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CONSTRUCCIÓN ANTISÍSMICA

Construcción antisísmica: tecnologías y técnicas para la seguridad

Descubre la importancia de la construcción antisísmica con tecnologías y técnicas para garantizar la resistencia sísmica y proteger las estructuras de los terremotos


En un país con riesgo sísmico constante, la importancia de tener edificios capaces de resistir este evento es crucial e indiscutible. En este artículo profundizaremos en el tema de la construcción antisísmica, que no se limita exclusivamente a la resistencia a eventos sísmicos, sino que también incluye la adaptación de las construcciones a las variaciones de las normativas de seguridad sísmica a lo largo del tiempo. Este esfuerzo está destinado a garantizar la protección de vidas humanas y preservar bienes e identidades culturales, reduciendo al mínimo los daños estructurales derivados de los terremotos.

Además, veremos cómo esto es posible gracias a la ayuda tecnológica de software para cálculo estructural, sin los cuales sería muy difícil, si no imposible, mantener la seguridad de los edificios.

Construccion antisismica - Cálculo estructural con análisis gráficos y mapeo de colores

Cálculo estructural con análisis gráficos y mapeo de colores

Comprender y enfrentar las amenazas sísmicas

El concepto de riesgo sísmico es fundamental en la planificación. En particular, el riesgo sísmico se refiere a la evaluación de amenazas, consecuencias y probabilidad de un terremoto en un área geográfica determinada. Esta evaluación a menudo se realiza mediante un enfoque probabilístico, basado en el análisis de datos históricos y geológicos, para comprender la sismicidad de una región específica y manejar las posibles consecuencias de futuros terremotos.

Enfoque probabilístico y parámetros de diseño

El enfoque probabilístico es una herramienta vital para determinar los parámetros de diseño y garantizar la seguridad de las construcciones. Se basa en datos estadísticos, ya que existe una gran incertidumbre tanto en el momento en que ocurre un evento sísmico como en su intensidad. A través de este método, se intenta definir niveles de resistencia y protección necesarios para hacer frente a las diferentes posibilidades de terremotos que una zona puede enfrentar con el tiempo.

La comprensión del riesgo sísmico permite evaluar los efectos que pueden derivar de estos eventos. Esto incluye considerar los posibles daños a las estructuras, la vulnerabilidad de las personas y los bienes, así como los métodos para minimizar los impactos negativos.

Innovación y adaptación

La construcción antisísmica está en constante evolución gracias a la tecnología y la investigación. Se adaptan a nueva información y descubrimientos sobre el comportamiento sísmico, directrices y regulaciones para garantizar la seguridad de las construcciones. El objetivo principal es reducir al mínimo los riesgos para los seres vivos y la propiedad, mediante el diseño de edificios capaces de resistir terremotos.

El diseño considerando el riesgo sísmico no es solo un concepto teórico, sino que se traduce en aplicaciones prácticas. Ingenieros y arquitectos, respaldados por información geológica y regulaciones de seguridad, diseñan edificios que, a través de materiales, cimientos y metodologías constructivas específicas, enfrentan las posibles amenazas sísmicas de manera efectiva y eficiente.

Construcción antisísmica: resistencia y control de movimientos sísmicos

Las técnicas de diseño de construcción antisísmica giran en torno a conceptos cruciales de resistencia a los movimientos sísmicos. La base de este enfoque es considerar las acciones sísmicas de diseño, es decir, las fuerzas de los eventos sísmicos a las que una construcción debería resistir. La estructura, diseñada para reaccionar elásticamente a los eventos sísmicos, es capaz de sufrir daños controlados y limitados, garantizando la seguridad de los ocupantes y la integridad estructural.

El concepto de respuesta dúctil desempeña un papel crucial, permitiendo que la construcción se deforme de manera controlada, manteniendo su estabilidad general sin colapsar bruscamente. Esta perspectiva es vital para garantizar la seguridad de los ocupantes y la robustez del edificio durante un terremoto.

