Aprendizajes para un mundo resiliente a sismos

La capacidad de resiliencia es un gran desafío de la ingeniería sísmica mundial. Los aprendizajes de los sismos del 7S y 19S de 2017, en México, muestran elementos muy positivos orientados a lograr esta gran meta. 

* Este artículo fue publicado en la Revista Geociencias SURA | Edición 3 | Marzo de 2018.

Cada sismo trae consigo aprendizajes para alcanzar este gran objetivo. Existen muchos esfuerzos mundiales, como es el caso del marco Sendai (2015-2030), comprometidos con la reducción de riesgo de desastres para lograr la resiliencia de la sociedad, los cuales responden a la megatendencia de urbanismo. 

Su enfoque fundamental es lograr que el diseño, la construcción y los procesos de recuperación, rehabilitación y reconstrucción postsismo consideren el desempeño sísmico esperado de las estructuras, de tal manera que se proteja la vida, la propiedad, la sostenibilidad de los negocios, la estabilidad gubernamental, económica y social de los países. 

Los efectos de los sismos han permitido desarrollar tecnologías para su atención, algunas de ellas orientadas a salvar vidas y unir a la sociedad en el proceso de recuperación de las zonas y personas afectadas. 

Sin embargo, esta atención también debe estar orientada a que el resultado de los procesos de reconstrucción, rehabilitación, reforzamiento y reparación de edificaciones postsismo se convierta en una oportunidad para lograr ciudades más resilientes. Esto requiere valores éticos, mecanismos regulatorios bien estructurados, profesionales con conocimiento y experiencia, y convicción de la sociedad. 

Un camino recorrido en México, desde 1985 

El sismo del 19S de 1985 marcó un hito, no solo en la historia sísmica de México, sino en el desarrollo de la ingeniería sísmica. Los aprendizajes de este gran sismo fueron de gran relevancia para México y para el mundo, porque mostraron de manera indiscutible el papel preponderante de la respuesta sísmica de los perfiles de suelo, en los movimientos del terreno y sus efectos en el desempeño de las edificaciones. 

Gran cantidad de estudios e investigaciones se desarrollaron con base en este gran sismo, y desde ese día hasta hoy, ha crecido en el mundo la convicción del papel fundamental de la caracterización de los suelos en los códigos de diseño sísmico. 

El sismo del 19S de 2017 confirmó los hallazgos del 19S de 1985, y mostró la validez y relevancia de la zonificación de la respuesta de los suelos en la Ciudad de México, establecida en su reglamento sísmico. 

En el sismo del 19S de 2017, los edificios colapsados se concentraron, predominantemente, en depósitos de arcilla blanda de 25 a 40 m de espesor, que tienen períodos fundamentales de vibración entre 1.0 y 1.5 s, y se clasifican mayoritariamente en suelos de la zona IIIa y, una proporción mucho menor. en la zona IIIb. 

Las variaciones entre la ubicación y altura de las edificaciones, donde se concentraron los colapsos y daños mayores en los sismos del 19S de 1985 y 2017, se debe a las diferencias en el contenido frecuencial y la distancia entre la sismofuente y el sitio de estos dos eventos. 

El sismo del 19S de 1985 ocurrió a casi 400 km de la Ciudad de México, mientras que el del 19S de 2017 a 120 km, lo cual muestra la gran importancia de la consideración de las posibles fuentes sísmicas con incidencia en esta ciudad, unido a los tipos de suelo que en cada caso pueden intensificar la respuesta sísmica. 

Sin embargo, no se puede perder de vista la importancia de los sistemas estructurales en el comportamiento sísmico de las edificaciones. Los sismos del 19S de 1985 y 2017 muestran aprendizajes importantes de las estructuras con daños severos y colapsos, concentrados en sistemas de losa plana y marcos de concreto reforzado (con rellenos de albañilería no reforzada). 

Toda esta información resulta clave en las decisiones de reparación y diseños de reforzamiento y construcción de edificaciones nuevas posteriores a los sismos de septiembre de 2017. 

