Actualmente, é geralmente aceite que, para um sistema de transporte moderno ser fiável, o dimensionamento das pontes deve assegurar um risco sísmico aceitável. No caso das estruturas existentes, as condições de segurança sísmica inadequadas devem ser claramente identificadas e prontamente corrigidas. Sismos anteriores têm demonstrado que os danos induzidos em pontes podem assumir uma multiplicidade de formas, dependendo, entre outros, de factores como o movimento do solo em si, condições relacionadas com o local de construção, a solução estrutural adoptada para a ponte e a respectiva pormenorização.

O descalçamento da superestrutura de uma ponte em juntas de vão, ou em apoios simples, é uma das formas mais graves de dano sísmico, conduzindo ao eventual colapso da estrutura. Este tipo de falha é devida quer aos deslocamentos sísmicos quer a deslocamentos de apoio diferenciais associados a deformações do solo, e está geralmente associado a comprimentos de apoio inadequados e à falta de elementos de retenção.

A fim de reduzir a resposta sísmica de estruturas de pontes, estas podem ser equipadas com dispositivos de retenção designados por conectores sísmicos. De acordo com o EC8, estes dispositivos de conexão podem ser responsáveis pela total ou parcial transmissão da acção sísmica, desde que os efeitos do choque dinâmico sejam atenuados e tidos em consideração no projecto. Estes elementos são projectados para garantir a integridade estrutural da ponte e evitar o derrubamento da superestrutura sob deslocamentos sísmicos extremos, permitindo que os deslocamentos não-sísmicos da ponte se desenvolvam sem transmitir cargas significativas.

Enquanto as estratégias de dimensionamento actualmente contempladas no EC8 permitem mitigar potenciais problemas de descalçamento em pontes novas, existem ainda muitas pontes susceptíveis de descalçamento, seja devido à falta de pormenorização sísmica adequada, como os pequenos comprimentos de entrega dos apoios geralmente associados a construções antigas, assim como potenciais acções sísmicas mais fortes dos que as consideradas no respectivo dimensionamento.

Estas estruturas exigem reabilitação sísmica e várias soluções são actualmente utilizadas, como cabos de retenção em aço, amortecedores metálicos e extensores de apoios. A fim de superar algumas das limitações apresentadas por estes dispositivos e, aproveitando os recentes avanços na Ciência dos Materiais, o uso de novos materiais tem sido proposto na literatura. Entre eles, as ligas com memória de forma (LMF), uma classe de ligas metálicas exibindo duas importantes propriedades: o efeito de memória de forma, que permite que o material recupere a sua geometria original através de aquecimento, mesmo após a deformação significativa, e a superelasticidade, que permite ao material suportar grandes deformações cíclicas, sem tensões residuais, enquanto ocorre dissipação de energia.

O objectivo principal deste projecto é estudar uma solução de reabilitação sísmica de pontes existentes em Portugal, através de elementos de retenção sísmicos em cabos superelásticos em NiTi, para controlar a resposta do tabuleiro e reduzir o risco de descalçamento durante a acção sismica.

As actividades neste projecto começam pela criação de uma base de dados, tomando partido da informação armazenada nos arquivos das EP. Esta base de dados será preenchida com dados relevantes sobre as características dinâmicas de pontes existentes em Portugal e servirá de apoio à definição de vários modelos estruturais típicos de pontes que, depois de equipadas com elementos de retenção superelásticos, serão analisadas numericamente quando sujeitas a uma excitação sísmica, para avaliar a eficácia deste tipo de reabilitação. Finalmente, aproveitando as instalações experimentais disponíveis no LNEC, um programa de ensaios em grande escala será implementado a fim de confirmar a viabilidade da aplicação de LMF na reabilitação sísmica de pontes.

Para estabelecer as condições necessárias para garantir o cumprimento de todos os objectivos do projecto, a equipa de investigação é composta por especialistas com grande experiência em análise sísmica de estruturas (IST, LNEC, FCT), reabilitação e manutenção de pontes (EP), modelação numérica de modelos constitutivos de LMF (FCT). O Professor Reginald DesRoches do Georgia Institute of Technology, investigador de renome em engenharia sísmica, no dimensionamento, concepção e análise de estruturas de pontes e aplicações estruturais de materiais inteligentes e o Professor António Reis, do IST, um dos especialistas de pontes mais reputados em Portugal, vão contribuir com o seu conhecimento, actuando como consultores externos do projecto.

A experiência adquirida durante o projecto vai ajudar na formação de jovens investigadores e garantir a longevidade das conquistas da presente pesquisa, e também vai constituir um conjunto de conhecimentos para todos os parceiros envolvidos e para a comunidade da engenharia das pontes, em geral.