Esto requiere el uso de materiales y estructuras capaces de soportar estas fuerzas y minimizar los daños estructurales derivados de los movimientos sísmicos.

Control estructural de un edificio con Edilus

Control estructural de un edificio con Edilus

Sistemas de control pasivo y disipación de energía

La reducción del daño estructural es un objetivo central en el diseño antisísmico. Los sistemas de control pasivo se centran en la disipación de la energía sísmica. Estos sistemas buscan retrasar o minimizar el daño estructural, ofreciendo una respuesta dúctil en caso de terremoto. Su función principal es limitar la magnitud de los daños y preservar la integridad estructural, asegurando la seguridad de las construcciones y las personas en su interior.

Además, se pueden considerar otros sistemas para controlar las estructuras recopilando información y asegurando un monitoreo efectivo y preciso. Estas herramientas de monitoreo de la salud estructural te permiten tomar decisiones oportunas basadas en datos detallados.

La adquisición de datos se realiza a través del uso de sensores que miden variables como la presión del viento, la lluvia, la temperatura, etc. Los datos se:

  • adquieren con una frecuencia de muestreo de 200 Hz;
  • someten a un pretratamiento (eliminación de efectos de ruido, detección y eliminación de «picos», etc.);
  • transforman en magnitudes relacionadas con las variables identificadas como objetivo del monitoreo;
  • analizan para determinar el estado de la estructura y detectar posibles problemas;
  • utilizan para desarrollar soluciones de mantenimiento preventivo.

Papel de los sistemas de control pasivo

Los sistemas de control pasivo de disipación de energía utilizan una serie de estrategias. Por ejemplo, el uso de amortiguadores viscosos, aisladores sísmicos o dispositivos que absorben la energía puede ayudar a limitar las fuerzas sísmicas. Estos sistemas permiten a la estructura disipar el exceso de energía sísmica y proporcionar una elasticidad controlada, reduciendo el riesgo de daños irreversibles. La capacidad para absorber la energía sísmica ayuda a proteger el edificio y garantiza una respuesta flexible y dúctil a las fuerzas sísmicas.

Beneficios y aplicaciones

Los sistemas de control pasivo, como los dispositivos que absorben la energía, ofrecen beneficios significativos en la construcción antisísmica. Estas soluciones no solo pueden reducir los daños a las construcciones, sino que también garantizan una mayor seguridad para los ocupantes, permitiendo que las estructuras mantengan su integridad y funcionalidad incluso después de un terremoto. La aplicación de estos sistemas requiere un diseño e instalación precisos, pero los beneficios en términos de resistencia y seguridad sísmica son fundamentales para la durabilidad de las construcciones.

Las técnicas de diseño antisísmico se centran en conceptos fundamentales de resistencia a las fuerzas sísmicas, determinando la eficacia con la que una construcción puede enfrentar eventos sísmicos. El uso de materiales y estructuras capaces de soportar estas fuerzas es esencial para reducir los daños estructurales derivados de los movimientos sísmicos.

Refuerzo estructural para edificios existentes

Muchas estructuras actuales fueron construidas en épocas en las que las normativas técnicas no consideraban adecuadamente las fuerzas sísmicas. Aunque cumplían con las regulaciones de ese momento, estas estructuras sufrieron daños significativos durante eventos sísmicos posteriores. El tema del refuerzo de las estructuras existentes no está estrictamente relacionado solo con eventos sísmicos, sino que es causado por varias problemáticas:

  • Degradación de materiales: corrosión de armaduras, deterioro del hormigón y deterioro de la albañilería;
  • Cambios estructurales: modificaciones en la disposición o cargas;
  • Aumento de cargas: incremento de las fuerzas actuantes;
  • Eventos imprevistos: como incendios, desastres hidrogeológicos o asentamientos del terreno.

