The management challenges of building a World Cup stadium in the Amazon the case of the Amazon Arena (Brazil) FERNANDES, José Antonio Grajeda;

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1 The management challenges of building a World Cup stadium in the Amazon the case of the Amazon Arena (Brazil) FERNANDES, José Antonio Grajeda; LIMA, Carlos Henrique dos Reis; MATTOS, Aldo Dórea ALVES, Gláucia Regina ABSTRACT Hosting the soccer 2014 FIFA World Cup is a major challenge for Brazil, a country with widespread infrastructure problems, including the lack of suitable stadiums in most of the 12 host cities. In Manaus, the Amazon Arena with a 44,000 seating capacity is currently under construction, boasting an innovative architectural design marked by singular precast concrete elements and a complex steel supporting framework for the overhead tensile membrane covering. Located in the middle of the Amazon Rain Forest, Manaus is reached only by river or air, and has extreme temperatures throughout the year, combined with excessive relative humidity of air and continuous rainfall, which have a strong influence on production rates and hence on cost estimating. In addition to the complicate logistics and tight schedule, FIFA dictated several adjustments to the scope of work originally contracted by public tender, including adherence to LEED energy efficiency requirements and adoption of new visibility parameters, resulting in many change orders with strong pressure on the budget approved by the State of Amazonas and on the schedule of the works. To cope with all these changes, the contractor resorted to a state-of-the-art method of measuring and improving productivities conceived according to lean construction philosophy, as well as modern field construction technology. In this paper, the authors present the technical aspects of such an audacious project, pointing out the particularities of scope, time and cost management and emphasizing the main achievements of the managing team. INTRODUÇÃO O Brasil se prepara para sediar a Copa do Mundo de 2014 e tem pela frente uma série de desafios a serem superados para que o evento ocorra. Pela primeira vez, uma Copa será realizada em 12 cidades-sede espalhadas por um país de dimensões continentais.

2 Ao se dispor a realizar um evento de tal magnitude, o Brasil assumiu a grande responsabilidade de reformar seus estádios ou reconstruí-los totalmente, tarefa difícil pela exiguidade do prazo, pela complexidade dos projetos, pelos altos recursos envolvidos e pela ingerência política que se faz obviamente presente. Em Manaus, uma das doze cidades-sede, está sendo erguida a Arena da Amazônia, estádio com capacidade para espectadores e arrojado projeto de engenharia onde se destacam os muitos elementos pré-moldados e a complexa estrutura metálica de fachada e cobertura, revestida em membrana. A Arena é hoje um dos maiores empreendimentos de construção no Brasil. Única cidade-sede da Região Norte, situada no meio da floresta amazônica e acessível apenas por via fluvial e aérea, Manaus apresenta condições climáticas que reduzem consideravelmente a produtividade em relação aos índices de referência do país. Isto se dá principalmente devido às elevadas temperaturas (entre 24 e 37 ), umidade relativa do ar (entre 76% e 89%) e pluviosidade de 2300 mm/ano da região. Com estes fatores, tornam-se complexas as estimativas de custos da obra. Outro fator agravante na execução da obra é a baixa qualificação da mão-de-obra local e o alto turnover (hoje da ordem de 11,4%). Além das naturais dificuldades de logística e tempo, várias foram as alterações de escopo do projeto impostas pela FIFA depois de contratada a obra, acarretando forte impacto no custo do empreendimento, que é uma obra pública estadual. Mesmo com aumento de serviço e custo, a construtora permaneceu firme no propósito de atender ao prazo improrrogável. 1. O CONTRATO A construção da Arena da Amazônia é uma obra pública licitada pelo Estado do Amazonas, de acordo com a legislação nacional (Lei 8666/93 Lei de Licitações), a partir de um projeto básico. O escopo do contrato inclui a demolição do estádio existente, elaboração do projeto executivo e construção da nova arena. A licitação foi vencida pela Construtora Andrade Gutierrez, que apresentou proposta de 500 milhões de reais. O contrato prevê um prazo de execução de 36 meses, com conclusão em junho de O regime de contratação é de preço unitário. É importante registrar que na época da contratação da obra, ainda não se sabia quais das 12 cidades sediariam a Copa das Confederações, torneio da FIFA a ser realizado em junho de Caso Manaus fosse uma das escolhidas, a conclusão da obra se daria exatamente na época da competição. Os estádios da Copa foram licitados quase todos em 2009, com projeto básico feito de acordo com os requerimentos da FIFA de 2007 (os mesmos que nortearam a construção dos estádios sul-africanos da Copa passada). 2. O PROJETO O projeto executivo do estádio foi contratado pela Andrade Gutierrez ao escritório alemão GMP (Architekten von Gerkan, Marg und Partner).

