Geologia Igreja Santo Domingo

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UNIVERSIDADE DO VALE DO TAQUARI - UNIVATES 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
IGREJA SANTO DOMINGO – SANTIAGO, CHILE 
 
 
Guilherme Schwingel Henn e Lucas Mattei Filipi Chiela 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lajeado, agosto de 2018 
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Guilherme Schwingel Henn e Lucas Mattei Filipi Chiela 
 
 
 
 
 
 
IGREJA SANTO DOMINGO – SANTIAGO, CHILE 
 
 
 
Pesquisa sobre evento envolvendo placas 
tectônicas ocorrido na Igreja Santo Domingo, 
localizada em Santiago, no Chile para a 
disciplina de Geologia da Universidade do 
Vale do Taquari – UNIVATES. 
 
Professora: Marciano Carneiro 
 
 
 
 
 
 
 
Lajeado, agosto de 2018 
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SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................... 4 
2 OBJETIVO ................................................................................................ 5 
3 REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................ 6 
3.1 PLACAS TECTÔNICAS ................................................................................ 6 
3.2 ANEL DE FOGO DO PACÍFICO ................................................................... 6 
3.3 PESQUISA REALIZADA ............................................................................... 7 
3.4 IGREJA SANTO DOMINGO ......................................................................... 8 
 ANTECEDENTES HISTÓRICOS E CARACTERÍSTICAS TIPOLÓGICAS 8 
 CARACTERIZAÇÃO ARQUITETURAL .................................................... 9 
3.5 ABORDAGEM QUALITATIVA AO DESIGN RESISTENTE A TERREMOTOS 
DA IGREJA 11 
 GEOMETRIA RESISTENTE A TERREMOTOS ...................................... 11 
 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS ................................................. 13 
3.6 AVALIAÇÃO DO ESTADO DE CONSERVAÇÃO........................................ 13 
4 CONCLUSÃO ......................................................................................... 15 
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................ 17 
 
 
 
 
 
 
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1 INTRODUÇÃO 
 
O Chile é um dos lugares mais sísmicos do mundo, devido à sua localização 
no Anel de Fogo do Pacífico, onde as zonas de subducção entre as placas tectônicas 
concentram a atividade sísmica e vulcânica principal (Rauld, 2011). A capital, 
Santiago, sofre com uma grande quantidade de abalos sísmicos, contando com 
dezesseis terremotos de magnitude 7 na Escala Richter, com epicentro próximo a 
Santiago. registrado desde a fundação espanhola da cidade em 1541 (Centro 
Nacional Sismológico do Chile, 2015). 
Essa sismicidade causou danos consideráveis, especialmente aos primeiros 
edifícios erguidos pelos conquistadores espanhóis com técnicas de alvenaria não 
reforçadas, que foram destruídas pelos primeiros terremotos. No entanto, alguns 
desses edifícios coloniais permanecem até hoje, e servem como um testemunho do 
esforço envolvido na construção de estruturas resistentes a terremotos. 
A Igreja de Santo Domingo permaneceu em pé a diversos terremotos, as 
técnicas construtivas abordadas durante a sua construção são um grande fator de 
sobrevivência levada em conta no monumento o qual ainda hoje está presente e é um 
dos principais pontos turísticos da capital chilena. 
 
 
 
 
 
 
 
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2 OBJETIVO 
 
Em Santiago, Chile, a igreja Santo Domingo é motivo de grandes estudos, pois, 
estando localizado em um país comumente atingido por abalos sísmicos, a igreja 
permanece em pé e com poucas avarias. Sendo esta pesquisa a primeira a considerar 
as características desses edifícios sobreviventes, este trabalho possui o objetivo de 
averiguar as particularidades destas construções que resultam na resistência aos 
abalos sísmicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 REFERENCIAL TEÓRICO 
 
3.1 PLACAS TECTÔNICAS 
As placas tectônicas são gigantescos blocos que compõem a camada sólida 
externa do nosso planeta, sustentando os continentes e os oceanos, quando 
movimentadas ocasionam a formação de cadeias, vulcões, terremotos, tsunamis e 
paisagens, essa camada externa e sólida da Terra é denominada litosfera, nela estão 
os continentes e oceanos, as dez principais placas mencionadas a seguir se 
empurram, afastam-se umas das outras e afundam alguns milímetros por ano. São 
elas: Placa do Pacífico, Placa de Nazca, Placa Sul-americana, Placa da América do 
Norte e Caribe, Placa da África, Placa da Antártida, Placa Indo-australiana, Placa 
Euroasiática Ocidental, Placa Euroasiática Oriental e Placa das Filipinas. 
 
