GRarquitectos COMPARTE SU EXPERIENCIA EN EL CAMPO DE LA EDIFICACION EN ZONAS SISMICAS (1ª parte)

“La Arquitectura Comprometida”

Cuando la actualidad se ve sacudida por acontecimientos que traspasan los ámbitos técnicos y profesionales específicos para pasar a ser noticia de portada, son muchas las informaciones y afirmaciones que se producen en los medios, muchas veces sin demasiado criterio y buscando el sensacionalismo. El reciente terremoto de Lorca en Murcia ha causado gran impacto social y lo que es más grave, la pérdida de vidas humanas. Desde la Ciudad Comprometida lamentamos estos fallecimientos y nos unimos al dolor de esas familias, que en el mejor de los casos “solo” han perdido su vivienda.

Dicho esto, el equipo de Grarquitectos, como grupo multidisciplinar con amplia experiencia en edificación en las zonas de España con mayor riesgo sísmico, nos ofrecemos a resolver cualquier duda relacionada con los terremotos y las edificaciones que nuestros lectores puedan tener.

 Ya que el tema lo requiere y por la extensión necesaria para abordar mínimamente esta temática, vamos a dividir en dos partes el artículo. La primera parte trataremos de hacer una breve explicación de que es un sismo, sus características y como afecta a los edificios. En la segunda parte vamos a centrarnos en la normativa existente en nuestro país y el papel de los profesionales que intervienen en las edificaciones.

Un sismo o terremoto es el resultado de la transmisión de energía liberada en el interior de la tierra, se manifiesta superficialmente como un temblor del terreno de tipo alternativo, es decir, en todas direcciones y con variaciones de aceleración a lo largo del tiempo.

Se registran con los sismógrafos y en la imagen podemos ver el registro del terremoto de El Centro en California en 1940 en dirección NS.

Datos del simógrafo y elementos de un sismo
Datos del simógrafo y elementos de un sismo

Usualmente los sismos se originan por rupturas localizadas en fallas  (fracturas en la superficie terrestre), que han acumulado tensión al tener su movimiento impedido. Cuando la tensión acumulada es capaz de producir la rotura del terreno la energía acumulada se libera de golpe dando lugar a una serie de ondas en todas las direcciones, que es lo que denominamos terremoto.

 

Es frecuente la confusión entre los conceptos magnitud e intensidad. La magnitud es un indicador de la energía que se ha liberado y su valor es independiente del procedimiento físico empleado para medirla y del punto donde se tome la lectura. Se mide en grados Richter, que es el valor que normalmente mencionan en los medios de comunicación. Mientras que la intensidad es el indicador del tamaño del terremoto según sus efectos sobre la población, terreno y construcciones. Así pues un terremoto tiene una única magnitud y tantas Intensidades como lugares en donde se haya sentido. En la actualidad el IGN (Instituto Geográfico Nacional) emplea la escala EMS-98, con 12 grados. Dichos grados van desde las no existencias de daños hasta la destrucción total del edificio.

Un concepto fundamental en un terremoto es la aceleración sísmica, que es la aceleración con que se producen los desplazamientos de la superficie terrestre. Con el auge de los deportes de motor todo el mundo tiene una ligera idea del sentido físico del concepto de aceleración, cuanto mayor sea su valor antes pasa el coche de 0 a 100 km/h, pues lo mismo pasa con la aceleración sísmica. Se mide en porcentaje de la aceleración de la gravedad, y  en el terremoto principal de Lorca el IGN midió aceleraciones de 0.37g, donde g es la aceleración de la gravedad. Es decir, se registraron aceleraciones superiores al doble de la de cálculo exigidas por la normativa.

Como resumen podemos decir que las ondas sísmicas se atenúan conforme nos alejamos del foco (punto donde se origina) del sismo y por lo tanto, tendremos menores intensidades y aceleraciones cuanto mayor sea la distancia focal para una misma magnitud. Salvo algunos efectos locales como los producidos por los valles y suelos blandos en los cuales se amplifican las ondas y por lo tanto, serán mayores la intensidad y la aceleración.

