Producto del terremoto del Maule de 2010, que fue uno de los más severos de los que se tenga registro, se observó daño severo en aproximadamente 2% de los edificios de muros de hormigón armado de mediana altura (10 pisos y más) y el colapso completo de un edificio en Concepción. A pesar que las estadísticas muestran que el comportamiento estructural fue exitoso para un evento de esta envergadura ¿somos capaces de anticipar el daño observado? ¿Cuánto más intenso debió haber sido el sismo para hacer colapsar aquellos edificios que resultaron dañados?, ¿podemos responder esta pregunta con el método clásico de análisis y diseño con los que fueron construidos estos edificios?, la respuesta es categóricamente no.
Hoy en día, si bien las técnicas de diseño están bastante avanzadas y los métodos en general entregan soluciones conservadoras, éstos no permiten visualizar qué es lo que ocurre cuando la estructura se ve sometida a grandes deformaciones/desplazamientos, o equivalentemente cuando la estructura presenta daño. Una forma de hacerlo es a través de los llamados “análisis dinámicos no lineales”, técnicas numéricas que permiten modelar el comportamiento de un material hasta su rotura cuando se le somete a deformaciones que varían en el tiempo. Parte de la investigación realizada en la línea 3 de CIGIDEN, Evaluación de vulnerabilidad y riesgo de sistemas físicos y sociales, está avocada precisamente a entender el mecanismo de falla de las estructuras usando esta técnica de análisis, que si bien todavía es parte del territorio de la investigación, cada vez es más utilizada en la práctica.
Para el caso de edificios dañados durante el terremoto del 2010, estos análisis predicen un tipo de falla frágil consistente con el daño observado luego del sismo. Una vez que se llega a la resistencia máxima, el muro pierde rápidamente su capacidad para soportar fuerzas. Sólo basta un ciclo de grandes deformaciones/desplazamientos, para que la fuerza vertical sobre los muros (carga axial) se vea incrementada enormemente produciendo una súbita falla en los muros.
En resumen, afortunadamente los métodos de diseño actuales están basados en hipótesis que se traducen en buenos resultados históricos, no obstante, se desconoce absolutamente el comportamiento estructural cuando se está cerca de la falla. En este escenario los “análisis dinámicos no lineales” son una herramienta fundamental para predecir y evaluar el comportamiento de las estructuras en condiciones extremas y analizar cómo fallaría la estructura y a partir de qué intensidades podría colapsar. Los resultados actuales ya muestran que se debe tener especial cuidado con muros muy delgados y/o muros con irregularidades geométricas que favorecen el aumento de demanda en estas zonas críticas.