Reforzamiento de edificios de hormigón armado

Los eventos sísmicos han evidenciado patrones de colapso típicos en estructuras de hormigón armado. Para mitigar o eliminar tales daños, se pueden adoptar diversas técnicas de refuerzo:

  • Incrementar la resistencia y/o rigidez mediante la adición de un marco externo, sistemas de arriostramiento o muros de hormigón armado;
  • Incrementar la resistencia y/o rigidez a través del reforzamiento de pilares con hormigón armado o con forjados metálicos;
  • Incrementar la capacidad de deformación y ductilidad mediante el envoltorio con FRP o revestimiento con hormigones fibrados de alta resistencia.

Este último método resulta más ventajoso que los otros, ya que permite actuar localmente obteniendo resultados positivos a nivel global de la estructura. De hecho, aumenta la capacidad de deformación, otorgando a los elementos individuales una mayor ductilidad o corrigiendo la jerarquía de resistencias.

Los sistemas FRP y HPC permiten alcanzar estos objetivos con notables ventajas en comparación con las técnicas tradicionales en términos de costes y tiempos de realización, facilidad de implementación, reducción de espacios internos utilizables, durabilidad y, sobre todo, reducida influencia en el aumento de masas y rigideces originales.

Construccion antisismica - Refuerzo de un pilar deteriorado

Refuerzo de un pilar deteriorado

Refuerzo de edificios de mampostería y madera

Las estructuras de mampostería y madera, a menudo presentes en el patrimonio de la construcción histórica, son particularmente vulnerables a los esfuerzos sísmicos. Los materiales compuestos como los sistemas FRP y FRCM han demostrado su eficacia para mitigar el riesgo sísmico, manteniendo un enfoque de compatibilidad estructural y sostenibilidad económica.

Construcción antisísmica: sistemas FRP y ventajas de un material innovador

Los Polímeros Reforzados con Fibras (FRP) representan una tecnología innovadora ampliamente utilizada en la construcción para el refuerzo de estructuras. Estos materiales compuestos, formados por una matriz polimérica reforzada con fibras, surgieron del ámbito aeronáutico para expandirse con éxito al sector de la construcción. Su flexibilidad y ligereza permiten una amplia gama de aplicaciones, especialmente en el refuerzo de elementos estructurales existentes.

Ventajas de los sistemas FRP

Los FRP, a diferencia de las técnicas tradicionales, ofrecen numerosas ventajas para los edificios antisísmicos, tales como:

  • Aumento de resistencia y ductilidad estructural – entre las principales ventajas de los sistemas FRP se encuentra un aumento significativo en la resistencia de las estructuras sin imponer modificaciones estructurales visibles. Los materiales FRP mejoran las capacidades de carga y las propiedades mecánicas de los elementos reforzados, asegurando una adaptabilidad óptima. Además, confieren mayor ductilidad a la estructura, permitiendo gestionar mejor las deformaciones y absorber los esfuerzos sísmicos;
  • Ejecución rápida e impacto reducido – otra ventaja crucial es la rapidez en la ejecución de las aplicaciones de refuerzo con sistemas FRP. Estas intervenciones requieren tiempos más cortos en comparación con las técnicas tradicionales y no afectan significativamente el aspecto estético del edificio. La instalación es más rápida y no requiere largos períodos de inactividad de la estructura, asegurando un rápido retorno al uso regular del edificio;
  • Sostenibilidad económica y resistencia química – los materiales FRP cuentan con una notable sostenibilidad económica. La implementación de estos sistemas requiere menos equipos especiales, reduciendo costes y tiempos de intervención. Además, ofrecen resistencia química, reduciendo el efecto de corrosión y aumentando la durabilidad de las estructuras;
  • Innovación y eficiencia – los sistemas FRP se han convertido en una elección preferida en el campo del refuerzo estructural. Sus múltiples cualidades, incluyendo resistencia, flexibilidad, rapidez de ejecución y sostenibilidad económica, los convierten en una solución efectiva y confiable.

Video sobre la aplicación de refuerzos en estructuras de albañilería

En el siguiente video te muestro un ejemplo de cómo puedes utilizar un software de análisis estructural para garantizar la seguridad de edificios antisísmicos.

edilus
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