A prueba de sismos

México, D.F..- Poco después de las 7:19 de la mañana de aquel 19 de septiembre de 1985, cuando el gran sismo sacudió a la capital del país, pocos edificios de gran altura quedaron en pie. Entre las ruinas polvorientas el caso más notable fue el de la Torre Latinoamericana, que resistió durante los más de dos minutos que duró el movimiento principal, así como sus réplicas posteriores.

El "secreto" de este comportamiento ejemplar en un suelo lacustre altamente vulnerable a los sismos es de sobra conocido por los profesionales de la construcción: el emblemático rascacielos mexicano de 204 metros de altura cuenta con un dispositivo llamado aislador de base ensamblado entre la estructura y la cimentación.

Gracias a esa tecnología la Latinoamericana no se desplaza con los movimientos del suelo, sino que se mantiene relativamente estable. Hoy, existen otros dispositivos tecnológicos mucho más avanzados (como los disipadores de energía) que permiten erigir edificios aun en zonas de riesgo sísmico.

Otros ejemplos son las torres Ejecutiva de Pemex y Mayor, ambas en el DF; la US Bank Tower, en Los Angeles, y la Torre Taipéi 101, en Taiwán, la segunda más alta del mundo con sus 509 metros, que además de sismos resiste embates frecuentes de tifones con vientos de más de 200 kilómetros por hora.

Estructuras resistentes

Entre los disipadores de energía más comunes están los amortiguadores viscosos. "Esta tecnología se usa en edificios como la Torre Taipei o la Mayor, en México. Se busca que el marco de concreto de la estructura no se dañe" (durante los movimientos) explica el profesor e investigador Darío Rivera Vargas, de la Facultad de Estudios Superiores Acatlán (FES-A) de la UNAM.

Los dispositivos funcionan de manera análoga a los amortiguadores de un auto al absorber los impactos. Pueden emplearse en puentes, torres, autopistas elevadas o edificios. En este último caso son especialmente útiles, pues contribuyen a proteger contra los movimientos sísmicos equipos sensibles y altamente costosos como plantas de energía, sistemas de cómputo, etc.

Otro tipo de amortiguadores son los de masa (mass dampers), que reducen la amplitud de las vibraciones mecánicas mediante el balanceo de un contrapeso gigante. Están formados por bloques de concreto o acero que contrarrestan el movimiento de oscilación de la estructura, de manera similar a lo que hace un equilibrista con una barra.

Son utilizados aun en zonas de fallas geológicas. La Torre Taipei 101 posee uno de 660 toneladas que está a la vista del público.

Con ellos también se evita el balanceo producido por los vientos, cuya fuerza aumenta a la par que la altura: "no hay un valor único, porque depende de las condiciones atmosféricas del lugar, pero hablaríamos de velocidades de 80 a 110 kmh a alturas de medio kilómetro", explica Rivera.

Puentes más seguros

Ante el aumento en el número de puentes en lasgrandes ciudades, como el DF, Guadalajara y Monterrey, el académico del Programa de Ingeniería Civil de la FES-A desarrolla una metodología para determinar si éstos son suficientemente seguros y, en particular, si es posible el colapso de su sustento principal: las columnas.

"Una de las primeras cuestiones que consideré importante fue evaluar su vulnerabilidad sísmica para visualizar si algunos de ellos ofrecen cierta inseguridad y, si es así, aplicar técnicas de refuerzo como fibras de carbono o algún dispositivo antisísmico", relata el investigador. Los amortiguadores viscosos son útiles para este propósito.

Rivera Vargas también estudia la parte superior de los puentes, principalmente los llamados topes sísmicos, unas estructuras sobresalientes que son golpeadas cuando hay desplazamientos laterales debidos a sismos y que con frecuencia resultan dañadas.

Con esto busca hacer recomendaciones para mejorar el diseño de los topes sísmicos. "Vamos a tomar una actitud más preventiva y no reactiva. No tenemos que esperar a que venga el sismo devastador para actuar. Si podemos valorar desde antes la seguridad de las edificaciones a través de estudios de vulnerabilidad sísmica estaremos dando un paso firme sobre medidas de prevención de un desastre".

Vulnerabilidad

Para evaluarla, los especialistas cuentan con muchas herramientas:

* Mesas vibradoras, donde se simulan movimientos en construcciones a escala o reales y escenarios de daño

* Simulaciones con proyecciones virtuales para observar niveles de carga, deformación, o desplazamientos a los que se someten las estructuras

* Mapas geológicos y geotécnicos; zonificación sísmica de las ciudades

Experimentar un terremoto

La sacudida duplicó en intensidad al movimiento telúrico del sismo del 17 de enero de 1994, en Los Angeles, California. La construcción de 7 pisos y 275 toneladas comenzó a tambalearse y a fragmentarse, pero no se desplomó. Por fortuna, quienes la experimentaron no fueron víctimas desprevenidas.

Literalmente se trató de un sismo experimental. Uno de los que periódicamente realizan en una de las plataformas vibratorias más grandes del mundo investigadores de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de California, en San Diego.



Para registrar el impacto de ese sismo simulado, los especialistas colocaron 600 sensores a la plataforma móvil y videograbaron el momento de la sacudida.

Con ello obtuvieron un gran caudal de datos sobre la tensión, torsión y aceleración ejercidas sobre la estructura, información que tras ser procesada con programas de cómputo especiales les permitió evaluar daños potenciales a la edificación.

"Este tipo de visualizaciones nos proporcionan una forma intuitiva para determinar cómo se comporta la estructura", señaló el investigador José Restrepo, profesor de ingeniería estructural de la UCSD.

Predicciones virtuales

Además de ayudar a los ingenieros a entender el impacto de los terremotos sobre la construcción puesta a prueba, las visualizaciones permiten hacer otras simulaciones virtuales con los datos obtenidos.

"Podemos preguntarnos: ¿qué sucedería si un gran terremoto de más de 7 puntos sacudiese la estructura? y simular cómo sería la respuesta", precisó el académico.

En México también se utilizan este tipo de herramientas para evaluar y prever daños sísmicos. Por ejemplo, el Instituto de Ingeniería de la UNAM posee una mesa vibradora de 4x4 metros que igualmente permite simular los efectos que provocaría un sismo de elevada intensidad. Esa plataforma ayuda a evaluar, además de estructuras a escala, la respuesta de equipo mecánico, eléctrico, electrónico y de comunicaciones ante los temblores.

La meta es mejorar el diseño y la resistencia de las edificaciones, por supuesto, sin que haya víctimas.