En un lapso de 12 días, durante el mes de septiembre de 2017, México fue sacudido por dos sismos fuertes. El primero, con una magnitud de 8.1 (Mw) a una profundidad de 47 km, se presentó en el estado de Chiapas, el 7 de septiembre.

 

Preparación, generosidad y conocimiento 

Como respuesta al sismo del 7S de magnitud 8.1 (Mw), el XXXVI Consejo Directivo del Colegio de Ingenieros Civiles de México hizo una convocatoria de ingenieros voluntarios para viajar a Oaxaca y Chiapas, con el fin de evaluar los daños y colaborar con las autoridades federales y locales. 

La organización en un grupo de brigadas para la inspección de edificaciones en la Ciudad de México es un gran logro que este país latinoamericano le enseña al mundo. El esquema de brigadas muestra no solo la generosidad de sus integrantes, un grupo de más de 600 ingenieros y estudiantes de ingeniería civil voluntarios, sino la utilidad de sus esfuerzos para orientar las decisiones del Estado. 

Dentro de estas brigadas, las comisiones de ingenieros estructurales jugaron un papel preponderante, por su conocimiento y experiencia para evaluar técnicamente el nivel de daños de las edificaciones. 

Como el número de ingenieros estructurales es bajo en relación con el número total de brigadistas, este plan de inspección visual de edificaciones implementó un primer formato de evaluación rápida de edificaciones que permitió filtrar los casos más críticos, para definir la porción de edificaciones que requerían una segunda visita de inspección con un formulario más detallado. 

La participación del ingeniero Francisco García Álvarez, presidente de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural (SMIE), como líder de 35 brigadas, refleja el gran compromiso de la ingeniería del país con la atención postsismo. La participación de los grupos de ingenieros estructurales se conformó con el liderazgo del Colegio de Ingenieros Civiles de México (CICM) y el compromiso de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural (SMIE) y las universidades, como es el caso destacado de la UNAM. 

Siempre se podrá hacer mejor, pero el resultado es una potente iniciativa que fue posible gracias a la dedicación generosa de un grupo de personas motivadas por un interés común, que tiene el gran desafío de fortalecerse, homologar formatos y criterios, y lograr apoyo sistemático y eficiente de los ingenieros estructurales. 

El segundo, con una magnitud de 7.1 (Mw) a una profundidad de 48 km, se generó en el límite entre Puebla y Morelos, el 19 de septiembre. La fecha de este sismo del 19 de septiembre es una gran coincidencia, porque justamente ocurrió en la conmemoración de los 32 años del gran sismo del 19 de septiembre de 1985. 

 

Tecnología al servicio de las personas 

La información de los avances de la gestión de las brigadas en la Ciudad de México ha estado al alcance del público en general desde la ocurrencia del sismo en el enlace www.sismosmexico.org. Igualmente, el Gobierno mexicano en el sitio www.gob.mx/sismo/ lanzó una campaña para ayudar a identificar los daños estructurales en construcciones, que les permite definir las prioridades de ayuda. 

El Sistema de Alerta Sísmica de la Ciudad de México (SASMEX) es un sistema novedoso, que existe en pocas ciudades del mundo, y tiene aplicaciones actuales útiles para sismos lejanos a la ciudad, como el del 19S de 1985. 

Este sistema también puede potencializarse para aplicaciones de sismos más cercanos a la ciudad, en la medida que crezca la red de sus instrumentos. Para la población de la Ciudad de México resulta fundamental conocer cada vez mejor el funcionamiento y utilidades de este sistema de alerta sísmica, para interpretar adecuadamente las señales y seguir los protocolos correctos. 

Aprendizajes sobre el desempeño estructural de edificaciones

Los artículos publicados por el Ph.D. Mario Rodríguez, investigador de la Universidad Autónoma de México UNAM y por el Centro de Ingeniería Sísmica John A. Blume de la Universidad de Stanford, muestran estadísticas del sismo del 19S de 2017, que permiten identificar características predominantes de las edificaciones que colapsaron y presentaron daños severos asociados a este evento. 

