Ingeniería

Escenarios establecidos en la concepción de edificaciones

El tema de los sismos siempre será prioridad dado que, como sabemos, nos encontramos en un país en el cual regularmente tienen lugar movimientos de diversas intensidades.

El asunto de la prepara-ción ante un siniestro de tipo sísmico, que involucra fenómenos conexos como el movi-miento fuerte de tierra o los tsunamis que se presentan en las cercanías de las costas, resulta algo relativo. Realmente lo es porque la preparación, medidas de mitigación y reducción de vulnerabilidad se en-focan en reducir un riesgo asociado a un escenario. Todas las naciones tienen un escenario, que incluyen por supuesto el nulo escenario. Tan-to en Haití durante 2010, como en la Nicaragua de 1973, el escenario para el caso era nulo; por tanto, la preparación para eventos sísmicos podía catalogarse como inexis-tente, cuando sismos de mediano tamaño sacudieron con epicentros cercanos las capitales de ambos países. El resultado, entonces, se explica desde todos los puntos de vista como catastrófico, haciendo retroceder décadas el poco desa-rrollo de esos países pobres.

Paradójicamente con respecto a lo anterior, hay países que cuen-tan con escenarios extremos. Por ejemplo: se conoce que Japón es uno de los países mejor preparados para el caso de los sismos; en ver-dad puede ser cierto; pero esto es sencillamente porque el escenario que tienen es realmente exigente. Al parecer, el escenario proviene de la dura experiencia del sismo de Kanto, el 1° de septiembre de 1923, donde ciudades como To-kio quedaron destruidas y donde hubo cientos de miles de muertos. Preparadas también están algunas zonas de la costa oeste de Estados Unidos, donde después de sufrir un fuerte terremoto durante abril de 1906, se perdió casi por completo la ciudad de San Francisco. Eventos como los de Haití en 2010, o Nica-ragua en 1973, no causarían hoy en día en estos sitios preparados, más que alguna crisis de miedo y pánico en personas. La diferencia, enton-ces, en materia de preparación la pueden establecer los escenarios, que de forma muy general, esta-blecen los estados de cada país; el problema radica, en que no todos saben, o quieren, calcular bien los escenarios, y no son pocas las ocasiones, donde los intereses eco-nómicos dominan la colocación de los mismos, minimizándolos.

En el último lustro, los sismos, y sus efectos colaterales, han mostra-do que nadie está a salvo. Eventos catastróficos grandes, pasaron por encima de las expectativas de los sismólogos e ingenieros, pudiendo citarse: diciembre de 2004 en Indonesia, febrero de 2005 en Irán, octubre de 2005 en la Cachemira pakistaní, mayo de 2006 en Yogiakarta (isla de Java), julio de 2006 en Pangandaran (In-dia), agosto de 2007 en Ica (Perú), mayo de 2008 en Sichuan (China), abril de 2009 en los Abruzos (en el L’Aquila, Italia), enero de 2010 en Puerto Príncipe (Haití), febrero de 2010 en Concepción (Chile), febre-ro de 2011 en Christchurch (Nueva Zelanda), y por último, marzo de 2011 al norte de la isla Honshu en Japón. En todos estos sitios se vinieron abajo edificaciones donde se superaron las especificaciones de diseño. Estos eventos cayeron, sin distingo cultural o económico a países pobres como Haití; pero también lo hicieron temporalmente con países ricos y preparados como Japón, donde el sismo de Tohoku, en forma de tsunami, literalmente les pasó por encima a los japone-ses, después de superar los muros anti-tsunami de 10 metros de altura colocados en principio como límite superior «insuperable».

