Terremotos e Estruturas - O Segredo das Estruturas das Pagodas Orientais

Na imagem acima podemos observar que há uma distribuição de terremotos identificados. Essa distribuição não é meramente ilustrativa, essa foto disponibilizada pela NASA  nos indica os eventos sísmicos ocorridos no mundo no período indicado. 

Esses abalos sísmicos ocorrem nessa área pelo choque das placas tectônicas que produzem uma ruptura no terreno rochoso, com isso, há uma grande liberação de energia. 

Graças aos conhecimentos científicos desenvolvidos a partir dos estudos sobre essa questão, hoje é possível mapear e elencar as zonas de maior risco para a ocorrência de eventos naturais relacionados com as atividades do Anel de Fogo do Pacífico. Isso é importante no sentido de melhor alertar as populações sobre a ocorrência de tsunamis e tremores. O Japão, por exemplo, tornou-se uma referência em arquiteturas resistentes ou adaptáveis a terremotos.

Para os Engenheiros Estruturais que atuam onde há esse tipo de interferência natural é importante conhecer técnicas específicas para que a estrutura resista ao terremoto ou ao menos que os danos sejam os mínimos possíveis. Os terremotos farão com que a Estrutura vibre, logo o Engenheiro precisa trabalhar para minimizar essas vibrações. Vamos pontuar alguns conceitos básicos para viabilizar a estabilidade estrutural no caso de terrenos com possibilidades de movimentações sísmicas:

    3. Pesamos que estruturas muito rígidas são mais capazes de resistir aos terremotos, porém há um engano, pois as vibrações farão com que a estrutura se rompa com mais facilidade. A solução é combinar elementos rígidos e resistentes com elementos flexíveis que possam deformar plasticamente, absorvendo a energia e minimizando os danos estruturais.

No Japão existe um tipo de construção, que são as pagodas, elas resistiram à ação de terremotos ao longo dos séculos. Por quê? Qual é o segredo dessas pagodas? É o que vamos descobrir neste artigo.

Em primeiro lugar, na Ásia, há também pagodas, algumas delas são feitas de pedra; No entanto, Pagodas japonesas têm sido capazes de resistir muito mais, pois elas são feitas de madeira. Certamente, as primeiras construções humanas também foram feitas a partir de madeira, no entanto, sabemos que especialmente na Europa e na África, os edifícios mais antigos dos quais ainda preservados, são feitos de pedras, que é um material que resiste melhor ao longo tempo.

Por que, no entanto, o Japão é ao contrário? Por que as mais antigas construções são de madeiras e não de pedras?

Vamos ver qual é a diferença entre as propriedades da madeira e da pedra. Vimos que a pedra resiste melhor ao longo do tempo, é mais rígida e é mais resistente, mas que propriedades têm a madeira para melhor resistir a terremotos?

  

Primeiro, é mais dúctil, ela é capaz de deformar sem quebrar, e também tem um ponto específico: Ela é formada por um número de fibras longitudinais, que lhe permite resistir muito melhor a tração e flexão que a pedra. A madeira será capaz de defletir e deformar-se muito mais do que a pedra.

Além da madeira há elementos muito curiosos nas Pagodas Japonesas:

Não usam pregos ou parafusos para fixar as diferentes partes de madeira. O que eles fazem é encaixá-los. Uma parte tem uma lacuna e o outro lado tem uma ponta afiada e se encaixam entre elas.

Dessa forma, eles são capazes de construir essas estruturas tão espetaculares, tão altas e que consistem em vários andares. Por quê? Pois,  é permitido um maior deslocamento relativo entre as peças de madeira. O maior deslocamento relativo fará antes uma das principais oscilações do terremoto, sem a estrutura cair.

Se tivéssemos uma conexão rígida, por exemplo, com um prego, o deslocamento relativo poderia quebrar a união, e, por conseguinte, falhar a estrutura.

Assim que permitem que aja uma maior mobilidade entre as diferentes partes da estrutura.

Naturalmente, isso exige um trabalho extraordinário, para construir essas estruturas espetaculares sem o uso de pregos, simplesmente ajustando diferentes partes.

Outra característica importante destas estruturas: existem diferentes tipos de alturas nos pagodas, os mais comuns são três e cinco plantas.

Bem, vamos concentrar-se neste exemplo, que tem cinco andares:

O que acontece quando há um tremor de terra, quando existe o deslocamento relativo do solo?

Bem, o que vamos ver é que, os vários andares da estrutura não são ligados entre si, mas são simplesmente apoiadas uma sobre a outra. Assim, quando ocorre um terremoto, o que acontece é que esses diferentes pisos podem deslizar horizontalmente um do outro.

Então, a vibração contra o terremoto ocorre em andares diferentes.

Enquanto o primeiro andar é deslocado para a esquerda, o próximo andar pode ser movido para o mesmo lado da esquerda, assim, ele suporta vibrações sem quebrar permitindo o deslocamento relativo. 

 Há também um elemento interessante nestas estruturas, que é o shimbashira.

 Direito sobre o telhado em cima do último andar, um tronco se estende a partir do topo, que é montado e colocado até o chão do edifício. Às vezes isso é parcialmente enterrado no solo , às vezes é simplesmente apoiada e às vezes até está pendurado , e não toca o chão.

Bem, por que este shimbashira é usado?

Bem, obviamente que estes pisos podem moverem-se relativamente uns dos outros, mas não muito, quando começa a jogar contra o shimbashira, ele limita o movimento de deslocamento garantindo que os pisos não caiam para os lados.

Estas estruturas tradicionais, estas estruturas japonesas foram adaptadas ao longo do tempo, eles foram incorporando elementos que se permitiram ser capaz de resistir a terremotos. Os Japoneses foram capazes de projetar estas estruturas tradicionais de modo impressionante e também tecnológica o que lhe permite resistir ao impacto de tremores de terra, e os efeitos dos sismos.

Fonte: edx.org