La llegada de ordenadores de altas prestaciones a la arquitectura y la construcción ha hecho posible realizar cálculos que, en otro tiempo, habrían sido prácticamente imposibles. Es el caso del cálculo y diseño de estructuras destinadas a zonas con riesgo de terremoto. La aplicación de esos ordenadores potentes a la realización de estos cálculos agiliza el proceso, lo hace más exacto y facilita la exploración de alternativas. Pero, ¿cómo se realiza el cálculo de estructuras en edificios y puentes para resistir el efecto de los sismos?
El primer paso en el diseño de una estructura resistente a los terremotos consiste en decidir qué nivel de energía debe ser capaz de soportar. Dicho de otra forma, el diseño debe representar un equilibrio entre dos extremos: el del gasto desorbitado necesario para que resista una acción sísmica infinita, y la insuficiencia de su resistencia, o su destrucción segura, bajo el efecto de pequeños temblores de tierra. Y, lógicamente, los criterios de diseño no serán los mismos para un hospital que para un almacén robotizado.
Así llegamos al concepto de cálculo por desempeño, un cálculo que se establece según el comportamiento que deseamos desempeñe ante un sismo nuestra estructura. Por ejemplo, una estructura muy flexible se mantendrá en pie durante un terremoto, pero los elementos no estructurales sufrirán graves daños; en consecuencia, el edificio quedará inutilizado a pesar de no haber colapsado. Quizá no sea excesivamente importante que una vivienda pierda ciertas funcionalidades, siempre que no colapse sobre los residentes; en cambio, las funcionalidades son críticas en un hospital, el cual debe seguir operativo tras un terremoto, cuando más se necesitan sus servicios.
Precisamente, la alta capacidad de cálculo de los ordenadores permite modelar edificios en tres dimensiones y simular con gran precisión sus movimientos durante un sismo. Con dichos modelos somos capaces de identificar los puntos más vulnerables, los más deformables y el nivel potencial de colapso del edificio. Gracias a ello, la ingeniería estructural decide estratégicamente qué partes de la estructura reforzar, o dónde permitir deformaciones controladas, para que dicho edificio cumpla con las exigencias funcionales en diferentes escenarios sísmicos.
Por ende, los equipos de ingenieros estructurales optimizan los recursos económicos, que invierten en áreas clave para mejorar la habitabilidad y seguridad de los edificios frente a terremotos. Con ello, no solo protegen las estructuras, sino que priorizan la capacidad de estas de servir a las personas en los momentos críticos.
Por Jorge Laguna, jefe de la sección de estructuras del Dpto. de Arquitectura de Amusement Logic
