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A prueba de sismos. Ingeniería y arquitectura antisísmica

El presente año se estrenó con dos terribles terremotos: el que asoló Haití en enero, y el que sacudió varias ciudades de Chile. En un intento de poner freno a la mano de la naturaleza, los ingenieros y arquitectos se afanan por desarrollar sistemas que eviten al máximo la pérdida de vidas.

TEXTO: Eduardo López-Jamar
FOTOS: Juan Águila, María José Jerez y Reynaldo Salazar

Año 1755. Día de Todos los Santos. Lisboa es una de las grandes urbes de la época: por su ajetreado puerto entran y salen mercancías de todo el mundo: oro de Brasil; clavo, canela, pimienta y las más exóticas especias de las Indias Orientales… A las 9.20 horas, un terrible temblor de tierra rasgó la ciudad. Durante los tres minutos que duró, aproximadamente el 85% de las edificaciones se vinieron abajo como castillos de naipes. Las aguas del mar se retiraron, mostrando restos de antiguos naufragios, para, 40 minutos después, descargar toda su furia contra la capital portuguesa en tres gigantescas oleadas sucesivas.

Más allá de sus consecuencias materiales y metafísicas, el temblor de Lisboa (1.755) propició los comienzos del estudio de las estructuras de edificios que soportasen los temblores de tierra. El Marqués de Pombal, primer ministro del Rey de Portugal, comenzó a planear la reconstrucción de la capital; para ello fabricó maquetas a prueba de terremotos: estaban construidas en madera y, para imitar los temblores de tierra, las tropas de caballería marchaban marcialmente a su lado.

Normativa española
Mucho ha llovido desde entonces, pero la hipótesis de los temblores de tierra siguen poniendo a prueba los ingenios de arquitectos e ingenieros, antes y después de los sismos. Antes, por los cálculos necesarios para evitar los daños estructurales de las construcciones; y después, por los análisis de los adaños y de las nuevas construcciones necesarias. El cálculo de estructuras hace tiempo que se realiza por ordenador y, en general, las normas constructivas de los países incorporan normas sobre arquitectura, ingeniería y seísmos que se adaptan al peligro sísmico de la zona en la que se encuentra. Sin embargo, los recientes terremotos acontecidos en Haití (el 12 de enero), o Chile (27 de febrero), por citar sólo dos de los más recientes y que han tenido más eco en España, sirven para recordar que las estructuras deben mejorarse, especialmente en los países con menos recursos, y que los designios de la Naturaleza son inescrutables.

En España, el peligro sísmico es relativamente bajo. La norma a la que deben ajustarse las edificaciones es la NCSE-02 (Norma de construcción sismorresistente), del año 2002, a la que hay que añadir la NCSP-07, específica para puentes. Ofrece una serie de reglas de diseño y prescripciones constructivas que tienen como objetivo dotar a las mismas de propiedades sismorresistentes acordes con los niveles de intensidad que pueden afectar a cada zona (la normativa incluye un mapa de peligrosidad sísmica que, expresado en términos de aceleración sísmica básica, define el nivel de intensidad de las sacudidas sísmicas que pueden afectar a cada zona).

¿Es suficiente esta norma? Para Alejando Bernabeu, ingeniero de Caminos y director de estructuras del área de Arquitectura y Edificación de IDOM, “en líneas generales, es válida y suficiente. En cualquier caso, a mi entender, el criterio que debe regir el desarrollo de ésta y otras normativas es el de la convergencia hacia los Eurocódigos, si bien teniendo en cuenta, y más en el caso de la normativa sísmica, las particularidades y especificidades propias”.

Respuesta satisfactoria
Según Hugo Pereira, director nacional del Colegio de Arquitectos de Chile, en el sismo del país andino “se estima que se dañaron entre 200.000 y 300.000 viviendas, y esta cifra está creciendo a medida que se detectan fallas y se han evaluado informes de daño estructural”. Sin embargo, esta cifra supone un 0,4 % del parque construido, lo que, dada la magnitud del sismo, según Pereira “es ampliamente satisfactoria y deja en un muy buen pie a la ingeniería chilena”.

En caso de sismo, ¿cómo debe comportarse una estructura? Bernabeu explica que el objetivo general es que la estructura resista sin daños movimientos sísmicos de intensidad moderada o baja, limite los daños en elementos no estructurales en el caso de sismos de mediana intensidad y, aunque pueda presentar daños importantes, evite el colapso durante sismos de intensidad severa.

Para conseguirlo, existen dos corrientes de pensamiento casi contrapuestas, como explica Jorge Cascales, ingeniero de Caminos y uno de los mayores especialistas en estructuras sismorresistentes en puentes de España: “Por un lado tenemos el diseño clásico: calculo mi estructura para que, cuando llegue el sismo, se fisure y disipe energía a base de formar rótulas clásicas y deformarse sin llegar al colapso. Esto supone reforzar la estructura de forma importante y asumir que, después de que ocurra el sismo, la estructura va a tener unos daños considerables pero no va a colapsar. Es decir, se está asumiendo implícitamente la realización de posteriores refuerzos y reparaciones”.

