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Debates sísmicos - Osiris de Leon

Debates sísmicos

By Alvin Osiris d León Melendez - Dom Jun 17, 12:01 pm

En nuestro artículo anterior hicimos referencia a una reciente conferencia organizada por la Academia de Ciencias y que dictamos en la Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra, sobre suelos y terremotos en la ciudad de Santiago, y nos referimos a un ingeniero estructuralista de Santiago que estando presente en el público agotó un desafortunado turno para calificar de falacias lo dicho por nosotros sobre la vulnerabilidad de las edificaciones altas, con pisos blandos, construidas sobre los suelos arcillosos y arenosos de Santiago, porque, según él, “en los suelos blandos es mejor hacer edificios muy altos porque durante el sismo responden mucho mejor que los edificios bajos”.
Esto ha generado un interesante debate donde ha participado mucha gente preocupada por el riesgo sísmico y por la vulnerabilidad de nuestras estructuras, al extremo que el mismo ingeniero J. J. Ramírez ha respondido al pie de nuestro artículo reafirmando sus planteamientos y diciendo lo siguiente, y citamos: “Usted mostró burdas y engañosas fotos donde presentó una estructura flexible que no colapsó y según su criterio se debió a que estaba en roca, olvidando de antemano que los sismos no generan fuerzas sobre las estructuras sino desplazamientos, y que las estructuras deben ser diseñadas para soportar esos desplazamientos inducidos por los terremotos”.
Al leer estas consideraciones tenemos que llegar a la conclusión de que en materia de ingeniería sismo resistente el país está desprotegido, como Haití, porque quien ha tomado un curso de física básica, conoce las 3 Leyes de Newton, y sabe bien que: 1-“Si no existen fuerzas externas que actúen sobre un cuerpo en reposo, éste permanecerá en reposo y no habrá desplazamiento”‘, 2-Si se aplica una fuerza a un cuerpo, este se acelera y se desplaza, y 3-La fuerza que impulsa a un cuerpo, genera una fuerza igual en sentido contrario. Si un “especialista en ingeniería sismo resistente” refuta o desconoce las Leyes de Newton, entonces en Santiago vamos mal, muy mal.
Pero no conforme con su primer planteamiento absurdo, al nosotros recordarle las Leyes de Newton, entonces nos escribió lo siguiente, y citamos “imaginese (sic) que usted tenga una estructura infinitamente rigida (sic), ¿Cuáles son las fuerzas que usted dice que se presentan en la estructura? ¿Los desplazamientos diferenciales son nulos entonces no hay fuerzas internas, sin embargo (sic) la estructura aún se mueve? ¿Cómo es eso posible? “. Y ahí lo empeoró todo.
Por esa razón el Ing. Nicolás Peralta, de la Universidad de Berkeley, California, donde hay permanentes estudios y avances sobre las respuestas sísmicas de los suelos y las estructuras, le respondió de forma brillante, y citamos: “ Quiero aclarar, que en estructuras muy rígidas, incluso “infinitamente” rígidas, existe fuerza sísmica. Para ello, es bueno que estudie la respuesta elástica en el dominio de la frecuencia, para casos en que la razón frecuencia aplicada/frecuencia natural, tiende a cero. Ahí se dará cuenta, que el factor de amplificación dinámica es igual a 1.00, lo que indica que hay una fuerza que proviene de la 2da Ley de Newton… Es por eso, que vemos que los espectros elásticos que usamos comienzan con la PGA (Peak ground acceleration), y es porque si el edificio es infinitamente rígido (período natural = 0), la fuerza de diseño debe ser igual a la masa del edificio que participa en el modo en cuestión (suelen conocerse como modos estáticos) multiplicada por la PGA”.
De igual modo, el Ing. Nicolás Peralta fue preciso al referirse a los suelos blandos, y citamos: “quiero reconocer lo siguiente: Los suelos blandos deben ser respetados, así lo hace la mayoría de los ingenieros finos en todo el mundo. Sin embargo, siempre se dice, que cuando los suelos no sean susceptibles de perder capacidad, ante la ocurrencia de un terremoto, lo que debe estudiarse es el potencial destructor del sismo, tomando los efectos de amplificación de onda que ocurren en suelos blandos”. En esto, el Ing. Peralta, quien es un gran investigador de la sismicidad, coincide con nosotros y nos alegra que así sea.
Los ingenieros estructuralistas de todas partes del mundo podrán utilizar todas las teorías de la elasticidad hasta ahora desarrolladas, e incluirlas en sus diseños estructurales, sin embargo, mientras se nieguen a aceptar que la respuesta sísmica de una estructura depende principalmente del comportamiento sísmico local del suelo, y en segundo lugar de la configuración de la propia estructura, muchas estructuras seguirán colapsando con los grandes terremotos, porque los grandes terremotos seguirán ocurriendo.
Para que una estructura responda sísmicamente bien es indispensable conocer muy bien las características dinámicas locales del suelo, y luego diseñar una buena estructura sismo resistente apropiada para ese suelo, y a eso es que aspiramos, porque se puede, pero con muchos conocimientos científicos sobre la sismicidad local, con todos los datos dinámicos de la estratigrafía vertical local,  con mucho cuidado, y con menos arrogancia-ignorancia estructuralista.

