Conversas entre os Professores Anton Schleiss e Mário Franca da EPFL
Entrevista realizada pelo Professor Mário Franca (EPFL)
Numa edição dedicada às Barragens, a Construção Magazine publica uma entrevista com Anton Schleiss, Professor na Escola Politécnica Federal de Lausana (EPFL) na Suíça, Diretor do Laboratório de Construções Hidráulicas (LCH) da EPFL e recém-eleito Presidente da Comissão Internacional das Grandes Barragens (CIGB). Schleiss aborda os principais temas da sua investigação em hidráulica e levanta o véu sobre o que considera prioritário no futuro para os estudos sobre Barragens.
Foste recentemente eleito Presidente da Comissão Internacional das Grandes Barragens (CIGB). Além da tua atividade de investigação, tens mantido um importante papel como engenheiro e consultor em projetos de grandes barragens, sendo internacionalmente reconhecido como engenheiro de referência na área, o que é demonstrado pela atribuição de diversos prémios, pela presença em vários comités e comissões técnicas e por inúmeros convites para proferir conferências e seminários. Qual o teu maior desafio enquanto presidente da CIGB?
A CIGB é uma organização profissional líder a nível mundial. Está orientada para o progresso do estado-da-arte na ciência e na engenharia de barragens. Temos, neste momento, cerca de 100 países membros e apoiamo-los através do estabelecimento de padrões técnicos e de guiões, que devem auxiliar na conceção e construção de barragens de forma segura, económica e eficiente, tendo também em conta o respeito pelo ambiente e a promoção de equidade na sociedade. É este o nosso objetivo e o desafio será, seguramente, manter, no futuro, um estado-da-arte de elevada qualidade na engenharia de barragens. Pretendemos conseguir isto através da ajuda dos nossos comités técnicos, que preparam guiões práticos e recomendações. Podemos resumir desta forma o nosso propósito: criar barragens melhores para um mundo melhor.
Com a proliferação de estruturas obsoletas, por vezes com problemas ambientais e de segurança, o abandono de barragens é um tema recente a merecer a preocupação dos engenheiros e cientistas. Qual será o futuro contributo da CIGB no que respeita ao abandono e demolição de grandes barragens?
A CIGB tem uma grande preocupação com este assunto. Possivelmente haverá uma dúzia ou uma vintena de barragens não sustentáveis mas a maioria delas (e estamos a falar de cerca de 57 mil barragens em todo o mundo) não serão desativadas após determinado período de tempo. Ao invés, serão renovadas ou até, tendo em vista a segurança, serão alvo de contínuas obras de atualização e melhoria. Há, portanto, muito poucos casos de barragens abandonadas ou destruídas. O desafio é manter estas estruturas a longo prazo, saber como reabilitá-las e como atualizá-las. Não devemos esquecer que as barragens são necessárias porque foram construídas para criar reservatórios de água que no futuro serão úteis. No caso de as barragens serem abandonadas, a questão está sempre entre remover a barragem ou simplesmente abandoná-la. Por vezes é preferível a sua não destruição uma vez que esse processo liberta os sedimentos que se encontram acumulados a montante e que podem estar contaminados.
Duas das atuais preocupações relativamente a barragens existentes são a monitorização e manutenção de estruturas antigas. Qual o atual grau de implementação de novas tecnologias na monitorização e manutenção de barragens? Quais os mais recentes avanços na monitorização, particularmente em barragens de betão? Qual a tua opinião sobre a incorporação de técnicas de instrumentação baseadas no levantamento laser e no processamento de imagem na monitorização de grandes barragens?
Na monitorização de barragens, a introdução do Sistema de Posicionamento Global (GPS) foi um grande avanço, já que se torna possível medir o posicionamento de uma barragem com grande precisão. No entanto, com o GPS, para obter elevada precisão é necessária a utilização de cinco a seis satélites em simultâneo e de condições meteorológicas muito favoráveis. A par disto, os satélites têm de estar muito bem posicionados, e normalmente a sua posição vai-se alterando, o que dificulta em muito a monitorização contínua. As tecnologias baseadas no levantamento laser e processamento de imagem são usadas com frequência mas não têm precisão suficiente. A precisão ideal para monitorizar a deformação de uma barragem é de cerca de 0,1 mm. Por norma, o método mais eficaz, no que respeita às barragens de betão, é o pêndulo que, de forma simples, proporciona grande precisão e uma medição muito fiável da deformação relativa da barragem. Na Suíça, aquando da construção de grandes túneis sob as barragens, a monitorização foi feita com recurso a instrumentos cuja posição apontava para um ponto fixo na barragem. Desta forma era enviado, permanentemente, um sinal ótico com a localização deste ponto, o que também pressupõe a existência de determinadas condições. Se houver demasiada humidade, o sinal pode ser perturbado.