A partir de estos aprendizajes de los edificios colapsados por el sismo del 19S de 2017, el Centro de Ingeniería Sísmica John A. Blume de la Universidad de Stanford, resalta la importancia de generar mecanismos regulatorios para la revisión y rehabilitación sísmica de edificaciones construidas antes de 1985, localizadas en las zonas del antiguo lago de la Ciudad de México. 

La concentración de los colapsos en edificaciones construidas antes de 1985 también muestra un balance positivo de la evolución de la norma sísmica mexicana, que ha buscado reflejar en sus requisitos los aprendizajes del gran sismo de 1985.

Aprendizajes del plan postsismo de SURA en México 

La convicción de reparar, reforzar y reconstruir para lograr edificaciones con mejor desempeño sísmico para el futuro, en los casos donde sea posible, es un compromiso de SURA con la resiliencia sísmica en América Latina. La gestión de SURA, luego de los sismos de septiembre de 2017 en México, confirma la relevancia de esta convicción. 

La metodología de evaluación postsismo de SURA fue implementada en México con varios grupos de ingenieros estructurales de México, Chile y Colombia, de tal manera que desde el 25 de septiembre hasta el 21 de diciembre de 2017, SURA contó con grupos permanentes de alrededor de 23 especialistas en ingeniería estructural para la implementación del plan de inspección de más de 2.000 edificaciones en la Ciudad de México y los Estados de México, Morelos, Puebla, entre otros. 

La opinión de Gloria María Estrada Álvarez, gerente de Geociencias de SURAMERICANA S.A. es que “el gran balance de este plan postsismo en México, es que ha sido un mecanismo muy eficaz para apoyar con un enfoque de ingeniería a nuestros asegurados en México afectados por estos sismos. Cada vez se podrá hacer mejor, tenemos muchos elementos de logística para mejorar, pero el resultado ha sido un grupo de más de 150 personas compuesto por equipos de diferentes áreas de SURA México, el equipo de Geociencias de SURAMERICANA S.A. y un grupo de profesionales de firmas de ingeniería estructural de Chile, México y Colombia, preparados en la metodología postsismo de SURA, todos comprometidos con una causa común, inspeccionar y levantar formularios de las edificaciones con algún tipo de afectación, para el diagnóstico y clasificación de daños que orienten los procesos de reparación, rehabilitación y reconstrucción. En la etapa de estudios complementarios para el grupo de edificaciones que requieren evaluaciones adicionales para definición de técnicas de reparación o rehabilitación más adecuadas en cada caso, SURA ha contado con el apoyo de un grupo de firmas internacionales de ingeniería estructural con gran experiencia postsismo y de una firma mexicana de gran prestigio en el campo de ingeniería estructural. En SURA estamos convencidos de que la empresa privada, y muy especialmente el sector asegurador tiene la responsabilidad de aportarle a la sociedad, generando mecanismos que motiven a evitar que se repare, rehabilite o reconstruya vulnerabilidad”. 

Los esquemas colaborativos con SURA que se lograron implementar en México son básicamente unas primeras iniciativas con la academia y asociaciones profesionales, como es el caso de la UNAM, la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural (SMIE) y un grupo de firmas de ingeniería estructural e ingenieros estructurales, que muestran un fructífero futuro de corto y mediano plazo para avanzar en el desarrollo de conocimiento y gestión del riesgo sísmico en México. 

Un punto para trabajar en el plan postsismo de SURA es lograr un mejor esquema de colaboración con los esfuerzos del Gobierno y otras instituciones del país. Para SURA es claro que cuando se presenta un desastre de cualquier tipo, es un desafío para la sociedad integralmente, donde los esfuerzos conjuntos público-privado siempre deberán orientarse al bien común. 

