nfknfkL

2. Introducción
En las últimas dos décadas de la vida terrestre han existido cien terremotos alrededor del
planeta. Todo esto desemboca en que las placas tectónicas creen desastres naturales masivos
que le han quitado la vida a más de 1 millón 200 mil personas (statista, 2017).
Cuando hablamos de terremotos no sólo debemos preocuparnos porque tan alta es su
intensidad en la escala de Richter, sino también en qué lugar se provoca; pongamos un
ejemplo sencillo. No es lo mismo que ocurra en Santiago de Chile, a que suceda en Haití, la
gran diferencia aquí no es la cantidad de gente que viva dentro del área limítrofe, lo
importante es donde se encuentra la zona, ya que un terremoto puede dar origen a una cadena
de problemáticas mayores, como el tsunami de Haití o la ruptura de las plantes nucleares en
Japón. Aunque en este artículo sólo nos centraremos en el combate de las edificaciones contra
los sismos, queremos dejar en claro que los sismos pueden ser el preámbulo para algo mucho
peor.
Para hablar de sismos y terremotos, buscaremos dentro de los países más sísmicos del
mundo, ahí encontraremos su manera de contrarrestar, lo más posible, los daños y perjuicios
que pueden ocurrir. Chile, principalmente, es el país con el mayor índice de sismos y
terremotos en la historia, además, sostiene el puesto con el terremoto más agresivo de la
historia, este ocurrió en el año 1960 y constó de una potencia de 9.5 escala Richter, existieron
12 epicentros y hubo más de 2 réplicas casi de la misma intensidad. Gracias a que las
autoridades ya habían notificado de una casi inminente destrucción de la provincia de
Malleco, no hubo pérdidas fatales, sin embargo el desastre no se eximió de suceder, al igual
que antes mencionamos, este desastre provocó maremotos y la muerte de más de cinco mil
personas.

3. En el 2004 sucedió el terremoto dentro de Indonesia, para ser más precisos Sumatra,
se definió con una magnitud de 9.3 y, al igual que el anterior, desembocó a un tsunami que
destruyó aún más que el propio terremoto. Desgraciadamente en este no se contó con la
anticipación que el país sudamericano, así que se suman más de 220 mil muertes humanas,
aquí no se tiene muestra de que los edificios u hogares hayan estado preparadas para un
desastre así. Esta es una de las situaciones más tristes dentro de una historia como sociedad.
Gracias a los avances de la tecnología, la raza humana se ha puesto manos a la obra
para poder sobrevivir a estos inminentes movimientos tectónicos. Los mexicanos también
tenemos nuestra historia con los terremotos y hemos aprendido de ellos. Así hemos
conseguido crear estructuras como la Torre Latinoamericana y algunas más que vienen en
seguida.
De todo esto se ha aprendido y mejorado durante que hemos evolucionado nuestra especie.
Pasamos de vivir en chozas con piso de tierra y techo de paja o lodo, a vivir dentro de
rascacielos que miden más de 100 metros de altura donde se albergan cientos o miles de vidas
humanas en menos de 500 metros cuadrados. Y por todo esto, debemos crear hogares más
seguros y diseños más ergonómicos.

4. Materiales y métodos
Desde que hicimos el primer edificio como humanidad hemos descubierto muchas
cosas, entre ellas el funcionamiento de las placas tectónicas, lo cual nos ha hecho invertir en
investigaciones para crear estructuras anti sísmicas.
Las estructuras sismo-resistentes necesitan estar pendientes de las vibraciones que
crean los sismos, además estos movimientos se convierten en cargas verticales, horizontales
y torsionales, haciendo que las construcciones se desplomen por no poder soportar el peso de
sí misma.
Por eso al diseñar los edificios anti sísmico, se plantean sus pesos extras originados por
el terremoto. Todo esto influye en que las estructures intenten ser lo más ligera posible, de
esta forma su peso no aumenta descomunalmente; es preferible el uso de concreto armado
que el de cocido-ladrillo (ladrillos huecos, hechos de piedra o adobe, desgraciadamente la
albañilería no tiene tanta importancia dentro de las estructuras sismo-resistentes, así que lo
que realmente influye dentro de este ámbito son las vigas collares, columnas de amarres,
etcétera. Todo esto constituye una distribución de pesos de manera uniforme de la
construcción total.
Algo también a resaltar es que no en cualquier tipo de superficie puede construirse un
edificio anti-sísmico, esta clase de estructuras solo son compatibles con suelo y subsuelo
firme; el subsuelo blando no permite un buen “agarre” de los gatos hidráulicos ni de los
sótanos. Sin embargo la mayoría de veces la estructura debe adaptarse a las condiciones de
la tierra.

