ÍNDICE

PARTE I 

 

O SISMO DE NORTHRIDGE

1. INTRODUÇÃO

1.1. Apresentação

1.2. Antecedentes

1.3. Breve descrição da região de Los Angeles. História sísmica

2. ASPECTOS GEOLÓGICOS E SISMOLÓGICOS

2.1. Caracterização sumária da região

2.2. O sismo de Northridge

3. MOVIMENTO SÍSMICO

4. COMPORTAMENTO DOS SOLOS E OUTRAS ESTRUTURAS GEOLÓGICAS

4.1. Roturas superficiais

4.2. Liquefacção

4.3. Deslizamentos

4.4. Outros fenómenos

5. DANOS EM REDES DE ABASTECIMENTO E OUTRAS INFRA-ESTRUTURAS

5. 1. Redes de transportes

5.2. Rede de águas

5.3. Esgotos

5.4. Rede de gás

5.5. Rede de electricidade

5.6. Telefones e telecomunicações

6. COMPORTAMENTO DAS ESTRUTURAS

6.1 Considerações gerais

6.1.1. Parque habitacional

6.1.2. Sistemas construtivos

6.1.2.1. Alvenaria antiga

6.1.2.2. Alvenaria

6.1.2.3. Alvenaria armada

6.1.2.4. Madeira-"Stucco"

6.1.2.5. "Tilt-Up"

6.1.2.6. Betão armado

6.1.2.7. Estruturas metálicas

6.1.2.8. Pré-fabricação

6.2. Danos observados

6.2.1. Muros, chaminé. moradias uni-familìares

6.2.2. Edifícios com estrutura de alvenaria antiga

6.23. Edifícios com estrutura de alvenaria

6.2.4. Edifícios com estrutura de alvenaria reforçada

6.2.5. Edifícios com estrutura de madeira - "Stucco"

6.2.6. Armazéns - "Tilt-Up"

6.2.7. Edifícios com estrutura metálica

6.2.8. Edifícios em estrutura de betão armado

6.2.9. Armazéns e centros comerciais

6.2.10. Parques de estacionamento

6.2.11. Viadutos e pontes

7. DANOS NO PARQUE HABITACIONAL. ORGANIZAÇÃO DAS INSPECÇÕES E DADOS SOBRE A SUA QUANTIFICAÇÃO

8. MEDIDAS IMEDIATAS DE REFORÇO OU DEMOLIÇÃO DE ESTRU'1'URAS DANIFICADAS

9. ALGUNS ASPECTOS DO SOCORRO E DO IMPAC'1'O SOCIAL

9.1. A emergência

9.2. Os impactos sociais

10. CONCLUSÕES

 

 

PARTE II 

 ENSINAMENTOS PARA PORTUGAL: CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÓES

1. INTRODUÇÃO

2. A ACÇÃO SÍSMICA

3. AS ZONAS URBANAS E AS CONSEQUÊNCIAS DO SISMO

4. ACÇÕES NO ÂMBITO DO SERVIÇO NACIONAL DE PROTECÇÃO CIVIL   

 

O Sismo de Northridge, Los Angeles

 

 

1 INTRODUÇÃO

 

1.1 APRESENTAÇÃO

 

  O sismo de Northridge ocorreu na parte norte da área metropolitana de Los Angeles, Califórnia, às 4.31 h do dia 17 de Janeiro de 1994, uma segunda-feira coincidente com dia de feriado nacional, tendo atingido uma magnitude de 6 na escala de Richter.

  O número total de vítimas mortais cifra-se em 57, havendo para cima de 8 000 feridos(Figura 1) e 20 000 desalojados (Figura 2).

  As estimativas de perdas totais, feitas em meados de Fevereiro de 1994, apontavam para valores de 15 biliões de DS dólares, tendo o Estado da Califórnia apresentado um impacto económico total da ordem dos 30 biliões de dólares, perto do valor do Orçamento Geral do Estado Português para 1 994. Os prejuízos infligidos na indústria c no comércio são também surpreendentemente elevados, exigindo longos períodos de interrupção da: actividades canónicas.

  É interessante recordar que os danos globais no sismo de Loma Prieta, em São Francisco, atingiram apenas 7 biliões de dólares.

  Embora a maior parte dos danos tenha ocorrido em estruturas mais antigas, edifica das 4nando as regras construtivas não eram tão exigentes como as que hoje em dia se praticam, houve alguns casos de estruturas recentemente construídas com colapsos generalizados. No entanto, tal como já se verificou noutras ocorrências recentes, a observância das regras de construção sismo-resistente, quer no que diz respeito ao projecto quer à construção, correspondeu, de um modo geral, a bons comportamentos estruturais. A eficácia da utilização de técnicas de reforço e do chamado isolamento-de-base ("base isolation" foi, em muitos casos, evidente.

  Este sismo produziu uma enorme fonte de dados sobre o comportamento dos solo e das estruturas, não só pelos resultados observados como também pelo conjunto de registos instrumentais dos movimentos que se conseguiram obter. O estudo de tais dados, bem

como a compreensão detalhada do impacto do sismo sobre as estruturas e sobre os sistemas não estruturais, certamente demorar ainda algum tempo. Interessa referir também que, devido ã responsabilidade criminal e civil envolvida em todo o processo relacionado com o sismo, qualquer interpretação pode ser usada em tribunal, pelo que se nota a maior discrição em todas as afirmações produzidas pelas entidades envolvidas.

  O sismo é um sismo "próximo", com pequena distancia focal (19 km) e uma duração da parte intensa em torno dos 20 segundos. Muitos registos indicam uma forte aceleração, com a componente vertical da mesma ordem de grandeza da componente horizontal ou ligeiramente inferior, sugerindo a sua análise que os movimentos sísmicos registados excedem os níveis usados no projecto corrente de engenharia, apontando alguns estudos para um valor duplo do regulamentar.

  Mau grado alguns aspectos trágicos deste sismo de Northridge, o comportamento da maioria das estruturas revelou-se bom, principalmente quando comparado com o que se tem passado noutros locais da Terra sujeitos a sismos de idênticas características, denotando um certo sucesso nos programas para mitigação dos riscos sísmicos nos Estados Unidos e em particular no Estado da Califórnia. Das observações efectuadas pode verificar-se que, para o nível de vibrações provocado pelo sismo na zona epicentral, a grande maioria das estruturas teve bom comportamento estrutural e, embora existam muitos danos em toda a zona de Los Angeles, em termos percentuais os números não são assustadores. Por outro lado, a ocorrência de alguns colapsos de estruturas mais recentes pode ser quase sempre atribuída a uma má concepção estrutural ou à não observância dos adequados preceitos de projecto e de construção.

  Os programas de mitigação dos riscos sísmicos, associados a conhecimento transmitido pela ocorrência de sismos noutros países, podem ser, portanto, uma fonte de conhecimentos para que em Portugal se possa minorar os efeitos causados pela ocorrência de um sismo semelhante ao de Northridge. Torna-se fundamental a absorção dos ensinamentos colhidos na Califórnia, de maneira a introduzi-los de forma adequada em Portugal (Duarte, 1994). Acrescente-se ainda que estes ensinamentos serão naturalmente do maior interesse, numa altura em que se faz um esforço notável no domínio da regulamentação dos sismos para aplicação das normas europeias ao Continente e Ilhas.

 

1.2 ANTECEDENTES

 

  Esta zona do Sul da Califórnia tem sido palco de diversos sismos destruidores; sismos com magnitude 6.5 ou superiores têm ocorrido com periodicidade de 10 a 20 anos nos 6ltimos duzentos anos. De entre os mais importantes da história recente, são de salientar: o sismo de São Fernando em 1971, com epicentro a 25 km para nordeste do de Northridge com magnitude 6.6; o de Whittier Narrows em 7987, com epicentro para Leste.

  O sismo de São Fernando, pela proximidade do epicentro c pelos danos que causou, designadamente em viadutos e passagens superiores de auto-estradas (Figura 3), aliado ao facto de ter proporcionado pela primeira vez um conjunto de registos de movimentos sísmicos muito diversificados, tornou-se um marco importante e de extremo significado para a engenharia sísmica. Este sismo permitiu detectar as deficiências de projecto de alguns tipos de viadutos de auto-estradas e de estruturas de edifícios, pondo em causa determinadas técnicas seguidas até então.

  Relativamente aos viadutos e passagens superiores, estudos diversos vieram clarificar as deficiências, recomendando alterações importantes no seu projecto.

  Foram assim identificadas as situações mais vulneráveis à acção sísmica, tendo algumas delas sido sujeitas : obras de reforço. Apesar de tudo, o esforço das autoridades responsáveis não foi suficiente para suprir muitos dos problemas detectados. Só após, e 1989, o sismo de Loma Prieta ter causado colapsos em alguns viadutos da região de São Francisco (Figura4), é que foi lançado o alerta para a urgência do reforço de todas as estruturas com problemas.

  "Competing against time" (1990) foi o lema encontrado para atacar em força este aspecto tão premente; o programa de estudo da vulnerabilidade dos viadutos e passagens superiores, então lançado em toda a Califórnia, veio a detectar para cima de 1300 caso com deficiências. Em Janeiro de 1994, 800 deles tinham já projecto de reforço e 300 tinham efectivamente sido já reforçados. Somente uma das pontes que teve problemas não havia sido identificada para reforço. Todas as outras constavam da lista das que iriam se sujeitas a obras em breve.

 

  O reforço, na maioria dos casos, consistiu na altera4áo das secções dos pilares (aumentando as áreas por encamisamento), aumento das dimensões dos aparelhos de apoio no tabuleiros simplesmente apoiados, pré-esforço destas zonas para evitar a perca de superfície de suporte, etc. O faseamento das obras de reforço obedeceu a um critério que consistiu em iniciar os trabalhos pelas regiões da Califórnia que exibiam maiores probabilidades de ocorrência sísmica. 

  Algumas das estruturas agora colapsadas estavam prestes a ser reforçadas; o sismo antecipou-se!

  Uma outra área de intervenção, já identificada pelo município de Los Angeles como de máxima importância, era a dos edifícios de alvenaria tradicional, muito frequentes na Baixa ("downtown"), que deveriam ser reforçados. Na altura do sismo apenas alguns dos 8000 que exigiam tal reforço tinham sido já tratados. Um dos grande projectos em estudo consistia na introdução de sistemas de isolamento de base no edifício alto da sede da Câmara Municipal, seguindo o exemplo do edifício da Câmara Municipal de Oakland, muito danificado aquando do sismo de São Francisco de 1989.

  Por comparação com outros sismos ocorridos na Califórnia, o sismo de Northridge para a magnitude que teve, provocou danos muitíssimo mais elevados. Tal pode justificar-se pelo facto de o epicentro se ter localizado no interior de uma área altamente urbanizada e por os níveis de aceleração medidos terem atingido valores muito elevados,

tanto nas componentes horizontais como nas verticais. Em redor do epicentro, as acelerações máximas horizontais foram da ordem da aceleração da gravidade, tendo ultrapassado os níveis mais elevados correntemente utilizados nas regulamentações sísmicas em vigor.

  O sismo ocorreu justamente 3 semanas antes do 23.° aniversário do sismo de São Fernando de 1971, tendo os dois acontecimentos mostrado algumas semelhanças e muitas diferenças.

  Foram semelhantes na magnitude e duração do movimento, e as zonas definidas pelas réplicas de ambos os sismos sobrepõem-se. Os dois eventos são ainda semelhantes no impacto que causaram na população e obras construídas. De facto, algumas das mesmas estruturas danificadas em 1971, incluindo as intersecções da auto-estrada I-5 com a SR-14 (ver adiante a identificação), três hospitais do vale de São Fernando e importantes instalações para o abastecimento de água e de electricidade, foram de novo fortemente afectadas pelo sismo de 17 de Janeiro.

  As diferenças foram, no entanto, muitas, desde o mecanismo de rotura da falha, à extensão dos danos, aos valores das acelerações sentidas.

  Por outro lado, este sismo veio pôr à prova pela prìmeira vez a eficiência de algumas medidas de reforço em estruturas de alvenaria antiga exigidas pelas autoridades da cidade de Los Angeles.

  O grande impacto do sismo em certas estruturas e equipamentos irá certamente equacionar a revisão dos padrões do projecto dessas estruturas, com especial incidência nas pontes e viadutos, parques de estacionamento verticais e grandes instalações industriais e de abastecimento. Igualmente importante será a revisão detalhada do comportamento de elementos não estruturais, em particular, os existentes em hospitais e escolas.

  Do ponto de vista da resposta à emergência (Goltz, 1994), o Estado da Califórnia tinha vindo a promover o Conceito de Área Operacional e o de Sistema da Gestão de Emergência com vista à racionalização, coordenação e comunicação entre diferentes agentes governamentais durante crises de emergência tais como sismos. Este sismo poderá dar indicações sobre a eficiência de tais medidas inovativas. O sismo de Northridge marca também a primeira oportunidade para testar o sucesso de uma aquisição de dados sobre danos e emergência, transmitidos e processados em tempo real ou quase real. Estes dados consistiram na avaliação da magnitude, localização do epicentro, distribuição das intensidade e estimativas de perdas, incluindo projecções sobre número de vítimas, feridos, evacuação das populações, e perdas financeiras provenientes das vibrações e dos incêndios.

1.3 BREVE DESCRIÇÃO DA REGIÃO DE LOS ANGELES. HISTÓRIA SÍSMICA.

 

  A região de Los Angeles constitui a maior concentração humana do Estado da Califórnia, com uma densidade populacional elevada, mas com um parque habitacional essencialmente caracterizado por habitações unifamiliares e alguns prédios de pequeno porte.  

  Los Angeles foi fundada no tempo da ocupação espanhola, na sequência de uma viagem exploratória comandada pelo português João Cabrilho em 1542, sobre um pequeno aglomerado índio. Deram-lhe então o nome de EI Pueblo de Nuestra Senora la Reina de Los Angeles.

  Limitada a norte pelos montes de São Bernardino, onde se inicia o grande vale central de São Joaquim, a leste pelos montes de São Gabriel, cujo sistema se prolonga para sul até São Diego e para lá do qual se encontra o deserto de Mojave, e a oeste pelo Pacífico, a zona metropolitana de Los Angeles estende-se por uma área cerca de 50 por 60 km (Figura 5). Este grande espaço urbano, onde vivem mais de 7 milhões de pessoas, é constituído pelos vales de São Fernando e Simi, na parte mais a norte, bordejado pelos montes de Santa Susana a norte e Santa Mónica a sul e, mais a Sul, pelo vale do centro da Cidade de Los Angeles, separado do norte pelas colinas de Beverley Hills. O limite da região mais a sul é definido pelos montes de Santa Ana.

  Los Angeles agrupa vários municípios, dos quais o da Cidade de Los Angeles é o maior. Toda esta região tem sido palco, recentemente, de diversos tipos de catástrofe (sismos, secas, inundações, incêndios florestais, graves alterações da ordem pública), que, a par da recessão económica que se tem feito sentir nos Estados Unidos nos últimos anos, têm causado perturbações da mais diversa ordem, designadamente no desenvolvimento económico.

2 ASPECTOS GEOLÓGICOS E SISMOLÓGICOS

 

2.1 CARACTERIZAÇÂO SUMÁRIA DA REGIÃO

 

  Los Angeles situa-se na região de maior sismicidade dos Estados Unidos, sendo atravessada por um grande sistema de falhas activas   que serve de fronteira entre as placas do Pacífico e da América do Norte. O movimento lateral direito na falha de Santo André é responsável por muitos dos sismos de que há notícia histórica. O Quadro I apresenta uma listagem dos principais sismos ocorridos no sul da Califórnia nos últimos 50 anos (Mag> 5.7), e a Figura 7 mostra a distribuição das principais falhas, incluindo a de Santo André, e os epicentros dos sismos históricos com magnitude superior a 3.2 ocorridos até 1984 (EERI, 1993).

  Desde 1920, dezassete sismos de magnitude moderada (magnitude entre 4.8 e 6.7), com sequências de choques principais e réplicas, ocorreram na região de Los Angeles. Estes sismos estão associados a várias falhas do Quaternário recente com pequena taxa de deformação, distribuídas por uma larga extensão. 

  Apenas no sismo de São Fernando em 1971 houve rotura superficial, sendo possível associar o foco à presença de uma falha. Em todos os outros casos a falha é indiciada pelo mecanismo de rotura e pela distribuição espacial das réplicas.

  Toda esta actividade na região tem conduzido a inúmeros estudos, quer de previsão sísmica, quer de estimativas da casualidade sísmica ("hazard"). De acordo com a Figura 8, a probabilidade de ocorrência de um sismo de magnitude superior a 7 ao longo da falha de Santo André num período de 30 anos a partir de 1988 é bastante elevada. E, como se pode ver na Figura 9, a aceleração máxima para um período de retorno de 1 000 anos é de cerca de 0.35 g, duas vezes acima dos valores das zonas de maior risco em Portugal (RSA, 1983). Os estudos regulamentares colocaram, portanto, toda esta região na zona sísmica de maior intensidade dos Estados Unidos, Zona 4, de acordo com a última versão do UBC (1991) (Figura 10), atribuindo-lhe uma aceleração de 0.4 g.

  A elevada probabilidade de ocorrência de um sismo de largas proporções tem exercido grande influência sobre todos os parceiros intervenientes na tentativa de redução dos riscos. Assim, e apenas no que toca a previsões do que se possa passar no futuro, estabeleceram-se cenários de desastre para algumas situações específicas: (i) zonas de maior intensidade sísmica resultante de sismos com epicentro próximo do centro de Los Angeles (Figura 11); (ii) zonas com maior probabilidade de amplificação dos movimentos sísmicos (Figura 12).

