Grande Pirâmide de Quéops: o segredo da sua resistência aos sismos

De forma quase inexplicável, enquanto grande parte do antigo mundo egípcio se desmoronou à sua volta, a Grande Pirâmide de Quéops, em Gizé, continua de pé após 4.600 anos.

Apesar de fortes sismos e da perda progressiva das suas reluzentes pedras de revestimento branco, a estrutura principal da pirâmide mantém-se intacta. Os blocos de granito e calcário continuam solidamente encaixados, como se este enorme monumento tivesse acabado de sair da fase de construção, em vez de se degradar lentamente.

Os arqueólogos continuam a procurar compreender todo o conjunto de soluções de engenharia que fez da Grande Pirâmide o único sobrevivente das Sete Maravilhas do Mundo Antigo.

Uma nova revelação sobre o desenho da pirâmide poderá reforçar ainda mais o reconhecimento da engenharia egípcia.

Segundo uma investigação recente, várias características da construção podem torná-la surpreendentemente resistente a sismos, quer essa tivesse sido ou não a intenção dos seus construtores. Entre esses elementos de reforço encontram-se as câmaras vazias de descarga situadas imediatamente acima da câmara funerária do faraó Quéops.

A construção da Grande Pirâmide de Quéops

Erguer a Grande Pirâmide foi uma tarefa colossal. A construção recorreu a cerca de 2,3 milhões de blocos de pedra, com um peso total aproximado de 6 milhões de toneladas métricas; alguns foram transportados desde centenas de quilómetros de distância até ao local da obra.

Os blocos foram depois colocados e unidos com grande cuidado, formando uma estrutura maioritariamente maciça, com cerca de 147 metros de altura, que esconde apenas um pequeno número de câmaras ocas no seu interior.

Por ser essencialmente sólida, a pirâmide é extremamente robusta: o seu peso concentra-se junto ao solo e distribui-se pela base. Contudo, isso, por si só, não seria suficiente para a proteger de danos provocados por sismos ou da passagem do tempo.

Diversas pirâmides acabaram por se transformar, pelo menos em parte, em ruínas. A estrutura exterior da Pirâmide de Meidum, por exemplo, colapsou de forma dramática na Antiguidade. Já as pirâmides de Userkaf, Sahure e Unas assemelham-se a montes irregulares de escombros.

Existem também indícios, na Mesoamérica, de que as pirâmides - construídas com pedra vulnerável às tensões de corte geradas pelos sismos - podem ser separadas pelas vibrações do terreno sob elas.

O Egipto não é especialmente propenso a sismos, mas foram registados pelo menos dois de grande dimensão num raio de 80 quilómetros (50 milhas) em torno da Grande Pirâmide.

Em 1847, um sismo com uma magnitude estimada de 6,8 abalou a região. Em 1992, foi registado um abalo de magnitude 5,8, que fez desprender várias pedras de revestimento da parte superior da pirâmide de Gizé.

Sendo a maior pirâmide ainda existente e uma das mais antigas, a Grande Pirâmide levou os investigadores a questionar-se: porque sobreviveu esta gigantesca estrutura milenar quando outras ruíram?

Vibrações e resistência sísmica da pirâmide

Para o investigar, uma equipa liderada pelo sismólogo Asem Salama, do Instituto Nacional de Investigação de Astronomia e Geofísica do Egipto, instalou sensores de vibração no interior e em redor da pirâmide, procurando determinar como a estrutura responde aos movimentos do ambiente que a rodeia.

Foram distribuídos 37 acelerómetros portáteis por vários pontos: nas Câmaras do Rei e da Rainha; nas câmaras de descarga sobrepostas verticalmente, mesmo acima da Câmara do Rei; em passagens e túneis; sobre as pedras exteriores; e no terreno em redor da pirâmide.

Estes sensores registam minúsculas vibrações ambientais provenientes de fontes já omnipresentes na zona, incluindo o tráfego distante, o vento, a energia das ondas oceânicas que atravessa a Terra e os tremores impercetíveis que percorrem continuamente a crosta terrestre.

No solo que circunda a pirâmide, estas fontes combinavam-se para produzir uma frequência de fundo estável de cerca de 0,6 hertz (Hz).

No entanto, na maioria dos locais dentro da pirâmide, a frequência situava-se entre 2,0 e 2,6 Hz.

Esta diferença entre a frequência vibratória do solo e a da própria pirâmide poderá explicar parcialmente por que razão os sismos lhe causaram tão poucos danos.

Como não vibram à mesma frequência, a energia sísmica poderá ser transferida com menor eficiência entre o solo e a construção, ajudando a evitar a amplificação por ressonância que pode danificar gravemente os edifícios.

Embora a vibração fosse, em geral, uniforme em toda a pirâmide, aumentando em amplitude com a altura, verificou-se uma exceção relevante: as câmaras de descarga.

Habitualmente, estas câmaras são entendidas como uma forma de reduzir o peso suportado pela Câmara do Rei. Nelas, a amplificação das vibrações diminuiu acentuadamente, o que sugere que estes espaços também redistribuem as tensões e interrompem a propagação das vibrações.

Ainda que a sua função possa ter sido suportar cargas, os resultados indicam que estes vazios poderão também ter contribuído, sem intenção, para tornar a pirâmide mais resistente aos sismos.

A pirâmide - baixa, pesada e maciça - comporta-se de maneira muito diferente dos edifícios atualmente concebidos para resistir a sismos, cujas estratégias assentam sobretudo na flexibilidade.

Câmaras de descarga e engenharia sísmica antiga

Os investigadores sublinham que, por enquanto, é puramente especulativo afirmar que a resistência sísmica tenha sido incluída intencionalmente no projeto da pirâmide, embora pareçam interessados em encontrar provas que confirmem essa hipótese.

“Apresentamos evidência quantitativa convincente de que os arquitetos do antigo Egipto possuíam um profundo conhecimento geotécnico, otimizando a conceção da estrutura e a caracterização do local para assegurar estabilidade à escala de milénios perante riscos sísmicos”, escreve a equipa no artigo científico.

Em trabalhos futuros, a equipa pretende repetir algumas das medições em locais fundamentais que “apresentaram pequenas anomalias”, confiante de que os seus resultados “confirmarão a Pirâmide de Quéops como uma maravilha arquitetónica e um testemunho dos princípios da engenharia sísmica antiga relevantes para a conservação moderna do património geológico”.

Os resultados foram publicados na revista Scientific Reports.