Cómo Japón pasó más de un siglo protegiendo su arquitectura contra terremotos

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By journalsofus.com


Nota del editor: Diseño para el impacto es una serie que destaca soluciones arquitectónicas para comunidades desplazadas por la crisis climática, desastres naturales y otras emergencias humanitarias.



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Esta semana se transmitieron escenas de edificios reducidos a escombros a todo el mundo tras una Terremoto de magnitud 7,5 que azotó el lunes la prefectura de Ishikawa, en la costa occidental de Japón.

Aún se desconoce el alcance total de los daños. Al menos 270 viviendas en la región quedaron destruidas, dijeron las autoridades, aunque es probable que la cifra final sea mucho mayor. Esta cifra no incluye, por ejemplo, Suzu o Wajima, una ciudad de más de 27.000 habitantes a sólo 32 kilómetros (20 millas) del epicentro del terremoto, donde los funcionarios del departamento de bomberos dicho Según la emisora ​​pública NHK, unos 200 edificios se incendiaron.

Estos informes hablan de las tragedias personales que enfrentan muchos de los residentes de la región. Pero si bien no hay dos eventos sísmicos que sean directamente comparables, terremotos de fuerza similar en otras partes del mundo (como un terremoto de magnitud 7,6 que causó el colapso de más de 30.000 edificios en Cachemira en 2005, por ejemplo, a menudo han causado una destrucción mucho mayor.

Por el contrario, Ishikawa pudo haber escapado con facilidad, según Robert Geller, profesor emérito de sismología de la Universidad de Tokio.

“Los edificios modernos parecieron funcionar muy bien”, dijo a CNN el día después del terremoto de Japón, señalando que las casas más antiguas “con pesados ​​techos de tejas de arcilla” parecían haber tenido los peores resultados.

“La mayoría de las casas unifamiliares, incluso si sufrieron daños, no se derrumbaron por completo”, dijo.

Un adagio del diseño sísmico afirma que los terremotos no matan a las personas. los edificios lo hacen. Y en uno de los países más propensos a los terremotos del mundo, arquitectos, ingenieros y planificadores urbanos han intentado durante mucho tiempo proteger a los pueblos y ciudades contra grandes temblores mediante una combinación de sabiduría antigua, innovación moderna y códigos de construcción en constante evolución.

Trevor Mogg/Alamy Foto de stock

Un edificio en Osaka, Japón, que ha sido reforzado para protegerlo de los terremotos.

De gran escala”amortiguadores”, que oscilan como péndulos dentro de los rascacielos, hasta sistemas de resortes o cojinetes de bolas que permiten que los edificios se balanceen independientemente de sus cimientos, la tecnología ha progresado dramáticamente desde que el gran terremoto de Kanto arrasó grandes partes de Tokio y Yokohama hace poco más de 100 años.

Pero las innovaciones se centran principalmente en una idea simple y comprendida desde hace mucho tiempo: que la flexibilidad brinda a las estructuras las mayores posibilidades de supervivencia.

“Encontrarás que muchos edificios, especialmente hospitales y estructuras críticas importantes, están sobre estos (cojinetes) de goma para que el edificio en sí pueda balancearse”, dijo Miho Mazereeuw, profesor asociado de arquitectura y urbanismo en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. (MIT), quien explora la cultura de preparación de Japón en su próximo libro “Diseño antes del desastre.

“Conceptualmente, todo se reduce a la idea de que, en lugar de resistir el movimiento de la Tierra, se deja que el edificio se mueva. con él.”

Este principio se ha utilizado en Japón durante siglos. Muchas de las pagodas de madera tradicionales del país, por ejemplo, han sobrevivido a terremotos (y es más probable que hayan sucumbido a incendios o guerras), incluso cuando las estructuras modernas no lo hicieron. Tomemos como ejemplo la pagoda de 55 metros (180 pies) de altura del templo Toji, construida en el siglo XVII cerca de Kioto; se sabe que emergió intacta del Gran terremoto de Hanshin de 1995, también conocido como el terremoto de Kobe, mientras que muchos edificios cercanos se derrumbaron.

