Engenharia Civil 2001

Ampliação do Aeroporto do Funchal
Eng.º António Segadães Tavares
Funchal, Madeira

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A escolha do Júri do “Prémio Secil de Engenharia Civil 2001” veio a recair sobre a Estrutura de Ampliação da Pista do Aeroporto do Funchal, projetada pelo Engenheiro António Segadães Tavares. Esta escolha saiu de um lote de vários projetos de grande mérito nomeados pelo Júri, a que presidiu o Engenheiro António Reis.

Nas palavras do Presidente do Júri “A singularidade da obra de Ampliação da Pista do Aeroporto do Funchal, pesou sem dúvida na decisão final do Júri. Tratava-se por um lado, duma obra cujo projecto fora desenvolvido em condições particularmente complexas. A implementação em obra das soluções estudadas requereu do Autor do Projeto, bem como dos restantes intervenientes, uma elevada capacidade técnica para a resolução de problemas específicos.”

António Segadães Tavares nasceu em 1944 em Luau, em Angola. Frequentou a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, onde terminou em 1968 a Licenciatura em Engenharia Civil, com a média e classificação final de 16 valores, tendo sido distinguido com o Prémio da Fundação Engenheiro António de Almeida por ser o melhor aluno do seu curso. Recebeu ainda o Prémio Leca da Construção, em 1998, e o Louvor de Grande Oficial da “Ordem de Mérito”.

Desenvolve a atividade de projetista desde 1969, tendo participado em inúmeros trabalhos, individualmente ou em colaboração, com destaque principal para as áreas de estruturas e fundações, e ainda na coordenação e revisão de projetos. Tendo iniciado a sua atividade profissional no Laboratório Nacional de Engenharia Civil, foi sucessivamente Diretor do Departamento de Estudos e Projetos da construtora Teixeira Duarte, Diretor Técnico da TRIEDE e é, hoje, diretor e responsável principal da STA – Segadães Tavares & Associados, Engenheiros e Arquitetos Consultores, Lda.

Desempenhou ainda a atividade docente no Instituto Superior Técnico, na Faculdade de Engenharia da Universidade de Luanda e no Laboratório Nacional de Engenharia Civil. É atualmente Professor Associado do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa.

António Segadães Tavares é autor do livro “Análise Matricial de Estruturas”, editado em 1972 pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil e tem diversos trabalhos editados em publicações especializadas e apresentados em congressos e conferências nacionais e internacionais.

É membro sénior da Ordem dos Engenheiros, especialista em estruturas, e é membro da Federação Internacional do Betão, do American Concrete Institute, da International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering e da Sociedade Portuguesa de Geotecnia.

Tem exercido a sua atividade de consultor em diversos países, nomeadamente: Angola, Estados Unidos da América e Venezuela, em particular na área dos Projetos de Estruturas Especiais.

Dos projetos recentes, no domínio das estruturas especiais, podem destacar-se os projetos de Ampliação da Pista do Aeroporto do Funchal, a Cobertura da Praça Cerimonial anexa ao Pavilhão de Portugal, no recinto da Expo`98, ou ainda, o projeto de Reforço e Consolidação do Túnel Ferroviário do Rossio e Galerias de Emergência.

Na área dos Edifícios de Serviços são de realçar obras como o Centro Cultural de Belém, o Pavilhão de Portugal, a Praça Cerimonial e o Teatro Camões, estes últimos edificados para a Expo 98; diversos edifícios comerciais como o “Vasco da Gama Shopping”, o “Algarve Shopping” e o Edifício Grandella; ainda, o Vila Moura Marina Hotel e o Hotel Meridien. Tem ainda obra construída ao nível dos edifícios para o Ensino Superior, de que são exemplos a Escola Superior de Teatro e Cinema, na Amadora; a Faculdade de Medicina Veterinária, em Lisboa; o Complexo da Escola Superior Agrária de Santarém e a Academia da Força Aérea, em Sintra.

Finalmente, na área da Recuperação de Edifícios Antigos destacam-se diversos trabalhos na Reconstrução da Zona Sinistrada do Chiado, o Edifício do Banco de Portugal, em Évora; o Edifício Sede do Montepio Geral, em Lisboa e a participação na adaptação a pousada do Mosteiro de Flor da Rosa no Crato.

Introdução

Em 1993 foi pela ANAM, Aeroportos e Navegação Aérea da Madeira, S.A. posta a concurso a empreitada de Ampliação do Aeroporto da Madeira, localizado no lugar de Santa Catarina, a cerca de 20 km da cidade do Funchal.

O concurso internacional para a empreitada baseava-se em estudos efetuados pela Hidroservice (do Brasil) e pelo Eng. Edgar Cardoso, sendo o respetivo Caderno de Encargos limitativo à apresentação de variantes e de novas soluções.

A convite do que viria a ser a Novapista, agrupamento complementar de empresas constituído pela Zagope, S.A. e OPCA, S.A. (empresas portuguesas), Spie Batignolles, S.A. (empresa francesa) e Andrade Gutierrez (empresa brasileira), o Eng. António Segadães Tavares integrou a equipa técnica para o estudo de soluções construtivas e eventuais variantes.

