Construcciones antisísmicas

Los edificios están diseñados para permanecer en pie incluso durante un terremoto. Aunque sepas que un edificio bien construido no se derrumbará sobre ti, aun así debes protegerte de los objetos que caen y de otros elementos no estructurales del edificio. El diseño de edificios resistentes a terremotos exige que la energía que el edificio acumula por las sacudidas del suelo se disipe sin colapso estructural. Pero, al final, el edificio puede quedar inutilizable. Los hospitales y otras instalaciones críticas están sujetos a normativas más estrictas y también deben permanecer seguros y operativos en todas las circunstancias. Desde el punto de vista de la resistencia sísmica, un edificio se diseña en función de muchos factores, incluido el tipo de suelo sobre el que se construye, su altura y los materiales utilizados.

Cada edificio tiene un período de resonancia dominante. El período de resonancia es el tiempo que tarda un edificio en completar de forma natural un ciclo de movimiento de vaivén. Cuanto más alto es el edificio, más largo será su período de resonancia y más lentamente oscilará. Los edificios bajos resonarán a un ritmo más rápido que los edificios altos. Los edificios complejos, como los rascacielos, tienen varios períodos de resonancia y modos de vibración, y el diseño sismorresistente debe tenerlos todos en cuenta.

La tecnología más eficaz para proteger un edificio de fuertes sacudidas del suelo es el aislamiento de base. Los aislamientos de base se fabrican con amortiguadores o rodamientos. Cuando el suelo tiembla debido a las ondas sísmicas, el aislamiento de base desconecta el edificio del movimiento del suelo, de modo que poca o ninguna sacudida se transmite del suelo al edificio. En los hospitales con aislamiento de base, una cirugía crítica puede continuar incluso durante un terremoto.

Algunas estructuras, como los puentes o los edificios muy altos, pueden entrar en resonancia con fuerzas moderadas, como peatones caminando o un viento suave, lo que puede hacer que la estructura sea insegura o desagradable de habitar. En estos casos, los ingenieros pueden utilizar un amortiguador de masa sintonizada para eliminar este comportamiento indeseado. El amortiguador de masa sintonizada disipa de forma inofensiva la energía que, de otro modo, pasaría a la estructura.

Los aislamientos de base se fabrican con amortiguadores o rodamientos. Cuando el suelo tiembla debido a las ondas sísmicas, el aislamiento de base desconecta el edificio del movimiento del suelo, de modo que poca o ninguna sacudida se transmite del suelo al edificio. Esta imagen muestra los aisladores de base bajo el Capitolio del Estado de Utah, EE. UU.

Este vídeo muestra cómo se comportan dos maquetas de edificios al probarse en una mesa vibratoria. El edificio de la derecha está equipado con aislamiento sísmico de base, por lo que oscila mucho menos.

Algunos edificios están protegidos de las sacudidas sísmicas mediante un amortiguador de masa sintonizada, que se parece a un péndulo. Este sistema limita la amplitud de resonancia porque el péndulo disipa parte de la energía acumulada por el edificio cuando tiembla. Estas imágenes muestran la ubicación del mayor amortiguador de masa sintonizada de la torre Taipei 101, dentro del edificio, y la masa en sí.

Los edificios complejos, como los rascacielos, tienen varios modos y períodos de resonancia.

La resonancia de un edificio ante las sacudidas del suelo es como empujar a una persona en un columpio. Si se aplica en el momento adecuado, cada empujón aumenta la amplitud y la energía de cada oscilación hasta que puede volverse peligroso o destructivo para un edificio.