prevenção e protecção das construções contra riscos sísmicos

Transcrição

PREVENÇÃO E PROTECÇÃO DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS SÍSMICOS
FUNDAÇÃO LUSO-AMERICANA
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
EDIÇÃO
Fundação Luso-Americana para o Desenvolvimento
DESIGN
B2 Atelier Design
IMPRESSÃO
Textype
REVISÃO E ORGANIZAÇÃO DOS TEXTOS
Manuel Borges
TIRAGEM
600 exemplares
Lisboa, Abril 2005
ISBN
972-8654-14-6
DEPÓSITO LEGAL
231 563/05
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Lisboa, 2004
Índice
007
Apresentação
Rui Chancerelle de Machete | Presidente do Conselho Executivo da Fundação Luso-Americana
011
Sessão de Abertura
Luís Valente de Oliveira | Membro do Conselho Executivo da Fundação Luso-Americana
015
Jorge Costa | Secretário de Estado Adjunto e das Obras Públicas
023
025
1.ª Sessão
A SISMOLOGIA E A DINÂMICA PLANETÁRIA
Luís Mendes Victor | Presidente do Instituto de Ciência da Terra e do Espaço
053
Earthquake Hazards in the US
and around the World
Walter D. Mooney | Senior Research Geophysicist USGS, Menlo Park, CA
071
073
2.ª Sessão
Preservation of monumental buildings
in seismic areas: vulnerability assessment
and rehabilitation techniques
Sergio Lagomarsino | Diseg, University of Genoa
085
Design of R/C Structures
and Rehabilitation and Protection
of Ancient Masonry Buildings in Turkey
Mustafa Erdik | Bogazici University, Istanbul
111
Role of Insurance and Reinsurance
in Managing Financial Risks
Due to Natural CAtastrophic Events
Haresh C. Shah | Stanford University Obayashi Professor of Engineering,
Emeritus, Founder and Senior Advisor, RMS, Inc., Honorary Member, EERI
Weimin Dong | Founder and Chief Risk Officer, RMS, Inc., Member of the Board, WSSI, Inc.
004
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
139
141
3.ª Sessão
EUROCÓDIGOS ESTRUTURAIS
Eduardo Cansado Carvalho | Investigador – Coordenador do Laboratório Nacional de Engenharia Civil
155
CURRENT DEVELOPMENTS & FUTURE
PROSPECTS OF THE EUROPEAN CODE
FOR SEISMIC DESIGN & REHABILITATION
OF BUILDINGS: EUROCODE 8
Michael N. Fardis | Department of Civil Engineering, University of Patras, Greece
177
179
4.ª Sessão
PREVENTION AND PROTECTION
POLICIES AGAINST THE EFFECTS
OF EARTHQUAKES
Carlos Alberto de Sousa Oliveira | Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura, Instituto Superior Técnico,
Lisboa. Presidente da Sociedade Portuguesa de Engenharia Sísmica
231
Risco sísmico: acção interventiva
do Serviço Nacional de Bombeiros
e Protecção Civil
Manuel João Ribeiro | Sociólogo. Vice-Presidente do Serviço Nacional de Bombeiros e Protecção Civil
251
253
Sessão de Encerramento
257
Paulo Pereira Coelho | Secretário de Estado Adjunto do Ministro da Administração Interna
005
Luís Valente de Oliveira | Membro do Conselho Executivo da Fundação Luso-Americana
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Apresentação
[ Rui Chancerelle de Machete | Presidente do Conselho Executivo da Fundação Luso-Americana ]
No quadro de uma abordagem sistemática dos grandes riscos que podem
afectar a sociedade e o território portugueses – quer naturais quer antropogénicos – a Fundação Luso-Americana para o Desenvolvimento (FLAD)
organizou um segundo seminário, desta vez sobre os riscos sísmicos.
A metodologia, definida pelo Prof. Doutor Luís Valente de Oliveira, foi
idêntica à que se usou em relação à prevenção e luta contra os fogos
florestais. Começou-se por fazer uma reunião com peritos que nos deram
sugestões acerca dos temas a tratar e das pessoas que o poderiam fazer
com profundidade e sentido prático. Estamos, naturalmente, gratos a todos
quantos contribuíram com o seu saber e com os contactos que nos facultaram para garantir eficácia e rigor ao seminário que organizámos.
Foram percorridos os domínios mais relevantes quer para assegurar a
protecção das pessoas face às consequências das destruições provocadas
por um sismo, quer para a elaboração de planos de emergência que aos
níveis local, regional e nacional devem existir e ser devidamente publicitados, de modo a que cada um saiba o que deve fazer em caso de
sinistro.
Além de técnicos portugueses com créditos firmados na matéria, tivemos o concurso de académicos italianos, gregos, turcos e norte-americanos,
todos eles com atributos profissionais conhecidos e com grande prática no
tratamento dos capítulos que abordaram.
007
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Tal como o anterior seminário, este despertou o interesse dos especialistas que acorreram em grande número. A verdade é que, depois da sua
realização, algumas autarquias já decidiram elaborar planos de emergência contra os efeitos dos sismos, para os seus concelhos.
A publicação dos textos ou conjuntos de diapositivos apresentados visa
prolongar o efeito do seminário. Além do registo do que foi dito, o propósito
é, especialmente, pôr nas mãos das entidades responsáveis ou dos profissionais interessados, a informação relevante sobre a matéria tratada que pode
remeter para estudos complementares, ajudando dessa forma a robustecer
a capacidade de ambos.
Estamos gratos a todos os participantes: aos que expuseram e aos que
ouviram, intervindo no sentido de esclarecer melhor o que foi dito.
Esperamos que esta iniciativa tenha contribuído, também neste domínio,
para tornar a sociedade portuguesa mais segura e mais informada, dessa
forma assegurando a minoração das consequências de um desastre natural de que, infelizmente, não estamos livres que ocorra.
008
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE
PREVENÇÃO E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
12 de Novembro, 2004
Sessão de Abertura
[ Luís Valente de Oliveira |
Membro do Conselho Executivo da Fundação Luso-Americana
]
Depois de termos realizado um programa, com várias componentes,
sobre a prevenção e combate aos fogos florestais, decidimos aplicar a
mesma forma de abordagem a outros riscos que impendem sobre a vida e
os bens dos nossos concidadãos.
Surge, assim, como segundo tema, a prevenção e protecção das construções contra os riscos sísmicos.
Começámos por reunir um conjunto de personalidades que connosco
discutiram os temas a tratar, sugerindo nomes de especialistas para os
analisar.
Estou muito grato aos intervenientes nessa estimulante sessão, onde
ficou praticamente desenhado o esquema deste nosso dia de trabalho. E
estou particularmente reconhecido aos Senhores Professores Mendes Victor
e Sousa Oliveira pela colaboração subsequente na escolha dos nossos convidados.
A Fundação Luso-Americana para o Desenvolvimento pretende ver abordados em sessão como esta, ou sob outras formas, os principais riscos a que
estão sujeitas as populações. Alguns são naturais, como é o caso dos sismos
ou das grandes chuvadas e cheias subsequentes. Outros têm uma intervenção humana muito nítida, como é o caso dos fogos florestais ou dos acidentes rodoviários ou, ainda, das catástrofes ambientais provocadas pelo
derrame de hidrocarbonetos no mar.
011
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Pretende a Fundação promover reflexões sobre os principais riscos, numa
perspectiva prática, ajudando a incrementar a prevenção e protecção contra
os efeitos dos acidentes que podem ocorrer.
O nosso objectivo é contribuir para tornar a sociedade portuguesa mais
segura, no plano pessoal e no plano material. A segurança, todavia, previnese mais do que se garante após os acidentes terem acontecido. Com as
poucas excepções dos acidentes com causas naturais, a maior parte dos
outros são causados pelo Homem, por incúria ou por ganância. Quando se
atenta contra a Natureza, ela costuma vingar-se. Por isso convém conhecer
as consequências potenciais das actuações negligentes e, também, as que
são determinadas por factores que não comandamos, como é o caso dos
sismos.
A lógica de organização do nosso dia de trabalho é começar por caracterizar o fenómeno, encontrando as explicações que o estudo da ciência fornece para a sua ocorrência.
Na segunda sessão pretendemos ver de que forma se pode proteger as
construções, precavendo-nos, fazendo construções resistentes ao tipo de
solicitações que os sismos determinam. Distinguir-se-ão os casos das construções novas daquelas que foram erguidas quando ainda não se sabia o
suficiente sobre a natureza das solicitações sísmicas, mas que têm de ser
protegidas caso elas ocorram.
Tem havido enormes progressos científicos e tecnológicos, tanto na avaliação das causas, como na concepção das formas e dimensões estruturais.
Muitos dos conhecimentos adquiridos permitiram a definição de normas a
que devem obedecer as construções, tendo-se já codificado os preceitos
correspondentes, no espaço da União Europeia. Por isso, teremos uma sessão
exclusivamente dedicada aos chamados Eurocódigos, no que respeita ao
domínio da protecção contra os efeitos dos sismos sobre as construções.
Finalmente, abordar-se-ão as políticas de prevenção e protecção contra
os sismos. Pretende-se chegar à formulação de planos de emergência, nos
quais esteja definida a intervenção reservada aos agentes que têm de curar
delas e onde também se vejam especificadas normas que devem ser
conhecidas da população em geral, para que cada um saiba o que deve
fazer e, especialmente, o que não deve fazer, em caso de ocorrência de um
sismo.
012
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
A Fundação Luso-Americana está grata aos palestrantes deste Seminário
pelo trabalho que desenvolveram no sentido de transmitir a todos os mais
recentes conhecimentos e as mais apropriadas recomendações.
Está reconhecida, também, aos participantes que acorreram em número
tão expressivo.
E, finalmente, quer agradecer ao Senhor Secretário de Estado Adjunto e
das Obras Públicas que, como Engenheiro, se interessa especialmente por
estas matérias mas que, como membro do Governo, veio conferir maior
relevância pública e política a este nosso encontro.
013
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
[ Jorge Costa | Secretário de Estado Adjunto e das Obras Públicas ]
Começo por felicitar a FLAD pela iniciativa e pela oportunidade, num
momento em que o Governo tem em desenvolvimento um conjunto de
propostas legislativas para o sector dos projectos e da construção, como
veremos mais adiante.
E agradeço à Fundação Luso-Americana o honroso convite para estar
presente nesta iniciativa de grande relevância científica, onde participam reputados especialistas nacionais e estrangeiros, oriundos de
Universidades e Institutos reconhecidos a nível internacional pelas pesquisas feitas nesta área. É importante para Portugal a organização de
uma iniciativa deste género, não só pelo acréscimo de conhecimento
sobre a natureza destes fenómenos como pela sensibilização da sociedade civil para os riscos inerentes aos acontecimentos sísmicos, e assim
estar melhor preparada para, caso aconteçam, minimizar, o mais possível, os seus efeitos.
Os sismos são fenómenos cíclicos e perante a sua inevitabilidade é
necessário que as entidades públicas mais directamente ligadas à questão,
nomeadamente as que têm responsabilidades nos sectores da Protecção
Civil, do Ordenamento do Território, das Obras Públicas, dos Transportes e
das Forças de Segurança, estejam devidamente habilitadas a lidar com os
seus efeitos e que, entretanto, contribuam para a prevenção e controlo dos
riscos associados a um evento desta natureza.
014
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DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
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E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Naturalmente, o cenário de Lisboa em 1755 regressa sempre que se
discute este assunto. Surpreendemo-nos com a magnitude de oito na
escala de Richter, do dramatismo consequente, dos efeitos devastadores
na população e na cidade de Lisboa e da posterior reforma pombalina.
Outro, mais recente, de 1 de Janeiro de 1980, no Grupo Central, Açores,
com a magnitude de 7.0, colocou em ruínas mais de 60% do património
construído na cidade de Angra do Heroísmo, provocou dezenas de mortos
e 15 mil desalojados. Mas as simples narrações históricas são insuficientes.
Devemos retirar ilações, aprender com os erros e omissões e elaborar
estratégias e planos sectoriais de contingência prospectiva para que no
futuro as cidades do País não sejam surpreendidas por falta de preparação,
como aconteceu com Lisboa em meados do século XVIII e Angra do
Heroísmo nos finais do século XX.
Sabemos que a dimensão e a gravidade dos efeitos de um sismo resultam em simultâneo da intensidade da acção sísmica e da vulnerabilidade
dos elementos expostos. Ou seja, o risco será tanto maior quanto maior for
o grau de violência com que se manifesta, bem como pela presença de
vários factores que, em conjunto, aumentam o seu grau de destruição: entre
outros, o número de edifícios com insuficiente resistência sísmica de raiz ou
em avançado estado de degradação, a grande densidade populacional, a
concentração de população em centros urbanos mais ameaçados e a expansão de infra-estruturas e equipamentos.
Em Portugal, destes factores de risco o mais determinante é a crescente
concentração demográfica e o surgimento permanente de novas infra-estruturas. Estudos recentes revelam que o nosso país tem mais 50% de área
urbana do que tinha há dez anos. O litoral, as áreas metropolitanas de
Lisboa, Porto e Algarve são as zonas onde o aumento de construções foi
mais significativo, e sabe-se que, a acontecer um sismo, ele seria mais
devastador nas zonas de Lisboa e Algarve.
A concentração nas faixas litorais é um fenómeno que vem dos finais
dos anos cinquenta. Uma deslocação interior-litoral que se manifestou num
crescimento urbano caótico, apoiado na permissividade das autoridades
perante a construção clandestina e desregramento da construção civil. Os
Municípios, ansiosos pela dinamização económica, não estavam preparados
técnica e cientificamente para planeamentos e inspecções rigorosas e, tudo
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PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
em conjunto, permitiu criar desordenamentos ambientais e económicos que
permanecerão vivos durante as próximas gerações.
Falta de planeamento e de ordenamento que teve consequências desastrosas, económicas, sociais e ambientais e que, em relação à construção
propriamente dita, resultou em duas sequelas fundamentais:
– Um parque clandestino de dimensão gigantesca nas zonas periféricas
dos grandes centros urbanos, em particular na área metropolitana de Lisboa
e no Algarve, e que nada abona à qualidade da construção existente;
– O surto de construção operado, insuficientemente fiscalizado e por isso
sem garantias de que tenham sido respeitadas na construção as disposições
regulamentares do projecto.
Para percebermos melhor a complexidade do problema, há muito pouco
tempo a AICCOPN (Associação dos Industriais da Construção e Obras
Públicas), num inquérito sobre engenharia sísmica e do seu impacto no imobiliário verificou que as 300 empresas que responderam concordam que a
qualidade final da estrutura construída depende fundamentalmente da competência e da motivação dos diversos intervenientes (projecto e construção).
Ou seja, a grande incidência da fiscalização das entidades municipais não
pode ser apenas sobre questões de natureza arquitectónica, deixando a
segurança estrutural como objecto de uma observação marginal.
Ora, como se sabe, em geral, não são os terramotos, só por si, que causam danos pessoais, mas sim os edifícios e outras estruturas construídas. Por
isso, a nossa atenção deverá centrar-se nas construções novas para que estas
garantam as condições legalmente estabelecidas, e nas mais antigas que
terão de ser reabilitadas e reforçadas na sua estrutura. E apesar do reconhecido risco sísmico existente, no nosso país não se pratica muito a ciência de
reabilitar estruturalmente os edifícios antigos (há cerca de um milhão).
Segundo estatísticas, a nível europeu 34% das construções são reabilitadas;
no nosso país apenas cerca de 4 a 5%. Só em Lisboa 64% dos edifícios
foram construídos antes da legislação anti-sísmica (a primeira legislação
anti-sísmica surgiu em Portugal em 1958 e actualmente está em vigor o
RSA – Regulamento de Segurança e Acções em Estruturas de Edifícios e
Pontes, publicado em 1983).
Aliás, é de justiça afirmar-se que não é por falta de capacidade técnica
no nosso país que este problema se pode equacionar. Portugal dispõe de
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E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
um Centro de Excelência em investigação sísmica, um dos mais avançados
do mundo, e tem disposições regulamentares extremamente exigentes ao
nível da construção anti-sísmica. Salienta-se ainda que foi recentemente
elaborada pelo LNEC uma proposta de colaboração com o Serviço Nacional
de Bombeiros e Protecção Civil com vista à divulgação do Simulador de
Cenários Sísmicos integrado no estudo do risco sísmico da Área
Metropolitana de Lisboa e concelhos limítrofes (ERS AML). No âmbito deste
Simulador, o LNEC desenvolveu e implementou a análise e processamento
da informação e os procedimentos para avaliação da acção e perigosidade
sísmica, e para a estimativa dos danos, em função de um dado cenário
sísmico pré-estabelecido.
Estas questões, em conjunto, remetem para a natureza do sector da
construção em Portugal e da qualidade do que se constrói.
O Governo tem-se empenhado no reenquadramento legislativo do
sector, de forma a promover uma legislação mais adequada à realidade
nacional.
O Novo Regime de Alvarás (DL n.o 12/2004, de 9 de Janeiro), que entrou
em vigor em Fevereiro último, regula a entrada e permanência das empresas de construção no mercado, com o objectivo de o tornar mais transparente e eficiente, e é um instrumento de combate às chamadas “empresas
informais” e à economia paralela.
Estão em curso dezenas de processos de reavaliação de empresas por
não cumprirem os requisitos de permanência na actividade, impostos por lei.
Um esforço que tem por base a convicção de que é a qualificação das
empresas o único estatuto que dá garantias aos investidores, segurança aos
trabalhadores e, em última análise, aos consumidores que vão usufruir dos
equipamentos públicos ou privados.
Por outro lado, neste quadro de contextualização legal da actividade da
construção, está a preparar-se o Código de Contratação Pública que irá transpor a Directiva 2004/18/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, de 31 de
Março de 2004, relativa à coordenação dos processos de adjudicação dos
contratos de empreitada de obras públicas, dos contratos públicos de fornecimento e de serviços, o que vai obrigar a uma reformulação do quadro legal
vigente em Portugal em matéria de contratação pública. Nesse âmbito serão
revistos o DL 59/99 – Regime Jurídico das Empreitadas de Obras Públicas, o DL
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197/99 – Regime Jurídico de Aquisição de Bens e Serviços e o DL 223/2001
Regime Jurídico dos Sectores Especiais (Água, Gás e Telecomunicações).
No âmbito do CSOPT – Conselho Superior de Obras Públicas e
Transportes – funciona desde 2 de Julho de 2004 uma Subcomissão de
Regulamentos de Segurança Contra Incêndios de forma a criar um diploma
que seja um “corpo único” legislativo de segurança contra incêndios para
todos os edifícios, e posteriormente serão criados regulamentos autónomos de acordo com as características próprias de cada um deles (habitações, escolas, hospitais...). Um trabalho que estará concluído até ao final
deste ano.
Também o RGEU tem já um novo projecto de regulamento.
