Um recorde debaixo do mar
Em abril de 2026, uma enorme tuneladora chinesa a operar sob uma das vias navegáveis mais movimentadas do sul da China alcançou um marco que nenhum projeto semelhante alguma vez tinha conseguido. A Shenjiang-1, uma máquina de escavação desenvolvida no país, levou o túnel do Estuário do Rio das Pérolas a uma profundidade de 113 metros abaixo do leito marinho, estabelecendo um novo recorde mundial do túnel ferroviário de alta velocidade subaquático mais profundo alguma vez construído. A conquista assinala um avanço crítico na ferrovia de alta velocidade Shenzhen–Jiangmen, com 116 quilómetros, um projeto concebido para unir as margens leste e oeste da economicamente vital Grande Baía Guangdong–Hong Kong–Macau. Quando estiver concluída, a ferrovia reduzirá o tempo de viagem entre Shenzhen e Jiangmen para menos de uma hora, e o troço entre Qianhai, em Shenzhen, e Nansha, em Cantão, levará cerca de 30 minutos.
Índice
O túnel propriamente dito estende-se por 13,69 quilómetros sob o estuário, entre Dongguan e Cantão, com aproximadamente 11,05 quilómetros a passar diretamente debaixo de água. Os engenheiros esperam que a escavação atinja uma profundidade máxima ainda maior, de 116 metros, antes de o túnel começar a subir em direção à margem oposta. A estas profundidades, o projeto enfrenta pressões hidrostáticas próximas de 11 bar, aproximadamente equivalentes às forças esmagadoras sentidas pelos mergulhadores em profundidades oceânicas extremas. Nessas condições, os trabalhadores humanos não podem aceder em segurança à frente de escavação, o que significa que toda a operação de corte tem de decorrer por controlo remoto e sistemas automatizados. O ambiente não deixa margem para erro, pois qualquer falha de pressão pode desencadear uma entrada súbita de água, instabilidade do solo e danos estruturais catastróficos.
O dragão de aço em ação
No centro desta proeza de engenharia está a Shenjiang-1, uma tuneladora de escudo de lamas fabricada pelo 14.º Bureau do China Railway Group. A máquina tem cerca de 130 metros de comprimento, pesa 3 800 toneladas e possui uma roda de corte com um diâmetro de corte de aproximadamente 13,42 metros, o que a torna uma das tuneladoras de maior diâmetro atualmente em funcionamento em qualquer projeto ferroviário subaquático do mundo. A sua roda de corte ostenta um motivo decorativo de um leão dançante, que reflete o património cultural da província de Guangdong, embora a sua função seja puramente industrial. A máquina foi concebida e construída inteiramente na China e detém plenos direitos de propriedade intelectual nacionais. A sua classificação global de pressão de projeto, até 12 bar, permite-lhe operar contra as pressões hidrostáticas extremas que aumentam a cada metro de profundidade.
Desde que iniciou a sua viagem, em dezembro de 2021, a Shenjiang-1 trabalhou continuamente durante mais de quatro anos, avançando mais de quatro quilómetros através de algumas das condições geológicas mais hostis alguma vez encontradas por uma tuneladora. O ritmo médio de progresso de apenas dois metros por dia pode parecer lento a observadores externos, mas esse ritmo reflete a dificuldade extrema do terreno e não qualquer falta de potência mecânica. A máquina tem de ajustar constantemente a sua velocidade de rotação, a pressão da lama e o ritmo de avanço à medida que atravessa materiais que vão da argila marinha mole ao granito intacto com resistência à compressão superior a 124 megapascais. Cada metro exige uma calibração cuidadosa, uma vez que as camadas geológicas passam, sem aviso, de sedimento mole a rocha cristalina dura.
Porque é que a profundidade muda tudo
O Estuário do Rio das Pérolas apresenta um dos perfis geológicos mais complexos do sul da China. O traçado do túnel atravessa 13 estratos geológicos distintos, cinco tipos de rocha compósita e seis zonas de falha acumuladas ao longo de milhões de anos. Cada camada comporta-se de forma diferente quando perturbada por uma máquina de 3 800 toneladas. A argila marinha mole pode fluir e deslocar-se quando a roda de corte passa, enquanto a areia fina corre o risco de liquefação sob vibração sustentada. A rocha fraturada pode colapsar em blocos súbitos sem aviso, e o granito duro desgasta rapidamente as ferramentas de corte, que têm de morder a pedra com resistência à compressão superior a 124 megapascais. Um troço de 490 metros de zonas de falha, com camadas rochosas irregulares e pressão de água particularmente elevada, representou riscos especialmente graves nas fases anteriores da construção, exigindo ajustes constantes para manter a frente de escavação estável e evitar a subsidência do terreno acima do traçado do túnel.
