Por: Pablo del Hoyo, Gerente de División de Victaulic, Sur América
Los terremotos ocurren en todo el mundo, y América Latina no es una excepción. Desde la Ciudad de México hasta Santiago de Chile, estos poderosos temblores ponen a prueba los cimientos de todo tipo de estructuras, que ocasionalmente conllevan pérdidas catastróficas de vidas.
En el mejor de los casos, los terremotos consisten en vibraciones menores que a lo más sacuden los cuadros de su pared, pero en el peor de los casos, pueden provocar desastres como el terremoto de magnitud 7,9 que sacudió a Yungay, Huaraz y Chimbote en Perú el 31 de mayo de 1970 y que dejó más de 50.000 muertos y 600.000 personas sin hogar.
A veces, simplemente no se pueda hacer nada, pero a menudo la mayor parte de la destrucción es el resultado de comunidades mal planificadas y de prácticas de construcción baratas (y a menudo ilegales), diseñadas para reducir costos.
Los terremotos del pasado: ¿Qué salió mal?
El 19 de septiembre de 2017, el centro de México fue sacudido por un terremoto de magnitud 7,1 – uno que evocó recuerdos de otro terremoto masivo que golpeó la misma región exactamente 32 años antes. Aunque sus efectos no se comparan con el terremoto de 1985, el resultado siguió siendo desastroso: más de 200 muertes junto con 40 edificios derrumbados tan sólo en la Ciudad de México.
Como suele ocurrir en los terremotos que afectan a las zonas pobladas – y especialmente en los de gran densidad de población como la Ciudad de México – uno de los principales culpables de la pérdida de vidas humanas y de los daños a la propiedad se deriva del uso de prácticas de construcción anticuadas en edificios que no cumplían con los últimos códigos de construcción de México.
Después de que el terremoto del 19 de septiembre de 1985 derribó 30.000 edificios y cobró más de 10.000 vidas, se actualizó el código de construcción de México para asegurar que futuros terremotos fueran mucho menos dañinos. Si bien el daño causado en 2017 seguía siendo terrible, no fue de la misma escala que el terremoto de 1985, y estudios posteriores encontraron que muchos de los 40 edificios que colapsaron en 2017 eran anteriores a 1985 y fueron construidos antes de que entrara en vigor el nuevo código de construcción.
Es fundamental contar con códigos de construcción eficaces, estrictos y actualizados, pero su cumplimiento y las consideraciones de la geografía natural donde se construyen las estructuras son igual de importantes. Ciudades como Lima y Santiago de Chile se encuentran en países (Perú y Chile) que se enfrentan al movimiento de la placa de Nazca contra la placa sudamericana, causando frecuentes y poderosos terremotos. Otras ciudades grandes, como la Ciudad de México, se encuentran sobre tres placas grandes – las placas de Norte América, Cocos y del Pacífico. Además, la Ciudad de México se construyó sobre lo que solía ser un gran lago, lo que hace que gran parte del suelo y los sedimentos debajo de los edificios de la ciudad sean muy susceptibles al desplazamiento durante los terremotos, lo que agrava aún más el problema y complica la construcción.
El desafío de crear ciudades antisísmicas
A pesar de todos los desafíos, existen formas de crear edificios antisísmicos. Un edificio solamente es tan fuerte como sus cimientos, y lo mismo se puede aplicar a la flexibilidad. Con los terremotos, las tensiones y vibraciones que sacuden a los edificios y sus cimientos a menudo se mueven de un lado a otro, en lugar de las tensiones verticales normales que los edificios experimentan debido a la gravedad.
La creación de un cimiento flexible que permita que los edificios se muevan es crítico, y una forma de lograrlo es crear una base usando almohadillas flexibles (a menudo hechas de resortes y cilindros rellenados) que puedan moverse junto con las vibraciones del suelo, minimizando el efecto que los movimientos sísmicos tienen sobre el propio edificio. Una de las formas más populares de construir estos cimientos es a partir de cojinetes de plomo, caucho que presentan un núcleo de plomo sólido envuelto en capas de bandas que utilizan tanto el caucho como el acero.
Es igualmente esencial hacer estructuras fuertes y rígidas. Mientras que la rigidez vertical – como se mencionó anteriormente – es común para la mayoría de los edificios, la fuerza lateral es crítica para compensar las vibraciones del suelo comunes a los terremotos. Para ayudar con esto, los ingenieros pueden utilizar arriostramientos transversales – un diseño que utiliza un par de vigas diagonales en una configuración en “X” para mejorar la rigidez y la fuerza lateral.
