8/16/2019 Discurso Academia de Ciencias Final
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“RECAPITULACION DE LA EVOLUCION Y FUNDAMENTOS
DE LA INGENIERIA SISMO-RESISTENTE CONTEMPORANEA”
DISCURSO PRONUNCIADO POR EL DR. ING. JULIO C. MIRANDA
CON MOTIVO DE SU INCORPORACION
EN TANTO QUE MIEMBRO CORRESPONDIENTE
DE LA
ACADEMIA DE CIENCIAS
DE
NICARAGUA
MANAGUA 15 DE MARZO DE 2016
Excelentísimo Sr. Presidente de la Academia de Ciencias de Nicaragua,
Excelentísimo Sr. Vice-Presidente de la Academia de Ciencias de Nicaragua,
Excelentísimas Señoras Académicas,
Excelentísimos Señores Académicos,
Señoras y Señores,
Amigos,
Familia:
Establece un clásico proverbio de nuestra lengua, que: “Es
de bien nacido ser agradecido”
Por tanto, antes que nada, quiero hacer patente mi
agradecimiento a quienes generosamente me han elegido
para ser miembro de esta noble institución. No hay duda
alguna que se me hace el mayor reconocimiento
escolástico al que puede aspirar un ingeniero en su propio
país.
Al elegirme ustedes, lo hicieron con base en una
percepción de mis méritos, de su apreciación de mi carrera
técnica, y la de mi capacidad de entrega a la Nación. Solo
puedo enfáticamente decirles desde el fondo de mí
mismo: ¡Su confianza está bien resguardada!
Es justo y necesario también, recordar hoy a tantos que
me han dado la mano en el camino de la vida. Son muchos
los generosos, algunos dolorosamente ya partidos, pero
otros felizmente todavía con nosotros. A todos, mi sincera
apreciación.
Recibo hoy el honor de mi incorporación como Miembro
Correspondiente de la Academia de Ciencias de Nicaragua
y crean que me siento por ello abrumado ante la gran
responsabilidad que se me propone. Imitando a Sir Isaac
Newton tendré que subirme sobre los altos hombros de
gigantes para poder otear más allá del horizonte.
Quisiera en estos singulares momentos, expandirme sobretemas de mi quehacer como ingeniero estructura
enfocado hacia el diseño sismo-resistente. Me dedicaré
pues, con su venia, a presentar y analizar el estado del arte
de mi profesión y especialidad, tocando la temática
necesaria.
Gracias a la Real Academia Española podemos identificar
al Ingeniero como a aquel que profesa el Ingenio. Palabra
que nos llega del latín ingenium, y que corresponde a
“aquella facultad que tiene el hombre para discurrir o
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“Recapitulación De La Evolución Y FundamentosDe La Ingeniería Sismo-Resistente Contemporánea”
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inventar con prontitud y facilidad”. Define la misma fuente
como Ingeniería, a “aquel conjunto de conocimientos
orientados a la invención y utilización de técnicas para el
aprovechamiento de los recursos naturales o para la
actividad industrial”.
Notará el oyente avizor, que en las definiciones anterioresla palabra “ciencia” aparenta no haber tenido cabida. Esta
proposición es obviamente una falacia, pues si hay
ingeniería es porque hay ciencia. Y es precisamente a
través del quehacer científico que los ingenieros a lo largo
de la historia han incidido en la trascendencia existencial
de la condición humana.
Sin embargo, hay que hacer una distinción entre “ciencia”
de la manera entendida por el ingeniero, y “ciencia” de la
manera entendida por el científico. Mientras éste último
busca una verdad absoluta, sin en principio apegarse a una
restricción temporal de resolución, el ingeniero necesitaencontrar una verdad esencialmente inmediata, aunque
así fuese inconclusa, pero que sea capaz de resolver
problemas hoy, en lo inmediato.