No domínio da regulamentação, assumem particular importância os
denominados Eurocódigos. Aliás, Portugal tem a seu cargo o Secretariado
do Eurocódigo 8 que aborda as disposições para projectos de estruturas
sismo-resistentes. Os Eurocódigos Estruturais assumem a forma de normas
europeias, mantendo cada Estado-Membro a competência para a definição dos níveis de segurança específicos e dos aspectos com influência na
durabilidade e economia. Estes aspectos de competência nacional são
tratados nos Documentos Nacionais que cada Estado-Membro pode anexar a cada Eurocódigo e que dele farão parte integrante, podendo estes
Documentos abordar, ainda, matérias relativas ao enquadramento de cada
um dos Eurocódigos com a regulamentação nacional e com as normas
relevantes para a sua aplicação. Grande parte das normas encontram-se
concluídas e em aplicação em alguns Estados-Membros. Encontram-se,
nesta altura, publicados pelo IPQ, como normas portuguesas, 17 partes de
Eurocódigos. As partes publicadas correspondem aos Eurocódigos 1 a 8
relacionados com os conceitos gerais de segurança estrutural e ao projecto de edifícios. Embora os Estados-Membros não sejam ainda obrigados
a aplicar as normas, considera-se que é importante possibilitar, desde já,
a aplicação do novo normativo, a fim de ser leccionado nas várias Escolas
de Engenharia e de permitir ao meio técnico nacional adquirir progressivamente experiência na sua aplicação. A criação das condições para a
utilização dos Eurocódigos em Portugal dá também cumprimento a compromissos assumidos pelo nosso país em conjunto com os restantes
Estados-Membros.
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DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Neste sentido, o Governo pretende imprimir um carácter de urgência
em se proceder à publicação da legislação correspondente aos
Eurócodigos Estruturais, como alternativa à legislação em vigor sobre
projecto estrutural, nomeadamente o Regulamento de Segurança e
Acções para Estruturas de Edifícios e Pontes, Regulamento de Estruturas
de Betão Armado e Pré‑Esforçado e o Regulamento de Estruturas de Aço
para Edifícios.
Importa, pois, que o sector da construção se prepare para as alterações
económicas e sociológicas que já hoje são visíveis. Uma sociedade que valoriza cada vez mais a memória histórica das cidades e dos edifícios tornando
urgente e atractiva a requalificação urbana; uma sociedade da qualidade
de vida, cada vez mais exigente quanto ao ordenamento do território, à
defesa do ambiente e do património natural; uma sociedade do bem-estar
que prefere a defesa da paisagem aos atropelos de uma construção desordenada. Uma sociedade cada vez mais atenta à segurança e à qualidade da
construção. Vertentes que obrigam os diferentes agentes a prepararem-se
estrategicamente para esse mercado do futuro.
O mercado de reabilitação é um dos caminhos do futuro da construção
civil em Portugal, um segmento com enormes potencialidades e que as
empresas devem explorar cada vez mais. Repito, em Portugal, a actividade
da reabilitação na área da construção civil representa cerca de quatro a cinco
por cento do sector, ao passo que a média europeia se situa nos trinta e
quatro por cento. Na vizinha Espanha, o índice que representa o segmento
da reabilitação no sector da construção civil é de 23 por cento. No sentido
de criar condições para que a sociedade civil possa reabilitar o parque imobiliário degradado, o DL n.o 104/2004 aprova um regime jurídico excepcional
de reabilitação urbana para zonas históricas e áreas críticas de recuperação
e reconversão urbanística. Uma grande oportunidade para melhorar a resistência anti-sísmica dos edifícios existentes mais antigos e que não pode ser
desempenhada pelos municípios.
Para terminar. Naturalmente, não é só a resistência dos edifícios o único
elemento a ponderar quando se reflecte sobre a gravidade dos efeitos de
um sismo. Mas numa sociedade cada vez mais urbana é um dos principais
factores que determinarão o maior ou menor grau de danificação provocado,
caso aconteça. Só empresas de construção modernas, com estratégias mol-
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CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
dadas em função de um mercado mais selectivo e exigente e com capacidade técnica e financeira, poderão ser competitivas neste sector e capazes
de colocar no mercado construção de alta qualidade. O Governo pretende ter
um papel decisivo na modernização e eficiência desta área de actividade,
com um enquadramento legal mais adequado, maior cumprimento das obrigações legais, uma fiscalização mais eficaz e maior envolvimento dos agentes rumo à qualificação. Acreditamos que dessa forma as cidades
portuguesas estarão melhor defendidas perante a possibilidade de fenómenos sísmicos.
Formulo votos de bom trabalho a todos e agradeço a vossa atenção.
Muito obrigado.
021
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
1.ª Sessão
A SISMOLOGIA E A DINÂMICA PLANETÁRIA
[ Luís Mendes Victor |
Presidente do Instituto de Ciência da Terra e do Espaço
]
1 | Introdução: Objectivos da Sismologia
2 | O Conceito do conhecimento global do Planeta
3 | Sismicidade Histórica: Exemplos dos Sismos que mais afectaram o
Continente Português
4 | Estrutura da Terra
4.1 | Perfis de refracção/reflexão sísmica
4.2 | Projectos financiados pela comunidade Europeia:
IAM (Iberian Atlantic Margins)
DETWS [Destructive Earthquake and Tsunami Warning System]
GITEC Project [Genesis and Impact of Tsunamis on the European Coasts]
GITEC TWO [Genesis and Impact of Tsunamis on the European Coasts: Tsunami Warning and Observations]
BIGSETS [Big Sources of Earthquake and Tsunami in SW Iberia]
4.3 | Sismicidade a SW do Cabo de S. Vicente
4.4 | Perfis de reflexão sísmica – BIGSETS
4.5 | Mapa estrutural
5 | Sismologia Experimental em Portugal
6 | Sismicidade
7 | Modelação Global
8 | Telescópio Geofísico de Banda Larga para observar o interior planetário
9 | Desafios tecnológicos tário
025
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
1 | INTRODUÇÃO
O desenvolvimento tecnológico, operado nos sistemas de observação
geofísica planetária, possibilitou a elaboração de modelos globais de referência, fundamentais para o relançamento de novos alvos de investigação.
A elevada capacidade de processamento da informação foi e continuará
a ser o pilar das descobertas dos fenómenos que ocorrem no interior do
planeta. A resolução do problema inverso, em múltiplos domínios e particularmente em Sismologia, cuja expressão gráfica se tornou extraordinariamente eloquente, abre novas perspectivas de desenvolvimento do
conhecimento da dinâmica planetária.
Os principais objectivos da Sismologia centram-se:
I. na compreensão e modelação da estrutura da Terra desde a crusta
até ao núcleo interno;
II. no registo sistemático dos sismos provenientes de todos os azimutes
e fontes, qualquer que seja a distância percorrida pelas ondas sísmicas.
Se a dinâmica planetária é melhor alcançada pelo primeiro destes
objectivos, pelo segundo assegura-se uma importante contribuição nos
domínios da prevenção do risco sísmico.
2 | O CONCEITO DO CONHECIMENTO
GLOBAL DO PLANETA A PARTIR
DA ANÁLISE FENOMENOLÓGICA
O conhecimento global do planeta não
se pode dissociar da sua própria história. A
camada externa actual do planeta tem uma
espessura variável de cinco até poucas dezenas de quilómetros. O manto ocupa quase
metade do raio da esfera equivalente e
estende-se até cerca de 2 900 km de profun
didade. O núcleo, cuja composição essencial
é Ferro, tem uma camada fluída envolvente,
o núcleo externo, e uma parte sólida dentro de uma esfera de 1 225 km de raio,
aproximadamente 1/5 do raio da Terra esférica. FIG 01
026
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Os registos das primeiras tentativas do Homem para compreender ou
descrever o planeta perdem-se na antiguidade. No século III já os gregos
sabiam que a Terra era um globo finito e foram capazes de estimar a sua
circunferência. Desde então, a inteligência e a força do raciocínio foram
chamadas a entender os processos do planeta Terra e a explorar o seu
lugar no Sistema Solar
Na figura, a Terra é apenas a expressão dum logro, se não forem
introduzidos esclarecimentos complementares. Torna-se assim necessário
mobilizar a comunidade científica para se dispor da visão real do planeta,
introduzindo-se-lhe a parametrização e a dinâmica próprias.
3 | Sismicidade Histórica
Ao longo dos séculos vários sismos afectaram Portugal, sendo o de
1755 o mais devastador.
Os mais importantes, no período compreendido entre 309 e 1969,
estão referenciados na tabela:
Síntese dos sismos que mais afectaram o Continente
[dados de Martins e Mendes Victor, 1990]
027
Ano
Mês
Dia
Latitude
Longitude
Magnitude
309
2
22
37.00
-11.00
7.00
382
1
1
36.88
-10.00
7.50
1356
8
24
36.00
-10.70
7.50
1504
4
5
38.70
-5.00
7.00
1719
3
6
37.10
-7.00
7.00
1722
12
27
37.17
-7.58
7.80
1755
11
1
36.88
-10.00
8.50
1856
1
12
37.10
-8.00
6.00
1858
11
11
38.20
-9.00
7.20
1896
10
30
37.50
-8.20
5.00
1903
8
9
38.40
-9.00
5.50
1909
4
23
37.10
-8.90
3.00
1921
10
23
37.30
-9.20
4.30
1969
2
28
36.20
-10.60
7.50
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Para uma melhor compreensão dos vários sismos, apresentam-se por
ordem cronológica algumas descrições da época:
309
22 de Fevereiro – Antes de amanhecer ocorreu um espantoso terramoto
em Portugal e em toda a Europa. (Rodriguez, 1932)
382
Frei Bernardo de Brito, na Monarquia Lusitana, baseando-se em Amiano
Marcelino e em Laymudo, refere-se a um terramoto que causou grandes
danos na Sicília, Grécia e Palestina e também nas terras marítimas da Península
Ibérica. Submergiram-se ilhas situadas em frente do Cabo de S. Vicente, das
quais actualmente ainda existem vestígios, e esclarece “Laymudo faz grande
fundamento desta inundação do mar, referindo-se quase as formais palavras
do monge Eutrópio... a crescente do mar abriu algumas ilhas que antigamente
se povoavam... das quais ficaram no meio do mar algumas rochas que o
mar deixou descarnadas da terra, as quais se vê... principalmente no Cabo
de S. Vicente, onde ficaram uns pequenos sinais de certa ilha antiga... podemos conjecturar que nesta ruína pereceria a antiga ilha Eritreia que, segundo
Pomponio Mella, esteve na costa da Lusitânia”. (...)
(...) A existência de ilhas ao largo de S. Vicente é assinalada por Estrabão
nos seguintes termos: “o litoral adjacente ao promontório sagrado (Cabo
de S. Vicente) forma o começo do lado ocidental da Ibéria até à boca do
Tejo e o começo do lado meridional até à foz de outro rio chamado Anas
(Guadiana)...
Este cabo (promontório Sagrado) marca o extremo ocidente não só da
Europa, mas de toda a terra habitada... Artimidoro, que diz ter estado
naquele sítio, compara-o na forma de um navio; segundo ele, o que ainda
mais faz lembrar um navio é a proximidade das três ilhotas de tal modo
colocadas, que uma figura o esporão, e as outras duas com o duplo porto
assaz considerável que formam, figuram epótides do navio”. São estas as
ilhas que, segundo Eutrópio, desapareceram em consequência do sismo e
maremoto.
No que se refere à ilha Eritreia que Frei Bernardo de Brito “conjectura”
que tenha desaparecido por ocasião deste terramoto, não pode ser localizada com precisão, pois parece ter havido mais do que uma com o mesmo
nome. (Moreira, 1991)
028
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Moreira de Mendonça diz que neste ano houve um grande terramoto
“no qual padecerão muito as terras marítimas de Portugal. Subverterão-se
Ilhas, de que ainda ao presente apparecem algumas eminencias defronte
ao cabo de S. Vicente”. A zona epicentral talvez fosse o afundiamento em
oval lusitano-hispano-marroquino. No ano 345, antes da era cristã, o mesmo
autor diz que houve grandes terramotos de terra em Espanha, tendo-se
submergido uma parte da ilha de Cadiz e, portanto, talvez a zona epicentral tivesse sido no mesmo afundimento. (Sousa, 1919)
Neste ano houve terramotos por quase todo o mundo, sofrendo muito
as costas marítimas de Portugal. Apareceram e desapareceram ilhas, das
quais ainda existem alguns vestígios frente ao Cabo de S. Vicente. (Rodriguez,
1932)
1356
No dia 24 de Agosto, Quarta-feira, pouco antes do pôr do Sol houve
um grande terramoto em toda a Península que provocou o badalar dos
sinos das igrejas e abriu de alto a baixo a capela-mor da Sé de Lisboa
que poucos dias antes se acabara de edificar por ordem de el-rei D. Afonso
IV. Esta capela já tinha sido destruída pelo terramoto de 1344. (...)
(...) Este terramoto provocou grande pânico e destruições em Espanha,
especialmente na Andaluzia. Em Sevilha houve estragos na torre da catedral
(Giralda) e em Córdova também houve destruições, tendo morrido muitas
pessoas e arruinaram-se bastantes igrejas. Ayala (1591) diz que “houve um
terramoto em dia de S. Bartolomeu, caíram as manzanas que estavam na
torre de Santa Maria de Sevilha, e tremeu a terra em muitos lugares do reino
e fez grande estremecimento no reino de Portugal e do Algarve”. (...)
(...) Não se encontrou todavia qualquer referência a maremoto provocado por este sismo. (Moreira, 1991)
1504
(...) No dia 5 de Abril um sismo com epicentro na região de Carmona
(Espanha) causou aí grandes destruições, arruinando a catedral e outras
igrejas, além de muitas casas, e causou a morte de muitas pessoas. Este
sismo parece ter causado destruição no Algarve.
Navarro Neuman, Montandon (1953) e Ferreras (1724) referem todavia
que, em Portugal, os abalos ocorreram no fim do Outono. Alguns autores
referem-se ainda a réplicas durante o ano de 1505. (Moreira, 1991)
029
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Em 5 de Abril de 1504 – Deu-se neste dia um grande terramoto, cujos
efeitos são principalmente conhecidos na região sísmica de Sevilha, em Sevilha,
Alcalá, Los Alcores, Carmona, Tocina, Lora del Rio. Este terramoto foi muito
extenso, sendo sentido em quási toda a Espanha, como em Medina del Campo,
Murcia, etc., ao N. de Marrocos; mas não pude obter dados precisos sôbre os
seus efeitos em Portugal, principalmente no Algarve, de modo que pode
considera-lo como submarino e partindo do mesmo afundimento ao S. do
Algarve que o de 1755. Apenas Moreira de Mendonça diz que, em 1504,
foram tão violentos os terramotos em Portugal, “que subverterão povoações
inteiras, e fizerão andar a gente fugitiva pelos montes”. (Sousa, 1919)
No dia 5 de Abril do ano de 1504, Sexta-feira Santa, entre as nove e as
dez, a terra tremeu em Espanha, foi o maior terramoto da Andaluzia, e foi
tão grande o espanto que as pessoas caíram por terra, ficaram fora de si.
Foi ouvido um grande ruído, todos os edifícios, fortalezas, igrejas e casas
estremeceram. Foi muito destruidor no Algarve e muito violento no N. de
Marrocos, Málaga e Granada, todavia notado em Murcia. (Rodriguez, 1932)
1719
Em 6 de Março de 1719, pelas 5 horas da manhã, sentiu-se em Portugal
um forte tremor de terra, mais intenso no sul do País. Em Portimão, as
pessoas levantaram-se das camas descompostas. A abóbada da Igreja do
Colégio dos Padres da Companhia abriu fendas, assim como a Torre sineira
da Igreja Matriz.
Todas as casas tiveram danos, especialmente as mais altas. Em Lagoa
o abalo teve intensidade semelhante, assim como em Ameixoeira,
Carregação e Estombar. No lugar dos Escontos, situado a meia légua de
Portimão, morreram 3 mulheres de susto.
O abalo, que foi acompanhado de forte ruído subterrâneo, foi também
sentido em Lisboa, onde não causou prejuízos. (Moreira,1991)
Em 6 de Março de 1719 – Obtive deste megasismo a seguinte descrição (Anno Historico. Diario Portuguez, tom. I, fl. 400):
“Neste dia 6 de março do anno 1719, hum quarto antes de nascer o
Sol, padecendo a Lua eclipse na Villa de Portimão do Reyno do Algarve,
pela parte do mar, hum ruido horrivel, e a terra padeceo hum formidavel
terramoto por trez, ou quatro minutos, no qual tempo os moradores da
dita Villa tiverão huma tal consternação, que decompostos sahirão de suas
030
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
cazas, procurando fugir ao perigo. Huma das torres da muralha, as abobedas das Igrejas, e as cazas padecerão alguma ruina, especialmente as
mais altas, e de mais fortaleza. O mesmo experimentárão os moradores
dos lugares da Ameixoeira, Carregação, Estombar, Lagoa de alem do Rio,
e particularmente o ultimo. No dos Escontos, meya legoa da dita Villa, e
já termo da de Alvor, atemorizou tanto os visinhos, que morrerão algumas
pessoas de susto”. (Sousa, 1919)
No dia 6 de março de 1719 houve um tremor de terra que arruinou
muitos edifícios de Lagos. (Rocha, 1991)
6 de Março – Um quarto de hora antes do Sol nascer sentiu-se no reino
do Algarve, região de Vila Nova de Portimão, Lagos, um ruído subterrâneo
ao que se seguiu um formidável terramoto que durou 3 ou 4 minutos. O
pânico foi geral, saindo os habitantes para o campo. Uma das torres da
muralha, as abobadas das igrejas e muitas casas ficaram em ruínas. O
fenómeno sentiu-se em vários lugares próximos e morreram algumas
pessoas. (Rodriguez, 1932)
1722
Em 27 de Dezembro, entre as 5 e as 6 da tarde, sentiu-se em Portugal
um forte tremor de terra, mais intenso no sul do País. Foi sentido fortemente do Cabo de S. Vicente a Castro Marim e provocou estragos em
Loulé, Tavira, Faro, Albufeira e Portimão. Houve muitos mortos, edifícios
destruídos e muitas casas ficaram inabitáveis. (Moreira, 1991)
Em 27 de Dezembro de 1772 – “Algarve. Villa Nova de Portimão 3 de
Janeiro. Das 5 para as 6 horas da tarde do dia 27 de Dezembro se sentio
nesta Villa hum tremor de terra, que não durou mais espaço que o de
huma Ave Maria; mas tam violento, que fez hum grande abalo, e se
abrirão algumas fendas na abobada da Igreja do Collegio, estallando algumas pedras das tribunas e portas. O mesmo padeceo a Igreja, e mais
officinas do Convento dos Capuchos, onde se tocarão per si as campainhas,
que costumão estar junto aos altares. Tem-se noticia de vir correndo este
movimento desde o Cabo de S. Vicente, e de se ir dilatando pela extensão
do reino: experimentando-se maior violência nas Villas de Albufeira, e
Loulé, e nas cidades de Faro e Tavira. (...)”
Segundo Moreira de Mendonça, “padeceo o Reyno do Algarve hum
Terramoto fatalissimo, que durando pouco mais espaço, que o de uma
031
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Ave-Maria, forão tão grandes os abalos, que causou muitos estragos. Em
Villa Nova de Portimão, ficarão arruinadas a Igreja do Collegio da Companhia,
e a Igreja do Convento dos Capuchos. Em Tavira acabou como hum horroroso trovão, cahirão 27 moradas de casas, a as mais ficarão arruinadas.
No rio se apartarão as agoas, de forma, que huma Caravella, que por elle
hia sahindo ficou em seco por muito tempo. O Convento de S. Francisco
ficou muito arruinado. Em Faro cahirão muitas casas, em que morreu
alguma gente, ficando as mais abertas. O mesmo sucedeu á Torre da Igreja
Cathedral, na qual fez o movimento de tocar os sinos.
