RISCOS DE PROJETOS DE ENGENHARIA E CONSTRUÇÃO

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1 RISCOS DE PROJETOS DE ENGENHARIA E CONSTRUÇÃO Prof. Dr. Roberto Kochen Presidente e Diretor Técnico GeoCompany Tecnologia, Engenharia & Meio Ambiente 1 MÓDULO III Como gerenciar e administrar os riscos ambientais, geológicos, geotécnicos, hidrológicos e de segurança no trabalho envolvidos nas obras 2 1

2 Objetivo: Apresentar e discutir os princípios e metodologias práticas para gerenciar os principais riscos ambientais, geológicos, hidrológicos e de segurança no trabalho em projeto e construção de obras de engenharia. 3 Objetivo: Apresentar casos de estudo que possibilitem capacitar às equipes na identificação e gestão de riscos, desde a fase de proposta até o comissionamento final pelo cliente, e operação do empreendimento. 4 2

3 Riscos ambientais, geológicos, geotécnicos, hidrológicos e de segurança no trabalho Analise critica do projeto e identificação de riscos A melhor fase para reduzir riscos é no projeto (estudos de viabilidade, projeto básico, projeto executivo), antes de iniciar a obra Procedimentos de controle e protocolos de gestão de risco 5 Procedimentos de controle e protocolos de gestão de risco Plano de gestão de risco da obra (PGR) O registro de riscos (Risk Register) Monitoramento e acompanhamento técnico da obra 6 3

4 Praticas recomendadas para a gestão de riscos Consulting board e comitês de gestão de risco Riscos e sua gestão (provisionamentos do dano máximo provável, gestão regular de riscos, etc.) 7 Praticas recomendadas para a gestão de riscos Gestão de riscos em projetos complexos Responsabilidades e riscos após comissionamento (fase de operação) 8 4

5 RISCO É o evento ou condição incerta, que poderá ter efeitos positivos e/ou negativos. Prevenindo-se diante do imprevisível, Impactos na construção Custos Segurança Acidentes durante a obra Acidentes durante a operação 5

6 Risco é um evento composto de três elementos: Probabilidade, Escolha e Conseqüência; Por exemplo: Molhar-se com água de chuva durante o percurso de sua casa até o escritório é um risco. A Probabilidade de isto ocorrer é o número de dias que choveu, no horário de ida ao trabalho, durante o ano passado, dividido por 365. As Conseqüências (ou impactos) deste evento, são: I) Gripe; ii) Constrangimento; iii) Desconforto durante o expediente. As possíveis escolhas para este evento são: Aceitar o risco ( não me importo de me molhar e odeio guardachuvas) Descobrir um conjunto de controles que minimizem (ou mitiguem) as chances de ser vitimado pelo evento, caso ele ocorra. Controles: são políticas, procedimentos, práticas ou estruturas organizacionais desenhadas de forma a prover uma garantia razoável de que os objetivos de negócio serão atingidos e que eventos indesejáveis serão prevenidos ou detectados e corrigidos. Para o risco anterior temos a seguinte situação: Objetivo : trabalhar sempre seco. 6

7 Os controles neste caso são as seguintes práticas: De forma detectiva: Consultas realizadas diariamente à previsão do tempo; De forma preventiva: Portar diariamente um guarda-chuvas; Utilizar automóvel diariamente - desde o estacionamento coberto de sua casa, até o estacionamento coberto do prédio do escritório. De forma corretiva: Gerenciar a crise (trabalhar molhado com risco de pegar uma pneumonia) Cinco pontos básicos na Gestão de Riscos em Barragens Plano e estratégia de gerenciamento de riscos Processo de identificação dos riscos Processo de qualificação dos riscos Processo de quantificação dos riscos Processo de monitoramento e controle dos riscos 7

8 Casos Históricos de Riscos em Barragens Barragem de Malpasset, Franca, 1959 Em dezembro de 1959, a fundação da Barragem de Malpasset, França (em arco de concreto), se movimentou, e a estrutura rompeu subitamente. A onda de cheia resultante da ruptura matou mais de 450 pessoas. Restos da Barragem de Malpasset, em data recente 8

