O documento apresenta um relatório de vistoria técnica sobre as estruturas do monotrilho de São Paulo, identificando uma anomalia na fixação das vigas metálicas que sustentam os corredores de serviço. As vigas são fixadas por baixo das vigas de concreto, contrariando o caminho natural das forças, o que pode comprometer a segurança da estrutura com o tempo devido à corrosão e fadiga dos materiais. O relatório analisa os riscos desta escolha projetual e hipóteses para a origem desta anomalia.

1. MONOTRILHO
Uma tragédia anunciada
Relatório de Vistoria
Carlos Elson Lucas da Cunha
BSSP – Curso de Pós-graduação
Patologias das Construções
São Paulo, 2021

2. 1 MONOTRILHO – UMA REDE DE RAMAIS
1.1 A gigantesca construção do Monotrilho é, uma rede
administrada pelo Metrô de São Paulo, composta, até o momento, de 2
linhas, no total de 44 km, somadas suas extensões.
A linhas 15 Prata: do Ipiranga até Jardim Colonial, na Cidade
Tiradentes, com 26 km de extensão. (Imagem 01).
A linha 17 Ouro: do Morumbi até Jabaquara, incluindo um ramal
atendendo ao Aeroporto de Congonhas, com 17,7 km de extensão.
Esta obra lidou com desafios também gigantescos, em virtude de se
tratar de um modal de transporte poucas vezes construído em nosso
país, o trem sob pista elevada. Ainda que outros monotrilhos existam
em algumas cidades brasileiras, nenhum deles possuI as dimensões
deste que analisamos aqui. Uma das decisões significativas foi o
gabarito, ou altura das linhas, que varia de 18m a 12m e o principal
motivo disso é atender um requisito ambiental de preservação e
instalação de árvores sob as vias.
Estes diagramas
passam por
constantes
alterações, sendo
exibidos aqui para
uma visão geral das
duas linhas de
Monotrilho que
tratamos em nosso
laudo. Na linha 17
Ouro, por exemplo,
foi suprimido o
trecho entre
Congonhas e São
Judas, sendo
decidido que esse
ramal se encerra na
estação Congonhas,
em frente ao
aeroporto.

3. 1.2 Relata-se que cada pilar poderá suportar até mesmo
uma batida de caminhão em alta velocidade. O conjunto estrutural
das linhas, sem as estações, consiste dos seguintes elementos,
(Imagem 03):
A) Pilares de concreto a cada 30m.
B) Um par de vigas de concreto com isopor embutido, assentadas em
paralelo sobre os pilares Os vagões apoiam-se nestas vigas.
C) Vigas de metálicas presas de baixo para cima nas vigas principais de
concreto. A função destas é suportar os corredores de serviço e agir como
travamento das vigas de concreto (elemento A).
D) Corredores de serviço feitos em estruturas metálicas.
1.3 Devido à sua extensão, quaisquer erros de projeto
adquirem uma gravidade numa escala incomum. É importante
frisar constantes alterações nos números definitivos de extensão,
em virtude de frequentes alterações nos projetos, sejam por
questões de decisão política sejam por alteração das empresas
contratadas. Assim, os números apresentados aqui podem sofrer
alterações no futuro.

4. 1.4 O inteiro conjunto parece muito sólido e, as vezes, até
mesmo superdimensionado – exceto as vigas metálicas que se
conectam às duas vigas maiores, de concreto (peça C na figura 03).
As vigas em si não aparentam fragilidade, mas sua conexões
aparafusada na parte inferior da viga de concreto, são frágeis por
inverter o caminho das forças.
1.4.1 Esse laudo investiga:
1) Por que as vigas metálicas foram instaladas sob as
vigas de concreto (aparafusadas de baixo para cima) quando a opção
mais óbvia seria um engaste nas faces laterais destas vigas de
concreto?
2) Que soluções são possíveis para se minimizar os riscos dessa
escolha?
As imagens 05 e 06
permitem ver a viga metálica
e seus engastes articulados.
Como se pode observar pela
imagem 04, o Monotrilho
está profundamente
imbricado com a cidade,
sobrepondo-se às vias,
calçadas, construções
comerciais e residenciais. Isto
exige alto grau de
confiabilidade nas estruturas
e a queda eventual de uma
peça metálica traria grandes
prejuízos de bens e vidas
humanas.

