Desempenho sísmico de estruturas de bambu e as suas recomendações de projeto

O bambu é nativo de muitas áreas com alta sismicidade, e os edifícios de bambu são frequentemente considerados de bom desempenho em terremotos, principalmente com base em observações de eventos reais.

Este desempenho favorável é atribuído à boa relação resistência-peso do bambu e à ductilidade inerente que as estruturas tradicionais podem alcançar.

No entanto, a ideia de que a flexibilidade do bambu contribui significativamente para o desempenho positivo é, em grande parte, uma conceção errada.

Há uma frequente confusão na literatura e nos meios de comunicação entre a "ductilidade" e a "flexibilidade" do material, e entre a ductilidade do sistema e a ductilidade do material.

O bambu como material

O bambu, como material, é inerentemente frágil na maioria dos modos de falha, de forma semelhante à madeira. A ductilidade útil em estruturas de bambu vem principalmente da ductilidade do sistema, que é obtida através de:

• Conexões Tradicionais: Sistemas de conexão tradicionais (pregos, ligações de carpintaria e amarração/corda) podem resistir a grandes deformações e absorver alguma energia através de atrito e dano local.
• Sistemas de Taipa Reforçada com Bambu (Bahareque): Estes sistemas, como o bahareque na América Latina, usam paredes preenchidas com barro ou argamassa, formando muros de corte que podem absorver energia através de danos locais e atrito. Testes demonstram que o bahareque com enchimento pode ter um índice de ductilidade de deslocamento mais elevado (cerca de 5) do que a estrutura isolada (cerca de 2,5).

A flexibilidade do bambu só seria útil se resultasse num período natural longo o suficiente para reduzir a força sísmica. Contudo, os períodos fundamentais das casas tradicionais de bambu reforçado (cerca de 0,3-0,45s) estão geralmente no patamar de aceleração máxima dos espetros de projeto.

O bambu nas construções

Observações de sismos passados na Colômbia, Equador e El Salvador mostram que as estruturas tradicionais de bahareque bem construídas e bem conservadas geralmente tiveram um bom desempenho. As falhas foram consistentemente atribuídas a:

• Deterioração do bambu/madeira devido a podridão ou ataque de insetos.
• Telhados pesados.
• Conexões inadequadas e falta de continuidade estrutural.
• Alterações e danos por detritos de edifícios adjacentes.

Para as construções modernas de bambu, que devem cumprir limites de deflexão rigorosos, a flexibilidade não é uma vantagem realista. A ductilidade deve ser introduzida através de zonas dissipativas confiáveis:

• Conectores metálicos dúcteis (em pórticos e estruturas contraventadas), embora o bambu seja mais propenso a lascar do que a madeira.

• Muros de corte de bambu compósito (CBSW), que são sistemas aprimorados do bahareque tradicional. Os testes sugerem que o CBSW pode alcançar uma ductilidade de deslocamento de pelo menos 2-3.

As recomendações

As recomendações para o projeto sísmico, incorporadas na ISO 22156-2021, enfatizam a importância de manter o edifício leve, garantir uma construção durável (proteção contra insetos E podridão, e "durabilidade pelo projeto") e usar fatores de modificação de resposta/comportamento (R ou q) conservadores. Recomenda-se um fator de R=2 ou q=2 para estruturas CBSW que sigam a Norma Andina, devido aos testes significativos e às regras claras de detalhamento, e R=1,5 ou q=1,5 para todos os outros sistemas de bambu sem ensaios específicos do projeto.

Em suma, o desempenho sísmico do bambu não é um mito, mas é mais bem explicado pela engenharia — a leveza e a capacidade de deformação das ligações e paredes, resultando na ductilidade do sistema, são os fatores-chave.

Referência da notícia

Kaminski, Sebastian & Grant, Damian & Harries, Kent & Trujillo, David & López, Luis. (2024). Seismic performance of whole culm bamboo structures and recommendations for design using ISO 22156.