No Anno Historico vem a seguinte descrição deste megasismo:
“No mesmo dia 27 de dezembro, anno de 1722, houve no Reyno do
Algarve hum grande, e violento tremor da terra, que pricipiando do Cabo
de S. Vicente correo, e se dilatou por aquelle Reyno. Experimentarão mayor
estragos, e violencia as Villas de Villa nova de Portimão, Albufeira, Loulé,
e as cidades de Faro e Tavira, com morte de muitas pessoas, e da admiração de todas, com a ruina de Igrejas, Conventos, torres, muralhas, e de
innumeraveis casas, que ou ficarão totalmente caidas ou abertas, e inhabitaveis“. (Sousa, 1919)
No dia 27 de dezembro de 1722, das 5 para as 6 horas da tarde, houve
novo tremor de terra, que começando no cabo de S. Vicente, se estendeu
por todo o reino, destruindo innumeraveis edificios e fazendo muitas victimas, principalmente em Lagos, Portimão, Albufeira, Loulé, Faro e Tavira.
(...) (Rocha, 1991)
27 de Dezembro – Teve lugar no Algarve oriental, entre as 17h e as
18h, um terramoto que parece ter-se propagado segundo a linha sismotectónica Albufeira-Estoy-Tavira-Vila Real de Santo António-Castro Marim,
ao largo da costa, linha que Pereira de Souza assinalou a propósito de
outros abalos sísmicos. Houve alguns mortos e edifícios destruídos. Pode‑se
notar que Tavira teve a intensidade X, Faro IX, Loulé e Lagos VIII, Vila Nova
de Portimão VII. (...) (Rodriguez, 1932)
1755
No dia 1 de Novembro pelas 09h30 min ocorreu um dos maiores sismos
que têm afectado a Península Ibérica; a sua elevada magnitude (8,75-9) e
a enorme superfície macrossísmica situam-no entre os maiores sismos conhecidos a nível mundial. Pela intensidade que atingiu Lisboa é talvez o maior
032
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
sismo que afectou a cidade. O maremoto que provocou foi também um dos
maiores que têm afectado Portugal Continental e a Península Ibérica só
comparável aos que ocorreram em 60 a.C. e 382 d.C. (...)
(...) No Algarve o maremoto foi muito violento. Na ponta da
Arrifana, promontório situado a norte do cabo de S. Vicente, o mar
destruiu um forte situado à cota de 60 metros. Em Sagres, o mar
galgou as falésias que têm cerca de 30 metros de altura e transportou para dentro das muralhas peixes e grandes pedras, tendo arrancado os matos na retirada.
Para leste de Sagres, as fortalezas da Balieira e do Zavial ficaram destruídas. Em Lagos, o mar entrou pelo vale da ribeira de Bensafrim e elevouse até à parte superior das muralhas da cidade (cerca de 11 metros) e
destruiu-as nalguns locais. As águas penetraram em terra até mais de meia
légua, transportando pequenas embarcações e devastando culturas. (...)
(...) O intervalo de tempo entre o início do terramoto e a chegada do
maremoto foi de 6 a 7 minutos no Algarve e 15 minutos na Cruz
Quebrada.
A intensidade do maremoto foi maior no Algarve do que no resto do
País. (...)
(...) O abalo principal foi seguido por grande número de réplicas, no
próprio dia e nos dias seguintes. No dia 1 de Novembro as réplicas principais ocorreram cerca das 11 horas e às 15h30 min.
Em 8 e em 15 de Novembro houve novas réplicas que sobressaíram,
mas as mais importantes ocorreram em 11 de Dezembro pelas 4 horas da
manhã e em 21 de Dezembro pelas 9 horas da manhã. (Moreira, 1991)
1 de Novembro – o terramoto ocorrido neste dia foi um dos maiores
registados na Península Ibérica, comparável ao de 26 de Janeiro de 1531
em Lisboa, mas com uma área macrossísmica mais extensa, que avaliou
Mr. Reid em 16 milhões de quilómetros quadrados; foi sentido em toda
a Europa e em algumas zonas de África, causou numerosas vitimas, mais
do que pelas oscilações terrestres do sismo e suas consequências, devido
ao maremoto que se seguiu. Dá-se o nome de terramoto de Lisboa, porque foi aqui que se deram os danos mais impressionantes, caindo em
ruína grande parte da mesma e causando a morte de, pelo menos, 4000
pessoas. (Rodriguez, 1932)
033
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
1856
No dia 12 de Janeiro, cerca das 12 horas, um importante abalo sísmico
afectou o sotavento algarvio. Em Loulé o abalo foi precedido por um estrondo
semelhante ao de um trovão. O abalo, embora de curta duração, causou
importantes estragos, ruiram 100 casas e alguns feridos, além da morte de
duas pessoas em Tavira, sepultadas de baixo das ruínas de uma casa. Em
Loulé e arredores sofreram estragos quase todos os edifícios salientando-se,
na vila, a igreja Matriz e a igreja de S. Nicolau. O abalo foi seguido por
réplicas tendo parte da população abandonado a Vila. No campo, abriram-se
fendas no solo que chegaram a sorver algumas arvores. Em Faro houve
estragos consideráveis, especialmente no edifício do governo civil e no
zimbório da igreja da Misericórdia. Em Olhão houve também importantes
estragos. O abalo foi sentido em Lisboa com pequena intensidade mas, no
Terreiro do Paço, algumas pessoas fugiram para a rua. Aí, descaiu um torreão
construído sobre estacaria e abriu fendas na abóbada da arcada.
Foi sentido em Setúbal e, em Espanha, há informações de ter sido
sentido em Madrid e em Sevilha.
Este sismo foi precedido de abalos preliminares a partir das 3 horas
do dia 11 e foi seguido de algumas réplicas sentidas pela população nas
2 horas que se seguiram ao abalo principal. (...) (Moreira, 1991)
12 de Janeiro de 1856 – Houve um tremor de terra no Algarve, que
se fez sentir principalmente em Loulé. (Sousa, 1919)
12 de Janeiro – às 11h 20m, sentiu-se em Loulé (Algarve, Portugal)
um terramoto importante, que derrubou algumas casas. A terra abriu-se,
sepultando algumas árvores.
Num espaço de três quartos de hora repetiram-se cinco sacudidelas;
mas com menor violência. Ouviram-se fortes ruídos subterrâneos.
Em Faro, Albufeira e Tavira houve danos importantes. Em Lisboa, à
mesma hora, sentiram-se duas sacudidelas. Em Sevilha, pelas 11h 52m,
ocorreu uma sacudidela que durou 20 a 23 segundos. (Rodriguez, 1932)
1858
No dia 11 de Novembro, pelas 7h 15min, ocorreu em Portugal um dos
abalos mais importantes que têm afectado o território do continente.
Situou-se o seu epicentro na região de Setúbal, provavelmente no mar, e
foi sentido em todo o País.
034
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Foi precedido de abalos preliminares que se iniciaram às 6 horas. (...)
(...) Em Alcácer do Sal todas as casas sofreram estragos e uma das
velhas torres do castelo desabou em grande parte. Em Santiago do Cacém
todos os prédios ficaram abalados e com ruínas consideráveis.
Em Sines caíram algumas casas e as restantes ficaram inabitáveis. A
muralha do castelo rachou de alto a baixo e em Santo André abriram-se
fendas no solo. Melides ficou quase arrasada. Em Lagos caíram algumas
casas de construção mais débil e agitaram-se as águas da baía.
(Moreira, 1991)
11 de Novembro – Ocorreram em Portugal, durante este ano, vários
terramotos, sendo o mais importante o deste dia, não só pela sua extensão, pois afectou também grande parte de Espanha, mas pela sua intensidade, que alcançou a região epicentral, segundo Choffat, o grau X ou
IX (R.F).
Constou de quatro séries de sacudidelas, a primeira série, às 6h, em
Lisboa; a segunda e mais importante, às 7h30m, em Setúbal e às 7h e
15m, em Lisboa, com 8 s de duração; a terceira série, às 9h15m, em
Setúbal, e quarta série, às 11h, em Lisboa. (...)
(...) Sofreram-se muitos danos em Portugal, Setúbal, só se salvou um
edifício. Também o sentiram com grau X ou IX: Azeitão, Sesimbra e Alcácer
do Sal; com VIII: Sines, Santiago do Cacém, Évora, Montemor-o-Novo,
Almada, Lisboa, Sintra, Sacavém, Leiria, Alqueidão, St.o Amaro, Tomar,
Borba, Algarve, Faro, Lagos; com VII: Tavira, Olivarez, Mafra, Cartaxo,
Santarém, Abrantes, Coimbra; com VI: Aveiro; Oliveira-de-Arenas, Porto,
Braga, Caminha, Valença do Douro; com V: Vila Real. Em Espanha, em
Sevilha, sentiu-se às 7h40m e foi de grau IV, e em Cáceres o grau VI. (...)
(Rodriguez, 1932)
1896
Em 30 de Outubro, cerca das 8h 50 min da manhã, foi sentido um
forte abalo de terra no Algarve. (Moreira, 1991)
30 de Outubro – Pelas 8h 50m ocorreu um tremor bastante forte no
Algarve. (Rodriguez, 1932)
1903
No dia 9 de Agosto, cerca das 22h10 min, foi sentido um abalo de
terra em quase todo o País. Em Espanha foi sentido na parte sul da
035
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
província de Badajoz, em Huelva, Sevilha e Valladolid. Em Portugal
provocou fendas nas paredes nalguns locais e em Mafra fez tocar os
sinos grandes. No Algarve produziu alguns estragos em Portimão, Silves
e Monchique. Este sismo foi estudado por Choffat (1904). (Moreira,
1991)
9 de Agosto – Pelas 22h e 10m 10s ocorreram em Lisboa dois abalos,
separados com uma pausa de 2s; depois outras três, a primeira durou uns
3s, a segunda 10s e a terceira 7 a 8s. A intensidade do fenómeno pode
fixar-se em VII (E.M.). (...) (Rodriguez, 1932)
1909
23 de Abril – (...) Villa do Bispo, IV; Sagres, III a IV; Senhora da Luz, IV;
Bemsafrim, III; Lagos e Alvor, IV a V; Portimão IV; Lagoa, V; Silves IV?;
Algoz, IV ou V?; Guia III a IV. Depois de uma interrupção de 24 quilómetros,
seguem: Querença III a IV; Faro e Estoy, V; S. Braz, Olhão e Moncarapacho,
IV; Santa Catharina, II; Tavira, VI; e Vila Real, V a VI.
A intensidade não atingiu VI, senão na extremidade oriental, Tavira e
Vila Real (?), onde se produziram algumas fendas que não atravessaram
as paredes. Outras fendas ainda menos importantes foram registadas em
Lagos, Faro e Estoy.
Contudo, em algumas localidades manifestou-se um certo panico, nomeadamente em Portimão.
O sr. Paroco da Guia informa que bem poucas pessoas da sua
freguezia deram pelo sismo, apesar de terem rangido os madeiramentos!
Não se tornam evidentes as relações entre a natureza do solo e a
intensidade, visto que Lagos e Estoy, assentes sobre rocha solida, soffreram
tanto como Portimão e Faro, que assentavam sobre o Pliocenico. Tavira e
Villa Real, em parte sobre aluviões e areias, não vão alem do indice VI.
(...) (Bensaude e Choffat, 1912)
1921
23 de Outubro – Nesta data deu-se um sismo no Algarve ocidental
pelas 12 horas e 30.
Foi sentido em Odeceixe, Bordeira e Carrapateira, onde parece ter tido
o grau V. Foi também muito sentido em Lagos, mas com menor intensidade
(IV), e em Faro levemente (III).
036
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Este abalo de terra é muito interessante, porque vem confirmar a linha
sismo-tectonica Bordeira-Aljezur-Odeceixe, revelada no terramoto de 1 de
Novembro de 1755. (Sousa, 1922)
1969
Lagos – Na Zona de S. José, próximo do quartel, um casal, ao arrastar
os filhos para a rua, mal puseram os pés fora da porta, a casa desabou,
ficando reduzida a um montão de ruínas. Este desabamento deve-se ao
facto de ter caído uma parede de um prédio contíguo, mas mais alto. As
igrejas de S. Sebastião e Santa Maria, e ainda a igreja das freiras, e o
monumento nacional que é a igreja de Santo António sofreram bastantes
danos. Na igreja de Santa Maria caiu a cruz de Cristo. Na Praça de Armas,
na escola Conde Ferreira a platibanda e a pedra trabalhada onde estava
suspenso um sino caiu, arrastando tudo na queda. Há muitas casas danificadas, com fendas.
Em Bensafrim há cerca de 30 casas derrubadas e também Vila do Bispo
sofreu muitos danos. No Hotel Golfinho a garrafaria estava mais ou menos
inutilizada e os vinhos derramados pelo chão, bem assim como nalguns
estabelecimentos comerciais. Na casa Trindade, de loiças, há a registar
muitos prejuízos, pois partiu-se muita loiça.
In Diário de Notícias do dia 28 de Fevereiro de 1969.
4 | ESTRUTURA DA TERRA
A Terra pode ser descrita em termos das distribuições das suas propriedades físicas.
As configurações, que resultam das observações dos sistemas geofísicos, podem cartografar-se e informar das:
– Velocidades e propagação das diferentes fases sísmicas
– Densidades
– Temperaturas
– Susceptibilidades magnéticas; magnetizações
– Resistividades
– Emanações e materiais radioactivos.
O objectivo da exploração geofísica é reconstruir a estrutura da Terra,
a partir dos dados recolhidos à sua superfície, acima ou abaixo do solo.
037
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
4.1 | Perfis de refracção/reflexão sísmica
Primeiros perfis
Os primeiros perfis de refracção/reflexão
grande ângulo foram realizados no início da
década de 70 no Sul e orla ocidental de
Portugal graças a um esforço conjunto das
instituições nacionais em cooperação com
os Institutos Geofísicos da U. de Karlsruhe,
de Paris, de Estrasburgo e a ETH de Zurique.
Os resultados obtidos forneceram as primeiras imagens da estrutura profunda da crusta
em dois domínios do Maciço Ibérico, a Zona
Sul P
No século passado, a partir dos anos 70,
foram executados trabalhos de pesquisa
sísmica no território de Portugal
Continental. Na carta estão assinalados os
perfis executados com sinais gerados em
terra e no mar por explosivos.
Localização
aproximada das
primeiras
sondagens
sísmicas
profundas
realizadas nos
anos 70 no
SW da Península
com a
apresentação
das velocidades
sísmicas em
profundidade
Perfil Peniche-Montemor
No ano de 1978 um conjunto de rebentamentos foi registado ao longo
da linha Peniche-Montemor com uma orientação aproximada NW-SE.
Pretendia-se com este perfil obter um modelo para a estrutura profunda
da crusta sob a bacia Lusitânia numa região que havia sido afectada por
sismo destruidor em 1909 (Benavente).
038
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Localização
aproximada do
perfil Peniche
‑Montemor com
a interpretação
da secção até
40 km de
profundidade
A campanha do Alentejo
Em 1979 foi registado um grande número de perfis de refracção/reflexão
grande ângulo no sul de Portugal em torno da falha da Messejana.
Pretendeu-se com este estudo obter uma imagem a três dimensões
da estrutura da crusta nas zonas Sul Portuguesa e Ossa Morena que permitisse detectar as variações na espessura.
Localização
aproximada dos
perfis realizados
durante a
campanha do
Alentejo de
1979 e do
Alqueva de
1981
Campanhas no Norte de Portugal
Em 1981 foram registados dois perfis sísmicos de refracção realizados
na região do maciço de Morais. Com um comprimento curto (60km) pretendia-se determinar a estrutura da crusta superior de forma a contribuir
para a resolução da questão sobre a origem superficial ou profunda dos
maciços máficos e ultra-máficos da sub-zona de Galiza e Trás-os-Montes.
A interpretação destes perfis (Hirn et al., 1982) revelou uma velocidade
elevada para o maciço (6.4km/s) que no entanto se encontrava limitada
em profundidade, confirmando assim que se trata de uma estrutura sem
raiz profunda. A velocidade estimada para a crusta superior “normal” do
para-autóctone foi de 5.8km/s.
039
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Localização aproximada dos perfis
registados nas campanhas de Minho
e Trás-os-Montes e da Galiza em
1981 e 1982
4.2 | Projectos financiados pela Comunidade Europeia
O projecto ILIHA-DSS
O projecto ILIHA (Iberian Lithosphere Heterogeneity and Anisotropy) foi
concebido como um projecto em grande escala para estudar a heterogeneidade (lateral e vertical) e anisotropia da litosfera sub-crustal no domínio varisco na Península Ibérica (Paulssen, 1990). Uma das componentes
deste projecto consistiu na realização de um conjunto de perfis sísmicos
de refracção/reflexão grande ângulo, a experiência DSS (Deep Seismic
Sounding). Foram feitos registos de vários rebentamentos efectuados nas
extremidades e interior de 6 linhas de grande comprimento (600 a 1000km)
dispostas grosseiramente de forma a se obter na região central do Maciço
Ibérico uma cobertura da litosfera superior segundo diversos azimutes.
Localização aproximada dos pontos
de tiro e linhas de registo ocupadas
durante a campanha ILIHA-DSS.
Indicam-se também as posições
das estações de banda larga NASR
ocupadas durante o projecto ILIHABBS. O mapa base é o esboço do
mapa morfo-estrutural da Península
Ibérica (adaptado de Ribeiro et al.,
1979).
1 – bacias;
2 – orlas e cadeias moderadamente
deformadas;
3 – cadeias alpinas;
4 – soco varisco;
5 – pontos de tiro;
6 – estações NARS
040
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Localização
aproximada
dos perfis
registados
na campanha
do ILIHA
e alguns dos
perfis
significativos
que foram
reinterpretados
recentemente
A Campanha IAM
O projecto IAM (Iberian Atlantic Margins)
foi desenvolvido para estudar a estrutura
profunda das margens continental e oceânica que rodeiam a costa Atlântica da
Península Ibérica essencialmente através da
aquisição de 3500 km de perfis sísmicos de
incidência vertical. Os disparos dos canhões
a ar de grande capacidade produzidos
Localização esquemática das linhas
sísmicas de reflexão vertical
realizadas durante a campanha do
IAM. A cheio assinalam-se os
segmentos que foram registados
em terra como perfis de refracção/
reflexão grande ângulo, segundo o
programa coordenado pela UL. Estão
assinaladas as posições das
estações em terra e no mar (OBS’s)
durante a campanha foram registados por
estações móveis em terra e OBS’s (Ocean
Bottom Seismometer) no mar dando origem
a um grande número de perfis de refracção/reflexão grande ângulo.
Projectos Gitec [Genesis and Impact of Tsunamis on the European
Coasts], Gitec-Two [Genesis and Impact of Tsunamis on European
Coasts: Tsunami Warning and Observations], Bigsets [Big Sources of
Earthquake and Tsunami in SW Iberia]
A proposta da estrutura tectónica da região SW por Tortella et al. (1997)
foi um dos argumentos para desencadear o vasto programa de pesquisas
que se seguiu.
041
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Sismicidade 1995-1997
Sismicidade a SW do Cabo de S. Vicente
042
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Perfis de Reflexão Sísmica
Mapa estrutural da área em estudo.
As falhas activas estão
representadas por linhas contínuas
com blocos negros, as inactivas têm
apenas pequenos triângulos
sobrepostos. PSF – Falha Pereira de
Sousa; MPF – Falha Marquês de
Pombal; TTR–10 – Falha detectada
pelos cruzeiros com o mesmo
nome. A posição dos perfis MCS
do projecto BIGSETS indica-se pelas
linhas ponteadas.