Os estudos que inicialmente estavam limitados por natureza às soluções técnico-económicas mais adequadas para execução das fundações da estrutura, vieram a ser estendidos à totalidade da estrutura, cabendo à STA o desenvolvimento do projeto de fundações e estrutura da ampliação do Aeroporto do Funchal, numa primeira fase até aos 2336 metros (correspondendo a uma intervenção estrutural de 550 metros) a que se seguiu a segunda fase da ampliação (correspondendo a uma intervenção de 660 metros) estendendo a pista até ao comprimento final de 2781 metros.

Com o objetivo de dotar a Pista das características que a tornassem operacional para as maiores aeronaves comerciais em serviço, foi decidido efetuar o seu prolongamento por meio de uma ponte projetada para suportar uma solicitação pouco habitual – a descarga em operação de uma aeronave do tipo “Boeing 747-400”.

A construção da ampliação foi, por razões orçamentais e de financiamento, dividida em duas fases:

  • A primeira fase tem início num muro de cabeceira que limita a Nordeste a antiga Pista, sendo dela separada por uma junta de dilatação estrutural, foi realizada por uma ponte de 546 metros de extensão.
  • A segunda fase, semelhante à primeira e dela separada também por uma junta de dilatação, atinge as falésias que por Norte limitam a baia que foi aterrada, tem um comprimento máximo de 462 metros.

Descrição da Obra

A solução estrutural adotada consiste num conjunto de pórticos, orientados transversalmente ao eixo da pista e distanciados entre si de 32 metros. Nas travessas dos pórticos (vigas carlinga) apoia uma laje em betão armado pré-esforçado de 189 metros de largura. A espessura da laje varia entre 1 metro numa faixa central de 12 metros e 1,7 metros junto aos pórticos, sendo a transição feita por curvas circulares de raio constante.

Cada um dos pórticos transversais é constituído, em geral, por seis pilares distanciados de 32 metros, em que apoiam as vigas carlinga, existindo em cada extremidade consolas com um balanço de 14,5 metros.

As vigas carlinga, em betão armado pré-esforçado, apresentam uma altura que varia entre 3,6 metros (ao meio do vão) e 5,6 metros no apoio sobre os pilares.

Os pilares têm uma secção circular com 3 metros de diâmetro e alturas que atingem os 50 metros na zona sobre o aterro marítimo, altura que vai diminuindo à medida que a estrutura se aproxima e galga as falésias.

As juntas de dilatação, que separam as primeiras e segundas fases, permitem a ambas as partes um comportamento independente, em particular para os efeitos das variações térmicas, retração e fluência dos materiais estruturais. De igual modo as juntas isolam as estruturas da ampliação das estruturas em terra, garantindo uma resposta sísmica independente dos dois tipos de estrutura.

A génese atormentada dos solos vulcânicos da Ilha da Madeira determina as suas características, com variações acentuadas em pequenas distâncias (basalto mais ou menos compacto transitando para basaltos vacuolares e escoriáceos, cinzas e tufos vulcânicos, clastolavas, depósitos de vertente, cascalheiras com blocos atingindo dimensões de 2 metros cúbicos). Acresce ainda a ocorrência frequente de locas, grutas e cavernas que obrigaram a um constante e minucioso trabalho de reconhecimento geotécnico.

Conforme a natureza do solo de fundação as fundações são diretas, por sapatas, ou indiretas, por estacas em betão armado moldado “in-situ” ou metálicas.

Quando os solos de elevada compacidade se apresentavam a pequenas profundidades a solução adotada foi a de executar sapatas, apresentado estas uma forma cilíndrica , numa parte superior, com 8 metros de diâmetro e 2,2 metros de altura, e uma forma octogonal, numa parte inferior com 2,5 metros de altura.

Nas zonas onde o terreno apresentava fracas características a solução típica consistiu na execução de grupos de 8 estacas com um diâmetro de 1,5 metro, chegando a ponta das estacas a atingir profundidades de 60 metros.

Para além das cargas correspondentes aos pesos próprios dos elementos estruturais e de todos os restantes elementos fixos, tais como guarda-rodas e barreiras de segurança (cargas permanentes) e os pesos dos materiais de revestimento da pista, tinham particular relevo as sobrecargas aeroviárias.

Esta sobrecarga característica aeroviária imposta para o dimensionamento da estrutura correspondia ao peso máximo de um BOEING 747-400, ou seja 3960 kN (aproximadamente 400 ton.), com um trem de aterragem consistindo em 4 “boogies” de quatro rodas.

Foram ainda consideradas como ações variáveis a ação sísmica, a ação do vento, as ações de retração e fluência do betão e as ações decorrentes das variações uniformes e diferenciais de temperatura.

Algumas das quantidades de trabalho da ampliação da pista forma:

  • Escavações – 3 500 000 metros cúbicos
  • Aterros – 3 400 000 metros cúbicos
  • Estacas – (diâmetro 1500 mm) 23 000 metros
  • Estacas – (diâmetro 1200 mm) 3 000 metros
  • Betão Estrutural – (C30/35) 340 000 metros cúbicos
  • Aço em armaduras – (fsy = 400 Mpa) 32 000 toneladas
  • Aço para pré-esforço – (tons) 16 000 toneladas
  • Aço para pré-esforço – (força) 850 000 000 kNxm

Ficha Técnica obra: Estrutura de Ampliação do Aeroporto do Funchal
Localização: Santa Catarina, Região Autónoma da Madeira
Projeto: Eng. António Segadães Tavares
Cliente: ANAM – Aeroportos e Navegação da Madeira, SA
Estrutura: STA , Segadães Tavares e Associados
Construtor: Novapista ACE

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