DESARROLLO HISTÓRICO DE LA INGENIERIA SISMICA La Ingeniería Ingeniería Sísmica (IS) está basada en los resultados resultados de estudios estudios multidisc multidiscipli iplinarios narios científcos donde la naturaleza del problema de los sismos, y particularmente de los peligros directos directos e indirecto indirectoss que ellos ellos podrían podrían genera generarr en el medio medio ambiente ambiente construido construido,, se han enatizado en general para los casos de sismos moderados moderados y seeros seeros cada uno de ellos como el resultado de no solo un eento (sacudida) sino de multieentos (arias sacudidas) !l ob"etio de la Ingeniería Sísmica Sísmica moderna (IS#) es el control de los $iesgos Sísmicos ($Ss) ($Ss) a nieles nieles que sean socialmente socialmente y econ%micam econ%micamente ente aceptables aceptables (&S'I&I' (&S'I&I' *'#II& *'#II&& & *! #I+I&I' *! *!S&S+$!S)--
IMPACTOS IMPACTOS GLOBALES DE LOS SISMOS #undialmente los sismos sismos han causado atalidades atalidades y destrucci%ndestrucci%n- La tendencia absoluta de las atalidades no decrece, decrece, aunque si se considera que la poblaci%n aumenta y un decrecimiento relatio está ocurriendo- Las p.rdidas econ%micas an aumentadas!entos sísmicos catastr%fcos que ocurrieron &ntes del Siglo // •
01223 !n oiembre 0, !l Sismo de Lisboa (#4)
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01223 !n oiembre 05, !l Sismo ape &nn, #& (#1)
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01563 !n 7ebrero 8, !l Sismo de alabria
9 0500:050;3 !n *iciembre 0;, 0500 (#5) hasta 7ebrero 1, 050; (#5-1) Los Sismos de e< #adrid, ##I 0;) Tab abla la 2-1L 2-1Lis ista ta registrados
cron cronol ológ ógic ica a
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COMIENZO Y EVOLUCIÓN DE LA INGENIERÍA SÍSMICA (IS)
Ilustración 1 Tendencia de publicación de normas y códigos para construcción sismo resistente
La Ingeniería Sísmica (IS) es a la ez un tema muy ie"o, y un tema muy nueo, depende de c%mo se lo considera (o defne)- Si la IS se la considera como solamente los esuerzos consientes realizados para me"orar la resistencia sísmica de las estructuras, entonces es un tema ie"o como lo es certifcado por la historia de unos 6=== a>os en hina- Si por otro lado la IS es considerada como los resultados de esuerzos científcos multidisciplinarios entonces ella es un
tema relatiamente nueo y que se denominará como IS #oderna-(&S'I&I'
*'#II&& *! #I+I&I' *! *!S&S+$!S 0) La IS #oderna (IS#) y su eoluci%n en dierentes países se ha registrado con un .nasis en lo que desarroll% los !!??- Se debe notar que es muy diícil establecer para cada país una echa precisa en que la IS# comenz%- omo ocurre generalmente con el desarrollo de cualquier disciplina nuea, IS# ha tenido que luchar contra la inercia con que la sociedad act@a en su adopci%n- Aara qu. un sismo signifcante inicie (o haya iniciado) la IS# en un país eBisten tres prerrequisitos para que un sismo pueda ser identifcado (o singularizado) como haber tenido un impacto hist%rico en la iniciaci%n de la IS#0- !l sismo ue muy da>ino (siniestro)-
;- !l sismo ocurri% cuando la ingeniería (particularmente la ingeniería ciil) "unto con la sismología ingenieril, habían aanzado a nieles que permitían desarrollos mayores basados en esas dos disciplinas undamentales6- !l sismo aconteci% cuando eBistía por lo menos una receptiidad política mínima a la idea de leyes de construcciones sismos resistentes(&S'I&I' *'#II&& *! #I+I&I' *! *!S&S+$!S)- omo e"emplos tenemos3
•
!l sismo de San 7rancisco en 04=C, para la IS en !!??