3.2 ANEL DE FOGO DO PACÍFICO 
O Chile é um dos lugares mais sísmicos do mundo devido a localização em que 
se encontra no Anel de Fogo do Pacífico como pode ser observado a seguir na Figura 
1. 
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Figura 1 – Círculo do Fogo do Pacífico. 
 
Fonte: Mundo Educação, Círculo de Fogo do Pacífico. 
O Chile está localizado em uma região com elevada instabilidade geológica, 
resultado dos choques diretos entre duas placas tectônicas, Nazca e Sul-americana. 
Juntamente com estes atritos, a região possui cadeias montanhosas e atividades 
vulcânicas que movimentam a litosfera. 
 
3.3 PESQUISA REALIZADA 
Esta pesquisa foi dividida em três fases: 
A fase 1 baseou-se na identificação, considerando aproximadamente 70 
edifícios no centro histórico de Santiago, possuindo as seguintes características: 
construídos com alvenaria não reforçada, ausência de danos sérios devido a 
terremotos, ausência de suportes estruturais que alterem o comportamento estrutural 
e ter sido construído entre 1541 e 1860 (Jorquera et al., 2016). 
A Fase 2 consistiu na classificação de edifícios em tipologias e análise 
comparativa com o objetivo de identificar regras gerais de bom comportamento 
estrutural, através da avaliação dos parâmetros geométricos referidos (Jorquera et al., 
2016). 
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A fase 3 representa a análise dos edifícios considerados com a melhor 
resistência a terremotos sendo avaliado três casas coloniais, seis edifícios públicos e 
sete igrejas (Jorquera et al, 2016). 
É importante mencionar que realizou-se diferentes análises de acordo com as 
normas construtivas e estruturais características de cada edifício. A análise de Santo 
Domingo começou considerando o desenvolvimento histórico do edifício e observando 
diretamente as características arquitetônicas e construtivas. Instrumentos de medição 
incluindo uma câmera termográfica e um detector de metais foram usados para 
verificar ou descartar a presença de reforços ou outros elementos construtivos ocultos. 
A caracterização estrutural e o estado de conservação foram avaliados e verificou-se 
ou descartou-se deformações geométricas, e o teste Schmidt Rebound Hammer 
(RHT) foi usado para obter alguns parâmetros mecânicos das paredes. Finalmente, a 
análise estrutural com modelagem de elementos finitos (MEF) foi feita e em seguida, 
comparada com toda a análise, a fim de tirar conclusões sobre as estratégias de 
projeto da igreja. 
 
3.4 IGREJA SANTO DOMINGO 
 ANTECEDENTES HISTÓRICOS E CARACTERÍSTICAS 
TIPOLÓGICAS 
A igreja foi inicialmente construída com tijolo queimado e argamassa de cal em 1557, 
coincidindo com a chegada dos dominicanos a Santiago, no entanto foi destruída pelo 
terremoto de 1595. A segunda construção começou em 1606 e é considerada um magnífico 
exemplo da arquitetura colonial, no entanto, foi totalmente arruinada pelo terremotoMagnum 
de 1647, o mais forte abalo sísmico registrado em Santiago. A terceira construção com tijolo 
de argila queimado começou por volta de 1650 e foi concluída em 1677, mas foi destruída 
pelo terremoto de 1730, o segundo mais forte do período colonial. A construção da quarta 
versão atual começou em 1747 sob a direção do famoso pedreiro Juan de los Santos 
Vasconcellos, que decidiu construí-la completamente em cantaria de pedra para aumentar a 
resistência à terremotos. A igreja foi inaugurada em 1771 sem as duas torres, que foram 
concluídas em 1808. A fachada foi obra do famoso arquiteto italiano Joaquín Toesca. 
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Realizando a comparação com as igrejas San Francisco, San Agustín, a Catedral, La 
Merced, Santa Ana e Las Agustinas, Santo Domingo possui algumas características 
tipológicas em comum como uma planta basílica, com três naves onde a central é maior que 
as laterais, torres mais leves que o resto do edifício, parede da fachada principal mais espessa 
que as outras paredes do perímetro, a fim de evitar o mecanismo fora do plano em caso de 
abalos sísmicos, estruturas do telhado feitas de treliças de madeira (Jorquera et al., 2016). 
Com os anos, necessitou-se realizar alguns reparos como refazer parte do teto de 
madeira que foi perdido após um incêndio em 1895, após o terremoto de 1927, o arquiteto 
Ricardo Larraín Bravo reforçou as duas torres de tijolos com concreto, em 1963, um grande 
incêndio destruiu a estrutura de madeira do telhado, que foi então substituída por uma 
estrutura de aço e no mesmo ano, os rebocos de paredes interiores foram removidos e, assim, 
a pedra de cantaria permaneceu visível. Em 2002, um estacionamento subterrâneo foi 
construído sob a parte leste da igreja, provocando alguns danos na base do edifício. 
Desde sua inauguração em 1771, a igreja sobreviveu aos terremotos de 1822, 1850, 
1851, 1906, 1909, 1927, 1965, 1971, 1985 e 2010, com apenas algumas rachaduras 
pequenas e superficiais e sem reforma estrutural em suas paredes de pedra. 
 CARACTERIZAÇÃO ARQUITETURAL 
Figura 2 – Igreja, seção, plano e principais elevações de Santo Domingo. 
 
