En febrero de 2010, un terremoto de magnitud 8,8, tan poderoso que alteró el eje de la Tierra y acortó la duración de un solo día, causó la muerte de más de 700 personas en Chile [fuente:Than].
Por trágico que fuera esto, apenas un mes antes un terremoto de magnitud 7,0 sacudió Haití y mató a más de 200.000 personas. ¿Cómo podría un terremoto menos potente matar a más personas?
Edificios.
Chile tiene códigos de construcción más estrictos que Haití, así como los medios financieros para seguirlos. ¿El resultado? Chile tiene una mayor cantidad de edificios resistentes a terremotos, y menos de ellos tienen probabilidades de derrumbarse sobre sus habitantes [fuente:Sutter].
Sin embargo, existe una gran diferencia entre un sistema resistente a terremotos edificio construido para permanecer en pie, incluso si está dañado y es a prueba de terremotos edificio diseñado para sobrevivir ileso a eventos trascendentales. Un edificio resistente a terremotos se refuerza para que no se convierta en escombros (lo que permite a la gente escapar); una estructura a prueba de terremotos tiene características adicionales diseñadas para protegerla durante los desplazamientos laterales. Este cambio es algo común durante los terremotos porque las ondas sísmicas y las vibraciones hacen que los edificios se balanceen en ángulos cada vez mayores hasta que fallan. Cuanto más alto sea el edificio, más movimiento exhibirán sus pisos superiores durante un terremoto. Si el edificio comienza a balancearse con un movimiento tan extremo que se dobla más allá de su elasticidad, se romperá [fuentes:Reid Steel, Asociación de Ingenieros Estructurales del Norte de California].
El principio detrás de los edificios a prueba de terremotos es similar al del sauce, una variedad conocida por su resistencia. Los vientos fuertes pueden azotar el árbol y hacer que se doble, pero rara vez se rompe. Los edificios diseñados y construidos para ser a prueba de terremotos siguen el ejemplo de la naturaleza.
El éxito de los edificios a prueba de terremotos reside en su resiliencia. Ahí también radica el desafío. Si bien podemos inspirarnos en la naturaleza, los materiales de construcción fabricados por el hombre se comportan de manera diferente. Los árboles se doblan, los ladrillos no.
Entonces, ¿qué es exactamente lo que haría que un edificio fuera a prueba de terremotos? Desde materias primas dotadas de la capacidad de expandirse y contraerse hasta cimientos que absorben vibraciones y telarañas de la era espacial, ha habido una afluencia de ideas diseñadas para evitar que los edificios colapsen durante los terremotos.
Pero implementarlos a menudo se reduce a dinero.
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Muchas de las estructuras existentes situadas a lo largo de fallas propensas a terremotos no están diseñadas para soportar temblores de tierra importantes. Si bien algunos se han apuntalado con armazones reforzados o marcos internos reforzados, la mayoría no se ha hecho simplemente por el costo.
Sin embargo, eso podría cambiar. En San Francisco, por ejemplo, una ley de 2013 exige que los propietarios modernicen los edificios de pisos blandos con estructura de madera de al menos tres pisos de altura que se construyeron antes de 1978. La ciudad estima que modernizar un edificio podría costar entre $ 60 000 y $ 130 000. Los propietarios de edificios se quejan del precio, al igual que algunos grupos de derechos de los inquilinos que temen que los alquileres aumenten a medida que los costos se traspasan [fuentes:Lin, ciudad y condado de San Francisco].
Los métodos tradicionales de reforzar un edificio se basaban en reforzar las vigas y columnas y construir las paredes con marcos arriostrados. Pero los métodos más nuevos se centran en los fundamentos. Tomemos como ejemplo el edificio a prueba de terremotos más grande del mundo. En el aeropuerto Sabiha Gökçen de Estambul, una terminal de 185.806 metros cuadrados (2 millones de pies cuadrados) funciona de manera muy parecida a un patín gigante. En lugar de estar atada al suelo con una base tradicional, la terminal se asienta sobre más de 300 soportes, conocidos como aisladores. , sobre el que rodará durante un terremoto. Esto permite que el enorme edificio se mueva como un todo durante un evento que sacuda el suelo, en lugar de ondular de manera desigual y destructiva. Esencialmente, los aisladores actúan como amortiguadores mientras la estructura rueda lentamente de un lado a otro, evitando daños durante terremotos de hasta una magnitud estimada de 8,0 [fuente:Madrigal].
