Como foi projetado o Maracanã: o concreto de 1950 e a cobertura de cabos de 2014

O Maracanã foi projetado duas vezes. A primeira, para a Copa de 1950, foi uma obra de concreto armado erguida em cerca de 22 meses, com uma marquise em balanço que cobria cerca de dois terços da arquibancada e um estádio pensado para mais de 150 mil pessoas. A segunda, para a Copa de 2014, trocou essa marquise por uma cobertura de cabos de aço e membrana que funciona como uma roda de bicicleta deitada, e reduziu a capacidade para cerca de 79 mil lugares sentados.

Este artigo mostra como foi cada projeto, faz as contas da área da cobertura nova a partir das medidas publicadas, do peso por metro quadrado e da capacidade por torcedor, e explica por que a solução em anel permitiu cobrir o estádio sem reforçar os pilares antigos.

O projeto de 1950: concreto armado em 22 meses

A pedra fundamental foi lançada em 2 de agosto de 1948, e o estádio foi inaugurado em 16 de junho de 1950, cerca de 22 meses e meio depois. O projeto arquitetônico foi de uma equipe de sete arquitetos: Miguel Feldman, Waldir Ramos, Raphael Galvão, Oscar Valdetaro, Orlando Azevedo, Pedro Paulo Bernardes Bastos e Antônio Dias Carneiro, segundo o Structurae. A autoria do cálculo estrutural aparece de formas diferentes nas fontes: o Structurae cita o engenheiro Paulo Pinheiro Guedes, e a Agência Pública credita o cálculo da marquise a Antônio Alves de Noronha.

Os números de materiais e área vêm de um estudo técnico de 2006 sobre a estrutura, e os de planta, trabalhadores e capacidade, do Engenharia 360. Na final de 1950, o público oficial registrado foi de 173.850 pagantes, e as estimativas de presentes passam de 200 mil. Outras fontes trazem 199.854 como número oficial, uma divergência que nunca foi resolvida; o estudo técnico de 2006 atribui o cálculo a um grupo de seis engenheiros brasileiros, sem destacar nomes.

A marquise em balanço

A cobertura original era uma laje de concreto de apenas 6 cm de espessura, em balanço a partir dos grandes pórticos que sustentam a arquibancada, começando a 23 m de altura e cobrindo cerca de dois terços da projeção horizontal das arquibancadas, segundo o estudo técnico de 2006. Uma laje tão fina em balanço funciona porque o concreto armado trabalha como uma viga engastada no pórtico, com o aço tracionado na face de cima. O comprimento exato do balanço não aparece de forma confirmada nas fontes que consultamos.

A capacidade ao longo do tempo

O Maracanã encolheu a cada reforma, sobretudo com a troca da arquibancada de concreto por cadeiras em todos os setores.

Depois de 2000, a capacidade ficou em cerca de 103 mil; em 2007, com cadeiras em todos os setores, em 87 mil; e depois da reforma de 2013, em 78.838, segundo o Structurae (algumas fontes trazem 78.639). Hoje o número informado é perto de 73 mil.

O projeto de 2014: a cobertura em roda de bicicleta

A reforma para a Copa de 2014 demoliu a marquise de concreto em 2011 e instalou uma cobertura tensionada, projetada pelo escritório alemão schlaich bergermann partner, de Stuttgart, segundo a página do projeto. O princípio é o de uma roda de bicicleta:

• um anel externo de compressão, de aço, apoiado sobre os pilares do estádio, faz o papel do aro;
• três anéis internos de tração, de cabos, fazem o papel do cubo;
• cabos radiais, em 60 eixos, ligam os dois como raios, com mastros de 13,5 m que dão altura à cobertura.

Os cabos puxam o anel interno para fora, e o anel externo, comprimido, segura esse puxão. As forças horizontais ficam no anel e na rede de cabos, e a base de concreto tombada recebe o peso da cobertura, segundo a revista Detail. Pela nossa leitura, é isso que reduz o esforço lateral sobre a estrutura de 1950. Sobre os cabos fica uma membrana de fibra de vidro revestida de PTFE, que cobre cerca de 95% dos lugares.

Grandes vãos vencidos por elementos tracionados também aparecem no arco do estádio de Wembley, em Londres, onde um arco sustenta a cobertura por cabos.

