ISO 23618:2022 e dispositivos de isolamento sísmico – uma introdução abrangente

Os terremotos continuam sendo um dos riscos naturais mais destrutivos para os ambientes construídos. A filosofia convencional de projeto sísmico aceita danos estruturais, desde que o colapso seja evitado. No entanto, nas últimas décadas, a sociedade tem exigido uma melhor resiliência: os edifícios devem não só proteger a vida, mas também permanecer operacionais imediatamente após os sismos.

Para atingir esse objetivo, engenheiros em todo o mundo desenvolveramsistemas de isolamento sísmico. Em vez de fortalecer todos os membros estruturais, o isolamento visa dissociar a estrutura do tremor do solo, reduzindo as forças transmitidas. Este conceito, outrora inovador, amadureceu e tornou-se uma prática global, com milhares de edifícios, pontes e instalações industriais protegidos.

Em 2022, a ISO publicouISO 23618:2022 – Bases para projeto de estruturas- Princípios gerais sobreestruturas sismicamente isoladas.Este padrão internacional consolida décadas de conhecimento em uma estrutura coerente, abrangendo projeto, análise, construção e manutenção. Ele destaca o papelrolamentos de borracha, dispositivos deslizantes e amortecedorescomo produtos de isolamento essenciais.

Este documento fornece uma introdução detalhada à ISO 23618, com ênfase em dispositivos de isolamento, comorolamentos de borracha de alto{0}}amortecimento (HDRBs), rolamentos-de borracha de chumbo (LRBs),eamortecedores viscosos. Também situa a ISO 23618 ao lado dos padrões europeus e americanos e fornece estudos de caso, discussões de desempenho e orientações futuras.

A ISO 23618 se aplica aisolamento sísmico horizontal de edifíciose certas estruturas. Exclui o isolamento vertical, os tanques de GNL e a maioria das pontes (embora os princípios possam ser adaptados). O padrão enfatiza que o isolamento não é um complemento-, mas uma estratégia-no nível do sistema que deve ser integrada no estágio inicial do projeto.

A filosofia assenta em três pilares:
1). Alongamento do período estrutural– mudando o período natural para 2–3 s ou mais, reduzindo as acelerações.
2). Aumentando o amortecimento– dissipar energia sísmica para limitar o deslocamento.
3). Garantindo a re-centralização– retornando à posição original após agitar.
 

A camada de isolamento fica entre a superestrutura e a subestrutura, sustentando cargas verticais, permitindo deslocamento horizontal de até 600 mm e proporcionando flexibilidade rotacional. A subestrutura deve ser rígida e forte, a deformação deve concentrar-se nos isoladores e as lacunas (fossos) devem evitar batidas. O desempenho é definido para condições SLS, ULS e MCE.

A ISO 23618 permite análise linear equivalente (rigidez e amortecimento efetivos) e análise de histórico-de tempo não linear. As propriedades do dispositivo são calibradas a partir de testes.

Os dispositivos incluemrolamentos elastoméricos (HDRBs, LRBs), pêndulos deslizantes, guias lineares, eamortecedores. Cada um deve satisfazer a capacidade de carga, deslocamento,dissipação de energia, durabilidade e controle de qualidade.
5.1 Rolamentos de borracha de alto{0}}amortecimento (HDRBs)
HDRBsconsistem em laminações de borracha e aço. Compostos de borracha modificados fornecem amortecimento de 15–18%. Eles suportam cargas verticais de até dezenas de MN, permitem módulo de cisalhamento horizontal de ~0,4–1,0 MPa e são duráveis. Comum em escolas, escritórios e torres.
5.2 Rolamentos de borracha-de chumbo (LRBs)
LRBsincorpora um plugue central que produz 10–12 MPa, dissipando energia. O amortecimento é de 10–20%. Confiável, ajustável e amplamente aplicado em hospitais e centros de emergência. Exemplo: Wellington Hospital, Nova Zelândia.
5.3 Controles deslizantes de superfície curva (sistemas de pêndulo)
Sistemas deslizantes esféricosgerar força restauradora por meio da gravidade. O período depende do raio de curvatura, independente da massa. Coeficientes de atrito 0,02–0,06 fornecem amortecimento. Capacidade de deslocamento de até 600 mm ou mais. Usado em aeroportos e estádios.
5.4 Amortecedores Suplementares
Amortecedores viscososdissipar energia por meio da resistência-do fluido dependente da velocidade.Amortecedores histeréticosuse aço flexível.Amortecedores de fricçãodeslizar sob fricção controlada. Estes melhoram o isolamento onde o amortecimento é insuficiente.

A ISO 23618 complementa os códigos regionais:
- EN 15129:2009 + AC:2010 (Europa) –Dispositivos-antissísmicoscobertura padrãorolamentos, controles deslizantes, amortecedores.
- ASCE/SEI 7-22 (EUA) – Cargas de projeto, incluindo Capítulo 17 sobre isolamento.
- Especificações do Guia AASHTO LRFD (2014, EUA) –Isolamento sísmicoprojeto para pontes.
A ISO se alinha conceitualmente com ambos, com foco no design-baseado em desempenho.

Hospitais:O Hospital Kaiser Permanente (Califórnia) usa isolamento de pêndulo.
Pontes:Ponte Akashi Kaikyō (Japão) com amortecedores viscosos.
Herança:Salt Lake City & County Building (Utah, EUA) reformado com isolamento.
Nuclear:As fábricas japonesas usam isolamento para segurança crítica.

A ISO 23618 exige testes de tipo (cíclicos-em escala total), testes de rotina de fábrica, supervisão de construção e inspeções de manutenção. EN 15129 adiciona marcação-CE e controle de produção em fábrica. Os padrões dos EUA exigem testes de qualificação.

Efeitos do vento – os isoladores não devem se deslocar sob o vento de serviço. Fogo – o elastômero precisa de proteção. Isolamento-de andares médios – prático para edifícios altos, que exigem um design cuidadoso do diafragma e do caminho de carga.

Benefícios: Acelerações reduzidas (50–70%), proteção de equipamentos, continuidade operacional, adaptabilidade de retrofit.
Limitações: Custo mais elevado (5–10%), requisitos de espaço para fosso, manutenção, menos eficaz em solos moles.

Os sistemas híbridos combinam borracha e controles deslizantes. Amortecedores inteligentes (fluidos magnetoreológicos) permitem controle semi{1}}ativo. Está surgindo o isolamento de edifícios altos-de andares médios. Os dispositivos estão sendo projetados para resiliência a vários-riscos (terremoto + vento + incêndio).

A ISO 23618:2022 codifica as melhores práticas globais emisolamento sísmico. Sua filosofia enfatiza a extensão do período, acrescentandoamortecimentoe garantindo a recentragem. Ao vincular com a ISO 22762 pararolamentos elastoméricose alinhado com EN 15129 e ASCE 7, promove a harmonização global. O isolamento não é apenas uma solução estrutural, mas uma estratégia de resiliência para a sociedade.