Estás há cerca de 20 anos à frente do LCH da EPFL, laboratório que se tornou uma referência mundial no domínio da hidráulica e, mais especificamente, da hidráulica de barragens. Em retrospetiva, qual consideras ter sido o maior contributo do teu laboratório? Como tem o LCH conciliado a investigação num domínio tradicional, que é a hidráulica de estruturas, ao qual a sociedade exige respostas práticas e concretas, e a investigação fundamental?
Quando assumi a direção do LCH, há quase 20 anos, a minha linha principal de investigação era a interação das estruturas hidráulicas com a água, ar e sedimentos. A exploração destas interações faz parte de um campo de investigação muito complexo onde, na minha opinião, tivemos grande sucesso. Outra área de investigação onde nos envolvemos foi a da sedimentação em albufeiras, que inclui a interação da água com os sedimentos e a interação do transporte de sedimentos com a morfologia fluvial. Estes são alguns dos tópicos nos quais temos trabalhado mas o meu objetivo sempre foi abranger um vasto leque de temas de investigação em hidráulica, desde as questões básicas relacionadas com o transporte de sedimentos, até chegar a questões mais aplicadas tais como sedimentação e evolução da morfologia das albufeiras e rios.
Que diferenças encontras na formação dada aos estudantes agora em relação à que era dada há 20 anos?
Provavelmente, a diferença é que hoje os estudantes são muito mais exigentes, e assemelham-se mais a consumidores que pretendem obter um produto aprazível durante as aulas. No passado, os estudantes contentavam-se em ter apenas acesso à informação. Hoje em dia pretendem uma transferência de conhecimento que seja atraente, o que significa ter um pouco mais de “entretenimento” durante as aulas. Hoje os estudantes também avaliam os cursos e são bastante exigentes. Isto altera a forma de dar aulas e exige inovação para que os estudantes se sintam motivados. É necessário lembrar-lhes, constantemente o que é importante para eles e apresentar isso de forma atraente. No entanto, em última análise, o conhecimento transmitido não difere substancialmente do que era há 20 anos, salvaguardando a criação de conhecimento verificada entretanto. Também é necessário interagir com os estudantes para motivá-los a trabalhar, a ser ativos e a empreender trabalho de equipa em projetos e exercícios. Isso é, provavelmente, mais importante hoje do que era no passado.
Olhando agora para o futuro, e tendo em conta o teu cargo de diretor do LCH e de Professor da EPFL, de que forma antevês a investigação hidráulica experimental na próxima década? Há temas que ainda não tenham sido abordados e aos quais gostarias de dedicar atenção num futuro próximo?
Os nossos interesses de investigação são muito vastos. Não creio que haja outro laboratório que trabalhe em tantas áreas de investigação da hidráulica como o nosso. Quase todas as linhas de investigação estão relacionados com esta interação entre água, ar e material sólido e com o decorrer da investigação entramos ainda frequentemente em novas áreas. Normalmente, o trabalho de investigação começa com a descoberta um pouco da superfície, seguido pelo aprofundar dos tópicos. De futuro irei focar-me mais nas questões relacionadas com a hidráulica ambiental, eco-hidráulica e interação da morfologia dos rios com o transporte de sedimentos. Na minha opinião, a sedimentação nas albufeiras é uma questão muito importante atualmente. Existem muitas teorias sobre este assunto mas ainda não sabemos tudo e precisamos de mais ciência aplicada para resolver este problema. Não obstante, há muita investigação sobre a interação e ação de fluidos sobre estruturas hidráulicas existentes em barragens, sobre os escoamentos de alta velocidade, etc. Há também questões interessantes e pertinentes sobre como encontrar revestimentos inovadores para túneis e tubagens que possam reduzir significativamente as perdas de energia em sistemas hidráulicos, e estas são com certeza temas de futuro.
