Boletín 2, junio 2 de 2017
Vigilada Mineducación
Una producción de la Dirección de Comunicaciones y Relaciones Públicas · anturij@uninorte.edu.co
Modelación de suelos para predecir su comportamiento
Por Melissa Zuleta Bandera
Dr. Mahndi Taiebat, durante su intervención.
Uno de los trabajos más importantes dentro de la ingeniería sísmica es tratar de predecir cómo se comportará el suelo -y por tanto todo lo que esté sobre él- según sus características y en determinadas circunstancias extremas, como un terremoto. Esta es la línea de investigación de Mahdi Taiebat, uno de los conferencistas internacionales invitados al VIII Congreso de Ingeniería Sísmica, donde impartió la conferencia ‘Elasto-plastic constitutive modeling of sands and clays for applications in geotechnical earthquake enginering’. “Cuando un terremoto golpea un lugar, primero viaja a través del suelo y después llega a las estructuras que tenemos sobre él. Estas pueden ser estructuras de ingeniería como edificios, puentes, túneles, o pueden ser estructuras del suelo, como laderas, represas, diques. Es importante entender cómo los terremotos viajan a
través del suelo, cómo estas ondas suben hasta la superficie y qué pasa con ellas”, explicó el investigador, dejando claro que su trabajo consiste en la modelación de estas ondas que recorren el suelo. Uno de los aspectos más importantes de este proceso de modelación, según detalló Taiebat, es analizar la relación entre la tensión y la fuerza: cuando se aplica fuerza al suelo este se deforma, y el término técnico del estudio de esta relación es modelación constitutiva, que fue el tema central de su intervención. Para el investigador, Ph.D en Ingeniería Civil de la Universidad de California en Davis, es de vital importancia comprender estos fenómenos, dados los distintos tipos de suelos y la forma tan diferente en que se comportan. Expuso el caso de Colombia, donde hay suelos granulosos y otros arcillo-
sos, y ambos reaccionan de manera distinta cuando ocurre un temblor. “Por ejemplo, cuando un terremoto golpea un sitio con suelo granular y el sitio está saturado y tiene una capa de agua subterránea, el terremoto podría llevar a lo que llamamos una licuefacción”, que es cuando el suelo pierde fuerza y en vez de una superficie sólida parece una masa líquida en la que colapsan las construcciones. Ese comportamiento es completamente distinto al de un suelo arcilloso. Taiebat considera que el reto más grande en su área de estudio es precisamente comprender lo que sucede en al interior de estos fenómenos, pues para realizar los modelos matemáticos que los explican se necesitan datos experimentales de buena, y obtenerlos es un gran desafío.
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Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica • Boletín 2, junio 2 de 2017 • Universidad del Norte
Elementos que blindan a las edificaciones frente a sismos Por María Margarita Mendoza
Juan Carlos de la Llera, profesor de la Pontificia Universidad Católica de Chile, durante su conferencia.
Entre 1980 y 2014, en todo el mundo se perdieron 4,2 trillones de dólares por causa de desastres naturales como terremotos. Esta situación se refleja con mayor gravedad en Chile, el país más sísmico del planeta, en donde anualmente los daños materiales ascienden a un promedio de 2500 millones de dólares, es decir, el equivalente al 1,1% de su producto interno bruto. Para hablar acerca de las metodologías utilizadas en Chile para la construcción de edificaciones sismorresistentes, y compartir experiencias que pueden ser replicadas en estructuras colombianas, durante el primer día del Congreso se presentó la conferencia “Protección sísmica y control de estructuras: teoría, información y experiencia”, la cual fue impartida por Juan Carlos de la Llera, decano de la Escuela de Ingeniería y profesor de la Pontificia Universidad Católica de Chile. 2
De la Llera es un reconocido pionero en el desarrollo de sistemas para reducir vibraciones en estructuras, como son los disipadores de energía, y sistemas de aislamiento sísmico; estos últimos son elementos estructurales que logran desacoplar el edificio del terreno en el que se encuentra, y son responsables del 95% de la respuesta del inmueble ante un evento sísmico, protegiéndolo de sus vibraciones. “En una estructura convencional fija al suelo, el comportamiento se da en todo el edificio, causándole fisuras; pero en este caso, toda la presión (del movimiento telúrico) ocurre sobre el sistema de aislamiento, por eso tenemos que ser precisos en los supuestos de modelamiento de la zona alrededor del aislador sísmico”, explicó. Durante su intervención, De la Llera destacó que los riesgos sísmicos a los que se ven sometidos los edificios no
