O ‘básico’ da engenharia sísmica é seguir as normas sismorresistentes, que determinam os materiais e as dimensões ideais para não haver desabamento. Técnicas mais avançadas também usam molas amortecedoras, pêndulos gigantes e sistemas computadorizados. Como prédios altos podem resistir a terremotos tão fortes?
Um vídeo que viralizou nas redes sociais nesta semana mostrou que, mesmo diante do terremoto de magnitude 7,7, que devastou Bangkok em 28 de março, dois prédios altos da capital tailandesa resistiram aos tremores e não colapsaram.
“As pessoas estudam engenharia civil por um motivo, gente”, escreveu uma das usuárias do X, em post com quase 3 milhões de visualizações.
➡️Mas, afinal, o que explica o fato de um edifício não desabar durante um abalo sísmico? O g1 conversou com três especialistas da área e resumiu abaixo as principais estratégias:
estrutura resistente, nas dimensões e materiais corretos;
sistemas de isolamento sísmico de três tipos diferentes, que incluem amortecedores de borracha, sistemas computadorizados e pêndulos gigantescos, por exemplo.
💦 Um spoiler: reparou, no vídeo, que a água da piscina, na cobertura das torres, “espirra” para os lados após o tremor? Proposital ou não, certamente foi um elemento que colaborou para as torres não desmoronarem. Veja os detalhes ao longo desta reportagem.
1- Estrutura resistente
“O princípio de base da engenharia sísmica é: a construção não pode desabar. Precisamos proteger a população”, afirma Gustavo Siqueira, professor associado da Universidade Estadual de Campinas e pesquisador de sistemas de isolamento sísmico.
Levando em conta características geográficas (como a posição das placas tectônicas), cada país tem suas próprias normas sismorresistentes: procedimentos básicos que devem ser adotados pelo engenheiro civil para que as estruturas sejam dimensionadas de forma que resistam a terremotos. Isso inclui a instalação de determinados tipos de pilares e de vigas, por exemplo, ou a utilização de materiais específicos, como aço, betão ou madeira.
Edifícios com falhas na construção e templos antigos provavelmente não foram projetados seguindo as normas modernas.
José Elias Laier, engenheiro civil e professor titular da Universidade de São Paulo (USP), esclarece que, em edifícios mais altos, a recomendação é investir em aço, por ser dúctil (ou seja, por ser flexível sem que haja rompimento).
“Ele não esfarela, digamos assim. É possível que ele resista ao terremoto, dependendo da magnitude — pode até balançar, mas não vai cair. É como o bambu, que consegue se deformar sem romper”, diz.
📢Mas, atenção: o fato de um prédio resistir ao desabamento não significa que ele ficará intacto e seguro após o abalo sísmico. Pode haver fissuras em pilares e lajes, por exemplo, que exigirão manutenção (e possivelmente uma evacuação do local).
🏥Isso seria inviável para prédios que não podem ter o funcionamento interrompido, como hospitais e quartéis de bombeiros. Dependendo da importância do estabelecimento, é possível ir além: investir em sistemas de proteção que, mesmo depois de um tremor, possam continuar funcionando, sem necessidade de conserto.
Eles dividem-se entre sistemas passivos (que funcionam por conta própria, “sozinhos”) e ativos (que necessitam de eletricidade).
2- Sistemas passivos
São isoladores sísmicos que têm a vantagem de não precisar de energia para funcionar. Veja exemplos:
a) Dissipadores: absorvem a energia do terremoto antes que ela atinja a estrutura principal do edifício. Podem ser molas amortecedoras e sistemas hidráulicos, por exemplo.
Um dos mais famosos é é o TMD (Tunned Mass Damper), que, em português, é traduzido como “amortecedor de massa sintonizada”. Ele fica na parte de cima do edifício e funciona pela Lei da Inércia.
✏️Para você refrescar a memória: é a 1ª lei de Newton, ensinada no ensino médio aos alunos. “Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele.”
