Ingeniería Civil: ¿Por qué tiene un rol esencial en la prevención de desastres de origen sísmico?

El cinturón de fuego del Pacífico es un área de 40,000 km ―que atraviesa países como Chile, Perú, México, Estados Unidos, Japón, Nueva Zelanda, entre otros―, donde ocurren cerca del 90% de los sismos de gran magnitud del mundo. Esto sucede debido al gran número de placas tectónicas que se localizan en esta zona e interactúan entre sí constantemente (del Pacífico, sudamericana, de Nazca, de Juan de Fuca, etc.).

En estos países de alto riesgo sísmico, la tarea de los ingenieros civiles es esencial, ya que ayudan en la prevención de desastres. Ellos son quienes, además de estudiar las principales características de los movimientos telúricos, identifican las propiedades dinámicas de una estructura, eligen los materiales adecuados para construirla y siguen las normas técnicas que evitan fallas peligrosas.

“Las Naciones Unidas han indicado que, por cada euro invertido en la prevención de desastres, se puede ahorrar de 4 a 7 euros en trabajos de respuesta ante un desastre. En este sentido, las innovaciones recientes se enfocan en mejorar la resiliencia de la infraestructura, es decir, en que las estructuras requieran muy poco trabajo de reparación y puedan funcionar casi inmediatamente después de un sismo severo. Este nuevo enfoque lo venimos estudiando también en UTEC, logrando algunos desarrollos de sistemas estructurales”, señala el PhD. Luis Bedriñana, docente de las materias de Resistencia de Materiales, Diseño de Estructuras de Concreto, e Ingeniería Sísmica. 

Si bien no existen tecnologías que permitan predecir un sismo, sí se han diseñado sistemas de alerta temprana, los cuales han sido implementados exitosamente en países como Japón y México. Esto se logra mediante una red de sensores distribuidos estratégicamente en diferentes zonas, con lo cual es posible que se emita una señal de alarma antes de que empiece la mayor vibración del sismo. De esta forma, los ciudadanos tienen algunos instantes más ―generalmente, menos de un minuto― para tomar medidas de emergencia, como apagar generadores eléctricos, detener trenes, localizarse en lugares más seguros, entre otras.

“El éxito de estos sistemas depende de varios factores como la distancia al epicentro, cantidad y calidad de sensores, calidad de la red de transmisión, etc.”, afirma.

Por otro lado, en las últimas décadas, también se han venido desarrollando tecnologías que permitan reducir el daño crítico que un sismo puede causar en la infraestructura. Algunas de estas son el aislamiento sísmico, disipadores sísmicos y fusibles sísmicos. Estas innovaciones están siendo aplicadas en diversos lugares, como Japón, Estados Unidos, Nueva Zelanda, Italia, Perú, entre otros. 

“Ejemplo de ello es el campus de UTEC, el cual cuenta con una serie de dispositivos de aislamiento sísmico en su base, los cuales protegerían al edificio principal frente a eventos sísmicos de gran magnitud. Los dispositivos protegerían también el contenido del edificio y asegurarían que las operaciones continúen inmediatamente después del sismo”, indica Bedriñana.

Ingenieros civiles para una ciudad más resiliente

Los sismos se generan a partir de la acumulación de energía producida por la interacción entre placas tectónicas. A nivel nacional, diversos investigadores han indicado que se presentan silencios sísmicos, fenómenos que se generan cuando hay un largo periodo de tiempo en que no se producen terremotos de gran magnitud. Esto —sumado a la vulnerabilidad de nuestra infraestructura, densidad poblacional, nivel de exposición, entre otras condiciones— crea un mayor riesgo sísmico.

“En general, mucha de nuestra infraestructura tiene una vulnerabilidad considerable, ya sea por su antigüedad o por la informalidad en su construcción. En el caso de viviendas, hay aspectos que agravan su vulnerabilidad sísmica como la autoconstrucción, ubicación en zonas inestables (mala calidad de suelo), materiales no certificados, etc. Si bien es cierto que ya se han dado diversos avances en los últimos años en el Perú, aún queda mucho trabajo por hacer en la investigación, construcción, supervisión, y certificación de estructuras con el fin de reducir la vulnerabilidad existente”, añade  el docente de Ingeniería Civil de UTEC.

En este escenario, se hace fundamental establecer planes para la gestión de desastres, los cuales se basen en principios científicos y técnicos de vanguardia. “En UTEC nos sumamos a los esfuerzos por lograr ciudades resilientes y sostenibles desde la educación, investigación, y divulgación científica. Por eso, la malla curricular de Ingeniería Civil incluye módulos y proyectos que brindan soluciones de ingeniería para la mitigación de desastres”, comenta.  

Así, desde los primeros ciclos, los estudiantes participan en debates para soluciones eficientes, asisten a eventos académicos sobre la resiliencia sísmica ―que son organizados por la universidad y presentan a expertos internacionales que comparten  los últimos avances en el tema― y desarrollan proyectos que abordan diversos retos para la resiliencia de ciudades. Por ejemplo, tres alumnos de la universidad han estado investigando la creación de un sistema de monitoreo rápido y económico que permita detectar y clasificar el daño en las estructuras de concreto.

Por otro lado, se realizan proyectos de tesis en temas como la estimación de la vulnerabilidad sísmica de estructuras industriales y esenciales, nuevos métodos para estimar fragilidades sísmicas, aplicaciones de inteligencia artificial para predecir demandas sísmicas, entre otros. Asimismo, los investigadores de UTEC publican artículos científicos en revistas de Ingeniería Sísmica y participan en conferencias internacionales.