Todo Geotecnista entendido en sismicidad sabe muy bien que las fuerzas sísmicas que actúan sobre un suelo flexible producen un incremento instantáneo de los esfuerzos cortantes estáticos generados por el peso del edificio, haciendo colapsar muchos edificios “aparentemente bien construidos”.

¿Porqué los sismos históricos hicieron colapsar absolutamente todos los edificios coloniales construidos sobre los suelos arcillosos flexibles de Santiago y La Vega?, si todos los edificios coloniales construidos en el siglo XVI sobre la roca caliza rígida de Santo Domingo están de pie y en uso, y no tienen acero, ni hormigón, ni fueron construidos bajo un moderno código de sismo resistencia. La roca base ha sido la difencia.
¿En cuántos emplazamientos de edificios de Santiago se han medido velocidades de ondas P y ondas S para obtener el módulo de rigidez, el módulo de Young dinámico, la relación de Poisson, el período de vibración del suelo, y la máxima aceleración espectral esperada con el sismo?. En dos solares vecinos de Santo Domingo hemos encontrado valores diametralmente opuestos, y eso puede ocurrir en cualquier parte del mundo.
¿De qué vale la configuración estructural de un edificio “bien construido”  si ha sido emplazado sobre una arena fina y suelta, saturada de agua, la cual sufre licuación al momento de un fuerte sismo y el edificio se vuelca?  Sobran casos en Japón y en California.
¿Quién impide que un fuerte sismo se produzca luego de varios días de lluvias, con los suelos arcillosos de Santiago saturados de agua, niveles freáticos elevados e incremento de las presiones de poros, reduciendo la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos, reduciendo la capacidad de respuesta dinámica de los suelos y produciendo amplificación de las ondas sísmicas de corte, con lo cual, edificios que pudieran responder de manera regular, colapsarían brutalmente?
¿O acaso los estructuralistas de Santiago ya olvidaron que un cine en proceso de construcción colapsó en Santiago luego de un fin de semana lluvioso que incrementó el nivel freático, subió las presiones de poros y generó una falla de suelo por cortante que hizo colapsar una columna apoyada sobre una zapata directa aislada, disparando el colapso  del resto de la estructura, y matando 7 personas? Todavía conservamos las fotos del mortal colapso y el estudio que hicimos sobre el mismo. Y no hubo sismo.
Muchos ingenieros estructuralistas dominicanos quisieron rasgarse las vestiduras cuando el Ing. Eduardo Fierro presentó su informe a la embajada americana en Santo Domingo, donde advertía de la vulnerabilidad sísmica de múltiples edificios altos caracterizados por pisos blandos, y la embajada emitió un memorándum prohibiendo a su personal vivir en esos edificios vulnerables. Refuten a la embajada americana.
 Y ello se debió a que quienes construyen no quieren que se diga que un sismo puede hacer colapsar los edificios que ellos han construido, sobre todo en un país donde cualquier lluvia tumba diez puentes construidos por ingenieros. Es un asunto de intereses personales.
Vaya hoy y visite el puente sobre el río Jatubey, en la autopista Duarte, el cual falló en la pasada semana Santa con una modesta lluvia, y los ingenieros estructuralistas que lo diseñaron no han dicho nada.