Ivan Marchuk/Alamy Foto de stock

La pagoda de cinco pisos del siglo XVII en el templo Toji de Kioto.

La arquitectura tradicional de Japón tiene mucho en común con la de las vecinas Corea y China, aunque difiere en aspectos que reflejan la mayor incidencia de terremotos en el país.

En particular, la notable tasa de supervivencia de las pagodas se ha atribuido durante mucho tiempo a los “shinbashira”, pilares centrales hechos de troncos de árboles y utilizados por los arquitectos japoneses durante al menos 1.400 años.

Ya sea anclados al suelo, apoyados sobre una viga o suspendidos desde arriba, estos pilares se doblan y flexionan mientras los pisos individuales del edificio se mueven en dirección opuesta a sus vecinos. El movimiento oscilante resultante, a menudo comparado con el de una serpiente deslizándose, ayuda a contrarrestar la fuerza de los temblores y se ve favorecido por uniones entrelazadas, soportes sueltos y aleros anchos del techo.

Puede que no todos los edificios del Japón actual se parezcan a pagodas, pero los rascacielos ciertamente sí lo parecen.

Aunque el país impuso un estricto límite de altura de 31 metros (102 pies) hasta la década de 1960, debido a los peligros que plantean los desastres naturales, desde entonces a los arquitectos se les permite construir hacia arriba. Hoy en día, Japón tiene más de 270 edificios de más de 150 metros (492 pies), el quinto mayor número del mundo, según datos del Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano.

Utilizando esqueletos de acero que añaden flexibilidad al concreto notoriamente rígido, los diseñadores de rascacielos se sintieron aún más alentados por el desarrollo de contrapesos a gran escala y sistemas de “aislamiento de base” (como los cojinetes de caucho antes mencionados) que actúan como amortiguadores.

La empresa inmobiliaria detrás del nuevo proyecto japonés El edificio más alto, que se inauguró en el desarrollo Azabudai Hills en Tokio el pasado mes de julio, reclamos sus características de diseño resistentes a los terremotos, incluidos amortiguadores de gran escala, “permitirán que las empresas sigan operando” en caso de un evento sísmico tan fuerte como el terremoto récord de magnitud 9,1 de Tohoku que se produjo en 2011.

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La torre más grande del desarrollo Azabudai Hills de Tokio es ahora el rascacielos más alto de Japón.

Pero en muchos lugares de Japón sin rascacielos, como Wajima, la resistencia a los terremotos se ha centrado más en salvaguardar los edificios cotidianos: casas, escuelas, bibliotecas y tiendas. Y en este sentido, el éxito de Japón ha sido tanto una cuestión de política como de tecnología.

Por un lado, las escuelas de arquitectura de Japón han garantizado (tal vez debido a la historia de desastres naturales del país) que los estudiantes se basen tanto en el diseño como en el diseño. y ingeniería, dijo Mazereeuw, quien también dirige el Laboratorio de Riesgo Urbano del MIT, una organización de investigación que examina los riesgos sísmicos y climáticos que enfrentan las ciudades.

“A diferencia de la mayoría de los países, las escuelas de arquitectura japonesas combinan la arquitectura con la ingeniería estructural”, dijo, y agregó que en Japón las dos disciplinas “siempre están unidas”.

A lo largo de los años, los funcionarios japoneses también han tratado de aprender de cada terremoto importante que ha enfrentado el país, y los investigadores han realizado estudios detallados y actualizado las normas de construcción en consecuencia.

Este proceso se remonta al menos al siglo XIX, dijo Mazereeuw, explicando cómo la destrucción generalizada de nuevos edificios de ladrillo y piedra de estilo europeo en el terremoto de Mino-Owari de 1891 y el Gran terremoto de Kanto de 1923 dieron lugar a nuevas leyes sobre planificación urbana y edificios urbanos. .

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Tokio quedó en ruinas tras el gran terremoto de Kanto de 1923.