Cascales es un ferviente defensor de la otra vía, el diseño antisísmico con dispositivos especiales: “La idea es modificar las propiedades dinámicas de la estructura (rigidez y amortiguación) introduciendo dispositivos antisísmicos que ayuden a la estructura a disipar energía. De esta manera se puede conseguir que la estructura resista el sismo de diseño en régimen elástico sin sufrir daños y, por lo tanto, sin necesidad de una reparación posterior”. Y, a modo de justificación, añade: “Significa utilizar el ingenio para resistir el sismo (e ingeniería viene de ingenio). ¿Por qué tengo que resistir algo que puedo evitar?”.

Reticiencia a las novedades
¿Cuáles son las razones de que este tipo de dispositivos especiales de amortiguamiento de estructuras no estén más extendidos en España? Según Cascales, el trabajo de proyecto es muy grande, con cálculos caros (por el tiempo necesario en realizarlos) y complejo. La ausencia de una norma que regule que, efectivamente, estos cálculos han sido realizados de manera adecuada, así como la reticencia de muchos ingenieros civiles a fiarse “de un cilindro hidráulico de tres metros de longitud”, ralentizan el avance de estos sistemas.

De todas formas, los ingenieros consultados resaltan la imposibilidad de dar unas reglas generales que sirvan para todos los casos. “Hay que estudiar siempre muy bien la magnitud de la acción sísmica, las condiciones de cimentación y las características de la estructura para decidirse por una estrategia o por otra”, explica Cascales.

También es necesario conocer las particularidades y criterios técnicos y constructivos del país. Como explica Alejandro Bernabeu, que ha calculado estructuras en Chile o en Libia, por citar algunos ejemplos de países con alto riesgo sísmico, este factor, “más subjetivo en algunos casos y a priori menos restrictivo, puede tener sin embargo gran importancia, pudiendo llegar a poner en cuestión el sistema planteado. No se debe olvidar que construimos en un lugar concreto, con su propia historia, conocimientos y experiencia, con disponibilidad de materiales y hábitos constructivos particulares, y, en muchos de los casos, con su cuerpo normativo propio”.

Atención: terremoto
Cuando un temblor de tierra afecta a una ciudad, tan importante es que los edificios se mantengan en pie, como que las infraestructuras (carreteras, puentes, puertos, etc.) se mantenga firmes. En Haití, por ejemplo, durante los primeros días tras el seísmo que se llevó la vida de más de 150.000 personas, la urgente ayuda humanitaria sólo pudo llegar con cuentagotas a la isla caribeña debido a que el puerto de su capital, Puerto Príncipe, quedó totalmente inutilizado.

“Lo primero es la reparación de la infraestructura vial y de comunicaciones”, explica el chileno Hugo Pereira, “ya que a partir del restablecimiento de las mismas, es posible ir en ayuda de los poblados y asentamientos humanos afectados. La infraestructura productiva también es de gran importancia, paralelamente a la provisión de viviendas de emergencia”.

Refugios de papel
Este último campo, el de las viviendas de emergencia, refugios temporales para los damnificados por un terremoto u otro desastre natural, es otro de los campos donde la arquitectura cuenta con una fecunda (e imaginativa) tradición, desde los refugios de papel y cartón de Shigeru Ban, hasta las estructuras plegables de bambú de Ming Tang. Muchos han sido los estudios que han elaborado proyectos de refugios para desastres, y la mayoría cuenta con una serie de características comunes: deben ser ligeros y plegables, para que puedan ser transportados sin dificultades hasta las zonas del desastre; deben resistir una hipotética réplica del terremoto y deben ser económicos.

Vuelta a la normalidad
“A continuación”, prosigue Pereira, “deberían reponerse las viviendas afectadas en forma definitiva. Esto requiere plazos mayores por la complejidad de los procesos de urbanización y construcción involucrados”. El director nacional del Colegio de Arquitectos de Chile habla con conocimiento de causa. Al frente de su institución elaboró un plan de reconstrucción “con una serie de medidas de orden urbanístico, territorial, tecnológico y administrativo. Durante el mes de marzo, se coordinó un catastro de daños en las zonas afectadas junto con estudiantes de último grado de una veintena de escuelas de Arquitectura”.

¿Cuándo está previsto que Chile vuelva a ser la misma? “El Gobierno ha estimado que esto debería resolverse en un plazo de un año, pero veo difícil alcanzar esa meta”, reconoce Hugo Pereira. “Por diferentes motivos; sobre todo, por la magnitud de la reconstrucción”.

Dinero y voluntad política
Como en el caso de las enfermedades –un ataque al corazón, pongamos por caso–, con la salud de los edificios más vale prevenir que curar. En el caso de la construcción, se hace indispensable crear mapas detallados que permitan una micro-zonificación geológica y que faciliten un estudio de la mecánica de suelos más preciso, lo que a su vez serviría para que ingenieros y arquitectos conociesen con exactitud el peligro sísmico al que se enfrentará la futura construcción. Pero, para ello, son necesarios tiempo y dinero, y una firme voluntad política. Algo de lo que no andan muy sobrados, precisamente, la mayoría de los
países con mayor peligro sísmico del mundo. ■

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