•
!l sismo de #essina en 04=5, para la IS en Italia
•
!l sismo de Danto en 04;6, para la IS en Eap%n
•
!l sismo de San Euan en 0488, para la IS en &rgentina
;-6-0- En la India !l autor de la ingeniería moderna de terremotos en la India, SL Dumar, desarroll% la construcci%n antisísmica de mampostería de reuerzo metálico, cuya buena actuaci%n en 0462 en el +erremoto en Fuetta ue la causa directa de la adopci%n de
construcci%n
del
primer
c%digo
antisísmica de la India- Gl desarroll% su sistema de marcos:más:pared
con secciones raras en orma de rieles de errocarril, que le eBigía el dise>o con detalles personalizados- Gl utiliza mampostería no reorzada a pesar de que escribi% que era preerible hormig%n armado ya que era demasiado caro construir así para un gran n@mero de edifcios, y su problema de ingeniería era conseguir un n@mero de edifcios resistentes a los terremotos- Gl utiliz% el hierro de los carriles erroiarios, no los de acero más uerte y entonces disponibles, porque los rieles de hierro obsoletos eran econ%micamente más actibles ya que eran proporcionados por el
sistema
4
erroiario para el que traba"% y así construir el mayor n@mero necesario de iiendas- Los ingenieros estructurales pueden reconocer cr.dito a Dumar y sus alternatias de la d.cada de 046=, sin embargo hoy en día los materiales sofsticados y tecnologías eBisten- &l igual que Dumar en la d.cada de 046=, el ingeniero de hoy en día los dise>a una estructura que se a"uste a un presupuesto y
se
pueda
construir- Los materiales son a menudo seleccionados por razones econ%micas, no por consulta a las tablas de materiales y sus propiedades-(onsortium o ?niersities or $esearch in !arthquaHe !ngineering 4:0;) ;-6-;- EL CASO DE CHINA !n hina, un país conocido por su constante record de de terremotos y moderna ingeniería sísmica se puede f"ar la echa para el origen de la ingeniería moderna de terremotos en ese país3 0428, que ue el a>o en que el Instituto de Ingeniería #ecánica ue undada en arbin, y el ingeniero, *r- Liu uiBian (0408: 044;), recibi% el encargo de elaborar un mapa de zonifcaci%n sísmica para el enorme país- *espu.s de la ictoria comunista en 0484 de la uerra iil, la ciencia y la tecnología inJuenciaron la naci%n a lado y de gobierno similar al de hina, la ?$SS- !l c%digo sísmico soi.tico tenía diersas disposiciones de ingeniería, pero
ueron
introducidos
a
un
mapa de la zona sísmica de la ?$SS- $esoler el problema zonifcaci%n sísmica establece al *rLiu y otros colegas en el ámbito de la ingeniería sísmica en la hina actual-(onsortium o ?niersities or $esearch in !arthquaHe !ngineering) ;-6-6- EL SISMO DE SAN FRANCISCO DE !"# Seg@n la inormaci%n de los archios de la asociaci%n *ominicana de #itigaci%n de *esastres los datos de San 7rancisco antes, durante y despu.s del sismo de &bril 05 de 04=C# K 5-6, 7atalidades3 82= 6===, *a>os en *%lares !!??3 !Bcedieron M2;8 millones- o ue hasta el sábado, &bril ;= en que los incendios ueron apagados- La quemadura había cubierto 84= manzanas (cuadras), ;560 acres (0082 hectáreas) en la ciudad- 'fcialmente más de 82= idas habían sido perdidas en la ciudad de San 7rancisco pero estimaciones contemporáneas indican que las atalidades ueron más de 6===- Aor lo menos la mitad de la poblaci%n de la ciudad, más de ;==-=== personas quedaron sin hogar;5-055 edifcios ueron destruidos- Las p.rdidas de estas propiedades eBcedieron M2;8 millones (d%lares en 04=C)- *espu.s del incendio docenas de frmas aseguradores contra incendios rehusaron a pagar las p.rdidas por el incendio o insistieron en reducir el costo y pago alegando que el sismo había arruinado o destrozado los edifcios- Aara poder recaudar (cobrar) el seguro contra incendio muchos de los residentes de San 7rancisco insistieron que
