¡¿Un solo carrito puede detener un terremoto?! Descubriendo los secretos del aislamiento sísmico con un experimento
Soy Ken Kuwako, Science Trainer. ¡Cada día es un experimento!
Si ahora mismo ocurriera un gran terremoto, ¿cómo se movería tu casa?
En realidad, existen tres grandes enfoques para proteger los edificios frente a los terremotos: «resistencia sísmica», «control de vibraciones» y «aislamiento sísmico». De ellos, la resistencia sísmica es relativamente fácil de imaginar, ya que consiste en hacer que el propio edificio sea más resistente para soportar las sacudidas. En cambio, el control de vibraciones y el aislamiento sísmico suelen confundirse porque sus nombres pueden resultar parecidos.
Esta vez vamos a centrarnos en el aislamiento sísmico, una idea especialmente ingeniosa, y vamos a hacer visible su funcionamiento mediante un sencillo experimento con objetos cotidianos.
¿En qué consiste exactamente el aislamiento sísmico?
El aislamiento sísmico es, literalmente, una forma de «librar al edificio de las sacudidas». La clave está en colocar una capa de dispositivos de aislamiento entre el edificio y el suelo. Para ello se utilizan elementos especiales, como caucho, aisladores de caucho laminado y apoyos deslizantes. Gracias a ellos, aunque el suelo se mueva violentamente, las sacudidas no se transmiten directamente al edificio.
Al «separar» el suelo del edificio, este último no tiene que recibir de lleno toda la energía del terremoto. De hecho, en edificios de gran altura, hospitales y centros de datos que utilizan estructuras con aislamiento sísmico, se sabe que los daños en el interior pueden reducirse considerablemente incluso durante grandes terremotos. Al moverse todo el edificio de manera lenta y suave, se consigue proteger a las personas, los equipos y, por supuesto, al propio edificio.
Preparación del experimento: recreamos el «suelo» con un carro grande de Narika
Para este experimento utilizaremos un carro grande de Narika, muy conocido por quienes trabajan con materiales educativos de ciencias, y un modelo de edificio hecho a mano. Vamos a imaginar que este carro grande es, ni más ni menos, que el «suelo».
Experimento ①: ¿Qué ocurre si fijamos el edificio directamente al carro?
Primero haremos un experimento comparativo básico. Colocamos el modelo de edificio directamente sobre el carro grande. Esta situación representa un edificio convencional, sin ningún sistema de aislamiento sísmico, construido directamente sobre el suelo.
Ahora movemos rápidamente el carro de un lado a otro. ¡Ha comenzado el terremoto! El resultado es evidente: el edificio se sacude violentamente. Se puede comprobar perfectamente cómo el movimiento del suelo se transmite prácticamente sin cambios al edificio. Puedes ver el vídeo del experimento aquí.
Experimento ②: ¿Qué pasa si colocamos otro carro como «amortiguador»?
Ahora sí, vamos a reproducir el mecanismo del aislamiento sísmico. Sobre el carro grande, que representa el suelo, colocamos otro carro más pequeño y, encima de este, el modelo de edificio. De esta manera, el carro pequeño hará las veces del «dispositivo de aislamiento sísmico» que conecta el edificio con el suelo.
Volvemos a mover el carro grande y… ¡el edificio prácticamente no se mueve! Aunque el «suelo» (el carro grande) se desplaza violentamente, las ruedas del carro pequeño absorben buena parte del movimiento. El modelo de edificio permanece tranquilo, como si no estuviera pasando absolutamente nada.
La diferencia de añadir un solo carro es enorme
Puede parecer increíble que añadir simplemente un carro más consiga cambiar de una forma tan espectacular la manera en que se mueve el edificio. Sin embargo, verlo con tus propios ojos resulta realmente sorprendente. La idea de «colocar un mecanismo que permita escapar a las vibraciones entre el suelo y el edificio» es precisamente la esencia del aislamiento sísmico. En los edificios reales se utilizan componentes mucho más sofisticados, como los aisladores de caucho laminado, pero el principio básico es exactamente el mismo que hemos observado en este sencillo experimento con carros.
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