Terremoto na Indonésia - como pneus inservíveis podem impedir o desabamento de edifícios
p Edifício desabado após o terremoto de Lombok 2018. Crédito:Shutterstock
p No momento em que escrevo, 436 pessoas morreram após um terremoto na ilha indonésia de Lombok. Mais 2, 500 pessoas foram hospitalizadas com ferimentos graves e mais de 270, 000 pessoas foram deslocadas. p Terremotos são um dos desastres naturais mais mortais, responsável por apenas 7,5% de tais eventos entre 1994 e 2013, mas causando 37% das mortes. E, como acontece com todos os desastres naturais, não são os países que sofrem mais terremotos que vêem as maiores perdas. Em vez de, o número de pessoas que morrem em um terremoto está relacionado ao quão desenvolvido é o país.
p Em Lombok, como no Nepal em 2015, muitas mortes foram causadas pelo colapso generalizado de casas precárias locais, incapazes de suportar as numerosas réplicas. De forma geral, edifícios de baixa qualidade e planejamento urbano inadequado são as duas principais razões pelas quais os eventos sísmicos são mais destrutivos nos países em desenvolvimento.
p Em resposta a este problema, meus colegas e eu estamos trabalhando em uma maneira de criar fundações de edifícios baratos que sejam melhores na absorção de energia sísmica e, assim, possam evitar o colapso de estruturas durante um terremoto. E o ingrediente principal dessas bases é a borracha de pneus inservíveis, que são muito difíceis de descartar com segurança e são em grande parte enviados para aterros ou queimados, liberando grandes quantidades de dióxido de carbono e gases tóxicos contendo metais pesados.
p Muitas casas em Lombok foram destruídas. Crédito:EPA / Adi Weda
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Mistura borracha-solo
p Tentativas anteriores de proteger edifícios contra terremotos, alterando suas fundações, mostraram resultados promissores. Por exemplo, uma barreira vibratória subterrânea desenvolvida recentemente pode reduzir entre 40% e 80% do movimento do solo na superfície. Mas a grande maioria desses métodos de isolamento sofisticados são caros e muito difíceis de instalar em edifícios existentes.
p Nossa alternativa é criar fundações feitas de solo local misturado com algumas das 15 milhões de toneladas de pneus inservíveis produzidos anualmente. Essa mistura de borracha-solo pode reduzir o efeito das vibrações sísmicas nos edifícios em cima deles. Ele poderia ser facilmente adaptado para edifícios existentes com baixo custo, tornando-o particularmente adequado para países em desenvolvimento.
p Várias investigações mostraram que a introdução de partículas de borracha no solo pode aumentar a quantidade de energia que é dissipada. O terremoto causa a deformação da borracha, absorvendo a energia das vibrações de maneira semelhante à forma como o exterior de um carro se dobra em um acidente para proteger as pessoas dentro dele. A rigidez das partículas de areia no solo e o atrito entre elas ajudam a manter a consistência da mistura.
p Meus colegas e eu mostramos que a introdução da mistura borracha-solo também pode alterar a frequência natural da fundação do solo e como ela interage com a estrutura acima dela. Isso poderia ajudar a evitar um fenômeno de ressonância bem conhecido que ocorre quando a força sísmica tem uma frequência semelhante à da vibração natural do edifício. Se as vibrações coincidirem, elas se acentuarão, amplificando dramaticamente a agitação do terremoto e causando o colapso da estrutura, como aconteceu no famoso caso da ponte Tacoma Narrows em 1940. A introdução de uma mistura de borracha-solo pode compensar as vibrações, então isso não acontece.
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Um futuro promissor
p A chave para fazer essa tecnologia funcionar é encontrar a porcentagem ideal de borracha para usar. Nossos cálculos preliminares ecoam outras investigações, indicando que uma camada de mistura de borracha-solo entre um e cinco metros de espessura abaixo de um edifício reduziria a força de aceleração horizontal máxima de um terremoto entre 50% e 70%. Este é o elemento mais destrutivo de um terremoto para edifícios residenciais.
p Agora estamos estudando como diferentes formas de fundações de mistura de borracha-solo poderiam tornar o sistema mais eficiente, e como ele é afetado por diferentes tipos de terremotos. Parte do desafio desta pesquisa é testar o sistema. Construímos modelos de mesa em pequena escala para tentar entender como o sistema funciona e avaliar a precisão das simulações de computador. Mas testá-lo no mundo real requer um terremoto real, e é quase impossível saber exatamente quando e onde um atacará.
p Existem maneiras de testá-lo por meio de experimentos em grande escala, que envolvem a criação de modelos de edifícios em tamanho real e sacudi-los para simular a força de terremotos reais registrados. Mas isso precisa de financiamento de grandes instituições ou empresas. Em seguida, é apenas uma questão de tentar a solução em um edifício real, convencendo os proprietários de que vale a pena. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.