son intangibles, por el contrario, son eventos que se pueden calcular a través de ecuaciones que miden la vulnerabilidad y amenazas a las que están expuestas las estructuras. Pero recordó que para ello es necesario tener registros de los terremotos que se presentan en el territorio; lo cual se puede conseguir a través de modelos físicos y estadísticos. De igual forma el ingeniero se refirió a la utilización de disipadores de energía para la protección sísmica de los edificios. Estos son dispositivos que también permiten aislar las construcciones ante movimientos telúricos. Para ilustrarlo ofreció como ejemplo los que él mismo diseñó para el Titanium, un rascacielos de 54 pisos, ubicado en Santiago de Chile; el cual logró soportar el terremoto de dos minutos de duración, que ocurrió en 2010 en ese país. Dichos disipadores son unas grandes estructuras tubulares con forma de equis, que están situadas cada tres pisos y disminuyen la oscilación del inmueble ante vibraciones de terremotos. De la Llera resaltó que estos sistemas de aislamiento sísmico no son medidas que solo se aplican a edificios de altura de alto costo, sino que se han desarrollado tecnologías de amortiguamiento más económicas, ajustadas a las necesidades de inmuebles de menor costo. Así que actualmente en Chile, sus hospitales, casas prefabricadas, muelles e incluso viviendas de interés social cuentan con dispositivos de protección ante movimientos telúricos.
Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica • Boletín 2, junio 2 de 2017 • Universidad del Norte
Edificaciones en tierra, un patrimonio preservado por la ingeniería sísmica Por Andrés Martínez Zalamea
Juan Carlos Reyes, profesor de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de los Andes .
Uno de los materiales más antiguos usados en el levantamiento de edificaciones es la tierra. A su llegada al Nuevo Mundo, los españoles trajeron consigo el conocimiento de la construcción con elementos como adobe y tapia pisada, una técnica que data desde hace miles de años y con la que se erigieron las capitales de la Nueva Granada, sus casas e incluso algunas construcciones religiosas. Con el paso del tiempo el ladrillo cocido reemplazó a la construcción con tierra, pero muchas de las edificaciones creadas con las viejas técnicas que aún sobreviven son consideradas patrimonio y deben ser preservadas. Juan Carlos Reyes, profesor de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de los Andes, mostró en el segundo día del VIII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, los resultados de
un estudio sísmico a las edificaciones de tierra patrimoniales de uno y dos pisos, ubicadas en la localidad de La Candelaria, en Bogotá. Este proyecto realizado por la Asociación Colombiana de Ingenieros Sísmicos (AIS) y Uniandes estuvo encaminado a brindar una serie de recomendaciones para disminuir el riesgo sísmico al que está sometido este tipo de edificaciones por su edad y por el deterioro de las propiedades mecánicas de sus materiales. Reyes sostiene que existen distintos métodos de rehabilitación a fin de evitar el colapso de estas edificaciones durante el evento sísmico, o en lo posible retardar dicho colapso para permitir la salida de sus ocupantes. “Los mejores métodos de reforzamiento que encontramos en el estudio son aquellos que tengan entramados de elementos rígidos en ambas caras
del muro, ya sea madera, acero o plástico, unidos a través de la esquina para garantizar que haya un anillo alrededor de la estructura”, detalla el doctor en Ingeniería de la Universidad de California, Berkeley. Los resultados del estudio hacen parte del documento AIS 600-EP-17, presentado durante el mismo evento por Sandra Jerez, profesora de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito. Con este texto, explica Reyes, el Comité de Edificaciones de Tierra y Patrimoniales de la AIS busca establecer “un marco normativo para que curadurías y otras entidades encargadas de hacer revisiones puedan dar juicio sobre si es adecuado el reforzamiento de estas construcciones. Eso no existe en Colombia y es la razón del estudio de la Asociación”. 3
Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica • Boletín 2, junio 2 de 2017 • Universidad del Norte
Coctel de Bienvenida
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Rafael Sabelli, Juán Andrés Oviedo
Sebastián Álvarez, Daniela González y Fernando Osorio.
Santiago Pujol, Matías Hube, Carlos Arteta, Jack Moehle, y Carlos Blandon.
Grupo Tambores del Norte de Bienestar Universitario.
Julian Carrillo, Ismael Santana y Walter Cano.
Franchesco Cavagnis, Angélica Rosso y João Almeida.