3 Fig. 1 Vista externa e interna da Arena da Amazônia O estádio é uma moderna arena multiuso, de esporte, lazer e compras. O objetivo é que o local seja frequentado pela população durante toda a semana, e não apenas durante eventos esportivos e culturais. O projeto incorpora avançados conceitos de arquitetura sustentável, em que se destaca o sistema de coleta de água da chuva captada por um dreno no telhado, a água ficará armazenada em um reservatório e será utilizada na irrigação do gramado e descarga dos banheiros. O projeto prevê a certificação LEED, dada pelo Green Building Council, que atesta a sustentabilidade do empreendimento, desde sua fase de projeto até a utilização e manutenção do mesmo. Além disso, a construtora conseguiu reaproveitar mais de 95% do material demolido/removido do anterior estádio, numa importante ação de responsabilidade ambiental. O estádio tem formato circular, compreendendo dois anéis de concreto armado onde serão instalados os assentos. A estrutura metálica (fachada e cobertura) é revestida por uma membrana de PFTE que carece de fornecedores nacionais. Esta estrutura é baseada em um cesto indígena, sendo composta de perfis caixão soldados. Este perfis não possuem formato comercial padrão, sendo fabricados exclusivamente para a Arena através de processo de caldeiraria. Os nós de conexão da estrutura são muito complexos, por exemplo, o nó tridimensional entre fachada e cobertura possui mais de 10 vistas isométricas de solda para demonstrar sua fabricação. A estrutura não é autoportante durante sua montagem, e somente ao final da colocação do anel superior (de compressão) é que a mesma consegue se suportar sem o auxílio de pilares (as torres de escoramento serão retiradas). Ela possui uma sequência de montagem definida, não podendo ser feita aleatoriamente, influindo diretamente no andamento de toda a obra.

4 Outro ponto de grande dificuldade é a execução dos degraus de arquibancada prémoldados visto que estes possuem grandes variações dimensionais entre si, necessitando de constantes paradas para ajustes das formas metálicas na sua execução. 3. A CONSTRUÇÃO O planejamento da obra precisou levar em conta taxas de produtividade realistas, que são, conforme explicitado anteriormente, notadamente inferiores às de outras cidades-sede. Por serem as precipitações atmosféricas intensas e frequentes, praticamente diárias, várias são as interrupções dos serviços durante o dia, com perda de tempo na retomada do trabalho e com reflexo negativo na produtividade geral da obra. Além disso, Manaus é uma cidade onde a disponibilidade de mão de obra é baixa. A dificuldade de encontrar oficiais da construção em número e qualificação suficiente, e de não ser muita prática no país a transferência de grandes contingentes de trabalhadores de outra praças, levou a construtora a implementar no canteiro de obras uma verdadeira escola de operários. Dada a distância de Manaus dos grandes centros produtores do país (aproximadamente 3500 km de São Paulo) e os grandes quantitativos envolvidos (volume de concreto armado de ,89 m³), a construtora optou por instalar no canteiro de obras uma central de pré-moldados de concreto, uma central de armação e uma usina de concreto a fim de atingir a produção requerida para um cronograma tão apertado. A central de pré-moldados hoje produz 880 peças por mês, entre degraus de arquibancada, vigas planas, lajes Pi e vigas inclinadas. (Fig. 3). Fig. 3 Visão geral da estrutura