A pressão hidrostática aumenta aproximadamente um bar por cada dez metros de profundidade. À atual profundidade recorde de 113 metros, a água e o solo circundantes exercem uma pressão próxima de 11 bar sobre a estrutura do túnel. Quando o túnel atingir a sua profundidade máxima de 116 metros, a pressão chegará a 1,06 megapascais. Para dar contexto, essa força concentra o equivalente a mais de 10 quilogramas numa área do tamanho de uma unha. Tais pressões exigem que cada elemento estrutural resista a forças muito superiores às enfrentadas por túneis ferroviários típicos. Não existia, no país, qualquer experiência de engenharia ou norma de projeto comparável antes do início deste projeto, o que obrigou as equipas a inventar protocolos à medida que avançavam. A combinação de alta pressão e geologia imprevisível explica porque é que a Shenjiang-1 por vezes avança apenas dois metros num dia inteiro de trabalho contínuo, com os operadores a verificar a estabilidade em cada etapa antes de prosseguir.
Lamas, betão e precisão milimétrica
Para manter a estabilidade nestas condições, as equipas de construção recorrem ao método de escavação com escudo de lamas, uma técnica essencial para túneis subaquáticos profundos em solos saturados. O processo utiliza bentonite, um tipo de argila absorvente, misturada numa pasta espessa capaz de suportar a frente de escavação e de impedir que a água e o solo irrompam pelo túnel. A Shenjiang-1 opera dois circuitos de lamas interligados que funcionam como o sistema circulatório da máquina. O primeiro entrega lamas de bentonite frescas diretamente à câmara pressurizada atrás da roda de corte, criando uma barreira protetora calibrada para equilibrar exatamente a pressão externa da água e do solo. Se a pressão baixar demasiado, a frente desestabiliza-se e corre o risco de colapso súbito ou inundação. Se a pressão subir demasiado, pode deformar o solo circundante e comprometer a segurança de toda a operação.
O segundo circuito transporta as lamas carregadas de detritos de volta à superfície através de uma rede de tubagens. Na estação de separação, os trabalhadores filtram a rocha e a argila escavadas e depois tratam e reciclam a bentonite para reutilização no túnel. O volume de material removido equivale, aproximadamente, ao necessário para encher um camião-cisterna a cada hora de funcionamento contínuo. Entretanto, atrás da câmara de escavação, um eretor robótico instala segmentos de revestimento de betão pré-fabricado com precisão milimétrica. Cada anel do túnel é composto por nove segmentos curvos, cada um com cerca de dois metros de largura. Estas peças têm de encaixar perfeitamente para criar uma estrutura estanque, com uma vida útil de 100 anos, ao mesmo tempo que suportam carris concebidos para comboios de alta velocidade a circular a 250 quilómetros por hora. Mesmo desalinhamentos menores acumulados ao longo dos 13,69 quilómetros completos poderiam distorcer a geometria da via, criar vibrações e ameaçar tanto o conforto dos passageiros como a segurança operacional a longo prazo.
Ferramentas que se autorreparam
A combinação única de profundidade, pressão e complexidade geológica obrigou os engenheiros chineses a desenvolver soluções que vão muito além do equipamento de tunelamento convencional. A primeira grande inovação permite à Shenjiang-1 substituir ferramentas de corte desgastadas sob pressão extremamente elevada sem enviar trabalhadores humanos para a câmara. Nas máquinas tradicionais, este tipo de manutenção exige normalmente mergulhadores especializados e longos protocolos de descompressão que paralisam o progresso durante dias. O segundo avanço envolve um sistema de desmontagem in situ que permite às equipas desmontar a máquina em espaços confinados debaixo do leito marinho, uma vez que nem todos os pontos ao longo do estuário oferecem poços de chegada adequados para a remoção padrão da máquina. Esta capacidade é importante porque as condições geológicas variam tanto ao longo do traçado que a máquina pode precisar de ser extraída ou modificada em locais onde a construção convencional de poços é impossível ou proibitivamente dispendiosa.
