Disipadores de energía, estructuras calculadas y materiales adecuados: así tienen que construirse los edificios en zonas sísmicas

Diferencias entre edificios convencionales y edificios con protección antisísmica ante un terremoto
Diferencias entre edificios convencionales y edificios con protección antisísmica ante un terremoto
HENAR DE PEDRO
Diferencias entre edificios convencionales y edificios con protección antisísmica ante un terremoto

El terremoto de magnitud 7,8 que sacudió el sureste de Turquía ha provocado el derrumbamiento de más de 6.000 edificios en la zona. Esto está complicando las tareas de los equipos de rescate para localizar entre los escombros a los supervivientes atrapados.

La elevada magnitud de los temblores y la baja profundidad (menos de 20 kilómetros) ha aumentado su intensidad y sus posteriores consecuencias. Entre otras cosas, ha provocado que las estructuras de las regiones fronterizas de Turquía y Siria hayan sufrido daños. Esto se suma a la deficiente aplicación de la normativa, que ha contribuido al derrumbe de muchos edificios.

Para evitar los derrumbamientos durante este tipo de eventos naturales es importante tener en cuenta algunas cuestiones, como mirar el mapa de peligrosidad de la zona o cumplir la normativa de construcción, que marca estrategias que permiten moderar el impacto de los terremotos en las estructuras.

Dos tipos de estructuras

Existen dos tipos de estrategias para proyectar estructuras frente a terremotos: las convencionales y las avanzadas. "Las primeras son las que mayoritariamente se construyen", ha explicado a 20minutos Amadeo Benavent, catedrático en la Universidad Politécnica de Madrid y miembro del Comité Europeo encargado del Eurocódigo 8 sobre estructuras sismorresistentes. 

Las estructuras convencionales se preparan para que sean capaces de disipar la energía de forma estable. Esto quiere decir que durante un terremoto, que introduce energía a través del suelo, un edificio sobrevive en función de que sea capaz de eliminar esa energía.

Estas estructuras se diseñan de forma que en zonas concretas sean capaces de "deformar plásticamente", de forma dúctil sin romperse. Normalmente, en los edificios formados por vigas y pilares, los elementos que se deforman son los arranques de los pilares en la planta baja y los extremos de las vigas, ha aclarado Benavent.

A través de esas deformaciones, se disipa la energía del terremoto. El edificio es capaz de moverse lateralmente y seguir soportando la carga vertical. "Cuando se plastifica y proyecta correctamente, según los últimos avances de la ingeniería sísmica, los edificios se deforman lateralmente y sufren daños importantes, pero no colapsan", ha explicado el experto. "No caen unas plantas sobre otras, que es lo que se ha visto en Turquía", ha añadido.

Esta estrategia se ha aplicado durante décadas y se sigue haciendo en las normas sísmicas de muchos países. Su objetivo es salvar vidas humanas. Sin embargo, tiene el inconveniente de que después de un terremoto severo las estructuras quedan con muchos daños y lo más probable es que haya que demolerlas. "Se han salvado vidas, pero no se ha evitado el daño", ha comentado Benavent.

Una nueva propuesta

Tras el terremoto de Estados Unidos en 1994 y el de Japón en 1995, se comprobó que la filosofía convencional dejaba un nivel de daños importante en los edificios. A partir de ese momento, según Benavent, la ingeniería sísmica empezó el desarrollo orientado a un segundo objetivo. "Además de evitar la pérdida de vidas humanas, se quería evitar el daño", ha explicado.

Así surgieron las estructuras avanzadas. Consiste en estructuras que tienen dispositivos especiales para que esa energía que produce el terremoto se disipe en esos dispositivos. Cuando acaba el terremoto, se cambian y la estructura principal se queda prácticamente sin daños, según Benavent.

Existen diferentes propuestas dentro de esta estrategia. Una de ellas consiste en meter unos disipadores de energía en la base del edificio. "Son como los amortiguadores que tienen los vehículos, pero a gran escala", ha explicado Amadeo. Otra solución es la estructura de aislamiento de base, que consiste en apoyar todo el edificio en unos elementos de goma. "Cuando llega el terremoto, el edificio se desplaza horizontalmente mucho porque es muy flexible", ha detallado el experto.