5 4. PLANEJAMENTO A obra da Arena optou por um acompanhamento da obra por Building Information Modeling (BIM) 4D. Primeiramente, o projeto é ilustrado em 3D com a utilização do software ArchCad e Google Sketchup e, a partir daí, acoplado ao MS Project para se ter o 4D (3D com inclusão do tempo) (Fig. 6). A técnica BIM ainda é incipiente no Brasil, sobretudo na modalidade 4D. Muitos são os ganhos com o BIM: melhor definição da logística, identificação de interferências, verificação de acessibilidade, simulação de cenários e visualização do status da obra. Além disso, é possível gerar uma animação das atividades para instrução das equipes de campo. Fig. 6 Planejamento e Acompanhamento 4D da Arena 5. PROBLEMAS DE ESCOPO E CUSTO Os problemas de escopo na Arena da Amazônia têm várias causas, porém quase todas derivadas de uma raiz comum: o termo de compromisso firmado entre a FIFA e cada cidade-sede. O termo é muito claro ao estabelecer que as cidades-sede ficam obrigadas a obedecer a todos os requisitos técnicos definidos, reservando o Comitê Organizador e a FIFA a faculdade de modificar, suprimir ou adicionar novas exigências a qualquer momento, até a data da competição. Isso quer dizer que o Comitê Organizador Local (LOC) da Copa e a FIFA, além de não bancarem um centavo sequer da construção dos estádios, podem a qualquer tempo exigir modificações no projeto original, mesmo que isso gere custo adicional para os responsáveis pela construção, que são os governos estaduais ou os detentores do direito de exploração do estádio no caso das PPPs. É justamente durante o detalhamento do projeto que surgem as tais mudanças de especificação ditadas pelo LOC ou pela FIFA. No caso brasileiro, a chamada curva

6 de visibilidade dos estádios foi alterada já na fase de projeto executivo para adequar as arquibancadas a novos parâmetros. As placas de propaganda, por exemplo, tiveram sua altura aumentada de 0,9m para 1m, assim como a distância à linha demarcatória do gramado reduzida de 5m para 4m (Fig. 4). Como é forçoso que todos os assentos da arena tenham visão total das quatro linhas do campo, um rápido exercício de geometria mostra que essa simples mudança dimensional afeta o arranjo das arquibancadas e, com isso, muitos são os reflexos na dimensão dos degraus, quantidade de assentos, locação dos blocos de fundação, etc. Ainda com o intuito de melhorar a visibilidade, a FIFA determinou também que de nenhum lugar do estádio o torcedor pode deixar de ver a bola a uma altura de 20m do chão. No caso de Manaus, esse preciosismo acarretou um abaixamento da cota do gramado da ordem de 4m, impactando no volume de escavação e transporte de solo, na solução arquitetônica de escadas, rampas e acessos em geral, assim como surgindo a necessidade de implantação de muro de contenção, obviamente afetando o prazo da obra e o custo do estádio (Fig. 5). Fig. 4 Alteração da curva de visibilidade devido às placas de publicidade

7 Fig. 5 Rebaixamento do gramado para adequação da curva de visibilidade Após todas alterações de escopo e ajustes de projeto, os quantitativos subiram bastante, porém tendo que ser executados no mesmo prazo: DESCRIÇÃO DO SERVIÇO UND. PROJETO BÁSICO PROJETO EXECUTIVO DEMOLIÇÃO m³ , ,83 TERRAPLENAGEM m³ , ,00 ESTACA ɸ80 m , ,00 CONCRETO ESTRUTURAL m³ , ,89 ARMADURA CA-50 T 4.072, ,14 FORMA m² , ,74 ESTRUTURA METÁLICA T 3.862, ,00 MEMBRANA PTFE m² , ,00 Outra mudança de escopo se deu a partir da exigência de o estádio obedecer à certificação LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), que demonstra o perfil sustentável desde a fase de projeto passando pela construção e até mesmo operação de um empreendimento. Essa imposição teve como resultado um representativo aumento nos custos. Com todos os percalços de escopo e de custo, a única maneira encontrada pela construtora foi recorrer a: (i) engenharia de valor; (ii) construção enxuta (lean). 6. ENGENHARIA DE VALOR Diversos estudos de Engenharia de Valor (Value Engineering) foram elaborados para negociação com o cliente. A ideia é usar soluções técnicas inovadoras para compensar o impacto da aceleração da obra, garantindo a viabilidade econômica do empreendimento e o resultado financeiro da Construtora. Os estudos de Value Engeneering foram realizados para escolha dos tipos de lajes, contenção, gruas, estacas e sistema de drenagem da obra. Como o projeto executivo é de responsabilidade da Contratada, buscou-se trazer ao cliente diversas opções que atendessem à qualidade e às especificações do projeto com os respectivos custos de cada uma destas opções. O objetivo dessa engenharia de valor, além da garantia da melhor solução técnico-econômica, é o embassamento por via documental de que as soluções adotadas foram pensadas e buscaram os menores custos. Em uma obra pública, estas atitudes se tornam de grande valia em caso de contestações adivindas de orgãos de controle e até mesmo da própria população. No caso específico do estudo das gruas, verificou-se que a previsão dada pela planilha contratual (utilização de 6 gruas fixas H=45m com lança de 55m) não teria capacidade de atender ao volume de lançamentos necessários para a obra. Considerando-se gruas de mesma especificação e calculando-se o número real necessário para atendimento do volume de lançamentos, verificou-se a necessidade

