Os relatórios de observação de danos pós-sismo são unânimes ao reconhecer que as paredes de alvenaria de enchimento são vulneráveis quando sujeitas a ações para fora do seu plano. A consequência direta passa, na maior parte das vezes, pelo seu colapso, resultando num número significativo de perdas de vidas humanas e económicas. André Furtado, investigador do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), decidiu debruçar-se sobre a matéria no âmbito da sua tese de doutoramento, estudando os fatores que potenciam a vulnerabilidade sísmica das paredes e encontrando estratégias que contribuam para a redução do seu risco de colapso.

Para o efeito, foi criada, no Laboratório de Estruturas da FEUP, uma inovadora plataforma de ensaios que permite ensaiar paredes de alvenaria de enchimento à escala real sujeitas a ações cíclicas para fora-do-plano.

“Conseguimos verificar que a existência de dano prévio causado por ações ao longo do plano da parede pode causar uma redução da sua resistência até 75% e da sua capacidade de dissipação de energia até 90%. A redução da largura de suporte da parede, adotada para efeitos de correção das pontes térmicas, reduz até 70% a sua capacidade resistente”, explica André Furtado.

Ainda segundo o investigador, que concluiu o Programa Doutoral em Engenharia Civil na FEUP no ano letivo de 2019/2020, “a mão-de-obra e a construção da interface de topo entre a parede e a viga/laje desempenham um papel chave na resposta sísmica para ações para fora-do-plano”.

Foram realizados mais de 150 ensaios laboratoriais e in-situ sobre a caracterização das propriedades materiais, mecânicas e dinâmicas de paredes de enchimento. (Foto: DR)

Foram também avaliadas soluções de reforço sísmico que pudessem reduzir a sua vulnerabilidade através do aumento da capacidade de deformação e resistência das paredes.

“O aspeto mais crítico no reforço sísmico é a garantia de uma correta ancoragem do material de reforço aos elementos de betão armado. Dos ensaios experimentais realizados observou-se que o reforço permitiu aumentar a resistência da parede entre 75% a 144%, a capacidade de deformação em cerca de 170% e a capacidade de dissipação de energia em cerca de 100%”, avança André Furtado.

Fase de desenvolvimento e avaliação de soluções de reforço que reduzam a vulnerabilidade sísmica das paredes de enchimento. (Foto: DR)

Investigação premiada

A investigação, que valeu ao jovem investigador a conquista do Prémio Professor Joaquim Sarmento, entregue anualmente na Conferment Ceremony da FEUP, permitiu ainda desenvolver um macro modelo numérico simplificado que simula o comportamento sísmico de paredes de enchimento e a sua interação com os elementos de betão.

“Este modelo consegue reproduzir o comportamento sísmico combinado no plano e fora-do-plano da parede, englobando ainda um algoritmo que permite simular o seu colapso durante um evento sísmico”, esclarece.

Este modelo numérico foi utilizado pelo investigador no concurso internacional “FRAMA – International Blind Prediction Contest” que consistia numa previsão cega da resposta sísmica de um edifício de betão armado de 3 pisos sujeito a uma série de 10 acelerogramas.

André Furtado e a sua equipa alcançaram o primeiro lugar da competição, entre mais de dez equipas constituídas por especialistas internacionais na área.