  Aparentemente, nada fazia antecipar a ocorrência de um sismo em Northridge. Isto é assim tão evidente que a cobertura do Vale de São Fernando com estações sismográficas de alta sensibilidade era muito fraca, ao contrário da cobertura com acelerómetros.

 

2.2 O SISMO DE NORTHRIDGE

 

  O sismo de Northridge ocorreu às 4.31h (hora local do Pacífico) do dia 17 de Janeiro de 1994, com o epicentro de coordenadas 34.° 13' Norte e 118 ° 32' Oeste e com uma profundidade focal de cerca de 19 km, aproximadamente a quilómetro e meio a sul-sudoeste do centro de Northridge e a trinta quilómetros a oeste-noroeste do centro de Los Angeles (Figura 13). A magnitude Richter foi de ML= 6.4 (segundo TERRAscope e dados de H. Kanamori, Califórnia Institute of Technology), sendo a magnitude das ondas superficiais de MS= 6.8. A duração das vibrações mais intensas foi de 15 a 20 segundos, dependendo da distância epicentral e das condições geológicas locais.

  O sismo resultou de uma rotura numa falha inversa sub-horizontal ("thrust fault") na zona de transição de alinhamento da célebre falha de Santo André, sendo possível identificar um mecanismo de compressão - azimute do traço num plano horizontal com orientação de 60°, de Norte para Oeste, mergulhando aproximadamente a 45° para Sul (Figura 14). O movimento no plano da falha é de cavalgamento, com componente importante do bloco superior para Norte. Estas indicações estão de acordo com os estudos do mecanismo de falha e com a observação dos danos ocorridos nas construções, provenientes de movimentos sísmicos intensos, predominantemente na direcção Norte-Sul.

  Segundo o EERC Report (1994), o mecanismo na fonte obtido após deconvolução do movimento, tendo em vista uma réplica registada em condições semelhantes à do abalo principal e que funciona como função de Green, possui a forma triangular com 6 segundos de duração. Esta forma conduziria a uma ruptura equivalente de 8.2 km de raio, com um momento sísmico de 1.2 x10 26 dyne-cm e um deslocamento dos bordos da falha de 1.9 m.

  Pensa-se que a falha onde ocorreu o sismo se prolonga até à superfície por aumento da inclinação do plano de falha junto aos montes de Santa Mónica. Contudo, as pesquisas efectuadas no terreno até meados de Fevereiro não mostraram qualquer sinal do traço desta falha (Figura 13). Não obstante na zona epicentral do sismo de Northridge se encontrarem cartografadas várias falhas activas, o sismo ocorre num segmento, até então desconhecido, e agora designado por "Frew fault".

  O sismo de São Fernando de Fevereiro 71, a leste de Northridge, não ocorreu na mesma falha, antes, pelo contrário, em falha com inclinação contrária, embora não haja ainda a certeza exacta do mecanismo.

  Logo após o sismo estabeleceu-se uma rede portátil, com 75 instrumentos de várias organizações, para estudos de microssismicidade, que permite localizar as réplicas com maior precisão e perceber os aspectos de amplificação local, principalmente nas zonas de maiores danos. Mais de 1 500 réplicas foram registadas nos primeiros 5 dias após o abalo principal, não se tendo detectado fenómenos premonitórios (Figuras 15 e 16). A maior das réplicas ocorreu às 15h.33m do próprio dia 17 de Janeiro de 1994, com uma magnitude de 6.0 e com um mecanismo semelhante ao do sismo principal.

  Duas das réplicas atingiram magnitudes de 5.0 e 5.9, 35 tiveram magnitudes na gama 4.0 - 4.9 e 272 na gama 3.0 - 3.9. As réplicas prosseguiram por um período bastante amplo, havendo muitos registos. A 20 de Março de 1994 registou-se mais outro sismo de magnitude 5.5 com epicentro na zona de Long Beach.

De acordo com a lei de frequência das réplicas estabelecida com base nos eventos das três primeiras semanas, estima-se a ocorrência de 60 réplicas com magnitude maior que três no próximo ano. Destas, 6 ou 7 serão acima de 4 e uma acima de 5.

Uma das réplicas, verificada a 29 de Janeiro com magnitude M=5.1, produziu acelerações máximas de 0.8 g, com grande variabilidade espacial, denotando grande importância das ondas superficiais.

  A distribuição em planta e em profundidade de cerca de 2 000 réplicas mostra concentrações espaciais em 2 zonas, uma junto ao epicentro, outra para a sua esquerda (Figura 16). A distribuição segundo planos verticais perpendiculares ao plano de falha evidencia claramente a inclinação desta, mas mostra que a actividade se espalha mais acima do que a zona do abalo principal. A rotura da falha dá-se de 18 km de profundidade até 4.5 km. A lei de atenuação das ocorrências das réplicas conduz a valor inferior à média dos sismos da  Califórnia mas superior à do sismo de 1971.

  Observações com a rede GPS mostram movimentos de 37.5 cm para cima na base dos Montes de Santa Susana e 15 cm para norte. Um outro local instrumentado a leste da I-5, norte da Castaic Junction, moveu-se 8.8 cm para baixo e 3.8 cm para sul. Contrastando com esta movimentação, no Jet Propulsion Laboratory, que se situa sobre o traço (estimado) da falha, o movimento foi bastante inferior aos anteriores. Esta panorâmica consubstancia a hipótese de um levantamento do bloco a norte da falha (Figura 14).

  Uma análise preliminar dos dados dos registos telesísmicos, indica que a maior  parte do deslocamento dos bordos da falha ocorreu a profundidade entre os 5 e os 10 km, sendo muitíssimo pequeno o que ocorreu em zonas mais superficiais. Esta informação está de acordo com as observações Geodésicas atrás referidas.

3 MOVIMENTO SÍSMICO (REGISTOS FORTES)

 

  O sismo de Northridge de 17 de Janeiro de 1994 produziu um grande número de registos do movimento "forte", em vários pontos de Los Angeles.

  A rede de acelerógrafos que foram activados pela ocorrência do sismo de Northridge deve ter produzido um conjunto de registos superior a 400. Só nos últimos vinte anos foram implantadas três redes de acelerógrafos naquela região: a rede da "California Strong Motion Instrumentation Program" (CSMIP), a da "United States Geological Survey" (USGS) e a da "University of Southern California" (USC). Para além de cobrirem inúmeros sítios em campo livre ("free-field"), estas redes instrumentam as mais variadas estruturas de edifícios, pontes, barragens e outras tipologias, constituindo os registos obtidos a partir deste sismo a maior colecção de acelerogramas jamais conseguida (1). O processamento de toda esta informação irá demorar algum tempo dado o enorme volume de cálculo envolvido (2). No Quadro II dá-se conta de algumas estações onde se obtiveram registos e do valor das acelerações máximas em cada uma delas.

Apresenta-se na Figura 17 um registo típico obtido em campo livre com o respectivo espectro de resposta, e na Figura 18 registos produzidos na base e topo de um edifício, sendo visível a amplificação do movimento da base para o topo do edifício.

  A análise preliminar de alguns registos permite verificar que as acelerações produzidas atingiram valores bastante elevados, quando comparados com outros registos de sismos da Califórnia da mesma magnitude; na zona epicentral (Figura 19), os picos de aceleração aproximam-se dos valores da aceleração da gravidade, com a energia concentrada nas altas frequências (3.5 a 4.0 Hz). Além disso, as componentes verticais registadas são elevadas, da ordem de 65% a 100% das respectivas componentes horizontais. Por exemplo, nas zonas de aluviões, que aparecem em Tarzana, aproximadamente a 7 km a sul do epicentro, registaram-se acelerações horizontais de 1.82 g e verticais de 1.18 g (Figura 20)(3), valores de tal modo elevados que suscitaram algumas dúvidas quanto às condições de funcionamento do equipamento em que foram registadas. Contudo, já em 1987, o registo nesta estação proveniente do sismo de Whittier Narrows produziu uma aceleração de 0.61 g. Parece, portanto, haver algum efeito de amplificação local, talvez provocada por condições topográficas (pequena colina). As altas acelerações verificadas nesta estação não condizem, contudo, com a intensidade Mercalli Modificada de VIII observada nas imediações (Dewey, 1994).

  Um outro caso digno de comparação diz respeito à aceleração produzida na barragem de Pacoima, onde agora se registou um valor de 0.5 g na base e de 1.5 g no topo do maciço de um dos encontros, enquanto que em 1971 se tinha registado neste último local um máximo de 1.2 g na horizontal e 0.7 g na vertical.

  Na zona epicentral, a duração da parte mais intensa dos registos (acelerações acima de 0.1 g) é de aproximadamente 8 segundos, embora se verifique que a duração da componente vertical seja, em geral, apenas metade da correspondente à componente horizontal. Importa ainda referir que as maiores amplitudes do movimento da componente vertical se iniciaram com cerca de 3 segundos de avanço em relação às grandes amplitudes horizontais, significando isto que as construções estavam já em oscilação vertical quando as componentes horizontais intensas se iniciaram. Este fenómeno, que provém do facto das ondas P terem excepcional significado nesta situação, pode ser muito importante para estruturas de grandes vãos como é o caso dos parques de estacionamento silo-auto.

  Quando se analisa o conteúdo em frequência da maior parte dos registos em campo livre junto do epicentro (Figura 21), verificam-se grandes amplificações na banda _de frequências de 2 a 5 Hz, muito acima dos valores da regulamentação em vigor. Somente para ductilidades duplas das correspondentes aos coeficientes de comportamento admitidos pela regulamentação (ATC3-S2, Figura 21 - w=2), a situação será comparável. · m alguns registos sobretudo para a componente N-S, aparecem também picos espectrais na zona dos 0.3 Hz, possivelmente devido a baixas frequências na fonte, , amplificados pelos aluviões locais.

  l- Das estruturas instrumentadas figura uma das pontes colapsadas da auto-estrada na zona I·SISR-14 e outra na I-10 de Sta. Mónica, perto de La Cienega Boulevard.

2-Deve lembrar-se que esta zona, que engloba a falha de Santo André, é das mais instrumentadas do Mundo com este tipo de aparelhagem e dispõe de uma organização bem montada, como te pode ver pelo facto de que no dia 21 de Janeiro de 1994 já tinham sido publicados os registos obtidos em 44 estações.

3-Por outras palavras, acelerações superiores a g correspondem a duplicar o peso de uma estrutura no de máxima aceleração. A prática corrente em engenharia sísmica não consegue dar resposta para tão intensas acelerações!

  Outro aspecto importante que sobressai da análise preliminar dos registos é o facto atenuação dos movimentos sísmicos intensos, com a distância epicentral, ter sido bastante menor do que a média obtida a partir de sismos anteriores faria prever (Figura 22). Verifica-se que os valores registados para o sismo de Northridge se situam perto de 2.5 vezes acima do valor médio correspondente àquelas leis. Assim se justifica que a distâncias de 50 - 60 km do epicentro o sismo tenha sido claramente sentido, causando até danos em algumas estruturas.

  Pode dizer-se que os espectros da acção sísmica, na zona epicentral, excederam os valores estabelecidos na regulamentação vigente (UBC) em mais de 100%, principalmente na faixa espectral de 2 a 5 Hz. Os elevados valores da acção sísmica poderão ser atribuídos ao tipo de mecanismo de rotura da falha ("thrust fault"), pouco comum junto da falha de Santo André. Este facto, associado à existência de elevadas acelerações verticais, por vezes com valores da ordem de 1 g, combinadas com as componentes horizontais, poderá ter contribuído para os fenómenos de punçoamento verificados em tabuleiros de pontes e lajes de alguns edifícios. As estruturas projectadas de acordo com a actual regulamentação deveriam comportar-se sem danos significativos para acelerações efectivas de 0.4 g e sem colapso até acelerações de 0.85 g, desde que estivessem preparadas para coeficientes de ductilidade adequados (Iverson et al. 1994). Consequentemente, à excepção do caso de Tarzana, em que a aceleração foi muito acima de 1 g, nos outros locais, as estruturas deveriam ter-se comportado melhor do que por vezes aconteceu. O pior comportamento poderá atribuir-se a uma acção sísmica mais severa do que a prevista pela regulamentação ou porque algumas coincidências se possam ter verificado, entre as quais é de referir as elevadas acelerações verticais observadas imediatamente antes da chegada das componentes horizontais máximas.

  O sismo foi sentido numa área de cerca de 230 000 km2, incluindo o Sul da Califórnia, o Sudoeste do Nevada, Oeste do Arizona e o Noroeste do México. A intensidade máxima observada (escala de Mercalli Modificada -IMM), entre VIII e IX, foi sentida numa área de 750 km2 (Figura 23), englobando o vale de São Fernando, Sylmar, Santa Mónica e Fillmore (Dewey 1994), sendo igual ou superior a VI no interior de um círculo com cerca de 50 km de raio. A distribuição espacial dos danos mostra ainda intensidades mais elevadas em determinadas zonas, o que poderá indiciar fenómenos de amplificação local, devida quer a fenómenos de radiação a partir da fonte ou à influência da geologia ou topografia locais.

  A carta de isolinhas de aceleração, tanto das componentes horizontais como da vertical (Figura 19 a) e b)), mostra a grande variabilidade espacial da acção sísmica, caracterizada pela existência de diversas "bolsas", mas mostra também uma clara sintonia com a carta de isossistas (Figura 23). A este respeito é extremamente útil notar, fazendo jus das correlações publicadas, que as intensidades IMM observadas se encontram um grau mais abaixo do que as que se obteriam a partir das acelerações máximas registadas convertidas em intensidades (Trifunac, 1976). Tal discrepância vem, mais uma vez, pôr em causa o parâmetro aceleração máxima como bom indicador dos danos ocorridos nas estruturas.

  É ainda de referir que o fenómeno de interacção solo-estrutura se observou de diversos edifícios onde se obtiveram registos em campo livre e na fundação, mostrando um decréscimo dos valores da aceleração em cerca de 80% quando se da primeira situação para a segunda.

 

4 COMPORTAMENTO DOS SOLOS E OUTRAS ESTRUTURAS GEOTECNICAS

 

  Este sismo não será tão rico em fenómenos ligados a mau comportamento dos solos e estruturas geotécnicas como o foi, por exemplo, o sismo do México de 1985, da Arménia de 1988 ou de (Loma Prieta) São Francisco de 1989. Contudo, a acção sísmica intensa que se fez sentir produziu diversos casos pontuais relevantes, que incluem roturas de camadas superficiais, liquefacções e deslizamentos (Figura 24). Contrariamente ao que sucedera com aqueles outros sismos, o sismo de Northridge causou os maiores danos em torno da região epicentral. Os fenómenos de liquefacção pouco contribuíram para os danos observados (ao contrário de Loma Prieta), pois apenas em 4 locais afastados do epicentro tal fenómeno se verificou.

 

4.1 ROTURAS SUPERFICIAIS

 

  Os trabalhos de campo não permitem até agora evidenciar qualquer rotura superficial extensa ligada ao plano de falha, a que se possa atribuir as causas do mau comportamento das construções, embora pareça ter havido reactivação de algumas zonas fracturadas em 1971, mas de pequena monta.

  Pequenas roturas superficiais podem ser observadas em variadíssimos locais, tanto nas dos montes de Santa Mónica ("mountain"), como em todo o vale de São Fernando, sobretudo nos bordos. Neste segundo caso, as roturas superficiais, visíveis claramente nos tentos, passeios, aterros, etc., (Figura 25a e b) correspondem a assentamentos diferenciais laterais e/ou por compactação. Para cima de 1 500 casos foram identificados em toda esta zona.

  Os assentamentos diferenciais, relacionados com fenómenos vibratórios do solo, correspondem a fenómenos de compressão ou de extensão. Os casos de maior relevo ocorreram junto do Balboa Boulevard entre as ruas Rinaldi e Lorillard (Figura 26 - uma conduta de gás e duas de água). Movimentos de compressão, que atingiram 35 cm e 30 cm, estão na origem das roturas em condutas de água e de gás (com diâmetros de 1.73 m e de 0.5 m, respectivamente), e no cavalgamento das pedras dos passeios, respectivamente. No caso de extensões, observaram-se deslocamentos diferenciais de 25 cm que romperam em tracção condutas de menor diâmetro. Num caso ou outro observou-se movimentação lateral esquerda com 15 cm.

 

4.2 LIQUEFACÇÃO

 

  Os fenómenos de liquefacção tiveram em geral pouca expressão comparativamente a outros sismos recentes. Uma primeira razão apontada para tal efeito é o baixo nível freático causado por longos períodos de seca. De qualquer modo, dado o elevado número de sismos que têm ocorrido no passado nesta zona, é de prever que os terrenos já não sejam tão sensíveis a este tipo de problema como o serão zonas de formação mais recente que não tenham sido ainda sujeitas a elevados níveis de acelerações. Os casos mais significativos verificaram-se a distâncias razoáveis do epicentro (Figura 24), junto à costa nas praias de Santa Mónica e Redondo, onde se observaram assentamentos, movimentos laterais que atingiram 4-5 m e "sand-boils" (vulcões de areia). Evidência de fenómenos de liquefacção na parte norte do vale de São Fernando foi assinalada junto de algumas instalações industriais, nomeadamente na estação de tratamento de águas de Jensen e na albufeira de Los Angeles. Estes locais são aproximadamente os mesmos onde já se registara liquefacção nos sismos de 1971, mas agora em extensão muito mais reduzida.

 

4.3 DESLIZAMENTOS

 

  Os maiores deslizamentos observaram-se em depósitos sedimentares recentes nos montes de Santa Susana. O caso mais notório, que causou colapso de uma moradia e o descalçamento das fundações de algumas outras pondo à vista o sistema de estacas, ocorreu numa arriba junto da praia de Santa Mónica (Figura 27a e 27b). Um outro caso importante diz respeito ao deslizamento de um talude junto a uma auto-estrada, com obstrução desta e consequências graves para o seu funcionamento.

