Avaliação de risco sísmico

O estudo de risco sísmico tem por objetivo avaliar e estimar os perigos, as perdas sociais, económicas e ambientais, e os danos expetáveis de um determinado evento sísmico devido a ação sísmica. E contribuir para uma melhor e consciente tomada de decisão na gestão de riscos, no que respeita à ação sísmica, identificando as fraquezas dos elementos expostos e a sua evolução no tempo, cooperando deste modo, para uma escolha precisa de estratégias de reforço e a mitigação de risco sísmico (Carreno, Cardona e Barbat, 2007; Barbat et al., 2009).

Tal como referido na secção 2.3, muitos estudos têm sido desenvolvidos em todo o mundo sobre a avaliação da vulnerabilidade sísmica de edifícios existentes, mas ainda é necessário o desenvolvimento de procedimentos orientadores para a análise e gestão do risco sísmico na escala urbana (Vicente, Ferreira e Maio, 2014; Lamego et al., 2016).

várias análises probabilísticas foram propostas na análise de respostas sísmicas de construção. Além das incertezas nas cargas sísmicas, as incertezas associadas ao material de construção, ao processo de projeto, à geometria do edifício e à construção também levarão ao uso da probabilidade para prever as respostas do edifício (Kishore e Thampan, 2017).

Além das abordagens probabilísticas, a avaliação de risco sísmico também pode ser baseada em abordagens determinísticas, por exemplo o HAZUS (FEMA e NIBS, 2003) e CAPRA (Cardona et al., 2012), em que as diversas características envolvidas na análise (risco sísmico, vulnerabilidade, exposição e desagregação de perdas) são tomadas de acordo com diferentes modelos. Em relação aos procedimentos probabilísticos, pode-se fazer referência ao trabalho de Gálvez et al (2015), em que o perigo sísmico é representado através de um conjunto de cenários estocásticos, e as funções de vulnerabilidade são definidas para classes gerais de construção. Então, o risco sísmico é avaliado em termos da curva de excedência de perdas, ou curvas de fragilidade sísmica, da qual derivam outras métricas de risco probabilísticas. E em relação aos procedimentos determinísticos pode-se fazer referência ao trabalho de Lamego et al. (2016).

Existe um grande número de métodos para a estimar perdas devido a ação sísmica (Blume, Scholl e Lum, 1977; ISO, 1983; ATC-13, 1985; ATC-36, 1997; NRC, 1999; Barbat et al., 2009). Foram também desenvolvidos alguns software de estimativa de perda devido a ação sísmica, sendo o exemplo mais notável o software HAZUS (FEMA, 2012). Outros softwares foram desenvolvidos para outras regiões do mundo, por exemplo, SELENA (Seismic Loss Estimation Logic Tree Approach - Estimativa de Perdas Sísmicas usando uma Abordagem de Árvore Lógica) pode ser aplicada em qualquer parte do mundo (Molina e Lindholm, 2005; Molina, Lang e Lindholm, 2010); DBELA (Displacement-Based Earthquake Loss

Assessment- Avaliação de perda devido a ação sísmica baseada em deslocamento) para a Europa (I.E.Bal,

Crowley e Pinho, 2008), EQRM (Earthquake Risk Model - software para modelar (estimar) o risco sísmico, desenvolvida pela Agência Geoscience Australiana ) para a Austrália (Robinson, Fulford e Dhu, 2006), TELES (Taiwan Earthquake Loss Estimation System - Sistema de estimativa de perda devido a sismo de Taiwan) para Taiwan (Yeh, Loh e Tsai, 2006) e LNECLOSS para Portugal (Costa et al., 2004).

Sendo de extrema importância no estudo do risco sísmico, o desenvolvimento e a aplicação efetiva de regulamentação sismo-resistente assim como as recomendações específicas, para o projeto e construção de estruturas em zonas sísmicas têm como objetivo salvaguardar a segurança dessas estruturas relativamente a danos que envolvam, nomeadamente, perdas de vidas humanas e limitar os danos materiais, através da descrição das características que as estruturas devem possuir para que a probabilidade de colapso ou danos severos seja minimizada. Devendo também assegurar o funcionamento das instalações e equipamentos importantes (Sousa, 2006; Câmara, 2010; Ferreira, 2012).

Tal como se sabe, e já referido inicialmente, no território de Portugal registaram-se, ao longo do tempo, vários episódios de atividade sísmica com consequências sociais, económicas, e patrimoniais em diversas localidades do país. O mais notório e catastrófico data de 1755 e é considerado por vários autores

como um dos maiores sismos da história e um marco de mudança muito importante na engenharia sísmica (Oliveira, 2008a; SPES, 2014).

O sismo de 1755 veio mostrar a fragilidade da construção tradicional em alvenaria, com a sua reduzida capacidade de absorção e dissipação da energia libertada e, alertar para a necessidade de repensar as técnicas construtivas. No processo de reconstrução de Lisboa, após o sismo, as questões relacionadas com a segurança dos edifícios foram amplamente estudadas, e alguns conceitos inovadores de resistência estrutural aos sismos (técnicas da construção antissísmica) foram testados e implementados, visando fornecer resistência e dissipação de energia adequadas com respeito as ações sísmicas, e desde essa altura que em Portugal, houve uma evolução significativa em relação aos materiais e processos de construção, e principalmente a evolução das exigências de segurança sísmica das construções (regulamentação para a resistência sísmica). Assim, pode-se dizer que o sismo de 1755, conduziu às técnicas da construção antissísmica rigidamente aplicada na reconstrução de Lisboa (Ramos e Lourenço, 2004). No entanto, só 200 anos após o sismo de 1755 que em Portugal dão-se os primeiros passos na Engenharia Sísmica, e surge a primeira regulamentação antissísmica nacional. Deste modo, os regulamentos nacionais só a partir de 1958, com a entrada em vigor do RSCCS (RSCCS, 1958) , é que dotaram os projetistas de estruturas de ferramentas capazes de promoverem a segurança das construções face à ação dos sismos. Desde a entrada em vigor do RSCCS (RSCCS, 1958), até à atualidade, a legislação tem evoluído face aos desenvolvimentos ocorridos ao nível da engenharia sísmica.

À medida que o tempo passou, sucessivas modificações estruturais significativas, assim como a degradação material introduziram fraquezas no sistema estrutural, diminuindo a resistência dos edifícios às ações sísmicas. As modificações estruturais foram feitas com uma clara ausência de uma política de análise global e introdução de materiais com características mecânicas não compatíveis com os materiais originais. Nos casos em que a segurança contra as ações sísmicas é claramente insuficiente, parece aconselhável como medidas preventivas, amarrar os prédios com varões de aço ou fortalecer os pisos de madeira, especialmente levando em consideração as conexões com as paredes de alvenaria (Ramos e Lourenço, 2004; Bento, 2009).

A análise de risco sísmico aqui aplicada tem como objetivo a estimativa dos danos aos edifícios e as perdas associadas em caso de ocorrência de fenómenos sísmicos, simulados por cenários (perto e afastado). E com base nesses danos definir as estratégias de reforço sísmico mais adequadas.