Ciencia Perú , Perú, Miércoles, 22 de junio de 2016 a las 17:07

Diseño basado por desplazamiento para afrontar los terremotos

El diseño basado por desplazamiento es uno de los métodos para volver más seguras las viviendas peruanas

PUCP/DICYT Las construcciones de adobe son de las más peligrosas en casos de sismo y, sin embargo, este es el segundo material más usado en las viviendas peruanas. ¿Es posible volverlas más seguras? El diseño basado por desplazamiento es uno de los métodos que contribuyen a esta tarea. Katrin Beyer, profesora adjunta en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suiza y jefa del Laboratorio de Ingeniería Sísmica y Dinámica, comenta algunas alternativas al problema.


El uso del adobe nos remonta a la época prehispánica peruana. De hecho, posee diversas características positivas que han ocasionado que continúe siendo un elemento bastante usado en el país. “A la gente le gusta vivir en este tipo de casas porque tienen un clima interior muy agradable y son relativamente baratos. Tienen buenas propiedades, mientras no haya terremotos”, cuenta Katrin Beyer, especialista en diseño basados por desplazamiento.


El diseño basado por desplazamiento es un método de análisis que permite conocer cuánto se deforma una estructura con los desplazamientos a los que es inducida durante un terremoto y determinar el daño que sufriría. “Lo hacemos en términos de desplazamiento y no de fuerzas porque es más preciso. Nos proporciona un mejor entendimiento de cómo la estructura reacciona durante un terremoto y así distinguir las estructuras ya existentes que tal vez no son perfectas pero podrían desempeñarse bien durante un terremoto, de aquellas que realmente necesitan ser atendidas para salvar vidas frente a un sismo” explica Beyer.


Los edificios hechos de adobe forman parte de las construcciones de albañilería no reforzada. Es decir, construcciones que no incluyen acero en su composición y son, por lo tanto, altamente vulnerables a los sismos. “El problema con esos edificios”, indica la ingeniera, “es que no pueden mantenerse estables durante un terremoto, su capacidad de desplazamiento no es tan grande y esto es lo que causa el problema”.
El primer código peruano de diseño sísmico data de 1967. Se trata, sin embargo, de una medida relativamente nueva para un país con alto riesgo sísmico como el nuestro. De acuerdo a la ingeniera Beyer, este es un problema generalizado. Por ejemplo, en Suiza, su país natal, no se han considerado estándares de construcción antisísmica hasta el inicio del siglo XXI. “El 90% de nuestros edificios han sido construidos antes que consideráramos los terremotos en nuestros estándares de construcción. Así que ahora tenemos que lidiar con ellos, no podemos simplemente derribarlos. Tenemos muchas construcciones y nunca podremos adecuarlas todos. Entonces, es necesario identificar los edificios que lo necesitan y dejar los otros como están. No son perfectos pero, por lo menos, no serán tan peligrosos”, añade Beyer.


Experimentos


Para establecer la resistencia de una construcción a los sismos es posible realizar diversos experimentos en laboratorios como los que tiene nuestra Sección de Ingeniería Civil. Katrin Beyer explica que dos son las pruebas que se usan principalmente. La primera consiste en un modelo a escala casi real con el que se simula un terremoto y luego se examinan los daños que ocasiona el movimiento a la estructura. Actualmente, un equipo de Ingeniería Civil de la PUCP se ha propuesto someter a prueba parte de una escuela y observar qué sucedería con ella en caso de sismo. A partir de eso, se establecerá cómo será reforzada.


No es necesario testear todo el edificio para entender qué sucederá con él. También es posible observar solo un elemento estructural como una pared, una viga o algo parecido. En esta prueba llamada cuasi estática, una pared es expuesta a distinta frecuencia de movimientos vibratorios horizontales para medir el impacto de este tipo de movimientos, ya que normalmente se toman en cuenta solo los movimientos verticales de un terremoto. Este tipo de experimentos es importante porque las edificaciones ya están hechas para soportar la gravedad y la fuerza verticalmente. Sin embargo, los terremotos también originan movimientos horizontales que impactan en las estructuras.


Adecuación


Una vez que se determina qué edificios requieren atención se pueden aplicar diversas técnicas de refuerzo. La mayoría de ellas muy caras. Pueden llegar a costar 30% del costo de construcción inicial de la casa. Esto es parte del problema, ya que las personas que ya construyeron sus casas tendrían que ser reubicadas y además costear la adecuación de sus viviendas. Si se toma en cuenta desde el inicio de la construcción, elaborar una estructura antisísmica cuesta entre 3 y 5% del coste total.


A partir de los diseños basados por desplazamiento es posible pensar en técnicas simples y económicas de refuerzo de estructuras de adobe. “Creo que el objetivo es desarrollar algo que pueda ser hecho sin la ayuda de un ingeniero. Típicamente, se adiciona un refuerzo desde afuera a las paredes de adobe para hacerlas más fuertes. Lo reforzamos añadiendo algunas paredes de concreto reforzadas. También es posible agregar un refuerzo de láminas de fibra de plástico”, cuenta Beyer.


La adecuación de estructuras de albañilería no reforzada, como lo son el 34% de viviendas peruanas hechas de adobe, es una tarea de largo aliento. El gobierno ocupa un doble rol importante en este proceso. Por un lado, es preciso “reforzar los estándares de construcción anti sísmica para las nuevas edificaciones” y así anticiparse a la aparición de más viviendas inseguras. “En el caso de los edificios ya existentes es más complicado pero el gobierno posee una gran cantidad de los edificios públicos como colegios, hospitales y oficinas de administración pública. Es ahí donde el gobierno puede tener un rol activo y adecuar esos edificios”, concluye Beyer. Ella participó en la conferencia Diseño basado por desplazamiento con aplicación a estructuras de albañilería no reforzada organizada por la Sección Ingienería Civil.