5. Algunas de las torres mexicanas que cuentan con mecanismos anti sismos son la Torre
Latinoamericana, Torre PEMEX, Torre del Pantalón, entre otras.
La peculiaridad que comparten todas las estructuras antes mencionas son la de tener
más de 2 sótanos, estos tienen el trabajo de servir como cimientos mejor arraigados a la tierra
profunda, de esta forma mantienen un mejor equilibrio. Algunos otros materiales que
comparten son el aluminio, concreto blanco y vidrio, todo esto se mezcla y se hace una
fórmula resistente e implacable. Las más modernas contienen amortiguadores en el subsuelo,
de esta manera se crea un resorte para el edificio y evita el choque y movimiento violento
durante los terremotos.
Un ejemplo claro es Japón. Iniciemos con su base, como sabemos Japón es una isla,
por lo que es inevitable que por debajo de su tierra haya agua y esta ablande el suelo tanto
que se necesario que el suelo se afirme artificialmente, para esto existen dos métodos, uno es
que la compacten y la otra es usar la técnica de aislamiento de la base "Se interponen entre
la cimentación y la estructura unos aisladores de neopreno. Cuando hay un terremoto, el
edificio se desplaza con el movimiento del suelo, sin ofrecer resistencia y, por tanto, no
colapsa.
El principio básico es que hay que desacoplar el movimiento del suelo y el movimiento
de la estructura", señala Blázquez. Después de esto se meten pilares flexibles y los diseños
de los edificios son normalmente deformes para que puedan adaptarse al movimiento creado
por la Tierra al momento de sacudirse, estos nudos podrán desplazarse y hasta moverse con
tal de que un rascacielos de más de 250 metros no se desplome, al contrario, que se estabilice
junto con la superficie terrestre.

6. El antes y el después de las estructuras sismo-resistentes se ha notado principalmente
en la tasa de mortalidad causada por derrumbes y también dentro de la cantidad de edificios
desplomados cada año desde su invención. Por dar un ejemplo en Ciudad de México en el
año 1985 hubo 3 mil 962 fallecidos por el temblor y más de 8 millones de dólares en material
perdido; en cambio en 2017 con un terremoto con escala mayor solamente hubo 192 muertos
dentro de la ciudad de México. En total hubo casi 440 muertos alrededor de la república, pero
en 1985 hubo más de 20 mil. Esto deja pruebas de lo eficientes que han sido las innovaciones.
En el mundo existen grandes estructuras que re rigen por estos factores, el suelo y los
materiales utilizados, pero en México también se ha implementado en los últimos años el
uso de un control y teoría de los las estructuras con el fin de estar listos para cualquier
fenómeno natural.

7. Resultados
Como se mencionó el descubrimiento del funcionamiento de las placas tectónicas, fue parte
primordial para desarrollar las estructuras anti sísmicas (Woo, 2017). La Tectónica de Placas
es una teoría basada en el hecho de que la rígida litosfera de la Tierra se encuentra
fragmentada en numerosas piezas llamadas placas, que encajan, se empujan, se rozan y
chocan entre sí. Esta teoría resulta importante para los científicos debido a que permite
comprender los procesos sísmicos y volcánicos y a calcular sus riesgos, además sus
principios se emplean en la creación de métodos de predicción de terremotos (SGB, 2017).
Es por ello que las estructuras sismo-resistentes son diseñadas pesando es las grandes cargas
que producen las vibraciones a partir del movimiento de las placas. Uno de los factores a
considerar es el material, como se mencionó el concreto es una de las mejores elecciones
debido a que las resistencias a tensión, flexión, cortante, adherencia y el módulo de
elasticidad del concreto, están fuertemente relacionados con la resistencia a la compresión
axial. Esto se puede explicar mejor en la curva esfuerzo-deformación que se presenta en la
siguiente figura (González Cuevas & Robles Fernández-Villegas , 1989).
Ilustración 1 Curva esfuerzo deformación de concreto normal

