TREMR

19 de septiembre de 1985. Un terremoto de M8.1 golpea a 350 kilómetros de la costa del Pacífico de México. A esa distancia, la mayor parte de la Ciudad de México debería haber estado bien. Los edificios sobre roca firme apenas se balancearon. Pero en el distrito del antiguo lecho lacustre — donde los aztecas construyeron Tenochtitlán sobre un lago poco profundo, después drenado por los colonizadores españoles — cientos de edificios de altura media, de entre ocho y dieciocho pisos, simplemente colapsaron. En las mismas manzanas, torres más altas y edificios más pequeños quedaron completamente intactos.

Casi 10.000 personas murieron. El patrón de destrucción no fue aleatorio.

La respuesta está en la resonancia. Y entenderla explica no solo lo que ocurrió en la Ciudad de México, sino lo que ocurre dentro de cada edificio durante cada terremoto significativo — y lo que los ingenieros han hecho al respecto desde entonces.

Cómo llegan las ondas

Cuando una falla se rompe, libera energía en dos tipos principales de ondas sísmicas de cuerpo. Las ondas P — primarias, de compresión — viajan más rápido y llegan primero como un breve golpe vertical, como si alguien empujara un resorte de extremo a extremo. Las ondas S — secundarias, de cizalla — llegan segundos después y sacuden el suelo de lado a lado. Estas son las destructivas. Pueden acelerar el suelo horizontalmente con una fuerza medida como fracción de la gravedad — y en eventos extremos, varias veces la gravedad.

Un edificio no experimenta un terremoto como un solo pulso. El suelo bajo él se mueve; los cimientos se mueven con él; y la estructura superior intenta seguirlos. Según la altura y la rigidez, la cima de un edificio puede oscilar muchas veces más que la base — amplificando la entrada en lugar de limitarse a transmitirla.

Cada edificio tiene su frecuencia natural

Toda estructura tiene un período natural — la velocidad a la que prefiere oscilar cuando se la perturba y se la suelta. Golpea una regla que sobresale de un escritorio y vibra a su frecuencia natural. Un rascacielos también, solo que mucho más despacio. La regla aproximada para edificios: 0,1 segundos por piso. Un edificio de 5 pisos oscila alrededor de 0,5 segundos por ciclo; uno de 15 pisos, a unos 1,5 segundos.

Cuando el movimiento sísmico del suelo llega a una frecuencia cercana al período natural de un edificio, el resultado es la resonancia. Cada ciclo de sacudida refuerza al anterior en lugar de cancelarlo. Como empujar un columpio de niño en el momento justo, incluso entradas modestas a la frecuencia correcta crecen hasta amplitudes enormes.

En la Ciudad de México en 1985, el antiguo lecho lacustre — hasta 40 metros de arcilla blanda y limo volcánico — transformó la energía del terremoto en ondas de período largo de alrededor de 2 segundos. Los edificios de 12 a 20 pisos, con períodos naturales exactamente en ese rango, se acoplaron a las ondas amplificadas y resonaron de forma catastrófica. Los de 5 pisos y los de 30, que oscilaban a períodos distintos, no. Algunos quedaron intactos a metros de estructuras que se habían aplastado como un acordeón.

Este efecto — el suelo blando que amplifica frecuencias específicas — se llama amplificación de sitio. La Ciudad de México es un caso extremo, pero el mismo fenómeno afecta a cualquier edificio sobre sedimento suelto, relleno o terreno anegado.

Cómo fallan realmente los edificios

Las fuerzas en un terremoto son principalmente laterales — horizontales, no verticales. Los edificios se diseñan sobre todo para resistir la gravedad: el peso de pisos, muros, contenido y ocupantes empujando hacia abajo. También deben resistir fuerzas del viento en horizontal, pero un gran terremoto puede producir aceleraciones laterales varias veces mayores que cualquier carga de viento para la que se diseñó el edificio. Esa brecha es la vulnerabilidad fundamental.

Tres modos de fallo dominan los colapsos por terremoto:

Colapso de piso blando. Las plantas bajas de los edificios urbanos suelen ser las más abiertas: garajes, locales con fachada de cristal, vestíbulos de hotel, restaurantes de planta libre — espacios con pocos muros estructurales. Cuando la planta baja es más débil que los pisos superiores, se convierte en el punto de bisagra. La masa pesada de los pisos de arriba sigue moviéndose mientras el nivel débil se dobla debajo, y el edificio cae en vertical sobre su propia huella. En los terremotos de Turquía y Siria de febrero de 2023, el colapso de piso blando fue el modo de fallo dominante. Murieron más de 50.000 personas.

Colapso en acordeón (pancake). Cuando fallan las conexiones entre las losas de piso y las columnas de apoyo — más que las columnas mismas — cada piso cae sobre el de abajo. Los colapsos en acordeón son especialmente letales porque casi no dejan huecos de supervivencia. El terremoto de Kobe de 1995 mató a 6.434 personas en el oeste de Japón, muchas en bloques de apartamentos de hormigón anteriores al código que se aplastaron planta sobre planta.

