En México podríamos prever daños sísmicos

¿Por qué el gobierno no ha utilizado la tecnología desarrollada en el país que permitiría prever los daños sísmicos en edificios, y las muertes que ocasionan los grandes temblores en la Ciudad de México?

En México, tenemos la tecnología necesaria para saber cuánto daño ocasionará un sismo, del tipo y magnitud que sea, por zonas y categoría de edificios. El gobierno, sin embargo, no ha mostrado interés en invertir en ella. En comparación, el Atlas de Peligros y Riesgos que manejan tanto el Centro Nacional de Prevención de Desastres (Cenapred) como Protección Civil de la CDMX es apenas una anticuada colección de mapas.

Esta tecnología existe gracias a que por más de 25 años el sector de las aseguradoras la ha financiado, pero no ha sido utilizada para prever daños sísmicos ni tragedias como los de las personas que perdieron la vida, a sus familiares, y su patrimonio durante los sismos de septiembre de 2017.

Esta es la historia de un avance tecnológico que podría salvar vidas en una de las ciudades con mayor riesgo sísmico del mundo.

¿Qué haces cuándo ves tu casa desecha?

“Lloras”, responde Anel Rosado García, una de las propietarias de los departamentos de Tlalpan 550. “Adentro de tu casa está todo. Y afuera de esos sesenta metros cuadrados no hay nada”.

A pesar de tener menos de siete años de haber sido construidos, los departamentos quedaron inhabitables después del sismo del 19 de septiembre de 2017. Rosado, su esposo y su hijo de 10 años pasaron de ser propietarios a inquilinos. Tras perder su patrimonio y todas sus pertenencias, rentaron un cuarto para vivir.

Dos semanas después, cuando ella regresó a trabajar a su puesto en la SEGOB, no tenía ropa qué ponerse. “Compré cinco faldas y cinco camisas, y cada día los lavaba en el lavabo del baño. También el uniforme de mi hijo, que como solo tenía uno lo tenía que lavar diario.”

Rosado es una de millones de damnificados de la Ciudad de México por el sismo de magnitud 7.1 del 19 de septiembre, que dejó casi 6,000 edificios con daños, más de 40 edificios colapsados y 228 muertos.  No ha sido ni de lejos el más dañino que ha padecido la capital mexicana. El sismo de magnitud 8.1 de 1985 mató a más de 10,000 personas, tiró unos 400 edificios y causó daños a unos 3,000 más.

Los expertos determinaron que la mayoría de los edificios que colapsaron en el sismo del año pasado, eran construcciones viejas que no cumplían con las normas de construcción posteriores a 1985. El hecho es que sí había tecnología para saber qué tipo edificios estaban en mayor riesgo, incluso antes de que temblara aquel día.

La necedad de fundar una ciudad sobre un lago

Ya habían pasado seis años del sismo de 1985, cuando Cinna Lomnitz, ingeniero y geofísico experto en mecánica de suelos, escribió lo siguiente en la revista Nexos: “Creemos entender por qué se caen los edificios en el Valle de México. Nos falta saber por qué pueden existir olas en tierra sólida. La respuesta es acaso más sencilla de lo que nos imaginamos: no estamos en tierra sólida. El Valle de México fue un lago y, desde el punto de vista del sismo, lo sigue siendo”.

Hay que admitir que los geofísicos e ingenieros mexicanos han avanzado desde entonces en el conocimiento de la respuesta sísmica del suelo y de los edificios del Valle de México. Ahora, por ejemplo, saben por qué los sismos se amplifican cuando entran a la llamada “zona blanda” de la Ciudad de México y tienen un mejor entendimiento de por qué duran tanto y, sobre todo, cómo construir edificios robustos que los resistirán.

“El peor lugar para construir una ciudad, es la Ciudad de México”, dice Luis Quintanar Robles, geofísico responsable de la Red Sísmica del Valle de México. La megalópolis está construida sobre el suelo fangoso donde alguna vez estuvo el lago de Texcoco, sobre el cual “flotaba” la Gran Tenochtitlán.

Desde la época de la colonia ya sabían de los inconvenientes de construir en estos terrenos lacustres. En las primeras décadas del siglo XVII, el cosmógrafo e ingeniero Enrico Martínez fue enviado por la Corona a la Nueva España a solucionar el problema de las frecuentes inundaciones de la Ciudad.

Lo que Martínez sugirió era sensato: de plano desplazar la Ciudad hacia la zona de las lomas y dejar la zona lacustre para jardines y áreas verdes. En lugar de atender la recomendación, el virrey optó por patrocinar un gigantesco proyecto de ingeniería para hacer un desagüe para la Ciudad, y lo encargó a Martínez. La mala suerte quiso que el 21 de septiembre de 1629 cayera un diluvio que duró 40 horas. Durante cinco años, la ciudad quedó inundada bajo dos metros de agua.

