Aprendamos de sismos y la importancia de la mecánica del suelo sobre el que se cimienta una estructura
Los sismos son eventos naturales que no podemos evitar, lo que sí podemos, de cierta manera, es mitigar sus efectos según ciertas disposiciones estructurales o materiales a utilizar, empezando por el suelo.
Empecemos por definir qué es un sismo?
Antes de adentrarnos del todo en este tema, queremos partir por contarles qué es un sismo y algunos de sus comportamientos más comunes, información que quienes trabajamos en estructuras debemos conocer.
Un sismo es un movimiento brusco de la corteza terrestre que es generado por la liberación de energía sísmica de una o más placas tectónicas.
Todo sismo o terremoto se caracteriza por tener un hipocentro y un epicentro. El hipocentro es el punto de origen, y está ubicado en el interior de la tierra. Por su parte, el epicentro es el punto de la superficie donde se proyecta el movimiento tectónico. Está ubicado encima del hipocentro y es el punto de la superficie donde se percibe con mayor intensidad un terremoto.
¿Cómo se produce un sismo?
Para entender cómo se produce un sismo es necesario entender qué son las fallas geológicas o zonas de rotura. Las fallas geológicas son una fractura en la corteza terrestre a lo largo de la cual se mueven los bloques rocosos que están separados por ella. En estas zonas se acumulan tensiones y cuando dichos esfuerzos superan la resistencia de la roca, se produce una ruptura violenta que libera la energía acumulada, generándose así un sismo.
Esta energía liberada se propaga en todas las direcciones en forma de ondas sísmicas, sin embargo, no todos los tipos de ondas son iguales. Dependiendo de tres factores que son distancia, profundidad y geología del lugar, se puede determinar si el sismo es oscilatorio o trepidatorio, aunque en la mayoría de los casos es mixto.
El tipo de onda determinará los niveles de afectación de una estructura
La siguiente imagen es un sismograma o registro del movimiento del suelo, llevado a cabo por un sismógrafo, que es un instrumento que mide los movimientos de la tierra generados por los sismos. El sismograma nos permite ver los tipos de ondas que se generan durante estos eventos.
Las ondas se clasifican en dos grandes tipos:
- Las ondas de cuerpo (las vemos antes de la zona marcada con rojo en el sismograma): Son ondas que se propagan por el interior de la tierra. Su trayectoria está determinada por la densidad y elasticidad del material que atraviesan. Estas ondas se clasifican en Ondas Primarias (P) y Ondas Secundarias (S).
- Las ondas superficiales (marcadas con rojo en el sismograma): Son las que se propagan por la superficie de la tierra y requieren de una superficie libre para su propagación. Son las que generan más daño cuando se presenta un sismo, puesto que son las que generan una mayor sacudida del suelo.
Las ondas P, son las primeras en ser detectadas por los sismógrafos porque son las más rápidas, tienen una velocidad de propagación de entre 7 y 12 Km/s, dependiendo de la densidad del suelo y son la advertencia de que un movimiento más fuerte está por llegar. Entre más denso sea el suelo, más rápido se transmiten las ondas.
Las ondas S, son las segundas en llegar a la superficie, por eso se conocen como secundarias; su velocidad de propagación es aproximadamente de 4 a 7 Km/s, estas mueven el terreno con movimientos horizontales y verticales.
Finalmente, llegan las ondas superficiales, que son las más lentas, tienen una velocidad promedio de 2 Km/s, sin embargo, son las que presentan mayor amplitud, por eso son el tipo más destructivo de ondas sísmicas.
Como hemos podido ver hasta acá, las ondas superficiales transportan la mayor parte de la energía de un sismo, son las ondas más fuertes y pueden durar varios minutos, motivo por el cual son las que causan más daños a las estructuras cimentadas sobre la tierra.
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El tipo de suelo influye en la magnitud de los daños causados por un sismo
Es acá donde el tipo del suelo cobra mayor importancia, si a sismos poco profundos con ondas superficiales fuertes, sumamos un suelo de muy baja densidad, es decir un suelo blando la amplitud de la onda aumentará para poder transportar la misma cantidad de energía, produciendo sacudidas de terreno más fuertes y explosivas. De ahí la importancia de la mecánica del suelo sobre el que se cimientan las estructuras, por esta razón, es mejor construir sobre suelos rocosos, donde las ondas sísmicas se desplazan más rápido y su amplitud es más baja.
Esperamos este maravilloso tema haya sido de su interés, la apariencia de las edificaciones, espacios, colores, iluminación y demás son de gran importancia, pero la superficie sobre la que se cimientan las estructuras son las que van a soportarlo todo.