Estructuras SismoResistentes. Terremotos. Capítulo 1

¿Ha probado alguna vez a dar un tirón del mantel de la mesa, para ver si los platos se quedan en el mismo sitio?. Ahora imagine que en lugar de un único tirón, lleva a cabo una secuencia de tirones en un sentido y en otro, siguiendo una dirección determinada, e imagine además que los platos y vasos se encuentras “pegados” al mantel. Si supone que el mantel es la corteza terrestre, y los platos sus edificios, se hará una idea de lo que es un terremoto.

Los que el autor recuerda se parecían a las vibraciones que produce un camión de gran tonelaje pasando por la puerta de su casa. Si está en un edificio de cierta altura, además del ruido notará algo parecido a un desequilibrio o mareo. Incluso un terremoto apenas perceptible libera tanta energía como un crucero de pasajeros de unas 10.000 tons cayendo desde una altura de 1 km.

drop-of-water-27261288549217SWMr

Un terremoto, seísmo, movimiento de tierras o temblor es una vibración, o secuencia de movimientos de la corteza terrestre. En realidad, la corteza no es continua y homogénea, pese a lo que podamos creer, esta formada por grandes placas (tectónicas), independientes entre si y susceptibles de desplazamientos relativos entre ellas. Además, existen fallas o “fracturas” en el interior de las placas tectónicas causadas fundamentalmente por los movimientos tectónicos. Las fallas son discontinuidades que dan lugar, por ejemplo, a las formaciones montañosas.

Aunque los terremotos pueden ser de origen antropomorfo (por causa humana), lo más común es que se deba a los desplazamientos entre placas tectónicas, y, con más frecuencia, en las fallas. Las fallas pueden tener cualquier ángulo y dirección de desplazamiento relativo, y pueden ser activas (con movimientos en los últimos 1,8 millones de años) o no incluso un desplazamiento entre fallas no es necesariamente causa de un seísmo, sólo cuando éste es brusco.Cuando se origina uno de tales desplazamientos relativos, existe un punto (foco), denominado hipocentro, considerado origen de la perturbación, y ubicado a una cierta profundidad de la corteza. Desde ese punto se propagan ondas sísmicas, es decir, perturbaciones del estado tensional del terreno consistentes en compresiones y dilataciones alternativas.

Aunque se caracterizan en mayor numero, habitualmente se habla sólo de ondas P (Principales o longitudinales en la dirección de la perturbación), S (Secundarias o transversales a la dirección) y S (Superficiales, resultado de la combinación de las 2 primeras en la superficie de la corteza).La velocidad de propagación de las ondas es función de la naturaleza y tipología del terreno, pero habitualmente se mueven en rangos conocidos. Las ondas superficiales (parecidas a las producidas por un objeto que cae sobre el agua), se desplazan a velocidades medias de 3,5 km/s, y son las mas lentas y destructivas.

CARACTERIZACION BASICA

Desde luego, no todos los seísmos son iguales. Los hay apenas perceptibles y los de gran magnitud. La caracterización básica se hace con escalas de medida de magnitud e intensidad.L a escala de intensidad mas conocida es la de Mercalli, y define un sismo en función de los daños que causa, especialmente sobre las construcciones y estructuras. Su rango oscila entre I y XII. (El terremoto de Lorca se situó en VII, más o menos a mitad de rango).

Habitualmente, sin embargo se recurre a la escala MSK, (entre I y XII). Históricamente, en España, el sismo de mayor intensidad registrado se sitúa en Cabo San Vicente (1755), escala MSK X, y produjo 20000 muertos y un Tsunami (terremoto de Lisboa), aunque son mas frecuentes los de escala IX (Torrevieja 1829 Valencia, Vera, etc…), dentro de la categoría de grandes terremotos.

sismo

Las escalas mas “científicas”, se basan en la caracterización de la magnitud de las ondas sísmicas. La más conocida es la de Richter. Básicamente mide la “Amplitud” de onda registrada en los sismógrafos. Se puede decir que es una medida de la “fuerza” del terremoto. En realidad, aunque todo el mundo crea que se trata de una escala entre 0 y 10, su rango oscila entre 2.0 y 6.9. La escala Richter 6.9 definiría un terremoto capaz de destruir poblaciones en unos 160 km a la redonda.Para la medida de macroterremotos se utilizan escalas corregidas (magnitud de momento), aunque no se sabe que nunca en la historia haya sucedido un hipotético Richter 10, capaz de destruirlo todo en decenas de miles de kilómetros (p.ej. el continente europeo en su totalidad).

EFECTOS

Los efectos de los terremotos son fácilmente identificables:

  • Destrucción de construcciones y estructuras humanas
  • Corrimientos de tierras
  • Licuefacción del suelo
  • Tsunamis

Los efectos son muy variables y dependen de la naturaleza de los suelos (geotecnia), el emplazamiento y origen del terremoto, las tipologías constructivas utilizadas en las edificaciones, etc

PREVISIONES-MODELO DE REFERENCIA

A día de hoy, como todo el mundo sabe, no se puede prever un terremoto. (A menos que los perros nos enseñen). Es decir, no se puede predecir en qué momento exacto ocurrirán, pero sí es posible delimitar las zonas de potencial riesgo sísmico, e incluso prever cual podría se su magnitud máxima.

Se trata de una cuestión estadística, en la que se fundamentan las normas técnicas de construcción sismoresistente.A partir de la observación de una serie de registros históricos de terremotos, y su intensidad o magnitud, se puede construir una distribución de probabilidades (distribución de Poisson), capaz de establecer la probabilidad de ocurrencia de un terremoto (con una magnitud dada), en un emplazamiento concreto.

