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Estudos de Engenharia
Estudos Geológico-Geotécnicos
Avaliação Ambiental



Em paralelo e iterativamente com os trabalhos de modelagem da demanda, foram realizados os estudos de engenharia, englobando o desenvolvimento de um traçado referencial com base em informações relativas às condições geológico-geotécnicas e de restrições socioambientais, definindo o alinhamento que, respeitadas as características técnicas e construtivas estabelecidas, apresentasse o menor custo construtivo e de impacto ambiental.

Estudo de alternativas de traçado

Premissas

Com base na orientação geral estabelecida para elaboração dos estudos, foram definidas premissas que nortearam a definição dos pontos de passagem ao longo do corredor delineado pelo eixo compreendido entre as cidades do Rio de Janeiro, São Paulo e Campinas, quais sejam:

- Interligação das cidades do Rio de Janeiro, São Paulo e Campinas;

- Conexão dos Aeroportos Internacionais do Galeão, de Guarulhos e Viracopos;

- Presença de uma estação intermediária no trecho do Vale do Paraíba fluminense e outra no trecho paulista;

Adicionalmente a essas premissas, os estudos realizados para definição do traçado referencial também levaram em conta parâmetros associados à sua concepção construtiva e informações sobre a região.

O desenvolvimento do traçado, considerado como referencial do projeto TAV Brasil, levou em consideração padrões internacionais de vias de alta velocidade, de forma a possibilitar a operação de qualquer tipo de trem de alta velocidade, independentemente de sua origem tecnológica.

Com relação aos parâmetros da via férrea, destacam-se:

- Bitola: 1.435 mm;

- Velocidade máxima de projeto: 350 km/h;

- Inclinação máxima (gradiente) de projeto: 3,5 %;

- Raio horizontal mínimo: 7.228 m;

- Raio vertical mínimo: 42.875 m;

- Carga por eixo do trem: 17 t;

- Plataforma mínima de estação: 500 m (para composições de até 16 carros).

No que tange às características da região da área de influência do projeto, foram pesquisadas e utilizadas no desenvolvimento do traçado informações sobre:

- Relevo, geologia e hidrografia;

- Condições / restrições ambientais;

- Uso e ocupação do solo urbano e rural;

- Rede de transportes – rodovias, ferrovias e aéreo;

- Infraestruturas lineares (linhas de transmissão e dutos);

- Áreas indígenas e quilombolas;

- Dados levantados junto a 65 municípios.

No desenvolvimento do traçado foi utilizado o sistema Quantm, modelo informatizado destinado à pesquisa, otimização e avaliação de infraestruturas lineares, como por exemplo rodovias e ferrovias, em função de restrições, com o objetivo de identificar corredores ou alinhamentos de menor custo.

Metodologia e etapas

Os estudos para definição do traçado referencial foram realizados com base no estabelecimento de diversas alternativas, todas integrando dados das áreas de engenharia, custos, restrições socioambientais e de mapeamento digital da área. O desenvolvimento das alternativas foi realizado por intermédio do sistema Quantm para o processamento das informações disponibilizadas, seleção e otimização de traçados. Os estudos obedeceram à seguinte metodologia:

- 1ª. Fase: após a avaliação e otimização do traçado proposto no estudo do TRANSCORR e, a partir de seu eixo, foi definida uma faixa de 20km de largura para concepção de alternativas. A avaliação dessas alternativas propiciou a seleção de um corredor de 2 km de largura envolvendo os traçados de menor custo e menor impacto socioambiental; e

- 2ª. Fase: realização de estudos com vistas à otimização dos traçados desenvolvidos no corredor de 2 km de largura para seleção, em termos de funcionalidade, custos e impacto socioambiental, daquele a ser considerado como referência.

De acordo com essa metodologia, o desenvolvimento do traçado referencial foi realizado e considerou a definição dos pontos de passagem, os parâmetros técnicos estabelecidos para a via e as informações socioambientais da região.

Por sua vez, visando à otimização do traçado selecionado como referencial, foram realizadas mais de 50 rodadas no sistema Quantm e utilizadas ferramentas auxiliares, considerando-se as seguintes variáveis e informações relativas às alternativas consideradas:

- Custos de construção e manutenção, tempo de viagem e consumo de energia;

- Funcionalidades das estações; e

- Impactos ambientais, reassentamento populacional e impacto urbano.

