Chile, ejemplo de gestión del riesgo sísmico

¿Por que la implementación de tecnologías de resistencia sísmica puede ser un factor crítico para la competitividad? Chile, país que ha enfrentado fuertes terremotos, demostró su liderazgo, durante el evento ocurrido el 27 de febrero de 2010. Su tradición en la forma de construir permitió proteger, tanto las vidas humanas, como el patrimonio del país. 

* Este artículo fue publicado en la Revista Geociencias SURA | Edición 1 | Noviembre de 2016.

En la madrugada del 27 de febrero de 2010, un sismo de magnitud 8,8 Mw se originó en la zona central de la costa de Chile, causando daños en elementos estructurales y no estructurales, en edificaciones de las ciudades de Concepción, Viña del Mar, Constitución, Talca y Santiago de Chile. 

Aunque por su magnitud fue considerado como el segundo sismo más fuerte en la historia del país, y el séptimo en la historia mundial, la mayor parte de las edificaciones no sufrió daño. Esto es un claro ejemplo de buen desempeño sísmico, y una muestra de que la ingeniería sismo resistente sí incide de manera directa en la mitigación del riesgo sísmico y en la competitividad y desarrollo sostenible de un país. 

Una buena tradición: las estructuras rígidas

Chile es un país que se ha visto obligado a enfrentar sismos muy fuertes. Luego del terremoto de Chillán en 1939 (magnitud 7,8 Mw) se observó que los edificios construidos bajo la técnica de albañilería confinada (mampostería confinada), es decir, con ladrillos de arcilla, columnas y vigas de amarre de concreto reforzado, se comportaron mejor que los construidos sin vigas ni columnas de concreto reforzado (albañilería sin connamiento), según explica el ingeniero estructural Patricio Bonelli. 

Posteriormente, cuando comenzaron a construirse edificios en altura, se empezaron a utilizar muros de hormigón armado (concreto reforzado). Esta idea se transmitió a las siguientes generaciones de ingenieros, quienes aprendieron sobre la necesidad de diseñar estructuras con muros, ya que estos garantizaban mayor rigidez lateral y, por lo tanto, mejor desempeño sísmico. Finalmente, en la década de 1970, se posicionaron los muros de hormigón armado en Chile. 

Esto fue determinante casi cuarenta años después, en el sismo de 2010, pues según el ingeniero Bonelli, la mayoría de edificios funcionaron muy bien porque, además de ser muy rígidos, estaban construidos sobre suelos duros de muy buenas características, como lo es la grava en Santiago. “Esto produjo resultados sorprendentes, con baja o ninguna incursión de las estructuras en el régimen no lineal (bajos niveles de deformación) y a veces sin fisuras ni daños”, explica. 

En un trabajo reciente realizado por el ingeniero Patricio Bonelli, con el ingeniero René Lagos y otros profesionales, se hizo una evaluación de una muestra de más de dos mil edificios en Chile, que presentaron deformaciones relativas muy bajas asociadas al sismo de 2010. Se concluyó que el buen desempeño de estos fue el resultado de los buenos suelos de cimentación, la distancia a la falla donde se originó el sismo y la alta rigidez lateral de los edificios. 

Una de las enseñanzas que dejó este fenómeno natural a los chilenos fue continuar con su tradicional estructuración de muros rígidos, pues, a diferencia de los edificios con marcos o pórticos, compuestos por vigas y columnas, estos generan desplazamientos menores y, por ende, menos daños. 

Sumado a esto, para el ingeniero Bonelli, la clave de los muros estructurales de hormigón armado (concreto reforzado) está en determinar su espesor y el acero de refuerzo requerido en los bordes del muro, con el fin de mejorar la respuesta sísmica del edificio. 

¿Cuáles han sido los aprendizajes de los sismos en Chile?

De acuerdo con la opinión del ingeniero Bonelli, los sismos en Chile, y especialmente el de 2010, han dejado varias enseñanzas: 

• No se puede confiar en los muros de poco espesor, pues generalmente el connamiento no es efectivo y su comportamiento tiende a ser muy frágil. El pandeo (flexión debido a compresión) de los muros se debe evitar. Esto depende de las características de la estructura y la demanda de deformación que se espere en el lugar del edificio. 
• La demanda de deformación no solo está relacionada con el tipo de sismo y con la distancia al sitio de interés, sino con los efectos de amplificación de los movimientos sísmicos asociados a suelos blandos y condiciones topográficas. 
• El suelo es un factor decisivo en la generación de daños por sismos. Por eso, de acuerdo con las características de los suelos, existen zonas donde se deberían restringir ciertos tipos de edificaciones, porque implicarían una mayor demanda de desplazamiento. Según el experto, las prácticas actuales de diseño en Chile están orientadas a la construcción de estructuras rígidas que se comporten adecuadamente y que tengan la mayor ductilidad posible, es decir, capacidad de resistir daño permanente sin colapso, pero sin tener que llegar a usarla, lo que significa tener estructuras que se deformen poco. 

