A nota informativa, em boa hora emitida pelo GPIAAF, acerca do acidente do ascensor da Glória sugere algumas contas rápidas, que partilho aqui.

A importância do cabo de ligação

Os dois veículos estão ligados por um cabo que passa numa polia (roldana) no cimo da instalação. Graças ao cabo, o peso dos dois veículos equilibra-se aproximadamente e basta uma força pequena para fazer um deles subir enquanto o outro desce.

A tara de cada veículo é 14 toneladas e a lotação de 42 pessoas. Isto é, a carga máxima é cerca de 17 toneladas. A inclinação média é 18%. Portanto o cabo tem de suportar um esforço de tracção da ordem de 17 × 0,18 = 3 toneladas (ver figura 1).

A primeira surpresa é a informação de que o cabo tem uma carga de rotura de 68 toneladas, porque um coeficiente de segurança tão grande não é nada habitual. Mais do que suficiente para levantar os veículos no ar, como um guindaste, sem apoio no chão!

Por que se escolheu um cabo aparentemente tão sobredimensionado? Que, ainda por cima, é substituído ao fim de 600 dias? O elevador faz menos de 90 viagens por dia, o que significa que o cabo é substituído ao fim de 54 mil ciclos de carga. Qual a justificação para trocar de cabo tão frequentemente?

A amarração dos cabos é um ponto crítico, porque de nada serve um cabo sobredimensionado se a amarração ceder. A dúvida levanta-se porque a nota descreve o novo cabo, constituído por seis cordões de 36 arames de aço com alma em fibra sintética, mas é omissa em relação ao sistema de amarração. As fotografias da figura 4 da nota do GPIAAF sugerem que se substituiu o cabo, mas se continuou a usar o sistema de fixação antigo. Ora, os cabos com alma flexível, como é o caso, não podem ser seguros por canhões de atrito, como os cabos inteiramente de aço.

A segunda surpresa é a preocupação de inspeccionar o cabo diariamente. Qual o motivo de tanta prevenção? Já se tinha detectado algum filamento partido? Os jornais referiram que a empresa contratada para inspeccionar o cabo tinha meia dúzia de funcionários nesta tarefa e que, antes disso, a equipa da Carris tinha mais de vinte funcionários: estas informações confirmam-se? É que basta uma viagem, que habitualmente demora um minuto, para todo o cabo passar diante de um observador parado e Lisboa tem apenas 3 ascensores deste tipo. Mesmo que uma inspecção se faça em câmara muito lenta, é difícil imaginar que demore mais de 5 minutos. São necessárias equipas tão numerosas para fazer 3 inspecções de 5 minutos por dia? No valor de milhões de euros?

À primeira vista, tudo isto parece desproporcionado.

O valor da redundância

Normalmente, os elementos críticos de um sistema projectam-se com redundância, que é muito mais útil que os sobredimensionamentos exagerados. Suponhamos que, para suportar as 3 toneladas, em vez de um cabo de 68 toneladas se escolhem 3 cabos de 10 toneladas. Suponhamos que esses cabos tenham uma probabilidade de falhar uma vez cada mil dias (a probabilidade é muitíssimo menor, mas um número assim torna o exemplo mais expressivo). A probabilidade de rotura simultânea dos três cabos na mesma viagem, isto é, no mesmo minuto, é uma vez em cada seis milhões de milhão de milhão de milhão de anos (mais de mil de vezes a idade do planeta Terra —veja-se a caixa 1). Claro que um cabo dura muito mais de mil dias e, portanto, o colapso simultâneo de três cabos ainda precisa de mais milhões de milhões de anos. O objectivo deste exemplo é apenas mostrar que a redundância dos sistemas proporciona muito mais segurança do que o seu sobredimensionamento.

Redundância na travagem

A segurança também aumenta com a redundância de equipamentos diferentes. Suponhamos que uma explosão cortava os três cabos ao mesmo tempo: lá se ia a estatística tão bonita!

No caso destes ascensores, a redundância mais óbvia consiste em dotar cada veículo de travões que permitam imobilizá-lo mesmo que o cabo se solte. Os elevadores dos prédios têm um mecanismo com esta função, conhecido popularmente como «paraquedas» (embora não tenha nenhuma parecença com os paraquedas dos aviões).

