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.
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 44.500 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 2013. 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 2013. 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).
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.
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 66.225,89 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
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
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
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
DEMOLIÇÃO
TERRAPLENAGEM
ESTACA ɸ80
CONCRETO ESTRUTURAL
ARMADURA CA-50
FORMA
ESTRUTURA METÁLICA
MEMBRANA PTFE
UND.
m³
m³
m
m³
T
m²
T
m²
PROJETO
BÁSICO
17.497,00
64.937,08
21.832,50
58.038,89
4.072,46
139.298,87
3.862,65
15.710,50
PROJETO
EXECUTIVO
23.846,83
408.051,00
40.287,00
66.225,89
5.108,14
227.096,74
6.259,00
31.000,00
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
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
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
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.
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.