Ajudar a Venezuela depois do sismo - Análise Estrutural

As imagens que chegaram da Venezuela nos últimos dias são difíceis de ver.

Edifícios colapsados. Famílias sem casa. E uma pergunta que se repete em milhares de apartamentos e moradias que ainda estão de pé: o meu edifício está seguro?

É uma pergunta legítima. E merece uma resposta séria.

A JANUA juntou-se ao movimento SismoAyuda VE, uma rede de profissionais especializados em estruturas que se organizou para ligar engenheiros a pessoas que precisam de avaliação estrutural urgente dos seus edifícios. O medo é real, os pedidos são muitos, e ter alguém de confiança a fazer essa avaliação pode fazer toda a diferença.

Este artigo não vai falar sobre o que poderia ter sido feito antes, isso depende dos regulamentos aplicados na altura do projeto de cada edifício e da qualidade da construção. Vamos falar do que é possível fazer agora: perceber onde uma estrutura falha depois de um sismo, e o que observar numa inspeção pós-sismo.

Porquê um sismo pode não derrubar um edifício, mas danificá-lo gravemente

Um sismo forte não destrói todos os edifícios que atinge. Mas pode deixar danos que não são visíveis a olho nu ou que são visíveis, mas cuja gravidade não é fácil de avaliar sem formação técnica.

Há edifícios que colapsam durante o sismo. Há outros que ficam de pé mas estruturalmente comprometidos, incapazes de resistir a uma réplica, ou com danos que evoluem ao longo do tempo.

E há edifícios que apresentam fissuras e danos superficiais que parecem graves mas que são aceitáveis dentro do comportamento esperado de uma estrutura sísmica.

Como uma estrutura de betão armado responde a um sismo

Para perceber o que procurar, é preciso perceber como uma estrutura bem dimensionada se supõe que se comporte durante um sismo.

Nas estruturas de betão armado, as mais comuns em edifícios de habitação, a filosofia de dimensionamento sísmico assenta num princípio fundamental: as vigas devem ceder antes dos pilares.

Porquê? Porque o pilar não serve apenas para resistir às forças horizontais do sismo, serve também para sustentar o edifício na vertical. Se um pilar falha, pode-se perder um piso inteiro. Se uma viga plastifica de forma controlada, o edifício pode manter-se de pé e as pessoas podem sair.

Por isso, numa estrutura bem dimensionada para sismo, as vigas são desenhadas para ser o "fusível" da estrutura, elementos que absorvem e dissipam energia, que fissuram de forma dúctil, que se deformam sem partir.

Esta é a diferença entre um edifício que sobrevive a um sismo e um que colapsa.

O que observar numa inspeção pós-sismo

Fissuras em vigas

As fissuras em vigas são o ponto de partida de qualquer inspeção. Mas não são todas iguais e a sua orientação diz muito sobre o que está a acontecer na estrutura.

Fissuras verticais ou quase verticais são, em geral, fissuras de flexão. Numa viga sujeita a cargas verticais, aparecem tipicamente na face inferior a meio vão, onde a tração é maior. Numa ação sísmica, podem aparecer também na face superior junto aos pilares, ou em ambas as faces nas extremidades da viga, por inversão cíclica de esforços. Estas fissuras são, dentro de certos limites, esperadas numa estrutura que trabalhou em sismo. Indicam que a viga dissipou energia de forma dúctil.

Fissuras diagonais a 45º são um sinal mais preocupante. Indicam que o esforço transverso, o corte, está a dominar. A rotura por corte é frágil, a estrutura quase não avisa e a perda de capacidade é rápida. Uma viga com fissuras diagonais significativas precisa de avaliação urgente.

Fissuras diagonais cruzadas em X são o cenário mais grave em vigas. Resultam de ação cíclica sísmica, a viga foi solicitada em sentidos opostos de forma repetida e indicam dano severo. Combinadas com esmagamento do betão ou armaduras expostas, são sinal de perda grave de capacidade.

Fissuras em pilares

Os pilares têm uma tolerância menor à fissuração. Em sismo, podem aparecer fissuras horizontais ou sub-horizontais nas zonas de extremidade que podem indicar formação de rótula plástica no pilar. Em projeto sísmico, não queremos que isso aconteça antes das vigas, mas pode ser aceitável em sismos extremos se for limitado.