Como ya desde entonces los gobernantes no se hacían cargo de sus errores, Martínez fue a dar a la cárcel acusado de negligencia y la Ciudad de México siguió en donde fue fundada.

La urbe no solamente se ha seguido inundando durante siglos y siempre ha sido un reto construir edificios que se hunden sobre el lodo; el mayor problema de haber construido la ciudad sobre lo que fueron lagos se hizo evidente después de 1985: este suelo hace aun más devastadores los sismos.

Tras el terremoto del 19 de septiembre de aquel año, Jorge Flores Valdés, investigador del Instituto de Física de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), se dio cuenta de que el patrón de destrucción estaba concentrado en la zona de lagos, y que alternaba zonas de alta y baja devastación separadas por tan solo algunas manzanas.

Considerando que el suelo en algunas zonas es en volumen 90% agua, “se volvió evidente que las ondas sísmicas se habían propagado como ondas de sonido en agua”. Flores, que es físico teórico y no geofísico, utilizó ecuaciones de física clásica para modelar problemas muy reales: describir el patrón de destrucción del sismo. Su trabajo, “Posibles efectos de resonancia en la distribución de daños por sismos en la Ciudad de México” (en inglés en el original), fue la portada de la revista Nature en 1987.

El trabajo de Flores fue de los primeros que equipararon la resonancia propia del valle de México a un tazón con agua cuya superficie se agita con los sismos. En ese aspecto, ya ha habido muchos avances. Hoy, Víctor Cruz Atienza, sismólogo del Instituto de Geofísica de la UNAM, tiene otros modelos para describir cómo se propagan los sismos horizontal y verticalmente en los sedimentos del Valle de México. Con ellos explica por qué las ondas sísmicas se intensifican al llegar a esta región, por qué se amplifican hasta 500 veces cuando pasan del suelo firme a los sedimentos lacustres, y por qué duran entre 200% y 300% más que en tierra firme.

De hecho, Cruz Atienza coordina un proyecto de investigación para monitorear la llamada brecha sísmica de Guerrero, que es una zona de 250 kilómetros de largo donde no ha ocurrido un terremoto significativo en más de 60 años. Debido a la energía que se está acumulando allí porque no se han desatado temblores lo suficientemente fuertes para liberarla, los sismólogos esperan que ocurra un terremoto de magnitud superior a 8 grados.

Esta zona está a unos 300 kilómetros de la Ciudad de México: 150 kilómetros más cerca que el epicentro del temblor de 1985. Entre más cerca del epicentro está la ciudad, la intensidad es mayor; por eso el sismo de magnitud 7.1 del 19 de septiembre fue en algunos aspectos más intenso que el de 8.0 de 1985, pues su epicentro fue a tan solo 120 kilómetros de la ciudad.

Los sismólogos de la UNAM estiman que las aceleraciones de un temblor en esa brecha al tocar la zona blanda de la Ciudad de México no sólo serán más intensas de las del sismo de 7.1 del 19 de septiembre de 2017, sino que serían de dos a tres veces más fuertes que las de 1985, en particular para edificios de más de 10 pisos. Estiman también que la duración será mayor a esos terremotos: alrededor de tres minutos en su fase intensa.

La ingeniería, al rescate

Afortunadamente, los ingenieros mexicanos durante muchos años han perfeccionado la ciencia de construir edificios resistentes en estas condiciones. “Los edificios nuevos dañados no debieron sufrir daños si hubieran seguido las reglamentaciones modernas”, dice Édgar Tapia, ingeniero sísmico estructurista de la Universidad Autónoma Metropolitana, quien participó en brigadas voluntarias de revisión de inmuebles después del sismo del 19 de septiembre de 2017.

Después de 1985, el reglamento de construcciones se actualizó para dividir a la Ciudad de México en tres zonas distintas, basadas en las características del suelo (zona de lago, zona de transición y zona de lomas); después de 2004, se hizo la división en seis, al separar en cuatro regiones a la zona de lago.

A partir del nuevo reglamento de diciembre 2017, la subdivisión es tan exhaustiva que el diseñador puede obtener un espectro de diseño particularizado prácticamente cada 100 metros, de donde se pueden obtener las demandas sísmicas. Este espectro de diseño, a grandes rasgos, es lo que permite conocer qué fuerzas debe resistir el edificio en función de su altura y ubicación.

Tapia lamenta: “Ya teníamos estos lineamientos listos para publicarlos quizás desde 2016, pero no fue sino hasta después del sismo que las autoridades se apresuraron a actualizar el reglamento”.

Para complementar el nuevo reglamento de construcciones, el Instituto para la Seguridad de las Construcciones en la Ciudad de México ordenó el Sistema de Acciones Sísmicas de Diseño (SASID), una plataforma en línea que permitirá que los ingenieros obtengan los espectros de diseño sísmico para sus construcciones ingresando algunas características de sus edificios y la localización.