  Outros deslizamentos de terreno de alguma dimensão, embora não muito frequentes, foram observados em zonas inclinadas. Alguns movimentos correspondem a antigas cicatrizes.

  Observaram-se ainda milhares de pequenos deslizamentos de terreno nas zonas montanhosas a norte e a sul do epicentro, incluindo os montes de Santa Mónica, Santa Susana e São Gabriel. Embora a maior parte tenha ocorrido em zonas afastadas, alguns, poucos, contribuíram para danificar várias condutas de água e gás, obstruindo parcialmente estradas montanhosas e instalações industriais de gás.

 

4.4 OUTROS FENÓMENOS

 

  Outros fenómenos de cariz geotécnico dignos de menção neste sismo foram as lavagens de solos e as compactações, que vão ser ilustradas com a apresentação de dois casos.

  Na Figura 28 mostra-se um fenómeno de lavagem dos solos de fundação do encontro de uma ponte provocado pela rotura da tubagem de água que lhe estava agarrada. A água deixou as estacas de fundação completamente soltas não tendo posto felizmente em causa a integridade estrutural da ponte.

  Na Figura 29a e 29b dá-se conta de um fenómeno de compactação generalizado das duas rampas de acesso à ponte Nordhoff, com um assentamento máximo junto do tabuleiro de 0.5 m. Também aqui a segurança estrutural não foi posta em causa. Contudo, a obra deixou de funcionar e a recuperação dos encontros exige ainda um longo trabalho.

  Como nota final volta a salientar-se que o comportamento do vale aluvionar de Northridge, com algumas dezenas de metros de espessura e às quais se associam baixas frequências próprias de vibração, não apresentou grandes amplificações, possivelmente devido à riqueza espectral nas altas frequências proveniente do mecanismo na fonte. Este resultado deverá ser comprovado com a análise detalhada dos registos sísmicos e o estudo matemático do comportamento dos solos.

 

5 DANOS EM REDES DE ABASTECIMENTO E OUTRAS

 INFRA-ESTRUTURAS

As infra-estruturas de apoio à vida urbana em Los Angeles constituem-se em redes diversas de capital importância. Fazem parte destas infra-estruturas a rede de transportes (estradas, auto-estradas, pontes, aeroportos, portos, etc.), as redes de águas, esgotos, electricidade, gás, telefones e distribuição de combustível.

Estas redes tiveram em geral danos importantes. No entanto, à excepção da rede de auto-estradas, os sistemas demonstraram elevado grau de redundância e resiliência. Assim, enquanto a rede de auto-estradas vai estar com graves problemas por um prolongado período de tempo, as outras redes reiniciaram o seu funcionamento horas ou dias após o sismo.

5.1 REDES DE TRANSPORTES

A região de Los Angeles é densamente provida de infra-estruturas viárias, já que várias auto-estradas atravessam a cidade (Figura 30). Estima-se que a auto-estrada I-5, que assegura a ligação mais importante ao norte da Califórnia, seja mesmo a auto-estrada de maior movimento a nível mundial, implicando que qualquer anomalia no sistema de pontes e viadutos traga graves consequências para o escoamento de tráfego. Tal facto verificou-se já quando do sismo de São Fernando em 1971 (Figura 3), tendo-se repetido de forma ainda mais significativa no presente sismo (Figura 31). Pode afirmar-se que, não tendo sido este o aspecto mais grave, foi com toda a certeza o que mais impacto provocou na opinião pública e o que atingiu de forma directa ou indirecta o maior número de habitantes.

Não obstante em certas zonas críticas terem existido graves danos em viadutos e pontes, como se verá mais adiante, convém no entanto referir que, face ao elevadíssimo número de obras de arte existentes na região (cerca de 900 km de auto-estrada), o número de colapsos e de estruturas condenadas à demolição (cerca de 10) pode considerado reduzido.

  O impacto económico provocado pelos colapsos nas pontes é proveniente, não só dos custos directos das reconstruções e reparações, mas também das consequência indirectas causadas pelos incómodos aos utilizadores e medida pela diminuição d actividade produtiva.

  O Departamento de Transportes do Estado da Califórnia (Caltrans), responsável pelo sistema de transportes em auto-estradas, ciente das perturbações causadas pelos colapsos verificados, lançou, imediatamente após o sismo, diversas operações visando a remoção dos troços danificados e/ou colapsados para a limpeza da zona, e iniciou obras de reforço pontuais que permitissem repor em funcionamento, ainda que de forma temporária, parti menos atingidas. Assim, à custa de escoramento provisório de obras de arte, reforço de pilares com roturas, pavimentações maciças para adoçar desnivelamentos em tabuleiros e outras medidas localizadas, foi possível refazer parcialmente o fluxo rodoviário. No caso de auto-estrada I-5, dados os custos elevados para uma recuperação eficaz, foi decidido e: meados de Fevereiro proceder à demolição completa de um troço significativo, recorrendo à implosão por dinamite. Quanto às obras de maior envergadura, foi iniciada a reconstrução de raiz, utilizando um dimensionamento adequado à acção sísmica que ocorreu e sem os defeitos identificados já em São Fernando e agora confirmados.

 

5.2 REDE DE ÁGUAS

 

  Diversas roturas no sistema de abastecimento de águas afectaram o fornecimento a dezenas de milhar de consumidores. O tipo mais frequente de danos consistiu na rotura das tubagens de menor diâmetro, possivelmente devido ao assentamento diferencial e lateral dos solos envolventes. Foi relativamente fácil detectar os locais de rotura a partir dos pontos onde se verificou queda de pressão no escoamento da água; 50 equipa de intervenção repararam para cima de 30 000 casos numa semana (Figura 32).

  Os danos causados nas instalações de tratamento de águas, segundo O´Rourke et al. (1994), correspondem, como já anteriormente se referiu, a roturas em tubagens provenientes do movimento de solos. Uma explicação para as grandes deformações de compressão e tracção observadas reside no deslizamento para sul (Figura 26), com descida ligeira (1:100) de um grande bloco de solo com cerca de 400 m de comprimento comprimindo a zona de contacto a sul, e traccionando a norte. O movimento total deste bloco foi de cerca de 50 cm. Estuda-se ainda a hipótese de fazer alinhar as zonas de rotura das condutas com a presença de algumas estruturas de falhas locais (Figura 33). A deformação dos solos em duas faixas, com cerca de 50 m de largura cada, parece estar ligada a compactações diferenciais ("lateral spreading") de areias siltosas soltas entre os 9 e 12 i de profundidade.

  Os danos nas condutas de água mostraram deficiências nas juntas de ligação solda das, quer sob acção de compressão quer de tracção.

  O´Rourke et al. (1994) descrevem com algum detalhe os danos causados na restante rede, tentando relacioná-los com a acção sísmica e a idade, sendo o texto do máximo interesse para a percepção do comportamento das redes de água sob a acção dos sismos. Este sismo permite também testar a eficiência da utilização de ligações flexíveis, introduzida após o sismo de São Fernando, em alguns nós da rede.

 

5.3 ESGOTOS

 

  Contrariamente ao verificado com a rede de águas, os danos no sistema de esgoto são difíceis de detectar. Só passados alguns dias as infiltrações provenientes de roturas locais começam a dar os seus sinais.

  Para averiguar da forma mais extensa possível os danos ocorridos, os serviços municipalizados da Cidade de Los Angeles desenvolveram uma operação de inspecção sistemática a todos os principais sistemas de esgotos no vale de São Fernando. 

  Tal operação consistiu na utilização de uma câmara de vídeo montada num pequeno veículo controlado via rádio, que filma o interior das condutas. Este sistema permitiu a detecção de alguns casos de rotura sem a necessidade de recorrer a abertura de valas, sendo portanto um processo bastante mais célere de identificação deste tipo de problemas, com a vantagem adicional de não obrigar à interrupção ou desvio provisório da circulação de veículos ou pessoas.

 

5.4 REDE DE GÁS

 

  Os casos mais graves reportados de acidentes na rede de gás que alimenta grande parte da cidade cifraram-se em 100-150, afectando o fornecimento de cerca de 4000 consumidores. Contudo, as reparações foram efectuadas de forma relativamente rápida.

  O incidente mais espectacular ocorreu com uma conduta de 22" de diâmetro que rompeu no "Balboa Boulevard", numa zona de inundações provocadas pela rotura de um tubagem de água. Um veículo, ao atravessar a zona, ficou retido nas águas e, ao tentar repor o motor a trabalhar, incendiou o gás libertado. As chamas atearam o fogo a alguns veículos estacionados na proximidade e posteriormente a algumas construções de madeira das imediações (Figura 34).

  Segundo O'Rourke et al (1994), que realizaram um levantamento detalhado dos danos na rede de gás (4) (Figura 26), as roturas provocadas na conduta que seguia no Balboa Boulevard deram-se numa zona onde se registaram fenómenos de compressão e noutra fenómenos de tracção dos solos com deformações mínimas de 25 cm. Uma nova conduta de 24" paralela àquela, mas ainda sem estar em carga, não sofreu qualquer dano.

  Segundo Goltz (1994) os principais ensinamentos a recolher deste sismo, aliás, seguindo o que já se verificara noutros sismos, foram os seguintes:

 

As canalizações mais antigas onde se usavam soldaduras por oxi-acetileno mostraram-se mais vulneráveis à onda sísmica havendo roturas e fissuração nas ligações.

· As canalizações com soldaduras por arco eléctrico comportaram-se muito melhor.

· As canalizações em polietileno mostraram-se extremamente resistentes.

As canalizações são vulneráveis a grandes deformações do solo como as que resultaram de liquefacções, compactações e assentamentos diferenciais.

  Durante o sismo, 133 000 consumidores cortaram o gás desnecessariamente, o que exigiu grandes dispêndios com inspecções antes de voltar a ligar. Como norma geral o gás não deverá ser desligado a não ser que haja indícios de fuga ou danos importantes nas construções.

 

4 - Na altura do sismo, a conduta de gás (linha #120) com diâmetro de 550 mm e 7.2 mm de espessura c parede, em aço (Grade B), construída em 1930, funcionava à pressão de 1.2 MPa.

5.5 REDE DE ELECTRICIDADE

 

  Com o sismo houve um corte geral de energia eléctrica (o primeiro da história de Los Angeles), afectando cerca de 1.3 milhões de consumidores. O sistema começou a voltar a si entre 15 a 20 minutos depois.

  As duas companhias responsáveis pela distribuição de electricidade viram os seus serviços interrompidos para cerca de 150 000 consumidores, mas 4 dias depois apenas 2 300 continuavam sem energia.

  Os danos mais importantes verificaram-se no equipamento pesado em três sub-estações em Sylmar e no colapso de 2 torres de suporte de linhas de alta tensão.   Já em 1971 aquelas sub-estações haviam sido gravemente danificadas, tendo sido reparadas com novo equipamento projectado para uma acção sísmica de 0.5 g. As acelerações medidas agora nesta sub-estação atingiram valores máximos de 0.6 g.

  Noutro local mais afastado do epicentro, uma sub-estação onde se mediu um pico de aceleração de 0.15 g registou danos ligeiros mas manteve o fornecimento de energia.

5.6 TELEFONES E TELECOMUNICAÇÕES

 

  O funcionamento de redes de telefones e telecomunicações é essencial para a operacionalidade e para o sucesso da emergência. As comunicações são essenciais em diversas áreas como seja para localizar, pedir ajuda, e providenciar assistência a feridos ou àqueles que se encontram em perigo eminente.

  Situações de incêndio, avaliação de danos e sua distribuição geográfica, informação sobre áreas de recolha de pessoas desalojadas, zonas de distribuição de alimentos, roupas, etc., são outras tantas actividades onde as telecomunicações desempenham papel primordial.

  Os vários sistemas de telecomunicações existentes na região danificada sofreram interrupções importantes no vale de Northridge, por terem perdido a alimentação eléctrica, tendo-se contentado apenas com geradores de emergência. A saturação dos circuitos da rede telefónica foi outro aspecto a apontar. As companhias de telefones que operam na região tentaram minimizar o problema recorrendo a linhas de longa distância para servir os circuitos de emergência.  Mesmo assim muitos assinantes puderam realizar chamadas para fora do estado da Califórnia.

  Algumas ligações nas redes de computadores também cairam. Os telefones celulares funcionaram muito bem embora tenham ficado saturados muito rapidamente.

 

6 COMPORTAMENTO DE ESTRUTURAS

6.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS

 

  A análise dos danos generalizados verificados na cidade de Los Angeles deve ser efectuada, tendo em conta as tipologias estruturais do parque habitacional e industrial da cidade e ainda os processos tecnológicos usados na construção civil local.

  Por essa razão, faz-se em primeiro lugar uma apresentação genérica das diversas tipologias estruturais, efectuando-se de seguida a análise dos danos observados separadamente para as diferentes tipologias e, quando tal se justifique, para cada estrutura individual.

 

6.1.1 - Parque Habitacional

 

  Grande parte da cidade de Los Angeles desenvolve-se no vale de São Fernando (Figuras 35 e 36), que se situa entre as Montanhas de São Gabriel e o mar. O seu parque habitacional é caracterizado por uma grande diversidade de construções onde predominam as moradias e alguns edifícios de pequeno porte (rés do chão até 3 - 4 pisos). Existem ainda algumas manchas com edifícios de médio porte (5 - 13 pisos), como por exemplo no limites sul e norte do vale. A zona com maior concentração de edifícios altos (até cerca de 60 pisos) situa-se no centro da cidade, a 30 km do epicentro.

 

6.1.2 - Sistemas Construtivos

 

  Numa região de grande extensão e com muitas tipologias estruturais, como é o caso de Los Angeles, existe uma grande diversidade de processos construtivos, podendo destacar-se:

- Alvenaria antiga

- Alvenaria

- Alvenaria armada

-        Madeira - "Stucco"

-        "Tilt-Up

-  Betão Armado

-        Construção Metálica

-  Pré-fabricação

  Faz-se seguidamente uma caracterização sumária de cada um destes processos.

 

6.1.2.1 - Alvenaria antiga

 

  A alvenaria antiga, a única com alguma semelhança com a existente nos monumentos antigos, encontra-se apenas em alguns locais onde se desenvolveram as missões: espanholas dos primeiros tempos. Estas missões do século XVIII, de que é exemplo a 17.ª, de São Fernando Rei de Espanha, construída em 1797, apresentam uma zona de arcaria com colunata em tijolo "burro", com cobertura em madeira (Figuras 37 e 38), agarrada ã restante estrutura por meio de uma parede. 

  O sismo de 1971 causou danos importantes na estrutura da Missão de São Fernando, que foi então reforçada com a introdução de perfis metálicos na face interior das colunas (Figura 39). Embora não estejam à vista outros elementos resistentes deverão assegurar, ao nível da cobertura, a ligação dos perfis à parede interior. Outra forma de reforço, aliás muito vulgar nos Açores, é conseguida com a utilização de pequenos perfis ou lâminas metálicas perpendiculares ã fendilhação, como forma de refechamento (Figura 40).

 

6.1.2.2-Alvenaria

 

  A alvenaria não armada com funções estruturais é usada essencialmente nas paredes exteriores de edifícios de rés-do-chão, embora também se encontre em edifícios de dois ou três pisos. Este tipo de parede é construída segundo dois sistemas: o primeiro constituído por um pano de parede simples e o segundo com parede dupla, com alvenaria maciça á vista (tijolo tipo "burro") e o pano interior preenchido com alvenaria atravessada e restos de argamassa. Este segundo tipo de construção faz lembrar o adoptado em algumas paredes no norte de Portugal, que eram realizadas com alvenaria de granito nas duas faces, sendo o espaço entre elas preenchido com bocados de pedra solta e barro ou argamassa.

Este tipo de construção encontra-se espalhado por toda a região de Los Angeles e corresponde essencialmente a construções anteriores a 1940.

  Em muitos locais, ao nível do rés-do-chão, vêem-se arcos de alvenaria apoiados em pilares, também em alvenaria de tijolo "burro", 4ue por sua vez suportam as paredes dos andares superiores.

  Neste tipo de estruturas, a cobertura é constituída por estrutura de madeira que muitas vezes apoia em perfis metálicos. Deve aliás referir-se que em quase todos os processos construtivos associados a edifícios de pequeno porte é corrente a utilização de perfis metálicos. Contudo, nas construções mais antigas deste tipo, a cobertura apoia directamente nas paredes de alvenaria, tendo mostrado um mau comportamento durante o sismo de 1971. A forma então recomendada para o reforço estrutural foi a da utilização de esticadores metálicos para permitir uma ligação mais eficiente da estrutura de madeira às paredes.

 

6.1.2.3-Alvenaria Armada

 

  A introdução de varões de aço no interior da alvenaria é uma técnica frequente, principalmente em edifícios de médio porte. Como é visível nas Figuras 41 e 42, são introduzidos varões nas direcções horizontal e vertical, formando uma malha que é depois envolvida por argamassa. Nos cantos do edifício e em pontos determinados, este tipo de construção é frequentemente reforçado com a introdução de pilares em betão armado ou perfis metálicos (Figura 43).

  Esta tipologia estrutural corresponde a uma evolução das técnicas construtivas em alvenaria , numa tentativa de diminuir a sua vulnerabilidade face aos sismos.

  Embora em desuso, é uma técnica ainda hoje admitida e executada, sobretudo em construções de pequeno porte.

 

6.1.2.4 - Madeira - "Stucco"

 

  Um tipo de construção muito disseminado nesta zona caracteriza-se pela existência de paredes construídas com prumos de madeira que são depois preenchidos com tábuas ou painéis de madeira e, seguidamente, revestidas por um cartão que é preso à madeira através de uma rede. Para dar o acabamento final à parede, sobre esta rede é projectada uma argamassa, com cerca de 2 cm de espessura. Este processo construtivo é aplicado de uma forma generalizada nas moradias e na maior parte dos edifícios de pequeno porte (2 e 3 andares), sendo usado sobretudo nas paredes exteriores.

