¿Cómo contribuyen los aisladores sísmicos con la resiliencia de las ciudades?

Los desastres producidos por terremotos generan grandes pérdidas humanas y económicas. De los 10 desastres naturales que generaron mayores pérdidas económicas en los últimos 25 años, 6 fueron terremotos (algunos con tsunamis), que  causaron pérdidas por US$497.000 millones. Frente a esa realidad, ¿cómo podemos contribuir a crear ciudades más resilientes a este tipo de desastres?

A fin de emprender la recuperación de las actividades vitales y productivas, es fundamental que ciertas edificaciones puedan funcionar inmediatamente después de un terremoto. Hospitales, estaciones de bomberos y policía, centros de acción estratégica, son algunas de ellas.

Las normas sismorresistentes de estructuras parten de una “filosofía de diseño” que establece  el comportamiento esperado de la estructura durante su vida útil (generalmente 50 años):

• Para sismos frecuentes, las estructuras no deben sufrir daños y deben mantener sus capacidades de prestación de servicios.
• Para sismos intermedios, poco frecuentes, la estructura puede sufrir daños que deben ser reparables; esto incluye daños no estructurales y algunos estructurales.
• Para sismos severos, se permite que la estructura sufra daños generalizados y hasta pueda llegar a quedar inservible, pero no debe generarse el colapso estructural y deben preservarse las vidas.

Para casos de estructuras como hospitales, se toman en cuenta cargas sísmicas mayores en el diseño con el fin de disminuir los daños, aun así, en muchos casos se producen daños importantes en elementos no estructurales y en las capacidades de prestación de servicios.

En el terremoto de Chile de 2010, se hizo un análisis de los daños en hospitales, daños estructurales, no estructurales y tiempos de recuperación. Fueron afectados 130 hospitales (71% de todos los hospitales del país), de los cuales 4 fueron totalmente inhabitables, 12 tuvieron pérdidas en más del 75% de su funcionalidad, 8 operaron sólo parcialmente luego del terremoto y 62% requirieron reparaciones. Los daños fueron estimados en US$2.800 millones, mostrando que es necesario reducir la vulnerabilidad de edificios de importancia estratégica para afrontar desastres.

Aisladores sísmicos ¿Una innovación?

Para disminuir la vulnerabilidad e incrementar la resiliencia es necesario hacer construcciones que no sufran daños y mantengan su capacidad de prestar servicios inmediatamente después de un terremoto. Además hay que hacerlo con costos similares a los de las  construcciones tradicionales.

El uso de aisladores sísmicos permite alcanzar estos objetivos. Su funcionamiento consiste en incorporar un piso flexible que evita transmitir todas las fuerzas sísmicas a la estructura.

Los aisladores más usados son los elastoméricos, que son cilindros cortos que permiten grandes desplazamientos laterales y están hechos de capas de gomas de alta resistencia, alternados con láminas de acero y núcleo de plomo.

Los aisladores permiten diseñar nuevas estructuras y  readecuar o reparar estructuras existentes. El Ayuntamiento de Los Ángeles, de 27 pisos, es el edificio más alto puesto sobre aisladores sísmicos.

Los terremotos han generado destrucción durante toda la historia, pero también han acompañado al desarrollo de las ciudades. Como consecuencia, distintas técnicas han sido ensayadas por artesanos y constructores desde la antigüedad, entre ellas se encuentra el aislamiento sísmico. El uso de piedras cortadas, alisadas y puestas en varias capas sin mortero, es una de las técnicas de aislamiento sísmico que se consiguen más frecuentemente en estructuras antiguas y es conocida como sistema de fundación ‘Orthostat”. Una de las construcciones con este tipo de fundación es la tumba de Ciro El Grande, construida en 550 a.C., en Pasargadae, Persia. El Partenón es otro caso de fundación con capas de piedra.

En el caso de Ciro El Grande, encontramos una mención en la Biblia, donde se comenta cómo fue pensada la construcción de un templo que incluía asilamientos sísmicos: “En el año primero del rey Ciro, el rey Ciro proclamó un decreto: en cuanto a la casa de Dios en Jerusalén, que sea reedificado el templo, el lugar donde se ofrecen sacrificios, y que se conserven sus cimientos, con su altura de sesenta codos y su anchura de sesenta codos; con tres hileras de piedras enormes y una hilera de madera”.

Además, se encontró que los griegos usaron como una de las capas fundacionales, en las costas del Mar Negro, algas marinas que mostraron una durabilidad excepcional. Esta capa genera un comportamiento elástico en la base y un deslizamiento que permite que haya aislamiento sísmico.

Otro ejemplo de aislamiento sísmico de la antigüedad es el caso del obelisco egipcio creado en 1450 a.C. que fue transportado a Constantinopla en 379 d.C. Fue puesto sobre 4 bloques de bronce, que a su vez están puestos sobre un bloque de mármol apoyado sobre capas de piedra. Esta estructura sigue en pie en Estambul.

La incorporación y uso cada vez más difundido de aisladores sísmicos en edificaciones en la actualidad, constituye una innovación en el campo de la ingeniería sísmica. Sin embargo, el esfuerzo por generar mecanismos de aislamiento no es una idea reciente.

Carlos  Genatios es Ph.D en Ingeniería Estructural,  Coordinador General de la Red Geopolis, para la Reducción de Riesgos de Desastres en Latinoamérica (que agrupa 12 países), Académico de Número de la Academia Nacional de la Ingeniería y el Hábitat, profesor titular de la Universidad Central de Venezuela. Fue ministro de Ciencia y Tecnología, Director General del Ministerio de Desarrollo Urbano y Viceministro de Infraestructura, Presidente del Consejo Andino de Ciencia y Tecnología. Es autor de 14 libros, 150 artículos científico-técnicos, 300 artículos de opinión y numerosos proyectos de ingeniería sismorresistente y reducción de riesgos de desastres, fundador de 7 cátedras. Consultor del BID, CAF, CEPAL. Es comendador de las Palmas Académicas y Gran Oficial del Orden del Mérito de la República Francesa.