A madeira resiste bem a terremotos?, Construction of Brock Commons. Image © KK Law. Courtesy of naturallywood.com
Construction of Brock Commons. Image © KK Law. Courtesy of naturallywood.com

Para alguns, pode ser aterrorizante pensar que habitamos uma esfera orbitando em volta do Sol, cujo núcleo possui temperaturas de até 6.000ºC e todas as atividades humanas localizam-se sobre a crosta terrestre, a menor das camadas em espessura, nas chamadas placas tectônicas. Essas placas flutuam sobre o manto, mais precisamente na astenosfera e às vezes se chocam, causando tremores de terra. Como vemos neste mapa interativo, os terremotos são muito mais frequentes do que imaginamos, ocorrendo dezenas diariamente pelo mundo, muitos imperceptíveis. Mas alguns são extremamente potentes e, quando ocorrem próximo de áreas urbanas, são uma das forças mais destrutivas da Terra, causando mortes e danos no ambiente construído.

Com o avanço de pesquisas, testes e experimentações na engenharia, países e regiões com atividades tectônicas já possuem conhecimentos para reduzir o perigo de morte e os danos causados. Algumas soluções e materiais funcionam melhor no caso de um terremoto. A madeira é um deles. 

Um terremoto emite ondas de choque em intervalos curtos e rápidos, como uma carga horizontal extremamente severa. Edifícios geralmente suportam bem as cargas verticais (permanentes e acidentais, como a gravidade, o peso próprio e outras cargas incluídas). No caso de um sismo, as forças laterais transmitidas pelas ondas do terremoto fazem vibrar toda a estrutura, podendo causar desde danos superficiais ao colapso total da estrutura. 

Bayview Elementary School Seismic Replacement. Image © Wade Comer Photography. Courtesy of naturallywood.com
Bayview Elementary School Seismic Replacement. Image © Wade Comer Photography. Courtesy of naturallywood.com

Em regiões onde há atividade sísmica, sistemas de fundações flexíveis, contrapesos e até pêndulos são utilizados em edifícios altos para buscar evitar ou contrabalancear a estrutura enquanto ela balança. Mas além de reforços estruturais, os materiais que integram a edificação exercerão papel fundamental em um evento excepcional como um tremor de terra. A madeira como material estrutural funciona particularmente bem no caso dos tremores de terra por ter uma alta ductilidade. Isso quer dizer que é um material que suporta uma grande deformação até o momento de sua fratura. Ou seja, ela se dobra antes de quebrar. É só pensar no comportamento de uma árvore em uma tempestade de vento. Isso é possível porque a madeira é composta por células longas e finas e fortes e a forma alongada das paredes celulares dá à madeira sua resistência estrutural. Os produtos de madeira podem suportar cargas bastante altas, particularmente quando as forças de compressão e tensão são exercidas paralelamente às fibras da madeira.

Sir Matthew Begbie Elementary School Seismic Replacement. Image © Bright Photography. Courtesy of naturallywood.com
Sir Matthew Begbie Elementary School Seismic Replacement. Image © Bright Photography. Courtesy of naturallywood.com
Fast + Epp Home Office. Image © Mathias Fast Photography
Fast + Epp Home Office. Image © Mathias Fast Photography

Junto a isso, a madeira é um material leve e isso influencia positivamente. Quanto menos massa o edifício tiver, menos força inercial será criada com as ondas sísmicas. Cristiano Loss, Professor Assistente em Engenharia de Madeira na Universidade de British Columbia, é especializado na resiliência de sistemas e estruturas baseados em madeira de alto desempenho diante de terremotos. Envolvido em testes experimentais de montagens de madeira, ele aponta os benefícios inerentes de tais sistemas. “Uma das coisas que tornam a madeira mais resistente, de longe, é seu peso menor. Você pode pensar que este é um ponto negativo, mas na verdade é uma grande vantagem”, explica ele. “A madeira é cinco vezes mais leve que o concreto, reduzindo consideravelmente as forças sísmicas em um edifício.”