5. A citação a seguir nos mostra alguns aspectos curiosos do projeto.
“Suporte. Os pilares que sustentam o trilho de concreto do monotrilho já avançam quase até o
bairro de São Mateus. Eles são projetados para aguentar até impacto de caminhões sem que a
circulação dos trens fique comprometida. Já o trilho é formado por vigas de 30 toneladas cada.
Poderiam ser até mais pesadas: é que o interior delas é preenchido por 9 toneladas de isopor. Se
não fossem, elas poderiam pesar até 75 toneladas cada uma.
"Para nós, engenheiros, é um enorme desafio: a margem de precisão da instalação de cada uma
delas é de 3 milímetros de diferença. Pouco, uma vez que estamos acostumados a precisão de
alguns centímetros", afirma Luiz Felipe Pacheco de Araújo, coordenador das obras naquele
trecho.”
Fonte: site da ANTP em 13/12/2020 – grifos acrescentados.
2 VISÃO DE UMA ESTAÇÃO
2.1 Ao contrário da construção subterrânea, o Monotrilho é
um modal de transporte com vias elevadas, de modo que as
composições de passageiros percorre o trajeto inteiro acima do solo.
As estações também são erguidas na mesma proporção. (Imagem 7).
Em destaque, com tracejado amarelo, estão duas vigas metálicas,
objeto de nossa investigação.

6. 2.2 A imagem 08
permite ver que a cada dois
pilares, surgem duas vigas
metálicas.
Na figura 09 vemos o corte e
as vigas metálicas estão
assinadas pelo círculo
amarelo tracejado. Os trens
circulam sobre as vigas de
concreto.
As vigas metálicas sustentam
meramente os dois
corredores de serviço, feitos
também de estrutura
metálica (figura 03, peça D e
15).
2.2 As imagens 10 e 11 são
do trecho da Av. Anhaia Melo,
destacando a presença de árvores
sob a via elevada. O tema
ambiental é sempre ponto de
fortes debates e o Monotrilho é
alvo de muitas críticas em virtude
do volume de concreto utilizado,
de sua presença muito agressiva
na paisagem, sendo que muitos o
chamam, pejorativamente, de
novo Minhocão.
Este laudo não abordará essas
questões, todavia as imagens
mostram que pelo a presença de
árvores, gramado e ciclovia
convivem com o Monotrilho.

7. 3 A ANOMALIA
3.1 A viga metálica cumpre uma dupla função: sustenta os dois
corredores de serviço (imagens 12 e 13) e contribuem para a
estabilidade das vigas de concreto assentadas em paralelo. Elas se fixam
nas vigas de concreto por baixo dessas (imgaem 11) sujeitando-se à
riscos desnecessário em virtude das forças atuantes nesses pontos de
fixação. Tendo em vista a péssima tradição de várias gestões
governamentais quanto à manutenção preventiva, parece-nos muito
claro que, em poucos anos, algumas destas vigas metálicas com seus
parafusos, porcas e chapas de fixação, sofrerão desgaste severo por
oxidação se descolando da viga de concreto, com resultados trágicos em
vista da configuração desta obra sobre várias vias e espaços públicos da
cidade. (*) A figura 10 mostra quão imbricado ao sistema viário urbano
está o monotrilho.
(*) Aos que imaginam estarmos sendo excessivamente severos quanto a sofrível manutenção
de nossos prédios e estações públicas, sugiro que observem as condições em que se encontram
as estações CPTM na Marginal Pinheiros, construídas em estrutura metálica.

