Proteções Anti Terremoto
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Ponto de vista

Proteções Anti Terremoto

Por Jaime A. Moncada P.E., SFPE

Um tema que evoluiu bastante desde que comecei a projetar sistemas de proteção contra incêndios foi o das proteções antissísmicas nos sistemas de água contra incêndios. Ainda que a norma de projeto e instalação de sprinklers automáticos, a NFPA 13, tenha incorporado, desde 1947, critérios para proteção sísmica, foi somente depois de terremotos importantes na Califórnia, em 1971, 1989 e 1994, que a norma abordou o tema mais especificamente.

Hoje em dia os critérios estabelecidos na NFPA 13, Norma para a Instalação de Sistemas de Sprinklers, sobre o assunto, tem sido adotados por várias normas como a de colunas d’água e conexões para mangueiras (NFPA 14); sistemas de água pulverizada (NFPA 15); bombas estacionárias para incêndios (NFPA 20) e agentes limpos (NFPA 2001).

Estes critérios têm por objetivo evitar um dano importante a sistemas contra incêndio durante um terremoto e, assim, permitir que o sistema continue funcionando depois do terremoto. A NFPA 13 (para este artigo se faz referencia à edição 2013) busca proteger a tubulação durante um terremoto mediante o seguinte (A.9.3.1):

  1. As tensões que se desenvolvem nos encanamentos como consequência dos movimentos diferenciais do prédio se minimizam mediante o uso de uniões flexíveis ou de espaços livres.
  2. Se usam suportes para manter as tubulações suficientemente rígidas quando são sustentadas desde um componente do prédio que se prevê que se mova como uma unidade, como um teto.

O problema sísmico na América Latina
Sofremos terremotos de grande impacto social e econômico na América Latina. Segundo dados de Earthquake Details, do Serviço Geológico dos Estados Unidos, ou USGS, o terremoto mais violento ocorrido no mundo foi no Chile, em 22 de maio de 1960. De magnitude 9.5 na escala Richter, seu epicentro foi próximo da costa, felizmente longe de áreas populosas. Ainda assim, por causa dele 16,500 pessoas morreram, 30,000 foram feridas e 200.000 perderam suas casas. Felizmente, com este e outros terremotos na área, aprendemos valiosas lições. Os códigos de construção do Chile, assim como os da Colômbia, Costa Rica e México, para citar poucos países, exigem que construções novas e já existentes sejam feitas ou reforçadas com estruturas resistentes a movimentos sísmicos.

Em 2010 ocorreram dois terremotos no nosso hemisfério, um no Chile e outro no Haiti, que demonstraram a eficácia dos códigos e a devastação quando eles não existem. A 12 de janeiro daquele ano, um terremoto com a magnitude de 7 graus, com epicentro nas redondezas de Porto Príncipe, devastou grande parte do país. Ainda que não se tenha dados exatos, estima-se que morreram 310,000 pessoas, com mais trezentas mil feridas. Apenas na cidade de Porto Príncipe 97,000 casas foram destruídas e 188.000 sofreram danos. Foi o terremoto mais devastador do mundo no último século.

Seis semanas depois, a 27 de fevereiro, um terremoto de 8.8 na escala Richter que, baseado nos cálculos do USGS, liberou 501 vezes a energia daquele do Haiti, teve o epicentro no Pacífico, a 17 km da localidade de Cobquecura, na 8ª região do Bio Bio, no Chile. Este terremoto resultou em 523 mortos e danos em 370,000 casas. Há que esclarecer que o terremoto do Haiti foi em meio a uma área densamente povoada e ocorreu a apenas 13 km de profundidade, enquanto o terremoto do Chile aconteceu a 325 km de Santiago e a 34 km de profundidade. Embora a intensidade do terremoto se dissipe significativamente com a distância, o evento no Chile demonstra a importância da existência de uma norma local e sua fiscalização e cumprimento.

mapaMapas: cortesia do Global Seismic Hazard Assessment program (Mexico, América Central e América do Sul) e o Serviço Geologico Colômbiano (Bogotá)

Onde estão as exigências das proteções contra terremotos
A Seção 9.3 da NFPA 13 estabelece a “Proteção de tubulações contra danos quando expostas a terremotos”. E a primeira parte dela inclui uma destas pérolas que nos deixa, a todos os que trabalham no ramo sem saber para onde olhar. A Seção 9.3.1.1 diz textualmente: “Quando se requer que os sistemas de proteção contra incêndios a base de água sejam protegidos contra danos provocados por terremotos, devem-se aplicar as exigências da Seção 9.3, a menos que se cumpram as exigências de 9.3...”. E então a pergunta é onde estão as exigências? Bem, aqui começa um calvário. Embora a NFPA estabeleça os critérios de projeto e instalação, não especifica geograficamente onde se exigem estes critérios. Muitos se lembram de que, em edições anteriores da NFPA 13, se incluíam mapas sísmicos dos Estados Unidos, mas estes foram eliminados porque o comitê técnico concluiu que definir geograficamente onde se exige a aplicação da Seção 9.3 não é responsabilidade da norma.

