Sector Cementero

Estructuras en el Bicentenario

Entre el 20 y el 24 de octubre pasado tuvo lugar el segundo ciclo de conferencias titulado “Las estructuras en el Bicentenario de la Independencia de México”.

En el ciclo de conferencias “Las estructuras en el Bicentenario de la Independencia de México”, celebrado el pasado mes de octubre, tuvo lugar un merecido homenaje al maestro en ciencias Enrique del Valle Calderón, profesor de varias generaciones de ingenieros y ex director de la Facultad de Ingeniería (FI) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Del Valle Calderón –un experto en ingeniería sísmica de talla internacional– “es un personaje sumamente ecuánime y equilibrado al que nunca he percibido disgustado, a pesar de que hemos estado en reuniones con arquitectos en las que dan ganas de decir algunas palabrotas. Siempre lo percibí calmado, participativo y comprensivo, incluso después de alguna conferencia en la que se encontraba con opiniones contradictorias y adversas, pero poco objetivas”. La referencia anterior es del ingeniero Francisco García Jarque (director general de García Jarque Ingenieros), quien relató que Del Valle Calderón siempre tuvo la virtud de redactar y revisar los informes y estudios técnicos como nadie lo que le permitió ser uno de los mejores peritos profesionales en seguridad estructural del Colegio de Ingenieros Civiles de México.
Un orador más fue el ingeniero José Manuel Covarrubias, quien destacó que el homenajeado ha sido uno de los profesores más eminentes que ha tenido la FI, y uno de sus directores más recordados. “Si hablamos de su papel como estructurista, tenemos que decir que su trayectoria es indiscutible y eminente, ya que siempre demostró ser un profesional integro, capaz y honesto”, sentenció. Por su parte, el director de la FI, el ingeniero Gonzalo Guerrero Zepeda, estableció que es justo y necesario que los grandes personajes de la Facultad y de la UNAM reciban este tipo de homenajes. “El maestro Del Valle Calderón es una estructura sólida de nuestra escuela y desde siempre, desde que yo era estudiante y él director de la FI, reconocí la grandeza de su sencillez”, apuntó.

La voz de la experiencia
Frente a los estudiantes que abarrotaron el auditorio Raúl J. Marsal, el ingeniero Del Valle Calderón agradeció la distinción y estableció que un maestro tiene el deber de motivar a sus alumnos para que sigan su carrera. Los mentores deben convertirse apuntó, en un modelo a seguir, tal y como me sucedió a mí con el ingeniero De Buen, con quien cursé la materia más difícil: Estabilidad de las Construcciones.
A la postre, Del Valle Calderón se convertiría en el ayudante del legendario especialista. Cabe decir que el maestro Del Valle Calderón dictó la conferencia magistral El efecto de los sismos en las construcciones, en la cual destacó que uno de los problemas que tienen las estructuras es la vibración propia y el suelo en que están desplantadas.
“Cerca del aeropuerto y en la colonia Roma, por ejemplo, los periodos de oscilación son bastante largos, del orden de los dos segundos. En muchos otros lados va variando, de acuerdo al espesor de la capa compresible que tengamos sobre la zona más o menos firme de la ciudad. Recordemos que la Ciudad de México era un lago que se fue rellenando poco a poco y eso dejó muchas arcillas de alta compresibilidad y periodos de oscilación relativamente largos. Las estructuras que no vibran es porque están muy amortiguadas”, afirmó. Del Valle Calderón señaló que cada temblor ha provocado cambios en la reglamentación relacionada con la construcción y reparación de estructuras. Yo lo he experimentado luego de los sismos de 1973, 1979 y 1985, y como ejemplo representativo puedo señalar el antiguo edificio de la Tesorería del Distrito Federal, que estaba localizado en la colonia Doctores. Esta estructura fue dañada por varios temblores y cuando fue reparado se usaron diversos métodos. Primeros se usó la técnica del encamisado, lo que significa que aumentaron las secciones de los elementos estructurales con más refuerzo en las columnas. El edificio quedó dañado nuevamente en 1979 y volvieron a encamisarlo; es decir, estaban tirando el dinero porque ese tipo de solución no atiende la causa del problema. La estructura se dañó básicamente por una coincidencia de los periodos de oscilación con los periodos del suelo, de tal manera que con el método del encamisado no podían cambiar la rigidez del edificio de manera significativa.
Sí se hacen más rígidas las columnas y las trabes, pero también aumenta la masa, y como el periodo de oscilación de una estructura depende de la raíz cuadrada de la masa entre la rigidez; entonces, si aumentan los dos parámetros, masa y rigidez, prácticamente el periodo sigue siendo muy parecido. Finalmente, el edificio se demolió”, aseveró.

