¿Por qué ocurren los terremotos?
Hace millones de años, solo había un gran continente en nuestro planeta. A través de movimientos en el interior de la Tierra, este se fue fragmentando gradualmente, creando placas individuales que se desplazaban sobre la roca líquida. Así surgieron nuestros continentes actuales. Sin embargo, dado que nuestro planeta es redondo, estas placas eventualmente volvieron a encontrarse en el subsuelo.
El impacto de tales enormes capas de roca libera una gran cantidad de energía con tal fuerza que sus efectos se sienten hasta la superficie terrestre. La tierra tiembla, a menudo solo pocos segundos o minutos, pero es suficiente para causar daños devastadores. Se forman grietas en el paisaje y la destrucción no se detiene ante ciudades enteras.
Cuando ocurre un terremoto, se determina la magnitud del sismo sobre la base de la evaluación sismográfica. Existe una escala que permite clasificar el evento, resultando en un valor llamado magnitud. El salto de un valor al siguiente significa una multiplicación por diez o incluso por treinta de la fuerza del terremoto. Una magnitud de 8 a 9 corresponde entonces a un sismo diez veces más fuerte.
- Magnitud menor a 4,0: generalmente no causa daños
- Magnitud superior a 5,0: daños en parte significativos
- Magnitud superior a 7,0: daños devastadores en grandes áreas
Diariamente ocurren alrededor de 1.000 sismos menores, que apenas podemos percibir los humanos. Sin embargo, la situación cambia con los eventos mayores. Les hemos traído uno de los ejemplos más conocidos de un terremoto en el siglo XXI.
El sismo de 2011 en Haití
En el año 2011, ocurrió un fuerte terremoto en Haití que arrastró a cientos de miles a la muerte. Haití se encuentra entre las regiones más pobres del mundo y está ubicado directamente en la zona límite entre la placa del Caribe y la placa Norteamericana. Normalmente, ambas placas se deslizan verticalmente una al lado de la otra, pero como ocurre a menudo, la práctica no siempre sigue la teoría.
Así, la placa del Caribe se desliza hacia el este unos 20 mm por año, siendo comprimida por la placa Norteamericana. En lenguaje técnico, este desplazamiento se denomina fallas. Durante 40 años, esta sección permaneció peligrosamente tranquila, una advertencia clara. Aquí ya ocurrieron anteriormente terremotos históricos.
Entonces, alrededor de un minuto y 13 km bajo la superficie terrestre, ocurrió: Un terremoto con una magnitud de 7,0 sacudió la región, a solo 25 km de la capital. Siguieron nueve réplicas más. Grandes partes de las edificaciones fueron destruidas, barrios enteros se deslizaron desde las laderas empinadas. Aproximadamente 316.000 personas mueren, 310.000 resultan heridas y de 11 millones de habitantes, casi 2 millones ahora están sin hogar. Pero, ¿cómo pudo un terremoto en una zona sísmica conocida cobrar tantas vidas?
No había planes de contingencia para tal eventualidad. El terremoto ocurrió alrededor de una hora antes del anochecer y no había electricidad. La escasa infraestructura y la falta de medicamentos en las mal equipadas instalaciones médicas, así como un sistema de salud deficiente, llevaron a la violencia y al saqueo. Estas circunstancias cobraron vidas adicionales.
Hasta hoy, la región no se ha recuperado a pesar de la ayuda financiera. La corrupción, la pobreza y la violencia siguen siendo una mezcla mortal, que mantiene a Haití en su agarre. ¿Cómo se pudo llegar a esto y podemos, como ingenieros civiles, asegurar que los efectos de tales terremotos sean menos graves?
Formas de terremotos
Existen diferentes formas de terremotos. Cuando hay actividades volcánicas, los movimientos en el interior de la Tierra provocan sismos. Por ejemplo, Islandia a menudo lidia con este tipo de terremotos.
La mayoría de los terremotos en nuestro planeta son de naturaleza tectónica. Aquí es donde chocan las placas terrestres, como fue el caso en la catástrofe de Haití. La liberación de energía durante el desplazamiento de la corteza terrestre bajo el nivel del mar también genera tsunamis.
