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Como projetar edifícios à prova de terremotos (e por que isso é tão importante)

Engenharia 360

15/01/2018

POR Eduardo Slabocicor Cavalcanti 15/01/2018

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Catástrofes naturais são cada vez mais frequentes no planeta Terra. Com o avanço das tecnologias, as pessoas se perguntam se é possível prever situações assim. Infelizmente, os cientistas afirmam que, atualmente, os terremotos, por exemplo, não podem ser evitados. O que se pode fazer é preparar melhor as cidades para resistir e se recuperar de graves desequilíbrios ecológicos e sociais, prevendo a perda de vidas e bens. Assim são as chamadas “cidades inteligentes” ou “cidades resilientes”.

Terremotos não matam as pessoas. Os prédios é que matam.

O Brasil não sofre abalos sísmicos de grande intensidade. Isso não quer dizer que suas construções não tenham que suportar cargas extremas, como forças horizontais, causadas por ventos fortes ou pequenos tremores de terra – algo que é frequentemente subestimado pelos projetistas. Claro que em países como o Japão, a Índia, as Filipinas, a Turquia, os Estados Unidos, o Haiti, o Chile e tantos outros, a ocorrência de terremotos exige prevenções estruturais muito mais rigorosas. Nesses lugares, não basta discutir sobre normas de segurança para a construção civil, mas a prática de medidas que realmente possam evitar que edifícios entrem em colapso na ocorrência de qualquer grande fenômeno natural.

(imagem extraída de O Globo)

“É impossível pensar em prevenção contra todo e qualquer tipo de intempérie e, por isso, os governantes tendem a trabalhar com eventos frequentes de cada região (…). Não adianta investir pesado em construções antiterremotos no Brasil, por exemplo. Há outras prioridades” – Flávio Figueiredo, vice-presidente do Instituto Brasileiro de Avaliações e Perícias de Engenharia de São Paulo, em reportagem de Correio Braziliense.

+ Sistemas de prevenção de sismos

“Os terremotos são pequenas liberações da enorme quantidade de energia acumulada pela colisão das placas, que são massas gigantescas que envolvem continentes inteiros. As macroplacas que formam a crosta terrestre não estão paradas, mas boiam numa espécie de oceano de magma muito viscoso, onde os movimentos são muito lentos. Quando colidem, fazem pressão uma contra a outra e este fenômeno cria os terremotos” – geofísico Antonio Piersanti, em reportagem de BBC Brasil.

(imagem extraída de ABC 7 News)

Desenvolver tecnologias capazes de prever e auxiliar na superação de terremotos é extremamente necessário. O Japão, por exemplo, tem um dos sistemas mais avançados de defesa civil. Sua população é mais bem preparada sobre como proceder diante de catástrofes naturais. Esse é o resultado de anos e anos de muito estudo e investimentos em campanhas educativas, códigos de construção e infraestruturas contra abalos e tsunamis. E em outros países ricos, como os da Europa, também existem boas normas, como a Eurocódigo 8, considerada muito completa.

Em regiões extremamente pobres ou em desenvolvimento, como é o caso do Haiti, o desafio é muito mais complicado. Principalmente por questões financeiras, as medidas preventivas acabam nunca saindo do papel. O custo de uma tecnologia antissísmica não é barato. Só que nada é mais caro do que se ter, como consequência, impactos financeiros, estruturas abaladas e mortes humanas. Fica, portanto, o desafio para as novas gerações: despertar a criatividade para se evitar, de forma simples e econômica, as tragédias; de salvar vidas; e, se necessário, de reconstruir cidades.

(imagem extraída de Pixabay)

+ A ação dos sismos sobre os edifícios

A maioria dos edifícios que entram em colapso por conta de abalos sísmicos, de fato, não havia sido bem construída. O uso de materiais de baixa qualidade, de mão-de-obra pouco qualificada, a ausência de engenharia antissísmica adequada, fundações que não suportam bem cargas superiores, e mais, os fazem suscetíveis a caírem durante e após um terremoto. Alguns países, como o Brasil, são tão negligentes com suas leis que, infelizmente, permitem que construtores façam gambiarras. Erguer casas em locais inadequados, como margens de rios e encostas de morros, também aumenta os riscos.

Edifícios simples, de engenharia convencional, são preparados para resistir ao seu próprio peso, aquele produzido pela gravidade. Esse modelo, em tese, não suportaria deformações plásticas causadas por movimentos horizontais. Para evitar seu desmoronamento, ainda na fase de projeto, todos os elementos – estruturais ou não estruturais – precisam ser estudados. É necessário encontrar a combinação perfeita entre resistência e ductilidade do conjunto para que o mesmo possa resistir a terremotos.  Do contrário, uma só rachadura pode fazer com que tudo venha abaixo.

