Ponte Akashi Kaikyo: a engenharia do vão de 1.991 m
A ponte Akashi Kaikyo, no Japão, tem 3.911 m de extensão e um vão central de 1.991 m entre as duas torres. Foi o maior vão de ponte pênsil do mundo de 1998 até 2022, quando a ponte 1915 Çanakkale, na Turquia, abriu com 2.023 m. Ela cruza um estreito com corrente de até 4,5 m/s, numa região de tufões e terremotos, e um terremoto chegou a esticá-la em pouco mais de 1 m durante a obra.
Este artigo mostra como a ponte Akashi Kaikyo foi projetada e construída, com os números da operadora e as contas que dão a escala: quanto aço há nos cabos, quanto a ponte dilata num dia e o que o terremoto de 1995 mudou. As fontes são a Honshu-Shikoku Bridge Expressway (JB Honshi), que opera a ponte, a base Structurae, a Enciclopédia Britânica e a revista Roads & Bridges.
Os números da ponte Akashi Kaikyo
| Item | Número | Fonte |
|---|---|---|
| Extensão total | 3.911 m | JB Honshi |
| Vãos | 960 + 1.991 + 960 m | JB Honshi |
| Altura da pista no centro | cerca de 97 m sobre o mar | JB Honshi |
| Vão livre para navios | cerca de 65 m | JB Honshi |
| Cabos principais | 2, com 1,12 m de diâmetro | Structurae |
| Fios por cabo | 290 feixes de 127 fios de 5,23 mm | Structurae |
| Aço da superestrutura | 193.200 t | JB Honshi |
| Obra | maio de 1988 a abril de 1998 | JB Honshi |
| Abertura | 5 de abril de 1998 | Britânica |
Os dados da operadora estão na página da JB Honshi sobre a ponte, e os dos cabos, na base Structurae. O vão central é 1.991 ÷ 3.911 ≈ 51% da ponte: mais da metade do comprimento fica pendurada entre as duas torres, sem apoio no mar.
A altura das torres aparece com dois números. A Structurae dá 282,8 m; a operadora fala em cerca de 300 m e a Britânica, em 297 m acima da água. A diferença provavelmente está no ponto de onde se mede, mas nenhuma das fontes explica isso, e por isso ficam aqui os três valores.
Por que um vão tão grande
O estreito de Akashi tem cerca de 4 km de largura, até 110 m de profundidade e corrente de maré de até 4,5 m/s, segundo a operadora. Passam por ele cerca de 1.400 navios por dia. Cada pilar no meio da água seria uma fundação cara em mar fundo e rápido, além de um obstáculo no canal de navegação. A solução foi pôr só duas torres na água e vencer o resto com cabos.
Numa ponte pênsil, a pista fica pendurada em dois cabos principais, que passam por cima das torres e são presos em terra por blocos de ancoragem. As torres recebem o peso de cima para baixo; as ancoragens seguram o puxão horizontal dos cabos. O mesmo princípio, em escala menor, está na Golden Gate. Outra forma de vencer vales largos, com cabos retos presos direto às torres, está no viaduto de Millau.
Os cabos: 300 mil km de fio de aço
Cada cabo principal é um feixe de fios paralelos de aço galvanizado. Pela Structurae, são 290 feixes de 127 fios, cada fio com 5,23 mm de diâmetro. A conta: 290 × 127 = 36.830 fios por cabo.
O comprimento total de fio nos dois cabos é de 300.000 km, segundo a mesma base. Dá para conferir: cada cabo tem cerca de 4 km, e 2 × 36.830 × 4,07 km ≈ 300.000 km (conta nossa). A circunferência da Terra no equador é de cerca de 40.075 km; o fio daria 300.000 ÷ 40.075 ≈ 7,5 voltas.
O aço desses fios foi desenvolvido para a obra, com resistência à tração de 180 kgf/mm², segundo a revista Roads & Bridges. As contas (nossas) mostram o que isso significa:
- área de um fio: π ÷ 4 × 5,23² ≈ 21,5 mm²;
- carga de ruptura de um fio: 21,5 × 180 ≈ 3.870 kgf, perto de 3,9 toneladas num fio da espessura de um lápis fino;
- carga de ruptura teórica de um cabo: 36.830 × 3,87 t ≈ 142.500 t.
Esse último número é o limite de ruptura, e não a carga de trabalho: o projeto mantém a força real bem abaixo dele, com um coeficiente de segurança que as fontes consultadas não informam. A área de aço de um cabo, 36.830 × 21,5 mm² ≈ 0,79 m², ocupa cerca de 80% do círculo de 1,12 m de diâmetro (0,99 m²). O resto são os vazios entre fios redondos.