Consideraciones sobre normativa de construcción sismo resistente en México

La evolución de la norma sísmica en México revela aspectos positivos del desempeño sísmico de las edificaciones en el país, que muestran los resultados de aprendizajes llevados a la práctica desde 1985. Como lo expresa el Ph.D. Mario Rodríguez, después del sismo de 1985, la normativa por sismo en la Ciudad de México cambió respecto a la existente en esa época, requiriendo más resistencia y rigidez lateral en las edificaciones, lo cual es un factor adicional para interpretar el mejor comportamiento de las edificaciones en el sismo del 19S del 2017 respecto al observado en edificaciones en el sismo del 19S de 1985. 

La actualización de la norma sísmica para la Ciudad de México incluye detalles de la respuesta estimada del suelo para fines de diseño sísmico propio de cada sitio, para lo cual los diseñadores acceden al Sistema de Acciones Sísmicas de Diseño (SASID), tal como lo explica el ingeniero Fran- cisco García Álvarez, presidente actual de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural (SMIE). 

Las disposiciones publicadas en diciembre de 2017, que modifican el Reglamento de Construcciones de la Ciudad de México, incluyen normas para la rehabilitación sísmica de edificios de concreto dañados por el sismo del 19 de septiembre de 2017. 

Teniendo en cuenta los casos de las edificaciones que sufrieron colapsos o daños mayores en el sismo del 19S de 2017, y que no habían tenido daños considerables en el sismo del 19S de 1985, el Ph.D. Mario Rodríguez, sugiere que para una mejor interpretación de la vulnerabilidad de estructuras se debe considerar el efecto de daño acumulado cuando las estructuras experimentan más de un sismo fuerte durante su vida útil. 

El Ph.D. Rodríguez ha venido trabajando hace varios años en la UNAM en investigaciones de un índice de daño, con el cual hizo validaciones a partir de datos reales del sismo del 19S de 2017, que muestran un camino promisorio para avanzar en metodologías complementarias para el análisis del desempeño sísmico esperado de edificaciones (Rodríguez, 2017). 

El comportamiento sísmico de elementos no estructurales y su interacción con la estructura de la edificación constituye un aspecto fundamental para el desempeño sísmico y la funcionalidad de las edificaciones luego de este tipo de eventos. La evaluación de los elementos no estructurales debe considerar no solo los materiales utilizados y sistemas constructivos, sino también la importancia de integrar a los arquitectos en los equipos de los proyectos de construcción y rehabilitación de edificaciones. 

Gran cantidad de especialistas en ingeniería estructural en México, dentro de los que se destaca el Ph.D. Luis Esteva, profesor honoris causa de la UNAM, coinciden en plantear que soluciones estructurales innovadoras de protección sísmica, como aislamiento y disipación sísmica, pueden ser muy útiles y eficientes en la rehabilitación sísmica de estructuras esenciales y de atención a la comunidad, que hayan sido afectadas o no por los sismos de septiembre de 2017, dada la gran importancia de mantener sus operaciones después de un sismo. 

Los aprendizajes de los sismos del 7S y 19S en México deberían ser considerados en las actualizaciones de las normas y en el mejoramiento de mecanismos de control de la calidad de la construcción en los diferentes países de América Latina. Muchos países de la región comparten similitudes con México en condiciones de amenaza sísmica, tipologías estructurales y prácticas constructivas. El gran legado y la responsabilidad que nos dejan los sismos, es llevar sus aprendizajes a la práctica con responsabilidad y convicción de que la resiliencia sísmica es un desafío alcanzable para nuestras sociedades.

Fuentes

• Francisco García Álvarez. Ingeniero Civil, M.Sc. en ingeniería. Presidente de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural. 
• Gloria María Estrada Álvarez. Ingeniera Civil, especialista en ingeniería ambiental, especialista y M.Sc. en Ingeniería Sismo Resistente. 
• Mario Rodríguez Rodríguez. Ingeniero Civil, M.Sc. y Ph.D. en estructuras, investigador de tiempo completo del Instituto de Ingeniería de la UNAM.