8. 3 A ANOMALIA
3.2 Na figura 16 temos o desenho
do conjunto estrutural – pilares, vigas
longitudinais de concreto e vigas
transversais metálicas, em
perspectiva.
É importante ressaltar o fato que que
essa viga metálica possui dois apoios
articulados, como se pode ver nas
figuras 17 e 18. A conexão articulada
significa proteção adicional ao
conjunto, caso sofra algum abalo
significativo, pois diferente das
apoios rígidos, o sistema articulado
absorve alguns impactos sem danos
para o conjunto em concreto armado
(vigas longas e pilares).
Ainda assim fica claro, nas figuras 17
a 19 que o engaste se dá de baixo
para cima, por 4 parafusos em cada
ponta – sendo justamente essa
sustentação invertida, o alvo de
preocupação nesse laudo.

9. 4.1 Diversas forças atuam sobre as estruturas do monotrilho.
Ao considerarmos o conjunto pilar, vigas de concreto e viga metálica,
(figuras 10 e 11), sabemos que este conjunto precisará suportar:
1) Ação do vento, normalmente no sentido horizontal.
2) Ação de zonas de baixa pressão atmosférica, no sentido vertical
de baixo para cima.
3) Ação da gravidade, no sentido vertical, de cima para baixo.
4) Peso das composições e sua carga humana, no sentido vertical,
de cima para baixo.
5) Intempéries – chuva, frio e calor em diversos graus, umidade e
ressecamento, no sentido de contração e dilatação das estruturas.
6) Vibrações da movimentação de veículos nas vias ao redor.
7) Corrosão ou fadiga das partes metálicas, especialmente tendo em
conta tratar-se de uma articulação móvel, resultando numa
estrutura hiperestática.
8) Desgaste ou fadiga eventual do concreto armado
9) Chuva ácida.
Sendo assim é justo classificar como temerária a decisão de fixar
a viga metálica em sentido oposto ao da gravidade, ou seja, de baixo
para cima. Essa opção estranha é que chamamos aqui de ANOMALIA.
Como se dá, exatamente, a fixação destas vigas metálicas? É o que
veremos a seguir.
4 FORÇAS E AGENTES
ATUANTES NA ESTRUTURA

10. A imagens desta página e a citação
na coluna direita, constam da
apostila : Dimensionamento das
Estruturas de Aço .
– PEF 2402 – Estruturas Metálicas e
de Madeira – Valdir Pignatta e Silva
Apostila do Departamento de
Engenharia de Estruturas e
Geotécnica da Escola Politécnica da
USP – 2012.
6.1 No trabalho do professor
Pignatta e Silva, que considera o
caminho das forças numa
estrutura construtiva, é
importante salientar o seguinte
ponto: em nenhum momento há
um estudo sequer calculando as
condições numa viga metálica
fixada de baixo para cima,
fixando-se à uma estrutura de
concreto – seja outra viga (como
é o caso do Monotrilho) ou seja
uma laje.
Em outras palavras, não
encontrou-se estudo avaliando
esse método projetual, o que
torna a opção escolhida pelo
consórcio responsável pelo
Monotrilho, inusual e isenta, até
onde pesquisamos, de referências
em nossa engenharia.
Em seu Anexo B – Ações e
Segurança, encontramos o
seguinte comentário:
“A função de uma estrutura é
suportar as ações que lhe são
aplicadas e transferir o seu efeito,
os esforços solicitantes, às
fundações.”
- Item B1 Condições de
Segurança.
6 O CAMINHO DAS FORÇAS EM
ESTRUTURAS

