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Terremotos: La Tierra tiembla, la ciencia responde

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Cuando el suelo se mueve es poco lo que el ser humano puede hacer; tratar de ponerse a salvo y esperar a que el movimiento termine. Sin embargo, la investigación y la tecnología están buscando más que eso. Sus metas son comprender e intentar predecir los sismos, y minimizar el daño en las construcciones.

Revista Chile tiene su ciencia Nº3, Marzo de 2015.

Que son producto de un desequilibrio cósmico. Que expresan la ira de los dioses. Temidos desde siempre, los terremotos han generado variados mitos a lo largo de la historia. En el s.VI aC., por ejemplo, el filósofo griego Tales de Mileto postuló que los sismos se producían porque la Tierra flotaba sobre agua y, por lo tanto, se movía como un barco sobre las olas. Mucho más tarde, a fines del siglo XVIII, Alexander von Humboldt estableció una relación entre las erupciones volcánicas y los terremotos, atribuyendo los movimientos telúricos a la acción de vapores acumulados bajo tierra. Fue recién a partir de la década de los 60 que se levantaron estudios científicos que permitieron entender que estos fenómenos se producen por la liberación de energía acumulada en forma de ondas sísmicas.

La sismología moderna ha permitido un gran avance en la comprensión de las causas del movimiento de la Tierra, pero quedan varias dudas por resolver: ¿Cómo saber cuándo se producirá un terremoto? ¿Cómo podemos mitigar sus daños? En Chile, la investigación y la tecnología están avanzando para responder estas preguntas.

 

Ingeniería sísmica con carácter social.

Una vez que el suelo comienza a moverse, una de las variables que podemos controlar es la seguridad de nuestras construcciones. Tradicionalmente la ingeniería sísmica apostaba a fijar las estructuras al suelo, para que cuando viniera un gran terremoto la estructura aguantara lo máximo posible, vibrando y deformándose. Eso evitaba que los edificios se derrumbaran, pero en muchos casos el daño de la estructura era tal que de todos modos era necesario derribarla. En la medida en que los estudios han ido evolucionando, las ambiciones son mayores: actualmente el propósito es minimizar los efectos destructivos que estos fenómenos provocan en las edificaciones.

El experto en ingeniería estructural y geotécnica de la Universidad Católica, Juan Carlos de la Llera, ha liderado el desarrollo de tecnologías de aislamiento sísmico y de disipadores de energía que cumplen este objetivo. “En primer lugar, desarrollamos tecnología orientada específicamente a independizar la estructura del suelo, es decir, que se mantenga quieta mientras el suelo se mueve. Y segundo, diseñamos construcciones donde el daño no ocurre en los elementos que son responsables de llevar la gravedad a la Tierra, sino en dispositivos que fueron diseñados específicamente para absorber la energía”. El ingeniero explica que esta última tecnología funciona como fusibles dentro de un edificio: los disipadores absorben la energía provocada por el movimiento evitando que el edificio mismo se dañe, e incluso pueden reemplazarse en caso de desgaste excesivo.

¿Qué diferencia a estas tecnologías de las desarrolladas en países como Japón o EE.UU.?. Principalmente su bajo costo y su orientación social, además de las particularidades propias de diseño y materiales: “Hemos competido en esa dirección, trabajando en aislamiento sísmico accesible, ya que nos interesa colocar aisladores en vivienda social, no solo en grandes edificios”, explica el profesor de la Llera.

Los aisladores funcionan como un material flexible que permite el deslizamiento del edificio, y que se ubica entre dos placas metálicas en la base de la estructura, permitiendo que el edificio se mueva lentamente como un cuerpo rígido, sin alterar su estructura por la propagación de las vibraciones ocasionadas por el movimiento sísmico. Lo que permite bajar los costos es el uso de materiales baratos, como hormigón armado y concreto, y el reemplazo de materiales de mayor valor, como el caucho.

Estas tecnologías permiten reducir hasta en diez veces el esfuerzo que una estructura soporta durante un terremoto, transformando las construcciones en estructuras que en la práctica no experimentan daños sísmicos.

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Indicadores de un sismo. La tecnología y la historia pueden ayudar.

En marzo de 2007 investigadores de la Universidad de Chile enviaron un manuscrito a la revista Physics of the Earth and Planetary Interiors, donde una de las conclusiones establecía que la zona entre Constitución y Concepción tenía el potencial de un terremoto de magnitud de hasta 8.5 en el futuro próximo. Tres años después un sismo de 8.8, con epicentro a 150 kilómetros al noroeste de Concepción, se sintió en gran parte del territorio nacional: el famoso “27F”. ¿Se pueden predecir los terremotos entonces?. El sismólogo de la Universidad de Chile, Sergio Ruiz, afirma que aún no es posible determinar con exactitud el lugar o la fecha de un gran sismo.

El científico explica que los terremotos que se han estudiado en detalle con instrumentos adecuados permiten realizar ciertos avances, pero para entender mejor las características sísmicas de Chile y adelantar con mayor precisión su ocurrencia, se requiere registrar varios más. Y el profesor Ruiz es categórico al advertir que para lograr un verdadero avance se debe instrumentar mejor todo el país con sismógrafos y antenas GPS que monitoreen con mayor precisión el movimiento, y también se necesita formar más sismólogos que puedan interpretar los datos que recogen estos instrumentos.

Por ahora es posible identificar ciertas señales que pueden anticipar los movimientos, y lo explica a partir del terremoto ocurrido en el norte de Chile en agosto de 2014. La revista Science publicó un estudio liderado por el profesor Ruiz donde se identificó una importante actividad sísmica en el norte del país, previo al fenómeno. La investigación concluye que durante cinco meses se produjo un “sismo lento” que fue evolucionando hasta que finalmente derivó en el movimiento de 8.1. “Logramos detectar una etapa previa de un gran sismo. Si los hacemos en varios movimientos más, podríamos identificar una fase tal que nos permitierían anticipar cuándo ocurre un fenómeno de este tipo en este lugar específico”, explica el geofísico.

Otro de los elementos que permite establecer cierta probabilidad en la ocurrencia de los grandes sismos tiene que ver con la historia y el tiempo entre un fenómeno y otro. “El último de esos movimientos grandes en el norte había ocurrido en 1877, y por lo tanto, como habían pasado más de 100 años era posible entrever que ahí ocurriera otro”, explica Ruiz, aunque es cuidadoso en advertir que desde la década de los 70 se hablaba de la posibilidad de ocurrencia de un terremoto en el norte del país.