Así es como los edificios luchan contra los terremotos: de la licuefacción a los amortiguadores de oleaje, todo explicado [Miraikan]
Soy Ken Kuwako, entrenador de ciencias. Cada día es un nuevo experimento.
Si en este mismo instante ocurriera un gran terremoto, ¿tu casa o el edificio donde vives resistirían el impacto? En Japón, muchos edificios incorporan ingeniosas tecnologías diseñadas para protegernos de los fuertes movimientos sísmicos. En una visita al Museo Nacional de Ciencias Emergentes e Innovación de Japón encontré una exposición fascinante sobre cómo se construyen edificios capaces de soportar terremotos, y hoy quiero compartirla con ustedes.
¿Un suelo que se convierte en líquido? El sorprendente fenómeno de la licuefacción
Cuando un terreno arenoso es sometido a fuertes vibraciones, los granos de arena empiezan a moverse libremente y el suelo se comporta como si fuera un líquido. Como resultado, los objetos apoyados sobre él comienzan a hundirse lentamente. A este fenómeno se le conoce como “licuefacción”.
Es especialmente frecuente en terrenos ganados al mar o en suelos arenosos con gran cantidad de agua durante un terremoto, provocando que edificios enteros se inclinen o se hundan.
Lo curioso de esta exhibición es que incorpora un cordón que permite devolver el terreno a su estado original inmediatamente después del experimento para repetirlo una y otra vez. Mira el siguiente video.
Aislamiento sísmico: separar el edificio del suelo
La siguiente demostración presenta tres tecnologías utilizadas para proteger los edificios frente a los terremotos. La primera es el “aislamiento sísmico”.
La idea consiste en colocar materiales elásticos, como caucho especial, entre los cimientos y el terreno para desacoplar el edificio del movimiento del suelo. Así, aunque la tierra se sacuda violentamente, gran parte de esa energía no llega directamente a la estructura.
En la exposición, bastaba con colocar pelotas de ping-pong debajo de una maqueta para comprobar cómo el edificio apenas se movía aunque el suelo vibrara intensamente. En los edificios reales, el papel de esas pelotas lo desempeñan los llamados “aisladores sísmicos”, fabricados con caucho especialmente diseñado para este propósito.
Resistencia sísmica: hacer que el edificio soporte el terremoto
La segunda técnica es la “resistencia sísmica”. A diferencia del aislamiento, aquí se acepta que el edificio recibirá directamente las sacudidas del suelo, por lo que el objetivo es hacerlo lo suficientemente fuerte para que no colapse.
Existen dos enfoques principales.
Uno consiste en construir una estructura extremadamente rígida, conocida como estructura rígida, capaz de resistir la deformación.
El otro apuesta por una estructura flexible, inspirada en el bambú, que absorbe y dispersa la energía del terremoto doblándose ligeramente en lugar de oponerse completamente a ella.
En ambos casos, se añaden refuerzos diagonales que ayudan a soportar los movimientos laterales producidos por los terremotos.
Amortiguamiento sísmico: ponerle frenos a la vibración
La tercera tecnología es el “amortiguamiento sísmico”. En lugar de eliminar completamente las vibraciones, busca reducirlas, actuando como un sistema de frenos.
Uno de los ejemplos más conocidos es el Sloshing Damper, desarrollado por Shimizu Corporation.
Este sistema instala un enorme depósito de agua en la parte superior de un rascacielos. Cuando el edificio comienza a oscilar, el agua se mueve en sentido contrario a la vibración del edificio. Ese movimiento genera una fuerza que contrarresta parte del balanceo, reduciendo considerablemente las oscilaciones. El mismo principio puede aplicarse utilizando grandes masas suspendidas, como un péndulo.
“Aislamiento sísmico”, “resistencia sísmica” y “amortiguamiento sísmico” son términos que aparecen con frecuencia en las noticias. Sin embargo, ahora habrás visto que cada uno parte de una idea completamente diferente: impedir que la vibración llegue al edificio, hacer que el edificio soporte la vibración o reducir la intensidad de esa vibración.
Es muy posible que muchos edificios que ves todos los días incorporen alguna de estas tecnologías sin que te hayas dado cuenta. La próxima vez que camines por la ciudad, fíjate no solo en su apariencia, sino también en la forma en que están construidos.
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