Uns bons travões nos eixos dos ascensores podem contribuir para a segurança. Contudo, a rampa destes ascensores é muito íngreme (18%) e, portanto, isso pode não bastar, sobretudo se as rodas bloquearem e os carris estiverem sujos ou molhados. Tenha-se em conta que o coeficiente de atrito roda-carril pode ser suficiente se o veículo estiver parado, mas, se as rodas bloquearem com o veículo em movimento, o coeficiente de atrito reduz-se perigosamente e há uma certa probabilidade de não se conseguir detê-lo.

Conclui-se que o sistema de travagem não pode depender só dos travões das rodas.

Travões nos perfis metálicos do pavimento

Por esta razão, o ascensor da Glória dispõe de um segundo sistema de travagem, constituído por maxilas que apertam uns perfis metálicos (calhas) embutidos no pavimento.

O cabo de ligação dos veículos corre numa vala subterrânea e os veículos possuem uma haste que penetra numa fenda no pavimento e se segura ao cabo (ver figura 2). Essa fenda está revestida por perfis metálicos com a forma aproximada de um Z. O segundo travão aperta estes perfis, por cima e por baixo, para criar o atrito suficiente.

Quando os veículos estão ligados pelo cabo de ligação, basta meia tonelada, por vezes menos, para imobilizar os dois veículos. Quando o cabo se solta, é precisa uma força de atrito superior a 3 toneladas, pelo menos umas 5 ou 6 toneladas, em cada veículo.

A resistência dos perfis metálicos

Se o sistema estiver bem desenhado, as maxilas inferiores (que apertam os perfis de baixo para cima) e as maxilas superiores (que os apertam de cima para baixo) exercem uma força igual, de modo que estas forças opostas se compensam, o que é vantajoso para não arrancar os perfis do chão. Contudo, a figura 2 da nota informativa do GPIAAF sugere que as maxilas inferiores estão solidárias numa mesma peça e, portanto, não é claro que as forças aplicadas por baixo e por cima se compensem e os perfis não sejam arrancados para cima ou empurrados para baixo.

Isto é importante porque, na ausência do cabo de ligação, as forças de aperto são muito grandes. Se quisermos uma força de travagem de 5 toneladas, com um coeficiente de atrito de 0,1 entre as maxilas e os perfis, o conjunto das maxilas de cada veículo tem de apertar os perfis com uma força de 5 / 0,1 = 50 toneladas. Se as forças inferior e superior não forem exactamente metade (por exemplo, se uma for 24 e a outra 26 toneladas), a resultante vertical pode arrancar os perfis (a resultante é a diferença, 2 toneladas).

No entanto, não basta que as forças superiores e inferiores sejam iguais, é preciso que estejam bem alinhadas uma por cima da outra. Se houver desalinhamento, as maxilas torcem o perfil (ver figura 2) e podem arrancá-lo do pavimento. Ora, a nota informativa do GPIAAF, em particular a sua figura 2, dá a entender que as forças de aperto estão desalinhadas uns 6 ou 7 centímetros, o que deve sujeitar os perfis a uma torção enorme.

Com a agravante de, segundo parece nos desenhos, os perfis estarem mal seguros ao pavimento. Ou seja, se este travão fizer muita força sobre os perfis, possivelmente torce-os e arranca-os, tornando-se completamente inútil.

O accionamento dos travões

A nota informativa do GPIAAF não é muito explícita a descrever o accionamento do travão que actua sobre os perfis metálicos: «um sistema de alavancas accionado pneumaticamente». O mecanismo consegue ser suficientemente rápido? Pode-se confiar nele?

Neste acidente, o cabo ficou solto quando os veículos começavam a viagem. Segundo a nota do GPIAAF, tinham percorrido cerca de 6 m (a figura 3 ajuda a compreender a sequência dos movimentos). Suponhamos que o veículo que subia não travou. Se a sua velocidade fosse de 2 m/s, continuaria a subir, por inércia, cerca de 2²/(2g) = 0,2 m até se imobilizar, o que, dada a inclinação da rampa, corresponde a 1 m na horizontal. Depois, começaria a descer, recuando até ao ponto de partida. No total, entre a desaceleração a subir e a aceleração a descer, teria gasto cerca de 4 segundos. Com o atrito ou alguma travagem, a subida e o recuo demorariam mais. Ora, segundo a nota informativa, o veículo ascendente acabou o recuo com tanta violência que ultrapassou em 10 m o fim da linha e só parou quando a estrutura inferior se enterrou no final da vala. Ou seja, o travão não teve praticamente efeito, nem mesmo ao fim de 4 segundos.