11. 6.3 A anomalia considerada neste ensaio surge da
desconsideração do caminho das forças.
“Ao se fazer a análise global da estrutura da edificação é necessário
garantir que todos os esforços caminhem para a fundação.” - (Pignatta
e Silva, 2012)
Ora, a força gravitacional se dá num caminho vertical, de baixo para
cima, significando que todo elemento estrutural fixado no sentido
inverso deste sofrerá pressão extra nos seus componentes. No
Monotrilho de São Paulo, trecho entre a Marginal Pinheiros e Estação
Vila Prudente, as vigas metálicas instaladas entre os pilares, ignora esse
princípio, trazendo um risco grave à segurança dos usuários e da
população em virtude do risco de quedas à medida que o tempo e
intempéries agirem sobre a construção.
Nossa preocupação aponta precisamente para este risco advindo de se
projetar no sentido oposto ao caminho das forças.
6 O CAMINHO DAS FORÇAS EM
ESTRUTURAS
6.2 Na mesma apostila encontramos as seguintes considerações
sobre o caminho das forças:
“Ao se fazer a análise global da estrutura da edificação, é necessário
garantir que todos os esforços caminhem para a fundação. É imediato
entender o caminhamento das forças verticais, através das lajes, vigas
e pilares. Merece mais atenção a concepção da estrutura para a
transferência das forças horizontais, por meio da combinação de
pórticos deslocáveis ou indeslocáveis e travamentos horizontais ou
lajes maciças. Para edificações regulares, em cada um dos três planos
deve haver uma estrutura principal de estabilidade que recebe o
conjunto das forças e as transfere à outra, de outro plano.”
Item - 7.4 – O CAMINHO DAS FORÇAS. (Pignatta e Silva, 2012).

12. 7 HIPÓTESES DA ORIGEM
DA ANOMALIA
7.1 Lista de hipóteses
1
O projeto executado contemplou a vantagem das articulações móveis,
notadamente permitir pequena movimentação das vigas sem gerar
avarias no conjunto. Se a preferência fosse por uma articulação fixa,
certamente não se usaria a fixação por baixo da viga.
2
Desatenção e pressa O projeto desconsiderou alternativas que
permitissem o engaste vertical, ou seja, na parede das vigas de concreto
e não no sentido horizontal como acabou ocorrendo. Essa opção
precisaria de uma detida atenção, pois requer uma configuração especial
– em outras palavras, seria necessário pensar mais para se obter um
resultado melhor.
3
Ignorar nossa cultura: temos uma sofrível tradição em manutenções
preventivas, de modo que é fácil prever uma grande dificuldade em
manter todas essas vigas metálicas em condições razoáveis de
preservação. Normalmente os consórcios de empreiteiras em obras
desse vulto, se compõem com parceiros internacionais, oriundo de
países em que fazer manutenção preventiva é rotina.
4
Não entender a viga metálica como elemento de um conjunto, mas sim
como simples peça a ser acoplada à viga de concreto. Caso houvesse
uma visão de conjunto estrutural, a própria viga de concreto já teria
ranhuras ou recortes para receber a viga metálica. Sendo peças pré-
moldadas, as vigas de concreto poderiam, sim, contar com baixo relevo
para suportar a viga metálica, pois o suporte para as rodas laterais dos
vagões já estão presentes na viga, como se vê nas figuras 13, 14 e 15.
Nossa análise apontou para a opção 3 como a mais provável. Na
seção 8 deste laudo esclarecemos esta decisão.

13. 22 – Desenho de Carlos Elson Cunha
23 – Desenho de Carlos Elson Cunha
Figura 25 – Metrô SP
Figura 24 – Metrô SP
7.2 SOBRE O APOIO LATERAL
7.2.1 As vigas de concreto possuem uma reentrância, na sua
primeira terça parte superior. As imagens permitem compreender melhor a
função de tais reentrâncias: elas permitem que as rodas estabilizadoras laterais
atuem de modo a equilibrar a composição de vagões durante seu movimento.
Uma pergunta natural é: por que não se previu uma segunda reentrância a fim
receber em acoplamento as vigas metálicas transversais, aumentando assim a
segurança no engaste?