Bayview Elementary School Seismic Replacement. Image © Wade Comer Photography. Courtesy of naturallywood.com
Bayview Elementary School Seismic Replacement. Image © Wade Comer Photography. Courtesy of naturallywood.com

Em suma, uma edificação com bom comportamento em um terremoto é a que equilibra rigidez e leveza. Um edifício rígido demais torna-se frágil, já que sua estrutura acabará rompendo com as vibrações, enquanto um prédio mais leve e menos rígido pode fazer os ocupantes tremerem mais e criar grandes movimentos que danificam os componentes do edifício. Diversas pesquisas, com testes reais, têm mostrado que edificações em madeira engenheirada, com conectores metálicos, apresentam um desempenho muito adequado a esses fenômenos naturais. Cristiano Loss aponta outra vantagem dos sistemas de madeira – sua tendência a ser um sistema exposto de conexões. “O fato de você não ter nenhum vergalhão incorporado ao material ou sistema, pode detectar danos com bastante facilidade. Contanto que você tenha a conexão bem definida no sistema, o reparo em tempo hábil é possível.”

Bayview Elementary School Seismic Replacement. Image © Wade Comer Photography. Courtesy of naturallywood.com
Bayview Elementary School Seismic Replacement. Image © Wade Comer Photography. Courtesy of naturallywood.com

Em locais onde os terremotos são comuns, considerar locais seguros para acolher a população, no caso de um abalo sísmico considerável, é vital para permitir o auxílio à população em um momento delicado e permitir reerguer as infraestruturas e reconstruir o que foi destruído. Um edifício ou hub pós-desastre é definido como uma instalação essencial para a prestação de serviços em caso de desastre. Isso significa que ele será construído para uma carga sísmica de projeto consideravelmente maior do que os edifícios residenciais ou comerciais típicos. Isso inclui centros de energia, infraestrutura de apoio e centros de operações hidrelétricas. A madeira tem sido apontada como um material ideal para a construção deste tipo de edifício, por conta de sua resistência aos abalos sísmicos, e sua durabilidade aos ventos e até ao fogo.

Qualicum Beach Fire Hall. Image © Bob Matheson. Courtesy of naturallywood.com
Qualicum Beach Fire Hall. Image © Bob Matheson. Courtesy of naturallywood.com

O engenheiro Nick Bevilacqua, Principal na Fast+Epp, comenta que as escolas em Colúmbia Britânica, província do Canadá, tem sido projetadas com estruturas que suportam 30% a mais que os edifícios comuns em um terremoto. Além de proteger os estudantes, elas são pensadas para que sejam centros comunitários muito convenientes que ofereçam segurança, abrigo e acesso a serviços após um terremoto ou outros desastres. Em relação às inovações estruturai, ele aponta que “Para o projeto sísmico da Bayview Elementary School e da Sir Matthew Bebie Elementary School, utilizamos um sistema de parede de cisalhamento CLT – um conjunto estrutural de madeira que oferece um certo nível de ductilidade que o sistema sísmico deve ser capaz de atingir. A ductilidade é essencialmente a quantidade de flexibilidade que uma estrutura pode oferecer sem falhar.” Tratam-se de paredes estruturais conectadas à fundação por hastes de sustentação de aço nos cantos, que permitem toda a estrutura unida se movimente e dissipe a energia no caso de um terremoto, sem que colapse.

Sir Matthew Begbie Elementary School Seismic Replacement. Image © Bright Photography. Courtesy of naturallywood.com
Sir Matthew Begbie Elementary School Seismic Replacement. Image © Bright Photography. Courtesy of naturallywood.com

Desenvolver soluções que reduzam os riscos e os prejuízos aos edifícios em um terremoto têm movido diversos pesquisadores por todo o mundo. Observa-se que edifícios de madeira engenheirada permanecem leves, têm rigidez adequada e seus componentes metálicos contribuem para absorver e dissipar parte da energia do terremoto. Em último caso, os terremotos evidenciam toda a força da natureza, e como somos frágeis perante ela. A madeira engenheirada, como um sistema altamente resiliente, tem se mostrado, além de um método construtivo altamente sustentável, permitir a reutilização após o fim da vida útil, apresentar segurança em relação ao fogo e, até mesmo em zonas sísmicas.

Fonte: Archdaily

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