Es importante notar que esta aplicación de ciencia
inconclusa de parte del ingeniero estructural, aunada a la
condición falible del ser humano, conduce a soluciones
también incompletas, con consecuencias algunas veces no
atractivas y aun fatales. Al respecto, ya desde unos 1800
años antes de la era cristiana, el código babilónico de
Hammurabi reservaba no menos de 282 penalidades
legales para aquellos constructores cuyas obras resultarendefectuosas o causaren víctimas.
Aunque los terremotos han acompañado a la humanidad
desde el comienzo de los tiempos, se puede argumentar
que la ingeniería sísmica en tanto que actividad técnica, se
gestó a consecuencia del terremoto del estrecho de
Messina, Italia, del 12 de Diciembre de 1908. En su
secuela, el gobierno italiano por medio de su Ministerio de
Obras Públicas, nombró una comisión de expertos,
encargándolos con la tarea de establecer normas
tendientes a la minimización de daños en edificios
sometidos a la acción sísmica. Esta comisión, que contabacon nueve miembros que eran ingenieros estructurales
practicantes, y cinco miembros que eran profesores
universitarios, produjo en 1909 el primer código a nivel
mundial, dedicado al diseño sismo-resistente de edificios
nuevos, así como para la reparación de edificios dañados
por eventos sísmicos. El código incluía además la primera
carta de zonificación sísmica jamás elaborada para un país.
Los preceptos de este código atrajeron la atención de
países afectados por la actividad sísmica, tales como
Japón. Es así que durante el terremoto de Kanto, en 1923
se pudo observar que los edificios diseñados con base en
reglamentos constructivos, mostraron un comportamiento
netamente superior en comparación con aquellos edificios
que carecían de las propiedades estructurales mínimas
que predicaban dichos reglamentos.
En el continente americano, fue como resultado de
terremoto de Santa Bárbara, de 1925, en California, que
en 1927 el Código Uniforme de la Construcción incluyó
reglamentos sísmicos, aunque estos fueron relegados a un
oscuro apéndice facultativo del documento, sitio donde
permanecieron por muchos años.
Es en 1949, que en los Estado Unidos de América, po
primera vez se presentaron mapas nacionales de la
amenaza sísmica. Pero fue hasta en 1959 que la Sociedad
de Ingenieros Estructurales de California publicó el célebre
documento “Recomendación de Requisitos de FuerzasLaterales y Comentarios”, documento que en su momento
dictó la pauta mundial moderna de las recomendaciones
para el diseño de edificios sismo-resistentes, posición
cuyas versiones actualizadas continúan asumiendo a la
fecha.
El terremoto de Managua del 23 de Diciembre de 1972
resultó en 1973, en la adopción del primer código con
requisitos de sismo-resistencia jamás elaborado en la
nación. A la fecha, el código nacional ha sido objeto de dos
ediciones posteriores, la de 1983, y la vigente de 2007.
El objetivo primordial de los códigos sismo-resistentes es
la preservación de la vida de los ocupantes. Aunque se
ejerce pasivamente una protección indirecta del valor
económico invertido debido a la aplicación de las reglas de
diseño, esta no es la intención del código, ni los códigos la
garantizan. En otras palabras, si luego del evento sísmico
un edificio no causó pérdidas humanas pero tuvo que se
eventualmente demolido, se considera como de diseño
exitoso a pesar de la pérdida económica total.
Se nota entonces que el establecimiento de las reglas
modernas de diseño sismo-resistentes es de data recienteApenas unos 50 años, por lo que todavía no se puede
hablar con verdadera propiedad de la “historia” de la
ingeniería sísmica, pues ésta todavía está en proceso de
escribirse. Sí podemos afirmar, que el desarrollo de esta
disciplina vio importantes avances en la segunda mitad de
siglo pasado, en gran medida debido a la aparición de
computadoras digitales prácticas, y que a la fecha se han
establecido tecnologías que son capaces de proteger
realísticamente los patrimonios edilicios de las naciones
situadas en alta zona sísmica.
