Novos modelos avaliam a resiliência de túneis após sismos e ajudam a acelerar a recuperação
Um estudo internacional propõe modelos probabilísticos inovadores para prever o tempo, o custo e a incerteza associados à recuperação de túneis após terramotos, oferecendo uma ferramenta estratégica para operadores de infraestruturas e planeadores urbanos.
Os túneis são artérias vitais das cidades modernas, mas também estruturas particularmente vulneráveis a catástrofes naturais, como os sismos. Um novo estudo publicado na revista científica Engineering apresenta modelos inéditos de resiliência que permitem avaliar e quantificar a recuperação de túneis após terramotos, colmatando uma lacuna crítica na gestão de infraestruturas em cenários pós-desastre.
A investigação foi conduzida por uma equipa internacional das universidades de Tongji, Brunel University of London e University College London, que desenvolveu uma abordagem probabilística capaz de prever o processo de recuperação de túneis em função do grau de dano sofrido. O objetivo é apoiar decisões mais informadas e eficazes na resposta a eventos sísmicos, reduzindo tempos de inatividade e perdas económicas.
Casos recentes, como o sismo de magnitude 7,8 que atingiu o sudeste da Turquia em 2023 ou o terramoto de Chi-Chi, em Taiwan, evidenciaram a fragilidade destas estruturas e o impacto prolongado que a sua interrupção pode ter na mobilidade urbana e na economia. Embora a vulnerabilidade e a fragilidade dos túneis tenham sido amplamente estudadas, a fase de recuperação – essencial para medir a resiliência – tem recebido menos atenção científica.
Para responder a esta lacuna, os investigadores recorreram a um inquérito global a especialistas, recolhendo dados sobre tarefas de restauro, duração, sequência de intervenções e custos associados à reparação de túneis danificados por sismos. Com base nessas respostas, foram desenvolvidos modelos determinísticos e probabilísticos de reposição e restauro, sendo que estes últimos incorporam incertezas epistemológicas, comuns em cenários pós-catástrofe.
O estudo propõe um enquadramento integrado para a avaliação da resiliência dos túneis, que inclui a caracterização do perigo sísmico, a avaliação da vulnerabilidade estrutural e o desenvolvimento de modelos de restauro. A metodologia assenta na definição de níveis de dano e no uso de funções de fragilidade para estimar a probabilidade de ocorrência desses danos em função da intensidade do sismo.
Entre as conclusões, destaca-se que as tarefas de restauro mais demoradas estão associadas à substituição de componentes estruturais do túnel ou ao reforço da estrutura e do solo envolvente. O tempo de inatividade e os custos aumentam significativamente com a gravidade dos danos. Em média, os túneis com danos ligeiros apresentam um período de inatividade de cerca de 6,5 dias, enquanto os que sofrem danos completos podem ficar fora de serviço por mais de 50 dias. Já os custos de restauro variam entre 7,7% do custo total de construção, no caso de danos menores, e mais de 74% quando a destruição é total.
A aplicabilidade dos modelos é demonstrada através de um estudo de caso de um túnel típico, revelando que o índice de resiliência diminui à medida que a intensidade sísmica aumenta. Danos mais severos traduzem-se em tempos de recuperação mais longos e numa maior incerteza associada à retoma do funcionamento normal.
Os autores defendem que a integração destes modelos nos processos de recuperação pós-sismo pode melhorar substancialmente a tomada de decisão, permitindo estimar com maior rigor os períodos de interrupção e as perdas associadas. Ao mesmo tempo, fornecem uma base científica para a alocação de recursos e para estratégias de adaptação preventiva das infraestruturas.
O artigo, intitulado “Resilience Models for Tunnel Recovery After Earthquakes”, é assinado por Zhong-Kai Huang, Nian-Chen Zeng, Dong-Mei Zhang, Sotirios Argyroudis e Stergios-Aristoteles Mitoulis, e está disponível em acesso aberto, apontando caminhos para futuras investigações que reforcem a fiabilidade e a aplicabilidade destes modelos a diferentes tipologias de túneis e contextos geográficos.
