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16 junio 2011

GRarquitectos COMPARTE SU EXPERIENCIA EN EL CAMPO DE LA EDIFICACION EN ZONAS SISMICAS


Cuando la actualidad se ve sacudida por acontecimientos que traspasan los ámbitos técnicos y profesionales específicos para pasar a ser noticia de portada, son muchas las informaciones y afirmaciones que se producen en los medios, muchas veces sin demasiado criterio y buscando el sensacionalismo. Lo hemos vivido a escala mundial con el terremoto de Japón, el de Haití o el de Chile, uno de los más fuertes de la historia. En España, el reciente terremoto de Lorca en la localidad de Murcia, en el sureste del país, ha causado gran impacto social y lo que es más grave, la pérdida de vidas humanas.

Comparativamente con los sismos mencionados, el sucedido en España ha sido de menor magnitud, pero el grado de daños materiales y humanos ha sido notable para una sociedad que se creía fuera de peligro, lo que ha provocado gran conmoción social.


Desde el equipo de Grarquitectos, lamentamos estos fallecimientos y nos unimos al dolor de esas familias, que en el mejor de los casos “solo” han perdido su vivienda. Dicho esto, el equipo de Grarquitectos, como grupo multidisciplinar con amplia experiencia en edificación en las zonas de España con mayor riesgo sísmico, con humildad nos ofrecemos a resolver cualquier duda relacionada con los terremotos y las edificaciones que nuestros lectores puedan tener. Para ello, trataremos de hacer una breve explicación de que es un sismo, sus características y como afecta a los edificios, para después centrarnos en la normativa existente en España y el papel de los profesionales que intervienen en las edificaciones.


Un sismo o terremoto es el resultado de la transmisión de energía liberada en el interior de la tierra, se manifiesta superficialmente como un temblor del terreno de tipo alternativo, es decir, en todas direcciones y con variaciones de aceleración a lo largo del tiempo.


Se registran con los sismógrafos y en imagen podemos ver el registro del terremoto de El Centro en California en 1940 en dirección NS.




Datos del sismógrafo y elementos de un sismo



Usualmente los sismos se originan por rupturas localizadas en fallas (fracturas en la superficie terrestre), que han acumulado tensión al tener su movimiento impedido. Cuando la tensión acumulada es capaz de producir la rotura del terreno la energía acumulada se libera de golpe dando lugar a una serie de ondas en todas las direcciones, que es lo que denominamos terremoto.

Es frecuente la confusión entre los conceptos magnitud e intensidad. La magnitud es un indicador de la energía que se ha liberado y su valor es independiente del procedimiento físico empleado para medirla y del punto donde se tome la lectura. Se mide en grados Richter, que es el valor que normalmente mencionan en los medios de comunicación. Mientras que la intensidad es el indicador del tamaño del terremoto según sus efectos sobre la población, terreno y construcciones. Así pues un terremoto tiene una única magnitud y tantas Intensidades como lugares en donde se haya sentido. En la actualidad el IGN (Instituto Geográfico Nacional) emplea la escala EMS-98, con 12 grados. Dichos grados van desde las no existencias de daños hasta la destrucción total del edificio.

Un concepto fundamental en un terremoto es la aceleración sísmica, que es la aceleración con que se producen los desplazamientos de la superficie terrestre. Con el auge de los deportes de motor todo el mundo tiene una ligera idea del sentido físico del concepto de aceleración, cuanto mayor sea su valor antes pasa el coche de 0 a 100 km/h, pues lo mismo pasa con la aceleración sísmica. Se mide en porcentaje de la aceleración de la gravedad, y en el terremoto principal de Lorca el IGN midió aceleraciones de 0.37g, donde g es la aceleración de la gravedad. Es decir, se registraron aceleraciones superiores al doble de la de cálculo exigidas por la normativa.


Como resumen podemos decir que las ondas sísmicas se atenúan conforme nos alejamos del foco (punto donde se origina) del sismo y por lo tanto, tendremos menores intensidades y aceleraciones cuanto mayor sea la distancia focal para una misma magnitud. Salvo algunos efectos locales como los producidos por los valles y suelos blandos en los cuales se amplifican las ondas y por lo tanto, serán mayores la intensidad y la aceleración.




Imagen de edificio colapsado en Lorca. FUENTE: Publico.es



Pero cómo afecta un terremoto a un edificio, primero explicaremos cómo se mueve un edificio ante un terremoto y el efecto de dicho movimiento en todos los elementos constructivos del mismo. Cuando las ondas sísmicas llegan a un edificio transmiten a su cimentación un movimiento con una aceleración determinada en todas las direcciones, a un lado y otro, dichas aceleraciones varían mientras dura del terremoto. Mientras se mueve la cimentación el resto del edificio trata de quedarse en su sitio debido a su peso, lo que se llama inercia, pero como edificio y cimentación están unidos el efecto que se produce es la deformación de los pilares, efecto que se transmite a las vigas y a los forjados. Estos tres elementos tienden a volver a su posición original, como si fueran una goma, pero dado que el cimiento sigue moviéndose se produce la oscilación del edificio. Es decir se produce un movimiento de vaivén.


