luz, 1917

Assim, com o empenho de Hercílio Luz, o estado conseguiu, em 1920, um empréstimo para viabilizar a construção da primeira ligação entre a ilha e o continente. A importância da ponte, para os habitantes da ilha na época, pode ser ilustrada pelo fato de ser construída uma miniatura (de 10 metros) da ponte na praça central da cidade para que o governador Hercílio Luz pudesse antecipar a inauguração da obra, pois a gravidade de sua doença já era reconhecida. A parte continental da ponte foi concluída em novembro de 1924.

Hercílio Luz Hercílio Luz foi um político importante para Santa Catarina, teria cursado engenharia civil na Bélgica e daí sua vocação para o maior desafio da época, construir uma ponte unindo a ilha de Santa Catarina ao continente. Entre suas realizações, que atestam uma visão avançada de urbanismo para a época, implantou sistemas de saneamento básico, construiu a hoje avenida Hercílio Luz, com sistema de transporte por trilho (bonde) e previu um aqueduto como necessidade da ponte, pois a cidade não teria abastecimento de água suficiente coletada do interior da ilha.

Foi governador do estado, no primeiro mandato de 1895/98, eleito senador em 1900, vice-governador de 1919/1921 e governador novamente de 1922 até sua morte em outubro de 1924.

O Projeto A partir de 1900 diversos estudos procuravam resolver o problema de qual a ponte adequada para a ligação. O engenheiro paranaense Oscar Machado da Costa estudou diversas alternativas, durante anos, chegando a conclusão, acertadamente para a época, que a melhor solução seria uma ponte pênsil de cabos e com tabuleiro em viga reta. Segundo Vasconcelos (1993) o engenheiro Oscar não foi escolhido para projetar a ponte pela necessidade de sua execução no estrangeiro, com detalhamento do projeto de acordo com as próprias facilidades de execução. Observe-se que o Brasil, ainda não possuía siderurgia. A figura ilustra a primeira sugestão de ponte em treliça, o desenho original do engenheiro Oscar e a solução final de Steinman & Robinson (Steinman & Grove, 1927).

Estudos para a definição do projeto da ponte Hercílio Luz (Steinman & Grove (1927)

A empresa encarregada pela construção foi Byington & Sundstrom de São Paulo, que com os estudos do engenheiro Oscar, consultou o engenheiro americano Holton Robinson sobre a possibilidade de reduzir o custo previsto inicialmente. Robinson consultou D. B. Steinman e a partir desse trabalho tornaram-se sócios na empresa Robinson & Steinman que atuou até a morte de Robinson em 1945. (Steinman, 1924). Desta consultoria, e participação do engenheiro Willian G. Grove da American

Steel Company, ficou acertada que a execução do projeto seria feita com a solução em correntes (ou barra de olhais), o que na época viabilizou economicamente o projeto, comparado a solução de cabos contínuos. Steinman and Grove (1927) Quando avalia a solução adotada, Vasconcelos (1993) comenta que uma economia acarreta outra e no conjunto, o resultado final compõe-se de várias parcelas, descritas em seu artigo, como: - economia na própria viga do tabuleiro, menos solicitada; - menos pendurais; - redução da carga; - redução das tensões no aço. Considerando-se os 60 anos de serviço da ponte, para a vida útil estimada na época, se não foi a melhor, parece ter sido a decisão acertada. Pois a ponte não apresentou problemas estruturais de 1926 a 1982 (54 anos) e foi reaberta por mais 2 anos até 1991 quando foi interditada para os reparos. Hoje, recuperada nos trechos dos viadutos, aguarda a recuperação do seu vão central, pilares, blocos de ancoragem e fundações. A história da construção As sondagens para as fundações iniciaram em novembro de 1922, em maio de 1924 a firma construtora Byington & Sundstrom de São Paulo, entregou as fundações concluídas. Em 25/julho/1924 chegou a equipe de operários americanos que montou a superestrutura de aço. A 8/nov/24 concluiu o viaduto do lado do continente e a 27/dez/24 ficou pronta a primeira torre no mesmo lado, num prazo de 6 semanas! A 5/jan/25 aprontou o viaduto da ilha e a 1/fev estava pronta a torre da ilha, num prazo de 5 semanas. A 10/fev/25 foi passado o primeiro cabo provisório para a montagem da corrente e a 7/mar/25 estava completada a primeira corrente, na parte norte de 26/mar a 2/abr/25 foi feita a corrente no sul e a 1/ago/25 estava pronta a estrutura principal. O que resulta no prazo de um ano para a montagem de 4400 t de aço.

No sitio http://www.deinfra.sc.gov.br/jsp/informacoes_sociedade/ponte_HercilioLuz.jsp são encontradas cem fotos da época da construção da ponte e outras informações. O piso, incluindo sua estrutura ficou pronto em março de 1926, em 3/maio a ponte foi aberta ao tráfego e em 13 de maio aconteceu sua inauguração oficial. No ano de 1969, o piso de madeira foi trocado por piso de asfalto assente sobre uma chapa corrugada de aço apoiada em um estrado de vigas. O que, segundo o Relatório da UFSC (1990), viria a exigir maior esforço (um acréscimo de tensão em relação ao projeto original) da cadeia de barras de olhais.