[Em L.Mendes-Victor et al., 2003, Progresses
in the Assessment of Tsunami Genisis and
Impacts Around the Portuguese Coasts. XXV
General Assembly of IUGG, Sapporo – Japan]
043
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Ruptura principal do sismo de 1755, segundo trabalhos executados no âmbito do Projecto BIGSETS
5 | Sismologia Instrumental em Portugal
A sismologia instrumental apareceu em Portugal no início do século
XX e durante sete décadas sofreu uma considerável evolução impulsionada
pela ocorrência de alguns sismos.
Quando, no dia 23 de Abril de 1909, ocorreu um sismo em Benavente,
a rede sísmica portuguesa apenas estava equipada com um pêndulo horizontal de Milne, instalado no observatório da Universidade de Coimbra.
No IGIDL, em Lisboa, no dia 10 de Janeiro de 1910, decidiu-se instalar
três sismoscópios Agamemnon (Penhas Douradas, Évora e Lagos) e um
sismógrafo vertical Mainka (Lisboa), para uma melhor cobertura sísmica
do território nacional. Entre 1913 e 1914, dois sismógrafos Wiechert de
três componentes foram adquiridos embora tenham sido apenas instalados
em Lisboa em 1919. Coimbra foi equipada com um sismógrafo equivalente
entre 1915 e 1926.
Em 1920/1921 o Observatório do Infante D. Luís (Universidade de
Lisboa) publicou os primeiros resultados da análise dos sismogramas obtidos pelas estações sísmicas.
A partir de 1946, a rede sísmica nacional passou a ser coordenada por
uma nova instituição criada para apoiar as observações geofísicas e
meteorológicas de Portugal, o Serviço Meteorológico Nacional (SMN). Entre
1946 e 1969 novos sismógrafos foram instalados nos três Institutos
Geofísicos (Lisboa, Porto e Coimbra).
Após o sismo de 28 de Fevereiro de 1969 a rede sísmica nacional
melhorou significativamente. Até àquela data apenas os Institutos Geofísicos
044
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
das Universidades tinham tido capacidade para actualizar os seus sismógrafos; em Coimbra havia um sismógrafo electrónico de curto período e
no Porto, desde 1957, um sismógrafo Sprengnether idêntico ao instalado
no Instituto Geofísico do Infante D. Luís (IGIDL) desde 1954.
Em 1963, uma estação sismográfica da rede “World Wide Seismic Station
Network” (WWSSN) foi instalada no Instituto Geofísico da Universidade do Porto.
Em 1970 o SMN instalou uma estação sísmica de curto período em
Faro e em 1975 outra em Manteigas.
No ano de 1976, para substituir o SMN foi criado o Instituto Nacional
de Meteorologia e Geofísica (INMG), actualmente Instituto de Meteorologia
(IM). Nesse ano, foram instalados pelo INMG cinco sismógrafos (Monchique,
Moncorvo, Portalegre, Montemor-o-Novo e Monte Figo-Faro).
Em 1977, o Instituto Geofísico do Infante D. Luís, em colaboração com
o Centro de Geofísica da Universidade de Lisboa (CGUL), melhorou o equipamento existente e instalou novos sismógrafos. Em 1987, a mesma colaboração permitiu a utilização
de estações sísmicas digitais
em Lisboa, Almeirim e Fóia.
Em 1991 um novo Centro
de Geofísica foi criado na
Universidade de Évora, com
o apoio do “Programa
Ciência” (co-financiado pela
Comunidade Europeia).
Actualmente, Portugal
Continental dispõe de uma
rede sísmica digital, constituída pelas estações representadas na figura, cujos
dados são transmitidos via
telefónica para Lisboa. Os
dados obtidos por esta rede
são complementados com os
dados provenientes de redes
locais e regionais.
Rede Sísmica de Portugal Continental
045
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Sismicidade histórica e instrumental de Portugal
Continental
-63 a 2000
Magnitudes na Escala Richter
Algarve e região
adjacente.
Sismicidade no
período
1/1/1961 –
29/2/2004
046
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Sismicidade de Portugal Continental:
Janeiro 2002-Agosto 2004
Carta de Isossistas de Intensidades Máximas
6 | Sismicidade
No século passado o reconhecimento do valor da cooperação internacional, para se assegurarem observações globais, determinou a organização de dois grandes projectos globais (nos anos 30 o Ano Internacional
Polar e nos anos 50 o Ano Geofísico Internacional). Obtiveram-se então
longas séries de observações em locais da Terra onde eram insuficientes
os dados para compreender o comportamento das geoesferas fluída e
sólida. O êxito destes programas motivou o aparecimento de Observatórios
Multidisciplinares permanentes e a criação de um sistema internacional
de permuta e arquivo de dados. Todavia, em mais de 2/3 da superfície
do planeta não existem sistemas de aquisição permanente dos parâmetros
geofísicos essenciais.
7 | Modelação Global
A investigação desenvolvida para descrever a estrutura da Terra, em
termos globais, acaba por deparar com a fronteira núcleo-manto, onde
importantes transições de fase e trocas de energias ocorrem ao longo
dessa descontinuidade. Os processos dinâmicos e químicos, que aí se
047
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
desenvolvem, influenciam fortemente a convecção no manto, a formação
de plumas, a variação secular do campo magnético terrestre e possivelmente as inversões de polaridade, assim como as variações de grande
comprimento de onda do campo gravítico e a própria evolução química
da Terra.
Portanto, da pesquisa dos processos tectónicos e vulcânicos, que estão
intimamente relacionados, será possível responder a estas questões. O
crescimento do sistema de falhas na região axial das cristas oceânicas,
normal e possivelmente associado a microssismos, pode proporcionar uma
alimentação contínua de rochas cristalinas quentes, que constituirão a fonte
de calor para uma circulação hidrotermal estável de longa duração.
De forma idêntica, o aparecimento de novos sistemas de fissuras em
unidades vulcânicas pode provocar o aparecimento de episódios devido à
deformação frágil da crusta superficial.
A ligação entre a sismicidade (à escala global) e os estudos geodinâmicos deve responder a questões científicas fundamentais, tais como:
• As subidas de energia no manto, sob forma de plumas, por debaixo
das cristas, são passivas, derivando do movimento de placas, ou são activas, resultando dum fluxo de material flutuante?
• As subidas são bi ou tridimensionais? Serão as plumas suficientemente
extensas para que a sua identificação seja possível?
Nas figuras seguintes estão apresentados os esquemas de circulação
interna bi-celular e mono-celular.
A compreensão da natureza e da escala dos fluxos de energia é essencial para a modelação de todos os processos terrestres activos. A determinação das velocidades e da propagação sísmica, da atenuação das ondas
048
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
e das características anisotrópicas respectivas, até à
profundidade de várias centenas de quilómetros, por
debaixo das cristas médias
oceânicas, são essenciais
para constranger os modelos
de fluxos de energia e de
transporte de materiais fundidos.
É possível estabelecer a
ligação entre os fluxos no manto superior e no manto profundo?
Para responder a esta questão a comunidade sismológica (IRISIncorporated Research Institutions for Seismology, FDSN-Federation of Digital
Broadband Seismograph Networks, etc.) tem-se debruçado com grande
empenho desde as últimas décadas, procurando obter coberturas globais,
com a participação de centros especializados de recolha, validação e arquivo
de dados (ISC, EMSC, ORFEUS, NEIC, etc.), e intensa investigação científica
(Harvard, Berkeley, Paris, Oxford, etc.).
Todavia, as questões que se formulam para a compreensão dos processos e dos sistemas geofísicos devem ainda compreender as parametrizações seguintes:
I. Quantificação das trocas instantâneas de calor, de volume fluído e
de massa bioquímica entre os sistemas hidrotermais e o oceano, em
escalas espaciais várias (desde metros na escala local, até quilómetros no
caso de segmentos).
II. Pormenorização da circulação hidrotermal nos 2 primeiros quilómetros da crusta incluindo a pesquisa dos parâmetros (pressão e permeabilidade) que controlam os fluxos físicos.
Portanto, da pesquisa dos processos tectónicos e vulcânicos, que estão
intimamente relacionados, será possível responder a estas questões. O
crescimento do sistema de falhas na região axial das cristas oceânicas,
possivelmente provocando microssismos, pode proporcionar uma alimentação contínua de rochas cristalinas quentes, que constituirão a fonte de
calor para uma circulação hidrotermal estável de longa duração.
049
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
De forma idêntica, o aparecimento de novos sistemas
de fissuras em unidades vulcânicas pode iniciar o aparecimento de episódios por
deformação frágil da crusta
superficial. A periodicidade
da descarga de fluídos e a
emigração dos locais que
poderão ser detectados pela
actividade sísmica informarão do controlo estrutural em profundidade.
A monitorização, que hoje se pratica correntemente, também a longo
prazo, no campo das deformações, e também junto das erupções vulcânicas na região das cristas oceânicas, pode informar das configurações
espaciais e temporais da actividade vulcânica e da geração de falhas,
servindo ainda para se estimar a frequência e as quantidades de magma
que são introduzidas, pelo manto, na base da crusta. A sismicidade natural, resultante destes movimentos, é uma importante demonstração das
relações interprocessuais – crista, tectónica e magma.
É evidente que a investigação sísmica global de rigor é fortemente
limitada devido à cobertura inadequada de observatórios permanentes no
hemisfério sul, sobretudo nas vastas áreas oceânicas do Índico e do
Pacífico.
Ao melhorar o conjunto de modelos cinemáticos, associados às placas
globais, mediante observação geodésica, podem resultar ensinamentos
para a compreensão da amplitude das deformações frágeis intra-placa,cuja
expressão sísmica é muitas vezes crítica.
Tem sido reconhecida a utilidade das observações do campo das deformações associadas aos grandes sismos. A modelação dos ciclos respectivos talvez se possa vir a aplicar na previsão a curto ou a longo prazo.
Reconhece-se que a instalação de uma rede sísmica digital de estações
de larga banda passante, de alta qualidade, no fundo do mar, poderia,
complementando as redes já existentes nos continentes, contribuir fortemente para ajudar a solucionar as questões enunciadas.
050
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
A extensão desta cobertura introduz o conceito novo de observatórios
do fundo do mar onde, no seu ambiente tectónico, são feitas observações
relativas aos processos físicos, químicos e biológicos por períodos que se
vão estender por vários anos. Relevantes problemas científicos dizem
respeito sobretudo à dinâmica do manto superior, aos processos tectónicos
e vulcânicos e hidrotermais.
As margens continentais constituem uma descontinuidade litosférica
fundamental, apelando para observações geofísicas em ambos os sectores,
para que se determinem com rigor os mecanismos das fontes sísmicas,
as relações entre o campo das tensões e o das deformações e se possa
estimar a propagação de rupturas.
Inúmeros riscos não poderão ser avaliados nem ser assegurada a respectiva monitorização, sem o recurso a observatórios permanentes situados
no sector oceânico: sismos, tsunamis, erupções vulcânicas submarinas,
deslizamentos submarinos.
Manter durante anos a funcionar convenientemente uma plataforma
oceânica, onde se instalam antenas para transmissão e recepção de sinais
provenientes de satélites, não é uma tarefa fácil. Se não existirem, à
disposição, os meios de acesso e de substituição rápida, em zonas de
maiores profundidades do oceano, outros tipos de equipamentos e de
recepção dos resultados das observações terão de ser encarados.
A modelação da cinemática global, assim como a monitorização dos
processos activos na crista medio-oceânica e o estudo da convergência e
dos desligamentos ao longo das fronteiras de placas, para além da informação sismológica, carecem de resultados geodésicos obtidos por observações GPS e INSAR.
É bem provável que, a médio prazo, as concepções tecnológicas, que
serão mobilizadas pela comunidade geofísica para responder ao desafio
do conhecimento científico da Terra, se comecem a concretizar.
Veja-se a figura seguinte:
051
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Telescópio Geofísico de Banda Larga para observar o Interior Planetário (a instalar no fundo dos
oceanos)
9 | DESAFIOS TECNOLÓGICOS
O desenvolvimento do conceito de observação geofísica integrada
depende de disponibilidade variada e de esforços concentrados para a
mobilização de meios humanos e financeiros adequados.
Nos domínios da Sismologia, em anos recentes, foi alcançado um progresso notável na construção de sensores adaptados às características da
observação pretendida. Se bem que, em alguns domínios, haja inovação
ao nível de desenho e de construção de alguns protótipos, em múltiplos
aspectos as soluções mais convenientes ainda não foram encontradas.
052
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Earthquake Hazards
in the US and around the World
[ Walter D. Mooney |
Senior Research Geophysicist USGS, Menlo Park, CA
]
Seismicity map of the Earth, showing earthquake distribution and the
large regions threatened by earthquake hazards.
Seismicity of the world
The plate tectonic framework of the Earth, showing a cross-section of
the three main types of continental boundaries: convergent, divergent, and
transform. Regions with one or more of these active tectonic environments
are places where we observe active seismicity on the Earth today.
053
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Plate Tectonic Theory
Shown here is the Global Seismic Hazard Map. This map not only takes
into account active plate boundaries, but seismically active faults and other
factors including soil consolidation and rock type which can often affect
the amount of shaking from an earthquake.
Global Seismic Hazard Map
The USGS has worked very hard to identifying seismically active areas
in the U.S. and are continually updating the Seismic Hazard maps. New
research on earthquake potential in the northwest has greatly increased
the hazard in areas like Oregon, Washington, and northern California. These
hazard maps directly affect communities in high-danger areas by causing
changes in building codes and public awareness programs to reduce loss
of life, injury, and property from Earthquakes.
054
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Seismic Hazard in the US
Hazard Maps Help Save Lives and Property
One of the major goals the U.S. Geological Survey is addressing is
earthquake probabilistic forecasting. For the San Francisco bay area of
Northern California, historic data and earthquake recurrence information
has been accumulated to evaluate the probability of major earthquake
potential in the future. This “tombstone diagram” clearly shows the earthquake cycle and has played a pivotal role in the understanding of how
and when earthquakes occur.
055
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Earthquake probabilistic Forecasting
The regional differences in seismic shaking are very important for determining the amount of damage, and the area that will be affected by
earthquake shaking. This figure shows a comparison of the impacted area
by shaking from earthquakes of similar magnitude. In southern California,
where historic volcanic activity dominates the landscape, the wave propagation is dramatically reduced in comparison to the sediment rich
Mississippi valley, where large earthquakes have been known to strike in
the historical record.
056
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Regional
Differences in
Seismic Shaking
Comparison of
the area of
affected from a
similar
magnitude
event in
Southern
California and
the Mississippi
valley.
The dramatic contrast in the amplitude of shaking can also be seen
here, in areas of Oakland, California where the 1989 Loma Prieta earthquake
caused incredible destruction to some parts of the highway, and left others
undamaged. It was later discovered that areas of the road that were built
atop unconsolidated soil or soft mud expeImportance
of Engineering
Amplification
of
unconsolidated
vs consolidated
materials.
rienced much higher degrees of shaking and
even amplification. This knowledge has gone
into the reconstruction of these highways
so that the disasters that occurred in 1989
will not occur again.
Importance
of Engineering
Saving Lives
through Better
Standards.
057
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
The importance of shaking and engineering buildings has been implemented in many of the new building around the world, where seismic
hazard is high. High building codes, and better engineering will save lives
and money, and the U.S. Geological Survey is working hard to make sure
that people and earthquakes can co-exist.
Building Safer Structures
Now, I will mention some of the major
recent and historic Earthquakes that have
occurred around the World:
Bhuj, India, January 26th 2001
Izmit, Turkey, August 17th 1999
Bam, Iran, December 26th 2003
Niigata, Japan, October 23rd 2004
Chi-Chi, Taiwan, 1999
San Francisco, 1906
Examples of Earthquakes in areas of High Seismic Risk
058
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
The Bhuj Earthquake, India occurred on
January 26th, 2001. It was recorded a moment
magnitude of 7.7. The destruction was tremendous, over 20,000 lives were lost, and
as many as 200,000 people injured. One of
the major factors that influenced the amount
of devastation was the low building quality
and very high population density. Nearly
400,000 houses were destroyed, including
Bhuj Earthquake, India: Mw = 7.7
many high-rise apartment buildings.
Historically, central India has relatively few earthquakes. However, the
tectonic regime in the area is a continental collision between India and
Eurasia. Therefore, the northern part of the country, and Tibet, are extremely
seismically active resulting in a very high seismic hazard in the north.
Bhuj, India. Peak Ground Acceleration (m/s2) with 10%
Probability of Excedance in 50 years
Bhuj, India.
Here is just a fraction of the damage that occurred in Bhuj, India as a
result of the major 2001 earthquake. Furthermore, the less than adequate
building codes resulted in more damage.
059
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Bhuj, India
The Izmit Earthquake, along the North Anatolian Fault in Turkey occurred on August 17, 1999 with a moment magnitude of 7.4.
The Izmit Earthquake, Turkey: Mw=7.4 Implications for Earthquake Risk from Historical Earthquakes
060
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
The devastation of the Izmit Earthquake in Turkey was similar to that
of India. With high population, and relatively low building codes, damage
was tremendous. Also shown are shearing patterns of the surface rupture
from the earthquake. Nearly 110 km of the fault surface broke during this
earthquake.
Izmit Earthquake, Turkey
The death toll stands at over 18,000, with some 44,000 people injured,
nearly 300,000 homes either damaged or collapsed. As seen in the tectonic map, the North Anatolian Fault runs across the entire of Turkey. This
area is very tectonically active, with convergence between the African and
Eurasian plate to the south. The transform motion along the North Anatolian
Fault results as a consequence of this convergence.
Regional Tectonics
061
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
As a result of these active tectonics, the
seismic hazard throughout Turkey is very
high. Also shown here is a map of seismicity.
Although the North Anatolian Fault is not
clearly visible from seismicity patterns, large
earthquakes occur throughout the country,
and cause tremendous damage on a yearly
basis.
Seismicity (top) and Seismic Hazard Map (right) for Turkey
062
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
This fault is very well studied, and the possibility of another earthquake
is very high. This figure shows where and when the North Anatolian Fault
has ruptures through time. In general, large earthquakes have occurred
from east to west along the fault, initiating the following portion of the
fault to break, sequentially. This will not be the last earthquake in Turkey,
and the people and the government need to increase the building standards
and public awareness so that the next earthquake does not result in the
number of deaths that was seen in 1999.
Historic Rupture of the North Anatolian Fault, Turkey
The Bam Earthquake, in Iran occurred on the 26th of December, 2003,
with a magnitude of 6.6. This is another area that is incredibly tectonically
active, thus causing the seismic hazard to be very high throughout the
country.
063
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
The Bam
Earthquake, Iran:
Mw = 6.6
064
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
This earthquake occurred along the Bam
Bam, Iran
Fault, and resulted in very high damage.
Due to dominantly clay and brick building
style throughout the country, reportedly 70%
of the buildings within the city were destroyed or damaged, and over 15,000 people
perished.
The October 23rd, 2004 earthquake near Niigata, Japan was one of the
more recent earthquakes that caused significant damage to the area. Japan
is an island arc that is the result of subduction by the Pacific and Philippine
plates beneath the Amur plate. This not only results in volcanism, but large
amounts of seismicity, as seen in the seismicity map.