O que não é aceitável: fissuras diagonais em pilares. Especialmente em X. Indicam rotura por corte, confinamento insuficiente ou mecanismo frágil e num pilar isso é muito grave, porque compromete diretamente a capacidade de suporte vertical do edifício.

Os nós viga-pilar

Os nós, as zonas de ligação entre vigas e pilares, são áreas críticas. Uma fissuração leve pode ser tolerável. Mas qualquer um dos seguintes sinais é motivo de alerta imediato:

• Fissuras diagonais no nó

• Betão desagregado ou destacado

• Armaduras expostas

• Separação visível entre viga e pilar

• Fissuras largas atravessando o nó

O nó deve permanecer íntegro para que as vigas possam plastificar de forma controlada. Se o nó falha, a ligação entre os elementos estruturais é comprometida e a estrutura pode perder capacidade muito rapidamente.

Esmagamento do betão e armaduras expostas

O esmagamento do betão comprimido e as armaduras expostas ou encurvadas são os sinais mais graves de todos. Indicam que a estrutura ultrapassou o comportamento dúctil e entrou em dano severo.

Quando se vê:

• Betão esfarelado ou destacado em pilares ou vigas

• Armaduras longitudinais visíveis e dobradas

• Estribos abertos ou rotos

• Grande flecha residual numa viga

Não há dúvida: é dano estrutural grave. O edifício não deve ser ocupado sem avaliação técnica urgente.

Assentamentos diferenciais

Para além das fissuras nos elementos estruturais, um sismo pode provocar ou agravar assentamentos diferenciais, situações em que partes do edifício assentam de forma desigual, porque o terreno de fundação foi afetado.

Os sinais visíveis incluem fissuras oblíquas nas paredes, especialmente em padrão escalonado nas alvenarias, portas e janelas que deixaram de fechar corretamente, pavimentos inclinados ou com desnível visível, fissuras na interface entre a estrutura e os elementos não-estruturais.

Os assentamentos diferenciais são particularmente preocupantes em terrenos com solos moles ou com presença de água que podem sofrer liquefação durante o sismo, perdendo temporariamente a capacidade de suporte.

O que distingue dano aceitável de dano grave

A grande dificuldade numa inspeção pós-sismo é distinguir o que é esperado do que é perigoso. Uma estrutura que trabalhou bem num sismo vai apresentar danos, é isso que se espera que aconteça. O objetivo não é um edifício sem uma fissura, é um edifício que dissipou energia de forma controlada e mantém a capacidade de suporte.

A forma mais simples de orientação:

Sinal aceitável (mas a monitorizar): fissuras verticais nas vigas, distribuídas, sem abertura excessiva, sem esmagamento, pilares aparentemente íntegros, nós sem desagregação.

Sinal preocupante (avaliação urgente): fissuras diagonais em vigas, fissuras em pilares, fissuração nos nós, flechas residuais visíveis, portas e janelas descaídas, assentamento visível.

Sinal grave (não ocupar): fissuras diagonais em pilares ou nós, betão esmagado, armaduras expostas ou encurvadas, separação entre elementos estruturais, inclinação visível do edifício, qualquer sinal de colapso parcial.

A importância de uma avaliação técnica presencial

Uma inspeção visual, por mais cuidadosa que seja, tem limites. As fissuras superficiais não revelam o que aconteceu no interior dos elementos estruturais. A deformação residual de uma viga pode ser difícil de quantificar sem instrumentação. E a interação entre o edifício e o terreno de fundação não se avalia a olho nu.

É por isso que o trabalho do SismoAyuda VE é tão importante neste momento. Ligar profissionais especializados em estruturas às famílias que precisam de avaliação urgente, com rigor técnico e com a capacidade de distinguir o que é medo de o que é risco real

O medo é compreensível. Mas a resposta ao medo não é a especulação, é a informação técnica rigorosa.

Conclusão

Depois de um sismo, a pergunta "o meu edifício está seguro?" não tem resposta fácil. Tem resposta técnica e essa resposta exige um profissional qualificado com tempo para observar com atenção.

O que este artigo oferece é uma orientação, os sinais a que prestar atenção, o que distingue uma fissura esperada de uma fissura grave e onde uma estrutura de betão armado tende a falhar quando é solicitada além dos seus limites.

A viga pode ficar ferida para salvar o edifício. O que não pode acontecer é o pilar cair porque aí, já não há edifício para salvar.