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Experimentos > ¡Qué catástrofe de proyecto! Resistencia de edificaciones en mesa de pruebas de terremotos

Categorías: Geología
Palabras clave: Construcciones sismoresistentes, Riesgos geológicos, Seísmos


Autor/es

Javier Morales Manzanos

Qué se pretende demostrar

Los terremotos causan daño de cuatro maneras:
  • Sacudida del suelo
  • Rotura superficial (grietas y fallas)
  • Fallo del suelo (subsidencias y colapsos)
  • Tsunamis
Las tres primeras causan víctimas principalmente al afectar a edificios que colapsan. Los tsunamis, además, por las víctimas que la propia ola genera.
Los daños causados por un terremoto con frecuencia se deben al hacinamiento de viviendas y/o a deficiencias en su construcción. Por otra parte, la resistencia de las edificaciones y obra pública en general a los sismos varía de un país o área geográfica a otra. Magnitudes semejantes producen catástrofes mayores en unas zonas que en otras. ¿A qué se debe?


Dirigido a

  • Gran público
  • Primaria
  • Secundaria


Materiales necesarios

Mesa y dispositivo de sujeción mediante muelles de la plancha de experimentación (mesa de ensayos sísmicos, al lado); diferentes modelos de estructuras de edificaciones realizados con alambre, arcilla, madera, etc.; gelatina alimentaria montada con diferentes alturas



Descripción

Mediante la simulación de movimientos sísmicos en una mesa de pruebas (ver fotografías) sometemos estructuras de diferentes tipos a vibraciones sísmicas, variando la longitud de onda (al ser manual el movimiento del soporte, podemos ir aumentando progresivamente la intensidad de la vibración, hasta hacer entrar en fase a las estructuras), analizando su comportamiento; posteriormente se extraen conclusiones sobre la estabilidad de las edificaciones en función de su estructura, cimentación y tipo de onda que la afecta.

La misma estructura se comporta de modo diferente si tiene vigas en diagonal que si no dispone de ellas. La mayoría de los edificios ocultan las estructuras triangulares básicas, pero existen dos elementos en los que la estructura es evidente: las torres metálicas y las grúas. El cuadrado no es una estructura estable, pues se deforma fácilmente y adopta diversas formas de rombo al ser sometido a un campo de esfuerzos. La única manera de conseguir que el cuadrado sea estable consiste en añadir una diagonal, lo que equivale a convertir la estructura en dos triángulos.

La consideración del tipo de sustrato (blando o rocoso) y de la topografía local, los materiales utilizados en la construcción, el tipo de cimentación y la estructura de las construcciones, entre otros factores, modifica la vulnerabilidad frente a riesgos sísmicos. De hecho, la normativa sismorresistente intenta reducir estos factores para evitar o mitigar las pérdidas humanas y económicas en caso de producirse el seísmo. La consideración y estudio de estos factores y su ensayo experimental es el objeto de esta actividad.

Con gelatina alimentaria construimos bloques de diferentes alturas. Colocamos piezas de madera sobre los bloques para visualizar mejor los efectos que tendrían en las construcciones y hacemos vibrar el conjunto. Los situados a mayor altura vibran más y durante más tiempo que los situados a menor altura. Por otra parte, puede observarse que el sedimento poco consolidado (gelatina) es peor lugar de construcción que la roca (cualquier otro material rígido que utilicemos)



Existe alg�n riesgo

Ninguno


Imágenes

 


Enlaces

Enlaces y referencias bibliográficas:

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GINER-ROBLES, J.L.; RODRÍGUEZ-PASCUA, M.A.; PÉREZ-LÓPEZ, R.; SILVA, P.G.; BARJADÍ, T.; GRÜTZNER, C.; REICHERTER, K. (Eds.) (2009) Structural Análisis of Erathquake Archaeological Effects (EAE): Baelo Claudia Examples (Cádiz, South Spain). Field Training Course Notebook. 1st INQUA-IGPC International Workshop on Earthquake, Archaeology and Palaeosismology, vol. 2. Edita IGME
 
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UGALDE, A. (coord) (2009) Terremotos. Cuando la Tierra Tiembla. CSIC, 195 pp.
 
Enlaces de interés:
 
www.awi.de
 
página del Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina [Alfred Wegener Institut für polar und Meeresforschung] con contenidos sobre su actividad científica, líneas de investigación, eventos y otros aspectos de interés. Destacan los artículos dedicados a Wegener, así como su galería fotográfica.

www.geo.mtu.edu/UPSeis
Página del MichiganTech sobre ciencias e ingeniería geológica y de minas. Tiene una página de divulgación sobre terremotos.
 
www.earthobservatory.nasa.gov esta página de la NASA contiene valiosa información sobre diversos aspectos de nuestro planeta, entre otros, un epígrafe dedicado a riesgos naturales. Magníficas fotografías y material didáctico de uso libre y gratuito con la única restricción de citar la fuente.
 
www.fomento.gov.es página del Ministerio de Fomento (2012) con contenidos técnicos sobre normativa sismorresistente.
 


Para saber m�s

ALFARO, P; BRUSI, D. GONZÁLEZ, M. (2008) El cine de catástrofes, ¡qué catástrofe de cine! En: Calonge, A., Rebollo, L., López-Carrillo, M.D., Rodrigo, A, Rábano, I. (Eds.), Actas del XV Simposio sobre Enseñanza de la Geología. Cuadernos del Museo Geominero, nº 11. Instituto Geológico y Minero de España, Madrid, 2008. pp: 3-12
 
ASKEW, M.; EBBUTT, S. (2012) Fundamentos de geometría. Ed. Blume. 176 pp.

 
BRUSI, D. (2008) Simulando catástrofes. Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales, nº 55, pp: 32-42

CRESPO, A., RODRIGO, A. (2008) Planeta Tierra. Unidades y fichas didácticas. Instituto Geológico y Minero de España. 134 p. Disponible en: http://aiplanetatierra.igme.es
 
MORCILLO, J.G.; GARCÍA, E.; LÓPEZ, M.; MEJÍAS, N.E. (2006) Los laboratorios virtuales en la enseñanza de las ciencias de la Tierra: terremotos. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra 14.2, pp: 150-156

REID, H.F. (1910) The Mechanics of the Earthquake, The California Earthquake of April 18, 1906, Report of the State Investigation Commission, Vol.2, Carnegie Institution of Washington, Washington, D.C. pag. 16-28

TOMÁS, R.; HERRERA, G.; DELGADO, J.; PEÑA, F. (2009) Subsidencia del terreno. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra (17.3) pp: 295-302

VVAA (2004) Baelo Claudia. Cuaderno de actividades ESO. Consejería de Educación y Consejería de Cultura. Junta de Andalucía.

Real Decreto 997/2002 de 27 de septiembre, por el que se aprueba la norma de construcción sismorresistente: parte general y edificación. B.O.E. nº 244, viernes 11 de octubre de 2002.




Observaciones

Las fichas que se presentan forman parte del proyecto ganador del Primer Premio ExAequo Ciencia en Acción 2012, modalidad Laboratorio de Geología.