En el ámbito del diseño estructural ¿Las estructuras realmente son diseñadas para resistir terremotos?

Enrique de León (Turquía, 2023)

Aunque parece una pregunta simple y trivial, no lo es tanto. Estamos acostumbrados a hablar de resistencia y de cumplimiento normativo, pero la pregunta rara vez se responde con suficiente profundidad para entender lo que podemos esperar de las estructuras tras un terremoto.

Para mí, la respuesta más justa es un depende.

Si bien, todo el desarrollo científico y tecnológico apunta a que cada vez sea más preciso predecir la respuesta de un edificio ante un movimiento fuerte, el costo de edificar sigue siendo una barrera para que la filosofía de diseño sísmico no cambie. La filosofía de diseño actual nos dice qué: “Los edificios deben permanecer elásticos tras ocurrir eventos recurrentes, pueden presentar daño leve (reparable) y daño no estructural tras ocurrir eventos moderados, y deben ser capaces de desarrollar apropiadamente un comportamiento plástico tras eventos extremos, previniendo así el colapso” (parafraseando).

Por lo tanto, la expectativa tras un movimiento fuerte deber ser un comportamiento plástico apropiado, y esto solo puede ocurrir de una manera en edificios tradicionales: con daño. Quizás daño controlado, pero al final es daño.

Entonces, ¿debemos esperar (y aceptar) que tras un terremoto habrá daño en muchos edificios? A menos que se implementen sistemas de protección sísmica, la respuesta es si.

Presento una explicación sencilla de cómo funciona la filosofía actual, por medio de la siguiente imagen:

SMIS (2023)

El gráfico es un espectro de respuesta normativo, en esta caso para Turquía. Las líneas continuas son las aceleraciones esperadas (según la norma) para edificios con diferentes características según diversos aspectos (como su altura y rigidez). Las líneas discontinuas con las aceleraciones medidas tras los terremotos del 6 de febrero del 2023.

En ciertas partes del gráfico, las aceleraciones experimentadas son mayores a las exigidas por las normas, pero ese no es el problema. El problema es que dichos gráficos consideran un comportamiento elástico de las estructuras, y la filosofía de diseño actual permite un diseño por debajo de dicho comportamiento que va entre 5 y 8 veces menos, para estructuras dúctiles!

Es decir, las aceleraciones que experimenta un edificio en un terremoto de diseño están muy por encima de las aceleraciones con las cuales fue diseñado.

Entonces ¿Cómo es que los edificios no se caen?

Apostándole a un buen desempeño plástico, disipando energía mediante daño controlado, controlando las deformaciones. Es decir, aplicando las normas (en espacial los códigos sísmicos, que no solo tienen que ver con la calidad del material sino con mucho más), y por ello tan importante su cumplimiento.

Es prácticamente imposible que se logre un diseño económico, y aspirar a que no ocurra daño. Es prácticamente imposible que las estructuras no se dañen y requieran reparaciones o reforzamientos tras un movimiento fuerte (o al menos, cercano a la aceleración con la que fue diseñado).

Para terminar con esta breve reflexión, solo traigo a la mente del lector que ya existen maneras de aspirar a más por medio de los sistemas de protección sísmica. Y como siempre, destaco que el diseño sísmico es un tema tan técnico como social, es decir, que afecta a nuestra sociedad y debe tratarse con esa importancia.