  A esta tipologia estrutural está frequentemente associada uma estrutura de betão armado, existente entre o piso térreo, onde funciona a garagem para estacionamento dos residentes, e o 1 ^ piso. Tal é conseguido à custa de uma laje de betão armado ao nível do 1.° piso, apoiada em pilares de betão armado, por vezes metálicos ou de madeira, normalmente bastante espaçados para garantir fácil circulação e arrumo de viaturas (Figura 44). A laje em betão permite uma separação física mais efectiva entre as zonas de garagem e de habitação, servindo ao mesmo tempo de escudo à propagação de incêndio.

  Um dos casos mais divulgados dentro desta tipologia é a chamada arquitectura "dingbat", em que se observam dois edifícios assentes sobre a mesma laje, tal como se encontrou num edifício situado na Shemtan Way (Figura 44).

 

6.1.2.5 - "Tilt-Up"

 

  Este tipo de estrutura aparece essencialmente associado a armazéns em que as paredes exteriores são constituídas por grandes painéis pré-Fabricados, levantados em obra, permitindo a construção das empenas de uma só vez. Uma cobertura ligeira apoia directamente sobre estas paredes.

 

6.1 .2.6 - Betão Armado

 

  A generalidade dos edifícios de médio porte, 5 a 13 pisos, é construída em estrutura de betão armado, de uma forma bastante semelhante à utilizada em Portugal. Foi possível observar estruturas quer porticadas, quer mistas pórtico-parede.

 

6.1.2.7-Estruturas Metálicas

 

  Embora tenha sido pequeno o número de edifícios metálicos visitados, pode constatar-se que as suas estruturas são porticadas com pilares e vigas constituídos por pórticos metálicos, sobre os quais apoiam chapas metálicas que servem de cofragem para a betonagem de uma laje de betão armado. Estes edifícios são normalmente contraventados nas fachadas com diagonais a 45°. A maioria das ligações observadas era soldada.

 

6.1.2.8 - Pré-fabricação

 

  O recurso à pré-fabricação é frequente na construção, aparecendo estruturas em que quase todos os elementos são pré-fabricados (lajes, vigas e pilares), enquanto outros associam alguns destes elementos pré-fabricados (vigas e pilares) a elementos que são betonados no sítio (lajes). Este tipo de construção é mais generalizado para a execução de parques de estacionamento. Assim, uma grande parte dos parques de estacionamento visitados era pré-fabricada, embora aparecessem alguns realizados em pórticos de betão armado com ductilidade melhorada ou em pórticos de betão armado não dúcteis, normalmente associados a paredes estrategicamente colocadas.

 

6.2 DANOS OBSERVADOS

 

  Os registos instrumentais efectuados em inúmeras construções (Quadro II) mostram acelerações na base (fundações) ultrapassando os 0.4 g na horizontal e 0.2 g na vertical. A amplitude do movimento na base é sistematicamente inferior à obtida em campo livre (Figura 45), possivelmente devido ao fenómeno de interacção solo-estrutura. A amplificação verificada no topo das construções é mais acentuada no caso de edifícios com frequências na gama dos 2.5 a 3.0 Hz (Figura 45), coincidindo com a frequência predominante dos registos em campo livre (Figura 17).

  As construções que maiores danos evidenciaram neste sismo foram as de 2 a 3 andares em "stucco", 3 a 5 andares em pórtico de betão armado, e 5 a 8 andares em estrutura mista de betão armado. Estas tipologias são as que apresentam frequências próprias exactamente na gama dos 2.5 a 3 Hz.

 

6.2.1 -Muros, chaminés e moradias unifamiliares

 

  Antes de começar a descrever os danos ocorridos em cada tipo estrutural, vão referir-se alguns casos de estruturas muito simples como sejam muros de divisão de propriedade, chaminés e ate o comportamento de pequenas moradias unifamiliares.

  Na Figura 46 mostram-se danos em muros divisórios de lotes urbanos com queda parcial e a rotação em torno da ligação na base. Foi possível observar que as deformações se verificavam preferencialmente na direcção N-S, tal como também se evidencia na Figura 47 com o descarrilamento de um combóio ou com o colapso das paredes estruturais (pré-fabricadas) de um armazém.

  As moradias, especialmente as localizadas na zona epicentral, sofreram também danos bastante extensos, embora fossem poucos os casos de colapso. Nessa zona não houve praticamente nenhuma moradia em que não se verificassem danos provocados pela queda de chaminés. De um modo geral, e dado o sistema construtivo adoptado, que consiste numa laje de fundação sobre a qual é erguida uma estrutura de madeira, verificaram-se danos ao nível da ligação entre a laje de fundação e a estrutura. Na Figura 48 mostra-se o deslizamento da estrutura de uma moradia em relação às fundações e na Figura 49 o colapso de chaminés de alvenaria de tijolo em moradias de madeira.

  Todos os casos observados foram suficientemente claros para mostrar que a acção sísmica junto do epicentro teve uma componente preferencial segundo a direcção N-S, com o primeiro impulso para norte e para cima. Para além dos exemplos já referidos e de outros que serão enunciados no decorrer das descrições a seguir efectuadas, é de acrescentar os relatos de testemunhas presenciais que assinalaram igualmente movimentos de objectos para norte e para cima.

  Fenómenos desta natureza devem também observar-se noutro tipo de estruturas, pelo menos naquelas que são sensíveis às frequências mais elevadas, e devem ressaltar dos próprios registos instrumentais de aceleração. Tudo isto parece estar em sintonia com o mecanismo focal atrás descrito.

 

6.2.2-Edifícios com estrutura de alvenaria antiga

 

  Os danos nos edifícios com estrutura de alvenaria antiga ocorreram sobretudo nas paredes e nos arcos, com a formação de fendas por esforço transverso pronunciadas. No caso que se pode observar na Figura 50, e que corresponde à Missão de São Fernando, as fendas existentes no arco exigiram o recurso a escoramento com prumos de madeira,

uma vez que a fissuração no fecho do arco punha algumas reservas quanto à segurança da estrutura. Na base das colunas adjacentes deu-se desprendimento do reboco, pondo 0 tijolo burro à vista (Figura 51), havendo fissuração ligeira das paredes transversais localizadas no topo da estrutura junto dos pontos de ancoragem de elementos metálicos de reforço colocados após o sismo de 1971.

  De forma resumida, pode dizer-se que o reforço de 1971 funcionou bastante bem, tendo em vista os danos ligeiros que a estrutura sofreu e as acelerações elevadas que se fizeram sentir na zona (acima de 0.5 g).

 

6.2.3-Edifícios com estrutura de alvenaria

 

  As estruturas de alvenaria que sofreram acelerações elevadas comportaram-se geralmente de um modo deficiente, especialmente as de alvenaria não reforçada, construídas nos anos 30 e 40. Os edifícios mais atingidos foram os de gaveto ou aqueles em que existia falta de continuidade entre edifícios adjacentes, quer por diferença de altura, quer pela existência de passagens entre estes.

  Os danos em edifícios de alvenaria verificaram-se sobretudo na zona do epicentro (Figura 36), nomeadamente em Reseda, onde foram visíveis algumas construções de alvenaria com danos significativos, ao nível das colunas e paredes, e nos arcos (Figuras 52 e 53), tendo-se mesmo verificado alguns casos de colapso. Mesmo longe do epicentro, nomeadamente na zona de Hollywood, eram visíveis danos consideráveis neste tipo de edifícios. Deve referir-se que este tipo de construção não era abundante na cidade de Los Angeles.

  Os danos mais frequentemente observados nas paredes mostravam desprendimento de partes significativas dos panos de alvenaria de tijolo (Figura 54), mostrando a importância das componentes do movimento sísmico na direcção perpendicular à parede. Muitas vezes, este desprendimento estendia-se até ao apoio das coberturas, tendo-se observado variadíssimos casos de colapso de coberturas por falta de apoio conveniente. Os esticadores que, após o sismo de 1971, foram introduzidos para dar ligação horizontal das paredes aos pavimentos ou à estrutura das coberturas (Figura 55) não funcionaram muito bem, pelo menos para as acelerações elevadas a que estas estruturas foram sujeitas.

  Os danos infligidos aos arcos em alvenaria de tijolo "burro" (Figura 50) mostram bem como a falta de apoio lateral nas nascenças devido à grande deformação dos pilares, já que não existe continuidade na arcaria, conduz a danos importantes no primeiro terço do desenvolvimento do arco.

 

6.2.4-Edifícios com estrutura de alvenaria reforçada

 

  Um edifício que sofreu grandes danos estruturais, cuja construção data dos anos 50, tinha uma estrutura em pórtico, tendo uma das fachadas, com grande desenvolvimento, sido construída em alvenaria reforçada. Esta fachada, que era o principal elemento resistente às acções horizontais na direcção do seu plano, apresentou danos estruturais consideráveis, de maior dimensão nos elementos curtos que ficavam entre as aberturas (Figura 56). As fendas a 45° são notórias num dos panos da parede que constitui a empena (Figura 57). Também os cantos, onde tinham sido construídos pilares de betão armado, sofreram danos consideráveis (Figura58).

  Nos cantos do edifício, junto às aberturas, foram empregues pilares metálicos que sofreram encurvadura (Figura 59).

  Outro caso observado corresponde a um parque de estacionamento pré-fabricado, de construção recente (estava na fase de acabamentos), em que as paredes resistentes foram executadas com alvenaria reforçada, sendo as armaduras introduzidas em orifícios os existentes nos blocos de cimento. Estas paredes apresentaram grandes danos, com fendas significativas a 45° e desprendimento de armaduras (Figura 60).

 

6.2.5 - Edifícios com estrutura de madeira - "Stucco"

 

  Os edifícios habitacionais de pequeno porte (tipicamente dois ou três pisos) tiveram um comportamento muito deficiente, originando múltiplos colapsos e contribuindo para os maiores casos singulares de perda de vidas humanas. O caso mais referido é o relativo ao Northridge Medows Apartment, onde morreram 76 pessoas por colapso do l.º andar.

  Na generalidade, estes edifícios são construídos com estrutura em madeira ("stucco"), distinguindo-se aqueles que assentam directamente numa betonilha executada no terreno dos que assentam em cima de uma laje de betão armado, apoiada em pilares. Os primeiros apresentaram danos em torno das aberturas (Fig. a 61), não aparecendo colapsos neste tipo de estrutura. Os segundos, que constituem a tipologia estrutural mais atingida e que é bastante frequente na Califórnia, consistem em estruturas construídas em betão armado até ao nível do primeiro piso. Os pilares dessas estruturas são de um modo geral muito esbeltos e apoiam uma laje de betão armado não vigada, muitas vezes com recurso a capiteis. E cima desta laje descarrega uma estrutura em madeira preenchida com painéis de reduzida resistência ("stucco").

  Muitos dos casos de colapso deste tipo de edifícios ficaram a dever-se à rotura da totalidade ou parte dos pilares do primeiro piso, com a consequente queda total ou parcial da estrutura. A rotura destes pilares deu origem a uma série de colapsos, alguns espectaculares, em que os edifícios perderam um piso, descendo e esmagando o que estava por debaixo (Figuras 62 e 63). Foi devido a este tipo de colapso que ocorreu a maior parte das mortes verificadas neste sismo (Figura 64). A grande maioria destes edifícios não apresentava qualquer elemento resistente às acções horizontais, a não ser os pórticos constituídos pelos pilares e pela laje. O facto de o piso térreo ter normalmente funções de garagem, originando a existência de vãos desproporcionados na estrutura de betão, potência a ocorrência desses colapsos. Os pilares estavam mal armados, com estribos muito espaçados e com pouca armadura longitudinal (Figura 65). Este facto, associado ao mau

posicionamento da armadura longitudinal, sempre muito no interior da secção, com um recobrimento que em alguns casos chegava a atingir os 10 cm, levou à rotura dos pilares e da laje e consequente colapso da estruturas dos edifícios acima da laje.

  O esforço a que o sistema pilares mais Laje ficou sujeito durante o sismo deve ainda ter sido agravado pela grande amplitude da componente vertical da acção sísmica. Acresce-se que os edifícios mais danificados se encontravam nas imediações do epicentro onde as acelerações chegaram a ser superiores a 1 g.

  Os colapsos ocorridos nestes apartamentos causaram com alguma frequência grandes traumas psicológicos aos seus ocupantes que, passados já meses sobre o sismo, continuam a manifestar alguns sinais de inquietação. Houve os que acordaram subitamente, sem se aperceberem bem o que se estava a passar, em locais algo estranhos, como 0 4ue se pode depreender da Figura 66 que mostra o interior de um apartamento com colapso de um dos lados, vendo-se a cama inclinada sobranceira ao espaço que antes do sismo era ocupado pelo apartamento vizinho. Noutro relato de testemunhas foi referido o caso de uma pessoa que veio a acordar debaixo do seu próprio colchão, após ter sido lançada ao ar conjuntamente com ele.

  Este e outros aspectos relacionados com a incapacidade de aprendizagem para viver com os sismos fizeram com que alguns dos residentes da Califórnia abandonassem para sempre este território, "onde a terra está sempre a tremer".

 

6.2.6 - Armazéns - "Tilt-Up"

 

  As estruturas com este tipo construtivo sofreram danos muito elevados por se ter dado o colapso integral da parede de pelo menos uma fachada, arrastando consigo parte da cobertura (Figura 67). Este comportamento, observado pelo menos em dois armazéns, ficou a dever-se s0bretudo à fraca ligação das duas paredes a nível do canto e, possivelmente, no caso do armazém Levitz, à forte componente N-S que se deve ter feito sentir no local. Esta estrutura está localizada muito perto do Northridge Fashion Center (Figura 36) a 3 km do epicentro, onde também se registaram grandes danos. Na Figura 67 vê-se também o escoramento temporário da parede virada a oeste, à custa de elementos metálicos leves.

 

6.2.7 - Edifícios de Estrutura Metálica

 

  Durante a missão não foi possível observar um número significativo de edifícios com estrutura metálica, embora fosse referido que sofreram, em alguns casos, danos consideráveis.

  O comportamento sísmico das estruturas metálicas tem vindo a ser publicitado aos poucos devido à confidencialidade de certa informação, o que está relacionado com o facto de muitos destes edifícios serem propriedade de importantes companhias e, porventura, terem sido projectados por conceituados gabinetes de projecto. Com efeito, logo a seguir ao sismo, era voz corrente que os edifícios de estrutura metálica não tinham sofrido danos. Contudo, duas semanas depois começaram a circular rumores e, mês e meio depois, notícias alarmantes sobre o deficiente comportamento de algumas estruturas.

  Sabe-se agora (Krawinkler, 1994 e Bertero et al., 1994), que, embora não tivesse havido qualquer colapso em edifícios, algumas estruturas porticadas apresentaram deficiente comportamento das ligações soldadas, com rotura frágil de algumas ligações viga-pilar, que em alguns casos se propagou às próprias secções. Problemas de instabilidade em elementos de contraventamento e falta de regularidade das estruturas foram outras das principais causas de mau comportamento. Edifícios com "soft storey" e um edifício muito irregular de quatro pisos onde se deu instabilidade estrutural num elemento do 2." andar (EERI,l994), são exemplos do que deve ser evitado.

  Os danos não foram detectados logo de início, uma vez que o mau comportamento dos elementos estruturais das estruturas metálicas não se traduziu em deformações suficientemente severas para causar problemas aos elementos que lhes eram adjacentes, de tal forma que, em muitos casos, edifícios danificados tiveram autorização para continuar ocupados e em normal funcionamento.

 

6.2.8-Edifícios com estrutura de betão armado

 Generalidades

 

  Os edifícios de grande porte, quer os destinados a escritórios quer a habitação, incluindo hotéis, tiveram um comportamento relativamente satisfatório, tendo-se apenas verificado dois colapsos, a que não será alheio o facto de o sismo ser especialmente rico nas altas frequências. De qualquer modo, alguns edifícios sofreram danos significativos, estando parte deles condenadas à demolição ou reparação extensiva.

  Os edifícios de betão armado construídos antes da implementação da nova regulamentação tiveram um comportamento deficiente. Estão nesta categoria alguns edifícios em "soft storey", com concepção ou detalhes construtivos que fariam antever um tal comportamento.

  No que respeita aos edifícios de betão armado, as causas mais frequentes de mau comportamento ficaram a dever-se à deficiente pormenorização das armaduras, espaçamento excessivo da armadura transversal, excessiva espessura do betão de recobrimento, existência de colunas curtas e impacto com edifícios adjacentes de diferentes características dinâmicas.

  Os edifícios com paredes resistentes ("shear walls") tiveram genericamente um bom comportamento. Os danos verificados neste tipo de edifícios foram facilmente reparáveis, como por exemplo refechando as fendas da parede com resinas epoxy.

  Em alguns edifício: verificou-se um mau comportamento dos painéis de fachada ou das paredes exteriores devido a uma má ligação aos elementos estruturais.

Dos edifícios visitados, pode afirmar-se que a generalidade deles se comportou bem embora com alguns danos. Aqueles que evidenciaram pior comportamento, eventualmente agravado pelas suas idades, apresentavam danos ao nível dos pilares devidos a mecanismos de flexão-corte, que, em muitos casos, podem ser  atribuídos a uma má pormenorização das armaduras.

  Segundo informações obtidas, pode-se dizer que apenas dois edifícios colapsaram, m outro teve já de ser demolido em consequência dos danos sofridos e muitos tiveram danos ao nível dos pilares e das paredes.

 

Edifícios Típicos

 

  Descreve-se de uma forma mais pormenorizada o comportamento de cinco edifícios visitados. Um dos edifícios, sede do Golden State Bank, com 13 pisos (Figura 68), apresentava uma planta rectangular, 40 m x 22 m, era um edifício regular em planta e altura, tendo um núcleo central onde funcionam os acessos verticais e duas paredes nas empenas com 12 m de comprimento a toda a altura do edifício.