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Es pertinente ahora discutir el conjunto de medidas cuya
aplicación permite el calificativo de sismo-resistentes a
aquellas estructuras sobre las cuales tales medidas fueron
impuestas. Primeramente es necesario describir en
términos ingenieriles el máximo movimiento sísmico que
se puede presentar en la localidad del edificio, asumiendo,usualmente, que éste tiene una vida útil de 50 años. Dado
lo aleatorio de la ocurrencia sísmica, se acepta
comúnmente que en el 10% de los casos el sismo de
diseño puede ser excedido al momento de la realización
del evento. Esto equivale a diseñar para sismos que en
promedio ocurren cada 475 años.
Es preciso notar que la selección de tal evento de diseño,
es una decisión que los ingenieros estructurales hacemos
en nombre de la sociedad, pues es a esta a la que
representamos y servimos. Tanto los individuos como la
comunidad tienen recursos monetarios limitados, demanera que los especialistas debemos establecer un
balance entre la intensidad de la protección sismo-
resistente y su costo. La consecuencia necesaria de tal
optimización, es que los ingenieros estructurales
entregamos edificaciones que son sismo-resistentes hasta
cierto nivel, pero que no son ilimitadamente a “prueba de
terremotos”.
Existen edificaciones especiales que por lo riesgoso de su
contenido, o porque tienen una función social
precisamente a ser ejercida en momentos urgentes, tales
como plantas de energía, estaciones de bomberos, depolicía, hospitales, centros de respuesta a desastres, entre
otros, necesitan consideraciones adicionales de diseño.
Para estas edificaciones, y siempre debido a la condición
aleatoria de los eventos sísmicos, se asume que en el 2%
de los casos el sismo de diseño puede ser excedido al
momento de la realización del evento. Esto equivale a
diseñar estas estructuras especiales para sismos que en
promedio ocurren cada 2500 años, y que son por tanto
más intensos que aquellos que se consideran para edificios
tradicionales.
El siguiente nivel lo constituye el diseño sísmico de ciertasestructuras extremadamente riesgosas debido a la
toxicidad mortal de su contenido, como son las centrales
nucleares. Usualmente, para este tipo de edificaciones se
consideran movimientos de tierra específicos para el sitio,
con un período de retorno de 10,000 años. No obstante,
como resultado del reciente catastrófico terremoto de
Fukushima, Japón, el 11 de Marzo de 2011, algunos países
comenzaron a considerar períodos de retorno de hasta
20,000 años para el diseño de sus instalaciones nucleares.
Finalmente, existen proyectos especialmente únicos, como
es el caso del pretendido canal por Nicaragua. La falla de
tal obra como resultado de la acción sísmica, estaría
acompañada de escenarios destructivos que ciertamente
involucrarían daños económicos considerables, y más aún
dolorosos daños ecológicos irreversibles. El diseño sismo-
resistente de este proyecto debe asegurar, en la medidade lo posible, que la obra permanezca funcional durante, y
después, de los más intensos movimientos de tierra, aun
así estos fuesen catastróficos. Los estudios para la
definición de los parámetros de diseño sísmico deberán
prepararse con rigor científico, abarcando al canal en la
totalidad de su extensión geográfica, y tomando en cuenta
la vida útil centenaria de tal proyecto. Es fácil imaginarse
que algunas porciones de esta obra, ciertamente las más
vulnerables desde la perspectiva sísmica, tendrán que
diseñarse para períodos de retorno de 10,000 años o más
Además, para este proyecto se deberán considerar
fenómenos sísmicos asociados, pero igualmente conpotencial de graves consecuencias, tales como fallamiento
geológico, hundimientos en la zona de subducción
licuación y desplazamientos de los suelos, falla de taludes,
sismos provocados por acción volcánica, y Tsunamis
marinos o lacustres. Es obvio que la unicidad de este
proyecto requiere la elaboración de criterios de diseño
específicos para la obra, y que es improcedente usar
códigos aplicables a las edificaciones tradicionales, debido
a las consideraciones hechas anteriormente.