Esclarece-se que a localização das estações intermediárias foi definida com base em análise multicritério, que levou em consideração, entre outros parâmetros, a demanda e a disponibilidade de espaço. A freqüência de paradas nas estações está em função dos tipos básicos de serviços a serem ofertados, definidos em razão do perfil da demanda.

A figura 1 representa de forma esquemática o traçado definido nos estudos como referencial, com as estações consideradas ao longo do trecho em estudo.


No entanto, a freqüência de paradas nas estações é função dos tipos básicos de serviços a serem ofertados, definidos em razão do perfil da demanda.




A tabela 1 apresenta os trechos e sua correspondente extensão ao longo do traçado estudado:

A tabela 2 apresenta o quantitativo resumido de obras de arte.

As figuras 2 e.3 mostram um exemplo das seções transversais para mono e bitúneis.

As figuras de 4 a 16 ilustram alguns trechos do traçado referencial do projeto TAV Brasil. As linhas amarelas representam as fases de C a E de otimização do corredor do trem de alta velocidade. E as linhas verdes mostram a última fase (fase F) de otimização do traçado referencial para o TAV Brasil.


Estudos complementares

Mesmo após a otimização do traçado referencial pelo sistema Quantm, com vistas à redução do custo total de construção, estão sendo avaliadas alternativas de alinhamento e de solução de engenharia em trechos que, mesmo com a flexibilização de parâmetros de projeto não impactem o desempenho operacional do TAV.

Com esse objetivo serão desenvolvidas soluções alternativas mais adequadas para os seguintes segmentos do traçado referencial:


- Saída do Rio do Janeiro: trecho entre a estação Barão de Mauá e Duque de Caxias;

- Serra das Araras: adequação dos parâmetros técnicos (raio de curva de 4.000 m);

- Vale do Rio Paraíba paulista (Bacia de Taubaté): atenção aos segmentos com interferências ou com     problemas ambientais e geotécnicos.


As soluções alternativas estudadas para esses trechos provavelmente alterarão a configuração do traçado referencial e conseqüentemente modificará os quantitativos de obra relativos ao traçado resultante do processo de otimização desenvolvido pelo sistema Quantm.



No Brasil, o clima tropical impõe condições típicas aos solos e às rochas, os quais, devido a processos intempéricos, apresentam características geotécnicas e geomecânicas peculiares, distintas daquelas de países temperados. Desta forma, afeta a engenharia ferroviária, tanto no que se refere a plataformas e obras de arte, quanto a aspectos tecnológicos de materiais de empréstimo

Como subsídio à infraestrutura do TAV Brasil, os estudos geológico-geotécnicos disponibilizam diversas informações sobre os terrenos em que deverá ser implantada a ferrovia de alta velocidade, quanto aos aspectos de rochas, solos, relevo, hidrogeologia, tectônica, sismos, processos geológicos e condicionantes geotécnicos.

Esses estudos geológico-geotécnicos foram executados em uma faixa de 2 km de largura, sendo 1 km para cada lado da diretriz do traçado referencial da via do TAV Brasil, totalizando aproximadamente 520 km de extensão entre as cidades de Rio de Janeiro, São Paulo e Campinas.

Metodologia

Os estudos foram desenvolvidos com base na conjugação de metodologias tradicionais de execução de mapeamento geológico e geotécnico com a adoção de técnicas mais recentes baseadas em Sistemas de Informação Geográfica – SIG, bases de dados, tratamento de imagens digitais e em metodologias de processamento e modelagem digital de dados.

Tiveram como orientação subsidiar o desenvolvimento de um traçado referencial para o TAV, compatível com a fase de pré-viabilidade. Em decorrência disso, foi elaborado um mapeamento regional focado na discriminação de tipologias qualitativas da diversidade de terrenos encontrados ao longo do traçado, conjugado com condicionantes de comportamento geológico-geotécnico significativos para uma obra ferroviária de alta velocidade.

