Proteger las ciudades de los terremotos sigue siendo un gran desafío que es necesario abordar, como confirman los recientes desastres en Nepal, Japón, Haití y Chile . Aunque se han logrado avances significativos en la comprensión de la actividad sísmica y en el desarrollo de tecnología de construcción, aún no contamos con una forma satisfactoria de proteger edificios a gran escala.
Hoy en día, la tecnología antisísmica para edificios nuevos se considera bastante avanzada y es posible construir estructuras individuales capaces de resistir la gran mayoría de los terremotos registrados. En el diseño de edificios nuevos se emplean con éxito dispositivos como los sistemas de aislamiento y los amortiguadores, concebidos para reducir las vibraciones —y, en consecuencia, los daños— que los terremotos inducen en las estructuras.
Pero en las zonas sísmicas hay muchos edificios que no cuentan con protección incorporada, sobre todo en los países en desarrollo, donde sustituirlos o introducir códigos de construcción más estrictos —y más costosos— no se considera una opción. Más de 130.000 viviendas quedaron destruidas por el terremoto que sacudió Nepal en abril de 2015.
Además, estas tecnologías se utilizan pocas veces para proteger edificios existentes, ya que por lo general exigen modificaciones sustanciales de la estructura original. En el caso de edificios patrimoniales, instalaciones críticas o viviendas urbanas, especialmente en países en desarrollo, las soluciones localizadas tradicionales podrían resultar poco prácticas.
Esto significa que se necesitan soluciones alternativas que protejan varios edificios existentes sin modificarlos, mediante un solo dispositivo. En la Universidad de Brighton hemos diseñado una novedosa barrera vibratoria (ViBa) para reducir las vibraciones que las ondas sísmicas del terreno provocan en las estructuras cercanas. El dispositivo se enterraría en el suelo, separado de los edificios circundantes, y debería poder absorber una parte significativa de la energía dinámica generada por el movimiento del terreno, con la consiguiente reducción de la respuesta sísmica (entre el 40 y el 80 %).
La idea es considerar los edificios como parte integral de un modelo de ciudad que también incluye el suelo subyacente y la interacción entre cada elemento, en lugar de verlos como estructuras independientes. Cada ViBa puede diseñarse para proteger uno o varios edificios de un terremoto, pero también forma parte de una red de dispositivos ubicados en puntos estratégicos para proteger ciudades enteras.
La propia ViBa es, en esencia, una caja que contiene una masa central sólida sujeta por resortes. Estos permiten que la masa se mueva hacia delante y hacia atrás y absorba las vibraciones generadas por las ondas sísmicas. Toda la estructura se conecta a los cimientos de los edificios a través del suelo para absorber las vibraciones. La ubicación subterránea de la caja dependería de la profundidad de los cimientos circundantes, e incluso podría colocarse en la superficie.
Como la ViBa está diseñada para reducir todas las vibraciones del suelo, también podría utilizarse para aislar los edificios de las ondas del terreno causadas por actividades humanas, como el tráfico rodado, los trenes de alta velocidad, la maquinaria pesada, la perforación de rocas y las voladuras. De este modo, la tecnología podría absorber una mayor cantidad de energía que las medidas tradicionales de aislamiento ferroviario, como las zanjas o los muros de tablestacas enterrados.
Inicio de la construcción
El problema de la ViBa es su tamaño —tendría que tener al menos el 50 % de la masa del edificio promedio que protege— y el costo de construirla e instalarla. Por eso, en comparación con las tecnologías actuales para proteger edificios individuales, probablemente tendría un precio mucho más alto. Sin embargo, como la ViBa puede diseñarse para reducir las vibraciones de varios edificios o de edificios de importancia histórica para los que las tecnologías actuales no son prácticas, sigue considerándose una solución viable.
Hasta ahora solo hemos modelado el funcionamiento de la ViBa mediante computadoras y prototipos de laboratorio. Para implementarla en el mundo real, tendríamos que realizar muchos más experimentos para entender exactamente cómo funcionaría y asegurarnos de que no produjera efectos secundarios perjudiciales en los edificios circundantes. También tendríamos que colaborar con la industria para determinar cómo construirla e instalarla de la manera más rentable.
Pero nuestras investigaciones más recientes sugieren que la ViBa es una estrategia alternativa viable para proteger los edificios de los terremotos. A largo plazo, podría dar lugar a ciudades más seguras y mejor preparadas para hacer frente a los desastres y, en última instancia, salvar vidas.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Pierfrancesco Cacciola es subdirector de la Escuela de Medio Ambiente y Tecnología de la Universidad de Brighton.
Imagen: Un automóvil circula sobre asfalto agrietado. REUTERS/Stephen Lam.