Los diseñadores también pueden utilizar paredes de cizallamiento en edificios de gran altura, las cuales son paredes verticales que a menudo se colocan alrededor de los huecos de los ascensores y paredes sin ventanas para mejorar la fuerza y la rigidez del edificio en la dirección de su orientación, reduciendo el balanceo lateral del edificio.
Finalmente, se puede instalar amortiguadores de masa en los edificios. Los amortiguadores de masa se utilizan a menudo instalando un núcleo pesado, montado en el edificio y conectado a los amortiguadores (esencialmente amortiguadores de choques), que permiten que el núcleo se mueva en la dirección opuesta a la del propio edificio durante un terremoto, compensando las vibraciones en toda la estructura.
Acomodando el movimiento generado por los sismos en sistemas de tuberías con juntas mecánicas ranuradas
Con tanta atención que se les da a los edificios antisísmicos para asegurarse de que los cimientos, los pisos y las paredes puedan soportar las fuertes vibraciones para evitar un colapso, acordarse de que las estructuras internas como los sistemas de tuberías tienen estas mismas características puede convertirse en una ocurrencia tardía, aunque eso nunca debería ser el caso. Mientras que un edificio puede sobrevivir a un terremoto, las tuberías rotas pueden liberar cientos de galones de agua, aguas residuales y materiales corrosivos, creando condiciones peligrosas para los ocupantes del edificio y potencialmente causando miles de dólares en daños.
Para evitar este peligroso y a menudo costoso escenario, los ingenieros civiles deberían tener cuidado con los sistemas de tuberías antisísmicas con juntas de tuberías flexibles, como los acoplamientos mecánicos de tuberías ranuradas y las juntas de movimiento sísmico/dinámico de los fabricantes que presentan productos que han sido probados para la resistencia sísmica. Acoplamientos de tuberías flexibles y ranuradas que han sido probadas utilizandoconfiguraciones y métodos que recrean los mismos tipos de desplazamiento y fuerzas g experimentadas durante eventos sísmicos reales.
Las pruebas se pueden realizar en laboratorios especialmente diseñados que utilizan varios pistones de funcionamiento aleatorio que actúan sobre las estructuras de prueba que simulan las tensiones experimentadas en un evento sísmico en vivo. Esto le da a los contratistas e ingenieros la confianza de que están utilizando soluciones de unión de tuberías que pueden acomodar los desplazamientos generados durante un terremoto. Este pequeño paso permite a los sistemas internos de tuberías la flexibilidad de moverse con los cimientos del edificio, ya que reacciona a las fuertes vibraciones y movimientos laterales de un terremoto.
Esto no solo aplica a los edificios, sino también a las tuberías de agua y gas que a menudo corren por debajo de las calles de la ciudad. Las tuberías de agua y gas destruidos provocan peligrosos riesgos de incendio y a menudo pueden comprometer el suministro de agua potable de una ciudad, contaminando el agua potable de los residentes en un momento en que las casas y los hospitales más la necesitan.
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Los acoplamientos flexibles de tuberías ranuradas, los bucles de expansión flexibles y las juntas de movimiento sísmico/dinámico ofrecen soluciones duraderas, fáciles de instalar y de mantener para que el agua, el gas y otros materiales continúen fluyendo durante y después de los terremotos – desde los sistemas de tuberías al interior de los rascacielos y edificios residenciales, hasta las tuberías de gas y agua que alimentan a las empresas de servicios públicos y hospitales.
Permaneciendo atentos: Esperar lo mejor, planear para lo peor
Al final, los terremotos pueden ocurrir y ocurren, y no hay forma de prevenirlos. Las ciudades cercanas y a lo largo de las fallas geológicas no se pueden escapar de los terremotos, pero con una construcción y planificación adecuadas, podemos minimizar la cantidad de daños que causan. Para los arquitectos, ingenieros y contratistas, es fundamental que los edificios y los sistemas de tuberías se construyan para que sean lo más resistentes posible a los terremotos, y para los que estamos en el sector de la fabricación, es nuestro trabajo asegurarnos de que les proporcionamos las herramientas, productos y soluciones que lo hacen posible.
Mediante una combinación de técnicas de construcción innovadoras y el uso de pruebas sísmicas – no sólo para edificios y cimientos, sino también para sistemas de tuberías – podemos minimizar los efectos que estos eventos destructivos tienen sobre nuestras ciudades y nuestros seres queridos.