Contraventeo, método eficaz
Algunos edificios se refuerzan con la técnica de las diagonales de contraventeo con el objeto de darle mayor rigidez y mayor resistencia a la estructura, tanto en la dirección longitudinal como en la dirección transversal. Esta estructuración es sumamente rígida y entonces el periodo de oscilación del edificio cambia radicalmente. Ciertas construcciones tienen un periodo cercano al del suelo; es decir, responden de una manera muy fuerte, “y con esta solución se les sacó del periodo de oscilación del suelo, al grado que cuando vino el temblor del 85 no les pasó nada. Como era de esperarse, los edificios que estaban al lado se derrumbaron”, comentó.
Algunas de las experiencias del maestro Del Valle Calderón fueron llevadas al interior de la Universidad de Illinois, institución donde el homenajeado obtuvo su maestría, de tal suerte que algunos expertos quisieron saber más sobre la resistencia que habían obtenido las estructuras que habían sido sometidas al contraventeo. “Uno de los edificios analizados fue uno al que se le tuvieron que reparar todas las grietas que tenían las trabes, las cuales se sellaron con resinas epóxicas. Las columnas de los primeros niveles, elementos que se habían agrietado fuertemente, tuvieron que inyectarse y encamisar con placas metálicas, mientras que la cimentación de la nueva estructura tuvo que hacerse completa.
El edificio tenía unos pilotes y fueron colocados algunos más, porque al ser mucho más rígida esta fachada se atrae fuerza sísmica, y esa fuerza va a provocar momentos de volteo importantes en la cimentación que había que tomar con pilotes adicionales. Esa parte quedó conectada a la estructura original mediante unos pernos y placas formando un sándwich con la trabe original; la losa se reforzó localmente. En una placa interior se colocaron varillas soldadas para aumentar la rugosidad, al tiempo que inyectamos mortero estabilizador de volumen”, explicó el experto “Se debe tener cuidado de reforzar localmente la losa para evitar una falla, enfatizó el especialista, ya que donde está conectada la estructura va a llegar a transmitirse una fuerza grande. Esto sucedió
en un edificio localizado en la calle Monterrey, en el Distrito Federal, reforzado con muros de concreto adicionales después del temblor de 1979, mismos que se desconectaron cuando vino el sismo de 1985 por no haber reforzado una de las losas”, enfatizó. Una estructura más, que se reforzó después de 1979, es la que estaba encajonada entre dos edificios. En este caso, la solución que se propuso fue rigidizar la estructura y contraventear
con diagonales en diferentes partes, al tiempo de aplanar otras áreas con concreto. “Se colocó una especie de zapata arriba y abajo a los contraventeos, mientras que las columnas se forraron con ángulos y celosía. Ello, porque al ser más rígida esa crujía va a atraer más fuerza de sismo y aumentará la fuerza axial en las columnas. Por eso había que reforzarla”, explicó.
Finalmente, el ingeniero Enrique del Valle Calderón recordó que el temblor de 1985 fue de larga duración y presentó muchos picos del mismos tamaño, lo que fue veneno puro para muchas edificaciones. “Muchas estructuras colapsaron porque ya no había energía que disipar; habían disipado toda lo que podían y el temblor seguía y seguía. Recordemos que en los suelos blandos los temblores son largos, y pueden durar minutos”, concluyó.

La sustentabilidad y los ingenieros estructurales
El doctor Amador Terán Gilmore –investigador de la Universidad Autónoma Metropolitana, asesor estructural y miembro titular de la Academia Nacional de Ingeniería– habló del papel que debe tener el ingeniero estructural en el desarrollo sustentable de México. “El calentamiento global llama mucho la atención de los medios; pero, en realidad, debemos estar alertas a muchos otros problemas que son gravísimos ya que tomamos muchos recursos naturales no renovables y los regresamos en forma desechos y contaminación”, dijo el especialista. Hay que señalar que cada año se fabrica un metro cúbico de concreto por cada uno de los siete mil millones de habitantes que tiene el planeta, explicó el doctor Terán Gilmore, quien dijo que la industria de la construcción está en deuda con la sociedad porque utilizan una gran cantidad de recursos no renovables. “Si hablamos de la ingeniería civil, y específicamente la estructural, se puede afirmar que ha permanecido con un perfil bajo y no ha ofrecido soluciones para aminorar nuestra contribución a este deterioro. En términos de sustentabilidad todo se puede resumir a que debemos hacer más con menos”.
Es cierto que hoy se busca aislar térmicamente un edificio para que se consuma menos energía eléctrica, así como captar el agua de lluvia y almacenarla en una cisterna y reutilizar esa agua; “pero se puede hacer mucho más que eso si atendemos, por ejemplo, el diseño en forma de triangulo, que es una figura estable y que permite tener menos peso que si hubiéramos usado otro sistema estructural más tradicional, como las vigas y columnas. Varias torres en el mundo se construyeron con este concepto en Londres, Tokio, China, Nueva Zelanda y Holanda, por citar algunos casos y se puede decir que ello generó el inicio de la ingeniería estructural sustentable. No obstante, y a pesar de que tenemos herramientas, lo sólido del concepto aún no se aterriza lo suficiente en la realidad. “Yo he comentado que en México se podrían hacer cosas así, pero me han dicho que no habrá un arquitecto mexicano que acepte una fachada de puros triángulos. Yo no lo creo, simplemente porque detrás de esta idea hay un gran potencial estético”, aseveró.
Un principio que deberíamos tener en términos de sustentabilidad es el ahorro de recursos en las estructuras más pesadas. El problema es que el paradigma actual de diseño sismo resistente no tiende a promover que fabriquemos las estructuras de manera eficiente –apuntó el especialista– quien concluyó diciendo que “en la realidad, tendríamos que hacer cambios profundos para hacer estructuras más ligeras, y de esa forma hacer posible un desarrollo sustentable”, concluyó. c

 

Juan Fernando González
Fotos: Cortesía Coordinación de Comunicación, Facultad de Ingeniería, UNAM.

 

 

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