Aislar la base de un edificio y luego disipar la energía de un terremoto a medida que viaja debajo del edificio es clave para crear edificios a prueba de terremotos. Además de los cojinetes, como los que se utilizan debajo del aeropuerto de Estambul, existen otros sistemas de aislamiento. Uno de estos sistemas se basa en unos pocos cojinetes que se desplazan a lo largo de almohadillas de goma curvas entre una estructura y sus cimientos, lo que permite que la base se mueva durante un terremoto y minimiza el movimiento de la estructura misma. Otros dispositivos se centran en disipar la energía causada por el movimiento del suelo, actuando como amortiguadores gigantes entre los cimientos y el edificio [fuente:MC EER].
Si bien esta tecnología se está volviendo más común, todavía contribuye significativamente a los resultados del edificio. Un sitio web de arquitectura estimó que costaría 781.000 dólares modernizar una escuela secundaria y 17.000 dólares una casa de 213 metros cuadrados (2.300 pies cuadrados) [fuente:Kuang]. Si los propietarios y contratistas de edificios en los EE. UU. consideran que el desembolso necesario para proteger un edificio contra terremotos es elevado, imagine lo que esto debe significar en los países en desarrollo.
Sin embargo, existen formas de aplicar estos principios de forma económica. Se pueden construir estructuras más seguras utilizando materiales recuperados, como neumáticos rellenos de piedras y colocados entre el piso y los cimientos. Las paredes se pueden reforzar con materiales naturales y flexibles como el bambú o el eucalipto. Y los pesados techos de hormigón se pueden reemplazar con láminas de metal flexibles sobre vigas de madera [fuente:National Geographic].
Aunque no se puede garantizar que un edificio pueda resistir cualquier terremoto (dependerá de la magnitud del desastre), ciertamente existen prácticas de construcción que aumentan las posibilidades de que un edificio sobreviva intacto. Ya hemos mencionado algunos de ellos, pero hay otros.
Debido a su altura, los edificios más altos del mundo se encuentran entre los que corren mayor riesgo de fallar durante los terremotos. Afortunadamente, también cuentan con algunas de las tecnologías a prueba de terremotos más innovadoras.
Taipei 101, una estructura de 101 pisos en Taiwán, fue construida cerca de una enorme falla. Está diseñado para resistir no sólo terremotos, sino también los frecuentes vientos con fuerza de tifón que azotan el país. ¿La solución? Un enorme péndulo interno. Dentro de Taipei 101, una bola de acero suspendida de 730 toneladas (662 toneladas) comienza a balancearse cuando el edificio se balancea, neutralizando su movimiento [fuente:Tech News].
O consideremos una idea notablemente simple que se está desarrollando para proteger las viviendas residenciales contra la destrucción por terremotos. Air Danshin, una empresa japonesa, está probando los beneficios de una casa colocada encima de una bolsa de aire desinflada. Cuando los sensores de la bolsa de aire detectan movimiento del suelo, un compresor de aire llena la bolsa y levanta la casa de sus cimientos en unos pocos segundos. Si bien el concepto funcionó bien durante las pruebas simuladas y se cree que es efectivo durante un terremoto menor de sacudida lateral, los críticos dudan que la costosa bolsa de aire proteja una estructura durante un terremoto importante [fuente:Abrams].
Cada vez más, los investigadores piensan que el modelo para edificios duraderos podría provenir de una combinación de naturaleza y ciencia. Sustancias naturales superfuertes, como telarañas o fibras de mejillón, podrían inspirar la próxima generación de edificios a prueba de terremotos.
Las telarañas son libra por libra más resistentes que el acero; Además, pueden doblarse y estirarse sin romperse. Las fibras parecidas a cables de los mejillones azules que se encuentran a lo largo de la costa de Nueva Inglaterra, por ejemplo, anclan a las criaturas a las rocas submarinas a pesar de las olas ocasionalmente violentas.
La combinación de resistencia y flexibilidad de las telarañas y las fibras de mejillón es lo que los ingenieros también necesitan para construir edificios resilientes. La llegada de la impresión 3D , un método que rocía un material sobre una superficie en capas para crear un objeto tridimensional, podría conducir a la fabricación de materiales de construcción que sean firmes, pero flexibles, y perfectos para resistir terremotos [fuentes:Chandler, Subbaraman].
No hay muchos terremotos en el Medio Oeste, pero he sentido al menos uno. Un verano, alrededor de las 9 p.m. Mientras caminaba por el dormitorio, el armazón de madera de la cama comenzó a temblar. Estaba a punto de culpar al perro por saltar a territorio prohibido y hacer temblar la cama, cuando noté que todavía estaba en la alfombra. Y parecía tan sorprendido como yo. Cuando me di cuenta de que, efectivamente, se trataba de un terremoto muy pequeño, todo había terminado. Aunque mi experiencia fue breve, causó una gran impresión. Y me dio una idea de la destrucción que fácilmente podría ocurrir.