Nos Estados Unidos são as Autoridades com Jurisdição (ACJ) ou os códigos de construção que definem onde, geograficamente, devem ser cumpridas as exigências da Seção 9.3. Na edição de 2013 do Manual de Sprinklers Automáticos (pág. 494) está uma pergunta frequentemente feita ao comitê da NFPA 13 a este respeito, que indica que “a ACJ e o projetista deveriam chegar a um acordo... sobre se as exigências da Seção 9.3 seriam exigidas”. Isto ajuda muito a nós que trabalhamos na America Latina.

O que dizem os códigos de construção
A edição de 2012 da NFPA 5000, Código de Construção e Segurança de Prédios, em seu artigo 35.10 diz que todas as estruturas e seus componentes não estruturais, como os sprinklers automáticos, devem ser projetados e instalados para resistir aos efeitos dos movimentos sísmicos, como se prescreve nos capítulos 11 e 23 da ASCE/SEI 7-10. Esta norma, publicada pela Sociedade Americana de Engenheiros Civis (ASCE), se chama “Cargas Mínimas de Projeto para Edifícios e Outras Estruturas” e sua última edição é de 2013.

Felizmente, a NFPA 13, desde a edição de 2010, inclui no Anexo E uma metodologia de projeto para cumprir as exigências da ASCE/SEI 7-10. Em termos gerais, a NFPA usa um “Fator Sísmico Simplificado” (Cp), sob qual a única informação necessária, depois de arredondamentos conservadores feitos pela NFPA, é o valor da “Aceleração Espectrográfica de Curto Período para o Terremoto Máximo Considerado), também chamada de Ss.

Deve-se esclarecer que, na Seção 9.3 da NFPA 13, Cp é o “Coeficiente Sísmico” e Ss o “Coeficiente de Resposta de Período Curto”. O art. 9.3.5.9.3.1 da NFPA 13 indica que o o fator Ss deve ser obtido da ACJ ou dos mapas de risco sísmico. Mas também diz que nos casos onde não se consegue o Ss, pode-se utilizar um Cp de 0.5 (NFPA 13: 9.3.5.9.5), o que corresponde a um Ss de 0.95. Na falta de maiores informações, a maioria dos projetistas de nossa região usa um Cp de 0.5. Mas um Ss de 0,95 é muito conservador para a aceleração sísmica que pode ocorrer na maioria das cidades latino americanas, como se pode ver nos mapas sísmicos.

Para entender esta afirmativa, o Programa Global de Avaliação de Risco Sísmico, conhecido por sua sigla G SHAP, desenvolveu mapas gerais do Pico de Aceleração no Piso, ou PGA, para nosso hemisfério (vide mapas). Os valores apresentados nestes mapas tem que ser divididos pela aceleração da gravidade, ou 9.8 m/s2, para obter algo equivalente ao Ss. Vocês mesmos se darão conta que acelerações de 9.3 m/s2, ou seja, um Ss de 0.95, somente ocorre em áreas geográficas muito limitadas. Estes mapas, infelizmente, não são muito específicos, sobretudo para áreas populosas, mas existem, para  muitas cidades da região micro mapas sísmicos, como a figura que mostra um para a cidade de Bogotá.

Concluindo, temos hoje mais informação que nos permite fazer esta importante parte do projeto de qualquer sistema de proteção contra fogo de uma maneira mais detalhada e ajustada ao risco reinante. Sugiro, também, a assessoria de um engenheiro civil com conhecimento das características sísmicas da região. Também é uma boa ideia consultar o seguro e combinar estas conclusões com a ACJ.

Nota: Gostaria de agradecer a ajuda dos engenheiros Rafael Torres e Federico Cvetreznik, instrutores da NFPA, que me ajudaram a entender o tema com mais detalhe e que revisaram este artigo.

Jaime A. Moncada, PE, é diretor da International Fire Safety Consulting (IFSC), uma empresa de consultoria em proteção contra incêndio, com sede em Washington, DC e escritórios na América Latina

Jaime A. Moncada, PE, é diretor da International Fire Safety Consulting (IFSC), uma empresa de consultoria em proteção contra incêndio, com sede em Washington, DC e escritórios na América Latina. - See more at: http://www.nfpajla.org/?activeSeccion_var=50&art=637#sthash.Elxu1ArF.dpuf
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