Después de cada sismo, ya sea de México o cualquier parte del mundo –como recientemente lo vimos en Taiwán (imagen portada), siempre la gente se pregunta ¿por qué las construcciones se dañaron o cayeron? Sería erróneo únicamente limitarnos a la magnitud e intensidad del sismo pues existen muchos factores por las que las construcciones se pueden dañar poniendo en peligro la seguridad de nuestras familias.
El daño en estructuras puede ser causado por peligros naturales (sismos, erupciones, vientos por tormentas o ciclones y deslizamiento de laderas) e incluso por causa del hombre si se les da un inadecuado uso a las edificaciones como poner peso excesivo para el cual no estaban diseñadas, por falta de mantenimiento, construir de manera incorrecta con pobre o nulo diseño apegado a reglamentos de construcción y materiales de muy mala calidad.
En cuanto a los sismos, entendamos que estos fenómenos son un brusco movimiento del suelo en todas direcciones cuya mayor fuerza o desplazamiento será en el epicentro; aunque está el caso de CDMX donde el antiguo suelo lacustre amplifica las ondas sísmicas a diferencia de otro tipo de terrenos donde las ondas se atenúan rápidamente.
Sin tomar en cuenta el “efecto CDMX”, es más probable ver grandes daños en la zona del epicentro o punto donde se originó el sismo el cual es la zona donde se producen movimientos más intensos tanto verticales como horizontales disminuyendo estos movimientos con la distancia predominando el movimiento horizontal.
Un breve paréntesis. No existen dos tipos de sismos que comúnmente -y como mala costumbre- las personas se refieren a “trepidatorio” y “oscilatorio”; esto es únicamente una percepción y característica en todos los sismos: como se mencionó anteriormente, los sismos se propagan en todas direcciones y cerca del epicentro será más perceptible el movimiento vertical del suelo (“trepidatorio”) y con la distancia el movimiento vertical disminuye predominando el movimiento horizontal (“oscilatorio”).
Durante los sismos, las estructuras son sometidas a acciones dinámicas (movimientos horizontales y verticales) que generan modos de vibración en la edificación (formas de vibración del edificio que nosotros sentimos como el movimiento de un lado a otro) los cuales dependerán de su masa, altura y rigidez de sus elementos. Las acciones dinámicas (fuerzas sísmicas) generadas se transmiten hacia todos los elementos de la construcción, pero para que la construcción pueda resistir estos movimientos debe existir un adecuado calculo estructural que distribuya masas y cargas entre elementos como columnas, muros de carga, trabes y losas; si la resistencia de los materiales y de los elementos llega al momento plástico (ruptura del elemento) la edificación sufrirá un daño parcial o total.
*Nota: el reglamento y normas técnicas complementarias vigentes en CDMX fue publicado/actualizado en diciembre de 2017.
En general, la resistencia de un edificio a sismos o terremotos depende de la relación que existe entre el periodo de vibración del suelo (generado por las ondas sísmicas) y el periodo natural de vibración de dichas estructuras (generado por la rigidez de sus elementos); es decir, si la estructura está vibrando de la misma forma en la que está vibrando el suelo se generará una sincronización que multiplicará las acciones dinámicas y la estructura será altamente susceptible a colapsar y aquí es donde el diseño estructural y la mecánica de suelos tienen un papel fundamental pues deben evitar que la estructura se sincronice con ese periodo natural. El siguiente video ayuda a entender este concepto.
En el video se observa como la estructura alta se sincroniza con periodos de vibración bajas (frecuencias bajas) y conforme disminuye la altura de la estructura se sincronizará con periodos de vibración más altos (frecuencias altas).
Para evitar que nuestros hogares, hospitales, escuelas y todo tipo de estructura sea susceptible al colapso, es importante que se elabore un buen diseño/calculo estructural que deberá hacerlo un especialista y no con base en la autoconstrucción. Pero, ¿por qué es importante que sea un profesional quien realice el diseño y cálculo de las edificaciones? Simplemente porque son muchos los detalles por las que una estructura puede fallar: por errores de cálculo, por falta de estribos en columnas, irregularidad en la construcción, materiales de baja calidad, incorrecto calculo estructural, falla del suelo, falla de la cimentación, modificaciones incorrectas, corrosión del acero por humedades no controladas, exceso de cargas vivas (peso que deberá soportar la estructura según su uso/mal uso), vibraciones por aire, cargas incidentales como el granizo y ceniza además de vicios ocultos durante la construcción por falta de supervisión en el cumplimiento de normas o diseño.
Documento de Cenapred para más ejemplos de daños en elementos estructurales
No olvidemos que además de las características propias de un inmueble, que lo haga seguro o no, las estructuras también serán susceptibles al colapso cuando existe corrupción que no supervisa la obra y falta de ética/profesionalismo de quien construye. México tiene un largo camino que recorrer donde de una buena vez por todas se debe aprender de los errores del pasado.
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Agradecimiento especial al Arq. Fernando Flores por sus aportaciones y precisiones.
Nacido en Guadalajara, Jalisco en 1983.
Aficionado y estudioso de las Ciencias de la Tierra, en especial de la Geología y Meteorología desde 1995.
En 2012 comenzó a revolucionar la forma de dar a conocer los fenómenos naturales desde las redes sociales de 'SkyAlert', logrando posicionar el Twitter de esa empresa como el líder en todo el mundo en materia sísmica y volcánica en Español.
Colaborador desde 2010 en el noticiero de Radio 'Coup D Etat' RMX de Grupo Imagen.
Fundador de empresas como Retuit (2012) y Disappster (2013). Debutante columnista en el portal de Fernanda Familiar en 2014.