A disponibilização dos dados gerados em ambiente SIG possibilitará, com o acréscimo do conhecimento ao longo das próximas etapas do projeto, a atualização dos dados, a transformação e integração de informações e temas, e a geração de novos produtos, de modo a constituir um consistente acervo sobre o meio físico e as características geológico-geotécnicas e ambientais dos terrenos ao longo do traçado do TAV Brasil, de forma a melhor subsidiar a tomada de decisão nas diversas etapas do projeto.

Estruturação dos estudos

Os trabalhos realizados visaram, principalmente, a caracterização geotécnica do traçado da via, sob a ótica de um estudo de detalhe, baseado em mapeamento de campo, executado na escala 1:10.000, compreendendo a identificação e individualização das unidades geológico-geotécnicas, tais como materiais de cobertura e substrato rochoso expostos em afloramentos e taludes de corte, ao longo de uma faixa de 2 km de largura, sendo 1 km para cada lado, também a partir do eixo da diretriz do traçado da via.

O conjunto de dados levantados incluiu diversos elementos de natureza geológico-geotécnica que poderão condicionar o desenvolvimento de processos, naturais ou induzidos, com potencial para causar danos à operação do empreendimento.

Os trabalhos possibilitaram a elaboração, em ambiente SIG, de um amplo acervo de dados digitais provenientes tanto de dados secundários, como de dados primários gerados ao longo dos trabalhos do projeto, o que possibilitará o desenvolvimento de diversos estudos complementares e o melhor entendimento dos condicionantes geológico-geotécnicos ao longo do traçado referencial do TAV Brasil.

Tais trabalhos serviram ainda para orientar a programação das investigações indiretas (geofísicas) e diretas (sondagens mecânicas e ensaios geotécnicos) necessárias ao desenvolvimento da atual etapa dos estudos para implantação da via do TAV Brasil, inclusive a prospecção preliminar de materiais terrosos, granulares e fontes de agregados necessários à construção da ferrovia.

Está prevista também a realização de outra etapa, complementar às de mapeamento geológico-geotécnico e de investigações/sondagens, que visa integrar as informações produzidas nas primeiras e efetuar a análise de riscos em cada trecho do traçado referencial do TAV Brasil, por tipo de risco, problemas decorrentes e previstos, obras preventivas necessárias, avaliação qualitativa, quantitativa e custos de tais tratamentos. Os resultados dessa etapa que está em andamento serão disponibilizados oportunamente.

Resultados dos estudos geológico-geotécnicos

Os dados levantados permitiram que a região estudada fosse caracterizada regionalmente do ponto de vista geológico, estrutural, geomorfológico e pedológico, de modo compatível com a escala 1:50.000, referente ao mapeamento da faixa de 20km de largura.

Do mesmo modo, também foram avaliadas e constituem parte deste relatório diversas informações relativas à sismicidade regional, consideradas de interesse ao projeto do TAV Brasil, concluindo-se que o histórico de eventos sísmicos registrados em toda a região de interesse demonstra não haver risco dessa natureza à implantação e operação do empreendimento.

Do ponto de vista geológico-geotécnico, considerou-se necessário dividir o traçado, em função de suas características, em sete grandes domínios, os quais contêm vinte e sete unidades geológico-geotécnicas identificadas em função de suas propriedades e previsão de comportamento frente às solicitações da obra.

As condições apontadas no mapeamento geológico-geotécnico condicionaram o desenvolvimento do traçado referencial do TAV Brasil. Um resumo dessas características, extensão e solução adotada em termos do traçado está apresentado na tabela 3.3.


Os resultados do mapeamento geológico-geotécnico, investigações indiretas (geofísicas) e diretas (sondagens mecânicas e ensaios geotécnicos), avaliação de risco e a base de dados completa que apoiou e resultou da realização desses estudos estarão disponíveis à medida que forem sendo concluídos.






O traçado definido como de referência foi desenvolvido com auxílio do Sistema Quantm, utilizando insumos gerados a partir de ortofotos do corredor e do Modelo de Elevação do Terreno - DEM da região com pixel de 5 m. Adicionalmente, foram consideradas informações relativas ao levantamento de dados ambientais e a montagem da base do Sistema de Informações Geográficas - GIS.