La segunda familia de medidas cuya aplicación permite e
calificativo de sismo-resistentes a las edificaciones quefueron objeto de su aplicación, concierne a
proporcionamiento de los materiales estructurales. Para e
caso de edificios tradicionales, por razones puramente
económicas, para que estos sean asequibles a la sociedad
se admite un daño limitado siempre y cuando los
elementos constituyentes sean dúctiles. Es decir que estos
sean capaces de resistir el embate sísmico de manera
maleable, pero sin pérdida sensible de rigidez y
resistencia.
Para las estructuras con función social especial, como
discutimos son los hospitales, estaciones de bomberos, ydemás, el daño económicamente permitido tiene que ser
menor debido a su criticidad. Por tanto, en estas
edificaciones los elementos sismo-resistentes se deberán
calcular más holgadamente, con el propósito de una
mayor limitación de daños.
Para aquellas estructuras tales como las centrales
nucleares, la emisión del contenido tóxico del área de
confinamiento hacia el exterior público, está en la medida
de lo posible, absolutamente prohibida. Estas estructuras
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por tanto, se deben imperativamente diseñar para que
sufran ninguno o poquísimo daño estructural, aun para los
movimientos sísmicos más intensos que se puedan
identificar para el sitio.
Finalmente, para proyectos únicos, como el pretendido
canal por Nicaragua, y de nuevo debido a los impensablescostos económicos y ambientales que conllevarían los
daños producidos por terremotos o sus efectos
colaterales, el daño de los componentes críticos está, en la
medida de lo posible, absolutamente prohibido. Estas
estructuras, por tanto, se deben imperativamente diseñar
de la manera más conservadora posible, aun para los
movimientos sísmicos más intensos que se puedan
identificar para el sitio durante la centenaria vida útil de
tal proyecto.
Impresionantes progresos llevados a cabo en las tres
últimas décadas del siglo pasado en cuanto aldimensionamiento de estructuras dúctiles, y que han
culminado en la invención de aparatos sismo-protectores,
tales como los aisladores de base, hacen que las
proposiciones anteriores sean realísticamente factibles.
La tercera, y última, familia de medidas cuya aplicación
permite el calificativo de sismo-resistentes a las
edificaciones que fueron objeto de su aplicación,
concierne la Revisión por Pares. Se entiende entonces, que
para proyectos de importancia es conveniente, y en
muchos casos requerido por las autoridades edilicias, que
estos sean objeto de detallado escrutinio por parte deprofesionales independientes. Esta revisión por pares,
incrementa la probabilidad de un diseño óptimo, y asegura
que tanto los detalles de diseño como los de construcción
estén adecuados, y que se correspondan los unos a los
otros.
Para proyectos extremos, como sería el caso del
pretendido canal por Nicaragua, los pares deberán ser
seleccionados con calidad técnica global, para asegurar
que los mejores criterios humanamente posibles sean
establecidos, en concordancia con la importancia de tal
obra. De igual manera, pares con conocimientos devanguardia mundial deberán ser escogidos para asegurar
que la construcción resultará en forma, calidad, y detalle,
de acuerdo a lo establecido en los criterios de diseño.
Al llegar a esta parte, y con su permiso, quisiera concluir
mi exposición. Por razones de simetría, pues ingeniero al
fin y al cabo, quiero terminar de la manera que comencé.
Dando mis sinceras gracias a la Academia de Ciencias de
Nicaragua, que me trajo a este lugar, a los samaritanos
que me encontré en el camino, y especialmente a m
familia. Y a todos ustedes, gracias por su amable atención.
Dr. Ing. Julio C. Miranda
Miembro Correspondiente de laAcademia de Ciencias de Nicaragua
Ingeniero Estructural Especializado en Diseño Sismo-
Resistente
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