No todos los edificios oscilan igual ante el mismo terremoto, ya que la oscilación de este depende del terremoto, del terreno que tienen debajo, de los materiales de construcción de la estructura, dimensiones de vigas y pilares y fundamentalmente de la distribución de los pesos en la estructura. Por ejemplo en un edificio que tuviese una piscina en la azotea, cerca de uno de sus laterales se retorcería sobre si mismo.


Esta transmisión de energía del sismo al edificio podríamos compararla con un niño montado en un columpio al que estemos empujando, siendo el niño el edificio y nosotros el terremoto. Hay un momento justo donde empujar para que el niño oscile cada vez mas alto. Si empujamos un poco antes de que llegue, lo frenamos y si lo hacemos tarde, nuestro impulso apenas trasmite energía. Esta es la razón por la que determinados edificios, independientemente de su forma de construcción, se derrumban y el que está justo al lado no, dependiendo si la frecuencia del movimiento de vaivén coincide con las “idas y venidas” de las ondas del sismo. Cuando los periodos de vibración coinciden, el fenómeno se denomina entrar en resonancia. Por extraño que parezca y como curiosidad, siempre se dice que no se permite desfilar a las tropas marcando el paso al cruzar puentes por esta razón, pues podrían entrar en resonancia y derrumbarse. Los rascacielos son más vulnerables al viento que al sismo, pues sus periodos más usuales de vibración son más probables que coincidan con los que provoca el viento.

Hasta ahora nos hemos centrado en los elementos principales de una estructura: pilares, forjados y vigas, pero los elementos más vulnerables en un edificio son los materiales de relleno de albañilería, tabiquería y cerramientos, los cuales están embebidos y apoyados en la estructura que les rodea. Estos son los que en muchos casos provocan pérdidas de vidas humanas y heridos, como ha sucedido en Lorca. En el movimiento de vaivén de la estructura se produce una rotura en x en estos elementos, que hemos podido verlas en algunas fachadas construcciones en Murcia. Una pared que tiene estas grietas si la estructura sigue moviéndose se suele caer si no está anclada a la estructura, como indica la normativa sismorresistente.




Imagen de elementos no estructurales derrumbados. FUENTE: publico.es




Daños en edificios históricos en Lorca. FUENTE: publico.es


Nos hemos centrado en los edificios de hormigón que son en los que usualmente vivimos casi todos, pero en nuestras ciudades y sobre todo en nuestros pueblos existen otros tipos de construcciones, y su comportamiento ante un terremoto será distinto. 
 

Los edificios más vulnerables son sin duda los típicos de la construcción mediterránea, el edificio de tapial (tierra prensada) con forjados de cañizo y yeso. A los muros de tapial les sucede lo que hemos descrito para la albañilería cuando el terremoto va en la dirección de su lado más largo, cuando el terremoto es perpendicular a esta el muro cae sin remedio. En segundo lugar están los edificios de muros de carga de ladrillo o sillería. Ante terremotos con dirección paralela al lado más largo del muro se produce la fisura en x y cuando es perpendicular el movimiento el forjado con su movimiento trata de tirar los muros que quedan anclados por los muros perpendiculares.


Los edificios con estructura de hormigón armado y metálica son, en general menos vulnerables, soportan mejor los sismos, aunque pierdan elementos secundarios como cerramientos y petos de terrazas. En el caso de los edificios históricos suelen ser de fábrica de piedra y forjados o cubiertas de madera, son muy rígidos y pesados y se comportan mal ante un sismo, especialmente las cúpulas de sillería, que son muy rígidas y pesadas y los arcos de piedra.

Para terminar el artículo, vamos a centrarnos en la normativa existente en España y el papel de los profesionales que intervienen en las edificaciones.


Para evitar los efectos de los terremotos en las construcciones en general, edificación u obra civil en España existe normativa sismorresistente desde 1.974, periódicamente se ha ido renovando, su última actualización es la norma NCSE-02 del año 2.002. El ámbito de actuación de la norma es de aplicación al proyecto, construcción y conservación de edificaciones de nueva planta. En los casos de reforma o rehabilitación se tendrá en cuenta esta Norma, a fin de que los niveles de seguridad de los elementos afectados sean superiores a los que poseían en su concepción original.


