Reducción del daño en las edificaciones, ¿Cómo impacta el avance del conocimiento en la reducción del riesgo ante la incidencia de sismo?

Para lograr reducir la vulnerabilidad de las edificaciones y, por lo tanto, la reducción de la densidad y nivel de daño probable que se presente en ellas producto de la incidencia de un sismo, la sociedad, a través de las autoridades que la representan, emite una serie de normas, reglamentos, códigos o recomendaciones que presentan los aspectos de mayor relevancia que se deberán cumplir durante los procesos de diseño y construcción de las construcciones para lograr que éstas, aun presentando cierto daño durante un sismo, no fallen y definitivamente nunca se presente una pérdida de vida humana.

Por ejemplo, un reglamento de construcciones es una serie de normas emitidas por un comité de especialistas en el tema y avaladas por la autoridad, cuyo objetivo es salvaguardar la seguridad de la población, dando con estas normas un nivel adecuado de seguridad en las construcciones. Para la elaboración de las normas el comité de especialistas toma en cuenta toda la información que a la fecha de la revisión o proceso de emisión del documento se haya generado por los estudiosos de los temas relacionados con el comportamiento de las edificaciones.

Los procesos de revisión y emisión de las normas son periódicos, con una frecuencia variable generalmente entre cinco y diez años, periodo en el que se genera gran cantidad de información y conocimiento sobre el tema y éste se trata de plasmar en las recomendaciones de la normatividad. Sin embargo, en la gran mayoría de los casos, los procesos de revisión de las normas guardan una relación directa con el impacto de un sismo que haya generado daño significativo en las edificaciones. En el caso de la capital del país, el primer Reglamento de las Construcciones para el Distrito Federal que contiene recomendaciones para el diseño sísmico se publicó en 1942. En esa época los edificios de la Ciudad eran de baja altura, por lo que tenían pocos pisos y muchos de ellos tenían estructura de muros de carga. La parte del Reglamento de 1942 que se refiere al diseño sísmico es breve, pero para la época en que se publicó estaba al día, y no difería sustancialmente de los códigos en vigor de otras grandes ciudades del mundo.

Después, fue necesaria la ocurrencia del temblor de julio de 1957 para advertir que el Reglamento de 1942 ya no era del todo adecuado. En las casi tres décadas, transcurridas entre julio de 1957 y septiembre de 1985, todo parecía señalar que el código para diseño sísmico era bueno. Pero, la mañana del 19 de septiembre de 1985 un sismo de intensidad excepcional e inesperada sacudió a la Ciudad de México, causando gran destrucción y la pérdida de muchas vidas. Un número elevado de construcciones sufrió falla total y muchas más experimentaron daños de diversos grados de

importancia. La intensidad del sismo fue mucho mayor y sus características mucho más destructivas que las de cualquier otro terremoto sufrido por la ciudad con anterioridad.

Las incertidumbres en la respuesta de las edificaciones ante solicitaciones sísmicas son muchas, y de ahí ha provenido la necesidad de efectuar cambios en los procedimientos de diseño cada vez que un nuevo temblor permite que aumenten nuestros conocimientos. Algunos de los aspectos principales en que los sismos recientes han ampliado significativamente el conocimiento del comportamiento de las edificaciones ante sismo se pueden resumir en los siguientes:

1. Los efectos de los sismos en las edificaciones dependen, en buena parte, de las características de las mismas, no sólo de la estructura en sí, sino también de los sistemas de piso, muros divisorios, fachadas, escaleras, y otros elementos aparentemente no estructurales. 2. La construcción ha de planearse, diseñarse, detallarse y construirse de manera que todos los

elementos que la constituyen trabajen en conjunto.

3. Ha de evitarse, en la medida de lo posible, que los edificios presenten configuraciones irregulares y complejas.

4. En la medida de lo posible se recomienda evitar construcciones con periodos naturales de vibración cercanos a los periodos dominantes del terreno en el que se construyen.

