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A explosão devastadora que ocorreu em Beirute no passado dia 4 de Agosto foi algo que ninguém poderia antever e tomar precauções. As consequências disso são o elevado número de mortos e feridos, com cerca de 100 pessoas mortas e mais de 4000 feridos. Segundo a informação que existe a explosão foi provocada por um problema de segurança num armazenamento de nitrato de amónio, uma substância explosiva que apesar de ter uma energia por kg (heat detonation) inferior ao comum TNT, num armazenamento de 2750ton como era o caso provoca uma explosão como foi relatado. De todo o nitrato de amónio armazenado e como é comum neste tipo de casos, espera-se que apenas 1/3 da sua energia tenha sido libertada na explosão, perdendo-se os restantes 2/3 em energia calorifica e incêndios, antes e após a explosão. Para podermos aferir o impacto desta explosão nas estrutura e edifícios em redor, a carga explosiva foi convertida para carga de TNT equivalente o que resulta em cerca de 320ton de TNT.

Durante uma explosão como esta o que acontece é que uma grande quantidade de gases quentes é produzida e expande-se no espaço livre envolvente, levando à criação da onda de choque que se propaga em todas as direções da esfera circundante ao centro, no porto de Beirute. Esta onda de choque desloca-se a uma velocidade superior á do som e é por isso que nos vídeos que observamos da tragedia, o som apenas é ouvido após o impacto nas camaras de vídeo. Esta onda de choque tem duas fases observáveis. Uma primeira de pressão e choque, onde todos os materiais frágeis são quebrados como vidros e demais e uma outra fase de sucção, onde os materiais são puxados em direção ao centro da explosão. A segunda fase tem uma intensidade bastante inferior à primeira, mas é uma consequência da segunda fase a existência de vidros das fachadas viradas para o centro da explosão, na rua exterior. A primeira fase tem uma duração de apenas de cerca de 1/3 da segunda fase, mas sempre com ordens de grandeza inferiores ao segundo.

 

_{Fonte: União Europeia}

Fonte: União Europeia

A explosão de Beirute ocorreu numa zona portuária, mas com uma zona urbana bastante próxima. Neste tipo de explosões a onda de choque não tem um comportamento linear e a existência de edifícios ou irregularidades no terreno faz com que esta perca alguma da sua energia. Este fator reduz a onda de choque, mas a reflexão da onda de choque nas partículas de ar subsequentes faz com o impacto desta aumente bastante, podendo mesmo aumentar entre 2 a 8 vezes a pressão sobre os edifícios e estruturas circundantes. Como foi possível ver nas imagens divulgadas, a cratera criada pela explosão também é uma zona de libertação de energia.

 

O impacto nas pessoas e nos objetivos desta explosão é mais do que evidente com todas as imagens que nos têm sido transmitidas, mas o impacto nos edifícios e nas estruturas não é sempre fácil de avaliar. Os edifícios têm frequências de vibração geralmente bastante superiores ao tempo de cada fase de impacto da onda de choque da explosão, geralmente na ordem dos milissegundos. Isto faz com que os edifícios não se deformem para a onda de choque, e a deformação das estruturas não seja considerada na análise destas.

Esta explosão de Beiture teve uma força de impacto muito grande tendo em consideração que estamos a falar de algo numa capital urbana. As 320ton de TNT equivalente e a propagação e a propagação da onda de forma esférica fez com que as zonas próximas da explosão, na zona portuária ficassem completamente destruídas e conforme nos vamos afastando da explosão, a destruição vai diminuindo. No caso de Beirute a onda de choque a uma distância de 10m da explosão deslocou-se a aproximadamente 2,5m/ms, o que faz com que em cerca de um décimo de segundo o impacto chegue a quem esteja a 10 metros do epicentro. Como é possível ver nas imagens recebidas, a 10 metros do epicentro não existe qualquer estrutura de pé e por isso é fácil verificar que o impacto da onda de choque foi avassalador. A pressão incidente aproximada nessa zona, com durações abaixo dos 3 milisegundos, foi aproximadamente de 550ton/m² mas tendo em consideração a pressão refletida podemos atingir facilmente as 4500ton/m². Como é possível ver, pela ordem de grandeza dos valores, as estruturas estão muito longe de estar concebidas para valores próximos disto e como tal tudo o que estava a 10 metros do centro da explosão desapareceu. 

Fonte: CNN

A uma distância de 100 metros do centro da explosão os impactos continuam a ser muito importantes. Como é possível ver nas imagens disponíveis, são muito poucas as estruturas que estão de pé dentro desta zona e as que estão, apresentam um grau de destruição muito grande. Nesta zona a onde de choque já se propagou a uma velocidade bastante mais lenta, por volta dos 0,40m/ms. A pressão incidente pela onda de choque teve valores próximos das 5ton/m² e a pressão refletida poderá ter chegado a valores de 14ton/m².

Fonte: Dailymail by Gettyimages

Os valores mostrados acima são valores enormes para a ordem de grandeza, por exemplo das ações do vento para os quais os edifícios são projetados, valores estes que podem chegar a 0.3ton/m². Se os edifícios em Beitrute, nos perímetros de 10m e 100m do epicentro da explosão, fossem projetados para uma explosão destas teriam de ser analisados para cargas horizontais superiores a 1850ton/m² e a 6ton/m² respetivamente para cada perímetro. Isto não é economicamente viável e como tal é necessário definir zonas de segurança em torno de locais com perigo de explosão, o que não foi o caso em Beirute. Para que a pressão provocada pela onda de choque não ultrapasse as pressões das rajadas de vento extremas, para as quais os edifícios são projetados, temos que nos afastar do epicentro entre 1,1km e 1,5km.

É fácil de verificar, com os dados mostrados, que existe um perigo de que grande parte das estruturas que se encontram num raio de 1,5km da explosão de Beirute tenham problemas de segurança. De forma a que a cidade possa rapidamente voltar à normalidade será necessária uma rápida análise da segurança daquela zona. A Slefty, com a sua experiência nesta área, está em condições de ajudar o Líbano e a cidade de Beirute a voltar à normalidade.