065
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Niigata Earthquake, Japan : Mw = 6.6
Unfortunately, this large earthquake struck after Japan had been drenched by monsoon rains, saturating the soil. As a result of the earthquake
and rain, multiple large landslides occurred and ground shaking was significantly amplified. The pictures above show a bridge vertically offset on
the left, and the support of another bridge horizontally displaced multiple
inches, in the middle. And, on the right, a roadside slumped almost a foot
as the result to shaking induced land sliding.
066
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
These pictures are from the historic 1906 San Francisco earthquake.
The damage was tremendous, and the ensuing fire destroyed almost the
entire city.
Unfortunately, during the 1989 Loma Prieta Earthquake, the parts of
San Francisco most heavily damaged were areas that had been built on
the unconsolidated rubble of the 1906 earthquake. Although ironic, this is
another example of problems that the USGS is trying to prevent in further
earthquakes.
Marina district of San Francisco built
on “fill land” after 1906 earthquake
067
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
The last example is the 1999 Chi-Chi earthquake, in Taiwan, measuring
a moment magnitude of 7.6. Similar tectonically to Japan, Taiwan is a
subduction related island. It was also an earthquake that was very well
studied.
1999 Chi-Chi
Earthquake,
Taiwan:
Mw = 7.6
This figure shows the seismicity of Taiwan, color coded for depth. This
is another country that has a very high seismic hazard due to its location
on a plate boundary.
068
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Although Taiwan is advanced in its earthquake preparedness, there was significant
damage. The offset of the fault was tremendous. These photographs show the more
than 5 feet of offset of a school track, and
the waterfall created by the fault in the picture on the upper right.
Chi-Chi Earthquake, Taiwan
Historic Seismicity with depth
Global seismicity, as shown above causes very large natural hazards
that threaten millions around the globe. Agencies like the U.S. Geological
Survey
are
constantly
attempting to assess hazards,
and incorporate new data
from earthquakes such as
these and others that occur
at a daily basis. With this
data, we are trying to prevent loss of life, and property, and increase the
public’s knowledge of these
hazards.
069
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
2.ª Sessão
Preservation of monumental
buildings in seismic areas:
vulnerability assessment
and rehabilitation techniques
[ Sergio Lagomarsino |
Diseg, University of Genoa
]
Acknowledgements: A significant part of this research has been funded
within the 5th Framework European Commission Project: RISK-UE – An
advanced approach to earthquake risk scenarios with applications to different European towns.
073
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
074
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
075
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
076
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
077
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
078
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
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E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
080
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
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E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
082
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
083
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Design of R/C Structures and
Rehabilitation and Protection
of Ancient Masonry Buildings
in Turkey
[ Mustafa Erdik |
085
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Bogazici University, Istanbul
]
086
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
087
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
088
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
089
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
090
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
091
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
092
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
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Role of Insurance and Reinsurance
in Managing Financial Risks Due to
Natural Catastrophic Events
[ Haresh C. Shah | Stanford University Obayashi Professor of Engineering,
[ Weimin Dong |
Emeritus, Founder and Senior Advisor, RMS, Inc., Honorary Member, EERI
]
Founder and Chief Risk Officer, RMS, Inc., Member of the Board, WSSI, Inc.
]
Abstract
During the past 15 years, there has been spectacular growth in the
use of risk analysis and risk management tools developed by engineers
in the financial and insurance sectors. In particular, the insurance, the
reinsurance, and the investment banking sectors have enthusiastically
adopted loss estimation tools developed by engineers in developing their
business strategies and for managing their financial risks. As a result,
insurance/reinsurance strategy has evolved as a major risk mitigation tool
in managing catastrophe risk at the individual, corporate, and government
level. This is particularly true in developed countries such as US, Western
Europe, and Japan. Unfortunately, it has not received the needed attention
in developing countries, where such a strategy for risk management is
most needed.
In the earlier years of catastrophe model development, risk analysts
were mainly concerned with risk reduction options through engineering
strategies, and relatively little attention was given to financial and economic
strategies. This state of affairs still exists in many developing countries.
111
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The new developments in the science and technologies of loss estimation
due to natural catastrophes have made it possible for financial sectors to
model their business strategies such as peril and geographic diversification,
premium calculations, reserve strategies, reinsurance contracts, and other
underwriting tools. These developments have not only changed the way
in which financial sectors assess and manage their risks, but have also
changed the domain of opportunities for engineers and scientists.
This paper will describe the role catastrophe risk insurance and reinsurance has played in managing financial risk due to natural catastrophes.
Historical losses and the share of those losses covered by insurance will
be presented. How such risk sharing can help the nation share the burden
of losses between tax paying public, the “at risk” property owners, the
insurers and the reinsurers will be discussed.
The paper will summarize the tools that are used by the insurance and
reinsurance companies for estimating their future losses due to catastrophic
natural events. The paper will also show as to how the results of loss
estimation technologies developed by engineers are communicated to the
business flow of insurance/reinsurance companies.
Introduction
Recent developments in loss estimation technologies have impacted
the way insurance and reinsurance industries have developed their busiDefinition of great
*natural
catastrophes
is taken from Munich
Re. [See Ref 2.]:
Natural catastrophes
are classed as great
if the ability of the
region to help itself
is distinctly overtaxed,
making interregional
or international
assistance necessary.
This is usually the
case when thousands
of people are killed,
hundreds of
thousands are made
homeless, or when
a country suffers
substantial economic
losses, depending
on the economic
circumstances
generally prevailing
in that country.
112
ness strategies in recent years. Let us look at the role insurance industry
has played in mitigating the economic impacts of recent disasters. Table 1
shows the top 10 US insured property losses in the last 15 years (Ref. 1).
Table 2 shows long-term statistics of losses – insured and total – for great
natural catastrophes* between 1950 and 2002 (Ref. 2). All losses in this
table are in billions of US$ and they are normalized to 2002 values. This
table demonstrates some very interesting trends. The absolute value of
the economic losses is increasing every decade and so is the value of
insured losses. What is more interesting is the ratio of losses. The ratio of
economic losses in 60s compared to 70s, 80s and 90s has gone up from
1.83 to 7.3. However, similar ratio for the insured properties have gone
up from 2.11 to 13.9. This indicates that the insurance has taken larger
and larger burden of natural disaster losses. Not only the absolute numbers
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CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
transferred to insurance. This transfer of risk is quite significant. Similar
statements cannot be made for developing countries such as for India.
Figure 1 shows losses due to great natural catastrophes worldwide by
year and by decade. Figure 2 shows similar losses for the United States.
It is clear that in U.S., the burden of losses is shared by insurance where
as it is not so true on the worldwide basis.
[TABLE 1]
Top 10 U.S. insured property losses (in bilions of dollars)
Dollars
Event
World Trade Center (2001)
$40.0
$40.0
Hurricane Andrew (1992)
$15.5
$19.6
Northridge Earthquake (1994)
$12.5
$14.9
Hurricane Hugo (1989)
$4.2
$6.0
Hurricane Georges (1998)
$2.9
$3.2
Tropical Storm Allison (2001)
$2.5
$2.5
Hurricane Opal (1995)
$2.1
$2.4
Hurricane Floyd (1999)
$2.0
$2.1
20-state winter storm (1993)
$1.8
$2.1
Oakland Firestorm (1991)
$1.7
$2.2
[TABLE 2]
113
2001 Dollars
when occurred
Long Term Statistics 1950-2002 (Taken from Ref. 2)
Decade
1950-59
1960-69
1970-79
1980-89
1990-99
Last 10
Years
Number of Event
20
27
47
63
91
70
Economic Losses
42.1
75.5
138.4
213.9
659.9
550.9
Insured Loss
−
6.1
12.9
27
124
84.5
Ratio of Insured to
Economic Losses %
−
8.1
9.3
12.6
18.8
16.6
Factor
70s/60s
80s/60s
90s/60s
Last10/60s
Number
1.74
2.3
3.4
2.6
Economic Losses
1.83
2.8
8.7
7.3
Insured
2.11
4.4
20.4
13.9
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SÍSMICOS
Figure 1. Losses due to Great Natural Catastrophes Worldwide; (a) by Year and (b) by Decade
114
[Source: Munich Re (2002) Topics: Natural Catastrophes 2002]
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Figure 2. Losses Due to Significant U.S. Natural Disasters; (a) by Year and (b) by Decade.
[Source: American Re 2002. Topics: Annual Review of North American Natural Catastrophes, 2002]
So what is the message of these numbers and statistics? The message
is that a prudent strategy of catastrophe risk management requires that
besides focusing on technological fixes to reduce losses, a nation must
develop financial risk management strategies which include risk transfer
strategies to insurance, reinsurance and capital markets. In the next section, we will look at the stakeholders in this financial risk management
pyramid.
115
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Insurance could play a very important role in disaster recovery. In the
1994 Northridge Earthquake in U.S.A., two third of the loss was paid by
the insurance industry, which greatly reduced the government’s burden
and resulted in rapid post disaster recovery. As opposed to this, in the
1995 Kobe earthquake, less than 5% of the burden of economic losses
was covered by the insurance, leaving the rest to come from the taxpayers of Japan and from local governments. In a wealthy country, this strategy may work but for the rest of the world, this certainly is not the most
desirable way of managing catastrophe risk.
Basic Issues of Catastrophe Insurance
The main stakeholders in managing financial risk are shown in Figure 3.
The property owners are the ones who can potentially bear losses due to
natural catastrophes. To protect themselves, they may transfer some of
their risk to insurance companies. When insurance companies accumulate
large amount of risk in the above process, they may want to transfer some
of their risk to reinsurance companies.
Figure 3.Key Stakeholders in the Management of Financial Risk
[Source: Private Communication Ref. 1]
The capital markets at the top of the risk pyramid provide the capital
to the insurance and reinsurance markets through financial instruments
such as catastrophe bonds.
116
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The insurance rating agencies and the state insurance commissioners
generally regulates the functioning of the insurance and the reinsurance
companies. The Security and Exchange Commission regulates the capital
markets. Thus, in the above pyramid of stakeholders, the government, the
private industries, the capital markets, and the society at large are interested parties.
Though all the above stakeholders may have interest in developing a
workable mechanism for risk transfer, due to the nature of the catastrophe
risk (rare events with huge consequences), insurance companies in general
may be reluctant to issue insurance policies and could eventually claim
that such a risk is un-insurable. So, what does the insurer need to know
in order to make catastrophe insurance work? Simply, an insurer needs to
know the following:
1. What is the expected annual (or annualized) loss? Is it $100 per
policy or $200 per policy? That will make a difference in the determination
of the premium rate charged to customers.
2. Of course, every insured property is different. As an example for
earthquake risk, some houses may be located on bay mud like soils
(like in the Marina district of San Francisco); some may be on rock.
Their expected annual loss would be very different. Therefore, the
premium needs to be adjusted to account for various site conditions,
building types, building performance under earthquake loads, and construction quality.
3. For a company portfolio, what is the probable maximum loss? The
probable maximum loss often times is expressed as a loss for a selected
return period (e.g. 250, or 500-year return period loss). How much surplus
does the company need in order to cover losses of such magnitude?
4. How to control over-concentration of exposure by limiting underwriting in over-exposed regions?
It has been a common practice in the insurance industry to seek answers
to the above questions by resorting to accumulated loss data, such as
those collected by the Property Claims Services (PCS) for earthquakes and
hurricanes. However, because catastrophes are rare events, these catastrophe loss databases are small and sporadic (modern times loss records
for the U.S. date back only to 1949).
117
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DAS CONSTRUÇÕES
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SÍSMICOS
But the most important reason that dissuades sole use of historical
data as the basis for catastrophe risk management is that the data window
is simply too narrow to catch the full impact of rare, adverse events. This
window is very short compared with the return period of catastrophic
events. Typically, major earthquakes have an average return period in the
order of hundreds of years. The length of historical loss data is too short
to allow its use as empirical basis for reliable loss estimates. Missing an
extreme loss (event) will result in a much lower estimate of the average
annual loss. Conversely, including a big one in a short time interval will
overestimate the annual loss.
For illustration, Table 3 is a tabulation of the premium income/loss
histories in California with regard to earthquakes since 1970. From this
table, it is obvious that a single modern event can alter the historical
estimates significantly. In particular, according to the historical data, the
average loss ratio for the period 1970-1993 is 0.26, but increases to 2.07
when 1994 is included. The Northridge earthquake was a moderate earthquake. The jump would be much greater in case of an event on the
Newport Inglewood Fault, or a repeat of the 1906 San Francisco earthquake
(see Refs. 3 and 4).
Based on the short historical data, it is impossible to obtain the probable maximum loss for much longer term. From Table 3, the maximum
loss is $433 millions (1989) before the Northridge earthquake, but $7,414
millions (1994) after this event. Inclusion of the Northridge event will
boost the maximum loss about 18 times even for short return periods (say
25 years or less).
For these reasons, the use of historical data only to forecast catastrophe
losses is unsatisfactory since such estimates contain large uncertainties.
The uncertainties could be quantified and understood through the use of
physically based engineering models.
118
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[TABLE 3]Underwriting
Experience (1970-1994, including Northridge),
Earthquake Insurance Premiums and Losses
(in Million US$, from Ref. 4)
Year
Earthquake Event
1970
1971
Losses paid
in each year
5.9
0
4.6
.8
1972
9.0
2.1
1973
10.9
.1
1974
13.0
.4
13.8
0
17.1
.1
1975
San Fernando (6.6)
Premium collected
in each year
Oroville
1976
1977
19.8
.1
1978
Santa Barbara
23.2
.4
1979
Imperial Valley (6.6)
29.0
.6
1980
38.5
3.5
1981
50.2
.5
1982
58.9
0
1983
Coalinga (6.7)
70.4
2.0
1984
Morgan Hill (6.2)
79.5
4.0
132.9
1.7
1985
1986
Southern California
180.0
16.7
1987
Whittier (5.9)
208.4
47.6
1988
277.8
31.8
1989
Loma Prieta (7.1)
333.6
433.0
1990
Southern California
384.6
180.9
1991
Northern California
427.4
73.7
479.9
87.7
521.0
13.2
619.4
7414.1
4008.7
8295.0
1992
1993
1994
Total
Northridge (6.9)
Average loss ratio (excl. 1994) 0.26
Average loss ratio (incl. 1994) 2.07
119
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SÍSMICOS
Loss Estimation Technologies
and Catastrophe Insurance
Recent advances in loss estimation technologies based on mechanistic
and scientific principles have made it possible to quantify losses from
catastrophes with reasonable accuracy for insurance purposes where this
type of information is needed at the portfolio level rather than a micro
level of a specific building. Phenomenological models developed have
been used to estimate potential losses to insurance exposure under any
conceivable scenario. While modeling does not eliminate the uncertainty,
loss estimates based on engineering models can complement the information distilled from historical data because they can be made to reflect
current and future exposure, vulnerability, and valuation changes.
At present, almost all major property and casualty insurance and reinsurance
companies use engineering based models to help them underwriting, risk
control, price setting, reinsurance purchase and optimal capital allocation.
In general, catastrophe impact models have four components or modules;
stochastic event module, attenuation module (for earthquakes or for hurricanes), vulnerability module, and financial analysis module. Technical and
scientific professionals mainly provide the input for the first three modules
whereas insurance professionals provide the input for the financial analysis
module. This last module converts damage information into dollar loss estimates,
and propagates this loss through the entire insurance financial structure.
The loss estimation technology provides input to the insurance professionals in the following four formats.
1. The Event Loss Table
2. Average Annual Loss and Standard Deviation
3. Occurrence Loss Exceeding Probability (OEP)
4. Aggregate Loss Exceeding Probability (AEP).
Table 4 shows a typical Event Loss Table (ELT). Contents of the ELT are
considered as the basic interface of loss estimation technology with insurance applications, since its content drives important financial parameters
of the insurance business.
Each row of the ELT corresponds to a catastrophe event taken from a
group of credible scenarios (e.g., earthquakes from nearby faults that are
120
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CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
[TABLE 4]Event
Loss Table (ELT)
judged to have substantial effects on
the assets should they occur). The event
Event ID
Annual
Rate
Loss
1
l1
L1
ID = j, for example) and the annual rate
2
l2
L2
of occurrence of the event is also noted
:
:
:
in the table. Each scenario event is sim-
j
lj
Lj
ulated using the engineering models
:
:
:
described, and losses sustained by the
J
lJ
LJ
scenario is given an identification (Event
assets are computed and entered into
the table. The ELT also contains measures
of variation (uncertainty) of the parameters (event rates and losses), which
are not elaborated on in this paper.
The information in the ELT on losses due to individual events lends itself
readily to the calculation of the average annual loss and the standard deviation
of the loss due to all events. It can also be used to quantify concentration of
exposure, as well as solvency positions. Given below are some applications.
The average Annual Loss E(L) and the Standard Deviation of the loss
s are then given as:
E(L)=
J
s
j=1
lj Lj
(1)
And
σ=
J
s Ll
j=1
2
j j
(2)
The summation index J corresponds the total number of independent
events in the ELT, i.e., number of rows in the table.
It is well known that E(L) are the two key variables that govern insurance pricing. A common pricing formula is:
P = E(L) + α · σ + e
(3)
P is the premium while e covers the expense and profit margin. The
parameter a is also called risk load factor. Hence, the basic cost of the policy
is the average annual loss E(L) plus expenses and target profit, with a premium
added to protect against any instability effects due to the variability in the
loss estimate. The term a◊s is often referred to as the “risk premium”.
Entries in the ELT are based on the events occurring individually within
the year. However, within a particular year, many of these events may
121
PREVENÇÃO
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DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
occur and the losses can be compounded. In the worst-case situation, the
compounded loss may be so severe that the company becomes insolvent.
To get an approximate measure of the compound losses, the multiple
events could be treated as a compound Poisson process with a rate that
is based on the rates of the member events:
sl
l
=
j
(4)
j
The summation is carried over all member events. It is quite straightforward to demonstrate that the probability of loss being greater than or
equal to a particular value is:
s
P(Llj)=1–P(Llj)=1– e –
li
ij
(5)
Equation 5 defines the OEP curve (Occurrence Loss Exceeding Probability)
when secondary uncertainties, i.e., coefficient of variation of the loss given
an event, are ignored. For the OEP, each loss corresponds to a particular
event. For each event one could define the loss return period as the
reciprocal of the exceeding probability:
1
RP(Llj)=
P(Llj)
(6)
For a compound process involving n events, the probability that the
aggregate loss L is less than a particular value of lj is:
F ( L  l j| n ) = F ( L 1 L 2, . . . . . .  L n l j ) = F n*( L  l j) (7)
In the equation above F n * ( L  l j ) is the nth convolution of F evaluated
at the loss l j . Hence, the probability that the aggregated loss L is less
than a particular value of l j is:
P ( L  l j) = e
∞
–

 e n !.  F
n=1
–
n
n*
L  l j)
(8)
To evaluate Eq. 8 a very large number of calculations are required in
order to generate the various convolutions of the severity distribution
given that a certain number of events have occurred. To reduce the
computational effort required, one could use Panjer’s recursive approach
(Ref. 5).
122
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Figure 4 shows an AEP curve (enlarged) for a particular portfolio, with a
corresponding mean loss of $6.5 million and a standard deviation of $10.1
million (=coefficient of variation 1.565*=10.1/6.5). Based on this curve, if
the company wants to maintain solvency at the 1% probability level, the
surplus allocated to this line of business must be at least $50 million. This
example is typical of AEP curves for catastrophe events in that it exhibits a
highly skewed distribution. In particular, recall that the normal distribution
requires a surplus equal to the mean loss plus 2.3 times the standard deviation to maintain a 1% exceeding probability. The surplus required here to
maintain the same 1%
exceeding probability corresponds to the mean loss (at
$6.5 million) plus 4.3 times
the standard deviation (at
$10.1 million). The example
underscores the fact that caution is required when determining the marginal surplus
necessary to maintain a solvency criterion based on conventional wisdom (Ref. 6).
