M ODOS DE R OTURA

As ações a que podem estar expostos os quebra-mares são a agitação marítima, as marés e correntes, atividade sísmica e tsunamis. Em termos de estabilidade, a maré não afeta diretamente um quebra-mar de taludes, devido à lentidão da variação da cota do nível médio da água, no entanto a ocorrência de uma preia-mar elevada pode aumentar as alturas de onda na rebentação, provocando assim um aumento da probabilidade de galgamento. As correntes podem ter efeitos nefastos em termos de “lavagem de finos” e desgaste do fundo. Desconhece-se a ocorrência de acidentes em quebra-mares de talude, no Oceano Atlântico, causados por sismos ou tsunamis (Pita, 1985). Assim, a agitação marítima é a variável que mais atenção merece no dimensionamento de uma estrutura deste tipo.

Devido às grandes solicitações a que são expostos, os quebra-mares podem eventualmente sofrer roturas estruturais. Pode classificar-se rotura como uma falha estrutural que resulta num menor desempenho ou funcionalidade por parte da estrutura, em relação ao que tinha sido projetado. Importa referir que embora um colapso parcial de uma estrutura possa ser classificado como “rotura” tal não impede a estrutura de manter o seu nível de serviço até ser feita a sua manutenção.

As estruturas em geral podem sofrer rotura devido aos seguintes motivos, (CEM, 2006):

 Projeto: a estrutura como um todo ou componentes individuais da mesma não resistem às condições de carga definidas em projeto. Num caso mais grave, a estrutura pode não funcionar da forma como foi projetada;

 Excedência das condições de carga: as condições de carga consideradas no projeto são excedidas (ex., uma onda incidente maior do que a utilizada no projeto);

 Construção: devido à má técnica de construção ou materiais deficientes;

 Deterioração: por falta de manutenção da estrutura durante a sua vida útil.

Os motivos da rotura nos quebra-mares de talude são apresentados na Figura 2.6 - e podem ser descritos do seguinte modo:

 Instabilidade hidráulica do manto de proteção – através do deslocamento de blocos do manto de proteção na zona ativa do mesmo, próximo do nível médio da água, pode dar-se a erosão dos filtros ou do núcleo;

 Erosão do lado de sotamar da estrutura convencional devido a galgamento excessivo;

 Fissuração e rotura de blocos do manto de proteção – as unidades de betão quebram quando a força das ondas excede a resistência do betão ou quando existe impacto entre blocos;

 Deterioração dos elementos do manto de proteção – pode ser causada por reações químicas, variações de temperatura e abrasão resultando na perda de resistência e massa, levando à redução da estabilidade hidráulica;

 Deslizamento da superestrutura do quebra-mar – a superestrutura desliza para o lado de sotamar quando a força horizontal da onda incidente excede a força de atrito entre a superestrutura e a sua fundação;

 Rotação da superestrutura para barlamar: o deslocamento da camada do manto de proteção ou das camadas filtro na frente da superestrutura podem levar à rotação da superestrutura para barlamar;

 Erosão da base de apoio da superestrutura devido à passagem de água e ar pela estrutura;

 Falha do manto de proteção devido à rotura da berma de pé de talude: o desgaste e a erosão do pé de talude levam ao deslocamento das camadas de proteção do núcleo;

 Deslizamento da camada do manto de proteção devido à erosão do fundo de fundação;

 Assentamento dos blocos de maior peso no fundo devido à liquefação induzida pela onda;

 Lavagem do material fino do talude – a variação de pressão induzida pela onda pode levar à lavagem do material mais fino através dos blocos de maior dimensão se não forem respeitados os critérios de dimensionamento das camadas filtro;

 Deslizamentos de superfícies (falhas mecânicas dos solos de implantação) – as cargas induzidas pelas ondas e as variações de pressão a que a estrutura está exposta podem levar ao desenvolvimento de uma superfície de falha sob a estrutura;

 Assentamento do solo de fundação – deformações no solo de fundação devido ao peso da própria estrutura ou devido a atividade sísmica podem causar instabilidade estrutural e provocar o assentamento do quebra-mar o que reduz a sua cota de coroamento podendo aumentar o galgamento da estrutura.

Figura 2.6 - Modos de rotura de quebra-mares de talude, adaptado de CEM, 2006.

Importa referir ainda que este tipo de estruturas está também sujeito ao fenómeno de liquefação. Este fenómeno verifica-se quando as pressões intersticiais igualam a pressão efetiva de confinamento do solo e tem como consequência a diminuição da rigidez e da resistência ao corte do solo. Este fenómeno acontece devido a ação sísmica.

O solo de fundação e a própria estrutura também podem sofrer assentamentos devido a vibrações sísmicas. Os assentamentos provocados pela compactação do solo de fundação são mais caraterísticos de solos granulares do que de solos coesivos por exemplo, um solo argiloso oferece resistência ao rearranjo das partículas do solo numa forma mais densa (Miranda et al., 2006).

De forma a evitar a rotura nos quebra-mares é conveniente que se utilizem, no seu dimensionamento, os dados que melhor caraterizam a zona de implantação em termos de natureza dos fundos, batimetria e, muito importante, dados meteorológicos e de agitação marítima de fontes fidedignas.

Porque os quebra-mares são estruturas de grandes dimensões e com elevados custos de construção, o processo de dimensionamento deste tipo de estruturas passa normalmente por um pré-dimensionamento seguido de uma avaliação de desempenho com ensaios em modelo reduzido. Estes ensaios são imprescindíveis na verificação da segurança em termos de

conveniente, podendo em determinados casos contribuir para a diminuição dos custos de construção.