Como a Grande Pirâmide de Quéops em Gizé resiste a sismos há 4.600 anos

Apesar de praticamente tudo o que restou do Antigo Egipto ter sido desgastado pelo tempo, a Grande Pirâmide de Quéops em Gizé continua de pé ao fim de 4,600 anos.

Mesmo depois de grandes sismos e da perda progressiva das suas pedras de revestimento branco, outrora brilhantes, a estrutura principal permanece intacta: os blocos de granito e calcário continuam solidamente encaixados, como se este enorme monumento estivesse mais perto de terminar de ser construído do que de se estar a desintegrar.

Os arqueólogos ainda procuram compreender por completo o conjunto de soluções de engenharia que fez da Grande Pirâmide o único elemento sobrevivente das Sete Maravilhas do Mundo Antigo.

Uma revelação recente sobre o desenho da pirâmide poderá acrescentar mais um feito ao repertório da engenharia egípcia.

Uma obra colossal que, ainda assim, não deveria ser “invencível”

De acordo com nova investigação, várias características da estrutura podem torná-la surpreendentemente resistente a sismos - quer isso tenha sido intencional, quer não. Entre esses elementos de reforço estão as câmaras vazias de “alívio” imediatamente acima da câmara funerária do faraó Quéops.

Erguer a Grande Pirâmide foi uma tarefa verdadeiramente gigantesca: foi construída com cerca de 2,3 milhões de blocos de pedra, com um peso total na ordem dos 6 milhões de toneladas métricas, sendo que alguns desses blocos foram transportados a partir de distâncias de centenas de quilómetros até chegarem ao local da obra.

Depois, as pedras foram colocadas e ajustadas com cuidado para formar uma construção praticamente maciça, com cerca de 147 metros de altura, contendo no interior apenas um pequeno conjunto de câmaras ocas.

Por ser maioritariamente sólida, a pirâmide é extremamente estável: a massa concentra-se mais junto ao solo e a carga distribui-se por uma base ampla. Só que isso, por si só, não a tornaria imune a danos sísmicos nem ao desgaste acumulado ao longo dos séculos.

Há várias pirâmides que colapsaram, pelo menos em parte. A estrutura exterior da Pirâmide de Meidum, por exemplo, ruiu de forma dramática já na Antiguidade. As pirâmides de Userkaf, Sahure e Unas parecem hoje montes irregulares de entulho.

Também existem indícios na Mesoamérica de que pirâmides - feitas com pedra vulnerável a esforços de corte provocados por sismos - podem ser fraturadas pela agitação do terreno por baixo delas.

O Egipto não é particularmente propenso a sismos, mas há registos de pelo menos dois eventos importantes num raio de 80 quilómetros da Grande Pirâmide.

Em 1847, um sismo com magnitude estimada de 6.8 abalou a região. Em 1992, foi registado um sismo de magnitude 5.8, que fez soltar várias pedras de revestimento da zona superior da pirâmide de Gizé.

Sendo a maior pirâmide ainda de pé - e também uma das mais antigas - a Grande Pirâmide levou os investigadores a colocar uma questão direta: por que motivo esta estrutura colossal e ancestral resistiu onde outras falharam?

Como foi medido o “zumbido” sísmico da Grande Pirâmide de Quéops

Para explorar essa dúvida, uma equipa liderada pelo sismólogo Asem Salama, do Instituto Nacional de Investigação em Astronomia e Geofísica (Egipto), instalou sensores de vibração no interior e em redor da pirâmide, com o objetivo de determinar como a estrutura “ressoa” em resposta aos movimentos do ambiente.

Foram colocados 37 acelerómetros portáteis em múltiplos pontos: na Câmara do Rei e na Câmara da Rainha, nas câmaras de alívio empilhadas verticalmente por cima da Câmara do Rei, em corredores e túneis, sobre as pedras exteriores e no solo em torno do monumento.

Estes sensores captam vibrações ambientais minúsculas, provenientes de fontes já permanentes na zona - desde tráfego distante, vento e energia de ondas oceânicas a propagar-se pela Terra, até tremores quase impercetíveis que percorrem continuamente a crosta.

No solo à volta da pirâmide, a combinação dessas fontes gerou uma frequência de fundo estável de cerca de 0.6 hertz (Hz).

Já na maior parte dos locais dentro da pirâmide, a frequência situou-se aproximadamente entre 2.0 e 2.6 Hz.

Esta discrepância entre a frequência vibratória do terreno e a frequência própria da pirâmide pode ajudar a explicar porque é que os sismos lhe causaram tão poucos estragos.

Como não oscilam na mesma frequência, a energia sísmica poderá transferir-se de forma menos eficiente do solo para a estrutura, reduzindo a possibilidade de amplificação por ressonância - um fenómeno capaz de danificar gravemente edifícios.

Câmaras de alívio e redistribuição de tensões

Apesar de as vibrações se mostrarem, em geral, relativamente uniformes ao longo do interior da pirâmide - com a amplificação a aumentar com a altura - houve uma exceção clara: as câmaras de alívio.

Tradicionalmente, estas cavidades são entendidas como um modo de aliviar o peso exercido sobre a Câmara do Rei. No entanto, dentro destas câmaras, a amplificação das vibrações caiu de forma acentuada, o que sugere que estes vazios também redistribuem tensões e interrompem a propagação vibratória.

Assim, mesmo que o objetivo original fosse sobretudo estrutural (suportar cargas), os resultados indicam que estas cavidades podem ter contribuído inadvertidamente para “blindar” a pirâmide contra sismos.

A pirâmide - baixa, pesada e maciça - comporta-se de maneira muito diferente da filosofia adotada na engenharia moderna para resistir a sismos, que tende a privilegiar a flexibilidade.

Os investigadores fazem questão de sublinhar que, nesta fase, qualquer afirmação de que a resistência sísmica tenha sido um objetivo deliberado do desenho é apenas especulação, embora a equipa pareça interessada em encontrar evidências nesse sentido.

"Estas conclusões apresentam evidência quantitativa convincente de que os arquitetos do Antigo Egipto possuíam um entendimento geotécnico profundo, otimizando o desenho estrutural e a caracterização do local para assegurar estabilidade à escala de milénios face a perigos sísmicos", escreve a equipa no artigo.

Em trabalhos futuros, o grupo planeia repetir algumas medições em pontos-chave que "apresentaram pequenas anomalias", confiando que os resultados "confirmarão a Pirâmide de Quéops como um prodígio arquitetónico e um testemunho de princípios antigos de engenharia sísmica relevantes para a conservação do geo-património moderno".

Os resultados foram publicados em Relatórios Científicos.