Figure 4. Aggregate Loss Exceeding Probability (AEP) Curve [Source: Ref. 1]
It could also be shown
that the AEP is always
greater than or equal to the
OEP for any loss level. This
is illustrated with an example shown in Figure 5. For
an expected loss of $50 million, the AEP is 4.14% and
the OEP is 0.8% as indicated
in the inset box. The box
also indicates the option of
computing AEP and OEP with
secondary uncertainty, i.e.,
Figure 5. Comparison of Aggregate Loss Exceeding Probability (AEP)
and Occurrence Exceeding Probability (OEP) Curves [Source: Ref.1]
123
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E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
uncertainty associated with
the engineering models rather than the rate of occurrence only. Due to
space limitations this paper does not elaborate on OEP and AEP derivations
with secondary uncertainty.
Summary
In this paper, the various kinds of information that an integrated engineering and financial modeling system can provide have been presented.
The main aim of this presentation is to show how the currently available
technologies from loss estimation modeling can be readily utilized to
provide business decision models for insurance and reinsurance strategies.
For further details, see Ref. 7. It is important to recognize the role played
by risk transfer strategies in meeting the risk mitigation needs of any
developing societies. It would be a shame not to consider insurance and
reinsurance as one of the strategies in a portfolio of many technical, social, and
financial strategies that are currently available to manage catastrophe risk.
References
1. Dong, W., Private Communication. Risk Management Solutions, Inc.
2. Munich Re 2002 Topics: Natural Catastrophes, 2002
3. American Re 2002 Topics: Annual Review of North American Natural Catastrophes, 2002
4. Roth, R. J. Jr. & Van, T. Q., “California Earthquake Zoning and Probable Maximum Loss
Estimation Program”, Calif. Dept. of Insurance, Los Angeles, CA, 1993-1994
5. Panjer, H. H., “The Aggregate Claims Distribution and Stop-Loss Reinsurance”, Proceedings
of the Casualty Actuarial Society, XXXII, 523-545, 1980
6. Kreps, R., “Reinsurer Risk Loads from Marginal Surplus Requirements”, Proceedings of the
Casualty Actuarial Society, LXXVII, 196-203, 1990
7. Stojanovski, P., Shah, H. C., Dong, W., “Bridging the Gap Between Earthquake Engineering
and Insurance”, Paper presented at the SE-40EEE Skopje Conference, August 26-29, 2003,
Skopje, Republic of Macedonia
8. Kunreuther, H., Roth, R. J. Jr., “Paying the Price – The Status and Role of Insurance
Against Natural Disasters in the United States”, National Academy of Sciences, Joseph Henry
Press, Washington D. C., 1998
124
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Nota
Durante a palestra o professor Haresh C. Shah
apresentou mais diapositivos do que os que estão
referidos no texto. Para não se perder nada do que foi dito adicionam-se a seguir aqueles que não foram
mencionados anteriormente.
125
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3.ª Sessão
EUROCÓDIGOS ESTRUTURAIS
[ Eduardo Cansado Carvalho |
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Investigador-Coordenador
do Laboratório Nacional de Engenharia Civil
]
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CURRENT DEVELOPMENTS & FUTURE
PROSPECTS OF THE EUROPEAN CODE
FOR SEISMIC DESIGN & REHABILITATION
OF BUILDINGS: EUROCODE 8
[ Michael N. Fardis | Department of Civil Engineering, University of Patras, Greece ]
155
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4.ª Sessão
PREVENTION AND PROTECTION POLICIES
AGAINST THE EFFECTS OF EARTHQUAKES
[ Carlos Alberto de Sousa Oliveira | Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura,
Instituto Superior Técnico, Lisboa.
Presidente da Sociedade Portuguesa de Engenharia Sísmica ]
1. Natural disasters: perspectives and earthquakes
Multi-disciplinary approaches on natural risks and managing throughout
the world and also in Europe (Veyret et al. editors, 2004) have been
gaining a growing concern of many agencies and institutions. It is also
considered at the European Union as a topic for research and possibly for
a “Solidarity Fund”.
Natural disasters throughout the centuries have always caused from times
to times great convolutions in the process of human development. Even
though the advancements in science and technology have produced a great
deal of knowledge on the causes of those disasters, the enormous amount
of population increase and the form society is organized to face those threats has not yet given the sensation that human kind has taken control of
natural disasters. Man-made disasters do dominate the entire panorama of
death toll around the world (for the year 2003 the number of deaths from
road accidents in the World is slightly larger – 2.2 Millions – than the total
number of deaths from earthquake activity during the XX century – 1.5 M).
In the topic of natural catastrophes, earthquakes play a very important
role, worldwide. As a matter of fact, statistics taken from the period
179
PREVENÇÃO
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DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
1973-1997 (http://www.cred.be), organized by 5-year bins, show that
earthquakes are among the disasters with larger death impact [Fig. 1],
even though the total number of flood events is twice per year.
Figure 1. C omparison since 1973 by periods of 5 years of reported killed by earthquake,
drought and famine, floods, highwinds, landslide and volcano [Oliveira, 2003]
A simplified analysis of the evolution of human casualties and economic losses all around the world caused by the seismic activity during the
XX century (Pinto, 1998, Oliveira et al., 2002) [Figures 2 and 3], clearly
indicates a steady increase of economic losses [Fig. 2], especially in the
last decade, in contrast with a slight decrease in human casualties [Yong
et al., 1997, Fig. 2]. In fact, while casualty figures oscillate around the
150,000 per decade (in a total of 1.5 Million) and are marked by the
occurrence of very large events (Japan, Kwant, 1923, China, 1920, etc., in
the decade 1920-30 and Tangshan, China, 1976, decade 1970-80), the
economic losses [Fig. 3], corrected to the year 1997, show an exponential increase. Such increase can be attributed to earthquakes striking regions
of high urban concentration, for which no seismic protection has been
implemented due to difficulty in transferring of technology to the construction industry. Fig. 4 details the evolution of the number of deaths in
the twentieth century by presenting the results per year. Similar pattern
is repeated in the first 4 years of 2000.
180
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Figure 2
Human losses in
the world
during the XX
century
Figure 3
Economical
losses in the
world during
the XX century
Figure 4
List of
damaging
earthquakes by
number of
deaths for the
period 19002004
[adapted from
Coburn and Spence
(2003), Samardjieva
and Badal, (2002),
Scawthorn (2003),
USGS (2004)
http://www.usgs.
gov (consulted Nov.
2004), http://www.
em-dat.net
(consulted Nov.
2004)].
181
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Figure 5. N
umber of deaths versus magnitude
[Note: the ordinates are logarithm neperian of number of deaths]
Fig. 5 presents the number of deaths versus magnitude showing differences a great dispersion in data. Of course this index is a very poor
indicator due to the number of parameters contributing to “human losses”,
besides the magnitude. Epicentral distance to the centre of gravity of the
affected population, type of construction and population density (a measure
of the GNP), do influence the final numbers presented in Fig. 5. However,
in gross terms we can say that the developing regions tend to lie on the
upper side of the diagram whereas the developed regions are in general
towards the lower side. An effort to reduce the number of deaths in
developing countries should be a first worldwide priority; the economical
losses occurring in developing countries constitute the other important
policy to follow. All this is related to political aspects.
There are many regions that can be affected in both ways, with a high
death toll and an important social economical impact.
The next Figs. 6 and 7 show the correlation between death and injures and homeless and injures, which give a good perspective on how the
society can expect to have their major impacts.
182
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Figure 6. Human casualties: deaths versus injures caused by earthquakes (same Note)
Figure 7. Human casualties: homeless versus injures caused by earthquakes (same Note)
183
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
2. Object of Vulnerability
a. Building stock
b. Industrial buildings
c. Important structures
d. Lifelines – roads, gas, water, communications, etc.
e. Geotechnical structures: landslides, liquefaction
f. Historical Heritage
g. Economical and social Impacts
(indirect costs: interruption of activities, work stoppages)
h. Political consequences: instability, migration
3. Earthquakes in Europe: statistics of the XX century
4. Earthquakes in Portugal: statistics from
historical times
a. Continent
b. Azores
5. What to do to mitigate Earthquake Losses
a. Understand the entire seismic and earthquake engineering process
b. Act through Codes: Construction and land-use
c. Civil Protection: Emergency on the occurrence of event
d. Reconstruction: post-event
MULTI-DISCIPLINARY APPROACHES ON NATURAL RISKS AND MANAGING
THROUGHOUT THE WORLD AND ALSO IN EUROPE MITIGATION OF EARTHQUAKE
RISK AND PREPAREDNESS
In order to mitigate the earthquake risk as seen in the previous chapters it
is necessary to act at several levels of the society, in a pure scientific/technical point of view, involving the social, fiscal and political issues (SPES, 2001.
“A Contribution to the reduction of seismic vulnerability of the building stock”,
http://www.spes-sismica.org/).
What can we do to reduce the impact of future earthquakes in the
building stock and in the monumental structures? The following general
topics are of most importance: (i) perception of the origin of earthquakes
and of propagation of seismic waves; (ii) understanding of the behaviour
184
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
of all kind of structures under seismic action; (iii) rehabilitation and retrofit of existing structures; (iv) development of appropriated code of practice;
and (v) development of quality control to insure a correct application of
all legislation.
In terms of earthquake preparedness, one can act at two different levels:
Institutional
> Different Ministries (risk mitigation).
> Civil Protection:
Risk study;
Information and education;
Response preparedness (EMERGENCY PLANNING).
Individual
> Home preparation;
> Family emergency planning;
> Self-protection measures.
Because it is not possible to predict earthquakes, it is necessary to
minimize the risk, preparing a Preventive Planning and to minimize the
effects of the event, developing an Operational Planning.
In order to minimize seismic risk, one should: (i) develop and enforce
preventive measures; (ii) improve building regulations for construction and
reinforcement; (iii) develop appropriate land use plans; and (iv) carry out
civil protection awareness and educational programs for the population,
civil protection entities and decision-makers.
The measures to minimize the effects after the occurrence of the event
should be prepared: (i) plan civil protection actions to activate when an earthquake occurs; (ii) organise civil protection entities involved in aid operations,
concerning its mission and operational procedures; and (iii) plan emergency
means and resources and their allocation, and plan management.
These last issues require Emergency Master Plans and Detailed Response
Plans for specific risks – i.e. the Seismic Risk Emergency Plan.
6. Tools (new technologies)
a. Structural Geology, Urban movements: GPS; PSInSAR; DifInSAR, etc.
b. Real time monitoring of special situations (strong motion networks)
c. Vulnerability assessment: Continuous Monitoring of structures;
185
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
experimental testing; post-earthquake evaluations
d. New materials for construction and repair: CFR, Plastics, high resistance,
epoxies
e. New techniques for structural control: base isolation; dampers
f. Early warning systems: stop important systems, shutdown networks
g. Rapid damage evaluation: satellite and aerial pictures
7. Policies
a. Diagnosis: reduce the large existing uncertainties (more applied research)
SEISMIC SCENARIOS
b. Prevention: code application (separate developed and developing regions)
and repair (quality control)
c. Rehabilitation of most vulnerable structures: develop simple and costeffective techniques
d. Civil Protection: emergency, international co-operation, organization,
efficiency
8. Politics
a. Define the politician’s Agenda
b. Prepare cost-benefit analysis on a “urban system” - holistic approach
c. Use insurance companies to provide differentiated premiums
9. Education and the Culture of Risk
10. The Role of International and National
Seismological and Earthquake Engineering
Communities
a. The SPES (Portuguese Society for Earthquake Engineering)
b. The EAEE (European Association for Earthquake Engineering)
11. Earthquake prediction and prevention
The seismic phenomena have been largely studied by seismologists
and comprehend a large number of disciplines, approaches and deep
knowledge. From the night of times, prediction of natural phenomena and,
in particular, earthquakes has been one of the objectives of human kind.
186
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
However, the complexity of the rupture processes at the origin of earthquakes
does not yet allow the science to produce earthquake predictions in the
short term period as anyone would like: to know the time, location and
size of the next important event within narrow and accurate windows.
Even present scientific tendencies point out to the non-linearity of the
phenomenon, with the consequence of a non-possibility of prediction.
In the 1980’s several researchers have brought to the scientific community their studies, indicating possible forecasts of important events. The
well-publicised case of Peru (1980?) was never given great attention by
the scientific community. But the case of Parkfield in the San Andrea´s
fault was seriously adopted by senior researchers to be used as a laboratory to measure physical parameters to be correlated with the occurrence
of the earthquake. Unfortunately, the predicted event only took place at
a time much off the mean predicted value. Figure 8 shows the sequence
of 5 events occurred in the region and the last one (2004) that breaks
the “good behaviour” of the fault.
Other elaborated methods as the ones developed by Keilis-Borok and
his colleagues at Moscow are interesting tools capable of detecting patterns
in the earthquake activity as far as times and locations of very large events
are concerned. However, the estimative for future activity leads to such
large time and space windows that predictions become of low interest for
the populations and authorities of the affected regions.
Even in the case of precise prediction at short term (days or weeks)
which would save human
lives by moving the population to safer places, economical losses would not be
avoided because of the
impossibility to protect the
structures and the economical tissue at such short
notice.
In recent years, with the
development of rapid data
Figure 8. P
arkfield sequence of events. An announced prediction: 2004
(EERI web page, 2004)
187
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
transmission and treatment,
it has been possible to design early-warning systems, which, after the
occurrence of an earthquake, produce information about the possible arrival of strong seismic waves. In some cases, when the source is distant
enough from the urban area, a few tens of seconds can be used to issue
warnings to the population (see Chapter 15).
In any case, it is more and more possible to produce information
about the possible effects and their geographical distribution by an early
scenario simulation (see Chapter 10), in order to speed up the intervention of emergency services acting to rescue the populations (see Chapters
16 and 17).
On the other hand, prediction in the medium and long term (tens to
hundreds of years) is routinely used for assessing the seismic hazard at
regional or local levels and for specific sites with critical facilities, evaluating the more exposed zones and quantifying the possible seismic actions
(see Chapters 2, 3, 4, 5 and 14). This constitutes the first step of the
strategy of PREVENTION. This is in fact, at the moment, the only way to
fight against earthquakes.
The basic formulations of the seismic process from the source to the site
are dealt within a very classic format as described in many review papers
and recent books. The matter is presented here not only for reasons of completeness but also to point out to major issues related to the several topics
necessary to define ground motion acting at a site or set of sites.
12. Earthquake prevention
An adequate strategy of prevention should include three main principles: (i) acknowledge the seismic phenomenon and its consequences
in the built environment; (ii) assessment of the risk in both the seismic
hazard and vulnerability of all components of the built environment; and
(iii) be aware of the importance of these assessments and put in practice different actions in order to mitigate the estimated risks. Among
these principles, the first two, are of scientific and technical nature and
they are developed in great extension in the first parts of the book
(Chapters 2 to 12). The third one has an important political component
and the technical aspects are introduced below and developed in Chapters
13 to 20.
188
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
13. Construction practices and urban planning
One form of great efficiency to mitigate earthquake risks is through an
adequate construction practice and urban planning. In both cases for most
countries, codes, either for construction and urban planning, define the
minimum requirements or recommendations for a “good performance” in
face of the possible seismic action that may occur during the lifetime of
a given construction.
13.1. New constructions and existing building stock
New construction should by all means reflect the knowledge and good
practices of present day developments. This means that no society, wherever it is, should not build without the necessary means in order to
provide safe structures. Seismology/geology and engineering have all the
means to do it at a reasonable low price compared to the price without
those means. Quality control has to be practiced in a very strict way in
order that everything built from now onwards can be considered safe in
all senses and can be considered as posing almost “null” risk to the new
generations. To accomplish these requirements, large campaigns should
be done specially in countries with poorer knowledge and capacities.
Simple and efficient techniques have to be upgraded in order to make
simple transfer of technology.
13.2. Building Codes
Building codes and “good building practice” have been throughout
the decades the only effective way to mitigate earthquake damage.
Historically they were developed upon the construction knowledge accumulated by generations that suffered the action of earthquakes. Along
the XX century, the developments of science and technology, especially
in the last 20 years, led to complete new formulations of building codes,
adapted to the construction standards. Present codes are instruments of
great use in all countries and should constitute the most important form
of quality control in earthquake resistant construction. But codes by themselves cannot …
The philosophy of codes has changed in recent years creating a more
stringent concept of life-save and introducing the concept of minimization
of certain types of losses, via the concept of performance. This last criterion depends very much on the type and importance of a facility. Vision
189
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
2000 (SEAOC, 1995) introduces this philosophy and tries to apply it to
common construction (the housing stock), to important structures (schools, places of large concentration of population), and to very important
structures (hospitals, decision centres, etc.). Another category of facilities
should have a very special treatment due to the critical consequences in
case of partial failure (critical structures, power plants, etc.). Fig. 9 shows
the performance stage for different frequencies of events (probability of
occurrence).
Figure 9. Performance of construction in function of probability of occurrence
The philosophy of codes has changed quite significantly in the last 50
years. The first generation of codes in the 1950´s took as main goal the
preservation of lives only, for a low probability of occurrence. But the latest
generation follows very much the “performance criteria” as referred in
Figure 1.7, requiring the verification of “performance” for different levels
of ground motion. Chapter 2 discusses this subject under the concept of
acceptable probability of occurrence of that risk, i.e. what is acceptable or
unacceptable risk for the community and how far can we go with
codes.
As for the legal character of codes, there are various status among
countries and among regions. In many countries in Europe codes are mandatory rules, while in the USA great differences do exist from state to
state; in many cases codes are nothing more than recommendations: Ex:
Spain, Switzerland, France, Italy, Japan, California…
Freeman (2004), analysing the performance of properly designed
and constructed buildings, concluded that there are several reasons to
190
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
explain why so many buildings survived with relatively little or no
damage, given the large strong motion records observed near those
buildings. He refers that the better performance is due to some conservatism in design, that the excess of vertical capacity increases lateral
resisting forces and that the experience of engineering design can anticipate potential for weak links and consequently provide alternative
loading systems.
13.3. Mandatory Codes
Mandatory Codes are associated to terms of responsibility on the part
of the agents practicing the whole act of construction, from the design
point of view, to the constructor and to the maintenance. The authorities
in charge of these matters should also respond for their policies and
technical work. If a code is not appropriate due to lack of adequate investment, they should be responsible for their actions.
Insurances (public and private), differentiating the premium may contribute to control the quality of design and construction. Several models
for the application of insurance are available and practiced throughout the
world (see Chapter 18). Essentially one can have centralized bodies as
practiced in Spain (Consorcio), or a moderate centralized scheme as the
Solidarity Fund created in the EU in the aftermath of the large Central
Europe floods of summer 2002. But the most practiced case is the existence
of individual national or international companies with pools through reinsurance. All these schemes could help in increasing the public awareness
towards seismic risk, creating the culture of risk. It should be mentioned
that for large installations it is already current practice to have expert
judgement on these matters. It is now necessary to extend this policy to
the more common types of buildings. Private and public interference in
these matters is a matter of political environment, but should stay outside
the basic problem of quality control.
