La asesoría de ingeniería estructural para adecuaciones en proyectos industriales es un tema que hoy en día es necesario abordar y llevar a cabo en cada obra o construcción. Con la asesoría estructural se busca que los edificios resistan los efectos de un sismo. Se busca evitar las consecuencias (y eventuales desgracias) observadas en sismos ocurridos hasta el día de hoy. Sin embargo, hay que ir más allá de esa simple descripción y preguntarnos lo siguiente:
¿Qué tan resistente quiero que sea mi estructura?
Es muy posible conocer que la edificación debe resistir, sin embargo, lograr construir una edificación que logre lo anterior daría como resultado una estructura excesivamente robusta y excesivamente costosa. Sin embargo, hay varios códigos internacionales pensados en un punto medio que es lo que se conoce como la filosofía de diseño sismorresistente, que consiste en clasificarse según la escala Mercalli.
Cuando ocurran sismos leves o de intensidad reducida (hasta escala V), la estructura del edificio deberá resistir sin daño, en sismos de intensidad moderada (hasta escala VII), la estructura del edificio deberá resistir con daños menores como fisuras y deflexiones leves, y por último, en sismos de alta intensidad (escala VIII o superior), la estructura del edificio deberá resistir todo el evento sísmico, admitiendo daños significativos, sin colapsar, y en caso de ser una edificación vital para la supervivencia de la comunidad (hospitales, plantas de agua potable, etc.), deberá seguir en operación incluso después del sismo.
¿Cómo lo hacemos los ingenieros estructurales?
Para poder cumplir con las expectativas del diseño sismorresistente, todos los ingenieros determinan las fuerzas sísmicas máximas que se pueden esperar en un eventual evento sísmico.
Todos los ingenieros tienen acceso a una gran herramienta llamada Espectro Sísmico. Con la ayuda de este espectro, y haciendo uso de los principios de la dinámica, los ingenieros pueden estimar una fuerza sísmica que será la base de todo el diseño sismorresistente de nuestra edificación
¿Qué es el espectro sísmico?
El espectro sísmico, puesto en palabras simples, es una gráfica en la cual se resumen las aceleraciones de oscilación máxima que puede tener una edificación, en función de su periodo natural de vibración. Para dar más claridad a lo anterior, desglosamos un poco los conceptos.
Cada sismo que ha ocurrido en la tierra está descrito como una señal que, al ser aplicada sobre una edificación, causa que esta vibre, oscile o se mueva de manera particular, si reunimos varias señales sísmicas conocidas, podemos sacar una curva “promedio”, esta curva es el espectro sísmico.
Esta aceleración estará en función del periodo natural de vibración de mi edificio, este periodo natural, o fundamental, es el tiempo que tardará una edificación en realizar una oscilación (es decir, moverse de un lado para el otro) al verse sometida a una fuerza externa como la de un sismo.
Hay 3 factores a desarrollar en el diseño y asistencia estructural que son:
Zonificación sísmica
La zexperonificación sísmica se determina de manera imental, se realiza una gran cantidad de lecturas en cada región durante eventos sísmicos, se cuenta el número de eventos en un intervalo de tiempo y se agrupan datos para llegar a una regionalización; en México se tienen localizadas 4 diferentes regiones sísmicas que son congruentes con su cercanía a fallas tectónicas, al tipo de suelos de cada región y al registro histórico de los eventos sísmicos en la zona, dando en su conjunto una segmentación geográfica.
Tipo de suelo
Detectar las características del suelo independientemente de la zonificación sísmica en la que se encuentre el terreno. Para conocer las características del suelo se debe realizar exploración y estudios preliminares como la geotecnia, hidrología, geofísica y mecánica de suelos, estos estudios nos permiten esclarecer la resistencia del suelo y su respuesta ante la convivencia suelo-estructura.
Sistema estructural
La elección del sistema estructural más adecuado para el proyecto se realiza mediante un proceso de Ingeniería de Valor donde se evalúa la seguridad, funcionamiento y costo de los posibles sistemas estructurales a aplicar mostrando las ventajas y desventajas de cada uno, con el propósito de llegar a la solución más óptima ya sea con elementos de concreto o metálicos.
El conocimiento de los factores anteriores requiere de gran experiencia y sobre todo para proyectos diseñados en zonas de alta sismicidad, el análisis y diseño debe ser realizado por profesionales especializados en estructuras e ingeniería civil con amplios conocimientos en la elaboración modelos matemáticos que simulen dinámicamente los sismos para crear sistemas estructurales que los resistan.