8. Cuando este material es sujeto a esfuerzos crecientes, la estructura se va fracturando
internamente, como se observa en la figura en algún punto la curva esfuerzo-deformación
decrece ante mayores esfuerzos (Paulay , 1979).
Un subtipo de este material es el concreto armado en el cual el acero de refuerzo se ha tensado
contra él, esto con el fin de mejorar el comportamiento del concreto a cargas externas. Es así
que este material es uno de los sistemas estructurales más populares en el mundo, por ejemplo
en Europa, se emplea en más del 25% de los edificios (Collins & Mitchell, 1991).
El terreno sobre el que se construye un edificio influye en su estabilidad, es por ello que es
importante realizar un previo y exhaustivo estudio de las características del terreno, ya que
este análisis permite dotar a los encargados de la obra de la información necesaria para
obtener las herramientas y protección correctas ante posibles complicaciones del suelo (El
mundo es, 2011).
La interacción entre el suelo y la estructura es debida a la modificación del terreno por la
presencia de la estructura. El terreno de cimentación actúa como un filtro de frecuencias y
por lo tanto existe un gran cambio en la excitación que es transmitida a la estructura (Blume,
1968). A este fenómeno se le conoce como efecto de sitio, se entiende al terreno como si
fuera un sistema dinámico, cuya frecuencia hace que algunas señales se amplifiquen y otras
no. Como se mencionó se tiene una gran preferencia en trabajar sobre terrenos duros ya que
estos amplifican las señales cuyas frecuencias dominantes son muy altas (bajos períodos) y
su transmisibilidad se reduce por debajo de la unidad para excitaciones con frecuencia
dominante baja (períodos altos), por lo que al momento de algún sismo las excitaciones que
se trasmitan serán reducidas (Clough & Penzien, 1993).

9. A lo largo de los años se ha avanzado mucho en cuanto a las normativas al momento de
hablar de construcciones y estructuras, esto debido a los daños que ha sufrido la humanidad
ante los terremotos. Aunque lamentablemente aun no es perfecto, ya que han ocurrido fallos,
ya sea por la falta del seguimiento de estas normativas o porque los edificios no sean
reinstaurado y adecuado correctamente. Es por ello que en muchos países se ha tomado como
una medida de prevención ante sismos técnicas de innovación enfocadas en la
implementación de amortiguadores. (Sanz Esteban, 2015) Los amortiguadores son
mecanismos que buscan absorber las vibraciones con un contrapeso colgante en los edificios,
existen distintos tipos de amortiguadores con distintas funciones y ventajas para una variedad
específica de edificios, a continuación se presentaran 2 casos:
 Amortiguador de masa integrado
En la siguiente figura se puede apreciar de manera gráfica el funcionamiento de este
amortiguador.
Ilustración 2 Funcionamiento amortiguador de masa integrado
Cuando se produce un movimiento en el edificio, el péndulo (parte del amortiguador) se
activa y su movimiento produce una fuerza horizontal que se opone al movimiento del

10. edificio. Este tipo de amortiguador es factible para edificios de gran altura (Andrés Oviedo
& Pilar Duque, 2006).
Lo que se puede considerar como una desventaja es al momento de la instalación de este
sistema, ya que es necesario de una gran masa y un gran espacio causando costes adicionales
de producción y problemas de espacio. En Japón este sistema se ha mantenido como uno de
los principales desde 1990, debido a que sus edificios comenzaron a modernizarse, y es un
país que se caracteriza por sus grandes torres, así que necesitaban un sistema que resistiera
las fuerzas de viento y de los sismos (Funcionamiento amortiguador de masa integrado,
2017).
Este sistema busca reducir el movimiento del edificio debido a un terremoto y soluciona el
problema estructural. De acuerdo al experto Richar Lourenco: “Es el amortiguador más
exitoso para edificios contra el viento, así como para contrarrestar los movimientos
provocados por la actividad sísmica…”” (Lourenco, 2011).
Algunas implementaciones exitosas son en el edificio Citicorp Center en Nueva York y John
Hancock Tower en Boston, o el rascacielos Taipei, situado en Taiwan, el cual cuenta con un
amortiguador de masa integrado en su parte superior como se muestra en la siguiente figura
(Amortiguador de masa integrado, edificio Taipei., 2017).

11. Ilustración 3 Amortiguador de masa integrado
El péndulo de este rascacielos es de 5.5 m de diámetro y pesa 660 toneladas, sostenido por
cables en el piso 92. El objetivo del mecanismo es el de resistir las fuerzas de viento y de un
sismo, al momento de ocurrir un movimiento en las placas tectónicas lo cual resulta en el
desplazamiento del edificio, el péndulo se desplaza en la dirección contraria, absorbiendo la
energía y limitando el movimiento del rascacielos. Se han realizado registros del
comportamiento del amortiguador del péndulo ante tifones y se ha descubierto que la
amortiguación del edificio aumenta del 1% a 4% y disminuye la vibración en un 50% (Sanz
Esteban, 2015).
 Amortiguador de líquido integrado
Este sistema es parecido al anterior, este sistema busca absorber la energía estructural por
medio de la viscosidad de un líquido y de la rotura de la ola, esto se puede traducir, como
que el líquido en el contenedor rígido oscila para absorber y disipar la energía vibratoria
producto de un sismo, un principal disipador es la rotura de la ola en la superficie libre
(Nagase, 2000). El funcionamiento del sistema se puede observar de manera gráfica en la
siguiente figura.

