Projecto

Enquadramento

Em muitas das regiões com risco sísmico elevado, como é o caso de Portugal e de muitos outros países, grande parte dos edifícios não possui resistência compatível com a ação sísmica a que poderão estar sujeitos. Os sismos nestas zonas podem provocar um elevado número de vítimas mortais. Em Portugal, como em vários outros países, o problema é particularmente grave dado o elevado número de edifícios antigos existentes e o facto de não terem, durante várias décadas, sido sujeitos a obras de reabilitação ou reforço, encontrando-se em situação de grande vulnerabilidade. A solução ideal para este problema seria a intervenção generalizada em todos os edifícios vulneráveis para lhes conferir a resistência sísmica regulamentar. No entanto, por razões económicas e outras, esta solução generalizada é, na prática, inviável.

Motivação e objetivos:

O objetivo do projeto SHELTER é desenvolver uma solução de abrigo sísmico para frações de edifícios existentes (casas, escritórios, centros de saúde, apartamentos turísticos, etc.), que possa ser completamente integrada (embedded) de forma individual e autónoma, não implicando intervenções ao nível do reforço estrutural dos edifícios, resultando numa instalação expedita e de custos reduzidos. A conceção deste abrigo tem em consideração todos os aspetos relacionados com a preservação da vida humana durante o possível colapso do edifício e com a respetiva sobrevivência no período pós-colapso. Sendo a área da construção antissísmica desde sempre acompanhada pela Teixeira Duarte (TDEC) e pelo IST, a grande motivação para o desenvolvimento do projeto SHELTER surgiu da intenção de reforçar as competências e a capacidade de afirmação da TDEC, a nível internacional, na área da construção antissísmica.

Estratégia e metodologias:

O desenvolvimento de uma solução de abrigo sísmico envolve o seu estudo nas vertentes de comportamento mecânico e estrutural, aspetos construtivos, integração arquitetónica, operacionalidade, design e ergonomia. O desenvolvimento deste projeto assenta numa equipa multidisciplinar (copromotores e instituições subcontratadas) constituída de modo a responder à multiplicidade dos problemas envolvidos.

O projeto foi iniciado com recolha bibliográfica relativa a situações em que alguns dos problemas enfrentados já foram estudados, como a resistência de pessoas a ações mecânicas rápidas e violentas e a sobrevivência em espaços exíguos. Destacam-se os abrigos de guerra convencional e atómica, as minas subterrâneas e os cockpits de automóveis de competição, aeronaves, submarinos e veículos espaciais.

O comportamento mecânico foi avaliado em ensaios experimentais e foram desenvolvidos modelos numéricos para simulação de situações variantes ao modelo base estudado nos ensaios. Os abrigos são desenvolvidos de modo a serem compatíveis com a construção existente e a poderem ser instalados de forma simples e rápida, com tecnologia acessível e mão-de-obra corrente, e os impactos arquitetónicos são minimizados com soluções integradas e adaptáveis aos espaços existentes.

Para garantir a operacionalidade foi estudada a inclusão de alarmes sísmicos “early warning”, já comercializados, que podem fazer ganhar algum tempo. Embora o tempo que medeia entre o início de um sismo e o eventual colapso dos edifícios não seja suficiente para evacuar um edifício, deverá ser suficiente para chegar aos abrigos instalados nas casas ou escritórios. Será desenvolvido um programa de treino a implementar com a instalação dos abrigos.

Foram ainda desenvolvidos os aspetos de design e ergonomia que garantam o bem-estar psicológico e fisiol��gico, num espaço que é exíguo, até à prestação de socorro, que pode demorar dias. Foi otimizada a funcionalidade do espaço e definidos os equipamentos e sistemas de apoio para alimentação, hidratação, e outras necessidades fisiológicas e psicológicas.

Inovação:

A solução proposta é inovadora no que se refere à proteção de vidas humanas em caso de sismo. A comunidade científica e técnica tem procurado garantir a proteção de vidas humanas com base na proteção global do património, através do reforço e proteção sísmica dos edifícios como um todo.

Apesar de existir já know-how suficiente para dotar os edifícios de capacidade resistente compatível com as ações sísmicas regulamentares, essas intervenções requerem avultados meios financeiros, impedindo a sua implementação generalizada.

Algumas soluções de abrigo sísmico já têm sido apresentadas, mas geralmente consistem em equipamentos autónomos e de difícil integração arquitetónica nos locais de fácil acesso, onde têm de ser instalados para se tornarem funcionais. Com o presente estudo foi desenvolvido um abrigo sísmico com custos reduzidos, “embebido” na construção, i.e., arquitetonicamente “discreto” e, por isso, passível de ser instalado num local central em qualquer apartamento, que permitirá salvar as vidas humanas dos ocupantes em caso de ocorrência de um sismo intenso.

Resultados:

O desenvolvimento do projeto permitiu chegar a uma solução de abrigo a instalar em construções existentes que permita salvar vidas humanas em caso de ocorrência de sismo, com as seguintes características:

1. Resistência mecânica à ação dos sismos, incluindo o colapso global do edifício e capacidade de resistir e absorver os esforços diversificados, multidimensionais, dinâmicos e complexos associados a um sismo;
2. Capacidade de preservar a vida humana durante o colapso do edifício;
3. Capacidade de sobrevivência humana e garantia de níveis adequados de conforto físico e psicológico das vítimas até à prestação de socorro;
4. Integração construtiva e arquitetónica em edifícios, com impactos mínimos sobre o espaço existente;
5. Custos reduzidos face aos custos da reabilitação estrutural dos edifícios como um todo, o que permite a sua implementação imediata em qualquer local (casa, escritório, centro de saúde, apartamento turístico, etc.);
6. Instalação com grau de intervenção reduzido, não requerendo desocupação dos locais.