2. VGowin_Mesa_Sismica

Teoria
Teoria do ressalto elástico: as forças tectónicas exercem tensões sobre os
materiais constituintes do interior da Terra até ser atingido o limite máximo
de elasticidade. Quando tal ocorre, origina-se uma rutura do material que
culmina com libertação de uma grande quantidade de energia.
Princípios
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A libertação de energia acumulada, a partir do hipocentro, transmite-se
através de ondas sísmicas que podem propagar-se no interior da Terra ou à
superfície. Neste último caso, as vibrações das partículas do solo,
transmitem-se às construções, podendo causar-lhes danos diversos ou até
mesmo a destruição
O centro de massa dos edifícios pode entender-se como um ponto
imaginário, no qual se concentra a sua massa. Assim, quanto mais
afastado do solo estiver o centro de massa dos edifícios, maior será o seu
desequilíbrio. Claro que, para se verificar a influência da altura, é
necessário manter constante o material da estrutura do edifício.
Todos os edifícios têm um período de oscilação natural - o tempo que o
edifício leva para balançar de um lado para outro, uma vez. Se a oscilação
natural de um edifício tem o mesmo período de oscilação das partículas do
solo, durante um sismo, o edifício vai oscilar mais.
Em termos comportamentais, sabe-se que os diversos materiais podem ter
um comportamento frágil ou dúctil de acordo com a tensão que lhes é
aplicada. Diferentes tipos de materiais apresentam comportamento
distinto, logo o seu ponto de cedência é também distinto. A densidade dos
materiais é também um fator de enorme importância na prevenção de
danos nas construções.
Conceitos
Sismos; ondas sísmicas; forças tectónicas; tensão;
libertação de energia; ressalto elástico; abalo
sísmico; centro de massa; oscilação; frágil; dúctil;
densidade.
Figura 1. Modelo para o ensino.
De que
forma a
altura e o
tipo de
material de
construção
dos
edifícios
condiciona
a sua
resposta
aos abalos
sísmicos?
Juízos de valor
Com este modelo, não análogo, pretende-se mimetizar os efeitos de um
abalo sísmico sobre edifícios de diferentes alturas e constituições.
É importante referir que existem outros fatores que influenciam os danos
nas construções, quando ocorre um sismo. É também de salientar que,
embora se tenha observado que o edifício de madeira oscila menos, este
material não é considerado na construção antissísmica, pois é mais
suscetível a processos de deterioração.
Conclusões
Mantendo constantes as restantes condições, a vibração que simula o abalo
sísmico, provoca um movimento oscilatório nos edifícios, afetando-os de forma
diferente, conforme a altura ou o tipo de estrutura.
Os edifícios mais altos, devido ao facto do seu centro de massa estar mais
afastado do solo, tendem a oscilar mais, perante um abalo sísmico. Deste modo,
os edifícios mais altos estão mais sujeitos a colapsos e danos.
Os edifícios constituídos por betão oscilam mais. O edifício de madeira é o que
oscila menos porque apresenta menos densidade e absorve mais a energia. O
edifício de aço apresenta oscilação intermédia.
Condicionantes
Antes da
Vibração
Diferentes
alturas
Edifícios
permanecem
imóveis
Edifícios
permanecem
imóveis
Diferentes
materiais
Após a Vibração
Maior oscilação: edifício mais alto;
Menor oscilação: edifício mais baixo.
Maior oscilação: edifício de betão;
Menor oscilação: edifício de madeira.
Tabela1. Transformações observadas.
Registos
Após vibração os três edifícios, de diferentes alturas, apresentam diferentes períodos
de oscilação;
Após vibração os três edifícios, de diferentes constituições, oscilam com diferentes
velocidades.
Acontecimentos e/ou objetos
a.
b.
Figura 2. Modelo para o ensino
- altura dos edifícios.
c.
Recorrer à modelação para a realização desta atividade, usando para o efeito, um modelo para o ensino representativo de
uma cidade, previamente construído (Figura 1);
Provocar manualmente a vibração do modelo, simulando um abalo sísmico, utilizando as pegas que o mesmo possui em
cada um dos lados, e observar o efeito da vibração nos três edifícios que apresentam diferentes alturas (Figura 2);
Provocar, novamente, a vibração do dispositivo experimental e observar o efeito nos três edifícios, de igual altura, mas
com estruturas distintas: madeira, aço e betão (Figura 3).
Figura 2. Modelo para o ensino
- Material de construção dos edifícios.