Sismo de Kobe

J. C. MASIAS GUILLEN

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MASIAS GUILLENESTRUCTURAS

Kobe Japn

Sismo del 17 de enero de 1995

Introduccin

El sismo de la ciudad de Kobe en Osaka Japn fue por su caracterstica en cuanto a magnitud,

estimada en 7.2, muy cercano al de Loma Prieta en San Francisco E.E.U.U., pero a diferencia

de este el de Kobe fue el ms destructivo, cada kilmetro dentro de la zona de efecto del sismo

tuvo comportamiento diferente, adems de que el epicentro estuvo ubicado cerca de zonas de alta

densidad de poblacin, si bien la televisin exager los daos causados no se debe ser indiferente

a las casi 5000 vctimas del sismo y los problemas clsicos causados por un sismo de esta

magnitud como la falta de energa elctrica, agua potable y el colapso del alcantarillado.

Japn es uno de los pases con estructuras mejor preparadas frente a sismos y aunque la

televisin tendi a mostrar solo las estructuras daadas, se debe tomar en cuenta que estas se

produjeron en estructuras diseadas y construidas bajo un reglamento antiguo al nuevo a un

reciente estricto reglamento, que dio buenos resultados en otras estructuras, a parte de los

problemas de suelos que se presentaron.

Fig. 1 Ubicacin de la zona de desastre.


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El sismo de Enero de 1995

El 17 de enero de 1995, a las 5:46 a.m., hora local, se produce un sismo de 7.2 en al escala de

Richter, el epicentro se localiz en las coordenadas 34.6 N y 135.0 E, en la isla Awajishima, a 32

kilmetros al sur de Kobe, que para esa fecha contaba con 1.5 millones de habitantes, siendo la

sexta ciudad ms grande del Japn.

Fig. 2 Zonificacin de los daos causados por el sismo

Fig. 3 Se muestra la falla de Nojima, donde se produjo la falla que dio origen al sismo


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El sismo producido al norte de la isla Awajishima fue de un largo perodo, producido por un gran

desplazamiento a travs de una falla de 9 Km de largo, a consecuencia de una falla existente,

llamada la falla de Nojima que corre a lo largo de la costa oeste de la isla de Awajishima. El

mximo desplazamiento lateral fue de 1.7 m y el desplazamiento vertical de 1.3 m. El momento

total ssmico se estim en 2.4 x 1026 dinas cm.

El problema de la ciudad de Kobe es que el suelo esta formado por diferentes tipos de suelos

sueltos, rocosos y blandos, problema que se present tambin en el de la ciudad de Mxico y de

San Francisco. El movimiento del terreno fue de perodo largo de aproximadamente 16 cm en la

direccin horizontal y de 10 cm en la direccin vertical, las ms grandes jams registradas en

Japn.

Fig. 4 El movimiento del terreno en la zona de la falla fue de levantamiento y desplazamiento

Fig. 5 Sismograma


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Respecto a las aceleraciones y velocidades mximas se estim en 832 gals y de ms de 40

cm/seg. , Lo cul vara de acuerdo a la distancia al epicentro, esto significa aceleraciones

cercanas al de la gravedad terrestre, lo que indica que muchos objetos e inclusive persona no

podan mantenerse en pie, ya que para aceleraciones de 1000 gals, los objetos seran despedidos

por los aires, inclusive aceleraciones del 50% de la gravedad arrojaran al suelo objetos de pie;

as mismo se muestran (fig. 6) unos sismogramas registrados en una estacin ubicada en zona

rocosa (izquierda) y otra ubicada en suelos saturados cerca de la costa (derecha).

Se presentaron amplificaciones del sitio que sumadas con desplazamientos de corta duracin

provocaron serios daos.

Tipos de fallas estructurales

La razn de la falla de algunos edificios se debi a la intensidad del sismo que se alcanz en

algunas zonas de la ciudad, tal como el sismo de Mxico, donde los movimientos del terreno

fueron amplificados. El movimiento del suelo se caracteriz por la repeticin de un nmero de

ciclos de gran amplitud y frecuencias de 1 a 2 segundos.

