O melhor do edifício resistente ao tsunami

Arquitetos e engenheiros podem projetar edifícios que permanecerão altos mesmo durante os terremotos mais violentos. No entanto, um tsunami (pronunciado soo-NAH-mee), uma série de ondulações em um corpo de água que geralmente é causado por um terremoto, tem o poder de lavar aldeias inteiras. Embora nenhum edifício seja à prova de tsunami, alguns edifícios podem ser projetados para resistir a ondas fortes. O desafio do arquiteto é projetar para o evento E projetar para a beleza - o mesmo desafio enfrentado em design de quarto seguro.

Tsunamis são geralmente gerados por terremotos poderosos sob grandes massas de água. O evento sísmico cria uma onda subterrânea que é mais complexa do que quando o vento sopra simplesmente a superfície da água. A onda pode viajar centenas de quilômetros por hora até atingir águas rasas e uma costa. A palavra em japonês para porto é tsu e nami significa onda. Como o Japão é densamente povoado, cercado por água e em uma área de grande atividade sísmica, os tsunamis são frequentemente associados a este país asiático. Eles ocorrem, no entanto, em todo o mundo. Historicamente, os tsunamis nos Estados Unidos são mais prevalentes na costa oeste, incluindo Califórnia, Oregon, Washington, Alasca e, é claro, Havaí.

Uma onda de tsunami se comportará de maneira diferente, dependendo do terreno subaquático ao redor da costa (ou seja, quão profunda ou rasa a água é da costa). Às vezes, a onda é como um "furo de maré" ou onda, e alguns tsunamis não batem na costa de forma alguma como uma onda mais familiar e movida pelo vento. Em vez disso, o nível da água pode subir muito, muito rapidamente, no que é chamado de "acúmulo de ondas", como se a maré tivesse chegado de uma só vez - como um aumento de 100 pés na maré alta. As inundações provocadas pelo tsunami podem viajar para o interior de mais de 1.000 pés, e o "resumo" cria danos contínuos à medida que a água recua rapidamente de volta ao mar.

As estruturas tendem a ser destruídas pelos tsunamis por causa de cinco causas gerais. Primeiro é a força da água e o fluxo de água em alta velocidade. Objetos estacionários (como casas) no caminho da onda resistirão à força e, dependendo de como a estrutura é construída, a água passará por ela ou ao seu redor.

Segundo, a maré estará suja, e o impacto de detritos transportados pela água forte pode ser o que destrói uma parede, telhado ou pilha. Terceiro, esses detritos flutuantes podem incendiar-se, espalhando-se entre materiais combustíveis.

Quarto, o tsunami que corre para a terra e depois recua para o mar cria uma erosão inesperada e uma vasilha de fundações. Enquanto a erosão é o desgaste geral da superfície do solo, a limpeza é mais localizada - o tipo de desgaste que você vê ao redor de pilares e estacas à medida que a água flui em torno de objetos estacionários. Tanto a erosão quanto a abrasão comprometem a fundação de uma estrutura.

A quinta causa de dano é proveniente das forças do vento das ondas.

Em geral, as cargas de inundação podem ser calculadas como em qualquer outro edifício, mas a escala da intensidade de um tsunami torna a construção mais complicada. As velocidades de inundação do tsunami são consideradas "altamente complexas e específicas do local". Devido à natureza única do Ao construir uma estrutura resistente ao tsunami, a Agência Federal de Gerenciamento de Emergências dos EUA (FEMA) publicação chamada Diretrizes para projeto de estruturas para evacuação vertical de Tsunamis.

Sistemas de alerta precoce e evacuação horizontal são a principal estratégia há muitos anos. O pensamento atual, no entanto, é projetar edifícios com áreas de evacuação vertical: em vez de tentar fugir de uma área, os residentes sobem para níveis seguros.

