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Ángela Hurtado Sánchez - La resistencia de los edificios a los seísmos - Contenido educativo
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Proyecto de investigación de Ángela Hurtado Sánchez titulado 'La resistencia de los edificios a los seísmos'
Buenas tardes, miembros del tribunal. Hoy les voy a presentar mi proyecto de investigación.
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Este nace de mi fascinación por los eventos naturales y cómo estos son capaces de destruir
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todas nuestras construcciones en segundos. Esto me hizo darme cuenta de que en la actualeza
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no nos tienen en cuenta a nosotros ni a nuestras construcciones, pero sí que podemos tenerla
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en cuenta nosotros a la hora de construir. Es por eso que hoy yo, Ángela Tadó Sánchez,
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estudiante del Instituto Villa de Valdemoro de segundo bachiller, os presento mi proyecto
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de investigación sobre los sismos y cómo construir estructuras resistentes y resilientes
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a ellos. El proyecto comienza con un marco teórico aclarando conceptos sobre sismología
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e ingeniería sísmica y concluye con un caso práctico. El caso práctico es el municipio
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de Lorca, en Murcia, que ha sido escenario de terremotos a lo largo de los últimos años.
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Antes de empezar el marco teórico es importante conocer los conceptos de sismología e ingeniería
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sísmica. La sismología es la ciencia que estudia los terremotos producidos por la liberación
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súbita de energía, mientras que la ingeniería sísmica estudia el efecto de estos terremotos,
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de esta liberación de energía en las estructuras. ¿Por qué se produce un terremoto? Los terremotos
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pueden estar producidos por movimiento de placas tectónicas o el deslizamiento de estos
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que produce una acumulación de energía, por actividad volcánica que altera la presión
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interior de la tierra o por el deslizamiento o movimiento de flotamasas, ya sea provocado
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por causas humanas o causas naturales. Sobre los terremotos se estudia la magnitud, la
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intensidad, la profundidad, la duración y las réplicas. La magnitud mide la energía
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liberada. Esta se cuantifica en la escala de Richter. Esta escala se realiza con los
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datos recogidos en un sismógrafo y operados en una fórmula logarítmica. Una curiosa
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forma de comparar la escala de Richter es con esta tabla con masa o dinamita o dB. La
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intensidad mide el efecto del seísmo en la estructura. Se cuantifica en la escala de
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Mercalli que va del 1 al 12, siendo el 1 el más débil y 12 el más potente. La profundidad
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es el punto en el que se encontraba el epicentro a la hora de producirse el terremoto bajo
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la superficie de la corteza terrestre. La duración es lo que tarda en producirse el
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terremoto y las réplicas son los pequeños terremotos que produce el principal.
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Pero bien, ¿cómo llegan esos terremotos a afectar las estructuras? Pues a través de
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las ondas sísmicas. Hay tres tipos de ondas clasificadas por orden de llegada. Las primeras
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en llegar son las ondas P o longitudinales que producen movimientos en vertical en las
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estructuras y dañan generalmente salientes como balcones. Las ondas S o transversales
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producen un movimiento más lateral y dañan edificios de baja altura o más diseñados.
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Por último son las ondas superficiales. Estas son las más destructivas puesto que aparte
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de generar un movimiento de vaipel en la estructura, no dependen de la estructura en sí ni de
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su diseño sino de dónde se haya edificado, del suelo en el que esté la estructura.
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Una vez aclarados los conceptos más básicos sobre sismología, pasamos a estudiar la
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ingeniería sísmica. Para ello es importante conocer las actuales normativas de edificación
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sismoresistente en territorio español, que serían el código técnico de verificación
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y la norma de construcción sismoresistente. En ellas se recogen medidas a tener en cuenta
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a la hora de construir, como ya he dicho, solo en territorio español, en base a la
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prioridad sísmica del terreno donde se esté construyendo y el uso que se le vaya a dar
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al edificio. Investigando sobre las estructuras que se utilizan para lograr una sismoresistencia
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ya sea en general o una sismoresistencia específica, encontré que las más utilizadas son las
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estructuras de acero, las estructuras de hormigón ya sea armado con barras de acero pues así
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se lo hace capaz de soportar grandes cargas como prefabricado, porque así se le puede
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someter a pruebas sísmicas antes de su aplicación a la construcción, estructuras de madera
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o estructuras de albañería como ladrillos que son las más comunes y se utilizan en
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muchos sitios de vida cotidiana. Sin embargo, si quieres lograr una sismoresistencia específica
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deberías aplicar elementos como los aisladores sísmicos como el de esta imagen que consiste
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en capas de plástico entre el edificio y su base o bien la conexión flexible entre
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estos mismos. De este modo logramos que el temblor no se sienta en el edificio como tal.
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Los amortiguadores de más sintomizados son una especie de péndulo que huelga del edificio
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y se activa en oposición a la fuerza sísmica para contrarrestar el movimiento y que tampoco
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se sienta en el edificio. El concreto de resistencia como lo utilizamos en este puente
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se usa por su capacidad de disminución de las medidas de las pequeñas piezas que componen
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la estructura, puesto que así logramos que la estructura en su totalidad sea más flexible.
