Construcciones Antisísmicas

Arantxa Sánchez García201404697

DHTIC

Resumen

En regiones propensas a movimientos sísmicos, la resistencia de las construcciones a estos impactos es hoy en día una condición imprescindible. La elección de los materiales de construcción depende de la disponibilidad, los conocimientos y experiencias locales relacionados a la construcción y la aceptación de la población.

En este ensayo se trata de demostrar que es posible diseñar y construir estructuras simples empleando muros de tierra para obtener una resistencia máxima contra efectos de un sismo. Las soluciones propuestas están orientadas a viviendas de bajo costo de un solo nivel, que pueden ser construidas sin conocimientos especializados en zonas rurales.

Introducción

La ingeniería sísmica es el estudio del comportamiento de los edificios y las estructuras sujetas a carga sísmicas. Es el conjunto de la ingeniería estructural y civil.

Una estructura apropiadamente diseñada no necesita ser extraordinariamente fuerte o cara. Las más poderosas y costosas herramientas para la ingeniería sísmica son las tecnologías de control de la vibración y en particular, el aislamiento de la base o cimentación.

Los principales objetivos de la ingeniería sísmica son:oEntender la interacción entre los edificios y

la infraestructura pública con el subsuelo.oPrever las potenciales consecuencias de

fuertes terremotos en áreas urbanas y sus efectos en la infraestructura.

oDiseñar, construir y mantener estructuras que resistan a la exposición de un terremoto, más allá de las expectaciones y en total cumplimiento de los reglamentos de construcción.

1. Los sismos

Es un fenómeno de sacudida brusca y pasajera de la corteza terrestre producida por la liberación de energía acumulada en forma de ondas sísmicas. Los más comunes se producen por la ruptura de fallas geológicas.

Los movimientos sísmicos son terremotos que causan grandes daños a las estructuras. Tras la destrucción de muchos varios europeos en el siglo XVIII fue cuando se empezó a trabajar en formas para evitar estas catástrofes.

1.1 Regiones Sísmicas

Mediante sismógrafos de diversos tipos se inició el registro instrumental de las ondas sísmicas generadas por terremotos, tanto de origen local como lejano. De manera relativamente precisa, esto permitió determinar la ubicación y la profundidad de los focos sísmicos.

La distribución de los focos sugiere la división de la superficie terrestre en una serie de placas. Se observa que la franja de sismicidad más importante se encuentra en la periferia del Océano Pacífico.

1.2 Localización, magnitud e intensidad de los sismos

El sismo ocurre por el movimiento de las capas tectónicas o por actividades volcánicas. Los de mayor intensidad se han detectado en el anillo del Pacífico, desde Canadá hasta Chile influyendo también en Nueva Zelanda, Japón y Nueva Guinea.

En Asia se detectaron sismos de una intensidad de 8 en la escala de Richter y en los Andes por encima de 8.7. Cerca de cien sismos con una intensidad mayor a 6 y veinte con una intensidad mayor a 7 en la escala de Richter son registrados anualmente.

1.3 Efectos estructurales del sismo

La fuerza local de destrucción de un sismo y con ello sus efectos dependen principalmente de los siguientes parámetros: oMagnitud oProfundidad del foco y distancia al lugar oGeología, topografía oSuelo y subsuelo local oDuración y frecuencia en el lugar

Las edificaciones son afectadas mayormente por los impactos horizontales creados por el movimiento de la tierra en el plano horizontal. Dentro de las viviendas el peligro reside en el hecho que los muros tienden a colapsar hacia fuera dejando caer la cubierta y los entrepisos al interior de la misma. Una solución técnica antisísmica para construcciones hasta dos niveles busca que los muros no se abran hacia fuera y que las cubiertas se encuentren bien arriostradas.

Las siguientes características son las más relevantes para el comportamiento de una estructura durante un sismo: oResistencia contra fuerzas horizontales oDuctilidad* (capacidad de deformación)

*Ductilidad es la capacidad de una estructura de sufrir deformaciones sin romperse.

2. Construcciones Antisísmicas

2.1 ¿Qué son las construcciones antisísmicas?

La construcción antisísmica comprende todas las edificaciones e infraestructuras construidas para soportar movimientos sísmicos sin desplomarse.

A través de la arquitectura antisísmica se estudia el diseño sismo resistente para construir un edificio resistente y no rígido, conceptos que se confunden con frecuencia.

2.2 ¿Cómo funcionan?

Una máxima de la arquitectura antisísmica japonesa señala que cuanto mayor sea la base del edificio más resistente y seguro será este.

Además los edificios deben ser simétricos y elásticos ya que absorberán mejor las vibraciones del suelo. Las medianeras de los bloques deben estar separadas.

Las técnicas de construcción antisísmica son variadas. Últimamente se está experimentando con técnicas naturales.

Cuanto más alto un edificio, mayor período de oscilación tendrá durante un terremoto. La distribución de masas debe ser uniforme en cada planta. Así mismo debe ser flexible y esto significa la capacidad del edificio de deformarse frente a un sismo.

2.3 Materiales

2.3.1 Adobe

Los bloques de barro producidos a mano rellenando barro en moldes y secados al aire libre se denominan adobes.

Un método común para el mejoramiento del comportamiento sísmico de construcciones de mampostería, es la utilización de columnas verticales y encadenados horizontales de hormigón armado alrededor de la mampostería.

2.3.2 Bahareque (quincha)

La técnica del bahareque, que en algunos países de Latinoamérica se denomina quincha (en inglés wattle and daub) consiste en elementos verticales y horizontales formando una malla doble que crea un espacio interior, posteriormente rellenado con barro.

Este sistema tiene la ventaja de ser dúctil (flexible) lo que lo hace resistente a los impactos de los sismos. La desventaja de este sistema es que en la práctica frecuentemente aparecen grietas y fisuras.

2.3.3 Elementos textiles rellenos con tierra

Se rellenaron las mangueras de yute con un embudo y se colocaron en hiladas en forma de U, estas se fijaron verticalmente con cañas de bambú delgadas.

La estructura de la cubierta descansa sobre columnas exentas ubicadas hacia el interior del espacio.

3. Construcción de edificios antisísmicos

El primer principio que debe de observar cualquier empresa de construcción que pretenda edificar viviendas antisísmicas es que las mismas reaccionen ante el movimiento sísmico como un bloque. Para lograr esto la edificación tendrá que haber sido construida con el mismo tipo de materiales en toda ella.

En la práctica lo que se suele hacer es que los cimientos sirven de sujeción a las paredes por debajo mientras que la viga corona lo hace desde la parte superior. Al mismo tiempo los refuerzos verticales unen los cimientos y la viga corona.

Conclusiones

El refuerzo antisísmico consiste en aportar modificaciones a las estructuras existentes para darles mayor resistencia frente a sismos, al movimiento del terreno, a la apertura de una falla o al derrumbe de un terreno.

Gracias a una mejor comprensión de los efectos de los terremotos sobre varios tipos de estructuras y a las recientes experiencias después de potentes terremotos con epicentros cercanos a los centros urbanos.