"... um edifício ou monte de terra que tenha altura suficiente para elevar os evacuados acima do nível do tsunami inundação, e é projetado e construído com a força e resistência necessárias para resistir aos efeitos do tsunami ondas... "

Proprietários individuais, bem como comunidades, podem adotar essa abordagem. As áreas de evacuação vertical podem fazer parte do design de um edifício de vários andares, ou podem ser uma estrutura mais modesta e independente para um único objetivo. Estruturas existentes, como garagens de estacionamento bem construídas, podem ser designadas áreas de evacuação vertical.

A engenharia astuta combinada com um sistema de alerta rápido e eficiente pode salvar milhares de vidas. Engenheiros e outros especialistas sugerem estas estratégias para a construção resistente ao tsunami:

1. Construa estruturas com concreto armado em vez de madeira, embora a construção em madeira seja mais resistente a terremotos. Estruturas de concreto armado ou estrutura de aço são recomendadas para estruturas de evacuação vertical.
2. Mitigar a resistência. Projete estruturas para deixar a água fluir. Construa estruturas de vários andares, com o primeiro andar sendo aberto (ou sobre palafitas) ou separável, para que a grande força da água possa se mover. O aumento da água causará menos danos se puder fluir por baixo da estrutura. Arquiteto Daniel A. Nelson and Designs Northwest Architects costumam usar essa abordagem nas residências que constroem na costa de Washington. Novamente, esse design é contrário às práticas sísmicas, o que torna essa recomendação complicada e específica do local.
3. Construa fundações profundas, apoiadas nos fundamentos. A força de um tsunami pode virar completamente de lado um edifício sólido e concreto; fundações profundas substanciais podem superá-lo.
4. Projete com redundância, para que a estrutura possa sofrer falhas parciais (por exemplo, um poste destruído) sem colapso progressivo.
5. Na medida do possível, deixe a vegetação e os recifes intactos. Eles não vão parar as ondas do tsunami, mas podem agir como um amortecedor natural e retardá-las.
6. Oriente o edifício em ângulo com a costa. Paredes que enfrentam diretamente o oceano sofrerão mais danos.
7. Use estruturas de aço contínuas fortes o suficiente para resistir aos ventos com força de furacão.
8. Projete conectores estruturais que possam absorver o estresse.

A FEMA estima que "uma estrutura resistente a tsunamis, incluindo recursos de projeto resistentes a sísmica e resistentes a colapso progressivo, experimentaria um aumento de ordem de magnitude de 10 a 20% nos custos totais de construção acima do exigido para uso normal edifícios ".

Este artigo descreve brevemente as táticas de design usadas para edifícios em costas propensas a tsunamis. Para detalhes sobre essas e outras técnicas de construção, explore as fontes principais.

• Sistema de Alerta de Tsunami dos Estados Unidos, NOAA / Serviço Nacional de Meteorologia, http://www.tsunami.gov/
• Projeto de erosão, limpeza e fundação, FEMA, janeiro de 2009, PDF em https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1644-20490-8177/757_apd_5_erosionscour.pdf
• Manual de Construção Costeira, Volume II FEMA, 4ª edição, agosto de 2011, pp. 8-15, 8-47, PDF em https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1510-20490-1986/fema55_volii_combined_rev.pdf
• Diretrizes para o projeto de estruturas para evacuação vertical do tsunami, 2ª edição, FEMA P646, 1 de abril de 2012, pp. 1, 16, 35, 55, 111, PDF em https://www.fema.gov/media-library-data/1426211456953-f02dffee4679d659f62f414639afa806/FEMAP-646_508.pdf
• Edifício à prova de tsunami por Danbee Kim, http://web.mit.edu/12.000/www/m2009/teams/2/danbee.htm, 2009 [acessado em 13 de agosto de 2016]
• A tecnologia para tornar os edifícios terremotos - e tsunamis - resistentes por Andrew Moseman, Mecânica Popular11 de março de 2011
• Como tornar os edifícios mais seguros em Tsunamis por Rollo Reid, Reid Steel