06 Oct 2021 Especialistas entregaron tendencias para una respuesta sísmica resiliente desde los proyectos
El Conversatorio «Arquitectura para una Respuesta Sísmica Resiliente” contó con la participación de la arquitecta Alicia Rivera y los ingenieros civiles Rubén Valdebenito y Rodrigo Retamales.
La sociedad actual requiere que proyectos de todo tipo, incluyendo proyectos habitacionales, comerciales, de oficinas, o de infraestructura pública y privada, así como estructuras críticas y estratégicas, alcancen un desempeño sísmico resiliente en caso de eventos sísmicos moderados y severos.
Alcanzar este objetivo, no intrínseco en la normativa vigente, requiere una arquitectura que incorpore desde etapas tempranas las herramientas necesarias.
Por ello, la AICE organizó el Conversatorio «Arquitectura para una Respuesta Sísmica Resiliente”, en el que se analizaron aspectos como la adecuada selección del sitio, conceptos de estructuración, diseño sísmico de componentes y sistemas no estructurales, experiencias internacionales de comportamiento de infraestructura, y sistemas innovativos de protección sísmica, describiendo impacto y costos de su implementación.
En la charla Decisiones Tempranas, el ingeniero civil Rubén Valdevenito, señaló que con el objetivo de obtener en nuestras edificaciones una respuesta sísmica resiliente, arquitectos, ingenieros y especialistas deben tomar en consideración tempranamente las siguientes variables: (1) Elección de Sitio – Rigidez de la Estructura, (2) Singularidades Estructurales, (3) Elementos no Estructurales, (4) Aislación – Disipación.
En referencia a la elección del sitio y rigidez de la edificación, presentó los mapas de desempeño para Concepción, Viña del Mar y Santiago, los cuales se obtienen a partir de estudios de peligro sísmico y el uso de espectros de desempeño (Achisina, 2019). “Estos mapas muestran las zonas en que se puede obtener resiliencia y también en donde se esperaría un peor desempeño dependiendo de las propiedades de la edificación”, señaló, lo que a su juicio, debiera considerarse desde la etapa conceptual de un proyecto.
Con el fin de exponer la incidencia económica, también expuso los gráficos que relacionan cuantía de armaduras y hormigón con los parámetros antes expuestos. Y finalizó con un resumen de las singularidades estructurales que pueden dificultar una respuesta resiliente.
Componentes y sistemas no estructurales
Por su parte, la arquitecta de la Universidad Politécnica de Cataluña, doctora Alicia Rivera Rogel, señaló que “vivir en países considerados altamente sísmicos, indudablemente requiere que nuestras estructuras se diseñen para una respuesta sísmica resiliente”.
Se espera que al contar con edificaciones “seguras” los niveles de daños estructurales y no estructurales sean menores, protegiendo tanto la inversión económica como la operación de las edificaciones, y produciéndose un ahorro por las pérdidas económicas futuras que no se observarán. Por esta razón, “es imprescindible resaltar el rol predominante que juegan los componentes y sistemas no estructurales, incluidos elementos arquitectónicos, equipamiento eléctrico y mecánico, contenidos y mobiliario, incluso en estructuras que incorporan sistemas de aislación sísmica de base”, sostuvo.
En ese sentido, para la arquitecta “las redes de infraestructura constituyen el foco central de la integración del sistema económico y funcional de los países y deben estar protegidas para eventos sísmicos frecuentes, severos y excepcionalmente severos. Además, deben atender el creciente interés de inversionistas y propietarios por proteger la operación de los edificios y mejorar el confort de los usuarios que se encuentran en ellos durante eventos sísmicos, lo que requiere mirar más allá de los objetivos mínimos de las normativas vigentes”.
La profesional considera que hablar de la importancia de los componentes y sistemas no estructurales, es sinónimo de buscar una armonía entre el desempeño sísmico estructural y no estructural. Para ello, se debe asignar a los componentes y sistemas no estructurales un objetivo de desempeño sísmico igual o superior al de la estructura que los contiene. “Esto se consigue implementando componentes calificados sísmicamente mediante análisis, ensayo o experiencia. Sobre todo, se requiere que los proyectos cuenten con la debida coordinación y con la revisión de los aspectos sísmicos de su diseño por parte de un profesional con experiencia en la materia”, dijo.
En este contexto, y para optimizar el flujo de trabajo colaborativo del equipo de especialidades, se requiere implementar la metodología BIM (Building Information Modeling). De esta manera, se trabaja en el mismo conjunto de datos de manera coordinada, eficiente y se producen simultáneamente los documentos entregables, reduciendo los riesgos de errores y/o descoordinación del proyecto inicial.
Actualmente, “se ha incorporado el diseño sísmico de los componentes y sistemas no estructurales, en mayor o menor medida, en las normas chilenas, peruanas, ecuatorianas y colombianas. Incluso el Código Modelo para América Latina y el Caribe, cuyo desarrollo ha sido liderado por el Instituto de Construcción, considera una sección con los requisitos mínimos para diseño sísmico de estos componentes y sistemas, en un contexto general dirigido tanto a diseñadores, especialistas, fabricantes, proveedores, instaladores, constructores y arquitectos, entre otros. Se apunta, sin lugar a dudas, a que los edificios del futuro de nuestra región sean sostenibles y resilientes”, señaló.