Existe, desde há alguns anos, um programa doutoral conjunto entre a EPFL e o Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa. Esse programa está agora na sua segunda edição, chamada H2Doc – Environmental, Hydraulics and Hydrology. Tu és um dos principais dinamizadores do programa, integrando o corpo diretivo e recebendo um grande número de estudantes no Laboratório de Construções Hidráulicas. Qual é a tua experiência com este programa e quais as vantagens que identificas nesta colaboração?
O programa é muito enriquecedor em vários aspetos. Em primeiro lugar, recebemos estudantes internacionais de grande qualidade, portanto temos uma amostra multicultural de estudantes de doutoramento com diferentes formações científicas de base. Normalmente são excelentes estudantes porque têm de ser aprovados por ambas as escolas doutorais para serem aceites, a do IST e a da EPFL, ambas complementares e com bastante exigência. Em segundo lugar, uma vez que o financiamento parcial do salário dos estudantes é garantido, este programa permite-nos abordar temas de investigação de maior risco. A possibilidade de fazer esta escolha livremente permitiu-nos enveredar por caminhos inovadores. Em terceiro lugar, criámos uma colaboração de grande proximidade entre diversos grupos das duas universidades, uma colaboração de longa duração que permite introduzir ideias para novos tópicos de investigação.
A Suíça está a implementar a Estratégia para a Energia 2050, no âmbito da qual estão a ser feitos grandes investimentos em investigação e desenvolvimento para substituir a produção de energia nuclear por fontes de energia renovável. A criação de oito Centros de Competência para a Investigação na Energia é parte desta estratégia. Qual o teu envolvimento (e do LCH) neste contexto?
O nosso laboratório está, desde o princípio, envolvido na definição do centro de competências Supply of Electricity (SCCER-SoE), onde a energia hidroelétrica assume um papel muito proeminente. Somos responsáveis, no comité executivo deste centro de competências, pelos temas da energia hidroelétrica e, em particular, pela adaptação estrutural e operação da energia hidroelétrica de forma a aumentar a sua flexibilidade no futuro. Esta é a primeira vez que a investigação neste tipo de produção energética é financiada ativamente através de fundos de investigação na Suíça. No passado era bastante difícil obter este tipo de financiamento. No entanto, uma vez que a energia hidroelétrica irá ocupar um papel importante no futuro, especialmente com o aumento da utilização das energias renováveis, como a eólica e a solar, todos reconhecem a importância de investir mais neste tipo de produção. A intenção com a aposta na energia hidroelétrica, que já é fortemente explorada na Suíça (talvez 90 por cento do seu potencial esteja a ser usado neste momento), é torná-la mais flexível, num contexto de incertezas ambientais, incertezas nos mercados e incertezas no que diz respeito às alterações climáticas.
Podes contar-nos um pouco mais acerca deste programa e das ações que estão a ser postas em prática? Num país como a Suíça, onde o potencial da energia hidroelétrica tem sido largamente explorado no último século, e num contexto europeu em que a regulação sobre segurança e ambiente é mais restritiva no que nunca, ainda há lugar para um papel de relevo da produção de energia hidroelétrica?
Nós identificámos os desafios da energia hidroelétrica no futuro, e após o das alterações climáticas temos o desafio da legislação ambiental, pelo que há cada vez mais trabalho a ser feito de modo a sustentar a energia hidroelétrica. Temos de assegurar que esta produção é amiga do ambiente. Atualmente, coloca-se ainda o problema da reabilitação das infraestruturas existentes de energia hidroelétrica. Outra questão é, seguramente, as condições de mercado e a procura de energia. O padrão de consumo de eletricidade vai alterar-se no futuro – iremos ter mais procura e vai haver variações rápidas ao longo do dia. A infraestrutura vai ser usada de forma mais intensiva, o que cria um problema de segurança devido ao facto de estas operações exigirem maior flexibilidade. O risco também aumenta com os desastres naturais e tudo isto tem de ser tido em conta quando se pensa na segurança da estrutura e na fiabilidade da nova produção de energia. Definimos, portanto, um roteiro, fixando onde queremos chegar até 2050, e um conjunto de ações correspondentes a cada um destes desafios.
O comissário europeu para a Investigação, Inovação e Ciência, na véspera do encontro de 2015 do Fórum Económico Mundial de Davos, destacou as alterações climáticas, além das desigualdades sociais e segurança energética, como um assunto prioritário a ser abordado pelos cientistas. Qual pode ser o papel a desempenhar pelas barragens num contexto de adaptação climática? De que forma podem as alterações climáticas afetar a atual estratégia suíça e como está isso a ser tido em conta?