Las construcciones de alto perodo de vibracin, respondieron con vibraciones elevadas que

introdujeron fuerzas de inercia de gran magnitud y que en muchos casos provocaron daos que

redujeron la rigidez de la estructura, aumentando su perodo de vibracin natural, por lo que las

solicitaciones aumentaron, que en ocasiones llevaron a la falla e inclusive al colapso.

Fig. 6 Sismogramas referentes al prrafo anterior


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Muchas casa de madera sufrieron daos estructurales, inclusive en la mayora de ellos sufrieron

colapso, esto debido a que en aquella zona las casas poseen techos demasiado pesados, aunque

las casas de madera resistan mejor un sismo, este es un gran inconveniente, algunas casas de

albailera o de concreto resistieron mejor los movimientos del terreno, ya que su gran peso fue

la causa de su poco dao.

Los techos de cermicos en japn sobre casas de madera provocan que la fuerza cortante sea

mayor y por ende, el momento en la base aumenta, con la consiguiente falla del marco al no

tener un puntal o riostra o el volteo de la estructura.

Fig. 7 Se muestra una casa de madera colapsada y en la parte posterior una casa de concreto y albailera sin dao alguno

Fig. 8 Casa de madera colapsada debido al gran peso del techo por causa de cermicos


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Edificios de varios pisos de 20 aos de antigedad colapsaron en el 5to. piso debido a que el

antiguo cdigo permita que la estructura fuera ms dbil a partir del 5to. piso.

En Kobe muchas autopistas areas e inclusive ferrocarriles sufrieron daos debido a que la

ciudad fue construida hace 20 a 30 aos, en esas pocas las estructuras fueron diseadas sin

tomar en cuenta los actuales y modernos mtodos de diseo y configuracin ssmica.

Las autopistas de un solo pilar sufrieron mayores daos debido al efecto del pndulo invertido.

Fig. 9 Edificio que falla en el quinto piso por ser los pisos superiores diseados con poca capacidad

Fig. 10 Colapso de una autopista elevada por causa del poco refuerzo transversal de la columna y el efecto del sistema tipo pndulo. As tambin se tuvo problemas de desplazamientos en las juntas con la cada de los tableros.


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Las columnas de los puentes o autopistas elevadas fueron construidas y diseadas tomando en

cuenta el gran peso de la superestructura, sin considerar el efecto de la fuerza cortante debido al

aumento de la carga durante el sismo, el acero longitudinal era eficiente hasta cierto punto, pero

el concreto al no tener confinamiento, debido al pobre refuerzo transversal, estribos o zunchos,

estall.

Otro problema grave es el de la licuefaccin, este consiste en que ante un movimiento ssmico el

terreno baja su capacidad portante.

Fig. 11 obsrvese la toma de la izquierda, se tiene una falla por traccin diagonal, debido al poco refuerzo transversal, esto sumado al efecto de columna corta.

Fig. 12 columna con gran refuerzo longitudinal, bueno para las cargas verticales u horizontales pero poco refuerzo transversal, la falla es por compresin.

Fig. 13 Problema de licuefaccin de suelos, ante el movimiento ssmico se produce la falla del suelo


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El problema de licuefaccin se presenta en zonas localizadas en suelos de poca densidad, esto

provoca el volteo de la estructura, es decir la falla del terreno, antes de que la edificacin llegue

siquiera al colapso.

Conclusiones - Del sismo de Kobe no se aprendieron nuevas cosas sobre fallas estructurales.

- El problema de la licuefaccin de suelos debe ser tomado en cuenta.

- Los reglamentos modernos brindan un diseo seguro, pero no exageradamente confiable si se

antepone el costo contra la seguridad.

- Reforzar en forma urgente obras existentes.

Fig. 14 Note la inclinacin del edificio debido a un problema de suelos localizado, la superestructura no sufri dao alguno.

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