9 Barragem de Vajont, Italia, 1963 Em outubro de 1963, a encosta do reservatório da barragem de Vajont, Itália, rompeu subitamente. A onda de cheia resultante da ruptura matou mais de pessoas, na cidade de Longarone, a jusante da barragem. Cidade de Longarone, a jusante da barragem de Vajont, antes da ruptura de 63 O que restou de Longarone após a cheia causada pelo transbordamento da Barragem de Vajont, em consequencia da ruptura subita da encosta do Monte Toc. Cerca de pessoas morreram. 9

10 Barragem de Vajont no enchimento do reservatório. No centro da foto vê se o Monte Toc, com a encosta instável visível na cicatriz branca ao fundo. No enchimento do reservatório, o pé do Monte Toc ficou submerso, gerando a ruptura súbita. Os detritos da ruptura são visíveis na parte central da foto. A ruptura súbita gerou uma onda de 100 m de altura, que transbordou o reservatório. A barragem em si praticamente não sofreu danos. 10

11 Vista Atual da Cidade de Longarone, com a Barragem de Vajont ao Fundo Exemplos Recentes de Gestão Inadequada de Riscos Geologicos / Geotécnicos em Barragens Barragem de Camará Falha na Ombreira Esquerda (Rel. Prof. Milton Kanji) 11

12 Solução de Obra Preenchimento da Falha Geologica Encontrada (superficialmente) Resultado Ruptura da Barragem e Esvaziamento Súbito do Reservatório (5 vitimas) 12

13 Barragem de Aporé, GO (2008) Casos Históricos Riscos emtúneis Acidentes Durante a Obra: Cenário da Última Década Aumento significativo do número de demandas de seguro ("claims") Receita de prêmios <<< Demandas de seguro Valor dos reparos >>> Custo inicial da obra Dificuldades de obtenção de seguros para obras 13

14 Principais Perdas desde 1994 (Obras Subterrâneas) PROJECT CAUSE LOSS 1994 Great Belt Link, Denmark Fire US$ 33 mio 1994 Munich Metro, Germany Collapse US$ 4 mio 1994 Heathrow Express Link, GB Collapse US$ 141 mio 1994 Metro Taipei, Taiwan Collapse US$ 12 mio 1995 Metro Los Angeles, USA Collapse US$ 9 mio 1995 Metro Taipei, Taiwan Collapse US$ 29 mio 1999 Hull Yorkshire Tunnel, UK Collapse US$ 55 mio 1999 TAV Bologna - Florence, Italy Collapse US$ 9 mio 1999 Anatolia Motorway, Turkey Earthquake US$ 115 mio 2000 Metro Taegu, Korea Collapse US$ 24 mio 14

15 Principais Perdas desde 1994 (Obras Subterrâneas) PROJECT CAUSE LOSS 2000 TAV Bologna - Florence, Italy Collapse US$ 12 mio 2002 Taiwan High Speed Railway Collapse US$ 30 mio 2002 SOCATOP Paris, France Fire US$ 8 mio 2003 Shanghai Metro, PRC Collapse US$ 80 mio 2004 Singapore Metro, Singapore Collapse t.b.a Barcelona Metro, Spain Collapse t.b.a Lausanne Metro, Switzerland Collapse t.b.a Lane Cove Tunnel, Sydney Collapse t.b.a Kaohsiung Metro, Taiwan Collapse t.b.a. 19 Major Losses Total Amount: ~ US$ 600 mio Necessidade de promover gerenciamento de riscos procedimentos pró-ativos de 15

16 Objetivos e Resultados do Procedimento de Gerenciamento de Riscos Estabelecer padrões mínimos de avaliação de riscos e procedimentos de gerenciamento de riscos Definir claramente as responsabilidades das partes envolvidas Reduzir as probabilidades de perdas Reduzir o número e tamanho das demandas ("claims") Colapso de 3 túneis em Heathrow (1994) 16

17 w Colapso de túneis em Heathrow w Colapso de túneis em Munique (1987) 17

18 w Colapso de túneis em Munique (1987) w Colapso de túneis em Munique (1987) 18

19 w Colapso de túneis em Munique (1987) w Colapso de túneis em Munique (1987) 19

20 w Colapso em Túnel em Construção na Suíça Aeroporto de Heathrow, Londres, 1994 : Inicio do Colapso dos Túneis, com formação de cratera na superfície 20