Establece un mapa de peligrosidad sísmica en España. En este mapa se nos indica las zonas con posibilidad de tener un terremoto y la aceleración que tendría el mismo, la zona con mayor aceleración básica es Granada, seguida de Alicante-Murcia. Pero en general puede decirse que toda la parte Sur Mediterránea es susceptible de sufrir terremotos importantes. Granada capital posee una aceleración sísmica básica de 0,24, Lorca 0,12, y por ejemplo, Barcelona tiene 0,04 en el límite del ámbito de aplicación de la norma. Clasifica las edificaciones en 3 tipos, de importancia moderada, normal y especial, dependiendo de la probabilidad de que la destrucción del edificio pueda producir la pérdida de vidas humanas y la interrupción de servicios básicos.


Mapa de peligrosidad sísmica. FUENTE: NCSE-02


En función de esta clasificación y de la zona sísmica, la norma exigirá unas determinadas condiciones a las edificaciones.


No se construyen edificios para resistir cualquier tipo de terremoto. De la misma manera que no se hacen vehículos que resistan cualquier tipo de impacto, si no de acuerdo con las exigencias de unas normativas, para unas velocidades y tipos de colisiones preestablecidas. Y no nos engañemos, dentro de unas condiciones económicas determinadas.





La estrategia seguida por la NCSE es que los edificios normales se calculen para resistir un sismo de un tamaño tal, que se produciría en la localidad una vez cada 500 años, estadísticamente analizado. Para Hospitales, edificios que tendrían importancia para mantener servicios esenciales después del Sismo, se calcularían con un terremoto que se produciría una vez cada 1000 años. La norma contempla la influencia del terreno y de la forma en que oscilaría el edificio para poder calcular las estructuras para ese terremoto de cálculo.

Lo que si hay que tener claro es el objetivo principal que marca la norma: salvar vidas. Lo que se pretende evitar con las construcciones sismorresistentes es que el edificio se desplome durante el terremoto, de forma que lo resista y se pueda evacuar sin problemas, aunque después haya que demolerlo. Es lo que se denomina capacidad de deformación ductil, capacidad de deformarse “sin romperse”.



Esquema elementos de atado en cimentación. FUENTE: NCSE-02


Son numerosos los profesionales cualificados que se dedican al diseño y construcción de edificaciones seguros para todos, aplicando todas las normativas existentes, y el visado de sus Colegios Profesionales vela porque los proyectos estén realizados conforme a la normativa vigente y por técnicos competentes. Entre estos profesionales los arquitectos que tienen la competencia exclusiva en el proyecto y dirección de obra de edificios residenciales, administrativos, hospitalarios, docentes y religioso. Aunque la dirección de obra está compartida con los Arquitectos Técnicos.

e que entró en vigor la ley de ordenación de la edificación en 1999, los promotores de edificios residenciales deben suscribir un seguro decenal para daños en estructura y cerramientos, esto ha hecho indirectamente que se aumente la seguridad en la construcción residencial, ya que un Organismo de Control Técnico, OCT, se encarga de comprobar el cálculo de la estructura y que la ejecución de la obra se realice de acuerdo al proyecto aprobado. Sin su informe favorable no podrá asegurarse el edificio. Esto ha hecho que en los edificios modernos se dupliquen los controles para verificar el cumplimiento de la normativa sismorresistente.

En el diseño de las estructuras de los edificios, así como en su comprobación por parte de las OCT, intervienen también numerosos ingenieros, generalmente de Caminos pero los hay de otras especialidades, especializados en el diseño de estructuras. 
 

Pero como conclusión, como ciudadanos de a pie, lo principal es como saber comportarnos antes, durante y después de un terremoto, por ello les remitimos las recomendaciones que indica el Instituto de Geofísica de Granada. PINCHA AQUÍ


Para finalizar, desde el equipo de Grarquitectos defendemos el papel de los técnicos cualificados como garantía para un diseño de calidad de nuestras edificaciones y el papel de los colegios profesionales como entidades garantes del mantenimiento de esa calidad y seriedad en el sector. Somos firmes defensores de la función social de los arquitectos y demás técnicos implicados con la sociedad. Para lo cual, desde aquí hacemos el ofrecimiento a nuestros lectores para que si albergan alguna duda y podemos serles de ayuda, nos enviéis un correo a la siguiente dirección: garciadelosresyes@g-arquitectos.com
 








Nota: el presente texto es una recopilación de dos artículos publicados en el Blog la Ciudad Comprometida, fundado y coordinado por Juan Carlos García de los Reyes, arquitecto y urbanista. Para acceder a los post originales, PINCHAR AQUÍ: parte 1, parte 2





Mª Ángeles Romero Manchado y Jesús María Cuesta Guerrero, Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos y Arquitecto de GRarquitectos




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