Os terremotos registrados nos últimos anos no Haiti (2010), Japão (2011), Nova Zelândia (2011) e Chile (2012) acarretaram prejuízos de milhões de dólares a esses países e tiveram impactos sociais devastadores. Muitos dos danos poderiam ter sido amenizados caso houvesse um planejamento estrutural das edificações dos grandes centros urbanos que levasse em conta os efeitos desses fenômenos naturais.

Esse tipo de cálculo, feito por engenheiros sísmicos, vem ganhando precisão graças a ensaios realizados em uma mesa vibratória instalada na Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD), nos Estados Unidos. O equipamento simula tremores de terra e permite avaliar, em escala real, como materiais e estruturas se comportam durante um abalo sísmico.

Vários aspectos têm que ser considerados na hora de se projetar um edifício, uma ponte ou uma estrada. Em regiões de fronteira entre placas tectônicas, onde se registra a maioria dos terremotos, alguns fatores são decisivos para o planejamento urbano.

“Falhas geológicas diferentes geram abalos sísmicos distintos”, esclarece o engenheiro chileno Rodrigo Astroza, do Centro de Engenharia Estrutural Englekirk da UCSD. “É preciso, portanto, conhecer o ambiente sismológico, as propriedades do solo e a topografia do local onde se pretende construir”, observa.

Ensaios em escala real

Uma vez dominadas essas características, a mesa vibratória é usada para testar a magnitude do tremor que uma determinada estrutura suporta, orientar as pesquisas com materiais mais resistentes e fazer ensaios com as novas tecnologias introduzidas.

Os edifícios são construídos em tamanho real sobre a mesa e, terminadas as provas, são demolidos. “As edificações não podem colapsar, elas devem proteger as pessoas”, adverte Astroza. “Hospitais, por exemplo, são vitais após um terremoto e eles devem continuar em pé.”

Veja abaixo a mesa vibratória em ação

O engenheiro explica que, nos ensaios, são analisados aços não convencionais, diferentes tipos de concreto, barras de reforço, novas configurações de desenho de estruturas, amortecedores, isolantes, entre outros materiais e tecnologias. Os dados compilados durante os testes são liberados depois de dois anos para a comunidade científica.

As simulações na mesa, instalada pelo Consórcio para Simulação em Engenharia de Sismos (NEES, na sigla em inglês) da UCSD, começaram em 2002, quando terminou a construção do equipamento.

Com 12,2 m de extensão e 7,6 m de largura, a mesa pode se movimentar em um ângulo de 6 graus, permite um deslocamento de 75 cm para a esquerda e 75 cm para a direita, suporta uma carga de até 20 meganewtons e uma aceleração de 3 g (gravidade). Essa e outra no Japão são as maiores mesas vibratórias do mundo. A da UCSD é capaz de reproduzir qualquer tipo de terremoto já registrado, assim como simular abalos artificiais.

“Já simulamos os terremotos de Pisco, no Peru [2007], de San Fernando, nos Estados Unidos [1971], e de Kobe, no Japão [1995], praticamente sem erro”, conta Astroza. Ele diz que o NEES tem condições de fazer até dois ensaios por ano. A Fundação Nacional de Ciência (NSF) dos Estados Unidos e 40 empresas privadas são os principais financiadores dos estudos.

A partir das informações obtidas nos ensaios, os engenheiros dispõem de elementos para definir a construção mais adequada ao local, a configuração arquitetônica e estrutural ideal, as propriedades dinâmicas (massa, rigidez, amortecimento etc.) que essa estrutura deve ter e o tipo de manutenção ou conservação que deve ser adotada para evitar danos ao longo do tempo.

Alicia Ivanissevich
Ciência Hoje/ RJ

* A jornalista viajou a San Diego a convite do Instituto das Américas para participar do 9° Workshop Jack F. Ealy de Jornalismo Científico