HAZUS é uma metodologia que começou a ser desenvolvida em 1992 pela Federal Emergency
Management Agency (FEMA), em cooperação com o National Institute of Building Sciences (NIBS), nos
Estados Unidos da América (EUA) e está implementada num software muito utilizado na estimativa de perdas resultantes de catástrofes naturais como sismos, inundações e furacões, que recorre a um Sistema de Informação Geográfica (SIG) no processo da determinação dos impactos físicos, sociais e económicos devidos à ocorrência desses fenómenos (Neighbors et al., 2013; Pombo, 2014).
A primeira versão do software, o HAZUS97 foi disponibilizada em 1997, e apenas permitia avaliar as perdas devido à ocorrência de um sismo. Ao longo dos anos, foram efetuadas diversas atualizações, sendo disponibilizada em 1999 o HAZUS99 (FEMA e NIBS, 1999), a qual apresenta alterações consideráveis em relação à versão original. Em 2004 é disponibilizada a versão HAZUS-MH, sendo introduzida a capacidade de estimar as perdas devido a inundações e a furacões, transformando-se assim numa ferramenta que permite a estimativa de perdas devido a múltiplos desastres naturais (MH - Multi-
Hazards). Em 2012 é disponibilizada a versão HAZUS-MH 2.1 (FEMA, 2012), e em 2017 a versão mais
recente do software o HAZUS-MH 4.0 (Seligson, 2008; Pombo, 2014).
A “Metodologia para a estimativa de perdas em consequência de sismos”, Earthquake Loss Estimation Methodology conhecida por HAZUS 99 - o software que a implementa e que recorre a dados e variáveis com valores de defeito válidos para o território dos EUA, é considerado um método baseado em modelos mecanicistas de avaliação da vulnerabilidade sísmica de grande divulgação nos EUA e tem por objetivo principal estabelecer orientações e procedimentos para a obtenção, a uma escala regional, de estimativas de perdas em consequência de sismos. Essas estimativas têm a finalidade de ser utilizadas pelas autoridades estaduais, regionais e locais nesse País para fundamentarem as estratégias de mitigação do risco sísmico e as decisões relativas ao planeamento e à gestão da emergência (Whitman et al., 1997; FEMA e NIBS, 1999; Carvalho et al., 2002; Sousa, 2006)
Relativamente aos danos, na metodologia HAZUS 99 (FEMA e NIBS, 1999), os estados de dano são definidos separadamente para os sistemas estruturais e não estruturais de uma dada tipologia construtiva. Sendo considerados, para cada um deles, tal como referido anteriormente, quatro estados de dano, descritos qualitativamente: (i) Dano Ligeiro, (ii) Moderado, (iii) Severo/ extenso ou grave e (iv) Total/completo ou colapso. Para efeitos de modelação adicionou-se um quinto grau, designado de Ausência de Dano (denotado como nenhum), permitindo assim completar as distribuições de danos em edifícios. Nesta metodologia os estados de dano estruturais apresentam uma descrição específica para cada
tipologia construtiva. Enquanto os danos das componentes estruturais condicionam essencialmente as perdas humanas mais graves e a funcionalidade dos edifícios, os danos das componentes não estruturais tendem a dominar as perdas económicas e as perdas humanas de menor gravidade (Carvalho et al., 2002). A metodologia assume que os estados de dano das componentes estruturais são independentes dos estados de dano das componentes não estruturais (Sousa, 2006; Lamego, 2014).
Na Tabela 2-1 à Tabela 2-3 são apresentados os estados de dano da metodologia HAZUS 99 (FEMA e NIBS, 1999), correspondentes a danos estruturais. Nesta descrição, é designada por fissura a abertura de dimensão inferior a 3 mm (1/8”) e por fenda a abertura de dimensão superior a 3 mm.
