Estructuras de acero: Experiencia sísmica nacional

Los sismos son eventos naturales que pasan en todo el mundo, pocos lugares tienen la fortuna de tener nula o muy baja actividad sísmica. Por eso en este artículo hablaremos de los diferentes daños que han dejado los sismos en nuestro país y de las lecciones aprendidas a partir de ellos.  

Y es que a pesar de la tragedia que implica un sismo, son innegables los nuevos conocimientos que aportan a la ingeniería estructural y sísmica mexicana, que a su vez han logrado grandes avances en la actualización de las normas de diseño de estructuras de acero. 

Sismo de 1985 en la Ciudad de México

Comencemos con el temblor de 1985 en la Ciudad de México, uno de los más trágicos de la historia de nuestro país. Su epicentro fue en una brecha de Guerrero, a 400 km de la CDMX y a 33 km del puerto de Lázaro Cardenas en Michoacán. 

Tuvo una magnitud de 8.1 en escala Richter. Debido a esto causó daños incluso superiores a los esperados. Esto se le atribuye sobre todo a la amplificación de las ondas sísmicas en la Ciudad de México. 

Aunado a esto, la energía liberada por el sismo fue de aproximadamente 8.912x 1023 ergios. Esto es el equivalente a lanzar 3,020 bombas de Hiroshima, mientras que la aceleración máxima del suelo se estimó en 200 gals. 

Por otra parte, su duración en la fase intensa fue de 45 segundos lo que provocó un desplazamiento de la tierra de 42.6 centímetros. 

Debido a lo anterior, los edificios de concreto reforzado de mediana altura fueron los que resultaron más afectados. Óscar de Buen López de Heredía, comentó que los edificios que sufrieron mayores colapsos y/o daños, fueron aquellos con una altura comprendida entre 7 y 15 niveles. 

Se estima que las muertes ascendieron a más de 25 mil personas. Mientras que por el lado financiero se reportaron pérdidas económicas de más de 3 mil millones de dólares. Aunque a esto hay que sumarle también las reparaciones de edificios que tuvieron graves daños estructurales. 

Cabe resaltar que el suelo de la Ciudad de México se caracteriza particularmente por ser altamente compresible y con frecuencia sísmica. Esto la convierte en prácticamente, la única ciudad del mundo que estando a más de 400 km del epicentro de un sismo, resulta gravemente afectada. 

Debido a esto, es imposible descartar la posibilidad de que en los próximos años ocurra otro sismo con magnitud similar, proveniente de la misma brecha de Guerrero.

Sin duda esto provocaría fuertes daños en la Ciudad, sobre todo por los numerosos edificios con daños acumulados que hoy en día aún permanecen en pie. 

¿A qué se debieron los daños tan catastróficos durante este sismo? 

Algunos de los factores que contribuyeron notablemente al acontecer de estos severos daños fueron: 

🚧 Cambios de uso en las estructuras.

🚧 Falta de mantenimiento preventivo a las edificaciones. 

🚧 Fuertes irregularidades en la planta y elevación de las edificaciones. 

🚧 Cargas excesivas no previstas en los diseños originales de las estructuras. En este caso se subestimaron las acciones. 

🚧 Falta de calidad en los materiales de construcción utilizados en la edificación de estos inmuebles. 

Después del sismo del 85, la Ciudad de México se mantuvo en constante observación por parte de todo tipo de autoridades mundiales en ingeniería sísmica que visitaron continuamente las zonas donde había ocurrido el mayor daño. 

Posterior a esto, diversas asociaciones internacionales como el American Institute of Steel Construction, la European Association for Earthquake Engineering y el Earth Engineering Research Institute, por solo mencionar algunas, concluyeron que el acero es y seguirá siendo el mejor de entre todos los materiales de construcción para enfrentar los retos sísmicos. 

Incluso auguraron que en el futuro se usaría el acero para diseñar y construir edificios mucho más seguros y económicos que en la actualidad. 

No cabe duda que el sismo del 85 puso en la mesa de los expertos varios puntos importantes que anteriormente no se habían considerado y que en consecuencia, afectaron el comportamiento sísmico-estructural de las edificaciones. 

Estos son algunos de los nuevos fenómenos que se propusieron estudiar y tomar en cuenta para futuras construcciones:

🚩 Resonancia

🚩 Golpeteo

🚩 Pisos suaves, débiles o endebles

🚩 Interacción suelo-estructura

🚩 Pérdida de ductilidad

🚩 Configuración geométrica

🚩 Cambios bruscos de rigidez

🚩 Torsiones excesivas, etc. 

Sismo del 19 de Septiembre del 2017 en la Ciudad de México

Tan solo unas horas después de haberse realizado el macrosimulacro en recordatorio del terremoto de 1985, ocurrió otro sismo en la Ciudad de México. 

Al igual que hace 32 años, los edificios más afectados fueron los construidos de concreto reforzado. Pero también aquellos que tenían las mismas deficiencias estructurales que los dañados severamente en el temblor del 85. 

Una de las más grandes pérdidas posteriores a este sismo, es el colapso parcial del edificio de departamentos de San José. En este caso, la causa principal del derrumbe y la falla estructural se debió a los materiales de construcción utilizados durante la edificación.

Dichos materiales de construcción no contaban con la calidad requerida y sumado a esto hubo ausencia de supervisión estricta, oportuna y eficiente. 

Lo que resulta realmente preocupante para la población que hoy en día reside en la Ciudad de México, es que muchos de los edificios anteriores a este sismo ya tienen daños estructurales acumulados por lo que existe fuerte incertidumbre sobre qué pasará con ellos en futuros temblores. 

De hecho, se ha recomendado en varias ocasiones que dichas construcciones sean demolidas para evitar que sigan representando una bomba latente en cada sismo. Más aún considerando que su refuerzo podría resultar inadecuado por la incertidumbre de su futuro comportamiento ante los inminentes movimientos de la tierra. 

Actualmente, en la capital siguen de pie aproximadamente 70 edificios con riesgo elevado de un colapso total o parcial. Sobre todo vecindades en el centro de la ciudad cuya vulnerabilidad aumenta cada día más por la falta de mantenimiento y el deterioro de sus materiales de construcción que son expuestos a la intemperie, degradación estructural y envejecimiento natural. 

Afortunadamente hoy en día ha crecido de manera importante el campo de la ingeniería sísmica, por lo que ya existen metodologías para la evaluación sísmica y técnicas de rehabilitación adecuadas para los edificios dañados por sismos en nuestro país y sobre todo en la capital. 

Además, la actualización del Reglamento de Construcciones y las Normas Técnicas Complementarias de Diseño y Construcción de Estructuras de todo tipo ha representado un avance muy importante para el panorama de la construcción y la ingeniería estructural y sísmica en México. 

En conclusión, nuestro país ha tenido grandes avances científicos y tecnológicos respecto a la ingeniería estructural y sísmica que tienen como objetivo entender mejor el fenómeno sísmico y así diseñar estructuras cada vez más eficientes. 

Por otro lado, en el caso de las construcciones de acero, se puede afirmar que en nuestro país tras la actualización de las NTC-DCEA-CDMX-2020, la CDMX cuenta con normas modernizadas, estrictas y restrictivas en cuanto al diseño de edificios de acero, teniendo el mismo o mejor nivel de ingeniería que se maneja en el mundo. 

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