14. 8 DIAGNÓSTICO FINAL
8.1 A anomalia tratada nesse relatório é, na realidade, um
erro de projeto e estes relatório coloca-se como alerta no sentido
preventivo. Não fosse o Monotrilho de São Paulo, Linhas 15 Prata e
17 Ouro, tão extenso, provavelmente receberiam manutenções
constantes. Todavia, do tamanho que é e, principalmente, tendo em
vista que nosso governos raramente investem em manutenções –
quer corretivas e, principalmente, preventivas, o modo de fixação das
vigas metálicas sob as vigas de concreto onde os vagões correrão (ou
correm, tendo em vista que diversos trechos já se encontram em
pleno uso), prenuncia um desastre – ou até mesmo, vários desastres.
8.2 ESCOLHA DA HIPÓTESE POR INDUÇÃO
8.2.1 No item 7 deste laudo alistamos 4 hipóteses para o
surgimento dessa fixação invertida das vigas metálicas. Uma vez não
termos ainda notícia alguma do deslocamento ou queda de
quaisquer dessas vigas metálicas, nosso relatório se baseia numa
indução.
Naturalmente, gostaríamos de estar errados, todavia nosso senso de
prevenção nos move a registrar esse alerta. Da nossa lista de
hipóteses, apenas os itens 2 e 3 são mais fundamentados,
especialmente o 3, uma vez que o item 2 sugere imperícia à equipe
de engenheiros e projetistas – algo que talvez seja exagero presumir,
em respeito à boa fé de nossos colegas profissionais.

15. 9 SOLUÇÕES POSSÍVEIS
1
Reforçar todas as vigas metálicas com um
suporte em L sua parte superior, figura 26.
Assim cada viga teria, além da fixação
inferior horizontal, um engaste lateral,
vertical, aumentando a segurança da peça
contra futura degradação e queda.
2
Troca de todas as vigas metálicas por
outras fixadas na lateral das vigas de
concreto, figura 27. Esta opção exige uma
redução na alma da viga metálica, devido à
reentrância na viga de concreto.
Curiosamente os trechos à partir da
Estação Vila Prudente, em direção ao
Jardim Colonial, usam esta opção de
fixação lateral, abandonando o sistema de
fixação na parte inferior da viga de
concreto.
3
Instalar uma chapa em Z (figura 28) como
reforço à fixação da viga. Essa solução se
assemelha à solução 1, com um
prolongamento da peça de reforço, que
passaria a descansar seu braço mais alto
na reentrância já existente nas vigas de
concreto
4
Instalar uma peça de reforço como
sugerido na opção 1 e 3, todavia mantendo
na sua parte inferior pino e furo próprio da
articulação móvel, como mostra a figura
29.
(As figuras de 26 a 29, são desenhos do autor).

16. 10 GRADE DE DECISÕES
30 – tabela criada pelo autor
10.1 Nossa grade de decisões sugere ser a melhor opção: instalar reforço
estrutural com uma chapa em L – assim as vigas já instaladas ganharão um
engaste vertical, somando ao horizontal já existente.
A comparação de custos aponta para elevadas quantias no caso de trocas das
vigas, daí sendo óbvio a vantagem de não se realizar tais trocas, porém
acrescentar um reforço estrutural aumentando a segurança do sistema.
As duas opções com chapas em Z trazem um componente perigoso: o acúmulo de
água nas peças de reforço, pois no caso 3 e 4 a parte alta da peça fica na
horizontal, repousada sobre a reentrância das viga de concreto. Em virtude das
características das peças metálicas, fica claro a desvantagem quando se opta por
desenhos em que a água pluvial estará em longo contato com o ferro,
eventualmente até se acumulando, levando a uma rápida oxidação das chapas e
parafusos.

17. 11 NOVOS TRECHOS APRESENTAM FIXAÇÃO
DIFERENTE DAS VIGAS METÁLICAS
Ao realizarmos esse trabalho
tivemos chance de percorrer a região
da Vila Prudente e Sapopemba, quando
constatamos que houve alteração no
projeto estrutural, conforme se vê na
foto 17.
Isto sugere que o consórcio
responsável pela construção entendeu
ser melhor abandonar a fixação das
vigas metálicas de baixo para cima,
decisão esta que coincide com as
conclusões deste laudo.
É possível ver outro ponto
curioso: ao invés de duas vigas
metálicas, as imagens mostram 12
vigas engastadas nas laterais internas
da duas vigas de concreto.
Provavelmente o aumento no número
de vigas metálicas se deu em virtude
de elas se tornarem mais delgadas,
estreitas, pois isso facilitou a fixação
sem necessidade de grandes furos e
grandes parafusos.
Somos inclinados a pensar que
outras pessoas também enxergaram
riscos no projeto original e, agora
estamos justificados a cobrar um
reforço naquelas instaladas antes
dessas alterações.
31 – tabela criada pelo autor
31
32
33
Fotos 31 a 33 – Fonte: o autor, 12/2020.