8 de mais duas gruas fixas, totalizando 8 gruas. Ao ser feita a análise econômica desta solução, observou-se que poderiam ser utilizadas duas gruas sobre trilhos, uma do lado leste e outra do lado oeste, as quais representariam uma redução de custos de aproximadamente 8% em relação ao uso das 8 gruas fixas necessárias. Assim, após análise e validação com o cliente, adotou-se a solução das duas gruas sobre trilhos. Gruas rolantes nunca haviam sido utilizadas nessa região do país. A vantagem reside no fato de que o custo de instalação dos equipamentos se reduz e se consegue maior simultaneidade no lançamento dos pré-moldados da estrutura. A aprovação dessa solução garante manter a conclusão da estrutura no prazo original. Também foram resultado dos estudos de value engeneering as soluções dadas às vigas e lajes, que passaram a ser executadas pré moldadas e não mais in loco como previsto inicialmente, permitindo assim maior agilidade na obra e a evolução dos trabalhos mesmo em dias de chuva. Além disto, a mudança no ciclo de cada setor e nível tornou-se mais rápida, uma vez que o cimbramento deixou de ser necessário, não ocupando assim as áreas de atividades posteriores à estrutura de concreto. 7. A SOLUÇÃO LEAN Por se tratar de um projeto com data de conclusão improrrogável, embora com sucessivos aumentos de escopo e custo, a Arena da Amazônia inovou ao aplicar os princípios da Excelência Operacional Enxuta (EOE), visando a reduzir os desperdícios e gerar uma gestão rápida e eficaz dos processos da obra. O aumento da produtividade e a redução de custos são consequências da utilização destes princípios. A produção enxuta baseia-se na redução de desperdícios focando a priorização de atividades que agregam valor, com foco na eliminação de qualquer tipo de trabalho que seja considerado desnecessário na produção de um determinado produto, a fim de se alcançar aumento de produtividade. A Excelência Operacional Enxuta vai além do Lean Construction, abrangendo itens como a gestão de parceiros, o suprimento de materiais, a logística, gestão de pessoas, dentre outros. Para o caso específico da construção da Arena da Amazônia, o diagrama da Fig. 7 ilustra o processo. Fig. 7 Excelência Operacional Enxuta