As alterações climáticas terão um efeito muito significativo na disponibilidade de água em várias regiões do globo e uma das formas mais eficientes de fazer face a este problema é o seu armazenamento. Será cada vez mais importante, no futuro, aumentar a capacidade de armazenamento de água por todo o mundo. O armazenamento tem de ser criado pelas barragens, que dão origem a albufeiras onde a água pode ser armazenada, o que é essencial para compensar períodos de grande seca através de armazenamento de grandes quantidades durante períodos muito curtos. As alterações climáticas podem dar origem a problemas graves de cheias, portanto estas barragens têm de ser concebidas não só com o propósito de fornecer água para irrigação, abastecimento e produção elétrica, mas também para proteger as regiões a jusante contra cheias. Estou convencido de que no futuro as barragens serão mais importantes do que nos dias de hoje porque podem mitigar estes efeitos severos das alterações climáticas em muitas regiões.
Para os engenheiros e investigadores a trabalhar em barragens, quais são os principais desafios para o futuro? Quais são as tendências, a nível mundial, na construção de barragens, particularmente nos países em desenvolvimento? Onde estão as necessidades em engenharia e quais os mercados para onde se devem virar os jovens engenheiros?
As barragens são infraestruturas hidráulicas grandes e complexas. Como tal, têm de ser concebidas como sistemas complexos, portanto é muito importante que essa complexidade seja tida em conta desde as fases iniciais de projeto, e que seja encontrada uma sinergia entre múltiplos parâmetros. Esta sinergia deve trazer os melhores benefícios, não só financeiros como também em ambientais e socioeconómicos. Os futuros engenheiros terão de ser capazes de lidar com a complexidade, terão de trabalhar em equipas multidisciplinares para encontrarem as sinergias entre objetivos diferentes e, frequentemente, opostos de um projeto. As futuras infraestruturas de água vão ter de ser concebidas de forma a poderem satisfazer, ao mesmo tempo, diferentes objetivos, tais como proteção contra as cheias, irrigação, consumo, produção elétrica e também proteção do meio envolvente. Há exemplos, como na Malásia, em que a floresta em redor da albufeira de barragens e na bacia hidrográfica está protegida. Sem a barragem, estas árvores seriam cortadas para se obter madeira tropical; neste caso é interdito cortar a floresta pois tal aumentaria a erosão de encostas e consequentemente a quantidade de sedimentos afluentes à albufeira. Há muitos projetos no Brasil em que a área envolvente se transformou em estâncias turísticas e se a barragem e a respetiva albufeira não existissem, não haveria proteção sistemática destas áreas. Por outro lado, os engenheiros têm de se concentrar no mercado mundial porque estes projetos são feitos em todo o lado, portanto têm de ter abertura às diferenças culturais, falar várias línguas e saber lidar com diversos problemas. Precisam de ter um vasto conhecimento no campo da engenharia civil, não apenas em estruturas ou em hidráulica, mas também sobre a interação entre os diversos campos da engenharia civil. Se tiverem contacto com várias línguas e abertura a diferentes culturas têm boas hipóteses de trabalhar em qualquer sítio.
Anton Schleiss é formado em Engenharia Civil pelo Instituto Federal de Tecnologia de Zurique. Depois de integrar o Laboratório de Hidráulica, Hidrologia e Glaciologia daquela escola, obteve em 1986 um Doutoramento em Ciências Técnicas com um trabalho sobre o projeto de túneis em pressão. Posteriormente, e durante 11 anos, trabalhou para a Electrowatt Engineering Ltd. onde foi responsável pela secção de estruturas hidráulicas. Em 1997 foi nomeado Professor da Escola Politécnica Federal de Lausana (EPFL) e Diretor do Laboratório de Construções Hidráulicas , na Suíça. Entre 2006 e 2012 foi Diretor do Departamento de Engenharia Civil da EPFL. Presidiu também ao Comité Suíço de Barragens e ao Comité Suíço de Proteção contra Cheias. É membro do comité diretivo e líder da divisão Europeia da IAHR – International Association for Hydro-Environmental Engineering and Research. Foi eleito em junho passado presidente do CIGB – Comissão Internacional das Grandes Barragens.
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