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sus edifcios no habían sido da>ados por los moimientos sísmicos&unque el sismo recibi% una atenci%n mundial y los da>os ueron eBtensios, el no sacudi% y asust% sufcientemente a los ingenieros como para motiarlos al desarrollo de la ingeniería sísmica- &unque ellos aprendieron algunas lecciones la mayor parte de estas lecciones no ueron concernientes al dise>o y desarrollo de construcci%n sismo resistenteLa mayoría de los ingenieros puntualizaron la necesidad de una mayor preenci%n de incendios y uso del concreto reorzado como material de edifcaci%n- Aor lo tanto durante la d.cada despu.s del sismo de San 7rancisco hubo pocos desarrollos en las áreas de ingeniería estructural yNo dinámica estructural cuando ellos se comparan con lo que se había logrado en ese tiempo en Eap%n e ItaliaOirtualmente hasta el a>o 04;2 ning@n progreso se not% con respecto al desarrollo y por lo tanto en introducir normas para el dise>o sismo resistente en los c%digos de edifcaci%n- !l enoque en !!?? al problema del dise>o sismo resistente ue más cualitatio que cuantitatio, es decir que enatiz% los aspectos constructios en ez de confar en cálculos de uerzas y tensiones- !n ez de adoptar el m.todo basado en el uso de un coefciente sísmico que había sido desarrollo en Italia y Eap%n los ingenieros en aliornia continuaron confando en el reemplazo de los erdaderos eectos de los moimientos sísmicos por los eectos de los ientos los cuales ueron establecidos como mínimo en 02 ps (1;= pascal o 16 HNm;)- Sin embargo hubo algunos ingenieros que hicieron sugerencias que ueron más allá que las recomendaciones generales acerca de una protecci%n contra incendios producido por sismoFuizás el más eBpresio de ellos ue harles *erleth Er- un proesor "oen de ingeniería estructural en la ?niersidad de aliornia en PerHeley- *erleth enatiz% repetidamente la importancia de materiales buenosQ mano de obra de gran calidadQ y dise>o inteligente dando e"emplos específcos- on respeto a inestigaci%n y educaci%n hubo eectos muy signifcantes de largo alcance causados por este sismo- ?no de ellos ue en "unio de 04=C que se orm% (o constituy%) una omisi%n Inestigadora del Sismo- !sta omisi%n prepar% y public% su inorme (o reporte) en dos ol@menes- !l olumen primero publicado en 04=5, contiene sugerencias detalladas sobre la construcci%n de casas de madera y ocasionalmente
de
conse"os sobre c%mo edifcios podrían ser reorzados contra los sismos- !l olumen segundo, publicado en 040= contiene una discusi%n te%rica del sismo de 04=C en la cual ugo 7ielding $eid presenta la teoría del rebote:elástico la cual ha probado ser de gran importancia en los estudios de los peligros inducidos por los moimientos sísmicos- Igualmente signifcante, pero quizás no bien (o menos) reconocido es el hecho de qu. la reuni%n (o asamblea) del grupo que compil% el documento de la omisi%n Inestigadora (que se denomin% como el $eporte La
o pero productio de científcos e ingenieros que dedicaron sus carreras primero en la uniersidad (academia) y despu.s en la práctica;-6-8- EL SISMO DE MESSINA EN !"$ Seg@n la inormaci%n de los archios de la asociaci%n *ominicana de #itigaci%n de *esastres ocurri% el ;5 de *iciembre de 04=5 y su epicentro ue localizado en el !strecho de #essina entre las ciudades de $eggio (alabria) y #essina (Sicilia)- on una #agnitud de 1-2 deast% la ciudad de #essina causando de 1=-=== a 0;=-=== atalidades- *e acuerdo con 7reeman (046;) R!l comienzo de estudio científco de la mecánica de la construcci%n sismo resistente ocurri% inmediatamente despu.s de que más de 0==-=== personas habían perdido sus idas en el sismo #essina:$eggio del ;5 de *iciembre de 04=5- R!l estudio comenz% con el nombramiento de una omisi%n notable que consisti% de nuee ingenieros practicantes de gran eBperiencia y cinco proesores eminentes de ingeniería- !l reporte de la omisi%n parece ser la primera recomendaci%n ingenieril para el dise>o sismo resistente de estructuras basada en el uso de un m.todo estático equialente- *irigido por el proesor #odesto Aanetti La omisi%n desarroll% el m.todo estático introduciendo el coefciente sísmico (o la raz%n
