Os terramotos foram sempre um fenómeno aterrador e tornaram-se mais mortíferos à medida que as cidades têm crescido. Os edifícios que desabam consistem num dos maiores riscos. Porque é que os edifícios desabam com um abalo sísmico e como é que o podemos impedir? Se já viram muitos filmes de desastres podem ter ficado com a ideia de que o colapso dos edifícios é causado diretamente pelo terreno por baixo deles que oscila violentamente ou mesmo se divide ao meio. Mas não é bem assim que as coisas funcionam. Por um lado, a maior parte dos edifícios não estão situados sobre uma falha e as placas tectónicas em vibração estão muito abaixo dos alicerces do edifício. Então o que é que se passa? A realidade dos abalos sísmicos e o seu efeito sobre os edifícios é um pouco mais complicado. Para perceber isso, arquitetos e engenheiros usam modelos, como um conjunto de linhas bidimensionais que representam as colunas e as vigas, ou uma única linha com uma esfera que representa a massa do edifício. Mesmo quando simplificados a este nível, estes modelos podem ser muito úteis, porque prever a resposta do edifício a um abalo sísmico é sobretudo uma questão de física. Muitos dos colapsos que ocorrem durante o terramoto não são provocados pelo abalo propriamente dito. Acontece que, quando o terreno se move por baixo de um edifício desloca as fundações e os níveis mais baixos enviando ondas de choque pela restante estrutura fazendo com que ela vibre de um lado para o outro. A força desta oscilação depende de dois fatores principais: a massa do edifício que se concentra na base e a sua rigidez que é a força necessária para provocar um certo grau de deslocação. Juntamente com o tipo de material do edifício e a forma das suas colunas, a rigidez é sobretudo uma questão de altura. Os edifícios mais baixos, normalmente, são mais rígidos e oscilam menos, enquanto os edifícios mais altos são mais flexíveis. Podem pensar que a solução é construir edifícios mais baixos para que oscilem o menos possível. Mas o terramoto na cidade do México em 1985 é um bom exemplo de que não é isso que acontece. Durante o abalo desabaram muitos edifícios entre seis e quinze andares. O que é estranho é que, enquanto os edifícios vizinhos mais baixos se mantiveram de pé, os edifícios com mais de 15 andares também sofreram menos danos e os edifícios de tamanho médio que desabaram oscilaram muito mais violentamente do que o próprio abalo sísmico. Como é que isso é possível? A resposta tem a ver com uma coisa conhecida por frequência natural. Num sistema oscilante a frequência é o número de vezes, por segundo, dos ciclos de movimento de um lado para o outro. É o inverso do período que é quantos segundos leva a completar um ciclo. A frequência natural de um edifício, determinada pela sua massa e rigidez, é a frequência em que as suas vibrações tendem a agrupar-se. O aumento da massa de um edifício abranda o ritmo a que ele vibra naturalmente, enquanto o aumento da rigidez faz com que ele vibre mais depressa. Portanto, na equação que representa a sua relação, a rigidez e a frequência natural são proporcionais uma à outra, enquanto a massa e a frequência natural são inversamente proporcionais. O que aconteceu na cidade do México foi um efeito chamado ressonância em que a frequência das ondas sísmicas do terramoto coincidiu com a frequência natural dos edifícios de tamanho médio. Tal como um empurrão bem dado num baloiço, cada onda sísmica adicional amplificou a vibração do edifício na mesma direção, fazendo com que ele se inclinasse ainda mais, e assim sucessivamente, acabando por atingir uma extensão muito maior do que a deslocação inicial. Atualmente, os engenheiros trabalham com geólogos e sismólogos para prever a frequência dos movimentos sísmicos em locais com edifícios a fim de impedir colapsos induzidos pela ressonância tomando em conta fatores como o tipo do solo e o tipo de falha, assim como dados de abalos anteriores. As frequências baixas de movimentos provocarão mais danos nos edifícios mais altos e mais flexíveis enquanto que as frequências altas de movimento são mais ameaçadoras para estruturas mais baixas e mais rígidas. Os engenheiros também conceberam formas de absorver os choques e limitar a deformação, usando sistemas inovadores. O isolamento da base usa camadas flexíveis para isolar a deslocação das fundações do resto do edifício enquanto amortecedores de massa sintonizados neutralizam a ressonância através de oscilações desencontradas da frequência natural para reduzir as vibrações. No final, não serão os edifícios mais sólidos que se manterão de pé mas os mais inteligentes.