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El dilema de construir pisos flexibles en zonas sísmicas

Obrasweb

Cuatro expertos explican las causas de los colapsos en edificios con entrepisos blandos en la Ciudad de México el pasado 19 de septiembre, así como las soluciones.

El excedente de peso de los niveles superiores con respecto al inferior y el cambio de rigidez entre pisos fueron las principales causas que provocaron varios edificios que hayan colapsado en la Ciudad de México (CDMX) tras el sismo del pasado 19 de septiembre.

En los condominios construidos con la técnica de entrepisos blandos o flexibles (en donde se aprovecha la primera planta como zona de estacionamiento), la planta inferior puede quedar menos rígida que las superiores. Aunado a que los entrepisos superiores sufren menor impacto ante un sismo. “Algunas veces para dejar más espacio para los autos, en ese piso hay pocos elementos estructurales o éstos están mal diseñados, por lo que no tienen la rigidez suficiente para soportar la deformación causada por un sismo de grandes dimensiones”, afirma Darío Rivera Vargas, investigador del Departamento de Riesgos Naturales y Antropología de la Facultad de Estudios Superiores campus Acatlán, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Roberto Stark, consultor en estructuras de concreto reforzado, explica que en muchos edificios, sobre todo de departamentos, la estructura era muy flexible en la planta del estacionamiento por que no existían tantos muros divisorios como en los pisos superiores.

“Por carga gravitacional, los inmuebles que colapsaron sí aguantaban el sobrepeso de los pisos superiores. El problema fue al recibir el movimiento lateral provocado por el sismo”, agrega Rivera.

LA RUTA CORRECTA

Para Rivera, una buena estructuración para soportar entrepisos suaves es aquella que tiene muros gruesos que se prolongan hasta la planta baja. Hay que calcular cuánto peso estará sometido a la carga lateral y mediante una serie de ecuaciones determinar si se incorporan más muros o aumenta el tamaño de éstos para soportar los pisos superiores del edificio.

Francisco González Ortega, director general del Laboratorio de Revisión de Obras de la Contraloría General del Gobierno de la Ciudad de México, hace una analogía entre un edificio y un tinaco, en donde si las tuberías son muy delgadas, el agua tardará en bajar. “Si existen columnas grandes, bien armadas, la carga bajará hasta la cimentación sin que le cueste trabajo bajar el peso con el movimiento lateral”. Y resalta que en el cálculo estructural no sólo hay considerar la carga axial y la carga accidental (sísmica), sino la combinación de ambas y en distintos sentidos.

Como próximo presidente de la Sociedad de Ingeniería Sísmica, uno de los retos de Rivera Vargas es hacerle ver a propietarios, desarrolladores y gobierno que el cálculo estructural debe ser bien remunerado. “Muchas veces quieren pagar poco, y eso incentiva que los ingenieros utilicen métodos simplificados, siendo que un buen cálculo requiere análisis avanzados para determinar cuánto se deformará el inmueble ante un sismo”, acota Rivera.

Este especialista propone que en México se adopte el diseño por desempeño, el cual es utilizado en Estados Unidos (FEMA) y consiste en identificar el nivel de daño al que será sometida la estructura a futuro. “El reglamento vigente en la CDMX es uno de los mejores del mundo; sin embargo, las nuevas normas exigirán análisis estructurales más avanzados”, asegura.

En México, al igual que en Japón, se diseña por resistencia. “Ambas corrientes de diseño son buenas, la basada en desempeño es una forma de sensibilizar al cliente que tiene que invertir más si no quiere que el inmueble tenga daños ante algún fenómeno natural; las estructuras dependerán del nivel de seguridad que se quiera obtener. Cuando menos, los hospitales tendrían que ser más seguros y saber de antemano qué magnitud de sismos pueden soportar”, enfatiza.

EVITA ESTRUCTURAS FLEXIBLES

Por su parte, Francisco García Álvarez, presidente de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural (SMIE), indica que los edificios con este sistema constructivo que colapsaron tenían rigidez sólo de un lado. La solución es colocar elementos rígidos (muros o contraventeos) en ambas direcciones.

Las normatividades posteriores al sismo de 1985 pusieron énfasis en que las estructuras debían poder deformarse sin colapsarse, lo cual se logra con un correcto detallado de los elementos estructurales; básicamente al acortar la separación de los estribos e integrar elementos rígidos en ambas direcciones.

“Como gremio, debemos hacer que las configuraciones arquitectónicas coincidan con las soluciones de ingeniería, que el nivel de detallado de estructuras y la supervisión de obra se realicen para que no vuelvan a ocurrir estas fallas. Las columnas de menos de 40 centímetros deberían evitarse para edificaciones superiores a cuatro niveles. Una separación de estribos adecuada puede mejorar el comportamiento de la estructura significativamente. Además, debemos aceptar que los elementos estructurales formen parte de la arquitectura, por ejemplo, diagonales de contraventeo, muros de concreto o trabes peraltadas, para hacer marcos más rígidos que se deformen menos”, enfatiza.

“Con este sismo ha quedado de manifiesto que las grandes deformaciones afectan a elementos no estructurales (como muros divisorios, acabados, fachada, cristalería, etcétera). Cuando esto ocurre, se pierde 70% del valor del edificio. Hay que entender que el 30% de la inversión (estructuras) respalda a la de mayor porcentaje. De ahí la importancia de evitar estructuras flexibles”, consigna García Álvarez.