“Si usted se pasea por Concepción y Santiago nunca pensaría que ocurrió un terremoto como el del 2010”. 

Patricio Bonelli. Investigador de la Universidad Técnica Federico Santa María de Valparaíso, Chile.

 

Incorporar tecnologías

En la fecha del sismo de 2010 había pocos edificios con aislamiento sísmico en Santiago de Chile y Viña del Mar. Todos ellos tuvieron un comportamiento excelente ante estos movimientos. Por eso, en los últimos años se ha extendido el uso del sistema, pues, como dice el ingeniero Patricio Bonelli, con el aislador “se elimina el sismo”. 

Según explica la ingeniera Gloria María Estrada, Gerente de Geociencias de Suramericana, un sistema de aislación basal hace que los desplazamientos relativos entre los pisos del edificio sean pequeños y por eso no se generen daños. 

Otra tecnología usada es la de disipación de energía, que disminuye alrededor de un 30% la deformación. En el sismo de 2010, varios edificios que contaban con este sistema se comportaron adecuadamente, sin embargo, la mejor solución, de acuerdo con el ingeniero Bonelli, es el aislamiento sísmico, por lo cual debería regularizarse y usarse masivamente. 

Aunque el edificio no sufra daños estructurales (que comprometan su estabilidad y resistencia), es importante considerar que pueden presentarse daños no estructurales que impidan su ocupación y operación inmediata después del sismo. El aislamiento sísmico tiene la gran ventaja de ser una solución para reducir los daños de ambos tipos. 

Por eso, considera un acierto que en Chile se esté implementando esta tecnología no solo en los edificios bajos, sino también en los de mayor altura, de 20 e incluso 30 pisos. Cuando esta se empezó a implementar, los costos se incrementaban alrededor del 5%, pero se han ido reduciendo y actualmente el aumento de los costos de las obras es poco. 

“Hay que seguir incentivando el uso de la tecnología de aislamiento sísmico, porque, como el desplazamiento relativo entre los pisos del edificio se limita, sabemos que este no va a ser sensible a daños”, apunta el ingeniero Bonelli y agrega que es la mejor solución para disminuir tanto daños estructurales como no estructurales. 

Ocupación y operación inmediata

El gran efecto del sismo de 2010 en Chile fue el costo de lucro cesante y los daños presentados en elementos no estructurales, que imposibilitaban la ocupación y el uso inmediato de las estructuras después del evento. Por esto, se hace necesaria la gestión del riesgo sísmico con un enfoque preventivo. 

En la medida en que gestionen el riesgo sísmico, las empresas tendrán otro indicador de competitividad, que se refiere a la mitigación de pérdidas asociadas a lucro cesante. Al no tener daños en sus instalaciones, tanto en elementos estructurales como no estructurales, podrán seguir operando, ya que no será necesario un cierre parcial o definitivo de las mismas. 

Aunque las normas sísmicas chilenas especifican que en terremotos como el de Maule se aceptan daños hasta cierto punto, el ingeniero Patricio Bonelli resalta que, en la práctica, la gente “no admite ningún tipo de daño”. De allí la importancia de tener conciencia para evitar los daños, como un elemento clave de competitividad y sostenibilidad. 

La gestión del riesgo sísmico también implica capacidad de resiliencia, es decir, capacidad de recuperación después del sismo. Este es un gran ejemplo de la ingeniería chilena, como lo dice el ingeniero Bonelli: “Si usted se pasea por Concepción y Santiago nunca pensaría que ocurrió un terremoto como el del 2010”.

Fuentes

• Patricio Bonelli. Ingeniero civil, especialista en cálculo estructural de hormigón armado. Investigador y docente de la Universidad Técnica Federico Santa María de Valparaíso, Chile. 
• Gloria María Estrada Álvarez. Ingeniera civil, especialista en Ingeniería Ambiental, especialista y M.Sc. en Ingeniería Sismo Resistente.