No podemos obligar a los ingenieros estructuralistas de Santiago a que acepten nuestros planteamientos, como tampoco obligamos a la ciudad de Santiago a aceptar lo que advertimos durante 10 horas seguidas, a través de la emisora Zeta 101, el día 11 de diciembre de 2007, cuando se acercaba la tormenta subtropical Olga.
Esa tarde repetimos durante 10 largas horas, en la Zeta 101, que la presa de Tavera estaba en la cota 325.10 msnm, y que era necesario evacuar a los residentes en las márgenes del río Yaque del Norte y verter hasta 500 metros cúbicos por segundo, para bajar la presa hasta la cota 322 msnm, retener la crecida pico, laminarla, y evitar inundar a Santiago a media noche, y evitar ahogar a la gente que estaba viviendo en las riberas.
Nuestras advertencias fueron rechazadas por las autoridades del INDRHI, por las autoridades de la EGEHID, por las autoridades de la Defensa Civil, y por muchos ingenieros hidráulicos, pero a media noche ocurrió lo advertido por nosotros, entró la crecida pico advertida, se asustaron, abrieron las seis compuertas de Tavera, vertieron 5,300 metros cúbicos por segundo,  mataron trescientas personas y dañaron muchas industrias. El resto es historia y silencio en Santiago.
Cuando en el año 2009 advertimos que la construcción de una cementera en Los Haitises era improcedente porque contaminaría las aguas subterráneas de un acuífero que recibe una recarga neta anual de 1,000 millones de metros cúbicos de agua, muchos ingenieros y funcionarios de Medio Ambiente y del gobierno, y los geólogos e hidrólogos de la empresa constructora santiaguera, dijeron que estábamos hablando falacias, y tuvo que venir el PNUD, por convocatoria formal del presidente Leonel Fernández, para darnos la razón. Entonces todos nuestros críticos guardaron silencio.
De igual modo, cuando en el año 1991, el Dr. Paul Mann planteó la “revolucionaria” tesis de que la falla sísmica Septentrional es el límite entre la placa tectónica de Norteamérica y la placa tectónica del Caribe, casi todos los geólogos e ingenieros dominicanos que estudian la sismicidad estuvieron felices y de acuerdo con él, excepto nosotros, y demostramos con cinco sólidos argumentos geotectónicos, que esa es una simple bifurcación tectónica.
En ese entonces los geólogos e ingenieros de Santiago y Santo Domingo se abalanzaron sobre nosotros acusándonos de estar perdidamente equivocados, y cuando posteriormente el Dr. Paul Mann admitió que la falla Septentrional realmente no es el límite de placas, nuestros detractores guardaron silencio sepulcral.
Cuando hacemos nuestras advertencias sísmicas, las hacemos convencidos del riesgo sísmico de nuestra isla y de la vulnerabilidad de nuestras estructuras construidas sobre suelos flexibles, y quien tenga ojos para ver, que vea, y quien tenga oídos para oír, que oiga, pero que luego del sismo no se alegue que no advertimos a tiempo para adoptar correctivos.
Cada cual deberá asumir su responsabilidad social y penal, y los tribunales deberán actuar con todo el peso de la ley contra quienes sean culpables de negligencia o de ignorancia, como se ha hecho en Chile, China y Japón.
. Por: R. Osiris de León.

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