A estos elementos de goma se le pueden sumar los disipadores de energía, que se encargarían de expulsar la energía. "De esa manera se ha visto en terremotos reales que protege completamente el edificio. Cuando acaba el seísmo no tiene absolutamente ningún daño", ha destacado Benavent.

Este sistema se ha desarrollado en las últimas décadas y ya se ha empezado a aplicar en países de mayor sismicidad, como Japón y Estados Unidos. "También hay alguna realización en Turquía", ha resaltado el experto. Incluso algunas normativas ya los contemplan.

Simetría, hormigón armado y estructuras calculadas

Las estructuras tienen que ser lo más resilientes posibles según los criterios actuales de diseño. Para ello, es importante que tengan simetría en planta y altura, tal y como ha explicado a 20minutos Salvador Ivorra, vicerrector en la Universidad de Alicante, que tiene una Unidad de Riesgos Sísmicos especializada en detectar y estudiar estos seísmos.

También son importantes los materiales estructurales. Lo más adecuado es utilizar hormigón armado y acero. Hay que evitar el ladrillo, la piedra o el adobe, según Ivorra. "En todo caso las estructuras deben ser calculadas y diseñadas por especialistas y cumplir los criterios de las normativas modernas", ha resaltado.

En cuanto a balcones, cerramientos y otros elementos no estructurales, tienen que estar adecuadamente fijados a las estructuras "para que no colapsen y generen daños adicionales", ha detallado.

El mapa de peligrosidad

Para construir cualquier tipo de edificio, es importarte comprobar el mapa de peligrosidad oficial del país. En España, está el mapa elaborado por el Instituto Geográfico Nacional. En ellos, se muestran datos sobre el grado de peligrosidad ante seísmos que hay en cada lugar, además de especificaciones sobre cómo se tiene que construir para evitar riesgos.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que estos mapas pueden cambiar. "Quizás cuando construiste tu casa había un grado determinado y unos años después varía", ha explicado a 20minutos Miguel Ángel Rodríguez Pascua, especialista en paleosismología y en arqueosismología, del Instituto Geológico y Minero de España.

Además, no tienen por qué coincidir con la realidad. "En el caso de Lorca, antes del terremoto, el dato que daba el mapa oficial era de 0,12 de gravedad", ha explicado Rodríguez Pascua. El terremoto generó una aceleración de 0,37. "Lo paradójico es que a fecha de hoy se hizo una actualización del mapa y el dato es de 0,19 de gravedad, la mitad", ha añadido.

Lo que se aplica para averiguar este dato son técnicas estadísticas. "Matemáticamente es impecable, pero la realidad no se ajusta a una estadística", ha reconocido el experto. El término que se utiliza en estos casos es la dinámica del caos, que tiene en cuenta que ciertos sistemas en los que se produce un pequeño cambio pueden generar grandes consecuencias. Esto sería el caso de los terremotos.

Un modelo determinista

Cada país cuenta con una normativa específica para construir sus edificios en zonas con mayor riesgo sísmico. Estas leyes se basan en los mapas de peligrosidad. Para ello, tienen en cuenta la gravedad y así determinan las estructuras o los materiales con los que se debe construir en cada lugar.

Sin embargo, estos mapas pueden distar de la realidad, lo que supondría un problema a la hora de que las edificaciones soporten los terremotos. "En Japón, por ejemplo, los edificios no se caen porque conocen los datos máximos. Si las aceleraciones que calculas no son las adecuadas para el lugar, la casa se va a caer", ha explicado Rodríguez Pascua. 

Sin embargo, en Japón también se han equivocado con las predicciones. "Ningún terremoto que ha pasado por el país se ha producido en las zonas donde marcaba el mapa", ha reconocido. "Para evitarlo, habría que basarse en modelos deterministas", ha aclarado. La geología puede determinar dónde y qué grandes son los terremotos

La normativa en España

En España hay zonas que están preparadas para un terremoto de la magnitud del de Turquía, pero otras no. El último gran seísmo que se produjo en España tuvo lugar en mayo de 2011 en Lorca (Murcia) con una magnitud de 5,1. Murieron nueve personas y 324 resultaron heridas.