Como mencioné en el post anterior, las normas sismoresistentes suele simular un terremoto cuya probabilidad de ocurrir es del 10% en un periodo de tiempo de unos 50 años (vida útil), para un determinado periodo de retorno (en torno a 500 años habitualmente).Eso significa que se estudia el terremoto que tiene una probabilidad del 90% de NO OCURRIR durante la vida útil del edificio o estructura.

 intes

Si se trata de un seísmo de magnitud elevada, entonces el emplazamiento considerado se señala en el mapa con un color rojo muy significativo, y se considera emplazamiento de “Alto riesgo sísmico”.Si, por el contrario, resulta un seísmo de baja magnitud, probablemente se considerará no significativo, y es frecuente que el emplazamiento ni siquiera aparezca en el mapa como zona de riesgo.Por supuesto, no se estudia del mismo modo una construcción normal, que una presa, central nuclear, etc…, es decir, construcciones de importancia especial.

Por ejemplo, los emplazamientos para los depósitos de desechos radioactivos se escogen en función del sismo cuya probabilidad de No Ocurrir es mayor del 99%, con periodos de retorno de T=10.000 años. Si el sismo de referencia, en ese supuesto es de magnitud reducida, o casi nula, es una ubicación ideal. Así mismo, en lugares de alta actividad sísmica (falla de San Andres en EEUU), los modelos de seísmo se calculan con periodo de retorno T=1000 años.

CARACTERIZACION TÉCNICA.

En resumen, y aunque no sepamos cuando puede ocurrir un terremoto, sí sabemos “donde” es mas probable que ocurra, e incluso qué características del terremoto (magnitud e intensidad), cabe esperar cuando ocurra. En otras palabras, podemos definir mapas de riesgo sísmico. Hemos visto además como caracterizarlo, solo que a un nivel muy general, y a veces algo subjetivo.

Granada

Para la ingeniería, sin embargo,  se utilizan otros parámetros más “técnicos” y basados en los registros de ondas sísmicas y movimientos del suelo.Todo movimiento tiene asociado un desplazamiento, velocidad y ACELERACION. De todas estas magnitudes, solo la aceleración es realmente interesante y puede relacionarse con las Fuerzas.

Para simular un seísmo, o más concretamente los efectos del mismo sobre una estructura (sismo de referencia para el dimensionado de la estructura), se utiliza el concepto de aceleración básica, expresado como x veces la aceleración de la gravedad.  0,18g o 0,24g son las aceleraciones básicas de mayor magnitud utilizadas por la norma española NCSE-2002 para España, y se localizan en el entorno de Granada y la Comarca del Bajo Segura (Sur de Alicante, o donde este autor pone sus pies).

Eso equivale a intensidad alta en escala MSK (IMSK>VIII).Reproduciré brevemente los efectos que un terremoto de ese tipo suponen Terremoto IMSK=IX)

“Pánico general. Daños considerables en el mobiliario. Los animales corren confusamente y emiten sus sonidos peculiares. Se observa con frecuencia que se producen extrusiones de agua, arena y fango en los terrenos saturados. Se abren grietas en el terreno de hasta 10 centímetros de ancho y de más de 10 centímetros en las laderas y en las márgenes de los ríos. Aparecen además, numerosas grietas pequeñas en el suelo. Desprendimientos de rocas y aludes. Muchos deslizamientos de tierras. Grandes olas en lagos y embalses. Se renuevan pozos secos y se secan otros existentes, Caen monumentos y columnas. Daños considerables en depósitos de líquidos. Se rompen parcialmente las canalizaciones subterráneas. En algunos casos, los carriles del ferrocarril se curvan y las carreteras quedan fuera de servicio. Solo las edificaciones mas preparadas están libres del riesgo de colapso”.

No se trata de que vaya ocurrir, sino de que “podría” ocurrir, y de hecho, ya ha ocurrido antes.

En zonas cuya ab<0,04g, ni siquiera se exige la aplicación de la norma NCSE-2002.En un sismo de gran magnitud (p.ej ab=0,33g), los desplazamientos del terreno pueden alcanzar los 20 cm, con una velocidad de hasta 35 cm/seg. Esto da una idea de la frecuencia o periodo con el que las ondas sísmicas se propagan por el terreno.

ALGUNAS OBSERVACIONES

Repasando opiniones de otros técnicos he observado que existe una opinión, no sé si generalizada, al respecto de que “Esto es España, no la falla de San Andres (California) ni Japón….”.

Es decir, existe una cierta tendencia a menospreciar el riesgo sísmico o los efectos de un terremoto en nuestro país. Seamos sinceros, lo cierto es que un terremoto (que se pueda percibir) no es algo común en la mayor parte de nuestro país, ni siquiera en las zonas de mayor peligrosidad. Es sólo excepcional, y muy rara vez produce daños personales o materiales de importancia.

Por esa razón,(porque no es un riesgo evidente), solemos creer que un terremoto es el ultimo de nuestros problemas, y, por lo general, desconocemos también los riesgos sísmicos calculados y los antecedentes históricos.

No estoy de acuerdo con esa opinión.

No creo que casi nadie que haya sufrido un accidente de tráfico, iniciara su viaje plenamente consciente del riesgo al que estaba expuesto, y que finalmente se concretó.Todos sabemos que existe ese riesgo, pero el mismo no ocupa nuestros pensamientos ni gobierna nuestra vida.

Con los terremotos es incluso peor.

A todos nos interesan las condiciones de seguridad de nuestros coches (crash test, airbags, etc…), pero nadie se pregunta si la estructura de su edificio está realmente preparada para soportar un seísmo de gran magnitud.

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s