La ciencia que hay detrás de los Edificios a prueba de Terremotos

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La ciencia que hay detrás de los Edificios a prueba de Terremotos

Desde que los humanos comenzaron a diseñar edificios, la Tierra se ha encargado de derribarlos. Por eso, antes de comenzar cualquier proyecto de construcción importante, los ingenieros civiles deben evaluar la actividad sísmica del sitio de construcción y proponer un diseño apropiado, para construir edificios a prueba de terremotos.

Y, aunque las estructuras mal construidas a veces pueden resistir cargas verticales, son las cargas horizontales las que causan el peor daño, a menudo derrumbando edificios desde el primer temblor.

Para construir “edificios a prueba de terremotos“, los ingenieros deben asegurarse de que las estructuras y sus cimientos sean resistentes a posibles cargas horizontales, mediante el uso de una serie de características de diseño clave, como:

 

Diafragmas

Los diafragmas son el componente principal de la estructura horizontal de un edificio, incluidos los pisos y el techo.

Para un edificio a prueba de terremotos, los diafragmas deben colocarse en las propias cubiertas y reforzarse horizontalmente, para compartir fuerzas con las estructuras verticales.

 

Trusses

Las armaduras o “Trusses“, fortalecen el diafragma donde la cubierta es más débil.

En pocas palabras, son estructuras diagonales que se insertan en las áreas rectangulares del marco.

 

Arriostramiento cruzado

Los ingenieros civiles, normalmente incorporan una variedad de columnas, tirantes y vigas, para transferir las fuerzas sísmicas de regreso al suelo.

Las abrazaderas cruzadas, incorporan dos secciones diagonales en forma de (X) para construir cerchas de pared.

 

Muros de corte

Para ayudar a las fuerzas de balanceo de la resistencia, los ingenieros usan paredes verticales, conocidas como paredes cortantes (o muros de corte), para endurecer el marco estructural del edificio.

Estos, se pueden usar en lugar de marcos arriostrados o además de ellos.

 

Marcos resistentes al momento

Dado que los muros de corte limitan la flexibilidad de un edificio, algunos diseñadores eligen marcos resistentes al momento, para permitir un movimiento positivo.

Aunque las columnas y vigas pueden doblarse, las juntas y los conectores permanecen rígidos.

Estas características también brindan a los diseñadores de edificios de acero, más flexibilidad para crear paredes exteriores, techos y organizar el contenido del edificio.

 

Un techo ligero

Como regla general, los techos de las estructuras a prueba de terremotos, deben ser lo más livianos posible.

Muchos constructores prefieren el revestimiento de acero perfilado en correas Zed de acero de calibre ligero o una doble capa con aislamiento y separadores.

 

Los edificios a prueba de terremotos, más grandes del mundo

US Bank Tower en Los Ángeles: Este edificio de 310 mts. de altura, fue diseñado para resistir un terremoto de magnitud 8.3 en la escala de Richter.

El Burj Khalifa en Dubai: Este edificio de 828 mts., puede resistir terremotos entre 5.5 y 7.0.

Yokohama Landmark Tower en Japón: Este edificio de 296 mts., se asienta sobre rodillos, tiene un sistema de amortiguación de masa activa y está hecho de materiales flexibles.

Taipei 101 en Taiwán: Este edificio de 509 mts. alberga una bola de acero de 730 toneladas en el interior, para contrarrestar el balanceo de los temblores sísmicos.

Pirámide Transamerica en San Francisco: Este edificio de 260 mts. de altura, se asienta sobre una base de acero y concreto de 16 mts., lo que le ayudó a sobrevivir a un terremoto de magnitud 7.1, en 1.989

 

Los ingenieros de todo el mundo continúan probando nuevas teorías de diseño para producir edificios que puedan soportar los peores desastres naturales.

Investigadores de la Universidad de Stanford y Northeastern, probaron recientemente un nuevo sistema en una altura de 8 mts. con el simulador de terremotos más grande del mundo en Japón.

En lugar de elementos estructurales, los fusibles de acero absorbieron el impacto de un terremoto de magnitud 7+ y los cables volvieron a colocar el edificio en su lugar cuando cesaron los temblores.

Estos son los tipos de edificios del futuro, que solidificarán el próximo paso en la construcción ambientalmente sostenible.

Como dijo, uno de los ingenieros civiles más reconocidos de San Francisco, Jim Malley:

Nuestro diseño sostenible debe tener la garantía de no tener que derribar edificios después de los terremotos, sino de poder usarlos durante cientos de años

.

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