21 w Colapso de Edificação subseqüente ao colapso dos Túneis de Heathrow (1994) Vista Geral da Área Afetada pelo Colapso (Heathrow, 1994), após demolição de edificações arruinadas 21

22 Colapso do Túnel Hull (Interceptor de Esgotos), Inglaterra, 1999 : Recalques excessivos e ruptura do maciço acima do túnel w Colapso do Metro de Taegu (Cut and Cover), Coréia do Sul,

23 w Colapso do Metro de Shangai, China, 2003 w Colapso no Metro de Shangai, China,

24 w Colapso em Cut and Cover de Sistema Viário em Cingapura, 2004 w Colapso de Obra Subterrânea no Metro Kaohsiung, Taiwan,

25 Plano de Gerenciamento de Riscos Inclui uma seqüência obrigatória de atividades: w Tendências Gerais no Setor Construtivo Tendência para contratos de preço global Condições de contrato unilaterais Cronogramas apertados Orçamentos financeiros baixos Competição leonina Necessidade de procedimentos pró-ativos de gerenciamento de riscos 25

26 Aspectos Relevantes de Riscos em Barragens: A maioria das rupturas ocorre em barragens pequenas (H < = 30 m) A maioria das rupturas se da em barragens recém construídas, ou sem inspeção / manutenção Barragens de concreto : problemas de fundação são a causa mais frequente Barragens de terra e enrocamento : galgamento, erosao interna, fundação Estruturas auxiliares : p.ex., insuficiência de vazão nos dispositivos de descarga Análise de Riscos em Barragens: Identificar riscos em potencial Identificar modos de ruptura Estimativa estatistica de risco Avaliar medidas de redução de risco Avaliar medidas corretivas necessárias Estabelecer estrategia de mitigação de riscos 26

27 Risco = f (danos, probabilidade, consequencia) O que pode dar errado (danos)? Quanto isso é provável (probabilidade)? Que perdas (materiais, ambientais, vidas, etc.) isto causará (consequencia)? R = P x I Risco = Probabilidade x Impacto w Gerenciamento de Riscos no Projeto, Construção e Operação em Obras de Infra Estrutura Detecção de Risco e Ação Corretiva Risco Conceitual Enfoque Estruturado de Análise de Riscos Recomendações para incremento da segurança Questionário (complementação de informações) Lista de verificação ( check list ) 27

28 w Detecção de Risco - Ação Corretiva w Risco Conceitual 28

29 w Análise de Riscos e de Decisão Objetivo: analisar os problemas de riscos na construção e operação de uma forma mais estruturada, utilizando-se uma análise formal, minimizando-se os riscos. Resultado: as decisões deixam de ser intuitivas e empíricas e passam a ser mais estruturadas. Evita-se de correr riscos sem a análise de suas conseqüências. Caso de estudo PRESA LA YESCA Comission Federal de Electricidad México Analise Crítica do Projeto e Riscos na Construção 58 29

30 Analisar aspectos geológicos geotécnicos referentes a: Informações Geológicas disponíveis Túneis de Desvio Túneis de Adução, Fuga e Acessos 59 Cavernas Subterrâneas Casa de Maquinas e Câmara de Equilíbrio Barragem de Enrocamento com Face de Concreto Região do Plinto Escavação do Vertedouro 60 30

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38 Aanalisecriticaederiscosdoprojeto(2007) da Presa La Yesca foi elaborada de modo a identificar e propor recomendações para a gestão dos riscos na construção do empreendimento. 75 Do que foi visto, estudado e analisado, destacam se as seguintes considerações e recomendações: Investigações Geológico Geotécnicas As investigações geológico geotécnicas através das galerias exploratórias (socavons) revelam um maciço rochoso de melhor qualidade do que o suposto pela CFE Não obstante, esta caracterização do maciço rochoso realizada pela CFE esta incompleta e poderá ser aprimorada

