Reforço Sísmico

Os danos provocados em elementos estruturais (cortes de vigas de pavimentos, eliminação de paredes estruturais e não-estruturais), aumento do número de pisos, corte das gaiolas Pombalinas (Figura 1) são normalmente irreversíveis, pelo que a reparação destas anomalias é da maior importância.

Figura 1 - Corte da gaiola Pombalina, para inserir canalização, reduziu fortemente a sua contribuição para a resistência sísmica do edifício (Mário Lopes, comunicação pessoal)

Contudo, nas edificações de alvenaria, os principais problemas relacionam-se com a falta de ligação entre elementos estruturais (entre paredes ortogonais, paredes e pavimentos, paredes e cobertura) e à fraca resistência das paredes a esforços de corte.

As soluções de reparação das paredes em alvenaria de pedra consistem, de forma semelhante ao que se disse para as fundações, na colmatação de fendas, consolidação de zonas degradadas e na substituição do material degradado (Figura 2).

Uma vez mais, de forma semelhante ao que foi dito para a reparação das fundações, podem ser utilizadas injeções de caldas com vista à colmatação de fendas ou à melhoria/reposição da resistência da alvenaria degradada. As zonas fendilhadas podem ser reparadas, recorrendo à utilização de redes ancoradas à alvenaria (Figura 3).

As redes poderão ser de aço electrossoldado ou de metal distendido, aço galvanizado ou inoxidável para proteção contra as humidades. O mesmo se pode aplicar a zonas muito degradadas com desaglutinação das camadas superficiais. Existem ainda redes poliméricas (Figura 4) e redes de fibra de vidro, que são fixas à parede através de pequenas pregagens, conectores metálicos ou fixadores, garantindo desta forma um melhor confinamento da alvenaria (Maurício, 2012).

As fendas deverão ser gateadas em ambos os lados, (Figura 5), e posteriormente rebocadas. Noutros casos, poderá ainda ser necessário recorrer à utilização de tirantes de aço, meramente passivos ou ligeiramente tracionados (tirantes ativos), embebidos nas alvenarias e devidamente ancorados (Figura 5).

No caso de a zona degradada ser de grandes dimensões, proceder-se-á à remoção da parte degradada e sua posterior reconstrução, recorrendo à utilização de uma alvenaria semelhante à original, eventualmente usando o material removido agora aglutinado com caldas de baixa retração a fim de evitar o surgimento de tensões tangenciais nas superfícies de contacto entre a alvenaria velha e a nova. Poderá recorrer-se ao uso de aditivos anti-retração ou a cimentos especiais.

A necessidade de reforço destas paredes exerce-se sobretudo no que respeita ao aumento da capacidade de resistência a esforços de corte e flexão e à melhoria das muito débeis ligações entre os elementos estruturais: ligações entre paredes ortogonais, entre paredes verticais, entre paredes-pavimentos e paredes-cobertura. Estes dois últimos aspetos são abordados nos capítulos referentes aos pavimentos e coberturas pelo que, aqui, será apenas abordado o que se refere às ligações entre paredes.

A ligação entre paredes, tal como a ligação entre paredes e pavimentos (Figura 6A e Figura 6B), reveste-se da maior importância já que é ela que irá (para além dos pavimentos reforçados) permitir um comportamento de conjunto (Boxing, Figura 7) de todas as paredes aquando da ocorrência de um sismo. Estas ligações apresentam-se de grande qualidade nas estruturas com gaiola Pombalina (paredes mistas alvenaria-madeira), já que esta é pela sua própria natureza e pela qualidade das suas ligações, uma estrutura com um comportamento tridimensional. Contudo, com o esquecimento do terramoto e com a pressão urbanística, esta prática, como se sabe, perdeu-se e, com ela, a qualidade da construção. Assim, as construções posteriores ao início do 3º quartel do século XIX, as construções “Gaioleiras” caracterizam-se, entre outras particularidades, por uma grande deficiência das suas ligações entre os diversos elementos estruturais.

Assim, é fundamental assegurar a ligação destes elementos, o que se consegue essencialmente pela utilização de elementos metálicos neles introduzidos. De entre estas, a aplicação de tirantes de ferro atravessando as paredes ortogonais é uma solução simples e de larga utilização que deve ser prosseguida. O reforço dos nós é assim conseguido pela presença de varões curtos ancorados pelas extremidades em ambas as paredes a ligar (Figura 8).