Imagen de edificio colapsado en Lorca. FUENTE: Publico.es
Imagen de edificio colapsado en Lorca. FUENTE: Publico.es

Pero cómo afecta un terremoto a un edificio, primero explicaremos cómo se mueve un edificio ante un terremoto y el efecto de dicho movimiento en todos los elementos constructivos del mismo. Cuando las ondas sísmicas llegan a un edificio transmiten a su cimentación un movimiento con una aceleración determinada en todas las direcciones, a un lado y otro, dichas aceleraciones varían mientras dura del terremoto. Mientras se mueve la cimentación el resto del edificio trata de quedarse en su sitio debido a su peso, lo que se llama inercia, pero como edificio y cimentación están unidos el efecto que se produce es la deformación de los pilares, efecto que se transmite a las vigas y a los forjados. Estos tres elementos tienden a volver a su posición original, como si fueran una goma, pero dado que el cimiento sigue moviéndose se produce la oscilación del edificio. Es decir se produce un movimiento de vaivén.

No todos los edificios oscilan igual ante el mismo terremoto, ya que la oscilación de este depende del terremoto, del terreno que tienen debajo, de los materiales de construcción de la estructura, dimensiones de vigas y pilares y fundamentalmente de la distribución de los pesos en la estructura. Por ejemplo en un edificio que tuviese una piscina en la azotea, cerca de uno de sus laterales se retorcería sobre si mismo.

Esta transmisión de energía del sismo al edificio podríamos compararla con un niño montado en un columpio al que estemos empujando, siendo el niño el edificio y nosotros  el terremoto. Hay un momento justo donde empujar para que el niño oscile cada vez mas alto. Si empujamos un poco antes de que llegue, lo frenamos y si lo hacemos tarde, nuestro impulso apenas trasmite energía. Esta es la razón por la que determinados edificios, independientemente de su forma de construcción, se derrumban y el que está justo al lado no, dependiendo si  la frecuencia del movimiento de vaivén coincide con las “idas y venidas” de las ondas del sismo. Cuando los periodos de vibración coinciden, el  fenómeno se denomina entrar en resonancia. Por extraño que parezca y como curiosidad, siempre se dice que no se  permite desfilar a las tropas marcando el paso al cruzar puentes por esta razón, pues podrían entrar en resonancia y derrumbarse.  Los rascacielos son más vulnerables al viento que al sismo, pues sus periodos más  usuales de vibración son más probables que coincidan con los que provoca el viento.

Hasta ahora nos hemos centrado en los elementos principales de una estructura: pilares, forjados y vigas, pero los elementos más vulnerables en un edificio son los materiales de relleno de albañilería, tabiquería y cerramientos, los cuales están embebidos y apoyados en la estructura que les rodea. Estos son los que en muchos casos provocan pérdidas de vidas humanas y heridos, como ha sucedido en Lorca. En el movimiento de vaivén de la estructura se produce una rotura en x en estos elementos, que hemos podido verlas en algunas fachadas construcciones en Murcia. Una pared que tiene estas grietas si la estructura sigue moviéndose se suele caer si no está anclada a la estructura, como indica la normativa sismorresistente.

Imagen de elementos no estructurales derrumbados. FUENTE: publico.es
Imagen de elementos no estructurales derrumbados. FUENTE: publico.es

 

 

Daños en edificios históricos en Lorca. FUENTE: publico.es
Daños en edificios históricos en Lorca. FUENTE: publico.es

Nos hemos centrado en los edificios de hormigón que son en los que usualmente vivimos casi todos, pero en nuestras ciudades y sobre todo en nuestros pueblos existen otros tipos de construcciones, y su comportamiento ante un terremoto será distinto.