18. 12 CONCLUSÃO
12.1 Nossa grade de decisões sugere ser a melhor opção:
instalar reforço estrutural com uma chapa em L – assim as vigas já
instaladas ganharão um engaste vertical, somando ao horizontal já
existente.
Esta opção evita a troca das vigas metálicas, uma vez que o reforço
em L simplesmente se fixa na parte superior das mesmas, com
fixação por parafusos na parede interna das duas longas vigas de
concreto.
É preciso salientar que esta opção elimina quaisquer vantages do
sistema de apoio articulado, pois a solução do engaste com chapas
em L torna o sistema estático e rígido.
Como mostram as imagens na seção 11, este é o modelo adotado
na Linha 17 prata em seu trecho à partir da Estação Vila Prudente
até sua estação final, Jardim Colonial. Se os engenheiros
responsáveis eliminaram o sistema de engaste articulado, somos
inclinados a supor isso não ter sido algo de real necessidade.
Resta ainda um perigo: as peças já instaladas, encontradas na
parte inicial da Linha 17 Ouro continuam ali, como mostram as
imagens e, agora estamos justificados a cobrar um reforço
naquelas instaladas antes dessas alterações.

19. BIBLIOGRAFIA
• http://www.antp.org.br/noticias/clippings/por-dentro-da-1-estacao-do-
monotrilho.html
13/12/2021
ANTP – Associação Nacional do Transporte Público
Desenho de uma estação em perspectiva axonométrica permitindo a vista
interna.
https://www.terra.com.br/noticias/brasil/cidades/sp-vigas-das-obras-do-
monotrilho-caem-1-morto-e-
confirmado,b4f46a95c3286410VgnVCM3000009af154d0RCRD.html
13/12/2021
Portal Terra – noticiando acidente com desabamento de uma viga resultando
em uma morte.
https://viatrolebus.com.br/2019/09/metro-oficializa-empresa-para-finalizar-
obras-do-monotrilho-da-linha-17-ouro/
13/12/2021
https://www.metrocptm.com.br/estacao-morumbi-do-monotrilho-comeca-ser-
construida/croqui-morumbi1/
Site Metrô CPTM – relatando expansão do monotrilho sobre o Rio Pinheiros
(esta expansão precisa ser confirmada
https://novobloglimpinhoecheiroso.files.wordpress.com/2015/08/monotrilhos
p02_mapa.jpg
Traçado da linha 15 prata – Vila Prudente até Cid. Tiradentes
https://mobilidadesampa.com.br/2020/09/metro-retoma-licitacao-de-obras-
da-linha-17-ouro/
Mobilidade Sampa – notícia de 26/9/2020
13/12/3031

20. NORMAS
• Norma 8800
• Projetos de estrutura de aço e estruturas mistas de
aço e concreto de edifícios.
https://engcivil20142.files.wordpress.com/2018/03/nb
r8800_2008_1.pdf
• 16.775 – 2020
• Estruturas de aço, estruturas mistas de aço e
concreto, coberturas e fechamento de aço – Gestão
dos processos de projeto, fabricação e montagem –
Requisitos.
LITERATURA
• Dimensionamento das Estruturas de Aço – PEF 2402 –
Estruturas Metálicas e de Madeira – Valdir Pignatta e Silva.
• Apostila do Departamento de Engenharia de
Estruturas e Geotécnica da Escola Politécnica da USP
– 2012.
• https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/110863/mod_res
ource/content/0/apostila2012.pdf