A conta da área coberta

Pelas medidas da Detail, a cobertura tem contorno externo de 298 m por 260 m e uma abertura central de 160 m por 122 m. A área de uma elipse é π × a × b / 4, com a e b nos dois eixos:

• contorno externo: π × 298 × 260 / 4 ≈ 60.850 m²;
• abertura central: π × 160 × 122 / 4 ≈ 15.330 m²;
• área coberta: 60.850 − 15.330 ≈ 45.520 m².

O resultado bate com os 45.500 m² publicados pela Detail. A sbp, autora do projeto, informa 46.500 m², uma diferença de cerca de 2% que deve vir de critérios de medição diferentes.

Peso e espaço por torcedor

• aço da estrutura: 2.900 t / 45.500 m² ≈ 64 kg/m²;
• cabos: 840 t / 45.500 m² ≈ 18 kg/m²;
• juntos, cerca de 82 kg/m², o peso de uma pessoa por metro quadrado de cobertura;
• área coberta por lugar: 45.500 / 78.838 ≈ 0,58 m².

Os pesos de aço e cabos são da Detail. Para comparar, uma laje de concreto de 6 cm, como a da marquise antiga, pesa 0,06 × 2.500 ≈ 150 kg/m² só de concreto, quase o dobro, e ainda precisava da viga e do pórtico para se sustentar (conta nossa, com 2.500 kg/m³ para o concreto armado). A estrutura metálica da cobertura segue o mesmo raciocínio de projeto descrito no artigo sobre estrutura metálica.

O perímetro externo da elipse de 298 por 260 m é de cerca de 878 m pela fórmula de Ramanujan, e dividido pelos 60 eixos dá um cabo radial a cada 14,6 m, com cerca de 760 m² de cobertura por eixo (contas nossas).

Custo, demolição e tombamento

A reforma foi feita por um consórcio de Odebrecht, Andrade Gutierrez e Delta, que saiu em 2012. O orçamento inicial de R$ 705 milhões chegou a cerca de R$ 1,2 bilhão depois de 16 aditivos, e o Ministério Público do Rio pediu em 2017 a devolução de R$ 200 milhões por suposto superfaturamento, segundo o Congresso em Foco. A demolição da marquise também foi contestada: o estádio é tombado pelo IPHAN desde 2000, pela importância cultural do lugar, e o Ministério Público Federal chegou a pedir a paralisação da obra em 2011, segundo a Exame.

O estádio reformado recebeu a final da Copa de 2014, com 74.738 pessoas, e as cerimônias de abertura e encerramento da Olimpíada de 2016. Para comparar com outro estádio que atravessou séculos, veja a engenharia do Coliseu de Roma, que já resolvia circulação e cobertura para cerca de 50 mil pessoas.

Perguntas frequentes

Quanto tempo levou para construir o Maracanã?

Cerca de 22 meses e meio, de 2 de agosto de 1948 a 16 de junho de 1950.

Qual a capacidade do Maracanã hoje?

A reforma de 2013 deixou 78.838 lugares sentados. O número informado atualmente fica perto de 73 mil.

Do que é feita a cobertura do Maracanã?

De uma estrutura de anéis e cabos de aço, com 60 eixos radiais, coberta por uma membrana de fibra de vidro revestida de PTFE. A área coberta é de cerca de 45.500 m².

Por que a marquise antiga foi demolida?

A reforma para 2014 previa cobrir quase todos os lugares, e a marquise de concreto cobria cerca de dois terços da projeção das arquibancadas. A demolição foi contestada na Justiça porque o estádio é tombado.

Quantas pessoas estavam na final de 1950?

O público oficial registrado foi de 173.850 pagantes, e as estimativas de presentes passam de 200 mil. Algumas fontes trazem 199.854 como número oficial.

O Maracanã mostra duas formas de cobrir uma arquibancada: em 1950, peso de concreto equilibrado no pórtico; em 2013, cabos tracionados que se equilibram entre si. Ao comparar estádios, vale perguntar para onde vai a força horizontal da cobertura, porque é ela que decide se a estrutura antiga aguenta a nova. Outras obras com a mesma régua estão na lista das maiores obras de engenharia.

Imagem de destaque: O estádio do Maracanã, no Rio de Janeiro, depois da reforma de 2013. Foto: Boaventuravinicius / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.