Metodologia

A 1ª Fase do estudo das alternativas de traçado do TAV Brasil considerou uma faixa de 10 km a cada lado do traçado do TRANSCORR, tendo como base as imagens geo-referenciadas do satélite Quick Bird, extraídas pela Prime do Google Earth Pro® e um Modelo Digital de Elevação – DEM com pixel de 20 m fornecido pela Infoterra. Os mapeamentos dessa fase apresentaram características variadas de resolução e precisão, mas são, em geral, consistentes com plantas e perfis em escala 1:20.000.

Resultou desse estudo um traçado definido segundo os critérios de menor custo, de melhor desempenho técnico e de menor impacto ambiental.

Na etapa seguinte, foi realizado o refinamento do traçado resultante da 1ª fase, dentro de uma faixa de 1 km de cada lado, o que definiu o corredor com 2 km de largura. Para tal, o estudo utilizou como base ortofotos com pixel de 0,86m e precisão absoluta melhor que 1 m, e um Modelo Digital de Elevação - DEM com pixel de 5 m, ambos fornecidos pela Engemap. Em geral, os mapeamentos da 2ª fase são consistentes com plantas e perfis em escala 1: 5000.

Procedimentos de avaliação ambiental dos traçados

A avaliação ambiental realizada obedeceu, basicamente, às seguintes fases de trabalho:

- comparação do desempenho ambiental dos traçados com base no conjunto de indicadores ambientais;

- estimativa dos custos socioambientais associados ao traçado;

- análise das interferências ambientais dos traçados; e

- avaliação quanto à adequação ambiental geral da solução de traçado adotada, concluindo a respeito dos pontos fortes e das questões que requerem estudos adicionais e ajustes subseqüentes.


Os quantitativos dos indicadores ambientais foram avaliados de acordo com a segmentação do traçado que foi utilizada para as rodadas do Quantm, qual seja:


1. Campinas – Viracopos;

2. Viracopos – Campo de Marte;

3. Campo de Marte – Guarulhos;

4. Guarulhos – Resende;

5. Resende – Duque de Caxias; e

6. Duque de Caxias – Barão de Mauá


Para o meio físico e biótico, os indicadores ambientais correspondem aos seguintes componentes:


1. Rios e Áreas de Preservação Permanente - APP;

2. Fragmentos florestais;

3. Unidades de Conservação - UC;

4. Áreas prioritárias para conservação;

5. Várzeas;

6. Mangues; e

7. Bacias de mananciais.


Os indicadores ambientais do meio antrópico estão apresentados abaixo, por componente:


1. Edificações urbanas;

2. Áreas industriais;

3. Equipamentos de infraestrutura - IE e institucionais;

4. Desapropriação;

5. Segmentação urbana;

6. Estradas (rodovias principais, secundárias e vicinais);

7. Trechos de ferrovia (extensão de ferrovias afetadas);

8. Travessias de linhas de transmissão - LTs;

9. Travessias de linhas de dutos;

10. Assentamentos afetados;

11. Sítios arqueológicos afetados; e

12. Bens tombados afetados.


Estimativa dos custos socioambientais

De acordo com a metodologia adotada para a análise de desempenho do traçado referencial, a identificação dos custos socioambientais que foram considerados no custo de investimento do Projeto foi realizada conforme a seguinte agregação:

- Custos de desapropriação de terras e imóveis;

- Custos de reassentamento de população de baixa renda afetada;

- Custos de reurbanização, reposição da arborização urbana, e recomposição das travessias viárias e de pedestres na passagem do TAV Brasil por áreas urbanas;

- Custos de implantação de dispositivos de proteção acústica em áreas urbanas;

- Custos de plantios compensatórios requeridos pela supressão de vegetação natural e pela intervenção em APP;

- Custos de relocação de estradas estaduais e vicinais, para recomposição do sistema viário interrompido pelo traçado do TAV Brasil;

- Custos de compensação ambiental, nos termos da Lei Federal nº 9.985/00; e

- Custos de supervisão e gestão ambiental de obra.

As tabelas 4 e 5 apresentam o resultado da estimativa dos custos socioambientais do traçado selecionado como referencial, de forma desagregada por subitem do orçamento e por trecho.