sísmica) (Rraporto sísmico)- La omisi%n recomend% dise>ar el primer piso de un edifcio para una uerza horizontal de 0N0; del peso del edifcio y en el caso de un edifcio de tres pisos usar una uerza horizontal de 0N5 del peso del edifcio arriba de cada uno de esos pisos- ?n ingeniero que ue muy inJuyente (aunque .l no ue un miembro de La omisi%n) ue &rturo *anuso quien ha sido acreditado por el desarrollo de una de las primeras ersiones del m.todo de la respuesta espectral- *esaortunadamente la productiidad en los estudios científcos que se obser% en Italia como consecuencia del Sismo de #essina de 04=5 dur% relatiamente pocos a>os a pesar de que en 0402 ocurri% otro sismo seero;-6-2- El Si%&' d A**an' Seg@n la inormaci%n de los archios de la asociaci%n *ominicana de #itigaci%n de *esastres el Sismo de &ezzano del 06 de !nero de 0402 #agnitud K 1-2, 7atalidades3 ;4-4=5 *ebido a que este sismo ocurri% cuando Italia estaba preocupada con las demandas de la uerra #undial I (0408 : 0405) las actiidades en las inestigaciones de los eectos de los sismos se suspendieron y por arias d.cadas hubo un silencio relatio en esta área de la ingeniería- !ste silencio aument% a@n más como consecuencia de la uerra #undial II (0464 : 0482)- Las actiidades en la inestigaci%n y educaci%n sobre los eectos de los sismos en Italia comenzaron de nueo en la d.cada de 04C=- Lo que sucedi% en Italia (lo cual tambi.n sucedi% en !!?? y en otros países) es una ilustraci%n del eecto sobre lo qu. actualmente llamamos Ingeniería Sísmica (IS), de su"etos completamente dierentes en historia, tal como la guerra- Sin embargo
La Segunda uerra tuo tambi.n un eecto positio con
respecto a la inestigaci%n y educaci%n en el área de la IS puesto que promoi% y demand% inestigaciones en líneas de inestigaci%n relacionadas a lo que se necesitaba para me"orar la IS como ueron la dinámica estructural, inelasticidad, plasticidad y dise>o límite- Los aances en estas áreas probaron ser de gran utilidad en la IS;-6-C- EL COMIENZO DE LA IS EN +APÓN Seg@n la inormaci%n de los archios de la asociaci%n *ominicana de #itigaci%n de *esastres la historia de los sismos en Eap%n demuestra que este país suri% muchos sismos destructios- !l 0= de 7ebrero de 014; ocurri% el Sismo izen el cuál coincidi% con la erupci%n de ?nzendaHe- Se estim% que más de 02-=== personas perdieron sus idas- !l 5 de #ayo de 0588 el Sismo Shinano: !chigo caus% la muerte de más de 0;-=== personas- !n 0522 un sismo que ue denominado como !do sacudi% +oHio, causando muchos da>os y atalidades!l proesor ?sami en 0455 afrm% que .l personalmente considera que la práctica proesional de lo qu. en el siglo ;= se denomin% como IS comenz% como consecuencia de este sismo- !n 055= ocurri% el Sismo ToHohama- omo consecuencia de los da>os y atalidades que caus% este sismo, .l moti% la ormaci%n de la RSociedad Sismol%gica de Eap%n, que ue mundialmente la
primera sociedad sismol%gica- !n 0540 un Sismo denominado como el RSismo #ino:'
del ocabulario básico de
sismología, tal como Sismología, ipocentro e Isosísmica- ousner en 0458 afrm% que $obert #allet puede ser llamado el RArimer Ingeniero Sísmico- !n 0455 el Aroesor ?sami afrm% que Ren 0408 Sano, un ingeniero Eapon.s desarroll% una teoría casi (quasi):dinámica, (la cuál más tarde se conoci% como el m.todo del coefciente sísmico) para el dise>o sismo resistente de estructuras de madera, mampostería, concreto reorzado y acero- & pesar de la importancia de los estudios y desarrollos motiados por los anteriores sismos, el Sismo de Danto en 04;6 puede ser singularizado como el eento que origin% el comienzo de la IS en Eap%n;-6-C-0-
EL SISMO DE ,ANTO (+APÓN) EN !-.