Una manera simple y conservadora de obtener edificios que, siendo factibles económica y funcionalmente, tengan, al mismo tiempo, una probabilidad suficientemente alta de que su comportamiento ante sismos futuros resulte satisfactorio, es presentando una atención mucho mayor a aspectos que hasta ahora no se han considerado básicos. Entre ellos se incluyen, prioritariamente, los relativos al diseño arquitectónico: éste no solo ha de permitir, sino debe estimular, la construcción de estructuras regulares en planta y en elevación.

9. Conclusiones

El daño o, en el caso extremo, la falla de las edificaciones durante la ocurrencia de sismos ha contribuido a que la incidencia de este tipo de eventos naturales en las zonas urbanas se transformen en desastres. En un porcentaje alto de los casos, los daños en las edificaciones se presentan por el desconocimiento del fenómeno que lo genera e incluso por la pequeñez de la memoria de los seres humanos, el presente documento pretende contribuir al conocimiento del fenómeno y de los efectos que genera en las edificaciones, así como a mantener en la memoria de los ciudadanos el hecho de que la naturaleza continuará manifestándose y tenemos que aprender a convivir con ella reduciendo, en la medida de lo posible, los efectos destructivos sobre las diferentes comunidades que componen la sociedad actual.

Se presenta, de manera resumida y, presumiblemente, sencilla algunos aspectos básicos de las características de los sismos o movimientos del terreno, centrándose en los parámetros de mayor impacto en la generación de daño en los bienes expuestos, específicamente en las edificaciones. Se hace mención a algunas características dinámicas, que tienen influencia en la forma de vibrar o deformarse de los edificios; esto, la deformación de los edificios, es un aspecto básico para que se manifieste el daño. En este sentido, se hace referencia a las dos escalas más importantes de caracterización de los sismo, la escala de intensidad y la escala de magnitud, una con cierta subjetividad y relacionada con el daño generado por el movimiento del terreno en un sitio dado, la intensidad; y la otra, asociada a la cantidad de energía que el movimiento de la corteza terrestre disipó durante la ocurrencia del sismo, la de magnitudes.

También en el documento se presenta una descripción de las características físicas y geométricas de las edificaciones, haciendo énfasis en la edificación para vivienda. Tomando en cuenta aspectos de la Física Clásica, por ejemplo la Segunda Ley de Newton, se explica la generación de las fuerzas, tanto laterales, como verticales, que se presentan en la masa de una edificación ante la incidencia de las aceleraciones del movimiento del terreno. Al generarse estas fuerzas, denominadas inerciales, en las edificaciones, éstas presentarán necesariamente un patrón de desplazamientos y, por lo tanto, de deformaciones; el estado de deformación en cualquier cuerpo, puede llegar a provocar daño.

Como se menciona en el párrafo anterior, la Segunda Ley de Newton es básica para el entendimiento del movimiento de las edificaciones ante la incidencia de movimiento del suelo, entonces puede mencionarse que a medida que la aceleración sea grande, o bien, que la edificación tenga una masa grande, las fuerzas generadas por los sismos serán necesariamente grandes. Entonces, con el propósito de reducir el daño en las edificaciones, una forma de pensar es por medio de la reducción de la masa, haciendo edificaciones ligeras, o por medio de la reducción de la aceleración que en ellas incide, se puede pensar en tecnologías que aíslen a las edificaciones o simplemente reforzándolas.

Finalmente, con base en los estudios experimentales realizados en laboratorios como el de Estructuras Grandes del CENAPRED, se han identificado aspectos que permiten incrementar la capacidad sismo-resistente de las edificaciones y sus componentes, las conclusiones de estos estudios permiten elaborar los reglamentos y normas de construcción. Es importante señalar que el uso adecuado y el respeto a los lineamientos establecidos en dichos documentos permitirían que las edificaciones no presenten falla total ante la incidencia del sismo máximo probable. También es

importante hacer notar que todos los aspectos relativos a la ingeniería estructural, se constituyen en soluciones aproximadas y son susceptibles de presentar dispersiones. Por tal motivo, resultará muy difícil indicar cuál será el sismo que genere mayor intensidad (daño) en una edificación determinada; de manera similar, pero probablemente con menor dispersión, resultará complicado determinar la resistencia de las edificaciones ante las fuerzas que la incide un fenómeno natural, en este caso el sismo.