El caso de Japón es especial-mente patético, 90 años de pre-paración, desde el sismo de 1923, no les sirvió de mucho cuando subvaloraron un escenario de un terremoto con tsunami incluido en la provincia de Sendai. Los japoneses se habían preparado para un escenario extremo, como es el de un sismo grande (M=8.0) cerca de Tokio; pero no tenían en sus cuentas un tsunami de tan enormes dimensiones al norte de la isla Honshu. Toda la teoría de tsunamis indicaba que la altura máxima de la ola para tsunamis de origen tectónico, podía llegar a ser similar a la del movimiento vertical del fondo oceánico durante el te-rremoto, y lo que se había medido hasta 2004, antes del tsunami de Indonesia, era que dicha altura podía ser del orden de 10 metros como máximo. La altura de las olas del tsunami en Sendai sobrepasó esas expectativas y escenarios, y muchas de las víctimas murieron ahogadas, siendo golpeados por la confianza que les brindaba el muro anti-tsunami; dejando de buscar zonas altas y pensando que no ocurriría nada debido a la protección existente, que resultó insuficiente para el caso.

En el caso japonés, el escena-rio del movimiento fuerte para el diseño de edificaciones siguiendo principios inerciales, parece ser que estuvo bien estimado; pero el escenario de los tsunamis fue por mucho subestimado, con consecuencias enormes que han sido visibles. Parece ser, que el movimiento fuerte fue recibido y resistido por todo tipo de edifica-ciones, incluso a distancias cercanas; donde los movimientos fueron apreciables si se comparan con los escenarios que se manejan en Latinoamérica. El sismo de Tohoku ocurrió en una zona de subducción y su epicentro se localizó a una dis-tancia de 370 km. de la ciudad de Tokio. Esa distancia es similar a la que existe entre la subducción del pacífico y ciudades como México DF, ó Bogotá, que a diferencia de Tokio, tienen suelos blandos y pro-fundos que amplifican las ondas en frecuencia baja, alargando la duración del evento.

En la Fig. 3, se observan los registros del sismo de Tohoku, tomados en la Universidad de Tokio; más exactamente en las instalaciones del Earthquake Re-search Institute (ERI), en un sitio considerado como medio firme. En la parte izquierda se muestran los registros en el tiempo para los tres componentes; lo que se observa es que el sismo fue extraordinariamente largo, con una fase intensa de cerca de 3 minutos de duración. Los valores de aceleración horizontal máxima del terreno, a 370 km de distancia epicentral, fueron del orden de 0.15g; un valor que resulta similar al establecido en condiciones de “lomas” en México DF o de roca en Bogotá DC. En la parte derecha de la figura se observan los espec-tros de respuesta de aceleración absoluta, velocidad y desplaza-miento relativo de los registros de la parte izquierda de la misma figura. Como se aprecia, en térmi-nos de espectros, lo que resulta ser el escenario de diseño extremo de ciudades principales como Bogotá o México, que involucra eventual alcance de la resistencia sin llegar al colapso, resultó ser un evento menor en Tokio, donde ni una sola edificación sufrió daños mínimos. Este es un caso donde se puede visualizar el concepto del escena-rio. En torno a esto se dijo: “Lo que para nosotros, en términos de movimiento fuerte, y en pre-sencia de subducción del pacífico, representa un escenario máximo de diseño con pérdidas de por medio; para los japoneses fue un evento de servicio que recibieron sin mayor problema en Tokio”.