12. Ilustración 4 Funcionamiento amortiguador de líquido integrado
Este sistema es más innovador que el anterior y ha demostrado tener resultados favorables al
momento de ponerlo en práctica en edificios de gran altura. La frecuencia natural depende
de la profundidad del fluido esto gracias a que las dimensiones del tanque son fijas (Sanz
Esteban, 2015). La eficacia de este sistema se puede observar en edificios como él Sea Hawk
Hotel & Resort, este edificio cuenta con un sistema amortiguador con una unidad de agua de
30 toneladas, y el 19 de octubre de 1996, un terremoto de magnitud 7 en la escala de Richter
golpeo el edificio, los desplazamientos observados fueron entre 2.3 cm en la azotea y 5.6 cm
donde se encontraba el amortiguador (Funcionamiento amortiguador de líquido integrado,
2017). Ante este hecho se puedo comprobar que el amortiguador redujo la vibración de la
torre después del choque. Otra ventaja es el hecho de que el costo de este tipo de amortiguador
y que no necesita una masa ni espacio extra, por lo que es muy económico al final termina
siendo económico y funcional, por ejemplo el costo del amortiguador del Sea Hawk Hotel &
Resort fue del y 0,03% del coste de la construcción de todo el edificio, una pequeña inversión
para asegurar una grande (Wilson, 2000).
El diseño y la implementación de los amortiguadores como herramientas para estructuras
anti-sismo ha llegado hasta nuestro país, ya que es una manera de evitar catástrofes

13. ambientales como lo ocurrido años atrás. A continuación se presenta una tabla con algunos
ejemplos de edificios que han sido diseñados con este sistema (Saint-gobain, 2018).
Tabla 1 Edificios con sistema de amortiguación
Edificio Localizado Característica
Residencial del
Bosque I y II
Polanco, Ciudad de
México.
Edificios más altos y seguros de la zona,
cuentan con 20 amortiguadores sísmicos.
Torre Altus Ciudad de México
Uno de los edificios más altos de la
capital, con 45 pisos y 197 metros de
altura, tiene 25 amortiguadores sísmicos
integrados.
Reforma 222 Ciudad de México
Cumple con altas normas de seguridad,
tiene 50 amortiguadores sísmicos, lo cual
en teoría lo hace resistente a un sismo de
magnitud 8.5
Torre Mayor Ciudad de México
Una de las edificaciones más seguras
contra un sismo. Cuenta con 98
amortiguadores, por lo que debe resistir
un terremoto de magnitud 9.
Por ultimo otra nueva implementación ligada al uso de amortiguadores, es la de crear
estructuras flexibles, que admitan un cierto grado de deformación, vibren y desplacen
ligeramente (Trisacor, 2019). La flexibilidad en una estructura permite diferenciar la mayor
cantidad del periodo natural de la estructura con el periodo del sismo, evitando que se
produzca resonancia, lo cual podría provocar daños severos o el colapso de la estructura (El
mundo es, 2011). Como se ha visto en casos antiguos, los derrumbes se producen por la
rigidez debido a la unión con la superficie en la que se encuentran. Para conseguirlo todas las
plantas del edificio deberán contar con lo que se denomina como encuentros articulados, es
decir, puntos de unión entre pilares con las vigas, esto dota de flexibilidad a la construcción.
Discusión

14. Ante los resultados obtenidos de la investigación sobre estructuras antisísmicas, se pueden
llegar a varias conclusiones respecto a los métodos actuales implementados la restauración y
construcción de edificaciones.
Uno de los primero factores a considerar cuando se planea el diseño y construcción de una
estructura, es el suelo, como preferencia es mejor escoger suelo duro en lugar de blando, esto
debido a que es menos problemático al momento de construir sobre él, y no necesita de otras
herramientas y factores para funcionar, aparte de que en caso de ocurrir un sismo, el suelo
duro funciona como filtro de las excitaciones producidas por las placas tectónicas.
El siguiente aspecto son los materiales, mediante pruebas de deformación sometidas a
diversos materiales, los estudios resaltan que la mejor opción es el acero y el concreto ya que
su respuesta ante tensiones es mejor. Existen distintos tipos de aleación de estos materiales,
pero para trabajo futuro se pudieran analizar cada tipo.
Por último el factor para las edificaciones actuales es la flexibilidad, la cual puede ser
obtenida mediante amortiguadores los cuales garantizan el desplazamiento del edificio, con
el fin de evitar que este se derrumbe, otra forma de otorgar flexibilidad a estas estructuras es
mediante el uso de articulaciones que unan pilares con vigas, igualmente esto con el fin de
obtener un desplazamiento del edifico al momento de producirse un sismo.