13.4. Urban planning
Urban planning is an important component of earthquake risk mitigation. One can say that, in extremis, engineering and the scientific/technical knowledge can overpass all difficult natural environments. But this
may pose important costs in design and construction and it can be a less
equilibrated solution. Urban planning should define the better use of that
191
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
environment in view of all the possible threats, setting limits to the types
of construction, layouts and size or defining more detailed seismic action
for that environment, including exclusion of high level on hazard zones.
Urban planning may establish the degree of intervention in an existing
block of buildings, the need for reinforcing, etc.
But a great deal of application comes from the integration in the urban
planning of land-use restrictions related to other effects beyond the direct
ground motion such as the influence of known active faults (California,
Japan?), the induced phenomena of liquefaction and landslides, but also
the tsunami flooding, flooding from dam failure, etc. (Implication with
municipal urban developments PPR-POS France).
14. Emergency planning and managing
Preparation of Civil Protection for possible events is of prime importance
because Civil Protection is the agency, together with other entities, responsible for the actions for mitigating earthquake risk of larger public
impact and visibility. Emergency preparedness is the direct consequence
of a good definition of hazard, vulnerability and risk assessment. Planning
the operations of rescue, transportation of casualties, directing the homeless, etc., and managing the post-event in all their fronts is of most importance in reducing the suffering of the affected populations and in bringing
the estranged life to a normal standard. Chapters 16 and 17 will elaborate
on these multiple issues, and Chapters 21 to 23 present several case
studies dealing with cities, metropolitan areas and large regions for scenario evaluations.
14.1. Planning
Planning requires a prior definition of the seismic scenario or collection
of seismic scenarios. For each one, the effect of the simulated motion is
treated and transformed into variables to be used in the planning of all
the operations. The planning should consider the zones more prone to the
different incidences, and prepare exercises helping in the case of a real
earthquake.
14.2. Managing disaster recovery
Managing the earthquake disaster has two essential components: the
one right after the earthquake (few hours that follow) and the one in its
192
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
sequence (few days or weeks). The first one deals with all the operational
measures to be taken in relation to the established planning, which includes a fast assessment of damage evaluation. Chapters 10, 15 and 20
devote a great deal of their contents to this subject. The second has to
do with the actions to be made in order to lead to the normal life. Detailed
field surveys for precise evaluation of damage distribution are among the
actions to be taken for deciding building occupation and urgent building
intervention.
Rapid damage assessment after the occurrence is an essential part for
the emergency process. Indeed, the knowledge of the areas more affected
by the earthquake should be an activity to be launched at the shortest
time possible. This requires a fast and accurate assessment of what has
occurred, where and what type of problems should be addressed. For
instance, the suffering of the populations can be slightly mitigated if information is given with precision, injured population is recovered at the
earliest possible time, the homeless are transported to temporary shelters.
The rapid damage assessment tool should help in determining the areas
more affected, the blocks of higher damage, the constrains in the emergency road circuitry, the buildings with higher concentration of victims, the
structures in the event of collapse for some aftershock activity needing
immediate shoring, etc.
At another level insurance companies can start understanding the part
of their portfolio that has been affected, the degree of interruption of
operation of networks (telephonic, gas, electricity, etc.) and industrial activities, and policies for intervention can be devised.
Civil Protection organization and actions depend largely on an efficient
rapid damage evaluation.
Modern technological developments are supporting other forms of
mitigation with approaches such as the seismic Early Warning Systems
(EWS). In generalized sense these systems are essentially of two types.
The most widely accepted system takes advantage of real time modern
seismology and deals with the leading time one can gain after the onset
of an event by identifying from the first seconds of the P-wave the size
of the S-wave which will arrive at a later stage. If the distance that the
waves travel to a site is sufficiently large, one can gain ten to tens of
193
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
seconds and be able to send information prior to the arrival of the large
S-amplitudes. This technique will allow, depending on the gained time,
to launch important actions such as shutdown of industries, close
networks, stop dangerous activities, or prepare for active control of
constructions. These new ideas are already being practiced in several
locations as testing cases: the most known one is the system for stopping the Sinkansan train in Japan. Chapter 15 will present the most
recent advancements dealing with this technology, which requires well
coordinate efforts between the instrumental seismology, communication
science and technology and engineering knowledge on how to use the
information.
The second type deals with EWS for tsunami alerts. In this case the
time to send the alert may be much larger depending on the distance
that ocean waves travel. An alert of this type already exists for many years
in the Pacific Ocean, for waves to travel during several hours to reach the
target, but in other situations the times are less than half an hour. To be
effective in these cases, good SEW should also be implemented with the
most modern technological knowledge.
15. Reinforcing and reconstruction of the
building stock
Reinforcing the most vulnerable construction and upgrading the critical
facilities is the best way to prepare the society for future earthquake
events. In case of the occurrence of an earthquake, reconstruction following
the most well known principles and techniques should be practiced.
Reinforcing is a large burden to be taken by various generations but
cost-benefit analysis may indicate in the long run the best policy to follow.
Chapter 19 deals with this matter and presents practical situations where
scientific and new technologies were used, with particular emphasis in
the case of low rise old masonry buildings. A construction that can resist
to higher and adequate levels of the seismic action will survive the earthquake, probably keeping its operational integrity. Damage may occur in
some cases but casualties are reduced tremendously. Even in the worst
cases the housing facilities can be used right away, not causing huge
amounts of homeless.
194
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
A programme for reinforcing has to be planned carefully in order to
optimize resources and establish priorities along the times. For instance,
schools and hospitals are in the first line of priorities, and then certain
networks (lifelines). Housing, construction of cultural value, etc. are matters
of different kind. The first has to deal with private/public ownership, the
second with the level of cultural value attributed. But, in all cases, an
accurate evaluation of seismic vulnerability, probability of attaining some
damage limit state, the cost of the intervention and the benefit produced
has to be made.
Policies on rent, incentives, market expectations, architectural/historical
values, insurance, land-use regulation, etc. play decisive roles on decisionmaking about this issue.
16. Philosophies and policies
Philosophies and policies are human attitudes evolving rapidly with the
course of events. Ever since history documentation reveals the influence
of earthquake impacts in the form of dealing with earthquakes in order
to mitigate their action. Reporting only to the last decade, one can recognize that the philosophy of modern codes is changing rapidly in order to
have more adequate response to the problems that may arise. As an
example, one can quote the principle of no damage for certain structures,
which a few years ago could suffer some type of damage.
Similar arguments can be brought in relation to policies. Nowadays,
the Californian law requires retrofit of special structures to be made within
a certain limited time period.
“Field-Acts” have been the legal instruments to fulfil some of these
compulsory requirements. The oldest “Alquist-Priolo Earthquake Fault Zone
Act” (1953) was made about the location of schools and is more than 60
years old. The recent “Seismic Hazards Mapping Act” (1990) defines the
land-use areas and the “California State Bill” (1953) dedicated to hospitals
was updated in 1995 after the Northridge 1994 earthquake.
Retrofit in certain environments is being practiced everywhere. In contrast, in Europe, only after important events policies tend to change. The
most recent case is in Italy, with the new legislation “Nuova Ordinanza,
3274” (2003), which revises many sensible points of acceptable risk.
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17. Lessons learned from last earthquakes
In the past decade many lessons were learned from earthquakes. In
fact, not only large and diverse types of events occurred but also the
monitoring of the seismic process was very detailed. These circumstances
allowed a move towards a better understanding of many of the parameters entering in the characterization of, for instance, the ground motion,
the site effects, the damage quantification and the impact of earthquakes
in more qualified terms. Also, emergency responses in terms of its achievements were able to be characterized in a more effective form with clear
identification of zones of success and zones of failure.
So in almost all topics new information can be used for a better characterization of the whole process and to calibrate the different models
which have been developed throughout the years.
18. Political considerations
The scientific and technical knowledge has improved considerably in
the last decade, as it is clearly shown by the technological achievements,
the number of scientists devoted to these subjects with an excellent research production provided through a large and diverse number of research
programmes and national and international initiatives, proved by a huge
amount of publications with quality (books, specialized journals, frequent
international conferences, meetings, workshops, etc.). These scientific achievements led in the last years to an increase in the efforts towards the
assessment of hazard and vulnerability, but the political awareness only
very recently has been gaining some notorious visibility, specially in the
more rich earthquake prone countries.
It is clear that much is still needed to understand the seismic phenomenon and the performance of the most varied types of constructions and
facilities, but a great effort has to be placed now on the communication,
public information, contribute to the Administration awareness in order to
support public and private actions leading to the mitigation of risk. The
final word in prevention is to develop programmes and initiatives by using
the tools developed at the scientific/technical circles, to avoid “damage”
and “collapse” of individual constructions and avoid the stoppage of “operation status” or “collapse” of network systems. This can be made prior to
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the earthquake occurrence, by reinforcing the most vulnerable constructions
in order to reduce their probability of failure.
Bachmann (2004) enquires the engineering community if it is doing the
right things, and what policies to achieve a substantial reduction of seismic
risk. He advocates that to significantly reduce casualties in the third world
countries, the best policy is to apply simple construction technologies to
withstand earthquake action, which are well known for a long time.
In developing countries, for new construction, the developments of
recent codes are good enough to prevent large problems if quality is
assured. In the cases with large ancient housing stocks the policy of retrofitting and the use of modern control systems depend very much on the
hazard level. Simple and cost-effective techniques are not yet sufficiently
developed to be accepted by the generality of the community.
19. Education and mass media risk communication
This last topic is of great importance and perhaps the one that might
be more effective to increase public awareness on the risks one faces in
zones of high potential for earthquake activity. Increasing the number of
people who can understand the risks associated to their lives and be aware
of how to cope with them in a conscientious way is the most effective
form of reducing disaster impact.
Prior-to-the-event awareness may press decision makers to take the
most adequate decisions on time, such as launching policies for the reinforcement of the most vulnerable/risky structures.
An integrated information system for disaster management is a comprehensive way to cope with emergency post-event, using simulators for
disaster scenarios training, e-learning as a form to divulgate concepts, actions,
and a data-archive to bring together all available post-event information.
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mitigation?”, Proceedings 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver,
B. C., Canada, Keynote lecture, paper #5004.
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– (1997). “Guidelines for evaluation and mitigation seismic hazards in California”.
California´s Seismic Hazards Mapping Act, Special Publication 117
(http://gmw.consrv.ca.gov/shmp/webdoes/sp117.pdf – consulted Sept. 2004)
http://www.usgs.gov (consulted Nov. 2004)
http://www.em-dat.net (consulted Nov. 2004)
Nota
Durante a palestra o professor Carlos de Sousa Oliveira
apresentou mais diapositivos do que os que estão
sugeridos no texto. Para não se perder nada do que
foi dito adicionam-se a seguir aqueles que não foram
mencionados anteriormente.
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Risco sísmico: acção interventiva
do Serviço Nacional de Bombeiros
e Protecção Civil
[ Manuel João Ribeiro | Sociólogo. Vice-Presidente do Serviço Nacional de Bombeiros e Protecção Civil ]
1. Introdução
A presente comunicação constitui uma reflexão em torno da problemática do risco sísmico numa lógica de entendimento localizada no domínio da segurança em protecção civil.
Abordar-se-ão, inicialmente, os pressupostos e os conceitos fundamentais que conferem pertinência explicativa aos desastres enquanto fenómenos de cunho socialmente relevante.
Seguidamente, procurar-se-á estruturar, no mesmo fio condutor, as
actividades levadas a cabo no âmbito do sistema nacional de protecção
civil, com ênfase particular para as acções desenvolvidas pelo Serviço
Nacional de Bombeiros e Protecção Civil (SNBPC).
De forma sintética configurar-se-ão, como matriz expositiva fundamental, as acções relativas ao planeamento de emergência sísmica, com incursões, quer no domínio da prevenção, quer no âmbito da respectiva
preparação para as acções de resposta a promover na eventualidade de
ocorrência de um fenómeno sísmico com consequências desastrosas.
Algumas considerações finais abordarão as acções que derivam de
uma aposta forte relativamente aos processos educativos e formativos
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de base, num processo generativo de criação de uma cultura de segurança em toda
a população, mas enfatizando os grupos
etários mais baixos.
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2. Os desastres (sismos) como processos sociais
Nas representações e nas práticas sociais associadas aos desastres
ainda prevalece um entendimento de que a explicação destes fenómenos,
pelo menos na sua origem, assenta em processos sobretudo físicos e/ou
metafísicos. Consideram-se assim os desastres como fenómenos externos
e, portanto, não directamente imputáveis do ponto de vista da sua construção social. Contudo, é somente enquanto processos de cunho socialmente
relevante que os desastres encontram pertinência analítica e explicativa.
Neste enquadramento, reflectir-se-á em torno dos sismos de forma a
colocar a discussão desta temática num quadro marcadamente de produção social. Isto é, reposiciona-se a abordagem destes fenómenos naturais
em relação aos contextos sociais em que eles se evidenciam e não como
manifestações geofísicas autónomas em si mesmo.
Os desastres consistem, assim e sobretudo, em processos de ruptura
social, reflectindo, necessariamente, o tipo e o grau de preparação do
sistema social para lidar com riscos naturais e tecnológicos e para gerir
fenómenos em grande parte por ele próprio criados, na produção de um
ambiente cada vez mais socialmente construído.
De uma maneira decisiva os desastres evidenciam o estádio de desenvolvimento das sociedades e, inerentemente, da sua respectiva capacidade
de adaptação e preparação, para incorporar e gerir os efeitos desses fenómenos sociais não rotineiros. Estabelecidas através dos processos de articulação entre o sistema social e o ambiente construído, as rupturas sociais
associadas aos desastres são, deste modo, uma resultante da conjugação
entre os mecanismos de causalidade genética e sistémica.
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A construção deste paradigma explicativo dos desastres tem óbvias
repercussões na forma e no modo de abordar esta temática. Passa-se,
efectivamente, de uma lógica patenteada pelo entendimento de que as
sociedades são receptoras involuntárias das consequências dos desastres,
cujas causas apenas têm explicação no domínio natural e/ou sobrenatural,
para um assumir das responsabilidades inerentes às decisões e às opções
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que vinculam a própria organização do sistema social no já referido processo
de articulação com o ambiente construído.
É, portanto, neste quadro de referência conceptual que se consubstanciam e traduzem o conjunto de acções implementadas relativamente aos
processos de organização, preparação e gestão das actividades ligadas ao
risco sísmico pelo SNBPC.
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3. Intervenção do SNBPC face ao risco sísmico
O risco sísmico sempre se assumiu como uma das preocupações centrais por parte das entidades, serviços e organismos que, genérica e abrangentemente, constituem o sistema nacional de protecção civil.
Procurar-se-á, de uma forma necessariamente sucinta, referenciar agora
algumas das acções desenvolvidas pelo sistema de protecção civil, em
relação às medidas e actividades tendentes a minimizar e reduzir os factores de risco e vulnerabilidade, face a eventuais ocorrências sísmicas.
Chama-se, desde já, a atenção para o facto de não estar subjacente, nesta
comunicação, o propósito de fazer um recenseamento exaustivo e completo
de todas as acções e linhas de actividade, levadas a cabo pelos vários
interlocutores, que concorrem para a produção e desenvolvimento deste
processo interventivo.
Nos anos 80 regista-se uma primeira incursão relativamente à temática
do risco sísmico, quando, sob a alçada do então Serviço Nacional de
Protecção Civil (SNPC) se constituiu um grupo de trabalho, congregando
diversas especialidades científicas, com a finalidade de elaborar um
“Programa de Acções para a Minimização do Risco Sísmico” para a cidade
de Lisboa.
Desta fase resultaria um conjunto de levantamentos e estudos de cariz
analítico, nomeadamente a Carta Geológica do Concelho de Lisboa, as
Plantas de Microzonagem Sísmica da cidade de Lisboa, o Levantamento
das Principais Tipologias Construtivas de Lisboa e a Estimativa da População
Presente por Zonas e Intervalos de Tempo.
Razões diversas terão estado por detrás da falta de continuidade destes trabalhos que, no entanto, viriam a ser recuperados, já nos inícios dos
anos 90, pelo Serviço Municipal de Protecção Civil da Câmara de Lisboa
(SMPCL). Esta estrutura autárquica, reunindo a maioria dos antigos membros do grupo de trabalho científico, deu continuidade e actualizou os
referidos estudos com a finalidade de elaborar o Plano de Emergência
para o Risco Sísmico da Cidade de Lisboa.
De entre as várias acções então desenvolvidas, e entre outras, salientase, pelo seu carácter informativo e pedagógico e pela inovação que constituiu à data (1994), a produção de um CD-Rom de tema “Os sismos e a
gestão de emergência – Lisboa”. Publicação conjunta entre o SNPC e o
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SMPCL, contou com o financiamento da Comissão Europeia e de uma
companhia de seguros portuguesa.
Em 1997, o SNPC encomenda ao Instituto Superior Técnico um estudo de
“Avaliação de segurança estrutural de quatro viadutos na zona de Lisboa face
à acção sísmica”. Esta opção deveu-se aos resultados e ensinamentos decorrentes da missão de estudo que uma equipa de técnicos nacionais efectuou
após o sismo de Northridge (Los Angeles – 1994), produzidos em relatório
e, posteriormente, editados em livro.
A forte implantação e expansão, demográfica e urbana, em toda a Área
Metropolitana de Lisboa, reflectida numa grande concentração de pessoas,
estruturas e equipamentos e num acentuado crescimento económico, consciencializou as autoridades técnicas, científicas e políticas da potencial
gravidade que previsíveis fenómenos sísmicos produziriam, em termos de
danos, nesta zona, uma vez que ela se localiza numa região de intensidade
sísmica máxima do território nacional.
Neste contexto, determinou-se através do Despacho n.º 32/97, de 21
de Julho, que a Área Metropolitana de Lisboa (AML) e os municípios de
Benavente, Salvaterra de
Magos, Cartaxo, Alenquer,
Sobral de Monte Agraço,
Arruda dos Vinhos e Torres
Vedras (Figura 1), fossem
objecto dum conjunto de
actividades conducentes a
um conhecimento pormenorizado do risco e vulnerabilidade
sísmica e, consequentemente,
de um adequado planeamento
de emergência.
Este estudo veio a concluir-se em meados de 2001,
dando origem, quer a um
relatório final de caracterização do risco sísmico na AML
Figure 1. Á
rea do Estudo do Risco Sísmico na Área Metropolitana de Lisboa
e concelhos limítrofes.
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e concelhos limítrofes, quer
Figure 2. P
lano de Emergência para o Risco Sísmico de Lisboa: Áreas Críticas de Risco Sísmico
e Zona Vermelha.
à construção de um suporte instrumental informático – simulador – habilitado a produzir, de acordo com diversos e adequados inputs, cenários de
danos com respectiva georeferenciação.
Dentro desta lógica interventiva, e de modo a reforçar a interacção
estabelecida com a comunidade técnico-científica, o SNPC celebra um
protocolo com essas entidades, possibilitando dar início aos estudos de
caracterização do risco sísmico no Algarve. Por motivos de cariz orçamental estes trabalhos vieram a parar em 2003, estando prevista a sua reactivação para 2005.
Entretanto, no início de 2003, a Câmara Municipal de Lisboa, através do
respectivo Serviço de Protecção Civil, apresenta o Plano de Emergência para o
Risco Sísmico. Este instrumento constitui um referencial de importância decisiva
para o planeamento de emergência, definindo através da sua estrutura, conceito
e organização, um suporte essencial para o desenvolvimento subsequente de
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acções relativas à prevenção, preparação e
resposta face a estes fenómenos naturais.
