Cómo Japón pasó más de un siglo resistiendo terremotos

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 retransmitieron en todo el mundo escenas de edificios reducidos a escombros tras un terremoto Terremoto de magnitud 7,5 El tifón azotó el lunes la prefectura de Ishikawa, en la costa occidental de Japón.

Aún se desconoce el alcance total de los daños. Las autoridades dijeron que al menos 270 viviendas en la zona quedaron destruidas, 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 situada a sólo 20 millas (32 kilómetros) del epicentro donde se encuentran los funcionarios del departamento de bomberos. Él dijo La Corporación Japonesa de Radiodifusión (NHK) informó que unos 200 edificios se quemaron.

Estos informes hablan de las tragedias personales vividas por muchos residentes de la región. Pero si bien no se pueden comparar directamente dos eventos sísmicos, terremotos de magnitud similar en otras partes del mundo, como un terremoto de magnitud 7,6 que provocó un colapso Más de 30.000 edificios En Cachemira, por ejemplo, en 2005, a menudo causó una devastación mucho mayor.

Por el contrario, Ishikawa pudo haber salido airoso fácilmente, según Robert Geller, profesor emérito de sismología de la Universidad de Tokio.

“Los edificios modernos parecen estar funcionando 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 estar en peores condiciones.

«La mayoría de las viviendas unifamiliares, incluso si sufrieron daños, no colapsaron por completo», dijo.

El dicho en diseño sísmico es que los terremotos no matan a la gente. Los edificios lo hacen. En uno de los países más propensos a sufrir 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.

«de gran tamaño»Amortiguadores«, que oscilan como un péndulo 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 avanzado dramáticamente desde el Gran Terremoto de Kanto que destruyó gran parte 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 resiliencia brinda a las estructuras las mayores posibilidades de supervivencia.

«Encontrarás muchos edificios, especialmente hospitales y estructuras de importancia crítica, sobre estos (cojinetes) de goma para que el edificio en sí pueda balancearse», dijo Miho Mazerio, profesor asociado de arquitectura y urbanismo en el MIT. (Instituto de Tecnología de Massachusetts), que explora la cultura de preparación de Japón en su próximo libro «Diseño antes del desastre.»

“En teoría, todo se reduce a la idea de que en lugar de resistir el movimiento del suelo, se puede dejar que el edificio se mueva. con El ella.»

Este principio se ha utilizado en Japón durante siglos. Por ejemplo, muchos de los templos tradicionales de madera del país han sobrevivido a terremotos (y probablemente sucumbieron a incendios o guerras), incluso cuando las estructuras modernas no pueden hacerlo. 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 otros colapsaron. edificios.

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

En particular, la notable tasa de supervivencia de las pagodas se ha atribuido durante mucho tiempo a las “shinbashira”, columnas centrales hechas de troncos de árboles que han sido utilizadas por los arquitectos japoneses durante al menos 1.400 años.

Ya sea ancladas al suelo, apoyadas sobre una viga o suspendidas desde arriba, estas columnas se doblan y flexionan a medida que los pisos individuales del edificio se mueven en dirección opuesta a sus vecinos. El movimiento brillante resultante, a menudo comparado con el de una serpiente deslizándose, ayuda a contrarrestar la fuerza de los temblores y se ve favorecido por juntas entrelazadas, arcos sueltos y amplias cornisas del techo.

Puede que los edificios del Japón actual no se parezcan a los templos budistas, 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 riesgos que plantean los desastres naturales, desde entonces a los arquitectos se les ha permitido construir más alto. Hoy, Japón cuenta con más de 270 edificios de más de 150 metros (492 pies) de altura, el quinto más grande del mundo, según Datos Del Consejo de Edificios Altos y Hábitats Urbanos.

Al utilizar marcos de acero que agregan flexibilidad al concreto muy rígido, los diseñadores de rascacielos se han envalentonado al desarrollar contrapesos a gran escala y sistemas de “aislamiento de base” (como los cojinetes de caucho mencionados anteriormente) que actúan como amortiguadores.

La inmobiliaria detrás de New Japan El edificio más alto, Inaugurado en el proyecto Azabudai Hills en Tokio el pasado mes de julio, Reclamos Sus características de diseño resistentes a los terremotos, incluidos amortiguadores de banda ancha, “permitirán que las empresas continúen operando” en caso de un evento sísmico poderoso como el terremoto récord de magnitud 9,1 de Tohoku que se produjo en 2011.

