O que é falha estrutural?
A falha estrutural ocorre quando uma estrutura, como um edifício, entra em colapso ou falha física de alguma maneira semelhante. Existem inúmeras causas de falha estrutural, tanto naturais como artificiais. Em alguns casos, o projeto ou a construção real do edifício pode estar errado, enquanto em outros casos a negligência, sobrecarga ou desastre natural é a causa. Sensores e modelos matemáticos são empregados no projeto e manutenção de edifícios para reduzir e monitorar a possibilidade de falha estrutural.
Quando um edifício é construído, a quantidade de tensão mecânica ou tensão que provavelmente ocorrerá é fatorada no projeto. Os fatores de possível estresse incluem a forma e o uso pretendido do edifício - por exemplo, um prédio comercial é fisicamente diferente de uma garagem de vários níveis ou de uma casa residencial de um andar. Cada um desses edifícios responderá a cargas pesadas, vento, chuva e terremotos de uma maneira diferente.
O material também é importante. As estruturas de aço e as grandes quantidades de vidro de construção usadas nos arranha-céus, por exemplo, dão a esses edifícios altos a flexibilidade necessária para resistir à força dos ventos fortes. Os telhados pontilhados de telhas nas casas em climas frios permitem que a neve deslize, em vez de se acumular em cargas pesadas e criar peso que pode levar ao colapso do telhado - um tipo comum de falha estrutural. Os prédios de tijolos, embora menos suscetíveis ao fogo que os prédios de madeira, podem ser mais perigosos em caso de terremoto, uma vez que as alvenarias pesadas podem entrar em colapso e criar um perigo perigoso para quem está dentro.
A falha estrutural pode ocorrer devido a uma falha de projeto se aqueles que projetaram o edifício não levaram em consideração sua localização, forma e uso pretendido. Também pode ocorrer devido a negligência ou uso indevido do edifício - por exemplo, carregando-o sobre sua capacidade pretendida com pessoas ou com um peso extra de itens como máquinas. Esses casos de colapso do prédio são feitos pelo homem e podem ser evitados modelando matematicamente as prováveis deformações do edifício durante o processo de projeto e seguindo essas diretrizes ao longo da vida útil do prédio.
Desastres naturais e fenômenos climáticos costumam ser uma ameaça mais desafiadora. Ventos fortes, fogo, peso da chuva ou neve e terremotos podem levar a falhas estruturais. Embora esses fatores sejam previstos durante o projeto e a construção o máximo possível, ainda ocorrem acidentes. A corrosão inesperada de um elemento de armação de metal devido à infiltração de água pode levar ao colapso de uma estrutura. Falhas nas misturas de concreto usadas nas fundações de edifícios podem causar rachaduras e possíveis falhas.
Para atenuar esses riscos, os engenheiros costumam usar sistemas de sensores montados dentro da estrutura. Dispositivos chamados acelerômetros podem medir a vibração e são usados para medir a função das pontes. Medidores de tensão e fibras ópticas podem ser usados na detecção de tensões e danos causados por carga nas estruturas. Esses e outros dispositivos sensores relacionados ajudam os engenheiros a prever e prevenir possíveis falhas estruturais.