As torres e os amortecedores
As duas torres de aço pesam juntas 46.200 t, segundo a operadora, e é por elas que os cabos descarregam o peso da ponte, da ordem de 100.000 t, segundo a Roads & Bridges. Uma torre tão alta e esbelta balança com o vento. Para conter isso, as torres levam por dentro amortecedores de massa sintonizada: a mesma revista cita 20 unidades de cerca de 10 t cada, distribuídas em três níveis da torre. São pesos que oscilam em sentido contrário ao da torre e absorvem parte do movimento. O princípio é o mesmo da esfera que estabiliza arranha-céus, descrito em maiores obras de engenharia.
As fundações das torres são caixões circulares apoiados no fundo do mar, segundo a Structurae, que dá o apoio da torre do lado de Kobe a 60 m de profundidade e o da outra a 57 m.
Vento, terremoto e o metro que a ponte ganhou
A operadora informa as velocidades de vento de projeto: 60 m/s para o tabuleiro e 67 m/s para as torres, com a ponte projetada para resistir a 80 m/s. Em quilômetros por hora, 80 × 3,6 = 288 km/h. O tabuleiro é uma treliça de aço de 35 m de largura por 14 m de altura, segundo a Roads & Bridges: uma estrutura aberta, que deixa o vento passar e é rígida à torção.
Para terremotos, o projeto considerou magnitude 8,5, segundo a mesma revista. O teste veio antes da inauguração. Em 17 de janeiro de 1995, o terremoto de Kobe, de magnitude 7,2 pelo registro da operadora, atingiu a região com a ponte ainda em obras e sem o tabuleiro. O terreno se deslocou e as torres se afastaram em pouco mais de 1 m, segundo a Britânica. O vão central, que a Structurae registra com 1.990,8 m, é hoje divulgado pela operadora como 1.991 m.
Em proporção, 1 ÷ 1.990 ≈ 0,05% do vão. A obra seguiu, com o tabuleiro ajustado ao novo comprimento. A reação de outras estruturas a terrenos que se movem está em a inclinação da Torre de Pisa.
Quanto a ponte se mexe num dia
A Britânica registra que a ponte pode se alongar e encolher até 2 m num único dia, por efeito da temperatura. A ordem de grandeza se confere com a fórmula da dilatação: variação = coeficiente × comprimento × variação de temperatura.
Com o coeficiente do aço em 12 milionésimos por grau (valor usual de tabela), os 3.911 m da ponte e uma variação de 40 °C entre o aço frio e o aço ao sol (premissa nossa):
0,000012 × 3.911 × 40 ≈ 1,9 m
O resultado bate com os 2 m da Britânica. Por isso a ponte tem juntas de dilatação nas extremidades, e por isso os cabos sobem e descem ao longo do dia: quando esquentam, ficam mais longos e o meio do vão desce.
Ainda é a maior ponte pênsil do mundo?
Em vão central, deixou de ser em 2022. A ponte 1915 Çanakkale, na Turquia, foi aberta em 2022 com vão de 2.023 m, segundo a Structurae. A diferença é de 2.023 − 1.991 = 32 m, ou 1,6%. A Akashi Kaikyo ficou com o recorde por 24 anos e segue em segundo lugar.
O custo da obra aparece nas fontes como cerca de 500 bilhões de ienes, ou 3,6 bilhões de dólares em valores da época. Não encontramos esse número em página da operadora; ele vem da Structurae e da Roads & Bridges.
Perguntas frequentes
Qual é o comprimento da ponte Akashi Kaikyo?
3.911 m no total, com vão central de 1.991 m, segundo a operadora JB Honshi.
Onde fica a ponte Akashi Kaikyo?
No Japão, sobre o estreito de Akashi. Liga Kobe, na ilha de Honshu, à ilha de Awaji, segundo a Britânica.
Por que o vão tem 1.991 m e não 1.990 m?
Porque o terremoto de Kobe, em 1995, afastou as torres em pouco mais de 1 m, com a ponte ainda em obras.
A ponte Akashi Kaikyo aguenta tufão?
Ela foi projetada para ventos de até 80 m/s, cerca de 288 km/h, segundo a operadora.
Quanto tempo levou a construção?
Dez anos: a obra no local começou em maio de 1988 e a ponte abriu em 5 de abril de 1998.
A ponte Akashi Kaikyo resolve um estreito fundo e movimentado com duas torres e 300 mil km de fio de aço. Cada número dela responde a uma carga: os cabos ao peso, a treliça ao vento, os amortecedores à oscilação e as juntas à temperatura. Outra ponte que precisou vencer o mar, no Brasil, está em como foi projetada a Ponte Rio-Niterói.
