Un gran factor de daño para las estructuras
en la Ciudad de México son los sismos, pues ocurren constantemente.
Además, pocos edificios están instrumentados para
medir sus vibraciones, indicó José Alberto Escobar
Sánchez, del Instituto de Ingeniería (II) de la
UNAM.
El daño estructural -acotó el especialista,
coautor de un método original para medirlo-, consiste
en la pérdida de rigidez, pues conforme se deteriora
esa característica, las estructuras se vuelven más
flexibles.
En relación con ese deterioro existen cuatro
etapas: saber que existe (¿las grietas estaban o no antes
del sismo?); localizar dónde están; de qué
tamaño son (si ahora son más grandes), y cuánto
le queda de vida a esa estructura, para determinar qué
tan segura es.
Conocer esos puntos es importante, por ejemplo, para
las compañías aseguradoras. Después de
un sismo, y según el daño que haya tenido una
estructura, el seguro le dará dinero al dueño
para repararla y llevarla al nivel de seguridad que tenía
antes, o a uno más alto, para que no la vaya a menoscabar
otro temblor de la misma intensidad.
Actualmente, existen variados métodos de detección
e índices de daño. Es un tema que no se ha resuelto
completamente y que sigue en estudio; algunos investigadores
utilizan la ductilidad; otros, como Escobar Sánchez,
Ramsés Rodríguez (ex alumno de doctorado de la
UNAM y ahora investigador del Instituto Politécnico Nacional)
y Roberto Gómez, también del Instituto de Ingeniería,
estiman la rigidez a partir de las características dinámicas
medidas de las estructuras.
Utilizan la rigidez como medida de daño porque
permite cuantificar su pérdida al compararla con una
estimación anterior. Si inicialmente se tenía
100 por ciento, y ahora un porcentaje menor, es posible saber
cómo se ha deteriorado. “La usamos porque es cuantificable
y no subjetiva”.
El método creado por Escobar Sánchez
consiste en un algoritmo con el que es factible, a partir de
ciertas mediciones, “calcular las características
dinámicas de la estructura, reconstruir su matriz de
rigidez, que es donde está contenida la información
del daño, y estimarlo en relación con un estado
previo”.
Toda estructura, explicó, tiene una matriz de
rigideces que contiene las características que la definen;
la rigidez es la fuerza que se necesita para generar un desplazamiento
unitario. “Si a un elemento estructural se le aplica para
que se desplace, ya sea un centímetro o un metro, la
relación de esa fuerza entre la unidad de longitud del
desplazamiento es lo que se define como rigidez”, expuso.
En ingeniería es común resolver el problema
directo: se conoce la matriz del sistema estructural al que
se le aplica una fuerza conocida, por lo que su respuesta será
el movimiento calculado.
En el método de detección se debe resolver
un problema inverso, pues a partir de la respuesta conocida
(lo que se midió de la estructura) y el sismo (lo que
ocasionó esa respuesta), se debe estimar la rigidez del
sistema.
“Con el algoritmo lo que hacemos es ajustar esa matriz
de rigideces y compararla con la proveniente de un estado previo,
para saber dónde y cuánto se dañó
la estructura. Sin embargo, calcular exactamente cuánto
tiempo tendrá de vida útil no es fácil,
debido a las incertidumbres inherentes en la misma, así
como en la ocurrencia de los sismos, aunque al hacer simulaciones
a partir de la capacidad inicial de un edificio, se podría
estimar para qué tamaño de fuerza podría
fallar”.
Esto se puede relacionar con la magnitud de los temblores
para un sitio dado. “Así, uno destructivo puede
ocurrir cada 50 ó 100 años, pero también
podría ser mañana, o en este momento. Es como
enfermarse de gripa. Seguro que en un futuro me va a dar. ¿Cuándo?,
no lo sé, pero sé que me voy a enfermar”.
Al pensar en proyectos de edificios nuevos en la Ciudad
de México, el método de Escobar Sánchez
permitiría, con base en su respuesta ante un sismo intenso,
calcular el daño estructural, y no estructural que podrían
tener, y si se pone en riesgo la seguridad de la estructura,
rediseñar el proyecto para evitar que una nueva construcción
falle ante ese fenómeno.
Ya se ha aplicado a modelos matemáticos de arquetipos
estructurales que se han probado en laboratorios de Canadá,
y en un hotel de California, Estados Unidos, dañado por
un temblor en 1971. Hoy, se aplica en un modelo a escala de
un edificio de cinco pisos en la Mesa Vibradora del II. Eventualmente,
se planea probar en modelos experimentales en puentes.
Para hacerlo en estructuras reales se necesita que
estén instrumentadas y, de manera ideal, tener los datos
desde que se construyeron (estado inicial); sin embargo, agregó,
a diferencia de los países desarrollados, donde hay muchos
edificios en esa condición, en la Ciudad de México
no deben ser más de unas cuantas decenas.
Si lo estuvieran, se tendrían datos para aprender
del comportamiento real que tienen ante los temblores intensos,
y así prever daños, dijo.
Ese conocimiento se podría incorporar en el
Reglamento de Construcciones para el DF y, de esa manera, tratar
de evitar prácticas que no sean del todo satisfactorias.
La normatividad en este ámbito se afina conforme
se comprueba lo que funciona o no en la práctica, en
el momento que ocurren sismos o huracanes intensos.
Instrumentar los edificios de la capital, hacer mediciones,
calcular estados de daño y vaciar esos datos en normas
de construcción, sería ideal para los ingenieros
dedicados a las estructuras, concluyó.
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