Outros avanços incluem o controlo imediato da subsidência em solos instáveis, a monitorização contínua dos parâmetros de escavação através de sensores incorporados, sistemas de gestão térmica para a câmara pressurizada, redes de comunicação redundantes a operar a profundidades extremas e protocolos de resposta de emergência para eventos geológicos súbitos, como afluências de água inesperadas ou picos de pressão. A China Railway Construction Corporation documentou estas tecnologias como sistemas replicáveis para futuros projetos subaquáticos. Em vez de encararem o túnel do Rio das Pérolas como uma conquista isolada, os planeadores chineses veem-no como um laboratório industrial para uma nova geração de travessias submarinas que poderão vir a servir corredores ferroviários, rodoviários e logísticos noutros estuários complexos de todo o mundo. O conhecimento adquirido na manutenção do equilíbrio de pressão a 113 metros irá influenciar a forma como as futuras máquinas lidarão com passagens submarinas ainda mais profundas ou mais longas.
Quando a inteligência artificial encontra a rocha-mãe
Enquanto a Shenjiang-1 fornece o músculo, um conjunto de sistemas digitais fornece o cérebro. O China Railway Tunnel Group implementou aquilo a que chama os Oito Sistemas Inteligentes para gerir a construção do túnel ferroviário mais profundo e com maior pressão de água da China. Estes sistemas abrangem a escavação inteligente, a montagem de segmentos, a coordenação, o diagnóstico, a monitorização, a produção de componentes, a gestão de materiais e a ventilação. Uma plataforma de gestão inteligente integra a monitorização em tempo real, a gestão colaborativa, a orientação auxiliar de escavação e a análise de big data numa única imagem operacional. Durante o Congresso Mundial de Túneis de 2024, em Shenzhen, especialistas internacionais visitaram o local para observar como estes sistemas funcionam em condições extremas reais.
O sistema de escavação inteligente utiliza redes neuronais, aprendizagem automática e algoritmos preditivos para prever o comportamento geológico antes de a roda de corte o encontrar. O controlo de retroação de extremidade permite à máquina ajustar parâmetros automaticamente em frações de segundo, enquanto o controlo de fusíveis de emergência pode encerrar as operações instantaneamente se os sensores detetarem picos anómalos de pressão ou temperatura. Hong Kairong, engenheiro-chefe do China Railway Tunnel Group, explicou que o objetivo mais amplo vai além deste único projeto.
À medida que avançamos na investigação e desenvolvimento da construção inteligente de túneis, o nosso compromisso é colmatar a lacuna de dados entre a construção e a operação, estabelecendo assim novos padrões no setor.
Mais recentemente, o projeto serviu de campo de testes para o primeiro grande modelo vertical da China especificamente desenvolvido para o setor dos túneis e do espaço subterrâneo. Divulgado pelo Laboratório Nacional-Chave para Tuneladoras, este sistema de inteligência artificial baseia-se em dados de 773 projetos de engenharia e 120 mil milhões de registos de construção para tornar a construção de túneis mais segura e eficiente. O modelo já foi aplicado ao Túnel do Estuário do Rio das Pérolas, representando um passo em direção a operações de tunelamento totalmente digitais.
Encurtar a Grande Baía
A ferrovia Shenzhen–Jiangmen não é apenas um exercício de engenharia. É classificada como projeto prioritário no âmbito da estratégia nacional chinesa para integrar a Grande Baía, uma região que alberga aproximadamente 86 milhões de pessoas e cujo produto interno bruto combinado se aproxima de dois biliões de dólares. O estuário do Rio das Pérolas funciona atualmente como uma barreira geográfica central que obriga os viajantes entre a margem leste, onde se situam Shenzhen e Hong Kong, e a margem oeste, onde se localizam Cantão, Jiangmen e Zhongshan, a suportar travessias de ferry ou viagens rodoviárias com mais de duas horas. A nova ferrovia reduzirá a viagem entre Shenzhen e Jiangmen para menos de uma hora, enquanto o percurso entre o Aeroporto de Shenzhen Leste e Nansha levará cerca de meia hora.