Fonte: Ministério das Obras Públicas do Chile. 
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A estrutura é formada por um volume de pedra calcária de 67,1 m de 
comprimento, 27,8 m de largura e 12,1 m de altura, com uma parte mais alta de 16,1 
m sob as torres. A parede do perímetro tem 1,5 m de espessura e 2,0 m de espessura 
na fachada principal, sob as duas torres. O volume é dividido por dois eixos 
longitudinais de arcadas que separam a nave central das laterais e constituem o 
suporte intermediário da estrutura do teto. 
As paredes longitudinais possuem arcadas de pedra externas e internas que 
impedem a flexão fora do plano das paredes durante os impulsos sísmicos. Um plinto 
de base está presente ao longo de todas as paredes longitudinais como mostra na 
figura 3, a seguir, o que ajuda a diminuir o centro de gravidade e reduz a altura das 
paredes submetidas a mecanismos fora do plano. 
Figura 3 – Arcadas e contrafortes com plinto da base da igreja. 
 
Fonte: Jorquera et al., 2017. 
Ao contrário do resto da igreja, as torres foram construídas em alvenaria de 
tijolos queimados com argamassa de cal, com um reboco externo para proteger as 
condições ambientais. Esta mudança de materiais é provavelmente dada a 
necessidade de simplificar o trabalho em altura e reduzir o peso na parte superior do 
edifício, para melhorar a resposta sísmica. 
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O reforço de concreto das torres começa aos 9,6 m de altura, na mesma 
posição do antigo coro. O reforço é constituído por vigas diagonais semi-embutidos 
nas paredes de tijolos pela sua face interior como mostrado na figura 4, abaixo. 
Figura 4 – Esquema e imagem dos reforços das torres. 
 
Fonte: Jorquera et al., (2017) baseados nos planos do Ministério de Obras Públicas de Chile. 
 
3.5 ABORDAGEM QUALITATIVA AO DESIGN RESISTENTE A 
TERREMOTOS DA IGREJA 
Com o objetivo de se obter a primeira abordagem às estratégias resistentes a 
terremotos presentes na igreja de Santo Domingo, e de acordo com a metodologia 
mencionada, foram analisadas a geometria e características construtivas. 
 GEOMETRIA RESISTENTE A TERREMOTOS 
A análise dos parâmetros geométricos simplificados que influenciaram a 
resposta sísmica dos edifícios de alvenaria (Jorquera et al., 2016) indica que Santo 
Domingo possui uma geometria que influenciou positivamente seu comportamento 
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dinâmico, tanto na capacidade global quanto na capacidade local de paredes dentro 
e fora do plano. A igreja de Santo Domingo é simétrica e tem uma forma horizontal 
muito simples e regular, a relação comprimento e largura do edifício no plano é 2, a 
relação altura e largura do edifício na fachada é de 0,6, a densidade estrutural do 
edifício no plano é de 22%, as paredes do perímetro têm 10,2 m de altura e 1,5 m de 
espessura. Todos estes valores indicam uma boa capacidade global do edifício para 
enfrentar os impulsos sísmicos, bem como uma grande capacidade local de paredes 
e uma capacidade adequada para evitar o mecanismo de falha fora do plano das 
paredes. 
A Tabela 1 compara esses valores com os valores médios das outras seis 
igrejas coloniais analisadas em Santiago (Jorquera et al., 2016) e refere-se aos 
valores retirados da literatura mencionada. A partir disso, é possível ver que Santo 
Domingo compartilha características geométricas com as outras igrejas que também 
estão dentro dos valores de referência, mas tem uma capacidade melhor para afrontar 
o mecanismo fora do plano. Isto é devido à sua magreza lenta e comprimento livre 
das paredes, e por causa do plinto e contrafortes da base. 
As torres e a clarabóia são os elementos mais vulneráveis às ações sísmicas, 
pois funcionam como um apêndice independente do resto do edifício, com um período 
de vibração diferente, dada sua localização mais alta, aumentando sua suscetibilidade 
a capotamento fora do plano. Além disso, a clarabóia quebra a continuidade da 
estrutura do teto e em sua vibração gera tensões em sua base. 
Tabela 1 – Valores geométricos resistentes a terremotos de Santo Domingo. 
 