Pero en muchos lugares de Japón sin rascacielos, como Wajima, la resistencia a los terremotos consistía más en proteger los edificios cotidianos: casas, escuelas, bibliotecas y tiendas. En este sentido, el éxito de Japón fue tanto una cuestión de política como de tecnología.

Por ejemplo, las escuelas de arquitectura en Japón -tal vez debido a la historia de desastres naturales del país- se aseguraron de que los estudiantes confiaran en ambos diseños. Y Ingeniería, dijo Mazerio, quien también dirige el Laboratorio de Riesgo Urbano del MIT, una organización de investigación que estudia los riesgos sísmicos y climáticos que enfrentan las ciudades.

«A diferencia de la mayoría de los países, las escuelas de arquitectura japonesas combinan arquitectura e ingeniería estructural; en Estados Unidos, toman clases de ingeniería estructural pero son realmente débiles», 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 gran terremoto que ha enfrentado el país, y los investigadores han realizado estudios detallados y actualizado los sistemas de construcción en consecuencia.

Este proceso se remonta al menos al siglo XIX, dijo Mazerio, 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 condujeron a nuevas leyes sobre planificación urbana y edificios.

El desarrollo gradual de los sistemas constructivos continuó durante el siglo XX. Pero una ley introducida en 1981 conocida como Shin Taishin, o Nueva Enmienda Estándar para Edificios Resistentes a Terremotos –una respuesta directa al terremoto en alta mar de Miyagi tres años antes– marcó un hito.

Al establecer requisitos más estrictos para la capacidad de carga de los nuevos edificios y exigir una mayor «deflexión del piso» (la cantidad de pisos que pueden moverse entre sí), entre muchas otras cosas, los nuevos estándares han demostrado ser tan efectivos que las casas construidas para anterior a 1981 (conocido como “Q-taishin” o “resistencia previa al terremoto”) podría ser Significativamente Más difícil de vender y más caro de asegurar.

La primera prueba real de las normas llegó en 1995, cuando el Gran Terremoto de Hanshin causó una devastación generalizada en la parte sur de la prefectura de Hyogo. Los resultados fueron claros: El 97% de los edificios colapsaron Fue 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 nacional para adaptar los edificios más antiguos a los estándares de 1981, un proceso que los funcionarios de la ciudad incentivaron mediante subsidios. La innovación continuó en las décadas siguientes, y los arquitectos japoneses a menudo lideraban el grupo en lo que respecta al diseño sísmico.

Por ejemplo, uno de los arquitectos más famosos del país, Kengo Kuma, colaboró ​​con la empresa textil Komatsu Materi en 2016 para desarrollar una cortina de miles de cortinas. Barras trenzadas de fibra de carbono. Esto ancla la sede de la compañía, a sólo 135 kilómetros del epicentro del terremoto del lunes, al suelo como una tienda de campaña (en la foto de arriba). Más recientemente, participó en el diseño de un edificio de jardín de infancia en la prefectura meridional de Kochi, que cuenta con un edificio resistente a los terremotos. Pared estilo tablero de ajedrez Sistema.

Por otra parte, importantes arquitectos japoneses como Shigeru Ban y… toyo ito La empresa fue pionera en el uso de madera reticulada (CLT), un nuevo tipo de madera diseñada que sus defensores creen que podría cambiar la forma en que se construyen los edificios de gran altura. (El primero a gran escala Prueba de simulación de terremoto La primavera pasada se encargó una torre de madera diseñada en UC San Diego, aunque los planes para construir una torre de 1,148 pies siguen pendientes. Torre CLT Si Tokio, propuesta por la empresa japonesa Sumitomo Forestry, puede cumplir con los estrictos códigos de construcción de Japón, es otra cuestión).

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

«Hay muchos edificios de gran altura y se ha invertido 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 estas simulaciones son precisas o no (hasta que) ocurra un gran terremoto. Si incluso uno de estos edificios de gran altura se derrumba, podría haber muchos daños».

Como tal, la pregunta que durante mucho tiempo ha preocupado a los ingenieros y sismólogos en Japón es: ¿Qué pasa si un gran terremoto golpea directamente una ciudad como Tokio, algo que los funcionarios de la capital japonesa han advertido que sucederá? 70% de probabilidad ¿En los próximos treinta años?

«Tokio probablemente sea razonablemente seguro», añadió. «Pero no hay manera de saberlo con certeza hasta el próximo gran terremoto».

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