Los edificios más vulnerables son sin duda los típicos de la construcción mediterránea, el edificio de tapial (tierra prensada) con forjados de cañizo y yeso. A los muros de tapial les sucede lo que hemos descrito para la albañilería cuando el terremoto va en la dirección de su lado más largo, cuando el terremoto es perpendicular a esta el muro cae sin remedio. En segundo lugar están los edificios de muros de carga de ladrillo o sillería. Ante terremotos con dirección paralela al lado más largo del muro se produce la fisura en x y cuando es perpendicular el movimiento el forjado con su movimiento trata de tirar los muros que quedan anclados por los muros perpendiculares.

Los edificios con estructura de hormigón armado y metálica son, en general menos vulnerables, soportan mejor los sismos, aunque pierdan elementos secundarios como cerramientos y petos de terrazas. En el caso de los edificios históricos suelen ser de fábrica de piedra y forjados o cubiertas de madera, son muy rígidos y pesados y se comportan mal ante un sismo, especialmente las cúpulas de sillería, que son muy rígidas y pesadas y  los arcos de piedra.

Mª Ángeles Romero Manchado y Jesús María Cuesta Guerrero, Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos y Arquitecto de GRarquitectos

5 Comentarios

  1. Felicidades por lo didactico del artículo,solamente he hechado de menos una referencia al fenómeno de colisión entre edificios, que en ciudades compactas de modelo mediterráneo producen muchos de los daños, habeis explicado claramente como los edificios responden al sismo moviendose y deformandose, en edificios aislados este comportamiento, si esta bien construido y no entra en resonancia, les puede permitir soportar el sismo disipando la energía que recibe del terreno, sin embargo cuando los edificios son colindantes tienen coartado el movimiento, pero cada uno querrá moverse en direcciones diferentes colisionando entre sí y empujandose unos a otros, en esta situación los daños pueden producirse al golpear un edificio a otro y responder a comportamientos diversos, estos comportamientos son difíciles de modelizar y por tanto no es facil adoptar medidas para preverlos, la solución es separar los edificios entre sí para que no se produzcan colisiones….Pero esa es otra historia ¿como hacer compatible la norma con nuestros cascos históricos? ¿y con nuestros modelos deciudad mediterránea compacta?……

  2. Me encuentro lejos, muy lejos… (en Peru) y quizás poe ello valora mas, mucho mas, esta humilde aportación que hacemos desde GRarquitectos para el entendimiento de los fenómenos sísmicos que tanto nos han soliviantado últimamente. Por ello felicito efusivamente tanto a Mariangeles como a Jesusmaria, extraordinarios profesionales, y generosos en su esfuerzo como pocos!
    Espero mañana seguir disfrutando de la segunda parte!

  3. Gracias Miguel por tu acertado comentario. El tema del sismo en edificación, como bien sabes, es bastante amplio y técnico y por cuestión de espacio hemos ido a lo esencial e intentado honestamente aportar nuestro granito de arena. En efecto, las nuevas construcciones deben dejar una junta o “hueco” entre ellas a efectos de disminuir los posibles golpes al oscilar de manera diferente. En cascos históricos, la no existencia de estas juntas, unidas a sistemas estructurales de muros de carga o pilastras y forjados simplemente apoyados, producen daños aun más severos en estos casos. Nuestras ciudades, con centros urbanos compactos y con siglos de antigüedad, constituyen un hándicap añadido a la hora de intervenir por ejemplo en rehabilitaciones y restauraciones.

  4. Recientemente una delegacion de 11 miembros de GRarquitectos hemos girado una visita profesional a Lorca, donde hemos analizado la gravedad de los daños, el operativo de asistencia técnica, social y económica organizado, y hemos constatado la necesidad de actualizar urgentemente 1/ los criterios de protección del patrimonio inmueble para evitar una segunda catástrofe de índole cultural con la demolición indiscriminada de edificios bajo fines especulativos… y 2/ diseñar las operaciones urbanas necesarias para revitalizar y modernizar las áreas mas afectadas, siempre bajo criterios de respeto a los afectados y de interés general para la ciudad.
    Os seguiremos informando!

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