Tabela 2-1 - Descrição dos estados de dano em edifícios de alvenaria não reforçada (URM) (original de Lamego (2014), traduzido de FEMA e NIBS (2003))
Dano ligeiro
- abertura de fissuras ou pequenas fendas nas paredes;
- fissuras ou fendas de maior dimensão na envolvente de vãos em paredes com maior área de aberturas;
- movimento de lintéis;
- fendas na base dos parapeitos. Dano moderado
- fissuras diagonais na maioria das superfícies das paredes; - fendas diagonais em algumas paredes;
- separação dos diafragmas das paredes; - fendas significativas nos parapeitos;
- queda de algumas pedras constituintes das paredes. Dano extenso ou
grave
- fendas extensas em paredes com grande área de aberturas; - queda de elementos salientes e de algumas paredes; - movimento de vigas e treliças em relação ao seu suporte. Dano completo
ou colapso
- colapso da estrutura ou perigo de colapso iminente, no próprio plano ou para fora do plano; - aproximadamente 15% da área total do edifício entra em colapso ou em risco de
colapso.
Tabela 2-2 - Descrição dos estados de dano em edifícios de placa (original de Lamego (2014), traduzido de FEMA e NIBS (2003))
Dano ligeiro - fissuras diagonais ou horizontais em paredes de enchimento; - fendas na interface estrutura / parede.
Dano moderado
- fendas extensas (diagonais ou horizontais) em muitas das paredes; - esmagamento de alguns cantos próximos da ligação viga-pilar; - fissuras diagonais de corte em pilares ou vigas.
Dano extenso ou grave
- grandes fendas na maioria das paredes;
- alguns tijolos ou pedras podem-se deslocar e cair;
- algumas paredes de enchimento podem entrar em rotura para fora do plano; - algumas paredes podem cair parcial ou totalmente;
- algumas vigas ou pilares podem entrar em rotura por corte, resultando em colapso parcial; - a estrutura pode apresentar deformação lateral permanente.
Dano completo ou colapso
- a estrutura entra em colapso ou em perigo iminente de colapso devido a uma
combinação de rotura das paredes de enchimento e rotura não-dúctil dos pilares e vigas; - cerca de 15% (edifícios de pequeno porte), 13% (edifícios de médio porte) ou 5% (edifícios de grande porte) da área total do edifício apresenta danos completos.
Na Tabela 2-3 são apresentados os estados de dano para os edifícios porticados em betão, da metodologia HAZUS 99 (FEMA e NIBS, 1999), correspondentes a danos estruturais.
Tabela 2-3 - Descrição dos estados de dano em edifícios porticados em betão (original de Lamego (2014), traduzido de FEMA e NIBS (2003))
Dano ligeiro - fendilhação, por flexão ou por corte, em algumas vigas e pilares, bem como nas ligações entre ambos.
Dano moderado
- a maioria das vigas e pilares apresentam fissuras;
- alguns dos elementos dúcteis atingem a plastificação, apresentando fendas de flexão e algumas projeções de betão;
- grandes fendas e projeções de betão em elementos não dúcteis. Dano extenso ou
grave
- alguns dos elementos atingem a sua capacidade última (No original ultimate capacity), apresentando grandes fendas de flexão e projeções de betão;
- os elementos não dúcteis podem apresentar rotura por corte e nas ligações, resultando em colapso parcial.
Dano completo ou colapso
- a estrutura entra em colapso ou em risco iminente de colapso devido à insuficiência de elementos ou perda de estabilidade dos mesmos;
- cerca de 13% (edifícios de pequeno porte), 10% (edifícios de médio porte) ou 5% (edifícios de grande porte) da área total do edifício apresenta danos completos.
Os danos não estruturais considerados nesta metodologia afetam uma vasta gama de elementos, desde elementos arquitetónicos a elementos mecânicos e elétricos. Os mesmos são analisados separadamente, conforme a sua resposta à ação sísmica. Assim, são considerados dois grupos distintos: o grupo dos elementos “sensíveis à deformação” (drift-sensitive), que são aqueles cujos danos resultam essencialmente do deslocamento entre pisos (interstory drift), e o grupo dos elementos “sensíveis à aceleração” (acceleration-sensitive), que são mais suscetíveis de sofrer danos associados ao movimento global do edifício. Os danos observados nos elementos não estruturais são também dependentes do tipo de ancoragem ou fixação que eventualmente possa existir nos mesmos, mas dependem principalmente do tipo de estrutura em que se encontram inseridos e dos danos verificados na mesma (Lamego, 2014).