Fonte: Jorquera et al., 2017. 
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 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS 
A igreja de Santo Domingo foi construída principalmente com pedras de 
cantaria retiradas de uma pedreira no Cerro Blanco, em Santiago, com grandes blocos 
de 50 cm x 50 cm x 100 cm, que apresentam homogeneidade e regularidade de forma. 
Os grandes blocos de pedra são colocados tanto em macas como em cabeçalhos, a 
fim de fornecer uma conexão adequada entre as paredes ortogonais e assegurar um 
comportamento monolítico em frente aos impulsos perpendiculares. Além disso, 
analisando a alvenaria de superfícies externas e internas, é possível ver a presença 
de cabeçalhos que fornecem uma ligação transversal apropriada para as paredes. 
De acordo com os testes de laboratório, as pedras são compostas de calcário 
com cerca de 2,35 g/cm3 de densidade, unidas a uma argamassa muito fina de cal. A 
resistência da pedra varia de 380-550 Kg/cm² nas paredes internas e 220-600 Kg /cm² 
nas paredes externas, segundo o teste de Schmidt Hammer. Testes de termografia e 
detector de aço não indicam reforços de metal nas paredes de pedra. 
Além disso, a igreja apresenta conexões adequadas entre paredes 
perpendiculares e conexões adequadas entre a parede e o chão. Embora a abóbada 
de madeira original do telhado e do teto não fornecesse as conexões adequadas da 
parede ao teto, a treliça de aço atual do telhado e o feixe de colarinho superior do 
concreto são bem conectados. Essas características contribuem para o 
comportamento da "caixa" do edifício.3.6 AVALIAÇÃO DO ESTADO DE CONSERVAÇÃO 
A igreja de Santo Domingo apresenta poucos danos significativos, 
considerando a idade, os frequentes terremotos, as mudanças de contexto e as 
intervenções que sofreu. 
De acordo com a análise direta usando um nível de laser vertical, as paredes 
do perímetro são perfeitamente retas, o que demonstra sua boa resistência e 
estabilidade. Além disso, não há rachaduras ou separação entre paredes 
perpendiculares ou entre paredes e contrafortes, demonstrando as boas conexões 
construtivas da alvenaria de pedra. Além disso, não há rachaduras de cisalhamento 
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ou deformações fora do plano. Apenas algumas fissuras pequenas estão presentes 
nas juntas de argamassa perto das aberturas, como consequência do movimento das 
vergas das pedras verticais. 
Existem algumas rachaduras no pavimento da igreja devido ao diferencial 
gerado durante a construção da garagem subterrânea ao lado do edifício. Além disso, 
podem ser observadas rachaduras diagonais no centro da nave e na área do altar, 
evidenciando que o novo pavimento, que age como um diafragma rígido, causou 
torções durante os terremotos. A concentração de rachaduras no pavimento coincide 
com os pilares deslocados na parte nordeste da igreja. Portanto, esse canto do edifício 
concentra as principais tensões sísmicas. 
Em relação à torre, apesar do reforço de concreto, algumas fissuras 
apareceram na primeira seção da parede de alvenaria de tijolos após o terremoto de 
2010. No entanto, as fissuras não atravessam a parede e podem ser consideradas 
como danos mínimos. 
Finalmente, a estrutura do telhado permaneceu estável sem apresentar danos 
ou deformação estrutural. No entanto, no perímetro inferior da clarabóia, existem 
algumas fissuras no gesso, como resultado da rigidez variável dos materiais, como 
visto na análise FEM. 
Após o último terremoto em 2010, não houve danos estruturais à igreja, e 
assim, apenas alguns pequenos reparos foram feitos, como a incorporação de 
argamassas à base de resinas epóxi em lintéis, arcos, abaixo das torres e parte das 
paredes, com uma resistência semelhante de acordo com as características do 
calcário. Além disso, algumas placas de metal foram incorporadas nos lintéis da parte 
superior da igreja, para impedir o deslocamento das pedras. 
 
