ATIVIDADES SÍSMICAS

Preve & Valdati (2017 apud WICANDER; MONROE, 2009) definem a atividade sís- mica “como um abalo ou tremor causado pela liberação repentina de energia, normalmente como resultado da falha que envolve o deslocamento das rochas”. Tais movimentações são altamente dependentes do estado de tensão inicial que levou a rocha à fratura, isto é, quando as deformações e tensões atingem os valores de ruptura do material. O colapso por sua vez induz uma liberação de energia em forma de ondas elásticas vibratórias, com uma localização específica na terra, denominado epicentro (CLOUGH; PENZIEN, 2003).

2.1.1

Origem

Dessa maneira, de acordo com Beles, Ifrim & Yagüe (1975), os terremotos podem ser classificados em cinco grandes grupos segundo a sua origem:

a) Tectônica: ocorre devido aos deslocamentos internos da crosta terrestre, os quais geram tensões locais para atingir um novo ponto de equilíbrio. São normalmente os mais destrutivos e frequentes, sendo característicos de locais com falhas geológicas recentes;

b) Vulcânica: origina-se pela ação vulcânica. Normalmente são de menores intensidades e atuam em localidades isoladas;

c) Devido a desabamentos: ocorre com a queda de cavernas de rochas solúveis. Sua intensidade é menor que as anteriores e atua em zonas reduzidas;

d) Variadas: possui causas naturais distintas das citadas anteriormente, como por exemplo: deslizamentos de superfícies, impactos de meteoritos, etc;

e) Artificiais: oriundos de acidentes causados por ações humanas. Como exemplos, pode-se citar a explosão acidental em 1921 da fábrica de nitrato de amônio em Oppau, explosões nucleares, etc.

2.1.2

Tipos de ondas

Clough & Penzien (2003) classificam as ondas elásticas da seguinte maneira:

a) Ondas profundas: ocorrem em grandes profundidades na terra. Subdividem-se em:

– Ondas primárias (P): as partículas do material se movimentam alternadamente

no sentido da propagação da onda, resultando em solicitações axiais de tração e compressão. De acordo com Omar & Dantas (2013), podem atingir velocidades entre 5400 a 28800 km/h;

– Ondas secundárias (S): as partículas do material se deslocam no sentido per-

pendicular à propagação da onda, induzindo à deformações por cisalhamento. Sua velocidade corresponde aproximadamente 60 a 70 % dos valores da onda P (OMAR; DANTAS, 2013);

b) Ondas superficiais: prepondera a propagação da onda na superfície terrestre. Segmenta- se em:

– Onda de Reyleigh: ondas de compressão e tração, com amplitudes que se

reduzem com a aproximação da superfície. Podem atingir velocidade de 9720 km/h em granito (LINDEBURG; BARADAR, 2001);

– Onda de Love: ondas de cisalhamento, com amplitudes que sofrem diminuição

com a proximidade da superfície.

Figura 2 – Tipos de ondas

2.1.3

Magnitude

Magnitude de uma atividade sísmica está associada à energia total liberada durante a solicitação, normalmente calculada pela medição da sua dissipação na transmissão das ondas sísmicas em diferentes meios ou estimada em função das amplitudes registradas (PEÑA, 2012). Salienta-se que é uma grandeza absoluta e com valor único, o qual se

associa a cada terremoto (OMAR; DANTAS, 2013).

a) Escala Richter: Para determinar os valores de forma quantitativa, em 1935 os sismó- logos Charles Francis Richter e Beno Gutenberg, membros do California Institute of

Technology(Caltech), desenvolveram uma escala que representa essa energia liberada,

denominada escala de Richter (OMAR; DANTAS, 2013).

Para isso, utiliza-se de registros mensurados em micrômetros num sismógrafo Wood- Anderson que servem como base para realizar a associação das magnitudes às amplitudes sísmicas, em uma escala logarítmica de base 10, onde o acréscimo unitário na escala corresponde a um fator multiplicador de 10 na amplitude sísmica e de 32 na análise energética (OMAR; DANTAS, 2013).

Em posse dos dados, determina-se o seu valor pela equação 2.2. Além disso, observa- ções empíricas estimam que terremotos inferiores a 5 na escala de Richter usualmente não geram danos estruturais, enquanto superiores a esse valor potencialmente produ- zem danos consideráveis, validando assim a importância do parâmetro (CLOUGH; PENZIEN, 2003).

M = log10(A) − log10(A0(δ)) (2.1)

log(Esismo) = 11, 8 + 1, 5M (2.2)

Sendo:

– A0(δ) é uma função dependente da distância do epicentro;

– A é a amplitude máxima do sismógrafo Wood-Anderson; – Esismo é a energia total liberada pelo sismo (1013 Joules);

– M é a magnitude do terremoto.

2.1.4

Intensidade

É uma forma de mensurar qualitativamente os efeitos produzidos pelas solicitações sísmicas. Diferencia-se basicamente da magnitude por ser altamente dependente do lugar e forma que ocorre, pois é uma medida subjetiva (PEÑA, 2012).

a) Escala Mercalli Modificada: criada em 1902 pelo vulcanólogo e sismólogo italiano Giuseppe Mercalli, com modificações realizadas em 1956 por Charles Richter, é uma forma simples de descrever os efeitos dos sismos, dependendo basicamente de cinco fatores (LOPES; NUNES, 2011):

– Magnitude do tremor;

– Distância do epicentro ao ponto de interesse; – Profundidade do foco do sismo;

– Tipo da região tectônica e suas rochas; – Características do solo.