  Este edifício apresentou alguns danos ligeiros no seu interior, mas nas paredes das empenas pode observar-se fendilhação a 45° nas duas direcções, desde o R/C até ao 8.º piso (Figura 69), sinal de que as paredes absorveram as forças horizontais transmitidas pelo sismo e tiveram um comporta então aceitável, já que as fendas eram pouco pronunciadas. A maior estranheza decorre do facto de as fendas se terem desenvolvido em altura, situação esta que, no entanto, se encontrou em outros casos, como adiante se verá. De assinalar que a fendilhação observada neste edifício dá conta, mais uma vez, da importância da componente N-S do movimento.

  Este edifício, que se localiza no Ventura Boulevard, Sherman Oaks, a cerca de 10 km do epicentro, estava instrumentado já em 1971, tendo-se então registado uma aceleração de 0.30 g no topo, sem qualquer dano visível. A aceleração medida agora foi de 0.4 g na base e de 0.9 g no topo.

  Perto do anterior, na Av. Sepúlveda, foi inspeccionado um edifício comercial e residencial, também de planta rectangular, quase simétrico, sendo a falta de simetria resultante do facto de no rés do chão, de um dos lados, um dos estabelecimentos comerciais ter uma montra que vira para a outra fachada, enquanto a do lado oposto tinha esse espaço fechado. Os estabelecimentos comerciais recuavam, relativamente ao prédio cerca de 5.0 m, existindo dois alinhamentos de pilares, um mais junto à estrada e outro entre este e a fachada comercial.

  O pilar do lado do estabelecimento que tinha a montra rompeu por corte (Figura 70) o mesmo s cedendo ao pilar que faz a ligação entre o fim da montra e o resto da fachada (Figura 71). De notar que a fissura, neste caso, é de corte associado a um esmaga mento lateral. A parte posterior do edifício sofreu alguns danos ao nível do 3." e 4.° pisos (Figura 71), facto este que se repete em mais algumas situações.

  Um outro edifício visitado, embora só pelo seu exterior, foi um hotel em Van Nuys com 7 andares localizado a 7 km do epicentro. Este edifício, de planta rectangular, tem um núcleo resistente de um dos lados e uma parede no outro, segundo a menor dimensão (Figura 72), sendo a parte central constituída por pórticos de betão armado. Os pilares de alguns destes pórticos (zona central) apresentaram danos estruturais significativos ao nível do 4." piso (Figura 73).

  Este hotel estava instrumentado, tendo-se registado uma aceleração máxima de 0.47 g na base e 0.59 g no topo. Já em 1971 este edifício havia sido sujeito a acelerações fortes (0.24 g), tendo sofrido alguns danos não estruturais, entretanto reparados.

  Um edifício residencial com uma disposição em planta bastante irregular (Figura 74), situado a norte da Universidade da Califórnia em Northridge, caracteriza-se por ter um conjunto de torres, onde se situam os acessos verticais(escada e elevador), ligado ao edifício por vigas de betão armado (Figura 75). Este edifício apresentou alguns danos nas fachadas, mas os principais danos verificaram-se na ligação das torres ao edifício. Estas torres chocaram com o edifício (Figura 76), ao nível dos últimos pisos, e uma delas apresenta um deslocamento horizontal na base de cerca de 15 em (Figura 77), podendo observar-se uma completa separação com os elementos de fundação.

  Na zona de Reseda, um edifício comercial e residencial, apesar de não apresentar danos estruturais, ficou inoperacional, dado que uma das paredes da fachada, construída em alvenaria, soltou-se por se encontrar insuficientemente ligada aos elementos estruturais (Figura 78). A parede do outro lado não se soltou por existir uma caixa de escadas que o impediu ( Figura 79).

(5) Esta zona Foi uma das que apresentou maior concentração de danos, não sendo alheio o facto de se encontrar quase sobre o epicentro (3 km).

 

6.2.9-Armazéns e Centros Comerciais

 

  Vários armazéns e centros comerciais foram bastante afectados. As estruturas típicas destes edifícios eram de uma forma geral em betão armado e em alguns casos de construção por grandes painéis pré-fabricados ("tilt-up"). As estruturas constituídas por painéis sofreram inúmeros colapsos pela projecção dos painéis na direcção do exterior dos edifícios, com a consequente queda das coberturas.

  Outras estruturas de betão armado sofreram também colapsos totais e parciais.

Um centro comercial (Bullocks), situado no Northridge Fashion Center (5), possuindo lajes fungiformes aligeiradas em betão armado e pilares circulares sem capitéis, colapsou quase na totalidade (Figura 80).

entre pilares. A estrutura, que foi dimensionada ainda antes da implementação das actuais regras de dimensionamento, apresentava em alguns casos flagrantes deficiências de concepção e pormenorização construtivas (Figura 81). Como mostra a figura, um dos graves erros cometidos diz respeito à forma como se processou a amarração das armaduras da laje através dos pilares. A rotura parece poder atribuir-se a punçoamento, dado que a espessura da laje era reduzida, a armadura de punçoamento parece não existir e o betão era de má qualidade, com inertes constituídos por escórias de altos fornos. Também é de supor que os pilares seriam pré-fabricados, sendo depois a laje betonada no sítio. Esta suposição fundamenta-se no facto de ser praticamente inexistente um cone de rotura na ligação dos pilares à laje, figura típica deste tipo de roturas (Figura 81).

  O colapso desta estrutura, que se tivesse ocorrido à hora de maior movimento teria causado um elevadíssimo número de vítimas, vem colocar uma série de questões sobre a segurança estrutural desta tipologia construtiva. Já em 1985 durante o sismo do México ela se havia mostrado muito vulnerável à acção sísmica, agora agravada por uma forte componente vertical.

 

6.2.10-Parques de Estacionamento

 

Generalidades

 

  As estruturas que se comportaram pior face ao sismo foram as estruturas pré-fabricadas e nomeadamente as dos silo-auto ("parking-lots").

  Ocorreram vários casos de colapso de silo-auto e de outras estruturas pré-fabricadas. São de referir o colapso extenso dos silo-auto da California State University (Northridge) e dos que serviam o Northridge Fashion Center ("southwest garage, northwest garage"), e ainda os danos importantes em outros, tais como na zona de Sherman Oaks East garage. No total, 30 destas estruturas, situadas no interior de um círculo com 32 km de raio, foram atingidas, 9 com colapso parcial e 13 aparentemente com possibilidade de reparação. Por outro lado, 9 estruturas num raio de 4 km do epicentro sobreviveram praticamente sem danos.

  Na esmagadora maioria dos casos o mau comportamento destas estruturas deveu-se a deficiente funcionamento do conjunto, já que as soluções adoptadas pecaram por falta de redundância estrutural. Os colapsos deram-se por falta de continuidade efectiva dos vários elementos estruturais, com deficientes ligações entre eles, e ainda por falta de capacidade para redistribuirão de esforços. Por esse facto, eventuais erros de concepção ou excessivos esforços em zonas localizadas induziram colapso generalizado por arrastamento sucessivo.

  Para ilustrar os aspectos mais flagrantes do mau comportamento destas estruturas, refere-se que o silo-auto do Northridge Fashion Center ("southwest garage") `penas deixou em pé uma única parede resistente; o da California State University colapsou para o interior por implosão dos pilares mais sobrecarregados; e o do Glendale Fash'on Mall viu o pavimento do 1.° andar descer cerca de 1 m devido ao colapso por corte das colunas curtas.

  Este mau comportamento poderá dever-se ao facto de o mercado de construção deste tipo de estruturas ser altamente competitivo, o que acarreta uma necessidade de contenção de gastos a tal ponto de se adoptarem soluções que, embora eventualmente inovadoras do ponto de vista construtivo e benéficas na perspectiva dos prazos e custos da construção, não foram concebidas tendo em vista a acção sísmica e não se encontravam suficientemente testadas para esse efeito.

 

Parques visitados (Figura 36)

 

  Em quase todos os parques visitados foi possível observar danos significativos. No entanto, um dos parques situado junto ao centro comercial que ruiu no Northridge Fashion Center, apresentou um bom comportamento estrutural. A estrutura era constituída por lajes maciças de betão armado, apoiadas num sistema de vigas e pila es, também em betão armado (Figura 82), sendo a rigidez das vigas muito superior à dos pilares. O parque, na sua parte superior, ao nível da laje estava à mesma cota do piso de acesso ao centro comercial e eram visíveis na junta de dilatação os efeitos do impacto entre os edifícios e o movimento relativo verificado (Figura 83). Os pilares bem armados, dispunham de estribos bem executados e com um espaçamento apertado na zona próxima da viga, evidenciando por este facto um bom comportamento, tendo-se apenas verificado a destruição junto aos nós superior e inferior da camada de recobrimento da armadura (Figura 84).

  O parque situado junto ao Edifício do Golden State Bank apresentou um mau comportamento estrutural. Este parque tinha pavimentos desnivelados de meio piso, originando a existência de meios pilares (pilares curtos) na zona de transição. Para além disso, os pilares apresentavam uma armadura longitudinal reduzida (4 varões), um espaçamento dos estribos muito grande e um recobrimento exageradíssimo (em alguns casos cerca de 10 cm). Estes factos deram origem a um colapso generalizado destes pilares (Figuras 85 e 86).

  Um outro parque, construído em lajes maciças, vigas e pilares de betão armado, com algumas paredes estrategicamente colocadas a meio dos panos, apresentou um bom comportamento estrutural, aparecendo algumas fissuras junto à extremidade superior de alguns pilares (Figura 87). As paredes fendilharam na ligação com a viga (Figura 88). Esta fendilhação surge, essencialmente, devido a uma má ligação entre os dois elementos estruturais. Assim, os dois elementos tiveram betonagens completamente distintas, concentrando-se a zona fendilhada na junta de betonagem.

  Um parque de estacionamento situado na zona residencial da Universidade de Northridge, com grandes vãos, laje maciça, vigas pré-esforçadas, pilares c paredes colocadas a meio de cada uma das fachadas apresentou um bom comportamento estrutural. Nas ligações pilar-viga podia observar-se, em alguns casos, uma ligeiríssima fendilhação e nas paredes apareceram algumas fissuras com muito pouca expressão.

  Um parque junto a um edifício da Rua de Sepúlveda, anteriormente citado, apresentava no seu desenvolvimento dois níveis, criando na transição pilares curtos, que sofreram grandes danos (Figura 89). Os pilares centrais deste parque apresentaram roturas de corte-flexão ao nível do piso térreo, evidenciando-se mais uma vez a pouca armadura longitudinal, a má cintagem e o grande recobrimento.

  Um outro parque visitado era constituído por lajes, vigas e pilares pré-fabricados, possuindo também painéis pré-fabricados de revestimento das fachadas (Figura 90). Os painéis de revestimento das fachadas sofreram movimentos relativos com maior incidência nos cantos, tendo em alguns casos quase colapsado (Figura 91). As consolas curtas onde apoiavam as vigas ficaram quase totalmente destruídas (Figura 92), estando também na iminência do colapso.

  Um parque em que foram utilizadas lajes, vigas e pilares pré-fabricados, em que as lajes tinham a forma de um duplo T, apresentou um mau comportamento estrutural. Este parque possuía no contorno paredes de alvenaria armada que fendilharam. O último piso colapsou, originando uma série de problemas adicionais. Pelo que se p6de observar, os elementos de laje pré-fabricados, que não dispunham de qualquer ligação entre eles, bateram entre si e contra a viga de apoio, originando que no último piso, que se encontrava solto superiormente, perdessem o apoio c caíssem sobre o piso inferior. Estes movimentos dos painéis das lajes são visíveis nas Figuras 93 e 94. Para além disso, como todos os elementos estavam soltos, os movimentos relativos entre eles originaram uma série de choques relativos, que danificaram vigas c pilares.

  O acidente mais espectacular aconteceu, no entanto, num parque de estacionamento da Universidade de Northridge construído recentemente, de concepção e construção japonesa (Figura 95). Este parque, com um valor aproximado de 11.3 milhões de dólares, tinha uma área em planta de 100 x 90 m~ e uma estrutura regular e repetitiva (Figura 96). Os pilares eram pré-fabricados, com a altura total do parque (3 pisos) c com uma consola para cada um de s lados sendo uma maior do que a outra (Figura 97). A secção dos pilares era de 0.80x0.40 m2. A ligação entre as diversas vigas que constituíram o pórtico na direcção dos pilares parecia ser feita através da solidarização das lajes e por uma cola existente na ligação. As vigas apoiavam nestes pilares e noutra linha de pilares que ficava no interior do parque. O pormenor dos danos ocorridos pode observar-se na Figura 98, onde se mostra a grande ductilidade dos pilares periféricos, e na Figura 99, onde se observa a rotura do pilar interior, possivelmentc responsávél pclo colapso em cadeia do resto da estrutura.

  Para se compreender um pouco as razões do colapso desta construção, apresenta-se na Figura 100a e100b um desenho esquemático da planta da estrutura resistente e um corte vertical nas duas direcções ortogonais. Pode verificar-se que o pilar que colapsou, e onde possivelmente todo o fenómeno de instabilização se iniciou, é aquele a que corresponde uma maior carga axial por efeito das cargas permanentes. O comportamento desta estrutura à acção dos sismos foi ainda agravado por vários outros motivos que a seguir se apontam: (i) O princípio básico da resistência destas estruturas às acções horizontais reside em considerar que é apenas a estrutura periférica que confere resistência lateral; logo, qualquer mau funcionamento desta põe em risco a segurança estrutural do conjunto. (ü) Os principais elementos resistentes às acções horizontais eram pré-fabricados, não permitindo grande reserva de resistência, caso falhasse qualquer elemento. (iii) A continuidade horizontal era quebrada pela existência de rampas de acesso onde se concentravam maiores esforços. (iv) A componente vertical aumentou claramente os esforços nos pilares.

  Em alguns dos silo-auto colapsados pareceu haver alguma evidência de que as estruturas com desenvolvimento na direcção N-S tenham sofrido mais do que as que lhe são ortogonais, salientando uma vez mais a importância acrescida da componente do movimento sísmico naquela direcção.

 

6.2.11 - Viadutos e pontes

 

  Como já se referiu, a região de Los Angeles é densamente provida de infra-estruturas viárias. A rede de auto-estradas conta nesta zona com cerca de 900 km, sendo extremamente elevado o número de viadutos e pontes. Mesmo assim, qualquer anomalia no sistema de pontes e viadutos traz graves consequências para o escoamento de tráfego. Tais anomalias, já verificadas durante o sismo de São Fernando em 1971, repetiram-se de forma ainda mais significativa no presente sismo.

  Uma apreciação geral do comportamento destas obras de arte permite constatar que o número de estruturas que sofreram colapsos ou danos irreparáveis foi da ordem de uma dezena. Mais concretamente, 7 destas estruturas sofreram colapso parcial e outras 170 pontes sofreram algum tipo de dano desde fissuração ligeira de elementos até ao assentamento de aterros nos encontros.

  Por outro lado é também de salientar que, dada a hora nocturna a 4ue ocorreu o sismo, os colapsos verificados causaram um pequeno número de mortos e feridos

Dada a urgência em resolver os graves problemas de tráfego causados pelos colapsos verificados, alguns dos viadutos e pontes foram imediatamente demolidos para dar lugar à passagem de tráfego nas vias inferiores e para permitir o começo da reconstrução. Por essa razão não foi já possível, à data da missão, observar algumas das estruturas danificadas. Os casos reportados neste relatório são assim os que foi possível observar directamente e ainda aqueles de que se teve conhecimento, quer através dos meios de comunicação, quer de relatórios elaborados por outras equipas de reconhecimento (Bonacina et al., 1994; EERC, 1994; Gottz et al., 1994; NIST, 1994; EERI, 1994; Shah et al., 1994). As conclusões apontadas reflectem, no entanto, a opinião dos autores sobre os casos relatados.

  Os principais danos ocorreram por deslocamento excessivo dos tabuleiros face à exiguidade das dimensões dos apoios (Figura 101), por colapso dos pilares principalmente por rotura por flexão-corte, (Figura 102) e, num dos casos mais espectaculares, aparentemente por punçoamento induzido por súbita perda de apoio de um tramo de tabuleiro (Figura 103).

  As zonas mais afectadas localizaram-se, à excepção de um caso, relativamente perto do epicentro (Figura 30). Foram sobretudos afectados: viadutos na auto-estrada I-5, essencialmente nos nós de ligação às auto-estradas SR-14, SR-118 e I-210, e nas zonas de passagem superior aos Gavin Canyon e ao Bull Creek Canyon, numa zona já muito atingida no sismo de 1971, situada a aproximadamente 13 km do epicentro; viadutos e passagens superiores na auto-estrada SR-118, construídas após o sismo de 1971, situadas a aproximadamente 7 km do epicentro; e num viaduto da auto-estrada I-10, construído antes de 1971 e situado a cerca de 22 km do epicentro.

  Em todos os casos, excepto se referido em contrário, as estruturas colapsadas eram de betão armado e pré-esforçado, constituídas por tabuleiros em caixão multicelular apoiados em colunas centradas com o tabuleiro. Todas elas haviam sido construídas entre meados da década de 60 a meados da década de 70. Nenhuma havia sido projectada seguindo os preceitos contidos na legislação actual, mas a maior parte tinha sido reforçada com cabos (esticadores) aplicados nos aparelhos de apoio da ligação dos tabuleiros e algumas por encamisamento das colunas.

  Embora em alguns casos o sistema de cabos tenha rompido, nenhuma das colunas reforçadas mostrou algum sinal de mau comportamento.