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Y los materiales compuestos serían como la fibra de carbono, genómetros utilizados para
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el refuerzo de estructuras y por su gran absorción sísmica. Investigando sobre los factores que
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influyen en la resiliencia de un edificio, entendiendo como resiliencia la capacidad
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que tiene el edificio para soportar los desastres naturales y reponerse favorablemente a él,
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encontré que influye en su geometría, puesto que los edificios como este de formas irregulares
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impiden la distribución uniforme de la energía sísmica, su rigidez, para cuanto más rijo
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el edificio más segura son sus conexiones y más fuertes son estas. La masa, para la
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cantidad de inercia que queremos que sufra y la distribución adecuada de las cargas.
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Para lograr esta distribución adecuada, generalmente se deriva el uso de muros estructurales o
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vigas, como las de la imagen, porque queremos que la energía sísmica se propaga desde
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la superestructura hacia la infraestructura adecuadamente. Hasta aquí hemos ido construyendo
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la parte teórica, ahora vamos a darle sentido a todo esto. Habréis oído hablar del reciente
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terremoto de Marruecos en septiembre de este año. Esto es una imagen de mi familia y yo
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un mes antes de que todo o gran parte de lo que habíamos visitado acabase completamente
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derruido. Esto me reafirmó mi motivación del proyecto y me llevó a buscar casos más
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cercanos en territorio español y con consecuencias parecidas. Encontré el caso del 11 de mayo
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de 2011 en el municipio de Lorca, en la ciudad de Morcia. Ese municipio se encuentra entre
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las placas tectónicas de Eurasia y África en pendiente continua y en la cordillera
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brítica, por lo cual ya está sometido a un gran riesgo sísmico. Además, la amplificación
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de la gravedad en ese territorio es de 0,12. A conocer todos los datos sísmicos del territorio,
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la destrucción de los terremotos de 4,4 y 5,2, que en la tabla que veíamos antes de
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dinamita serían entre 6 toneladas y 199 toneladas de dinamita a tan solo dos kilómetros
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bajo la superficie terrestre, fue totalmente devastador, puesto que la amplificación de
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la gravedad que se esperaba de 0,12, como he dicho, fue tres veces mayor a esta. Este
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terremoto dejó como consecuencia un total de 321 edificios totalmente derruidos y 706
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de ocupación limitada, mostrado en porcentajes en la diapositiva. En estos últimos de ocupación
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limitada se encuentra la iglesia de Santiago. En esta iglesia los efectos del sísmo fueron
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muy visibles, puesto que la cúpula cayó debido al colapso de los hartos que la sujetaban
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y la torre, al desprenderse de los muros que la sujetaban perpendicularmente, inició un
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movimiento de deriva, como se suele ver en la imagen, que generó esta fisura en forma
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de X o aspa. Esto suele ocurrir en edificios cuyas paredes son de carga. Respecto a estos
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daños, las únicas medidas tomadas fueron la reconstrucción de las partes caídas con
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materiales adicionales para que no desentone con el resto de la iglesia, pero no se tomó
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ninguna medida antisísmica. ¿Qué se podría haber hecho? Tras todo mi trabajo de investigación
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llegué a la conclusión de que lo mejor sería, primeramente, aplicar un reforzamiento interno
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con tirantes de acero o fibra de carbono, de la que ya hemos hablado antes por su gran
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absorción sísmica, muretes a los lados de las columnas para que estas sujeten mejor
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y las dos grandes medidas que deberían ser tomadas son la aplicación de barras diagonales
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bajo la cúpula y la aplicación de disipadores de energía, como el de la imagen o el dibujo
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de ahí, ya sean Hadas, como el de la imagen, o Tadas. Estos disipadores se basan en el
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uso de materiales como el cobre, que se encuentra laminado en esta pieza, que sería esta, y
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estos materiales, el cobre, en este caso, tiene una gran absorción sísmica, por lo
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que logramos que, con su cambio periódico, el que sufra el movimiento sísmico, la fuerza
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sísmica y el daño, sea este material laminado, no el edificio en sí. Sobre los planos que
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facilitó el Ayuntamiento de Lorca durante mi visita al municipio en septiembre, realicé
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las medidas tomadas y vistas a color aquí, que se ven más específicamente tanto en
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esta diapositiva como aquí, que son los planos en físico. Estos serían las barras diagonales
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de las que hemos hablado para que se evite el colapso de la cúpula y los disipadores
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de energía, que serían este en grande y esto, que es la pieza Hadas en sí.
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Bueno, esto, como a modo de curiosidad, es una foto de mi visita al día de septiembre
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y muchas gracias por vuestra atención, espero que os haya resultado interesante y estoy
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a vuestra disposición para cualquier pregunta.
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- Idioma/s:
- Autor/es:
- Ángela Hurtado Sánchez
- Subido por:
- Ies villadevaldemoro valdemoro
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
- Visualizaciones:
- 194
- Fecha:
- 12 de enero de 2024 - 18:05
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES VILLA DE VALDEMORO
- Duración:
- 09′ 19″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1920x1080 píxeles
- Tamaño:
- 1.29