9 As atividades de um serviço são divididas em três tipos: 1. Atividades que agregam valor: São as operações estritamente necessárias à realização do serviço; 2. Desperdícios ocultos ou necessários: São operações auxiliares necessárias à realização das atividades que agregam valor; 3. Desperdícios evidentes: São operações que ocorrem, mas que deveriam ser eliminadas, tais como esperas, estocagem e correção de defeitos. Para a construção civil, especificamente, verificaram-se 9 tipos principais de desperdício: espera, movimentação, processos desnecessários, área inutilizada, transporte, estoque, super produção, defeito e atraso. Até a data presente, os trabalhos envolveram quatro frentes produtivas (central de armação, fábrica de pré moldados, estruturas de concreto in loco e laboratório) e todas as áreas de apoio e administração. No caso da central de armação, por exemplo, onde são executados os serviços de corte, dobra e montagem de aço com produção média de 600 t/mês, a aplicação da EOE foi concebida a partir de um meticuloso diagnóstico dos fluxos de serviço na central. Os passos para implementação nesta área foram: 1. Definição das famílias de produto e fluxograma de produção mapeamento de todas as atividades dos serviços de armação das estacas hélice, degraus pré-moldados, vigas pré-moldadas e blocos de fundação; 2. Avaliação qualitativa dos desperdícios identificação dos 9 tipos de desperdício. Verificou-se que a maior parcela dos desperdícios e encontrava armação das estacas hélice; 3. Medição das distâncias percorridas todos os deslocamentos efetuados ao longo dos processos produtivos foram medidos e plotados em planta (Fig.8); 4. Filmagem das atividades para cada operário da central foi feita uma cronoanálise minuto a minuto, buscando-se identificar a distribuição do tempo em função da agregação de valor. Verificou-se que 40% das operações agregavam valor, 20% eram desperdícios ocultos e 20%, desperdícios evidentes (Fig. 8); 5. Otimização de layout observou-se que o arranjo espacial das baias de estocagem, bancadas de trabalho e local de estocagem não era o mais adequado. Com a otimização do arranjo, conseguiu-se reduzir em 87% o deslocamento total dos funcionários durante o dia de trabalho; 6. Emissão de procedimentos operacionais os procedimentos ilustram as frentes de trabalho, rotas de fornecimento e fluxos de produção, com fotografias das ações e tempo previsto para cada operação por operador; 7. Montagem de quadros de controle após a definição da microprogramação por operário, isto é, a sucessão de operações com a respectiva duração desejada, foram criados quadros de acompanhamento do ritmo produtivo e gerados os indicadores de desempenho. Estes quadros

10 mostram o status produtivo em qualquer horário do dia em relação à meta daquela frente de serviço através de cartões Kanban. Sempre que uma meta não é realizada, o cartão Kanban não é girado e instantaneamente é elaborado o plano de ação para resolver a causa-raiz daquele problema; 8. Gerenciamento das perdas com a utilização do pensamento lean, tornouse possível a criação de um novo plano de cortes que reduziu as perdas de aço em 50%; 9. Aplicação de Sinalização para Paradas (Andon) consiste em um sinal colorido que mostra aos encarregados de produção se os operários estão atingindo as metas de produção ao longo do dia. Isso permite rápida reação aos problemas, gerando maior eficiência da equipe de apoio. Fig. 8 Diagrama Spaguetti, Filmagem e Perfil de Desperdícios da Central de Armação 8. CONCLUSÃO Sob o ponto de vista contratual, o que se toma como lição aprendida é que a autorização expressa para que o COL e a FIFA tenham a faculdade de modificar, suprimir ou adicionar novas exigências a qualquer momento representa um risco de grandes proporções para os proprietários dos estádios e para os construtores, trazendo impacto no custo e no prazo das obras. Com essa real probabilidade de alteração deliberada de escopo, é preciso que os empreendimentos sejam orçados com contingências de tempo e dinheiro, com razoável reserva gerencial nem sempre à disposição do quem financia e contrata os projetos. Uma obra de grande porte, realizada em local de condições de tempo adversas, com mão de obra pouco qualificada, baixa disponibilidade de operários, longa distância dos centros produtores e com sucessivas alterações de projeto só pode ser dominada gerencialmente mediante exaustivo processo de planejamento e controle.

11 No caso específico da Arena da Amazônia, como as variáveis são muitas e as produtividades precisam ser monitoradas com grande detalhe, a utilização dos conceitos de produção enxuta trouxeram enormes benefícios à obra, permitindo à equipe gestora controlar melhor o cronograma do empreendimento, melhorar o fluxo de comunicação, aumentar a produtividade e adequar os processos com foco na redução de desperdícios. A aplicação da Excelência Operacional Enxuta proporcionou às frentes de serviço em que foi ela foi aplicada um aumento de produtividade de aproximadamente 20%. Além disto, a utilização do Value Engineering trouxe soluções mais econômicas para a obra, não comprometendo a qualidade dos serviços.