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Terremotos no Brasil: riscos e o papel da engenharia sísmica

por Matheus Martins | 25/08/2020
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Eventos sísmicos são causadores de muitas tragédias ao redor do mundo. O Brasil apresenta baixo risco e incidência histórica de eventos, todavia, a análise sísmica é indispensável para a segurança das construções.

Os sismos são fenômenos de vibração da camada superficial terrestre, que se originam de atividades vulcânicas, da movimentação de gases no interior da Terra ou do deslocamento de blocos rochosos. Estes são fenômenos são conhecidos também como terremotos. Estes eventos ocorrem nas regiões entre placas, ou em falhas geológicas na litosfera.

Os sismos podem ser naturais ou induzidos pela atividade humana. Podemos dizer também que o sismo é o resultado da liberação de energia, em forma de onda sísmica, que atua nas edificações provocando vibrações, tanto verticais quanto horizontais.

Destroços de construções após terremoto na China.
Destroços após terremoto na China. Imagem: uol.com.br

Em eventos sísmicos, a energia liberada é dissipada em ondas que se propagam pelo solo e excitam inicialmente a base das estruturas. Essa excitação faz com que a vibração da estrutura seja amplificada, aumentando a movimentação dos elementos devido aos deslocamentos gerados, resultando no desconforto humano e até mesmo na ruína da edificação.

Impactos causados por sismos

Os eventos sísmicos já causaram desastres para a humanidade, alguns eventos trágicos que levaram a maremotos são marcantes na história.

Vista aérea da cidade de Natori, no Japão, com destroços e alamento após tsunami de 2011.
Cidade de Natori, Japão, em 2011, após terremoto seguido de tsunami. Imagem: estadao.com.br

O histórico de grandes terremotos tem como palco a costa oeste sul-americana e o continente asiático. Na Ásia, a ocorrência de terremotos acarreta maremotos devido a posição desfavorável das placas tectônicas. O Japão, por exemplo, sofreu com um grande maremoto em 2011 após a ocorrência de uma colisão entre as placas, a qual atingiu a magnitude 9 na escala Richter. Nesse evento, a ilha de Honshu – onde se situa Tóquio e outras grandes cidades – foi deslocada 2,4 metros a leste, dada a intensidade das ondas.

Mapa com o epicentro do terremoto de 2011 no Japão.
Epicentro do terremoto de 2011 no Japão. Imagem: paulorideaki.blogspot.com

Para entender o impacto de um evento, existem algumas escalas de medição. A mais conhecida é a escala Richter, que mede a magnitude das ondas. Esse conceito foi introduzido em 1953 por Charles Francis Richter, um sismólogo da Califórnia, quando desenvolveu uma escala logarítmica para aferição da magnitude, que hoje é mundialmente utilizada.

Escala Richter de magnitude sísmica. Imagem: Autor.
Escala Richter de magnitude sísmica. Imagem: Autor.

A escala tem variação de 0 a 9 graus, relacionados à energia liberada. O cálculo da magnitude proposto por Richter se baseia num logaritmo de base dez, o que implica que um número inteiro represente dez vezes o aumento na amplitude da onda. Embora a escala seja de 0 a 9 graus, teoricamente, não há limites para a magnitude. Todavia, nunca foram registrados abalos com magnitude superior a 9.

Engenharia Sísmica

Ciente dos riscos que as ações sísmicas podem causar às estruturas, a sociedade científica se preocupa com a segurança das obras situadas em zonas críticas. Dessa forma, busca-se através de normas específicas – como a europeia Eurocode 8, a norte-americana ASCE07 e a brasileira NBR 15421, por exemplo – estabelecer critérios de dimensionamento adequados. Esses critérios definem condições mínimas para um comportamento sem colapsos, com a absorção da energia liberada no evento sísmico pela estrutura ou ainda em métodos de dissipação dessa energia nas fundações.

Capa da norma brasileira de projetos resistentes a sismos (NBR 15421).
Capa da NBR 15421. Imagem: ABNT

O projeto de estruturas requisita análise das ações internas e externas que estarão atuando sobre os elementos estruturais. Com essa finalidade, são mensuradas as cargas e é realizado o dimensionamento para que a estrutura suporte aos esforços solicitantes. Entre as ações externas, excepcionalmente, é considerada a ação sísmica.

É clara a necessidade de uma análise detalhada desse fenômeno, dessa solicitação excepcional que as edificações são submetidas e do comportamento estrutural ao sofrer a ressonância sísmica. A análise em questão trata-se de estudos da dinâmica das estruturas.

