Modelos geológicos em 3D podem salvar vidas e proteger edificações ao nos ajudar a identificar e compreender as peculiaridades da subsuperfície que intensificam os tremores.
Garantir a segurança das comunidades que vivem em regiões de risco sísmico é um dos maiores desafios da engenharia sísmica. Muitas vezes, há uma “tempestade perfeita” de problemas: uma população densamente concentrada, infraestrutura e comunicação ultrapassadas e habitações mal construídas, todas situadas sobre condições geológicas complexas, difíceis de prever e turbulentas.
Duchambé, a capital do Tajiquistão, é um local exatamente assim. Cercada por seus arredores sismicamente instáveis, com oportunidades limitadas de expansão, Duchambé corre o risco de sofrer um terremoto catastrófico. (A zona de falha ativa de Ilyak, nas proximidades, já provocou vários abalos intensos na região nos últimos 100 anos.)
Ao traçar um perfil de risco para uma cidade, os sismólogos frequentemente tentam criar “microzonas”. Eles dependem de análises geológicas, dados de furos de sondagem e dados de ruído sísmico para identificar as condições locais do solo que poderiam amplificar o impacto de um terremoto em determinados pontos.
No entanto, o uso de modelagem numérica que incorpora um modelo geomorfológico em 3D da subsuperfície para simular o movimento do solo e considerar todos os processos de propagação de ondas sísmicas é inestimável para a elaboração de um mapa de segurança sísmica mais abrangente, especialmente em ambientes urbanos complexos.
Neste estudo independente, publicado na revista revisada por pares Geosciences, uma equipe de sismólogos e geólogos utilizou o Leapfrog para criar modelos geomorfológicos em 3D para áreas-alvo em Duchambé, no Tajiquistão, com o objetivo de analisar a propagação de ondas sísmicas em diversas condições litológicas e topográficas. Em particular, eles utilizaram o modelo geomorfológico em 3D para:
- Explorar a influência das condições do solo que mais afetam os efeitos dos abalos sísmicos nas construções.
- Desenvolver mapas de risco sísmico mais precisos e melhorar os padrões de construção.
- Criar mapas de influência do local e modelos de aceleração máxima do terreno (PGA, Peak Ground Acceleration) para vários cenários de terremoto. Os mapas e modelos podem ser aplicados não somente em Duchambé, mas também em outras cidades e áreas econômicas importantes do Tajiquistão, onde grandes estruturas industriais estão planejadas.
A aplicação de modelagem numérica em 2D em combinação com este modelo geomorfológico em 3D abriu novos horizontes para a análise de ameaças potenciais. Deu-se atenção especial à análise dos efeitos do local e à identificação das áreas com maior risco de terremotos. Esses dados têm se mostrado inestimáveis para o planejamento de medidas preventivas e para o desenvolvimento de estratégias de desenvolvimento sustentável.
![Figure 1. (a) Study area: the city of Dushanbe, marked on the map with an area of 12 × 12 km2, featuring high-lighted river networks and lithological characteristics of the study area; (b) Epicentres of shallow earthquakes for the period from 818 CE to 2023.
Earthquake data was taken from the Central Asia Seismic Risk Initiative, Earthquake
Modelling for Central Asia (CASRI-EMCA; [36,37]) Active faults are highlighted in red.](https://i0.wp.com/www.seequent.com/wp-content/uploads/Figure-1-2.png?fit=2717%2C1322&ssl=1)
Figura 1. (a) Área de estudo: a cidade de Duchambé, marcada no mapa com uma área de 12 × 12 km2, apresentando redes fluviais destacadas e características litológicas da área de estudo;
(b) Epicentros de terremotos superficiais no período de 818 d.C. até 2023. Os dados dos terremotos foram obtidos da Iniciativa de Risco Sísmico da Ásia Central, Modelagem de Terremotos para a Ásia Central (CASRI, Central Asia Seismic Risk Initiative; EMCA, Earthquake Modelling for Central Asia; [36,37]). As falhas ativas estão destacadas em vermelho.
Leia o estudo acadêmico completo para saber mais sobre o que intensifica os efeitos dos terremotos e como os modelos se correlacionam com as observações de terremotos históricos.
Farkhod Hakimov é doutorando com afiliação conjunta ao Departamento de Neotectônica e Perigos Naturais da Universidade RWTH Aachen, na Alemanha, e ao Departamento de Risco Geográfico e Meio Ambiente da Universidade de Liège, na Bélgica. Sua pesquisa é especializada em microzonificação sísmica por meio de simulações numéricas dinâmicas em várias regiões geologicamente significativas, incluindo Aachen (Alemanha), Duchambé (Tajiquistão) e a área de Bukit Timah (Singapura).
Hakimov traz um histórico acadêmico diversificado e abrangente para sua pesquisa. Pós-graduado em sismologia pela National Academy of Sciences of Tajikistan (Academia Nacional de Ciências do Tajiquistão), ele também tem diplomas em engenharia de sistemas e radiofísica. Sua experiência abrange várias disciplinas, incluindo engenharia sísmica, avaliação de riscos e modelagem numérica avançada.
Em sua pesquisa atual, Hakimov se concentra em engenharia sísmica, avaliação de riscos sísmicos e sismologia. Ele se destaca na utilização de modelos numéricos dinâmicos em 2D e 3D para facilitar a microzonificação sísmica em áreas que exigem avaliações detalhadas de risco sísmico. Seu trabalho contribui significativamente para o aumento da segurança sísmica por meio da aplicação de várias ferramentas geofísicas e equipamentos sísmicos. Hakimov recebeu uma bolsa do Serviço Alemão de Intercâmbio Acadêmico (DAAD, Deutscher Akademischer Austauschdienst) em virtude de suas contribuições significativas em seus estudos de doutorado.
A pesquisa de Hakimov tem como objetivo melhorar a compreensão dos riscos sísmicos, o que contribui para o desenvolvimento da engenharia sísmica e da microzonificação sísmica. Seu trabalho recente, intitulado “Assessment of Site Effects and Numerical Modeling of Seismic Ground Motion to Support Seismic Microzonation of Dushanbe City, Tajikistan” (Avaliação dos efeitos do local e modelagem numérica do movimento do solo sísmico para embasar a microzonificação sísmica da cidade de Duchambé, Tajiquistão), exemplifica seu compromisso em utilizar abordagens rigorosas baseadas em dados para enfrentar desafios geofísicos complexos, utilizando geomodelagem em 3D combinada com modelagem numérica dinâmica em 2D, uma metodologia aplicada pela primeira vez a esta região. Farkhod Hakimov nasceu e foi criado no Tajiquistão, onde suas experiências iniciais com a atividade sísmica do país despertaram seu interesse pela ciência dos terremotos. Sua jornada acadêmica o levou da National Academy of Sciences of Tajikistan (Academia Nacional de Ciências do Tajiquistão) para instituições internacionais de ensino superior na Alemanha e na Bélgica, onde desenvolveu uma reputação como um pesquisador meticuloso e inovador. Na Universidade RWTH Aachen e na Universidade de Liège, ele é reconhecido por suas contribuições à avaliação de riscos sísmicos e por sua abordagem interdisciplinar que integra geofísica, engenharia e modelagem computacional.