Fallo por torsión. El centro de masa de un edificio — donde se concentra su peso — rara vez coincide a la perfección con su centro de rigidez — donde reside su resistencia estructural. Un edificio asimétrico no se traslada en línea recta durante la sacudida; rota. Las esquinas, que recorren el arco mayor durante la rotación, sufren el mayor estrés y fallan primero.

Qué hacen los ingenieros al respecto

La ingeniería sísmica moderna tiene tres estrategias principales.

Ductilidad. El acero y el hormigón armado cuidadosamente detallado pueden diseñarse para flexionarse en lugar de fracturarse — absorbiendo energía sísmica mediante fluencia controlada. Un pórtico dúctil de acero resistente a momento se dobla en juntas específicamente diseñadas; cuando cesa la sacudida, el edificio se ha deformado pero sigue en pie y es evacuable. El objetivo no es daño cero — es que la estructura sobreviva lo bastante para que todos dentro puedan salir. Los requisitos de ductilidad son ahora fundamentales en los códigos sísmicos de Japón, California, Nueva Zelanda y Chile.

Amortiguadores de masa sintonizados. Algunos edificios altos suspenden una gran masa cerca de la cima, conectada a la estructura por actuadores hidráulicos y cables. La masa se sintoniza para moverse al período natural del edificio pero fuera de fase con su oscilación: cuando el edificio se balancea hacia un lado, el amortiguador se mueve hacia el otro, cancelando una porción significativa del movimiento. El Taipei 101 en Taiwán contiene el ejemplo más famoso del mundo — una esfera de acero de 660 toneladas, de 5,5 metros de diámetro, colgada entre los pisos 92 y 87. Los visitantes pueden verla moverse desde una plataforma de observación dedicada. Durante tifones fuertes, la esfera se balancea visiblemente mientras los pisos ocupados del edificio permanecen relativamente quietos. El movimiento inducido por el viento se reduce alrededor de un 40%.

Aislamiento de base. En lugar de reforzar el edificio, el aislamiento lo desacopla físicamente del suelo. La estructura descansa sobre un conjunto de apoyos — típicamente pads gruesos de goma reforzados con placas de acero, o deslizadores de teflón alrededor de un núcleo de plomo — que permiten un movimiento horizontal de hasta medio metro mientras el edificio de arriba permanece casi estacionario. Un edificio aislado tiene un período natural efectivo de 3 a 5 segundos, muy fuera del rango de 0,1 a 2 segundos donde se concentra la mayor parte de la energía sísmica. El suelo se mueve; el edificio no lo sigue.

Cuando el terremoto de Northridge de 1994 golpeó la cuenca de Los Ángeles, el Hospital Universitario de la USC — construido sobre un sistema de aislamiento de base — siguió operando sin interrupción. No se evacuó a los pacientes. Hospitales adyacentes sin aislamiento sufrieron daños estructurales significativos y tuvieron que cerrar. La diferencia en el resultado no fue el terremoto; fue el diseño de la cimentación.

La brecha entre el conocimiento y la práctica

Toda investigación posterior a un terremoto llega a la misma conclusión: los edificios que siguieron los códigos modernos sobrevivieron; los que no, colapsaron.

Tras la Ciudad de México 1985, México renovó sus normas de diseño sísmico. Tras el terremoto de Kocaeli de 1999 en Turquía, que mató a 17.000 personas, Turquía reescribió su código. Tras el terremoto de Turquía–Siria de 2023, que mató a más de 50.000, los investigadores hallaron que la mayoría de los edificios colapsados se habían construido antes de que existieran los códigos modernos — o habían recibido amnistías de construcción, regularizaciones legales que permitían que estructuras ilegales siguieran en pie sin reconstruirse según el código. Algunos edificios nuevos nominalmente conformes se habían construido con hormigón inferior, barras de refuerzo infradimensionadas o sin tener en cuenta las condiciones del suelo bajo ellos.

Hay un patrón que se repite. Tras un gran terremoto, los códigos mejoran y se refuerza la aplicación — a veces de forma dramática. Pasa una generación. La memoria colectiva del desastre se desvanece. Los costes de construcción vuelven a ser la preocupación principal. La vigilancia se relaja. Y el siguiente terremoto encuentra edificios que parecen modernos pero no están construidos según normas modernas.

La sacudida misma dura segundos — rara vez más de un minuto, incluso en un evento mayor. El daño se hace en ese tiempo. Pero la vulnerabilidad se construye durante años y décadas antes: a través de atajos en la obra, a través de amnistías concedidas a edificios que deberían haberse demolido, a través de la lenta erosión de la urgencia que se instala entre un terremoto y el siguiente.

El destino de un edificio en un terremoto está en gran medida decidido antes de que el suelo empiece a moverse.