  Referem-se de seguida os principais danos verificados nestas três zonas. Devido à dificuldade de acesso a algumas delas e dado que na altura da missão várias estruturas já tinham sido demolidas, só foi possível fotografar parte das estruturas referidas, não se apresentando portanto imagens de muitas das ocorrências, eventualmente mais interessantes.

 

Nó de ligação da auto-estrada I-5 com a SR-14

 

  O caso mais grave de colapso de estruturas de viadutos e pontes ocorreu neste cruzamento (Figura 103), onde já se tinham verificado graves danos em 1971. Os tabuleiros tinham, na sua maioria, desenvolvimento curvo. As estruturas deste nó, não obstante terem colapsado em 1971, altura em que as estruturas estavam em construção, foram reconstruídas usando o projecto inicial.

  Os colapsos ficaram a dever-se, num dos casos à queda de um tramo simplesmente apoiado por deslocamento excessivo no apoio de um dos encontros e ao deficiente funcio

namento de dispositivos limitadores de deslocamento. Num outro caso de colapso, a falta de apoio de ma extremidade de um tramo do tabuleiro originou um colapso por punçoamento na coluna que garantia o apoio oposto desse tramo, tendo a coluna ficado intacta. Também aqui, a falta de apoio foi a causa de colapso.

  Neste caso, os sistemas introduzidos para evitar deslocamentos excessivos dos tramos simplesmente apoiados ou de extremidade parecem não ter resultado.

 

Passagem da I-5 sobre o Gavin Canyon

 

  Mais uma vez a falta de apoio foi a causa de colapso. O tramo central era apoiado em colunas e garantia, através de um prolongamento em consola, o apoio dos tramos seguintes (Figura 104). Devido à exiguidade dos apoios, o deslocamento sofrido excedeu a dimensão dos apoios originando o colapso. Neste caso verificou-se também o deficiente funcionamento dos cabos que tinham sido colocados após o sismo de 1971 para impedir deslocamentos excessivos do tabuleiro nos apoios.

 

Passagem da I-5 sobre o Bull Creek Canyon

 

  Duas pontes construídas após 1971 sofreram danos importantes. O tabuleiro com viés era apoiado nos encontro5 e em alinhamentos de colunas (Figura 105). No topo de algumas destas colunas verificou-se, imediatamente abaixo da zona onde a armadura transversal era reforçada, a ocorrência de rótulas plásticas com rotura da armadura transversal, esmagamento do betão e instabilização das armaduras longitudinais. Noutras colunas fenómeno idêntico ocorreu na sua base, numa zona de ligação das colunas a um muro de suporte.

 

Passagem da SR-118 sobre os Boulevards Mission e Gothic

 

  Esta passagem superior, situada a cerca de 7 km do epicentro, era constituída por dois tabuleiros independentes, ambos com pronunciado viés, apoiados em encontros que formavam um ângulo de cerca de 90° e em colunas centrais com secção alargada junto ao tabuleiro (Figura 106). Neste caso, devido ao viés e à direcção predominantemente norte-sul da acção, parece ter-se verificado uma rotação dos tabuleiros em torno de um dos encontros. Dm dos tabuleiros colapsou por queda de um dos encontros e rotura das colunas, sendo imediatamente removido. O outro tabuleiro, uma estrutura contínua de três vãos (Figura 107), embora não tenha colapsado sofreu deslocamentos significativos que induziram danos irrecuperáveis de algumas das colunas imediatamente abaixo de uma zona de secção alargada, Figura 108. Nestas zonas verificou-se a ocorrência de roturas por corte e flexão tal como se pode observar na Figura 102. As rótulas plásticas ocorreram imediatamente abaixo da zona de secção alargada, resultando a sua localização aparentemente do aumento da capacidade resistente das colunas na zona alargada do topo. A Figura 102 mostra como as cintas helicoidais se desprenderam deixando de confinar o interior resistente.

Auto-estrada I-10

 

  Estas estruturas construídas antes de 1971, embora a maior distância do epicentro sofreram danos significativos em alguns tramos. Verificaram-se danos nas colunas (Figuras 109 e 110) devido a roturas por corte por excessivo espaçamento das armaduras transversais e nos tabuleiros por falta de apoio nos tramos subsequentes devido à sua reduzida dimensão. Os casos de colapso verificaram-se aparentemente em zonas que não tinham sido alvo de reforço pela introdução de cabos limitadores de deslocamentos.

  Com base na capacidade na capacidade resistente das colunas à rotura, estima-se uma acção sísmica nas fundações entre 0.25 e 0.30 g (Goltz, 1994). Esta estimativa não se afasta dos valores medidos nas imediações, com acelerações máximas entre 0.29 e 0.33 g. As componentes verticais apresentaram máximos de 0.22 g.

 

Outros danos observados

 

  Outros tipos de danos foram observados em várias estruturas, sendo mais frequentes: danos nos encontros e nos apoios, nos "Shear-keys", fendas de corte em colunas, projecção do betão de recobrimento, rotura de cabos limitadores de deslocamentos e assentamentos dos aterros junto a encontros. Exemplo desta última situação é a da passagem superior sobre o caminho de ferro, ponte Nordhoff, situada perto da zona epicentral, em que, tal como já se referiu (Figura 29), ocorreu um assentamento significativo dos aterros de aproximação, visível devido à posição final das lajes de transição e à abertura de fendas nos próprios aterros. Neste caso não foram identificados danos significativos quer nos encontros quer nas colunas centrais.

  Um outro caso também já relatado foi o da rotura da conduta de água que, ao romper, veio a pôr à vista as estacas de fundação do aterro na ponte junto ao Balboa Boulevard, por lavagem e erosão dos terrenos por detrás do aterro.

 

Outras pontes

 

  Verificou-se também um deficiente comportamento de uma passagem de peões situada perto da zona epicentral, mais propriamente junto de Tarzana, onde se observaram as maiores acelerações. A estrutura em causa, (Figura 111) era formada por um tabuleiro constituído por uma viga pré-fabricada, apoiada em colunas. A causa do deficiente comportamento, que quase provocava o colapso da estrutura, deveu-se à má concepção do pormenor de ligação da viga às colunas, podendo observar-se na Figura 112 os danos ocorridos nessa zona.

 

Programa de reforço até ao sismo de Northridge

 

  Após os sismos dos dois últimos decénios, o California Department of Transportation, Caltrans, lançou um programa de inspecção e reforço das pontes construídas.

  Algumas técnicas de reforço, tal como o encamisamento de colunas, revelaram-se eficazes, já que evitaram o problema mais corrente nesse tipo de estruturas que era o excessivo espaçamento das cintas nas colunas.

  Embora se lamentem os danos excessivos ou colapso de 7 viadutos, a maior parte deles construídos antes do sismo de São Fernando, a maior parte dos cerca de 900 km de rede de auto-estradas da região de Los Angeles comportou-se bem. As pontes reforçadas após o sismo de Loma Prieta comportaram-se muito bem.

  Segundo Ray Seed (Matrix, 1994), da Universidade da Califórnia, Berkeley, não haverá muitas áreas metropolitanas em todos os Estados Unidos, nas quais tão poucas auto-estradas colapsem num sismo como este.

  Moehle (Matrix, 1994), adianta que, nos 4 anos que se seguiram ao sismo de Loma Prieta, houve um esforço para avaliação e reforço das estruturas das auto-estradas nunca antes praticado. Este esforço deveu-se a uma cooperação entre Caltrans e investigadores das Universidades de Berkeley, de São Diego e outras. Contudo, a natureza parece "mexer-se" mais rapidamente do que o esforço acelerado para reforço após Loma Prieta.

 

6.2.12 - Outras estruturas

 

  Neste item consideram-se algumas estruturas específicas em que, embora não deixem de ser edifícios, a suas funções obrigam a determinadas condicionantes.

  Hospitais

 À semelhança do ocorrido em 1971, algumas unidades hospitalares apresentaram comportamento deficiente. Verificou-se o colapso de parte da estrutura do Kaiser Permanent Hospìtal e ficaram bastante danificadas as estruturas de outros hospitais, tais como 0 Indian Hills (Figura 113), o Veteran Administration Hospital e o Santa Monica Hospital. Estes edifícios possuem estruturas de betão armado, correspondendo de um modo geral, os comportamentos deficientes a estruturas construídas antes das últimas alterações aos regulamentos. O Kaiser Hospital ficou seriamente danificado devido a colaps0 por corte no 2." andar, reduzindo a estrutura inicial de 5 pisos a 4 pisos. O Santa Monica Hospital sofreu fissuração em diagonal nos nembos do 2.° andar do pórtico exterior.

  Um caso interessante que merece referência especial é o Olive View Hospital em Sylmar, na região norte do vale de São Fernando. Este hospital de 6 pisos sofreu grandes danos e colapso de uma das torres de acesso vertical durante o sismo de 1971. Foi reforçado com a introdução de paredes resistentes, não tendo tido agora danos estruturais, embora a aceleração máxima atingida tenha sido de 0.82g na base e de 2.3 g no topo. Devido a estas altas acelerações o recheio ficou seriamente danificado.

Diversos

  Danos em cerca de 150 escolas do ensino primário e secundário, espalhadas por toda a região ', causaram o seu encerramento por uma semana. Mas o caso mais grave de rotura do sistema de ensino deu-se no campus da Universidade de Northridge onde os danos foram elevadíssimos com o colapso de diversos edifícios. Só 3 semanas após o sismo as aulas puderam iniciar-se, muitas deles em construções temporárias que, entretanto, foram erigidas.

  Os efeitos do sismo noutros tipos de estruturas foi também notório, como é o caso dos colapsos do enorme "placard" electrónico e de parte da cobertura do Estádio de Maheim (Figura 114) e da queda de uma torre de iluminação (Figura 115). Também a rotação da cúpula de um edifício em Hollywood (Figura 116) merece a atenção.

  Uma outra estrutura, com um significado especial para os portugueses, é o Estádio Olímpico onde Carlos Lopes se sagrou campeão. Sendo uma das estruturas de betão armado mais antigas, o Estádio Olímpico (1930) sofreu alguma fissuração numa pequena parte da parede traseira das bancadas, na zona de uma junta de dilatação, que se desprendeu e caiu de grande altura. (Figura 117).

  O fogo fez-se também sentir em "casas móveis". Estas casas sofreram danos importantes por terem deslizado das fundações.

  Danos nas subestações eléctricas de Sylmar e de Rinaldis foram devidos a roturas em colunas isolantes rígidas de cerâmica. A de Rinaldis, além deste problema, teve de enfrentar a inundação provocada pela rotura do tubo de 90" de diâmetro junto do Balboa Boulevard.

  Pelo menos uma torre de suporte de cabos de alta tensão numa zona montanhosa caiu devido ao mau funcionamento da fundação. Este colapso, por ter atingido uma linha de grande importância, obrigou à interrupção do fornecimento de energia eléctrica que só foi possível restaurar após recuperação daquela linha.

  Diversos outros danos foram observados em instalações industriais, como os infligidos em depósitos circulares cuja casca instabilizou por efeito de "sloshing" do líquido no interior, Observou-se também o arrancamento de parafusos de aperto da estrutura ao chão.

  Assentamentos diversos ocorreram na estação de tratamento de água em Northridge, do lado norte do vale de São Fernando, tendo os cabos de abastecimento de corrente eléctrica ficado cortados. O reabastecimento foi conseguido colocando os cabos à superfície do terreno.

 

(6) A população escolar em toda a região de Los Angeles é de cerca de 700000 crianças.

  De salientar, no entanto, o bom comportamento das barragens de betão que já haviam sofrido a acção do sismo de São Fernando e voltaram agora a estar sujeitas a elevadas acelerações.

  Por outro lado, o sistema de isolamento de base ("base isolation"), muito em voga como tema de investigação nos anos 80, mostrou-se eficiente nas cerca de 20 estruturas de edifícios onde tal sistema havia sido instalado. Contudo, uma vez que estes edifícios se encontravam a mais de 36 km do epicentro e não foram sujeitos aos níveis mais elevados da acção sísmica, deverá haver alguma reserva nas conclusões sobre o seu comportamento.

  Pode, no entanto, referir-se que a estrutura de 8 pisos do Hospital da Universidade de Southern California, a 36 km do epicentro, se comportou muito bem. A aceleração na base registou m valor de 0.37 g por debaixo do sistema de isolamento e 0.12 g logo acima, tendo atingido o valor de 0.21 g no topo do edifício.

 

Danos em elementos não estruturais (Recheios)

 

  Foram muitos os casos de danos em elementos não estruturais, tanto em edifícios de habitação como em edifícios de escritórios, e também em construções industriais, tornando a informação que se pode recolher c quantificar extremamente rica.

  Relativamente aos edifícios, os casos mais importantes dizem respeito aos seguintes aspectos:

· Desprendimento de painéis de fachadas ou empenas, pondo em causa a segurança nas imediações do edifício.

· Colapso de tectos, arrastando consigo o sistema de prevenção contra incêndios ("sprinklers").

· Danos na rede de abastecimento de águas e suas canalizações.

· Colapso de prateleiras.

· Quebra de vidros das fachadas.

· Danos em mobiliário e equipamento.

  Relativamente aos hospitais, houve grandes danos não estruturais que se traduziram em falhas dos sistemas de emergência, das comunicações entre edifícios, das moto-bombas e outro equipamento mecânico e eléctrico, falhas também no funcionamento de elevadores, rotura de canalizações, Tc...

  Nos grandes armazéns, verificou-se a rotura das estruturas de suporte às prateleiras muito carregadas e sem a adequada resistência para acções sísmicas.(7)

 

(7)já no sismo de 1/Janeiro/1980 nos Açores este tipo de danos se verificou.

  Nas construções industriais, os danos atingiram valores importantes nas estruturas mais antigas não preparadas para acç6es sísmicas tão intensas. Para além dos aspectos referidos acerca dos edifícios, é de acrescentar os inúmeros problemas com equipamento pesado, arquivos, aparelhagem de computação, etc., que sofreram danos por não se encontrarem suficientemente bem presos à estrutura principal.

  Uma palavra para o comportamento dos vidros em fachadas. Verificaram-se essencialmente dois tipos de comportamento (Goltz, 1994): Um primeiro caso refere os edifícios mais antigos de pequena altura, em que se deram quebras generalizadas dos vidros por falta de espaço para acomodar as distorções dos caixilhos. Um segundo caso refere os edifícios altos com grandes superfícies em vidro. As novas tecnologias de aplicação dos painéis de vidro, deixando tolerâncias suficientes para acomodar as distorções dos caixilhos, evitou quebras importantes. Contudo, o sistema de vedação ficou seriamente alterado, sendo necessário proceder à verificação e ao refechamento de juntas que abriram e fecharam durante a vibração dos edifícios.

 

Registos de aceleração nas zonas descritas

 

  Embora haja uma densa rede de acelerómetros na região de Los Angeles, não se encontrava nenhum instrumento de campo livre instalado nas imediações das estruturas que mais danos sofreram com o sismo, designadamente na zona do Northridge Fashion Center ou perto da Universidade de Northridge. Como já se referiu, o acelerómetro que produziu maiores acelerações encontrava-se em Tarzana-Cedar Hills Nursery, a 7 km a sul do epicentro. Este local apresenta solo brando. Os outros acelerómetros das redondezas estavam na base de edifícios de certo porte, como seja no hotel de 7 andares em Van Nuys, a 7 km do epicentro, que registou acelerações horizontais da ordem dos 0.4 a 0.5 g e verticais de 0.3 g, com frequência predominante de 3 Hz e uma duração de 20 segundos. O mesmo tipo de acelerações foi registado na Arleta-Nordhoff Ave. Fire Station, a 9 km a nordeste do epicentro. Também a nordeste, mas mais peno do epicentro, no Sepulveda VA. Hospital, as acelerações atingiram 0.8 a 0.9 g e 0.5 g, na horizontal e na vertical, respectivamente. Finalmente, em Sherman Oak, a 10 km a sudeste do epicentro, na cave de um edifício de 13 pisos, o registo atingiu 0.46 g na componente N-S, 0.24 g na E-W e f1.18 g na vertical, com predominância a 2.5 Hz e l6 segundos de duração.

7 DANOS NO PARQUE HABITACIONAL. 

ORGANIZAÇÃO DAS INSPECÇÕES E DADOS SOBRE QUANTIFICAÇÃO.

 

  A cidade de Los Angeles, logo após a ocorrência do sismo, lançou várias operações de inspecção ao parque habitacional atingido, com o objectivo de identificar os edifícios que ofereciam maiores cuidados do ponto de vista da segurança estrutural. Estas operações podem resumir-se nas três seguintes fases principais:

 

A - Nas primeiras 8 horas, 25 equipas de engenheiros e fiscais de obra, especializados em inspecções de edifícios, procederam à inspecção detalhada dos principais edifícios estatais com relevância para a prossecução das operações. 

  Estas equipas, previamente escalonadas e treinadas, possuíam meios de comunicação através de rede portátil autónoma de rádio telefones.

  Após esta inspecção, foi possível organizar os centros de apoio e dar início à inspecção geral do parque habitacional.

 

B - Nos primeiros três dias foi efectuada uma inspecção sumária a todo o parque habitacional afectado, com vista à classificação dos edifícios em três grandes categorias:

 1 - Edifícios com danos severos a exigir imediata desocupação - Assinalados por cartão vermelho - sem segurança ("red tag" - unsafe) que era colocado na porta da entrada (Figura 118). O edifício era evacuado, ficando o acesso interdito com base em legislação própria.

 2 - Edifícios com sinais de danos mas que não exigiam medidas compulsivas de desocupação, sendo no entanto restringidos à utilização pública - Assinalados com cartão amarelo - entrada limitada ("yellow tag" - limited entry).

 3-Edifícios sem sinais aparentes de danos - Assinalados com cartão verde inspeccionado ("green tag" - inspected).