La evolución gradual de las normas de construcción continuó durante todo el siglo XX. Pero un código introducido en 1981 conocido como “shin-taishin”, o Nueva Enmienda a la Norma de Construcción Resistente a Terremotos (una respuesta directa al terremoto en alta mar de Miyagi tres años antes) resultó ser un momento decisivo.

Al establecer requisitos más altos para la capacidad de carga de los nuevos edificios y exigir una mayor “derivación de los pisos” (cuánto se pueden mover los pisos entre sí), entre muchas otras cosas, los nuevos estándares han demostrado ser tan efectivos que las casas construidas según los estándares anteriores a 1981 ( conocido como “kyu-taishin” o “antes de la resistencia al terremoto”) puede ser significativamente más difícil de vender y más caro de asegurar.

La primera prueba real de las regulaciones llegó en 1995, cuando el gran terremoto de Hanshin causó una destrucción generalizada en la parte sur de la prefectura de Hyogo. Los resultados fueron claros: El 97% de los edificios derrumbados había sido construido antes de 1981, según el Fondo Mundial para la Reducción y Recuperación de Desastres.

Innovación y preparación

El terremoto de 1995 desató una campaña a nivel nacional para adaptar los edificios más antiguos a los estándares de 1981, un proceso que los funcionarios de la ciudad han incentivado mediante subsidios. La innovación ha continuado en las décadas posteriores, y los arquitectos japoneses a menudo lideran el grupo en lo que respecta al diseño sísmico.

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Un sistema de aislamiento sísmico en la cabecera de una columna en las instalaciones de investigación de la empresa de ingeniería Shimizu Corporation en Tokio, Japón.

Por ejemplo, Kengo Kuma, uno de los arquitectos más conocidos del país, colaboró ​​en 2016 con la empresa textil Komatsu Matere para desarrollar una cortina compuesta por miles de varillas trenzadas de fibra de carbono que anclan la sede de la empresa, a sólo 85 millas del epicentro del terremoto del lunes, al suelo como una tienda de campaña (en la foto de arriba). Más recientemente, codiseñó un edificio para una guardería en la prefectura meridional de Kochi, que cuenta con una estructura resistente a los terremotos. pared estilo tablero de ajedrez sistema.

En otros lugares, destacados arquitectos japoneses como Shigeru Ban y toyo ito han sido pioneros en el uso de madera contralaminada (CLT), un nuevo tipo de madera diseñada que sus defensores creen que podría transformar la forma en que se construyen los rascacielos. (La primera escala completa prueba de simulador de terremotos La primavera pasada se llevó a cabo la construcción de una torre de madera en la Universidad de California en San Diego, aunque se desconocen los planes para una torre de 1,148 pies de altura. torre CLT en Tokio, propuesto por la empresa japonesa Sumitomo Forestry, pueda cumplir los estrictos códigos de construcción de Japón es otra cuestión).

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Un pilar antisísmico utilizado en el diseño de una antigua casa de madera en Miyama, prefectura de Kioto.

El modelado informático avanzado también permite a los diseñadores simular condiciones sísmicas y construir en consecuencia. Aún así, afortunadamente, los límites de la mayoría de los edificios a prueba de desastres nunca se han puesto a prueba.

“Hay muchos edificios de gran altura y se ha puesto mucho esfuerzo en diseñarlos para que sean seguros, pero esos diseños se basan principalmente en simulaciones por computadora”, dijo Geller de la Universidad de Tokio. “Es posible que no sepamos si esas simulaciones son precisas o no (hasta que) ocurra un gran terremoto. Si incluso uno de esos edificios de gran altura se derrumba, podría haber muchos daños”.

Por lo tanto, la pregunta que durante mucho tiempo ha preocupado a los ingenieros y sismólogos de Japón persiste: ¿Qué pasaría si un gran terremoto golpeara directamente una ciudad como Tokio, algo que los funcionarios de la capital japonesa han advertido que existe un riesgo? 70% de probabilidad de en los próximos 30 años?

“Tokio probablemente sea razonablemente seguro”, añadió. “Pero no hay manera de saberlo con certeza hasta que ocurra el próximo gran terremoto”.

Eric Cheung y Saki Toi de CNN contribuyeron a este informe.

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