39 Material Reaproveitavel na Escavação do Vertedor O volume de rocha na escavação do vertedor, aproveitável para a construção da barragem, é superior à porcentagem estimada pela CFE (50%). A melhor estimativa, com os dados atuais, é da ordem de 65% para o material reaproveitavel. A CFE não especificou parâmetros de desempenho (p. ex., deformações admissíveis na barragem), ou parâmetros geotécnicos desejáveis (por exemplo, resistência à compressão simples ou modulo de elasticidade), o que permitirá, após definição destes parâmetros, utilizar maior porcentagem destes materiais como reaproveitáveis 77 A CFE também não considerou o fato de que na porção superior da barragem, nos 60 a 70 m finais, os níveis de tensões são mais baixos do que na base, permitindo utilizar materiais menos nobres (mais deformáveis) nesta região, o que também aumenta a porcentagem de material reaproveitáveis Nas elevações acima de 625 m na margem esquerda, o material tem menor resistência, porem não necessita ser totalmente descartado para uso na barragem, podendo servir para o aterro de montante, principalmente no terço superior, onde as tensões no interior do maciço da barragem são mais baixas

40 O critério de classificação do material da barragem levou em conta a velocidade de propagação de ondas de compressão no maciço rochoso, sendo classificadas rochas sãs, rochas sãs fraturadas, rochas fraturadas alteradas, rochas muito alteradas e fraturadas, e solos. Na ombreira esquerda, a rocha é muito alterada e fraturada, e servirá para a zona de montante da barragem, mas não para a zona central ou de jusante. 79 A Classificação Geomecanica Preliminar da CFE indica como material de boa qualidade apenas a Ignimbrita Dacitica y Riodacitica Sana (RMR de 71). Os demais materiais são de má qualidade (RMR de 21 a 39), com exceção da zona de falha do vertedor, cujo material é de qualidade muito ruim (RMR de 9). Esta classificação da CFE é excessivamente pessimista, na avaliação da GeoCompany. A classificação do material, para efeito de escavação a céu aberto, foi subdividida em: 1ª categoria solo (tratoravel), 2ª categoria escavavel com ripper, 2ª categoria especial escavavel com dificuldade com ripper havendo necessidade de fogacho, 3ª categoria escavavel a fogo

41 Obras Subterrâneas As obras subterrâneas (túneis e cavernas) serão implantadas nas cotas mais inferiores do maciço rochoso, que apresenta boa qualidade, embora muito fraturado e com algumas falhas. A CFE especificou suporte de túneis com cambotas de perfil metálico e contenção com pranchões de madeira, o que esta em desuso. A pratica atual utiliza sistemas de suporte com concreto projetado (CP), tirantes e chumbadores, e para a classe de maciço rochoso identificada nos túneis (Classe III RMR / Bienwasky), não se usa cambotas metálicas, que reduziriam em muito a produtividade das escavações. 81 A recomendação é substituir cambotas metálicas por CP, tirantes ou chumbadores, e tela metálica ou fibras de aço, o que aumenta produtividade e reduz custo. A sobrescavacao no maciço rochoso poderá ser significativa nas zonas fraturadas, por overbreak após detonação a fogo Para túneis de acesso, desvio e adução, pode se considerar avanços de 3 m por turno de escavação (1 ou 2 turnos por período de 24 horas), correspondentes a um maciço Classe III, com exceção da falha Crucero Pitayo 82 41

42 Nas cavernas subterrâneas, a calota poderá avançar 3 m por dia, com túnel central e 2 alargamentos laterais defasados de 18 metros. As escavações posteriores poderão ser em bancadas de 6 m de altura, com instalação de tirantes chumbadores drenos antes do aprofundamento de cada etapa de escavação. Nos túneis de desvio não é necessário utilizar cambotas, No túnel de fuga está previsto suporte com cambotas trelicadas de 30 Kg/m (em substituição às metálicas) nos 20 m iniciais, foi previsto CP e tela metálica em 50% do trecho com falhas. Nos 20 m iniciais, prever avanço de 1,5 m com suporte sistemático 83 Pode ser prudente realizar, previamente à escavação das cavernas, tratamento da falha Crucero Pitayo com injeções de calda de cimento e/ou ancoragens, seja pelos túneis de acesso, seja por galerias já existentes, ou galerias a serem construídas especificamente para esta finalidade Plinto e Fundação da Barragem A escavação do plinto nas ombreiras situa se em rocha descomprimida, e estima-se uma linha de escavação com acréscimo de 0,85 m nesta região

