Desenvolvimento de uma plataforma SIG para apoio ao estudo da sismicidade em Portugal

Trabalho Final de Mestrado elaborado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil pelo Instituto Superior de Engenharia de Lisboa no âmbito do protocolo de cooperação entre o ISEL e o LNEC

Com esta dissertação pretende-se mostrar o interesse dos SIG (Sistemas de Informação Geográfica) no estudo da sismicidade em Portugal Continental salientando-se de que forma este tipo de ferramentas permite obter informação com interesse para a caracterização dos fenómenos sísmicos na perspectiva da Engenharia Civil. Descrevem-se os princípios básicos envolvidos no estudo dos fenómenos sísmicos, referindo-se, em particular, os conceitos de magnitude, intensidade e zonamento sísmico; bem como a localização das principais falhas que existentes no território nacional. Apresentam-se os princípios de funcionamento dos sistemas de informação geográfica, onde se descrevem as cinco etapas principais para a construção destes sistemas: a pesquisa de dados, a criação de base de dados, a criação dos modelos SIG, a identificação do software a utilizar na exploração e a escolha da melhor solução para o problema. Introduzem-se também alguns conceitos de Dinâmica de Estruturas, fundamentais para o cálculo de espectro de respostas e para a realização de uma análise dinâmica numa estrutura. Para uma melhor interpretação dos objetos de estudo é exemplificado o funcionamento da plataforma SIG criada, com os fenómenos sísmicos incorporados, fazendo a demonstração do procedimento adotado desde a obtenção da informação; à organização dos dados; à implementação destes na plataforma SIG; como foram estudados; e por fim como foi tomada a decisão. Para validar os objetivos do trabalho foi efetuado o estudo de alguns casos. Em primeiro lugar deu-se particular atenção à geofísica, onde se analisa a localização de falhas sísmicas através de focos sísmicos. Na área da engenharia civil, interliga-se o ArcGis e o MatLab com o objetivo de obter de espetros de resposta para acelerogramas sísmicos. Por fim mostra-se que estes sistemas têm a vantagem de permitir uma efectiva colaboração dos utilizadores na recolha de informação, na ampliação dos elementos de estudo e no desenvolvimento de software associado. Assim facilitam o desenvolvimento de ferramentas com as quais é possível realizar estudos mais completos e rigorosos, não só a nível dos fenómenos sísmicos como também a nível de outros fenómenos associados.

Abstract: The main role of this thesis is to show that the Geographic Information Systems can become an important tool for providing useful information to characterize the seismic phenomena in Portugal, namely in the Civil Engineering perspective. The description of the basic principles of earthquakes occurrence of is made; the characterization of multiple occurrences from these phenomena of particular interest to civil engineering is also done, including magnitudes, intensities and seismic zoning, as well as the location of major faults affecting the country and the description of its fundamental principles. The operating principles of Geographic Information Systems, which describes the five essential steps for building this systems are presented: data research, creation of the databases, creation of the GIS models, the definition of software use and the choice of the best solution to the problem. Main concepts of Structural Dynamics are essential to the calculation of spectrum and answers for performing and a dynamic analysis on a structure are also introduced. For a better interpretation of the study, the operation of the GIS platform created is shown with earthquakes incorporated, making evidences of the procedures adopted to obtain the needed information, the organization of data and its implementation as well how the problem was studied and finally how the decisions were made. To validate the objectives of the work some case studies were developed. First, particular attention was given to Geophysics and to the analysis of the location of seismic faults through seismic foci. In the area of civil engineering, it is shown how to use ArcGIS and Matlab in order to obtain seismic response spectra. Finally, it is shown that this system can be greatly advantageous in that it allows an effective collaboration of users on information collection, in the expansion of elements of study and development of associated software. This allows the development of tools with which it is possible to conduct a far most complete and accurate study about the seismic phenomena and other phenomena related with seismicity.