Piso de madeira usado de 1926/1968

O problema que gerou a interdição Evidentemente a ruína da Ponte Silver Bridge de Plesand, EUA, em 1967, já havia levantado a necessidade de verificar o estado da Ponte Hercílio Luz, tendo inclusive sido sugerido sua interdição ao tráfego pesado. O que foi acatado pelos responsáveis pela ponte em janeiro de 1982, pois a segunda ponte (Ponte Colombo Salles – em concreto protendido) foi aberta ao tráfego, em março de 1975 possibilitando uma alternativa a travessia do canal.

Em 1982, por acaso, foi descoberta uma trinca, já com 5 cm de abertura no olhal de uma das barras, na altura do topo do pilar do lado sul da ilha.

O Departamento de Estradas de Rodagem do estado (responsável pela manutenção da obra) solicitou vistoria do IPT - Instituto de Pesquisas tecnológicas de São Paulo que vistoriou a obra e sugeriu sua interdição ao tráfego, até que uma inspeção mais rigorosa pudesse ser feita.

Destas providências, a sucessora da empresa de Steinman, agora Steinman Boynton Gronquist & Birdsall, foi solicitada a vistoriar a obra e elaborar recomendações para a recuperação da ponte. As soluções apresentadas A Universidade Federal de Santa Catarina foi consultada sobre a possibilidade de reduzir a carga do piso de asfalto e retirada do atual aparato de suporte do piso. O estudo concluiu ser vantajosa a substituição proposta.

O Relatório do Departamento de Estradas de Rodagem de Santa Catarina de 19/jun/1995, da análise do relatório da vistoria conclui que as barras de olhais “apresentam em seu estado atual, grau de instabilidade e possibilidade de causar a queda abrupta da ponte. Ademais, face a constituição química dos aços especiais empregados... as barras de olhais apresentam características de ruptura frágil...” finalizando com “classificadas como desprovidas de condições de reaproveitamento”. Assim, a ponte permaneceria com seu tabuleiro original, com a troca do suporte do piso de asfalto proposto pelos consultores da UFSC. E o novo cabo de sustentação, sugerido pela empresa Steinman B. G. & Birdsall, substituindo a cadeia de barras (ou correntes), é, cada um, composto de vinte e quatro cordoalhas de 2 3/8 polegadas de diâmetro dispostos em pacotes de quatro camadas interligadas por

chapas. A altura do conjunto é de 42,7 cm, e sua geometria seria a mesma da corrente original. Procurando preservar o aspecto, ou estética da ponte.

A segunda sugestão foi apresentada pelo consórcio Sondotécnica/Ingerop, que contratado, elaborou um detalhado plano de recuperação prevendo a troca dos olhais, reforço dos pilares, blocos de ancoragem e fundações. Na concorrência para a execução desse último projeto foram admitidas alterações durante a execução. Dois consórcios disputaram a concorrência e o Consórcio Florianópolis Monumento CFM trabalha atualmente na recuperação do vão central.

No dia 12 de maio de 2011 foi realizado o III Seminário sobre a Ponte Hercílio Luz promovido pela Associação Amigos da Cidade AAC e Associação Catarinense de Engenheiros ACE na Universidade Federal de Santa Catarina UFSC. Foi apresentado do filme “Ponte Hercílio Luz Patrimônio da Humanidade“. Palestra do representante do IPHAN, manifestação de apoio a recuperação das autoridades do governo do estado o secretario de infraestrutura Valdir Cobalchini e presidente do Departamento de Infra Estrutura do Estado eng. Paulo Meller. Palestra “Situação atual da Ponte e os caminhos para se colocar a ponte em segurança” pelos engenheiros consultores Khaled M. Mahmoud, Jur Jewe H. Maertens da empresa RMG e Cássio Magalhães coordenador das obras.

A solução apresentada é o escoramento de todo o vão central usando uma estrutura provisória composta por um estrado e treliças apoiados em quatro blocos de fundação de modo a suspender a treliça existente no vão central aliviando a tensão na corrente de barras de olhais. Para isso serão usados cilindros hidráulicos (macacos) que suspenderão a estrutura do vão central durante a retirada das barras de olhais. Depois de terminada a substituição das barras de olhais e restauração da treliça os macacos são retirados e a estrutura provisória é desmontada e removida. Bibliografia Vasconcelos A. C. PONTES BRASILEIRAS - Viadutos e passarelas notáveis, São Paulo, Pini, 1993 D. B. Steinman e Willian G. Grove The Eye-bar cable Suspension Bridge at Florianopolis. ASCE Transactions Paper 1662, pág 707-783. Jan, 1927. Engineering News Record, 20/jun/1929, p. 997, 1001 Steinman, D. B. Design of the Florianopolis Suspension Bridge in Engineering News Record, vol. 93 n.20 nov/24 p.778 e out/23 p. 592 A Ponte Hercílio Luz (extrato do relatório de Oscar Machado da Costa e Mário Faria Bello sobre a vistoria final na ponte para seu recebimento oficial) em Revista de Engenharia Mackenzie n. 41, São Paulo, mar. 1927 Relatório do Departamento de Estradas de Rodagem de Santa Catarina 19/jun/1995 Lichtenstein, Abba G. The Silver Bridge Collapse Recounted, ASCE, 1993.