43 A fundação do plinto no leito do rio poderá ficar em cota inferior à definida pela CFE, podendo ainda existir um paleo canal não detectado, que necessitara de cortina de injeções para sua vedação, e/ou de incremento no bombeamento das pré ensecadeiras e ensecadeiras. A cortina de injeções no plinto devera ser avaliada detalhadamente no projeto executivo, pela ausência de informações na etapa atual. 85 É recomendável ainda a remoção de todo o material aluvionar no leito do rio no terço de montante da barragem, conforme o ICOLD (International Committee on Large Dams). Idem para remoção parcial do aluvião nos terços central e de jusante da barragem no leito do rio, por se tratar de região de elevada sismicidade, com terremotos intensos, podendo causar liquefação da fundação. Esta remoção parcial poderá se situar entre 2 e 6 metros, recomendando se um mínimo de 2 metros

44 w Enfoque Estruturado Definição do Produto do Proprietário (como produto final) Montar esboço do planejamento da construção - quem será envolvido; - o que será discutido e decidido; - tempo e form a de tomada de decisão. Desenvolver parâmetros gerais para investigação geológicageotécnica. Desenvolver sumário do projeto de produto geral - para esboço do projeto; - para projeto detalhado. Estabelecer revisão histórica de experiência passada em projetos sim ilares - engenharia; - gerenciamento; - organização; - contratual. Pequena equipe de consultores especialistas para identificar áreas gerais de Risco de Projeto. Desenvolvimento de contratos de investigação de campo e ensaios geotécnicos - com ênfase no uso da mais recente tecnologia; e - com ênfase em possível segurança de características críticas de solo. MINUTA DE PLANEJAMENTO E ESCOPO DE TRABALHO - Consideração de controles de risco e escolhas chave a serem feitas, particularmente a escolha de sistemas de escavação e revestimento. Aprovação pelo proprietário do escopo de projeto e planejamento de construção. Introdução de especialistas nos seguintes assuntos:. Gerenciamento de risco;. Projeto de engenharia;. Prática de administração;. Prática organizacional;. Prática contratual;. Aspectos geológicos-geotécnicos;. "Layout" e equipam entos;. Fatores humanos. w Processo de Decisão para Obra de Construção Pesada Identificação e descrição de possíveis alternativas Determinação dos critérios de decisão e método de classificação de diferentes alternativas Decisão sob risco Critérios baseados em preferência Classificação após risco calculado ANÁLISE DE RISCO Classificação após outros critérios Alternativa recomendada ANÁLISE DE DECISÃO 44

45 w Conclusões As principais causas dos acidentes: O não reconhecimento da situação hidrogeológica e geotécnica, devido a insuficiência dos estudos geológicos A falta de planejamento, controle e gerenciamento das obras Subestimação dos riscos 45

46 w Considerações Finais Sugestões para minimizar a probabilidade de encontrar condições inesperadas de natureza crítica: Planejamento da investigação geológica-geotécnica em mais de uma etapa e em função do método construtivo selecionado Selecionar o método construtivo em função das condições geológicas, utilizando-se análises de riscos e de decisão No início do projeto, identificar os riscos e melhorar as estratégias de controle de riscos efetivos 46

47 Apoio de A.T.O. (Assessoria Técnica da Obra) Elaborar planos e procedimentos de contigência Apriomorar processos de Engenharia, Projeto e Construção Necessário implementar a prática corrente em outros países da Análise Crítica Revisão e Validação de Projetos Contratação pelo Melhor Preço (menor preço final para o conjunto Projeto-Obra-Operação-Manutenção), e não pelo menor preço de construção Iniciar obra com projeto executivo detalhado w Conclusões e Considerações Finais Implantação de Cultura de Segurança entre: Projetistas Construtores Proprietários Juntamente com a lista de verificação ( check list ) reduzirão os riscos na construção 47

48 RMP Risk Management Plan RR Risk Register Todos estes procedimentos e ações, juntamente com a observância da lista de verificação ( check list ) de anomalias, reduzirão os riscos no projeto, construção e operação de Obras de Construção Pesada. 48

49 w Com isto, os sucessos w Serão mais w Frequentes, e os w Insucessos mais w Infrequentes! Nenhum projeto de construção está livre de riscos. Riscos podem ser gerenciados, minimizados, compartilhados, transferidos ou aceitos. Mas jamais, ignorados. 49

50 Roberto Kochen (55 11) Bibliografia utilizada: Gerenciamento de Riscos em Obras Subterrâneas de Engenharia (Revista Engenharia, 2009) 99 50