En el subsuelo geológico hay muchas cavidades. Si una de ellas colapsa, puede ocurrir un llamado terremoto de colapso. Esto ocurrió en 2000 y 2009 en Hamburgo, donde colapsaron depósitos de sal, es decir, estructuras de sal subterráneas.
Cómo hacer edificios a prueba de terremotos
Los terremotos son fenómenos naturales, que no se pueden evitar. Incluso la predicción de terremotos funciona con la tecnología actual apenas unos segundos antes del evento. Tiempo suficiente, en el mejor de los casos, para salir de un edificio hacia una gran área abierta o para resguardarse bajo un marco de puerta. Por lo tanto, solo podemos asegurar que nuestros edificios sean lo más a prueba de terremotos posible.
En Alemania, afortunadamente, solo hay pocas áreas que realmente estén en riesgo de terremotos. Echen un vistazo a nuestra herramienta de zonas geográficas para ver si su región pertenece a estas áreas. Si en la planificación de construcción se determina que podrían ocurrir terremotos de cierta magnitud, se presta atención a la llamada ductilidad en la construcción. Esto significa que los edificios deben poder soportar deformaciones resultantes de un terremoto de esa magnitud sin que las estructuras fallen.
Herramienta de zonas geográficasPor ejemplo, se debe evitar pisos blandos, que sostienen el edificio solo con columnas y casi sin paredes. Un edificio solo sobre columnas es demasiado inestable cuando el suelo comienza a moverse. La falla de la estructura estaría asegurada.
Además, deben usarse columnas lo más largas posible, para que las fuerzas de corte no sean demasiado altas y no provoquen fracturas por flexión en caso de emergencia. Los cambios abruptos en la rigidez, es decir, las transiciones bruscas entre componentes de diferentes formas, también afectan significativamente la estabilidad de un edificio. Además, son ventajosas las construcciones compactas, con bordes claros y sin estructuras artísticas curvas.
En el caso de un terremoto, el edificio gira alrededor del centro de masas, generalmente en el centro de la planta. Idealmente, también aquí se encuentra el centro de resistencia de la estructura. La simetría, por lo tanto, puede salvar un edificio. Y lo más importante: ¡mejor demasiada estática que muy poca! Si un elemento portante falla, los demás deberían poder amortiguar suficientemente.
Hasta aquí la planificación. ¿Qué más puede hacer que un edificio sea resistente a los terremotos? Aquí mencionamos el término "aislamiento sísmico". En este caso, el edificio se desacopla del suelo. ¿Cómo funciona? Cuando el suelo se mueve, los aisladores sísmicos vibran con él y absorben estos movimientos. Por lo tanto, el temblor no se transmite o apenas al edificio por encima del desacoplamiento. Incluso hay amortiguadores para estructuras.
Conclusión: Construir a prueba de terremotos
Podemos afirmar que el riesgo de terremotos en las diferentes regiones de nuestro planeta se puede clasificar bastante bien gracias a los registros sísmicos. De esta manera, podemos predecir si y en qué medida un edificio en un sitio específico debe ser construido a prueba de terremotos. Al menos ante la destrucción por terremotos de origen natural, podemos proteger nuestros edificios, y así también las vidas de las personas que se encuentran allí.
Especialmente en rascacielos en regiones donde los terremotos no son raros, se necesita creatividad. Por ejemplo, actualmente el undécimo edificio más alto del mundo, el Taipei Financial Center, o Taipeh 101, se ubica en Taiwán. En medio de una zona propensa a terremotos. Sin embargo, dispone de un amortiguador de masa en su momento único. Realmente fascinante.
Esperamos que nuestra tecnología algún día sea capaz de predecir terremotos de manera segura y oportuna, de modo que en caso de emergencia el mayor número posible de personas pueda ponerse a salvo. Los programas de estática de Dlubal ayudan a probar y medir los efectos de los terremotos en un modelo de edificio planificado. Así, hacemos que los edificios calculados con nuestro software sean más seguros.
Gracias por su interés en este importante tema. Nos alegra que también nos acompañen en el próximo episodio de nuestro podcast: ¡Nos escuchamos o leemos entonces!