De realçar, nesta circunstância, a excelente colaboração e o esforço conjunto
desenvolvido por variados serviços, organismos e actores, individual e/ou institucionalmente considerados, que contribuíram
decisivamente para o produto alcançado.
Todas estas acções, aqui referenciadas
de forma meramente sintética, tiveram,
entre outras virtudes, efeitos determinantes
no despoletar de um novo entendimento
cultural face à temática dos sismos. De
forma decisiva e irreversível, contribuíram
para uma nova consciencialização dos riscos
e vulnerabilidades que atravessam a sociedade portuguesa, capacitando o emergir de
novas atitudes face à problemática do risco
sísmico.
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4. Considerações finais
Como nota conclusiva aproveita-se para salientar, sobretudo, dois aspectos fundamentais em torno desta problemática.
O primeiro deriva das acções anteriormente consideradas, nomeadamente em relação à continuidade a dar aos estudos de caracterização do
risco sísmico na AML e concelhos limítrofes.
Elegeu-se e definiu-se neste domínio o levar à prática a elaboração do
Plano de Emergência do Risco Sísmico da AML, apontando-se, como meta
referencial, o final do ano de 2005 enquanto factor simbólico em relação
ao processo de comemoração dos 250 anos do Terramoto de 1755. Esta
manifestação de intenção, e subsequente compromisso, suporta-se na
colaboração que deverá ser assegurada pelos concelhos envolvidos, em
relação aos trabalhos relacionados com as suas respectivas áreas de jurisdição. Encontram-se para tal, e desde já, definidos os calendários relativos
às acções a desenvolver com a finalidade de se possuir um primeiro
documento estruturado, embora ainda não necessariamente completo, no
último trimestre de 2005.
O segundo, mas de uma importância estratégica incontornável, prendese com o domínio da sensibilização e informação pública. Aposta fundamental do SNBPC, esta matéria tem procurado vir a ocupar, de forma
consistente, um espaço que permita (re)produzir modelos de comportamento e atitudes baseadas numa cultura de segurança.
Neste âmbito, para além das campanhas, mais ou menos tradicionais,
relacionadas com a distribuição e exploração de folhetos elucidativos das
medidas preventivas e de resposta a fornecer face aos fenómenos sísmicos, também se salientam as acções direccionadas para os escalões etários
mais jovens, sem esquecer obviamente os outros, através de acções e
fóruns formativos e informativos. Estas sustentam-se no pressuposto de
se poder constituir uma consciência crítica e protagonista da mudança de
comportamentos, individuais e colectivos, por parte das gerações futuras,
na produção de uma existência social mais adequada aos padrões de
qualidade de vida e, por inerência, de segurança em protecção civil.
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Sessão de Encerramento
[ Luís Valente de Oliveira |
Membro do Conselho Executivo da Fundação Luso-Americana
]
Suponho que se está a revelar útil a decisão que a Fundação LusoAmericana tomou de tratar, em seminários como este, os principais riscos
a que a sociedade portuguesa está sujeita. Começámos com a prevenção
e luta contra os fogos florestais. Abordámos hoje a prevenção e protecção
das construções contra os riscos sísmicos. Seguir-se-ão, para o ano que
vem, as cheias; e, posteriormente, as secas e algumas outras formas de
risco mais associadas à acção dos homens. Os furacões não costumam
apoquentar-nos e, por isso, não serão tratados. Mas há riscos de natureza
social que estão nas nossas preocupações.
O Senhor Dr. Manuel João Ribeiro referiu-se a esses riscos.
Teremos de os abordar, neles incluindo as formas de minorar os riscos
da incultura cívica no comportamento dos condutores automobilísticos nas
estradas e de numerosas outras formas dessa incultura na vida em sociedade.
Não podemos fazer um seminário como este, com frequência, porque
a sua organização, envolvendo profissionais e especialistas competentes,
reclama tempo. Mas parece claro que ele foi de grande utilidade para
quem nele participou e, também – espero – para aqueles que consultarem
as notas que serão publicadas. Ficámos com alguns apontamentos da
intervenção dos palestrantes; eles serão reunidos numa brochura para
prolongar a utilidade desta sessão.
Houve boas sugestões que serão encaminhadas para as autoridades
responsáveis.
253
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Uma das mais urgentes e basilares respeita ao conhecimento da realidade no que concerne o risco sísmico que nos ameaça, dada a nossa
localização geográfica nas imediações da junção de três “placas”. Devemos
investir no conhecimento do comportamento respectivo, conjugando estudos nossos e dos outros e distribuindo instrumentação de observação onde
ela for necessária.
Devemos articular-nos com os nossos parceiros comunitários para definir projectos no novo programa-quadro da Ciência da União Europeia que,
interessando particularmente aos países do Sul da Europa, acabarão por
ser interessantes para todos, incluindo os das outras partes do mundo com
riscos sísmicos semelhantes aos nossos. É, assim, importante investir na
aquisição de conhecimentos e no seu desenvolvimento. Terá de se começar, naturalmente, pela aquisição e distribuição de instrumentos não esquecendo, todavia, as instituições que os exploram e a operacionalização dos
conhecimentos que eles permitirem que adquiramos.
A investigação científica e a cooperação entre instituições de diferentes
países são fundamentais para podermos evoluir de forma consistente.
O Prof. Lagomarsino apresentou sugestões muito interessantes em
matéria de protecção de monumentos antigos contra os efeitos dos sismos.
O nosso património tem de ser protegido e, para isso, são instrumentais
as cartas de vulnerabilidade que ele mencionou e ilustrou. Ficou claro que
hoje estamos já em posição de antecipar os efeitos dos abalos nessas
construções e de as proteger adequadamente. Devemos elaborar um programa nesse sentido.
O Prof. Erdik, na mesma linha, ilustrou o que ele próprio está a fazer
em Santa Sofia, para proteger um dos mais marcantes monumentos do
Mundo, munindo-o de dispositivos que garantem o reforço das suas principais debilidades.
Deu, além disso, uma outra sugestão particularmente dirigida à nossa
Ordem dos Engenheiros: a criação de uma qualificação especial para os
Engenheiros que sabem e que, por isso, estão preparados para tratar dos
problemas mais delicados suscitados pelas solicitações sísmicas. Não, obviamente, a construção corrente para a qual todos os projectistas devem estar
habilitados. Mas para os casos especiais de grandes obras ou de construções
especiais, entre as quais se incluem, naturalmente, os monumentos.
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O Prof. Shah alertou-nos para o papel das companhias de seguros,
neste domínio. É tema que merece um grande aprofundamento, nomeadamente quando se tem de reflectir e decidir acerca de quem suporta os
riscos da protecção e da necessidade de distribuição dos encargos correspondentes por um grande número de agentes.
O Prof. Fardis também abordou esta questão, chamando a atenção para
a circunstância de, ao impormos regulamentos de construção muito exigentes, estarmos a concentrar numa classe especial de cidadãos o pagamento do grau acrescido de segurança que pretendemos. Desta forma
voltou-se à discussão acerca do papel das companhias de seguros.
Tivemos uma sessão sobre os novos euro-códigos para o projecto de
edifícios e outras obras. A profissão de engenheiro civil está a tornar-se,
naturalmente, mais exigente. Foram feitos anúncios acerca dessa exigência acrescida para os formandos em engenharia e para os projectistas que,
já exercendo, se têm de actualizar em permanência.
Na última sessão foram dadas informações muito úteis. É bom que as
pessoas tenham a consciência de que não estamos em branco e de que,
tanto na Academia como na Administração, há especialistas que sabem
do seu ofício. Talvez devam encontrar-se mais vezes uns com os outros
de maneira a transformar os conhecimentos que possuem em práticas que
a todos nos protejam de modo eficaz.
Quero agradecer, em nome da Fundação Luso-Americana para o
Desenvolvimento, ao Senhor Secretário de Estado Adjunto do Ministro da
Administração Interna a sua presença nesta sessão de encerramento.
Insisto em agradecer aos participantes que seguiram as diferentes
sessões com tanta atenção, aos palestrantes que tão úteis recomendações
nos fizeram e ao grupo inicial de peritos que me ajudou a definir a forma
deste seminário e indicou intervenientes que tornaram este dia de trabalho tão proveitoso.
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[ Paulo Pereira Coelho | Secretário de Estado Adjunto do Ministro da Administração Interna ]
Exmo. Senhor Presidente da Fundação Luso-Americana para o Desenvolvimento
Exmos. Senhores conferencistas
Senhores participantes
Minhas senhoras, meus senhores
Só no ano passado, o Instituto de Meteorologia registou 362 sismos
com epicentro em Portugal continental ou muito próximo – o que dá quase
um abalo por dia.
Doze deles foram mesmo sentidos pelas populações. Houve muitos
mais a ser observados, com origem em locais mais distantes.
Os sismos são catástrofes de origem natural, explicáveis pela ciência,
mas impossíveis de prever quando ocorrem e com que força se dispõem
a destruir bens e vidas humanas.
Os sismos escapam a qualquer controlo pessoal, independentemente
do comportamento de cada um de nós. Daí que, toda a actividade humana,
quer da população em geral, quer dos técnicos especializados nas diferentes áreas do saber, seja no sentido de actuar de forma a diminuir ou
eliminar os efeitos e correspondentes danos provocados pelos sismos.
No meio ambiente, geralmente não há quaisquer indícios que permanentemente façam lembrar à população o risco que corre. Mesmo em
zonas de grande actividade sísmica, muito raramente esta se manifesta
em intensidade que seja perceptível ao ser humano. É inevitável, súbito
e imprevisto, de tal forma que não é possível proteger as populações
através de pré-aviso ou de evacuação prévia.
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PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
As características intrínsecas ao próprio risco sísmico, em parte contribuem para que as populações, mesmo quando devidamente informadas,
minimizem ou ignorem o perigo e a sua vulnerabilidade pessoal, pelo que
tendem a desvalorizar a importância dos comportamentos adequados,
antes, durante ou após o sismo.
Outras variáveis devem, ainda, ser tidas em consideração, quando se
pretende compreender a ausência de acções de preparação pela população, nomeadamente as de carácter pessoal e social.
Educar para a prevenção do risco é vital. Mas esta vai para além da
explicação do processo, descrição das possíveis consequências ou, mesmo,
do treino adequado ao que o cidadão deve fazer antes, durante e depois
do sismo.
Para que a mensagem a transmitir, os canais utilizados e a forma como
é veiculada contribuam para a sua percepção e assimilação, é fundamental que as respostas no âmbito da auto-protecção das populações sejam
preocupação não só dos “especialistas do risco” como também de outras
disciplinas, como a comunicação social, a psicologia, a sociologia, as ciências da saúde, etc., de modo a que as pessoas se sintam implicadas e
responsáveis pela acção a desenvolver.
De acordo com estudos efectuados sobre a matéria, Portugal está classificado como um país de risco sísmico moderado, embora se considere
que existem zonas de diferentes vulnerabilidades, quer se trate apenas
do continente, quer considerando as regiões autónomas. Dos registos sobre
episódios sísmicos no continente, destacam-se os ocorridos em 1531, 1755,
1858, 1909 e, mais recentemente, em 1969. Nas regiões autónomas, mais
concretamente nos Açores, estão bem na nossa memória os sismos que
afectaram o grupo central em 1980 e 1997.
O estudo e o planeamento face ao risco sísmico é de grande importância, pois para além de, por si só, poder provocar uma catástrofe,
normalmente está associado a uma série de outros acidentes não menos
graves, como deslizamentos, desabamentos, rotura de barragens, incêndios, etc.
Neste propósito, insere-se, sem dúvida, a prevenção e a protecção das
construções contra riscos sísmicos, para as quais V. Exas. bem contribuíram
pela troca de experiências e saberes neste seminário internacional.
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PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Também a avaliação do impacto económico dos sismos nem sempre
constituiu preocupação importante por parte dos analistas.
Em primeiro lugar, porque pouco se espera que daí resulte para o
avanço da ciência económica e, simultaneamente, e em consequência,
porque os instrumentos para uma avaliação séria do problema já existem.
Por outro lado, a análise do impacto económico dos sismos tem-se
resumido à avaliação do custo dos bens de capital destruídos pelos sismos
e, eventualmente, das perdas de produtos ocasionadas pela inoperacionalidade das unidades económicas após uma catástrofe.
Esta iniciativa da Fundação Luso-Americana para o Desenvolvimento
desempenha, um papel relevante na tomada de medidas preventivas
relativamente a sismos, nomeadamente através dos contributos que possa
oferecer à avaliação dos benefícios económicos resultantes da prevenção
dos efeitos dos sismos, quando comparados com as experiências hoje aqui
demonstradas pelos peritos representantes de países como os Estados
Unidos, Turquia ou Grécia.
Na verdade, as motivações para este papel são grandes e resultam
das enormes perdas geralmente associadas aos sismos de magnitude mais
elevada; a evidência empírica mostra que a dimensão das perdas tem
vindo a aumentar e que mesmo sismos de escala relativamente pequena
tendem a provocar grandes custos.
As razões para o aumento das perdas associadas a sismos e, portanto,
dos ganhos potenciais da prevenção, resultam de uma multiplicidade de
factores, nomeadamente, o aumento dos quantitativos populacionais, a
concentração crescente das populações e valores em áreas urbanas, a
complexidade crescente e consequente vulnerabilidade das infra-estruturas
e tecnologias modernas.
Para além do enorme sofrimento humano que provocam, alguns sismos
têm causado perdas económicas colossais. Como exemplo refira-se o sismo
de Northridge (Califórnia) que quase não provocou perdas humanas mas
que mesmo assim implicou perdas de mais de 20 mil milhões de euros
(quase um quarto do PIB português). As estimativas para as perdas da
repetição hoje de um sismo igual ao de Tóquio de 1923 são estimadas
em mais de 10 vezes o PIB português.
259
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Acontece ainda que muitas vezes os valores apresentados constituem
uma sub-estimação dos verdadeiros valores uma vez que se limitam à
contabilização do valor das estruturas destruídas. A estes custos há, no
mínimo, que acrescentar as perdas relativas à cessação ou redução da
actividade económica que ocorre na sequência dos sismos de magnitude
elevada. No caso português esses custos serão sempre muito elevados
caso ocorra na região de Lisboa um sismo de magnitude idêntica aos
maiores já aqui registados no passado, dada a concentração de população
e actividade económica.
A questão importante não é a da quantificação do impacto económico
de um sismo, mas antes a avaliação do benefício líquido da prevenção,
isto é, da diferença entre os custos evitados pela tomada de medidas
preventivas e os custos de concretização dessas medidas. Há assim que
encontrar uma política de gestão integrada do risco envolvendo a prevenção do risco e o financiamento dos riscos.
A determinação do risco envolve duas componentes. Em primeiro lugar,
a determinação da probabilidade de ocorrência, tarefa extremamente difícil,
uma vez que a escassez de observações torna impossível o conhecimento da
distribuição de eventos. Em segundo lugar, há que proceder à determinação
do risco em resultado da combinação da probabilidade de ocorrência com os
valores em risco, e correspondente vulnerabilidade implica necessariamente
a inventariação dos edifícios e de outros valores expostos ao risco e a distinção e consequente análise tanto dos impactos directos como indirectos.
No que respeita ao financiamento do risco, há que destacar que se trata
essencialmente da disponibilização de fundos para reconstrução e desenvolvimento das áreas afectadas, sendo que o montante de fundos necessários é, em larga medida, função da eficácia das medidas de prevenção.
Estas medidas deverão ser partilhadas por todas as partes potencialmente afectadas: sector privado, autoridades públicas (nacionais e comunitárias) e seguradoras, podendo estas desempenhar um papel crucial no
“financiamento dos riscos”.
As companhias de seguros poderão ter um papel essencial na reconstrução e também por via do estabelecimento de incentivos adequados à
prevenção, por exemplo, ligando a actividade de seguro à realização de
medidas de prevenção.
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PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Em conclusão constatamos que os custos económicos associados aos
sismos têm assumido dimensões crescentemente relevantes. No entanto,
mais importante do que contabilizar os impactos de um sismo particular
(directos e indirectos na generalidade do tecido económico) há que envidar esforços na tomada de medidas que mitiguem os impactos económicos no caso de uma possível ocorrência.
O esforço de prevenção deverá envolver muito mais agentes do
que os tradicionalmente associados à actividade de construção, quer
de edifícios residenciais, quer de obras públicas, quer de infra-estruturas industriais ou de serviços. Os poderes públicos desempenham
aqui um papel fundamental dada a sua possível actuação em várias
vertentes: mentalidade de prevenção, fiscalização e monitorização da
aplicação das normas preventivas, supervisão da actividade seguradora.
Para além do Estado, também entidades particulares, nomeadamente
as empresas de seguro e resseguro, poderão e deverão assumir um papel
insubstituível na prevenção e, caso ocorram os eventos cujos efeitos se
pretendem mitigar, no financiamento da reconstrução.
Sendo um dos riscos que com mais gravidade pode afectar o equilíbrio
sócio‑económico do País, tal como foi referido, estamos a promover dois
estudos que tiveram como cenários a Área Metropolitana de Lisboa (AML)
e a Região do Algarve. O estudo do risco sísmico da AML foi já apresentado
publicamente, tendo os resultados contribuído para a elaboração de planos
especiais que vêm melhorar substancialmente o planeamento de emergência actualmente existente para esta zona, o que, não sendo embora
capaz de os evitar – o que é manifestamente impossível –, pelo menos
poderá atenuar os seus efeitos, contribuindo para o socorro mais eficaz a
todos quantos forem afectados.
O estudo do risco sísmico do Algarve está em curso, contando com a
participação de um conjunto de entidades técnico-científicas que, com
excepção da Universidade do Algarve, já tinham colaborado no projecto
anterior. São elas o Laboratório Nacional de Engenharia Civil, o Centro de
Estudos Geográficos da Universidade de Lisboa, o Instituto de Engenharia
de Estruturas, Território e Construção do Instituto Superior Técnico e o
Instituto das Ciências da Terra e do Espaço.
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PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
Paralelamente, a situação em Portugal no que concerne a segurança
contra incêndios encerra alguma dispersão de normativos resultantes da
existência de um documento para cada tipo de edifício, que não permite,
deste modo, uma avaliação rápida e fácil das medidas de segurança para
fazer face a este tipo de catástrofe. Assim, estamos a promover a futura
aprovação de um documento único, que irá congregar toda a componente
técnico-operacional e substituir muita da legislação avulsa, com o objectivo
de agilizar as soluções.
O Estado reconhece o esforço que tem vindo a ser feito, em prol da
procura de soluções preventivas e clarificadoras do fenómeno que hoje
avaliamos, não só pela comunidade científica mas de modo muito relevante
pelas instituições e organismos nacionais, de entre os quais destaco a
anfitriã deste Seminário Internacional, a Fundação Luso Americana.
Caminhando juntos – Governo, entidades privadas e especialistas neste
tão importante conjunto de matérias – vamos alcançar os propósitos que
nos orientam: contribuir fortemente para a salvaguarda da vida e dos bens
dos portugueses, face a um risco tão terrível como inesperado, como é o
risco sísmico.
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PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS
PREVENÇÃO E PROTECÇÃO DAS CONSTRUÇÕES
FUNDAÇÃO LUSO-AMERICANA
PREVENÇÃO
E PROTECÇÃO
DAS CONSTRUÇÕES
CONTRA RISCOS
SÍSMICOS

prevenção e protecção das construções contra riscos sísmicos

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