  Esta operação de grande envergadura foi realizada recorrendo a diversos técnicos que formavam equipas de duas pessoas. Para cada casa era preenchida uma ficha simples

(Figura 119) onde se indicava a localização, tipologia estrutural e tipo de dano. A equipa concluía com a atribuição de um dos graus acima referidos sobre a situação da segurança estrutural.

 

 C - Nas duas semanas que se seguiram, equipas idênticas às referidas em B procederam a uma inspecção mais detalhada a todos os edifícios, preenchendo uma ficha mais elaborada (Figura 120) que incluía uma quantificação dos danos em dólares, de acordo com critérios pré-estabelecidos. Esta operação envolveu meios humanos muito grandes e custos importantes, chegando a mobilizar em simultâneo cerca de 800 pessoas. Técnicos de outras regiões e voluntários participaram activamente.

  Antes de entrar em funções, as novas equipas eram sempre sujeitas a uma ou duas horas de apresentação onde se ministravam ensinamentos relacionados com o preenchimento da ficha e se abordavam os principais problemas com que se podiam vir a defrontar.

  Foi montado todo um "estado maior" onde se centralizava a logística da operação, com uma secção importante para o contacto com o público, incluindo uma linha telefónica de acesso livre.

Os dados colhidos foram informatizados e transmitidos ao centro de coordenação da "Federal Emergency Management Agency", FEMA, onde se processava o tratamento global de toda a informação colhida.

  Informações dadas pela Cruz Vermelha a 27 de Janeiro para toda a região afectada davam conta de 9 949 habitações destruídas, 15122 seriamente danificadas e 29929 com danos ligeiros perfazendo um total de 55000 habitações com danos confirmados. No entanto, à data de 10 de Fevereiro, o número total de pedidos para subsídio de emergência destinado a alojamento era de 222241, dos quais 44484 tinham sido já deferidos, e 37760 processados na quantia de 115 milhões de dólares (média de três mil dólares por pedido) e o departamento de habitação reservou uma quantia de 280 milhões de dólares para reparações urgentes imediatas. Estes subsídios destinavam-se apenas a situações de emergência, já que na mesma data o governo estadual tinha gasto um total de cerca de 900 milhões de dólares, sobretudo em reparações de habitações, outros edifícios, estradas e auxílio vítimas. A médio prazo prevêem-se auxílios mais substanciais, entre os quais o concedido pelo Governo Federal, no valor de 8.6 biliões de dólares.

  A 17 de Fevereiro, um mês após o sismo, o levantamento dos danos ocorridos no parque habitacional (residencial, comercial e misto) só da cidade de Los Angeles (Los Angeles City Council) podia resumir-se nos seguintes números (entre parêntesis valor conhecido para toda a área metropolitana de Los Angeles) (Figura 121):

- Edifícios inspeccionados...........................................    71273

- Edifícios com "red tag"..... ................................. 2076 (~3000)   

- Edifícios com "yellow tag"..............................................8 485    

- Edifícios com "green tag".....                                         43 161

- Valor dos danos ocorridos em dólares ........................ $ 2 013 628 165

  Destes edifícios, 2 607 foram totalmente evacuados e 2 943 parcialmente evacuados, o que corresponde a 25 701 apartamentos evacuados. Presume-se que a diferença entre o número de edifícios inspeccionados e o número de edifícios com cartaz afixado corresponda a situações de inspecção sumária em que a equipa de inspecção não tenha julgado necessário emitir qualquer parecer.

  A cartografia dos danos, por categoria de edificações, era feita num sistema de informação geográfica (GIS), especialmente montado para o efeito. Por exemplo, a Figura 122 estabelece uma comparação das isossistas com as zonas de maior concentração de danos nas construções.

  Verificou-se que as fichas de inquérito utilizadas por diferentes municípios não eram iguais, o que veio a criar problemas adicionais de homogeneização da informação. Na operação aqui designada por C, as inspecções eram realizadas por temática ou tipo construtivo, separando-se por exemplo as moradias unifamiliares dos blocos de apartamentos e dos edifícios altos. Nesta fase, a categoria do tipo de danos poderia ser alterada, ou porque na primeira inspecção não tinha havido informação suficiente ou porque os danos já haviam sido reparados.

  O processo de reparação das casas iniciou-se imediatamente, tendo sido alocadas verbas importantes para este efeito. Este processo, bem como a reocupação dos edifícios, passava por um parecer técnico favorável e pela aprovação do departamento de edifícios.

  O sistema de classificações das estruturas em "red", "ycllow" e "green" nem sempre foi fácil de implementar. Por exemplo duas semanas após o sismo apareceu na imprensa regional a ideia de que os fiscais estavam a ser muito severos na classificação. Constou que 20% das "red tagged" não estariam suficientemente danificadas para ser proibido o acesso e deveriam ser reinspeccionadas. As autoridades contra-argumentaram, referindo que as avaliações teriam sido muito exigentes devido ã forma expedita como tiveram de ser realizadas. Novas inspecções puderam rectificar tais avaliações, mas puseram em claro a dificuldade deste julgamento.

  A pressão social para uma mudança de cor dos cartões manifestava-se a vários níveis, tendo até havido roubos pontuais de "green tags".

  O sistema de preenchimento das fichas e sua passagem a base de dados também se revelou um pouco pesado, principalmente no que toca à introdução dos dados em computador. Tal fase deverá ser melhorada em próximas ocasiões.

 

Impacto na indústria seguradora e estudos de vulnerabilidade

 

  O volume total de prejuízos a cargo da indústria seguradora atingiu valores (dados até Julho de 1994) até agora só ultrapassados pelo Furacão Andrew, de cerca de 6 a 7 biliões de dólares, tendo sido referenciados 230 000 pedidos de apoio, a maioria resultante do incêndio, explosão e quebra de vidros (Lopes-Pereira, 1994). Estes valores têm tendência para subir à medida que o apuramento de todos os pedidos é conseguido. Como comparação, pode dizer-se que no caso do sismo de Loma Prieta, de 1989, apenas 25% de proprietários estavam seguros, atingindo os valores das indemnizações aproximadamente 1 bilião, num total de 7 biliões de dólares de perda.

  Os primeiros resultados sobre a avaliação das perdas económicas sofridas pelos diferentes tipos estruturais (curvas de vulnerabilidade) parecem confirmar os valores obtidos noutros sismos ocorridos nos Estados Unidos e sumariados numa publicação do EERI (1993) sobre "Basics of Seismic Risk Analysis".

  Uma confirmação final só poderá ser obtida após a reunião e interpretação de todos os elementos sobre danos nas suas diversas facetas.

 

 

8  MEDIDAS IMEDIATAS DE REFORÇO OU DEMOLIÇÃO DE ESTRUTURAS DANIFICADAS

 

  Quer com o intuito de permitir a utilização de estruturas danificadas, quer com o objectivo de proteger pessoas e bens de possíveis colapsos, foram tomadas medidas de reforço ou demolição. O colapso ou agravamento da segurança de estruturas devido a réplicas do sismo, que se verificou em bastantes casos, terá sido evitado noutras estruturas devido à aplicação destes reforços provisórios.

  No que respeita a pontes, foram demolidos os Iramos irrecuperáveis e realizados reforços através de introdução de estruturas de suporte metálicas e de madeira (Figura 123). Estas medidas, em alguns casos, permitiram pôr em funcionamento uma das vias da auto-estrada, iniciando a reconstrução da outra via, para posterior demolição da via entretanto reforçada, com o trânsito a funcionar pela via reconstruída (Figura 107). Neste caso nota-se o desalinhamento horizontal do tabuleiro da ponte devido ao colapso parcial dos pilares intermédios. Para suavizar um pouco a faixa de rodagem foi repavimentado todo o troço descido, preenchido com tapete betuminoso que no ponto de maior desalinhamento atingia quase um metro de espessura (Figura 124).

  O reforço provisório de algumas passagens superiores, quer para veículos quer para peões, foi também efectuado para garantir a continuidade de transito nas vias inferiores. Em vários casos, estas medidas foram acompanhadas de reforços estruturais de carácter definitivo.

  As Figuras 125, 126 e 127 ilustram as obras de reconstrução de novas estruturas de pontes, mostrando o tratamento delicado de que vão ser alvo.

  No que respeita a edifícios, foram demolidos os que apresentavam risco público. Outros foram escorados, quer para permitir posterior reforço, quer para possibilitar a circulação de pessoas, com o fim de retirar os haveres ou equipamentos.

  O reforço feito imediatamente a seguir à ocorrência do choque principal de um sismo pode ser extremamente importante. Com efeito, são inúmeros os casos em que as réplicas que se seguiram não só deterioraram e agravaram o estado das construções, como até provocaram novos colapsos. Em dois locais, a estrutura sofrera grandes alterações entre a primeira inspecção, logo após o sismo, e a altura em que se procedeu à visita.

 

9 ALGUNS ASPECTOS RELATIVOS AO SOCORRO E AO IMPACTO SOCIAL

 

  Pretende-se nesta secção analisar de forma muito sumária alguns dos aspectos do socorro e do impacto social do sismo mais relevantes para a percepção global do sismo dentro do enquadramento limitado deste trabalho.

  O esforço desenvolvido desde 1971 na região de Los Angeles para a preparação para um novo sismo (periodicidade de algumas dezenas de anos: 1933 - Long Beach; 1971 - São Fernando; 1 994 - Northridge) foi enorme, com resultados importantes em muitos sectores, sobretudo no campo do reforço das estruturas e da organização dos meios para actuação.

  Se a nível das estruturas dos edifícios para reforçar, o caminho não foi suficiente para evitar o ocorrido, o mesmo já não se poderá dizer das obras de melhoramento das redes de abastecimento e das técnicas organizativas. Em 20 anos procedeu-se a muitas substituições de condutas antigas, reforçaram-se instalações de energia eléctrica, centrais de produção, etc. Mesmo antes do sismo tinha sido publicada documentação sobre o Plano de Recuperação e Reconstrução, bem como o documento com o Plano Geral e Procedimentos (Emergency Operations Organization, 1993 e 1994).

  Neste último o capítulo não é de estranhar todo o desenvolvimento que as autoridades da cidade de Los Angeles têm colocado na preparação de emergência, conduzindo cursos intensivos para o pessoal técnico e superior, realizando exercícios de actuação e coordenação de esforços, mobilizando as escolas e a população em geral, através de campanhas de informação nos meios de comunicação social, distribuição de panfletos, livros para crianças, séries em quadradinhos com conselhos de conduta, artigos nos jornais, separatas de revistas, etc.

 

9.1 A EMERGÊNCIA

 

  O sismo de Northridge desencadeou um esforço conecrtado para responder eficazmente à emergência criada, dos vários organismos do sector público, privado e do próprio público. Esse esforço envolveu um sistema sofisticado de comunicações, pessoal altamente especializado e coordenado, e a implementação de um planeamento detalhado, bem como a coordenação de esforços de voluntários que espontaneamente se ofereceram para colaborar.

  Os pontos básicos correspondem à coordenação intergovernamental e autárquica, no socorro, no combate a incêndios, na emergência médica e na avaliação de danos.

  Os primeiros testemunhos da extensão dos danos foram trazidos pelas cadeias de rádio e televisão. Logo após o primeiro conhecimento das realidades, vários concelhos declararam o estado de emergência, que foi acompanhado por uma declaração feita pelo Presidente Clinton, no próprio dia 17.

  Embora a responsabilidade básica da emergência esteja a cargo das autoridades concelhias, houve coordenação entre as várias organizações governamentais, tanto a nível do Estado da Califórnia como das entidades federais.

  A responsabilidade concelhia residiu essencialmente no combate às centenas de incêndios que deflagraram, ao direccionamento do tráfego e segurança das viaturas nos locais de maior dano, em retirar vítimas presas nos escombros, repor a funcionalidade de edifícios públicos e providenciar abrigo e assistência médica.

  Se as reservas financeiras foram suficientes para fazer face aos primeiros socorros, já o mesmo não poderá dizer-se dos auxílios para reforço de estruturas, empréstimos, etc., que foi necessário canalizar de outros fundos federais.

  Felizmente, as acções de socorro foram relativamente pequenas, tendo em vista a extensão dos danos ocorridos. A intervenção restringiu-se apenas ao caso do complexo de Northridge Meadows, com 120 apartamentos, onde pereceram 16 pessoas e ficaram retidas outras 30, tendo sido evacuadas 180, e à assistência a um trabalhador retido no colapso de um parque de estacionamento. Neste último, por ter havido derrame de gasolina, foi necessário proceder previamente à injecção de espuma líquida, inibidora da combustão, antes de iniciar as operações para libertar o homem. A operação levou 7 horas a concluir.

  No combate aos incêndios, vários contratempos surgiram. Em primeiro lugar, os computadores que faziam a gestão do pessoal e dos carros de bombeiros deixaram de funcionar, remetendo toda a operação para o modo manual. Em segundo lugar, os carros, ao chegarem aos locais de incêndio, depararam com uma enorme baixa de pressão das águas devido às roturas na rede e à paragem das bombas de alimentação. O combate foi, no entanto, eficaz, pois às 9h.45m todos os incêndios se encontravam sob controle. Para suprir as faltas de água e prevenir contra alguma réplica importante, no dia seguinte procedeu-se ao enchimento de inúmeros depósitos de emergência por todo o vale de São Fernando.

  A emergência nos hospitais envolveu a transferência de umas centenas de doentes devido ao mau comportamento estrutural de algumas unidades hospitalares, como atrás foi mencionado. Dos cerca de 8000 feridos, 1 500 deram entrada nos hospitais para receber tratamento.

  Os 20 000 desalojados foram distribuídos por 42 abrigos e 50 parques. Um grande número de profissionais, incluindo pessoal médico, enfermagem, ambulâncias e centros de emergência móveis, tomaram parte numa operação de grandes dimensões.

 

9.2 OS IMPACTOS SOCIAIS

 

  O grande impacto deste sismo na comunidade deu origem a uma enorme colecção de dados de natureza social que importa, no futuro, estudar detalhadamente. Vão referir-se alguns aspectos.

  Um primeiro aspecto a observar diz respeito à estatística da população que necessitaria de assistência médica e a que efectivamente recorreu aos hospitais. 

  Embora seja difícil clarificar este ponto, verifica-se que, em média, apenas 50% dos que acodem ao hospital nas primeiras 12 horas a seguir ao sismo se podem imputar ao evento. Estes números são em tudo semelhantes aos que se obtiveram no sismo de São Francisco em 1989.

  Um segundo aspecto diz respeito aos desalojados que não queriam voltar às suas casas, mesmo depois de lhes serem dadas garantias de segurança. Quanto aos custos médios do reforço das casas de um e dois pisos ele cifrou-se em 5000 dólares. A população mais afectada era constituída pelas classes mais desfavorecidas, onde se contam emigrantes mexicanos.

  Um outro ponto refere os danos generalizados nas casas comerciais e nas pequenas e médias empresas. Um sistema de aux7io financeiro foi lançado, com empréstimos a baixos juros, para iniciar a recuperação económica destes grupos.

  Este sismo veio também levantar um sem número de questões da mais diversa índole, dos quais se referem os dois seguintes:

 

· Responsabilização dos técnicos e outros agentes da construção pelo deficiente comportamento de algumas estruturas. Esta responsabilização passa pelo estabelecimento das possíveis causas, o que exige grandes cautelas em todas as afirmações produzidas a propósito do comportamento das estruturas, pois podem ser utilizadas em Tribunal.

· Os direitos dos inquilinos, dos proprietários, das autoridades, dos técnicos, etc., foram objecto de discussão e ganharam foro político. Constituíram-se associações para defesa dos direitos desses grupos sociais e profissionais. A este tópico liga-se a jurisdição relativa à declaração de insegurança das construções, impedindo ou limitando o acesso aos seus utilizadores. Liga-se também a legislação que define as condições que permitem a entrada de técnicos em propriedade alheia para definir a segurança estrutural.

  Um último ponto refere o papel importante desempenhado pela imprensa c outros meios de comunicação social ocupando largo espaço dedicado aos problemas do sismo.

1O CONCLUSÕES E ENSINAMENTOS

 

  De tudo o que anteriormente foi descrito importa ainda reter os seguintes comentários de ordem geral:

 

· O sismo de Northridge não trouxe muitas novidades à sismologia e engenharia sísmica, confirmando a maior parte dos ensinamentos já conhecidos de outros sismos. O ponto mais importante consistiu no reconhecimento da dificuldade em identificar as estruturas geológicas "escondidas", capazes de originar ocorrências sísmicas, mostrando a necessidade de uma monitorização mais completa.

 

· O mau comportamento observado em muitos dos edifícios construídos anteriormente a 1971 revela muitas deficiências na concepção e projecto destas construções. Estas deficiências são sinais claros do divórcio que se verificou nos Estados Unidos entre o nível de conhecimentos ministrado nas universidades e a prática construtiva

 

· As estruturas dos parques de estacionamento verticais mostraram deficiências graves que têm de ser imediatamente estudadas e revistas para que o seu comportamento seja significativamente melhorado. O mau comportamento esteve muito associado à pequena redundância dos sistemas estruturais utilizados, a maior parte deles de tipo pré-fabricado.

 

· As estruturas recuperadas com técnicas pós 1989 comportaram-se muito bem.

 

· O reforço com esticadores de estruturas de alvenaria de tijolo mais antigas revelou-se menos eficiente do que se suporia, possivelmente devido à forte componente vertical. Para melhorar o comportamento torna-se indispensável a introdução de elementos resistentes verticais.

 

· A regulamentação existente, embora conduza a acções sísmicas inferiores às que se observam na zona epicentral, parece ser adequada ao projecto geral das construções daquela região. Contudo, alguns aspectos de pormenor como os que ocorrem nos aparelhos das pontes e viadutos, têm de ser grandemente melhorados, para evitar falhas técnicas importantes que se traduziram em enormes perdas económicas e grandes transtornos para a população. Alguns destes aspectos estão já a ser introduzidos nas novas propostas de regulamentação para as pontes.