"No es lo mismo construir en Madrid, donde el riesgo de seísmo es muy bajo, que hacerlo en Granada", ha explicado a EFE  Salvador Ivorra.

Murcia, Almería o Alicante podrían soportar valores de hasta 7, explica el experto. Son zonas más proclives a sufrir este tipo de catástrofes naturales, al igual que los Pirineos o Canarias. Es por ello que las viviendas construidas en estas zonas están construidas bajo una normativa que previene de daños importantes.

Ivorra remarca que la primera normativa antiseísmos data de los años 70, pero que han ido mejorando con el tiempo hasta llegar a la de 2002, "que si se cumpliera adecuadamente, todas las construcciones posteriores a esa fecha estarían muy bien dimensionadas", subraya.

Por su parte, para Amadeo Benavent, esta normativa "está obsoleta" desde que nació porque no recoge la primera generación del Eurocódigo 8, un proyecto de estructuras sismorresistentes desarrollado a finales del siglo XX. "A día de hoy, la han adoptado todos los países de Europa salvo Italia y España", ha destacado.

En España solamente hay un edificio que cuenta con disipadores de energía de la estrategia avanzada: la ampliación del Colegio de Arquitectos de Granada.

Cómo construir en zonas de seísmos en España

La Norma de Construcción Sismorresistente de 2002 del Ministerio de Fomento destaca que en las zonas con alta posibilidad de sufrir un terremoto hay que llevar a cabo unas acciones mayores a la hora de edificar: pilares de mayor dimensión o cantidades de acero diferentes. También aclara la forma en la que deben ser construidos.

"Todas las recomendaciones indican la mayor simetría posible tanto en planta como en el alzado", resalta Ivorra, que expone que "si por criterios de diseño no existe esa simetría, habrá que hacer consideraciones estructurales de otra índole para poder resistir" un sismo.

"Lo más importante es que cuando se calcule una estructura se consideren todos esos requisitos, aunque lo que nos encontramos es que hay viviendas anteriores a esa publicación, cuando no existían esos criterios, pero con construcciones de hace 20 años no debería haber ningún problema", incide.

Actualizar los edificios antiguos

Ivorra remarca que habrá que valorar cada construcción de forma individual. Aun así, considera que en la mayoría de los casos se puede hacer a través de refuerzos con acero, fibras de carbono o fibras de vidrio. Eso hará que los daños materiales en caso de seísmo disminuyan. 

Sin embargo, advierte de que es importante "evaluar el coste-beneficio" de la actuación. Si el edificio no tiene valor histórico, "es más económico hacer otro tipo de intervención". 

Las leyes de construcción en Turquía

Las leyes de construcción se han endurecido en Turquía tras las catástrofes anteriores y se han introducido normas de seguridad más estrictas tras el terremoto de 1999.

Tal y como recoge la BBC, la última actualización de la ley exige que las estructuras utilicen hormigón de alta calidad reforzado con barras de acero. En cuanto a las columnas y vigas, tienen que estar distribuidas de forma que absorban el impacto de los seísmos.

Bien es cierto que la normativa exime de cumplir estas especificaciones a los edificios construidos por anterioridad a la actualización, aunque sí recomienda que se lleven a cabo para evitar posibles daños. El gobierno ha concedido "amnistías de construcción" —el pago de una tasa periódica— a las estructuras que no cuentan con los certificados de seguridad exigidos. Esto ha beneficiado a cerca de 75.000 edificios en la zona afectada por el terremoto.

"China, Turquía y Colombia tienen grandísimas áreas con riesgo sísmico con unas construcciones de muy mala calidad. Cuando ocurren estos terremotos en zonas mucho menos desarrolladas, los daños son altísimos", ha explicado Salvador Ivorra.

Aunque la mayoría de edificios de Turquía no están protegidos ante terremotos, hace algo más de una década el Gobierno tomó una iniciativa que fue reacondicionar sísmicamente con asilamiento de base los hospitales de Estambul, tal y como ha explicado Benavent, que participó en el proyecto como asesor. Sin embargo, no tiene constancia sobre si se ha actuado en otros edificios y lugares del país.

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