Sistemáticamente se ha en-contrado que solo los países, con cierto nivel de desarrollo social y cultural, que han sido fuertemente azotados por eventos pasados, son los que adoptan medidas extraor-dinarias de protección mediante la asignación de escenarios extremos. En esos casos, se puede verificar cómo eventos de mediano tamaño no generan pérdidas apreciables en terminos humanos y económi-cos. Japón tenía un escenario muy extremo para movimientos fuertes, pero había sufrido mucho menos por tsunamis; ya que solo se tenían registros recientes de los tsunamis del 23 de diciembre de 1854 en Tokaido, del 15 de junio de 1896 y del 2 de marzo de 1933 en Sanriku, y de uno mucho más pequeño el 1° de junio de 1993. Lo anterior logró un escenario menor que el posi-ble, y las consecuencias del sismo de Tohoku han sido muy visibles, con un estimado de más de 200 billones de dólares en perdidas, unas 30.000 personas muertas y la central nuclear de Fukushima –diseñada para movimientos muy fuertes, pero no para tsunamis muy fuertes– en emergencia total, con un siniestro de grado VII (máximo) en la escala de la IAEA (International Atomic Energy Agency). Sin duda el escenario de Japón para el caso de Tsunamis fue sobrepasado con creces, y aunque el de movimiento fuerte no, la realidad es que las pérdidas fueron mayores que en el peor de los escenarios imaginables para movimiento fuerte. De nada sir-vieron simulacros hechos cada 1° de septiembre durante décadas, ni mecanismos de ayuda y rescate avanzados; el nivel de pérdidas abrumó al país mejor preparado para el efecto. Parece ser que la humanidad se está asombrando, hasta ahora, con la capacidad de la naturaleza para generar eventos cataclísmicos importantes. Cierto es que el siglo XX fue relativamen-te tranquilo, pues no se presenta-ron eventos descomunales, como el que previamente habia ocurrido en el siglo XIX (1883), cuando el volcán Krakatoa erupcionó y origi-nó una gigantesca explosión que se escuchó en regiones interiores de Australia, provocando uno de los tsunamis más poderosos de la historia; con olas de más de 30 metros, causante de decenas de miles de muertos en la zona.

No obstante, el siglo XXI no ha sido tan benévolo con la humani-dad, eventos como el del Krakatoa resultaban desconocidos en el sureste asiático cuando el 26 de diciembre de 2004, en los límites de las placas Australiana y Euroa-siática, se generó un terremoto con magnitud que llegó al valor de 9.0; valor no alcanzado desde 1960 durante el sismo de Valdivía en Chile. El Tsunami viajó por el océa-no indico e impactó costas lejanas de la India, Birmania, Tailandia e Indonesia donde causó más de 200.000 muertos y muchos miles más de desaparecidos. En lo poco corrido del siglo XXI van 3 eventos con magnitudes cercanas, o sobre, el valor de 9.0 (Indonesia, Chile y Japón), considerado excepcional; cuando en el siglo XX, solo el sismo de Valdivía en Chile, llegó a esos niveles de liberación de energía.

El hombre de siglo XXI, que apa-renta no sorprenderse con casi nada, le ha tocado presenciar en el pasado reciente como la naturaleza tiene la capacidad de sobrepasarlo cuando a bien quiere; y sociedades con y sin preparación, están afrontando fuertes consecuencias. En este punto es útil indagar para qué se están preparando sociedades como las latinoamericanas que tienen es-cenarios modestos, si se comparan con los de Norteamerica o Japón. Nos mencionan que existen normas que pueden generar edificaciones seguras si se aplican bien; pero a lo que estamos asistiendo es que la realidad está superando, y por mucho, los escenarios propuestos. ¿Entonces para qué realmente po-demos esperar seguridad?

En Latinoamerica hay paises, como Chile, Perú o México, que tienen recordatorios permanen-tes, por medio de terremotos medianamente grandes, de que la amenaza está presente y que no hay que descuidarse al respecto. En esos casos la sismicidad recu-rrente mantiene la memoria en el imaginario colectivo. Sin embargo, hay otros países como Colombia, donde los recordatorios no son tan frecuentes y la falsa sensación de seguridad de que no pasa nada, ha hecho que recientemente reduzcan temerariamente, aún más, sus ya precarios escenarios. Adicional a lo anterior, también en éste siglo estará presente el calentamiento global, con peores y más frecuentes consecuencias hidrometeorológicas. Países como México, golpeado por el Caribe de forma regular por huracanes; y por el Pacífico, por sismos prove-nientes de la subducción, deben, si no quieren arriesgar el desarrollo alcanzado, revisar sus escenarios a fondo; ya que al parecer, la reali-dad está haciendo trizas cualquier modelo de computador que esti-me escenarios preteritos para la preparación de la sociedad ante eventos naturales, que en lo que sigue, con un poco de mala suer-te, se podrían dejar de considerar como siniestros.

Autor: Mauricio Gallego-Silva

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