Seg@n la inormaci%n de los archios de la asociaci%n *ominicana de #itigaci%n de *esastres el 0 de Septiembre de 04;6 a las 00325am un sismo de #agnitud 5-6 sacudi% mortalmente la regi%n Danto de Eap%n incluyendo las ciudades grandes de +oHio y ToHohama U01 millas (;C Dm) al sur de +oHioV- !ste sismo, con un epicentro localizado deba"o de la Pahía Sagami y los incendios que ocurrieron caus% da>os que ueron ealuados en ;-5== millones de d%lares !!??- Las atalidades ueron de 086-=== y los heridos se estimaron en 0=8-===&unque los mayores da>os ocurrieron en las áreas urbanizadas de ToHohama y +oHio, la costa (o riera) de la Pahía Sagami y parte de la península Poso ue da>ada tambi.n seeramente por el tsunami (maremoto) de 6 a Cm que se origin% y por los eectos geol%gicos (con un leantamiento de la corteza de ;m) y geot.cnicos es decir debido a las allas del suelo-
9
;-6-1- T//&'0' d San +1an n !22 n l D%a//'ll' d La In3ni/4a
S4%&i5a n la A/3n0ina La historia demuestra que en &rgentina han ocurrido muchos terremotos, algunos desde tiempos anteriores a los de la conquista espa>ola- omo se ilustra en las dos diapositias siguientes, la zona donde ocurren la mayoría de los terremotos se halla situada al oeste del meridiano C6W y al norte del paralelo 6C grados- &ntes del +erremoto de San Euan en 0488 habían ocurrido arios terremotos, que destruyeron las ciudades de #endoza (en los a>os 015;, 05C0, 0548, 04=6, 04=1, 04;= y 04;1) y de San Euan (0548)- Sin embargo ninguno de ellos moti% la necesidad de un cambio en la reedifcaci%n de .stas ciudades- Se continu% construyendo usando los mismos materiales (es decir adobe con el mismo tipo de techo y detalles de las uniones) &demás del sismo destructio de la ciudad de San Euan en 0548, ocurrieron en la proincia de San Euan una gran cantidad de terremotos Uen los a>os 04=5 (6),04=4 (0), 0406 (0), 040C (0), 04;; (6), 04;6 (2),04;8 (C), 04;2 (6),
4;C(6), 04;1(;), 04;5(8), 04;4(5), 046=(C),
0460(;), 046;(C), 0466(2), 0468(;), 0462(2)-V que no produ"eron da>os
de
importancia- !l terremoto de San Euan de 0488 estimul%3 !l desarrollo de normas para el dise>o y construcci%n sismo resistente que se incorporaron a los c%digos de edifcaci%n que se implementaron rigurosamente en la reedifcaci%n de la ciudad de San EuanQ y La inestigaci%n y ense>anza de la edilicia sísmica en algunas de las uniersidades del país- Xon respecto a las normas para el dise>o sismo resistente ha eBistido un problema que me ha preocupado por muchos a>os y es el de que los coefcientes sísmico que se han establecido en las normas sísmicas de los c%digos han sido basados (y a@n contin@an en muchos países) en el uso de mapas de zonifcaci%n sísmica cuya confabilidad puede ser cuestionable-(&S'I&I' *'#II&& *! #I+I&I' *! *!S&S+$!S)
La na01/al*a dl 6/'7l&a %4%&i5'
■
Solo en los países con catástroes recientes hay preocupaci%n y se organizan programas nacionales y locales de mitigaci%n para las áreas aectadas
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*esaortunadamente despu.s de unos a>os los esuerzos para implementar estos programas decrecen y no se les presta la requerida o necesaria atenci%n
■
!s el deber de una sociedad ciilizada el anticipar y controlar el problema, en lugar de solo reaccionar despu.s de un sismo
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Los terremotos son peligros naturales muy especiales porque3 ■
o ocurren a menudo
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Son eentos de poca probabilidad cuyas consecuencias, cuando ocurren son muy grandes en t.rminos de destrucci%n y surimiento
■
?no de los problemas mas grandes es el sostener la atenci%n del p@blico y particularmente de las autoridades gubernamentales y la de atraer sufcientes recursos para mitigaci%n