A linha ligará sete estações: Xili, Aeroporto de Shenzhen Leste, Baía de Binhai, Nansha, Zhongshan Norte, Henglan e Jiangmen. Duas delas, Xili e Aeroporto de Shenzhen Leste, funcionarão como estações subterrâneas. Esta última abrange uma área de construção de 487 500 metros quadrados e permitirá aos passageiros fazer transbordo entre alta velocidade, metro e transporte aéreo em cinco minutos. Quatro estações funcionarão como estruturas elevadas, enquanto Jiangmen servirá como estação ao nível do solo. O traçado constitui um elo em falta crítico na secção costeira oriental da rede nacional de alta velocidade chinesa «Oito Verticais e Oito Horizontais», uma grelha concebida para ligar os principais centros populacionais do país mais populoso do mundo.
Espera-se que a redução do tempo de viagem altere a geografia económica da região. Os trabalhadores que residem em Jiangmen ou Zhongshan ganharão acesso prático aos centros de emprego de Shenzhen, enquanto os fabricantes terão mais facilidade em ligar cadeias de produção e zonas de comércio livre em ambas as margens do estuário. Cada minuto poupado nos transportes numa região tão densa traduz-se diretamente em ganhos de produtividade e mercados de trabalho ampliados. O túnel influenciará decisões sobre onde as empresas constroem fábricas, onde as famílias compram casas e como uma das regiões mais produtivas da China distribui o crescimento pelas suas cidades nas próximas décadas.
O empurrão final até 2028
A construção da ferrovia Shenzhen–Jiangmen começou a sério em 2024, com uma data de conclusão prevista para 2028. O Túnel do Estuário do Rio das Pérolas representa o elemento mais exigente do ponto de vista técnico de todo o corredor, e o seu progresso determina efetivamente o calendário de toda a linha. Embora a Shenjiang-1 já tenha ultrapassado a marca dos 113 metros, o ponto mais profundo, de 116 metros, ainda está por vir antes de a máquina iniciar a sua curva ascendente em direção à margem oeste. Após mais de quatro anos de funcionamento contínuo, a tuneladora provou que o equipamento de conceção chinesa pode funcionar de forma fiável em condições que nenhum túnel ferroviário tinha até agora tentado.
O projeto já gerou propriedade intelectual substancial para além do próprio túnel. A equipa do projeto apresentou cinco patentes de invenção e sete patentes de modelo de utilidade, além de 17 artigos técnicos publicados que servem de orientação para futuros projetos em condições geológicas semelhantes. Estes contributos vão das inovações mecânicas às tecnologias de construção inteligente, incluindo ferramentas avançadas de previsão geológica e robôs de soldadura automatizados que mantêm a qualidade em condições subterrâneas adversas. A documentação e os dados recolhidos a 113 metros abaixo do leito marinho servirão de material de referência para os planeadores que consideram travessias subaquáticas noutros estuários complexos, tanto na China como, potencialmente, no estrangeiro.
Quando a ferrovia abrir, juntar-se-á aos mais de 45 000 quilómetros de linhas de alta velocidade já em funcionamento em toda a China, a maior rede do género no mundo. No entanto, o Túnel do Estuário do Rio das Pérolas destaca-se mesmo dentro desse vasto sistema. Empurra os limites industriais da escavação de túneis sob alta pressão e valida uma nova geração de máquinas, ferramentas de inteligência artificial e métodos de construção desenvolvidos no país. Para os milhões de residentes da Grande Baía, o túnel significa deslocações mais rápidas e laços económicos mais fortes. Para a comunidade global de engenharia, estabelece uma nova referência para aquilo que a construção ferroviária subaquática pode alcançar.
A conclusão
- O túnel do Estuário do Rio das Pérolas atingiu, em abril de 2026, uma profundidade recorde mundial de 113 metros abaixo do leito marinho, tornando-se o túnel ferroviário de alta velocidade subaquático mais profundo alguma vez construído.
- A tuneladora Shenjiang-1, desenvolvida no país, escavou mais de 4 quilómetros ao longo de quatro anos através de 13 estratos geológicos, cinco tipos de rocha e seis zonas de falha.
- A pressão hidrostática à profundidade máxima atingirá 1,06 megapascais, exigindo tecnologia de escudo de lamas controlada remotamente e revestimento de betão pré-fabricado concebido para durar 100 anos.
- Oito Sistemas Inteligentes que utilizam aprendizagem automática e redes neuronais orientam a escavação, a par do primeiro grande modelo vertical da China para a construção de túneis.
- A ferrovia Shenzhen–Jiangmen, de 116 quilómetros, reduzirá o tempo de viagem entre as duas cidades para menos de uma hora quando abrir em 2028, reforçando a economia da Grande Baía Guangdong–Hong Kong–Macau.