O travão do veículo descendente também falhou? Tudo indica que sim. Sabe-se que o guarda-freio fez tudo para travar, enquanto puxava desesperadamente a sineta a alertar os circunstantes. Na melhor das hipóteses, podemos pensar que algum freio actuou ao fim de alguns segundos. A nota informativa diz que estava desenhado para «aplicar automaticamente o freio pneumático na força máxima». Se isso aconteceu quando o veículo já tinha adquirido uma velocidade elevada, a força de atrito deve ter originado um esticão fortíssimo, capaz de arrancar os perfis do chão, juntamente com um momento de torção que os inutilizou completamente. A partir daí, o veículo desceu praticamente desgovernado, talvez com as rodas bloqueadas a escorregar pela linha. A alternativa é que o sistema pneumático nem sequer tenha chegado a actuar, como no veículo ascendente. Em qualquer caso, o veículo de cima escorregou linha abaixo com as rodas mais ou menos bloqueadas. E restou ao guarda-freio puxar a sineta.

A nota do GPIAAF quantifica a descida até à colisão em «cerca de 170 metros após o início do percurso», o que corresponde a um desnível de 30 m. Se o veículo desceu sem qualquer esforço de travagem, atingiu cerca de 90 km/h (ver a caixa 2).

A nota estima «com uma margem de incerteza não negligenciável (…) que o embate tenha ocorrido a uma velocidade da ordem dos 60 km/h, tendo todos estes eventos decorrido num tempo inferior a 50 segundos».

Claramente, o tempo teria sido muito inferior a 50 segundos. Se o movimento tivesse sido uniformemente acelerado e a velocidade final fosse 60 km/h (16,7 m/s), o veículo teria percorrido 170 m em 20 segundos se partisse do zero, ou em menos tempo se já tivesse alguma velocidade. Se o movimento não foi uniformemente acelerado, a descida ainda demorou menos de 20 segundos.

A colisão ocorreu a 60 km/h? Admitimos que tenha ocorrido a uma velocidade maior ou menor. O que parece inequívoco, com os dados da nota informativa, é que nenhum sistema de travagem funcionou devidamente. Concordamos com a nota do GPIAAF: «os freios não têm a capacidade suficiente para imobilizar as cabinas em movimento sem estas terem as suas massas em vazio mutuamente equilibradas através do cabo de ligação. Desta forma, não constituem um sistema redundante à falha dessa ligação».

Manutenção e sensores

É hoje relativamente simples e económico instalar sensores que meçam numerosas variáveis úteis para a segurança e para a operação dos equipamentos.

Harmonizar tecnologia e herança histórica

O facto de o ascensor da Glória ser uma maravilha da engenharia do século XIX e alvores do século XX, atestada por tão longos anos de serviço, parece ter levado a um apego pouco criterioso à herança história. Este acidente pode gerar um novo consenso, aberto a corrigir alguns defeitos, mantendo o aspecto pitoresco, que faz parte do ex-libris de Lisboa.

O atractivo de um ascensor histórico reside em boa parte na evocação de tempos antigos. Ora, melhorar o sistema de travagem ou os cabos enterrados não prejudica a experiência dos turistas, mas intervir no aspecto da cabina pode descaracterizá-la. Por isso é necessário limitar os reforços e os fusíveis estruturais (para melhorar o comportamento em caso de colisão, a crashworthiness), tanto mais que não há grande necessidade, num ascensor que não ultrapassa os 11 km/h.

Mais burocracia?

Terminamos com um apelo ao GPIAAF. De que não temos nenhuma razão de queixa. Pelo contrário, elogiamos este Gabinete pela rapidez com que produziu a primeira nota informativa, pela transparência com que está a conduzir o processo e por separar a abordagem técnica da apreciação jurídica ou política.

Contudo, conhecemos o país, e por isso fazemos este apelo: por favor, não multiplique a certificação! Não reduza a engenharia a uma tramitação burocrática. As responsabilidades técnicas têm de se assumir, o caminho não é protegermo-nos juridicamente por trás de homologações e certificados.

Não é que tenhamos razão de queixa do GPIAAF. Certamente os seus responsáveis compreendem-nos e não levam a mal este pedido.