La ingeniería sísmica es el estudio del comportamiento de los edificios y las estructuras sujetas a carga sísmicas. Es el conjunto de la ingeniería estructural y civil.
Principales objetivos
Los principales objetivos de la ingeniería sísmica son;
Entender la interacción entre los edificios y la infraestructura pública con el subsuelo.
Prever las potenciales consecuencias de fuertes terremotos en áreas urbanas y sus efectos en la infraestructura.
Diseñar, construir y mantener estructuras que resistan a la exposición de un terremoto, más allá de las expectaciones y en total cumplimiento de los reglamentos de construcción.
Una estructura apropiadamente diseñada no necesita ser extraordinariamente fuerte o cara. Las más poderosas y costosas herramientas para la ingeniería sísmica son las tecnologías de control de la vibración y en particular, el aislamiento de la base o cimentación.
Sistemas de protección
La energía que recibe una estructura durante un terremoto puede ser soportada de tres maneras diferentes:
Por resistencia: Consiste en dimensionar los elementos estructurales de tal modo que tengan suficiente resistencia como para soportar las cargas sísmicas sin romperse. Éste método requiere unas sobredimensiones bastante importantes de los elementos estructurales y tiene algunos riesgos de rotura frágil.
Por ductilidad: Consiste en dimensionar los elementos de tal manera que parte de la energía del seísmo sea disipada por deformaciones plásticas de los propios elementos estructurales. Esto implica que la estructura recibirá daños en caso de seísmo, pero sin llegar a colapsar. Reduce el riesgo de rotura frágil y la dimensión necesaria de los elementos estructurales es bastante menor.
Por disipación: Consiste en introducir en la estructura elementos cuyo fin es disipar la energía recibida durante un terremoto, y que no tienen una función resistente durante el resto de la vida normal del edificio. Existen principalmente tres tipos de sistemas de disipación:1
Aislamiento sísmico: Se conoce así a la técnica de desacoplar el edificio del suelo. La energía proveniente del terremoto no penetra en el edificio ya que éste está aislado del suelo.
Elementos de disipación pasiva: Son técnicas que permiten dar un amortiguamiento suplementario mediante elementos que absorben la energía del terremoto, evitando que ésta dañe al edificio. Estos elementos llamados amortiguadores pueden ser de muy distinta forma: de aceite, de metal, visco-elásticos, viscosos… En algunos casos los amortiguadores tienen que ser sustituidos tras un impacto sísmico.
Elementos de disipación activa: Son elementos que absorben la energía por desplazamiento de elementos preparados para ello. Sería el caso del amortiguador de masa del Taipei 101 que realiza un desplazamiento para absorber la energía del viento sobre la estructura o el seísmo.
Un mismo edificio puede mezclar varias técnicas para soportar un seísmo. La capacidad final de un edificio bien planteado de soportar energía sísmica es la suma de las energías que puede soportar cada uno de los apartados anteriores.2
Ingeniería sísmica en España Artículo principal: NCSE-02
En España las zonas de mayor riesgo sísmico se encuentran en Andalucía Oriental, Murcia y Comunidad Valenciana, y en Canarias a causa de que son islas volcánicas. Para la construcción de edificios en estas regiones es de obligado cumplimiento la norma de construcción sismorresistente NCSE-02.
Paradigma de la Ingeniería sísmica
1. ¿Qué sabemos de la Ingeniería Sísmica?
Se concibe como el conjunto de técnica y métodos científicos encaminados a investigar los terremotos y sus efectos en proyectos de obras civiles.
2. Cuáles son esos proyectos de Ingeniería?
Tenemos, METROCENTRO; los restaurantes, hoteles, industrias, universidades, residenciales, carreteras, y puentes.
3. Por qué es importante su estudio?
Permite:
a) Garantizar la seguridad constructiva de los edificios.
b) Asegurar la salud y el bienestar de sus ocupantes
c) Preservar el medio ambiente y sus ecosistema
4. Por qué desarrollar esta línea de trabajo?
a) Actualizar conocimientos sísmicos,
b) Producción de nuevos datos para el diseño estructural de proyectos civiles, y su buen funcionamiento en el desempeño físico durante sismos importantes.
c) Ofrece información útil para las compañías de seguros para valorar mejor las propiedades ubicadas en zonas altamente sísmicas y recomendar modos de construcción más apropiados.
5. ¿Son los terremotos los causantes de desastres en las vidas humanas y bienes materiales?
La historia y experiencia de los capitalinos en Managua en el año 1972, sugieren que no es así. Depende del tipo de construcción, diseño y materiales empleados en su construcción. Lo cual incrementa o disminuyen las estadísticas de desastres y muertes en la ciudad y regiones del interior de Nicaragua.
6. ¿Qué promete la ingeniería sísmica para el futuro?
a) Mejorar la conciencia ciudadana y fortalecer sus capacidades y cultura de prevención por catástrofes sísmicas.
b) Identificar áreas habitables o no por su situación sísmica en función de su condición física y seguridad que preste a los seres humanos frente a emergencias naturales
c) Mejores métodos de planificación física de suelos y ordenanza territorial.
7. ¿Cómo mejorar los problemas y preocupaciones sísmicas?
Primeramente, cuáles son esos problemas. Tenemos, la licuación de suelo, asentamiento del terreno, deslizamiento de tierra, resonancia y amplificación dinámica de las ondas sísmicas en el sitio.
Cómo lo manejamos?
a) Aplicando el Reglamento Nacional de la Construcción vigente en el país en los nuevos proyectos de ingeniería.
b) Atender las orientaciones institucionales oficiales que ayuden a preservar la vidas humanas y reducir las pérdidas materiales.
c) Realizando simulacros ante terremotos; organizar talleres y congresos sísmicos para todo público; capacitación a comunidades en la elaboración en planes de gestión de riesgo sísmico para trazar y ubicar rutas de evacuación en sitios más seguros.
Autor:
Tupak Ernesto Obando Rivera