15. Bibliografía
Amortiguadordemasa integrado,edificio Taipei. (2017). Obtenidode http://www.taipei-
101.com.tw/en/index.aspx
AndrésOviedo,J.,&PilarDuque,M.(2006). Sistemasde controlde respuesta sísmica en
edificaciones.
Blume,J.A.(1968). Dynamiccharacteristicsof multistory buildings. ASCE.
Clough, R. W.,& Penzien,J.(1993). Dynamicsof Structures. New York:McGrawHill,Inc.
Collins,M.,& Mitchell,D.(1991). Prestressed concretestructures. New Jersey:Prentice-Hall.
El mundo es.(2011). Obtenidode Losedificiosjaponeses,losmejorpreparadospararesistirun
seísmo:https://www.elmundo.es/elmundo/2011/03/21/ciencia/1300706112.html
Funcionamiento amortiguadordelíquido integrado.(2017).Obtenidode https://www.uk
essays.com/essays/engineering/the-technologys-advances-modern-civil-engineering-
engineering-essay.php
Funcionamiento amortiguadordemasa integrado. (2017).Obtenidode
http://documents.tips/documents/taipei-55ef413e52445.html
GonzálezCuevas,O.,& RoblesFernández-Villegas,F.(1989). AspectosFundamentalesdel
Concreto Reforzado. Limusa.
Lourenco,R. (2011). Design, Construction and Testing of an AdaptivePendulumTuned Mass
Damper. Canadá.
Nagase,T. (2000). EarthquakeRecordsObserved in Tall Buildingswith Tuned PendulumMass
Damper.
Paulay, R. (1979). Estructurasde Concreto Reforzado Editorial. Limusa.
Saint-gobain.(2018).Obtenidode Latecnologíaanti sísmicaenla actualidad:https://www.saint-
gobain.com.mx/la-tecnologia-anti-sismica-en-la-actualidad
Sanz Esteban,L.(2015). Sistemasconstructivospara sismos. Madrid.
SGB. (2017). Obtenidode Tectónicade placas:
https://www.sgm.gob.mx/Web/MuseoVirtual/Riesgos-geologicos/Tectonica-de-
placas.html
Trisacor.(2019). Obtenidode ¿Comofuncionanlosedificiosantisismicos?:
https://www.trisacor.com/es/como-funcionan-los-edificios-antisismicos/
Wilson,E.L. (2000). Three dimensionalstaticand dynamicanalysisof structures. California:
Berkeley.
Woo, M. (2017). BBC.Obtenidode Porqué lasplacas tectónicasysus movimientosson
indispensablesparalavida:https://www.bbc.com/mundo/vert-earth-38659049

16. https://lasillarota.com/edificios-de-cdmx-a-prueba-de-sismos-edificios-sismo/179995
https://www.tinsa.es/blog/arquitectura/construir-edificios-con-materiales-reciclados/
https://es.statista.com/estadisticas/635156/numero-de-muertes-provocadas-por-
terremotos-a-nivel-mundial/
http://www.hildebrandt.cl/tecnicas-de-la-arquitectura-antisismica/
https://www.who.int/hac/techguidance/ems/earthquakes/es/
https://www.eluniversal.com.mx/mundo/el-peor-terremoto-de-la-historia-reciente-
ocurrio-en-chile-hace-58-anos
https://www.bbc.com/mundo/noticias/2015/09/150917_mexico_sismo_antes_despues
_fotos_an
https://www.bbc.com/mundo/noticias-america-latina-45544734

17. https://www.eitb.eus/es/noticias/internacional/detalle/5105159/terremoto-mexico-19-
septiembre-2017-noticias-sismo-dia-26/
https://www.milenio.com/cultura/cuantos-muertos-causo-el-terremoto-de-1985
https://civilgeeks.com/2011/12/25/principios-basicos-del-diseno-y-construccion-
sismorresistente/
https://www.elmundo.es/elmundo/2011/03/21/ciencia/1300706112.html