 
 
 
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4 CONCLUSÃO 
 
As hipóteses eram de que, apesar da vulnerabilidade intrínseca das técnicas 
de alvenaria não reforçadas, os edifícios históricos de Santiago deviam ter algumas 
características geométricas especiais resistentes a terremotos, resultantes de um 
longo processo de experimentação de tentativa e erro após cada terremoto. Algumas 
dessas características são a preferência de formas massivas, paredes muito grossas 
e tetos baixos. 
A atual igreja de Santo Domingo é o resultado de um longo processo de 
experimentação, incluindo três tentativas fracassadas e, portanto, a quarta versão 
atual é um acúmulo de todo o conhecimento fornecido por terremotos passados. 
Todas as características analisadas ajudaram o edifício a resistir adequadamente à 
sismicidade de Santiago, como demonstra a ausência de danos graves após os 
terremotos e seu bom estado de conservação. Consequentemente, e após a análise, 
a igreja de Santo Domingo pode ser considerada como tendo um design "resistente a 
terremotos", baseado na geometria adequada (proporções de tamanho adequadas de 
elementos estruturais e arquitetônicos), técnicas de construção eficientes: os grandes 
alicerces de pedra, a boa alvenaria e as conexões adequadas permitem considerar a 
igreja como um sólido contínuo, apresentando um "comportamento de caixa" durante 
os terremotos, presença de dispositivos especiais de resistência a terremotos, como 
os reforços reduzindo o comprimento livre e a esbelteza das paredes laterais e ajudam 
a evitar mecanismos fora do plano, e por fim, as intervenções, como reforço de 
concreto das torres, que melhoraram a conexão com a base. Além disso, a estrutura 
do telhado de aço parece contribuir para o desempenho sísmico geral. 
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Todas as características mencionadas ajudaram a igreja a sobreviver a um 
importante número de terremotos sem danos substanciais. Com efeito, a análise do 
MEF afirma o bom desenho da igreja e a importância de certos elementos, como os 
contrafortes, em seu comportamento estrutural. Portanto, essas características 
analisadas de projeto de terremotos não devem ser alteradas e devem servir de base 
para a geração de diretrizes e medidas preventivas no caso de futuros terremotos. No 
entanto, a igreja apresenta alguns elementos vulneráveis que devem ser monitorados, 
como a clarabóia, que é a parte da estrutura que mais sofre flexão contra os impulsos 
sísmicos. 
Deve ser mencionado que a manutenção constante da igreja é outro aspecto 
importante que influenciou seu bom estado de conservação e na resposta sísmica do 
edifício. 
A análise da igreja de Santo Domingo nos mostra que as características 
geométricas, construtivas e estruturais da igreja são um testemunho do esforço dos 
construtores chilenos para erguer estruturas capazes de resistir a fortes terremotos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
JORQUERA, Natalia; RUIZ, Jonathan; TORRES, Claudia. Analysis of seismic 
design criteria of Santo Domingo Church, a Colonial Heritage of Santiago, Chile. 
Revista de la Construcción, Santiago, v. 16, n. 3, p. 388-402, sept. 2017. 
JORQUERA S., Natalia; SOTO R., Catalina. El subsuelo de la iglesia San 
Francisco: ¿Una cimentación sismorresistente sobre un estrato prehispánico?. ARQ 
(Santiago), Santiago, n. 93, p. 106-117, agosto 2016. 
Rauld, R. (2011). Deformación cortical y peligro sísmico asociado a la falla San 
Ramón en el frente cordillerano de Santiago, Chile central (33ºs). Santiago, Chile: 
PhD. thesis in Science of Geology, Universidad de Chile. 
Chilean National Seismologycal Center (2015). Retrieved from 
http://sismologia.cl/ - Acesso em 06/07/2018