Na Figura 9 mostra-se um ensaio de compressão de uma parede de alvenaria.

Pode ser conseguida por:

• Confinamento transversal, com confinadores dotados de manga injetada, com vista a melhorar a sua resistência à compressão e a uma melhor ligação entre os dois paramentos (Figura 10).

• Outra hipótese consiste no confinamento com confinadores apertados mecanicamente (Figura 11).

• Uma solução de reforço mais abrangente passa pela introdução de um reticulado de barras de aço, em furações executadas na alvenaria e posteriormente injetadas com caldas de cimento (reticolo cementato), (Figura 12). Trata-se, contudo, de uma solução de difícil execução, pouco acessível à generalidade dos construtores, cara, e para a qual existe pouca informação sobretudo no que respeita às novas características mecânicas (Módulo de Elasticidade, Resistência à Compressão, Flexão e Corte, (Appleton 2003).

Na Figura 14 mostra-se uma rotura em flexão da parede para fora do plano.

Sobretudo para minimizar a possibilidade de colapsos para fora do plano, para além da utilização de tirantes unindo as fachadas (principal de tardoz), pode recorrer-se à aplicação de faixas de material compósito devidamente ancoradas à alvenaria. Estes, são aplicados sob a forma de painéis pré-fabricados solidarizados à alvenaria por injeção de uma argamassa baseada em cal (Cóias 2007) (Figura 15).

Mais uma vez, a solução de reboco armado, descrita adiante, poderá constituir a solução mais eficiente.

Para além do colapso para fora do plano, devido à fraca resistência das alvenarias a esforços de tração, a rotura por corte (esforço transverso, Figura 16) é, talvez, a responsável pelos maiores danos e colapsos dos edifícios de alvenaria sujeitos a ações sísmicas.

Atualmente, pode afirmar-se com segurança que o procedimento mais eficaz e eficiente para reforço destas paredes é o da aplicação de reboco armado. Tal consiste na aplicação de uma lâmina de betão armado, numa ou em ambas as faces das paredes a reforçar. Esta lâmina, com espessuras variáveis de 0,03m a 0,05m, é conseguida pela remoção da superfície da parede (reboco e superfície eventualmente deteriorada) e pela aposição de uma malha, ou reticulado em aço ou em polipropileno, devidamente ancorada à alvenaria e, no caso de o reforço ser executado nas duas faces, ligadas as duas malhas por elementos metálicos de confinamento (Figura 17 e Figura 18).

Posteriormente, esta armadura é então rebocada com cimento, passando a parede a funcionar como uma "sanduíche" em que o miolo é a alvenaria simples ou mista (Figura 19).

Este procedimento, amplamente utilizado durante a reconstrução na Ilha do Faial, após o sismo de 1998, tem a capacidade de aumentar as propriedades mecânicas da alvenaria, tais como Módulo de Elasticidade, Resistência à Compressão, Corte e Tração, entre 1,5x a 2,5-3x (OPCM 3431/2005 - Presidenza del Consieglio dei Ministri 2005; Lamego 2014) consoante a lâmina seja aplicada apenas numa ou em ambas as faces, funcionando como eficaz substituto das técnicas atrás referidas. Appleton indica como valores razoáveis 2 a 5 MPa para a resistência à compressão e de 5 a 15 GPa para o Módulo de Elasticidade (Appleton 2003).

Em alternativa às armaduras também podem ser usados polímeros que são aplicados localmente em bandas (ou faixas), disseminadas na argamassa (fibras curtas sintéticas de vidro ou aço) ou aplicada na superfície das paredes com rede de reforço. A ligação com os paramentos de alvenaria é obtida através do uso de argamassa, complementada, nas redes de metal distendido e nas poliméricas, por conectores metálicos, pequenas pregagens, grampos ou fixadores.

Estes procedimentos são efetivamente, o que se nos afigura como mais aconselhado para o reforço sísmico de edifícios antigos com paredes de alvenaria.

Relativamente às paredes de madeira, há que garantir a sua manutenção – por forma a evitar a degradação dos seus elementos, substituindo peças deterioradas ou deformadas – e as ligações entre os diferentes elementos. Estas ligações podem ser feitas recorrendo a diferentes soluções tais como pregos, parafusos, chapas ou ligadores metálicos. Uma outra forma de aumentar a resistência sísmica será, caso não existam, acrescentar elementos na diagonal.