Resiliencia sísmica
Sobre innovaciones tecnológicas para infraestructura resiliente habló Rodrigo Retamales, profesor de cátedras de pre y posgrado del curso Sistemas Pasivos de Protección Sísmica en la Universidad de Chile y en la Universidad Adolfo Ibáñez, y consultor de Seismic Intelligence SpA.
Con nueve sismos ocurriendo anualmente, con la capacidad de producir daños materiales y pérdidas económicas; y con terremotos excepcionalmente severos afectando algún punto del territorio nacional, en promedio, cada 15 años, Chile es el país más sísmico del mundo. Es por ello, que “alcanzar la resiliencia sísmica de nuestra infraestructura no solo constituye un imperativo técnico de los profesionales del sector, sino también un mandato tácito e implícito de autoridades, inversionistas, mandantes y propietarios”, precisó Retamales.
En su acepción más simple, la resiliencia sísmica se relaciona con el control de los daños físicos de la infraestructura, bajo distintos escenarios de sismo, a efectos de delimitar tanto el grado de pérdida funcional como el tiempo de recuperación del nivel de operación previo al sismo. Sin embargo, “la mayoría de las normativas nacionales y estándares internacionales vigentes, que rigen el diseño sísmico de nuestra infraestructura, no persiguen estos mismos fines, aceptando que se produzcan pérdidas funcionales e incluso daños severos, toda vez que se prevenga el colapso y se proteja la vida”, explicó.
Para ello, “establecen una serie de requisitos prescriptivos, que una vez satisfechos, se estima, permitirán controlar los daños y prevenir el colapso. Solo normativas más recientes, como la norma NCh3411:2017 para diseño sísmico de estructuras con disipadores de energía, y la norma NCh3389:2020 para rehabilitación sísmica de construcciones patrimoniales y edificaciones existentes, se encuentran orientadas hacia un diseño sísmico basado en desempeño, en el cual se efectúa en forma explícita la evaluación del grado de pérdida funcional, física y económica de la infraestructura, pero su uso y aplicación a nivel nacional es aún incipiente”, según comentó el ingeniero civil.
En infraestructura crítica o estratégica, la resiliencia se alcanza implementando sistemas de aislación sísmica de base, tecnología que se encuentra bastante masificada y madura en Chile. En el caso de infraestructura hospitalaria, por ejemplo, estos sistemas se han utilizado masivamente desde el año 2010, a fin de proteger la continuidad de operación y consecuentemente proteger la inversión y la vida. Por esta misma razón, esta tecnología se ha implementado exitosamente en media docena de data centers, y en al menos medio centenar de edificios de oficinas y residenciales.
Sin embargo, en las industrias minera, de energía y petroquímica, por ejemplo, aún son limitadas las aplicaciones de tecnologías de protección sísmica orientadas a alcanzar la resiliencia, encontrándose entre las excepciones la red de transmisión eléctrica, que ha incorporado sistemáticamente tecnologías de disipación de energía en los últimos 40 años, un par de estanques de gas natural licuado de grandes dimensiones montados sobre sistemas de aislación sísmica, un par de salas de control, también montadas sobre sistemas de aislación sísmica, y un par de edificaciones industriales que han incorporado sistemas de diagonales con pandeo restringido. En consecuencia, “aún falta mucho por avanzar. En un país donde la industria considera esencialmente marcos arriostrados como sistema sismorresistente, alcanzar la resiliencia en forma económica y racional requiere que se incorporen diagonales con pandeo restringido o sistemas de disipación friccional, por ejemplo, para facilitar diseños por capacidad orientados a controlar daños y alcanzar la continuidad de función y protección de la inversión”, agregó Retamales.
Del mismo modo, se encuentra pendiente el uso de tecnologías para la rehabilitación sísmica del amplio stock de edificaciones que pudiera exhibir daños en caso de sismos severos. “Data centers, por ejemplo, que en el año 2010 presentaron pérdidas de función, pudieran ser rehabilitados incorporando sistemas de aislación sísmica de piso, una variante de los sistemas de aislación sísmica de base, que permite aislar las salas blancas o sectores de edificaciones con contenidos sensibles, de gran valor o que requieren continuidad de operación”, ejemplificó y añadió que “diagonales convencionales de estructuras arriostradas pudieran ser sustituidas por diagonales no pandeables o disipadores friccionales, a fin de prevenir daños en eventos sísmicos futuros”.
Finalmente, existen tecnologías para aislación sísmica de estructuras o componentes no estructurales, equipos y obras de arte de relativamente bajo peso, pero de alto valor patrimonial o económico, de difícil reposición, o que requieren de protección de continuidad de operación. “Configuraciones para implementar soluciones de rehabilitación sísmica estructural se encuentran ampliamente desarrolladas y detalladas, permitiendo armonizar estas tecnologías con los diseños arquitectónicos y la operación de las edificaciones e industrias existentes”, indicó.
“Las herramientas de análisis, las normativas de referencia y las tecnologías de protección sísmica se encuentran disponibles. Los beneficios de su implementación son ampliamente conocidos. La capacidad profesional se encuentra instalada. Solo nos falta sensibilizar respecto a la toma de acción, a fin de proveer con la tan anhelada resiliencia sísmica a nuestra infraestructura”, finalizó Rodrigo Retamales.