Imagine que uma pessoa está em um ônibus parado e, de repente, ele arranca bruscamente. O indivíduo tende a ser lançado para trás, antes de acompanhar o movimento do veículo. Isso acontece porque, pela Lei da Inércia, o corpo quer permanecer em repouso. Agora, pense no contrário: o ônibus está em movimento e freia de repente. A pessoa tende a ir para frente, porque estava em movimento e quer continuar nesse estado.
O TMD funciona da mesma forma:
Dentro de alguns arranha-céus, há uma enorme massa suspensa (como um pêndulo gigante).
Quando o prédio começa a balançar devido a um terremoto, essa grande massa tende a permanecer em repouso por causa da Lei da Inércia.
Como resultado, ela se move na direção oposta ao balanço do prédio, ajudando a reduzir as oscilações e tornando o edifício mais estável. Isso serve para equilibrar a construção: se o edifício estiver se inclinando para a direita, o pêndulo vai se mover para a esquerda.
“Toda a energia de vibração vai para o pêndulo, e não para o prédio. A Ponte Rio-Niterói, por exemplo, tem um sistema assim, feito com baldes de ferro pendurados em molas. [Foi essa intervenção que] diminuiu a vibração sentida no vão central quando batia um vento de cerca de 55 km/h”, explica Reyolando Brasil, professor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP).
“Na China, temos exemplos de pêndulos com massas que ocupam três andares do prédio. É um sistema muito inteligente, porque vai funcionar mesmo sem eletricidade.”
Veja o funcionamento do TMD
Arte/g1
b) Isolamento de base
“Nesse tipo de passivo, a fundação do prédio fica em cima de isoladores sísmicos, como molas ou amortecedores de borracha. É algo gigante que tem como objetivo ‘isolar’ o edifício e ‘desacoplá-lo’ parcialmente do solo. Com isso, o solo se movimenta, mas só a mola [ou a estrutura usada] se deforma — sem abalar tanto a estrutura”, explica Brasil.
Há também outras tipos de isolamento, como amortecedores de chumbo e rolamentos deslizantes.
O edifício da Suprema Corte dos Estados Unidos, por exemplo, passou por uma reforma em 2011 para a instalação de isoladores embaixo da construção.
Isolamento de base pode ajudar a preservar a construção em terremotos
Arte/g1
3- Sistemas ativos
Neste caso, sensores detectam tendências de movimento do solo e enviam informações para um sistema computacional, que processa as informações e aciona dispositivos no topo do edifício (como molas amortecedoras).
Esse mecanismo ajuda a minimizar o impacto de vibrações causadas por terremotos.
Cidades como Nova York e Tóquio possuem edifícios equipados com esse tipo de tecnologia. No entanto, são sistemas que apresentam algumas limitações: além de serem significativamente mais caros, dependem de eletricidade para funcionar. Isso pode ser um problema em situações de emergência, como em um terremoto, quando há risco de falta de energia. Adotar fontes alternativas pode ser uma solução, mas gera mais custos.
E a piscina lá de cima? Realmente pode ter ajudado?
Sim. Não sabemos se ela foi construída na cobertura já com essa intenção de proteção sísmica (provavelmente, não) — de qualquer forma, foi um recurso que auxiliou na preservação dos edifícios.
Mais uma vez, a explicação vem da Lei da Inércia, por meio de um sistema de “contrarresposta passiva”.
“O terremoto ‘tira o chão’ do prédio. Nesse movimento, toda aquela água da piscina tende a se deslocar para o sentido contrário. Isso traz um equilíbrio por um tempo”, explica Reyolando Brasil.
Então, colocar uma piscina na cobertura pode ser a solução para evitar desabamentos? Não, é apenas um recurso extra. “A água vai sendo jogada para fora, e a força [que equilibraria o prédio] vai reduzindo com o passar do tempo”, complementa o professor.
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Fonte: G1 Read More