Los sismos y su efecto en las estructuras

El sismo del 19 de septiembre de 1985 no produjo daños en estructuras bajas –como casas– de la Ciudad de México, pero sí en los edificios, ya que hubo un empate entre la frecuencia del movimiento, la frecuencia natural del suelo y la de los edificios, y esta resonancia condujo a un desplazamiento mayor al que algunas estructuras podían superar, lo que llevó al colapso de diversas edificaciones, explicó el doctor Sergio Alcocer.

México, D.F.-Los daños en una estructura a causa de un sismo son variables y dependen del tipo de material y de estructura, sin embargo, los daños que más preocupan a los especialistas son los conocidos como cortante, que se caracterizan por grietas inclinadas en los muros o en las columnas y que pueden conducir al colapso de las estructuras, por ello en las normas de construcción se busca que fallas de esta naturaleza no ocurran.

“Lo que buscamos es favorecer un comportamiento por flexión que permita el desplazamiento de la estructura sin que colapse, este es el caso de las grietas localizadas en la base de las columnas, los extremos de las vigas o en la base de los muros, lo anterior permite que la estructura se deforme y se adapte a los desplazamientos que requiere el temblor, sin que se produzca un colapso o daños graves”, dijo el doctor Sergio Alcocer, del Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Cuando la estructura, aunque haya sufrido daños por un sismo, no pierde geometría, verticalidad, ni el ángulo –a noventa grados– entre una losa y un muro o una columna, puede ser rehabilitada; en el caso de una vivienda lo más común es el “encamisado” que consiste en añadir material al muro, como una malla electrosoldada que se fija con un recubrimiento de mortero o de concreto, lo que incrementa la resistencia y rigidez de la estructura y mejora su comportamiento ante un sismo, en ocasiones a niveles superiores a los que tenía originalmente.

Para evaluar el daño esperado en una estructura ante un sismo se deben tomar en cuenta las características del temblor, así como el material del que está hecha, por ejemplo, una vivienda, y si la construcción es apta para resistir fuerzas sísmicas.

De esta manera, si lo que los investigadores buscan es corroborar un modelo de diseño y reducir el daño en una estructura tras un sismo, realizan diversos experimentos con estructuras completas o en elementos de ellas. En el caso de las mesas vibradoras, que son simuladores de sismos, se les colocan componentes de una estructura, como pueden ser los muros o estructuras completas pero de menor escala que la original, porque estudiar estructuras completas requiere mesas vibradoras de gran tamaño y su costo es elevado.

“Este tipo de pruebas también sirven para desarrollar nuevos criterios de diseño y nuevos materiales. Las pruebas en la mesa vibradora se utilizan cuando ya se han realizado otras pruebas, porque los experimentos, que podríamos llamar de confirmación en este tipo de simuladores, son costosos”, explicó el especialista en comportamiento estructural, quien es integrante de la Academia Mexicana de Ciencias.

El Laboratorio de Mesa Vibradora del Instituto de Ingeniería de la UNAM inició actividades en 1997, y tiene como principal característica simular movimientos sísmicos de diversas intensidades. Esta herramienta, de 4x4m, soporta hasta veinte toneladas de peso, lo que ha permitido realizar distintas pruebas, entre las que se encuentran las de respuesta en estructuras de mampostería confinada de varios niveles para viviendas de interés social o la respuesta de un templo virreinal típico.

La estructura urbana y el sismo de 1985

El sismo de 1985 no produjo daños en estructuras bajas –como casas– de la Ciudad de México, pero sí en los edificios, ya que hubo un empate entre la frecuencia del movimiento –producido por el sismo–, la frecuencia natural del suelo y la de los edificios, y esta resonancia condujo a un desplazamiento mayor al que algunas estructuras podían superar, lo que llevó al colapso de diversas edificaciones.

“De lo que sucedió hace treinta años con los edificios de la ciudad aprendimos, y ahora los reglamentos de construcción incluyen requisitos que, de cumplirse, pueden evitar que estos daños se vuelvan a presentar”.

De como vivió el temblor del 19 de septiembre de 1985, el doctor Alcocer recordó que realizaba su servicio social en el Instituto de Ingeniería, y tras incorporarse a las brigadas que se organizaron para recorrer las zonas afectadas y tomar datos del número de edificios desplomados, para entender por qué ocurrieron determinados daños en las estructuras de concreto y de mampostería, solicitó su cambio como becario del área de hidráulica a la de ingeniería estructural.

En su nueva área se integró al grupo de trabajo del profesor Neftalí Rodríguez Cuevas y así pudo participar en el proyecto “Sobre vibración ambiental de edificios dañados en el temblor del 85”, y después en un proyecto acerca de la rehabilitación de estructuras con las soluciones que se aplicaron en México tras el sismo, esto en conjunto con el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y la Comisión Nacional para la Ciencia lo que llevó al investigador al doctorado en la Universidad de Texas, en Austin.

“El sismo de 1985 representó, desde el punto de vista disciplinario, un cambio en la manera en la que la ingeniería estructural se desarrollaba en México, ya que se actualizaron las normas de construcción. Sin embargo, a tres décadas de ese acontecimiento es necesario reflexionar, como lo haremos en una serie de pláticas a realizarse en los próximos días, en dónde estamos, y si en caso de que un temblor con características similares al del 85 ocurriera, tendríamos menos daño en las estructuras bien construidas y diseñadas”, señaló Sergio Alcocer, quien ofrecerá la conferencia “El sismo como fenómeno físico y su impacto en las estructuras”, como parte del simposio A 30 años del ´85, que tendrá lugar en El Colegio Nacional los días 23 y 24 de septiembre.

El doctor Sergio Alcocer Martínez de Castro, investigador del Instituto de Ingeniería de la  UNAM e integrante de la Academia Mexicana de Ciencias, ofrecerá la plática "El sismo como fenómeno físico y su impacto en las estructuras", como parte del simposio A 30 años del ´85, que se realizará en El Colegio Nacional los días 23 y 24 de septiembre. (Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.)

El doctor Sergio Alcocer Martínez de Castro, investigador del Instituto de Ingeniería de la UNAM e integrante de la Academia Mexicana de Ciencias, ofrecerá la plática “El sismo como fenómeno físico y su impacto en las estructuras”, como parte del simposio A 30 años del ´85, que se realizará en El Colegio Nacional los días 23 y 24 de septiembre. (Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.)

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