  É ponto aceite por todos que a análise detalhada dos danos ocorridos nas diferentes estruturas irá certamente conduzir a alterações das regulamentações em vigor, sobretudo aquele que respeita o reforço das estruturas Contudo, tais alterações demoram anos a ter lugar: "A história dos regulamentos" mostra conjuntos de melhoramentos introduzidos no rescaldo de sismos importantes. Até hoje o primeiro objectivo da regulamentação tem sido a perda de vidas humanas. 

  Mas ao observarem-se grandes desastres económicos como os que aconteceram nos dois últimos sismos americanos, a engenharia sísmica começa sem dúvida a concentrar-se também em novas formas de minimização dos danos.

 

Alguns ensinamentos adicionais

 

  O sistema de ligação das redes eléctrica e de gás, após o corte geral da electricidade, põe alguns problemas de coordenação de esforços na gestão daquelas duas redes. Por exemplo, a energia eléctrica só poderá chegar aos edifícios com canalizações de gás, após uma inspecção aos edifícios que garanta a não existência de fugas de gás. Caso contrário, o potencial para explosões e incêndio é muito elevado.

  No que respeita ao comportamento das pontes há que garantir também o bom funcionamento de quaisquer condutas de água ou gás que a elas estejam ligadas, de forma a não pôr em causa a integridade das fundações por lavagem dos solos de fundação.

  Deverá ser encarado o estudo das condições de amarração de painéis pré-fabricados, para fachadas e empenas, por forma a reduzir-lhes o potencial para se destacarem da estrutura e caírem na via pública.

  Também já se viu que não basta analisar partes de uma estrutura. Ela tem de ser vista em toda a sua globalidade, desde a fundação à super-estrutura, do exterior ao conteúdo, às ligações a outras estruturas. Dois exemplos: 1 - As torres de suporte das linhas de alta tensão romperam a nível das fundações, pondo em causa a funcionalidade dessa mesma linha. 2 - Os grandes depósitos cilíndricos de combustível não podem manter-se operacionais se as ligações de entrada e saída para as tubagens romperem, como foi o caso de alguns deles, provocado pelo movimento diferencial nessa ligação.

  Outra lição a retirar, aliás já observada noutros sismos, é o da necessidade de garantir redundância nas redes de abastecimento, tanto das de transportes como de electricidade ou água, de forma a permitir redefinir os fluxos.

 

 

 

Parte II

ENSINAMENTOS PARA PORTUGAL:CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

 

 

 

1 INTRODUÇÃO

  À semelhança de outros sismos ocorridos nas últimas décadas, o sismo de Northridge em Los Angeles, ocorrido em 17 de Janeiro de 1994, permitirá extrair importantes conclusões sobre variados aspectos nomeadamente geofísicos, sismológicos, geotécnicos, comportamento das estruturas e infraestruturas básicas de transportes abastecimentos e serviços públicos, prevenção, primeiros socorros, reparação e reconstrução. Demonstrando o interesse que a comunidade científica e técnica dedicou a esta ocorrência, quase todos os países onde os fenómenos sísmicos são uma realidade enviaram equipas de trabalho a Los Angeles imediatamente após o sismo.

  O que porventura diferenciará este sismo de outros sismos recentes é o facto de o seu epicentro ter ocorrido numa zona urbana, densamente povoada e de simultaneamente essa zona ser, a nível mundial, daquelas onde a consciência da inevitabilidade destes eventos induziu uma maior preparação para lidar com este tipo de fenómenos.

  Não tivesse o sismo ocorrido durante a noite (4.31-hora local), num feriado, c poderá afirmar-se, sem grande dúvida, que as suas consequências teriam sido bem mais catastróficas em termos de perda de vidas humanas. De facto, a simples visão do colapso integral de centros comerciais que tinham para essa tarde anunciado grandes saldos, podendo esperar-se que milhares de pessoas estivessem simultaneamente em cada um desses edifícios, e a do colapso de pontes de auto-estradas onde também milhares de automobilistas circulariam a qualquer hora do dia, fazem concluir que o número verificado de 57 mortes e cerca de 7000 feridos, é diminuto face ao que se teria verificado se o sismo tivesse ocorrido algumas horas mais tarde.

  É sobretudo essa visão e a de todo o impacto que este acontecimento teve sobre a Califórnia, já que este sismo foi reconhecido como a maior calamidade natural singular da história dos Estados Unidos, que importam reter ao tentar extrapolar para Portugal e especialmente às grandes zonas urbanas algumas das questões levantadas pelo sismo de Los Angeles.

2 A ACÇÃO SÍSMICA

 

  Existem diferenças mas também algumas semelhanças entre a tectónica de Portugal e a da zona de Los Angeles. Na zona de Los Angeles, a falha de S. André dá lugar a um complexo sistema de falhas pelo que pode dizer-se que essa zona está potencialmente sujeita, tal como o território continental português, a sismos de diferente génese. Para a zona de Los Angeles, o sismo foi de baixa distância epicentral, de moderada magnitude, elevadas acelerações de pico na zona epicentral e conteúdo espectral rico nas altas frequências, o que de alguma forma configura um tipo de sismo como o que se estima tenha ocorrido em 1531 na zona de Lisboa.

  Pode assim admitir-se que este sismo tem alguma similitude com o tipo de sismo que poderá afectar a área metropolitana de Lisboa e que é considerado na regulamentação de segurança e acções (Sismo tipo 1 - Moderada magnitude e pequena distância epicentral).

  Será no entanto importante, pelo menos para uma região como a da Grande Lisboa, abordar as seguintes questões:

 

1-Quais as semelhanças e diferenças existentes entre a tectónica em Portugal e na zona da Baixa Califórnia?

2-Quais as condições geológicas e topográficas locais?

3-Gual a realidade da rede nacional de registo de movimentos sísmicos intensos? 4-Qual a adequação da regulamentação vigente aos níveis de segurança pretendidos?

 

  Terá que se levar em linha de conta que a rede nacional de registo de movimentos sísmicos é exígua face à existente não só em Los Angeles como em toda a Califórnia ou outros países. As redes aí instaladas cobrem não só as áreas em campo livre como também abrangem de forma diversificada o parque habitacional e apoia-se principalmente em instrumentação de registo de acelerações.

  A análise da regulamentação vigente e as decisões sobre os níveis definir para a acção sísmica na nova regulamentação europeia (Eurocode 8) terão necessariamente de passar por uma discussão sobre os estados limite e correspondentes probabilidades de ocorrência.

 

3 AS ZONAS URBANAS E AS CONSEQUÊNCIAS DO SISMO

 

  Foi possível relativamente à zona de Los Angeles identificar correlações entre tipologias e processos construtivos e os danos causados pelo sismo. Embora algumas da tipologias não tenham correspondência com as praticadas em Portugal, é possível em muitos casos estabelecer comparações directas e noutros casos paralelos relativamente ao comportamento de certas estruturas de edifícios face ao sismo. Exemplos das situações análogas incluem muitos dos edifícios de betão armado e algumas estruturas de alvenaria.

  Por outro lado, o comportamento das infraestruturas, nomeadamente no que respeita ao sistema viário, redes de água, esgotos, electricidade e telefones é directamente comparável ao caso português.

  A caracterização do comportamento do parque habitacional e das infraestruturas é essencial para a avaliação das consequências de um sismo. Há no entanto aspectos dessa caracterização que assumem especial relevância e que foram patentes no caso de Los Angeles. Neste campo, os ensinamentos a colher poderão sistematizar-se através das seguintes acções prioritárias:

 

5-Avaliação e comparação dos parques construídos, incluindo os processos construtivos nas duas regiões

6-Estudos de vulnerabilidade das estruturas de edifícios públicos importantes (hospitais, escolas, serviços de emergência)

7-Consciencialização dos técnicos e organismos fiscalizadores da construção para a necessidade de práticas que assegurem uma maior qualidade do produto final da construção.

8-Criação de legislação que exija a monitorização das estruturas vitais no caso de ocorrência de um sismo.

9-Identificação das estruturas vitais em termos viários, análise da sua vulnerabilidade e estabelecimento de um programa de reforço e de criação de mecanismos (institucionais, financeiros, etc) para a execução das obras.

10-Identificação da vulnerabilidade dos sistemas de infraestruturas de serviços essenciais (água, electricidade, gás, telefones e redes de abastecimento de produtos vitais) bem como infraestruturas de utilização colectiva de grandes massas tal como centros comerciais e respectivos parques de estacionamento silo-auto e estabelecimento de um programa de acções de reparação e de soluções alternativas.

  Todas estas medidas, não terão no entanto eficácia se não forem tomadas outras acções de prevenção e preparação para um sismo. É talvez neste campo que os ensinamentos de Los Angeles podem ter uma aplicação directa ao caso de Portugal.

  A preparação para o sismo passa em primeiro lugar pela sensibilização da população, não só porque esta poderá estar melhor preparada para como agir antes, durante e depois do sismo, mas também porque será mais cooperativa com as medidas a tomar pelos serviços de emergência e recuperação, aumentando a eficácia das suas acções. Este aspecto terá necessariamente de corresponder a uma longa e persistente campanha de informação, já que, contrariamente ao que sucede na zona de Los Angeles, a ausência de sismos em Portugal nos últimos tempos, tenderá a induzir ao relaxar da preocupação e da prevenção, não s<í na população em geral como inclusive em certos meios técnicos e da esfera das decisões. Recorrendo ainda ao exemplo de Los Angeles, a um segundo nível, a preparação para um sismo obedece a um conjunto de acções cujas linhas mestras podem ser resumidamente equacionadas:

11 - Organização de equipas especializadas para a inspecção sumária e detalhada de vários tipos de estruturas existentes. Estas equipas devem funcionar de forma integrada no caso de incluírem membros de diferentes organismos e todos os meios necessários para as inspecções bem como os respectivos procedimentos devem estar permanentemente disponíveis e pré-definidos.

12-Criação dos mecanismos legais que permitam proceder à inspecção e, se necessário, à evacuação dos edifícios.

13-Coordenação de esforços c de actuação entre as diferentes autarquias, o que no caso específico da Área Metropolitana de Lisboa implicará a articulação de recursos humanos e materiais das instituições autárquicas ligadas às operações de emergência.

14 - Criação de um sistema de informação geográfica integrado que funcione como um banco de dados e que permita rápido acesso a toda a informação. Este aspecto é especialmente relevante para uma correcta gestão financeira dos recursos e para o acompanhamento do processo administrativo.

15-Elaboração de planos de recuperação e reconstrução pós sismo, para que, em função da avaliação das consequências sejam tomadas medidas prioritárias de recuperação e reconstrução imediatas, baseadas em critérios previamente analisados.

 

4  ACÇÕES NO ÂMBITO DO SERVIÇO NACIONAL DE PROTECÇÃO CIVIL

NOTA PRÉVIA

 

  Os tópicos que adiante se propõem para realizações imediatas, a curto, médio e longo prazo, constituem trabalhos do foro da engenharia que se pensa serem da maior importância para a minimização dos riscos sísmicos no país. Eles não contemplam outros aspectos da maior relevância para a emergência como seja o socorro e as primeiras acções logo após o sismo, sejam elas de desobstrução de vias e re-estabelecimento da circulação do tráfego, de remoção de escombros de estruturas colapsadas, ou de avaliação da extensão e intensidade dos danos. 

  Todos estes aspectos devem estar suficientemente desenvolvidos no Plano de Emergência a levar a cabo pelas autarquias em estreita ligação com o Serviço Nacional de Protecção Civil.

  As realizações propostas constituem, no entender dos seus proponentes, acções a efectuar no âmbito do Serviço Nacional de Protecção Civil, muitas delas com interesse para todo o país, incluindo os Açores.

 

A. REALIZAÇÕES IMEDIATAS

(COM CARÁCTER DE EMERGÊNCIA)

 

   1. Inventariação das obras de arte (pontes e viadutos da região da Grande Lisboa mais importantes para assegurar os fluxos de tráfego e trajectos de emergência. Estabelecimento de um calendário e programa de actuação para inspecção de algumas das principais obras de arte com vista à identificação das patologias existentes e avaliação das respectivas capacidades resistentes.

  A segurança estrutural destas obras de arte deve estar conforme não só com toda a regulamentação existente, mas deve atender também ao papel importante que desempenham no contexto da condução das operações de emergência.

   2. Estabelecimento de um programa de actuação para as estruturas importantes ,Perigosas e Especiais (IPE's), exigindo dos seus responsáveis uma análise detalhada da capacidade resistente, tendo em vista a regulamentação em vigor e as novas directrizes comunitárias. Atenção acrescida deve ser dada às estruturas dos hospitais, hotéis e locais de grande concentração de população designadamente os centros comerciais, recintos de lazer, etc. Estas estruturas tem-se revelado, em sismos recentes, extremamente vulneráveis ã acção sísmica. 

  Fazem também parte dos IPE's o conjunto de redes de abastecimento de gás, água, electricidade, etc., cujo papel é da máxima importância para os danos e para a emergência.

 

   3. Formação de pessoal e preparação de material de apoio necessário a fazer face à concorrência de um sismo.

   a) Preparação de grupos de engenheiros e técnicos de engenharia e outros profissionais para dirigir e executar as primeiras acções após o sismo (referidas na Nota Prévia) e as tarefas prioritárias de inspecção e qualificação do estado de segurança das construções.

  Nos casos em que se verifica manifesta falta de segurança das construções, para as quais é recomendado o escoramento ou demolição e remoção de entulhos, a formação deve contemplar o acompanhamento de todo o processo.

   b) Preparação de material de apoio para executar as tarefas atrás referidas, tais como fichas-tipo para inspecção e certificação, textos-base de procedimento, cartões de limitação do acesso aos edifícios, etc.

   c) Montar a organização capaz de actuar com rapidez c eficiência logo após o sismo. A utilização de meios informáticos adequados deverá constituir uma das tarefas de maior prioridade.

  Para dar cumprimento a estes objectivos recomenda-se a realização de um curso de média duração (40 a 60 horas), com aulas teóricas, práticas e no campo, dirigido a todos aqueles que nas delegações da Protecção Civil, nas Câmaras, Governos Civil, Corporações dos Bombeiros, etc., deverão assegurar a execução das tarefas referidas.

 

   4. Pressionar as autoridades administrativas para que seja revista a situação do licenciamento das obras, obrigando à revisão do projecto e exigindo um certificado de garantia de qualidade aos projectistas e construtores para obras de certo porte e/ou de grande utilização.

  Uma forma de apoio aos decisores e aos técnicos seria através do lançamento de publicações periódicas voltadas para os aspectos práticos dos estudos, dos projectos e das técnicas construtivas. Outra via seria a de alertar, de forma sistemática, a opinião pública para o facto de que a ciência, a engenharia e a regulamentação nacionais oferecem largas possibilidades de sucesso em termos segurança sísmica.

  Se a segurança do produto final não é conseguida, é porque algo vai mal na qualidade praticada pelos diversos agentes da indústria da construção.

   5. Exigir das autoridades municipais o estabelecimento de cenários de desastre que orientem a preparação de Planos de Emergência. Para a região da Grande Lisboa é indispensável a articulação entre os diferentes municípios para se conseguirem soluções realistas e a optimização dos meios e recursos. Neste campo é fundamental a homogeneidade do tratamento a dar a toda a informação recolhida.

  Para a definição dos cenários de desastre recomendam-se as linhas gerais desenvolvidas ao longo dos últimos 14 anos no Concelho de Lisboa.

 

B. REALIZAÇÕES A CURTO, MÉDIO E LONGO PRAZO

 

  A par destas 5 realizações cuja execução deveria iniciar-se imediatamente, outros estudos a curto, médio e longo prazo deveriam ser accionados:

 

  a) A avaliação das capacidades resistentes dos diferentes tipos de edificado existente em zonas de mais alto risco sísmico e consequente estudo do reforço.

  Esta avaliação envolve a realização de estudos analíticos e ensaios experimentais sobre protótipos (in situ), em laboratório em mesa sísmica (nova plataforma do LNEC), e com testes pseudodinâmicos (plataforma em Ispra- instalações comunitárias).

  Quanto às técnicas de "reforço", não é de excluir à partida nenhuma das hipóteses actualmente em desenvolvimento, tais como o isolamento de base, a utilização de amortecedores, ou a utilização mais tradicional de reforço com a adição de elementos mais resistentes.

  b) Estudo para o estabelecimento de um programa de intervenção a médio longo prazo com vista ao reforço do parque habitacional construído. Este programa deve ter um calendário temporal para seu cumprimento (com um horizonte de 20 a 30 anos), atender às restrições técnicas de execução c financeiras do mercado, definir prioridades função do tipo de riscos envolvidos e contar com a participação activa de todos os intervenientes, nomeadamente dos utentes e proprietários.

 

C.OUTRAS ACÇÕES COMPLEMENTARES

 

  a) A proliferação recente de redes sismográficas digitais em Portugal, estabelecidas para estudos de sismicidade a nível nacional e local, tanto no Continente como nos Açores por diversas instituições de forma a que: (1) se permita uma gestão coordenada das redes instrumentais existentes; (2) todos os intervenientes nos estudos de risco sísmico possam dispor dos dados que forem sendo colhidos através de um intercâmbio a definir; e (3) seja possível programar novas extensões das redes existentes e desenvolver programas de investigação conjuntos.

  Só assim não haverá sobreposição de esforços, antes pelo contrário, haverá complementaridade de actuações.

 

  b) Os grandes projectos de engenharia que se desenvolvem actualmente deveriam ser objecto de ampla divulgação no meio técnico nacional, para que os ensinamentos proporcionados possam ser apreendidos por um lote mais largo de técnicos, e para que o "know how" português possa também contribuir para um melhor tratamento do assunto.

 

 

 

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