Dessa maneira, a estrutura da escala de Mercalli é linear com intensidades de I a XII, sendo subdividida em função dos danos e características do terremoto.

Tabela 1 – Escala de Mercalli Modificada

Intensidade Mercalli Modificada

a

(%g) Descrição do nível de intensidade

I

[Imperceptível] -

Não sentido, exceto em condições extremamente favoráveis. Leves efeitos de período longo de terremotos grandes e distantes. Registrado (“sentido”) apenas pelos sismógrafos. II

[Muito fraco] <0,3

Sentido apenas por algumas pessoas, especialmente em prédios altos. Objetos leves podem balançar.

III

[Fraco] 0,4-0,8

Sentido por algumas pessoas em casa, especialmente em prédios altos. Alguns objetos pendurados oscilam. Vibração parecida com a da passagem de um caminhão leve. Duração estimada. Pode não ser reconhecido como um abalo sísmico.

IV

[Moderado] 0,8-1,5

Sentido em casa por muitas pessoas e na rua por poucas pessoas durante o dia. À noite algumas pessoas despertam. Pratos, janelas e portas vibram e as paredes podem ranger. Os carros e motos parados balançam visivelmente. A vibração é semelhante à provocada pela passagem de veículos pesados ou à sensação de uma pancada de uma bola pesada nas paredes.

V

[Forte] 1,5-4

Sentido por praticamente todas as pessoas; muitos despertam. As pessoas conseguem identificar a direção do movimento. Líquido em recipiente é perturbado. Objetos pequenos e instáveis são deslocados. Portas oscilam, fecham, abrem. Os movimentos de pêndulos podem parar.

Tabela 1 - Continuação

VI

[Forte] 4-8

Sentido por todas as pessoas; muitos se amedrontam e saem às ruas. Pessoas andam sem firmeza. Algumas mobílias pesadas podem se movimentar. Louças e alguns vidros de janelas são quebrados. Objetos e livros caem de prateleiras. Observação de danos moderados em estruturas civis de má qualidade. Peque- nos sinos tocam em igrejas e escolas.

VII

[Muito Forte] 8-15

Efeitos sentidos por pessoas que estão dirigindo automóveis. Difícil manter-se de pé. Móveis são quebrados. Danos pequenos em edifícios bem construídos, danos moderados em casas bem construídas e danos consideráveis em estruturas mal construídas. Algumas chaminés sofrem colapso. Queda de reboco, ladrilhos e tijolos mal assentados. Ondas em piscinas. Pequenos escorrega- mentos de barrancos arenosos. As águas dos açudes ficam turvas com a movimentação do lodo. Grandes sinos tocam.

VIII

[Muito Forte] 15-30

Danos em construções normais, com colapso parcial. Algum dano em construções reforçadas. Queda de estuque e alguns muros de alvenaria. Queda de chaminés, monumentos, torres e caixas d’água. Galhos quebram-se das árvores. Trincas no chão. Afeta a condução dos automóveis. A mobília pesada sofre movimentações e pode virar. Mudanças nos fluxos ou nas temperaturas das fontes e poços.

IX

[Muito Forte] 30-60

Pânico generalizado. Construções comuns bastante danifica- das, às vezes colapso total. Danos em construções reforçadas e em grandes edifícios, com colapso parcial. Alguns edifícios são deslocados para fora de suas fundações. Tubulação subter- rânea quebrada. Rachaduras visíveis no solo.

X

[Catastrófico] 60-100

Maioria das construções destruídas até nas fundações. Danos sérios a barragens e diques. Grandes escorregamentos de terra. Água jogada nas margens de rios e canais. Trilhos levemente entortados.

XI

[Catastrófico] 100-200

Poucas estruturas de alvenaria não colapsam totalmente. Pontes são destruídas e os trilhos dos trens são completamente entor- tados. As tubulações subterrâneas são completamente destruídas.

XII

[Catastrófico] >200

Destruição quase total. A paisagem é modificada com a topo- grafia sendo distorcida. Grandes blocos de rocha são deslocados. Objetos são jogados ao ar. Essa intensidade nunca foi observada no período histórico.

2.1.5

Peak Ground Acceleration (PGA)

Uma alternativa para caracterização dos terremotos é a medida da máxima aceleração do solo (PGA). De acordo com Miranda (2010), "em termos de resposta estrutural, corresponde ao valor máximo de aceleração absoluta de um sistema de um grau de liberdade com rigidez infinita", calculando-se com os valores de medidas obtidas por sismógrafos.

Assim, pode-se determinar o valor de acordo com a equação 2.3 (GUTENBERG; RICHTER, 1956 apud LINDEBURG; BARADAR, 2001), a determina o coeficiente em função da aceleração da gravidade:

P GA = yo 1 + (_hR0 P GA) 2 (2.3) Sendo: log(yo) = −(b + 3) + 0, 81M − 0, 027M2 (2.4) Onde:

– b é um fator específico do solo;

– hP GA é a profundida local em quilômetros;

– M é a magnitude do terremoto na escala de Richter;

– R’ é a distância entre o ponto de medição da aceleração e o epicentro, em quilômetros.