(imagem extraída de Pixabay)

+ A contribuição de arquitetos e engenheiros

É dever dos arquitetos e engenheiros desenvolver e aperfeiçoar os diferentes modos de construir. Para que um edifício complete sua durabilidade planejada, uma série de detalhes precisa ser pensada e calculada. Tudo tem que ser pressuposto antecipadamente, inclusive a ocorrência de fenômenos da natureza, como os terremotos – principalmente nas áreas urbanas. Em casos assim, são algumas das medidas preventivas que podem minimizar os prejuízos materiais e as mortes:

– Implantação de toda e qualquer tecnologia antissísmica disponível;

– Busca pela compreensão sobre a geografia local;

– A não construção em locais suscetíveis a deslizamentos;

– A adequação de antigas construções, como escolas e hospitais;

– Projetos, construções e manutenção de edifícios com boa resistência;

– Projetos, construções e manutenção de edifícios em conformidade com os códigos municipais; etc.

+ Materiais construtivos antiterremoto

No 5° Fórum Urbano Mundial, ocorrido no Rio de Janeiro, em 2010, foi apresentado um modelo de casa popular, titulada como Home4Haiti. Ela foi desenvolvida por uma parceria entre arquitetos brasileiros e italianos. A ideia deles era mostrar como materiais alternativos, como pneus velhos, são capazes de proteger residências mais simples de terremotos. Claro que, em cada região do planeta, conforme o que se tem disponível, será desenvolvida uma tecnologia diferente. Madeira e bambu, por exemplo, por serem muito leves, é uma boa alternativa. Eles movem-se com o terremoto e voltam à posição original muito rapidamente, dissipando a energia – além disso, possuem baixo custo.

Por incrível que pareça, a arquitetura vernacular, com soluções mais populares da antiguidade, é muito menos perigosa diante aos abalos sísmicos. O cimento não costuma ser o material mais indicado para uma engenharia antiterremoto. Porém, uma equipe da University of British Columbia desenvolveu um concreto especial. Chamado de EDCC, ele é composto de polímero e cinzas volantes – um material proveniente das poeiras geradas na queima de carvão em termoelétricas. Teoricamente, em comparação ao concreto tradicional, ele teria bem menos tendência em quebrar durante um evento do gênero.

(imagem extraída de Pixabay)

+ Estruturas antigas resistentes a terremotos

As tecnologias empregadas por arquitetos e engenheiros civis em projetos de edifícios resistentes a terremotos não são tão complexas, pesadas ou caras quanto à maioria imagina. Claro que, em edifícios mais novos as medidas preventivas são mais fáceis de serem empregadas. Já os antigos edifícios precisam de uma análise mais detalhada quanto ao estado de sua conservação. Às vezes, é melhor derrubá-los e reconstruí-los. Mas, nem todos os prédios históricos resistiriam a um processo assim. Nesses casos, o projetista precisa encontrar a solução mais adequada, que pode ser o acréscimo de barras diagonais, muretas laterais nos pilares, reforços de aço; ou mesmo isolar sua base, apoiando o edifício sobre elementos de borracha.

+ Novas estruturas resistentes a terremotos

Um bom planejamento estrutural faz toda a diferença em um país com abalos sísmicos constantes. Para evitar o surgimento de rachaduras ou o colapso total do conjunto, primeiro, deve-se saber amortecer as junções entre todos os elementos – colunas, vigas, lajes e fundações – em cada andar.  É importante que eles possam dissipar a energia do movimento causado pelo tremor e também não se separarem. Como alternativa final, podem-se introduzir elementos metálicos aos nós ou fazer paredes super-resistentes – as shear walls  seriam indicadas apenas para construções de poucos andares.

(imagem extraída de El Pais)

Em edifícios mais altos as medidas de prevenção devem se estender até à fundação, suspendendo o edifício sobre apoios de borrachas ou amortecedores. Ambas as alternativas serviriam para absorver grande parte do impacto provocado pelos tremores, fazendo com que as vibrações não sejam transmitidas ao restante do edifício. Assim, a probabilidade dele sofrer rachaduras ou outros abalos estruturais diminui consideravelmente.

Outra ideia é o sistema de contrapeso inercial, utilizado, por exemplo, no Taipei 101, que tem 508 metros de altura. Nesse caso, do prédio taiwanês, foi instalado um pêndulo de 660 toneladas entre o 87º e o 92º andar. O objetivo dos construtores era compensar as oscilações causadas pelo vento ou por tremores de terra. Mas, poderia ser também alguma capsula pesada no topo do volume, que se movimentaria no sentido contrário às vibrações, mantendo a torre menos instável no momento do sismo.

https://www.youtube.com/watch?v=6BmohJFOtv4

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Eduardo Slabocicor Cavalcanti

Escreve para a internet desde 2008 e tem paixão por consumir informação e descobrir coisas. Adora gatos, inovação e é curitibana – fala “duas vinas”, mas dá “bom dia” no elevador.

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