Uma edificação considerada sismo resistente deve resistir aos sismos atuando em qualquer direção com danos limitados. A concepção do projeto deve se dar com base em análise numérica de simulação em modelos físicos da estrutura, considerando a ocorrência mais desfavorável.

Zoneamento sísmico brasileiro em função da aceleração sísmica horizontal característica no Brasil para terrenos de classe B. Imagem: Autor, adaptada de ABNT.
Zoneamento sísmico brasileiro em função da aceleração sísmica horizontal característica no Brasil para terrenos de classe B. Imagem: Autor, adaptada de ABNT.

Uma das considerações feitas nas normas é a zona sísmica em que se encontra uma edificação. A norma brasileira NBR 15421 – Projetos de estruturas resistentes a sismos apresenta um mapa das zonas sísmicas brasileiras com base na aceleração característica horizontal por tipo de solo, o que dá um panorama do risco existente para cada região do Brasil.

Sismos no Brasil

A ocorrência de abalos sísmicos se deve à estrutura geomorfológica do planeta Terra. Na década de 1960 foi desenvolvida a Teoria da Tectônica de Placas, nela se propõe que a camada mais superficial do planeta é constituída de rochas rígidas (litosfera), e que se divide em uma dúzia ou mais de placas que se movimentam umas entre as outras.

Mapa mundial com regiões das placas tectônicas demarcadas.
Mapa mundial das placas tectônicas. Imagem: olhardigital.com.br

A placa sul-americana tem limites próximos a superfície terrestre em sua borda esquerda – o que justifica a grande ocorrência de eventos sísmicos em países como Chile e Peru, por exemplo. O Brasil encontra-se ao centro da placa sul-americana e, portanto, está numa situação de relativa segurança comparando-se a outros países do continente. Todavia, não há exclusão da possibilidade de abalos em solos brasileiros, uma vez que existem diversas falhas geológicas no território do Brasil,as quais são oriundas do desgaste das placas tectônicas e também dos terremotos ocorridos em outras localidades da América Latina.

O Brasil apresenta aspectos diferentes em cada região com ocorrência de eventos sísmicos. A região brasileira mais crítica é a região nordeste, que apresenta uma área sísmica significante. Todavia, outras regiões são praticamente assísmicas, como a região centro-oeste e norte. Na região sudeste observa-se atividades sísmicas, mas a grande maioria de baixa magnitude. Os sismos mais importantes ocorridos no Brasil são da ordem de 5 graus na escala Richter e se concentram nas regiões norte e nordeste. O maior evento registrado no Brasil teve magnitude de 6,2 em ocorrência na Serra do Tombador no estado de Mato Grosso, de acordo com informações da Rede Sismográfica Brasileira (RSBR).

Levantamentos mais precisos do histórico sísmico do país são realizados atualmente, com a instalação de novos observatórios, que constituem a RSBR. A rede nacional monitora em tempo real os eventos sísmicos no mundo todo.

Mapa do Brasil com marcação dos postos de monitoramento de sismos da RSBR.
Postos de monitoramento sismográfico da RSBR. Imagem: rsbr.gov.br

Novos estudos tem avaliado com maior precisão regiões brasileiras para ocorrência sísmicas. Regiões como norte e noroeste do Ceará, sudeste do Brasil e zonas marítimas da região sudeste tem sido objeto de estudos por representarem regiões maior probabilidade de eventos sísmicos.

Em síntese, podemos avaliar que o Brasil apresenta baixo risco de eventos sísmicos desastrosos como em outras partes do mundo. No entanto, eventos significantes podem acontecer e levar danos às construções em algumas regiões. Por isso, é imprescindível a avaliação da região para se projetar uma estrutura segura, de acordo com as ações a que será submetida à edificação.

Fonte: Ibracon, RSBR.

Leia também: Saiba mais sobre a engenharia anti-sísmica do Japão.

Você já presenciou algum evento sísmico na sua região? Conhece a norma brasileira de projetos resistentes a sismos? Compartilha com a gente nos comentários!

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Matheus Alves Martins

Mestrando em Ciência dos Materiais, Engenheiro Civil, MBA em Gestão de Projetos e Auditor Líder ISO 9001:2015. Um sul-mato-grossense entusiasta da gestão, da qualidade e da inovação na indústria da construção. Fã de tecnologias e eterno estudante de engenharia.

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