Esta plataforma la desarrolla el equipo del ingeniero Mario Ordaz Schroeder, del Instituto de Ingeniería de la UNAM, quien hizo una demostración para este reportaje. Nos mostró cómo, tras ingresar algunos parámetros sobre la construcción y escoger la ubicación, un mismo edificio de más de 10 pisos que se construye en la colonia Roma Norte (en la llamada “zona de transición” de la Ciudad, aquella entre el suelo blando de los lagos y la tierra firme) requiere ser incluso cuatro veces más fuerte que el mismo edificio construido en la zona de Las Lomas, que se considera tierra firme.

La plataforma, según Ordaz, estará lista probablemente antes de octubre próximo. En su lenguaje explicó que será requisito que los ingenieros incluyan los “espectros de diseño” que se obtienen con sello digital del SASID en “la memoria de cálculo” de cada edificio (o sea, en el documento que describe y justifica cómo se diseñó). Esto es para garantizar que sigan “las fuerzas de diseño” (qué tan resistentes deben ser los edificios ante sismos) que exige el nuevo reglamento.

Orgulloso, Ordaz declara: “Los diseñadores de edificios ya no se podrán hacer los locos con las fuerzas de diseño. Claro que podrían sacar el espectro y diseñar el edificio para la mitad de la fuerza, pero eso sería un fraude y un delito penal. Ya no podrían decir que fue un acto de dios o un accidente si se cae el edificio”.

Si bien esta es una importante innovación a los reglamentos de construcción, no es la primera vez que su equipo ofrece al gobierno tecnología que ayuda a salvar vidas. Por ejemplo, en 2005 Ordaz y su gente desarrollaron un sistema automatizado para estimar los daños probables después de un sismo en la Ciudad de México. Una vez instalado, en menos de 10 minutos del temblor enviaría del centro de registro de la UNAM a Protección Civil mapas detallados con las intensidades sísmicas, los daños posibles a edificaciones, posibles cortes al suministro de agua, y hasta pérdidas humanas, para que las autoridades sepan exactamente a dónde enviar la respuesta de emergencia.

El sistema estaba diseñado para funcionar incluso si no había energía eléctrica, con intercomunicación por radio y mensajes de celular entre estaciones. Sin embargo, Protección Civil desmanteló su estación receptora y ahora solo recibe los mapas por email, según confirmó la propia dependencia para este reportaje. Tampoco supieron dar el motivo de esa decisión y la adjudicaron a que eso ocurrió “en una administración anterior”.

Así, ante la imposibilidad de poner en funcionamiento este sistema de vanguardia, la respuesta de emergencia de las autoridades el 19 de septiembre de 2017 fue planeada en función de la información visual obtenida de los sobrevuelos de la Ciudad después del sismo.

Para ese sistema, Ordaz utilizó información del catastro de inmuebles para conocer las características de los edificios, clasificados en seis grandes categorías por tipo de construcción, para luego determinar su vulnerabilidad de acuerdo con las intensidades sísmicas registradas en cada zona y con ello establecer los posibles daños. Con este mismo algoritmo, se pueden simular diferentes posibles terremotos y ver cuál es la respuesta de las edificaciones por tipos de construcción.

De esa manera, “sí podríamos identificar clases estructurales [tipos de edificios] y zonas de la ciudad donde sea prioritario mitigar los riesgos”, dice el ingeniero. Si bien “nosotros no hemos hecho este ejercicio, sí tenemos una idea bastante clara de cuáles son las clases [estructurales] y en qué zonas de la ciudad están. Pero nadie [de gobierno] se ha acercado a nosotros a pensar cómo podríamos hacer un programa de investigación serio, cuánto costaría, cuánto tiempo llevaría, cuáles serían los mecanismos de financiamiento para las personas que necesitan reforzar sus edificios, etcétera.

“Nadie se ha puesto a pensar cómo se podría llevar a cabo un programa de mitigación de riesgo de forma oficial”, dice Ordaz.

El único sector que en realidad se ha interesado por estos desarrollos, no es el gobierno o Protección Civil, sino la industria aseguradora. Ordaz y su equipo tienen más de 25 años desarrollando algoritmos para estimar riesgos de daños por desastres naturales (incluyendo sismos). Desde los años noventa sus modelos son los que utiliza la Comisión Nacional de Seguros y Fianzas para establecer los riesgos que las aseguradoras corren frente a sus clientes y calcular cuántas reservas necesitan tener para responder a los siniestros.

Para este reportaje se preguntó a Protección Civil si tienen la capacidad o el interés de hacer modelos avanzados como los que han pagado la industria aseguradora, pero no dieron respuesta.

¿Qué riesgo tiene el edificio en donde vives, estudias, o trabajas?

Para medir los riesgos de las estructuras, el equipo de Ordaz tiene modelada la respuesta sísmica del suelo de la Ciudad de México prácticamente cuadra por cuadra. Una versión simple, que su compañía ERN Consultores usa como demo, está disponible en su sitio web (https://serv.ern.com.mx:86/)  y también se puede descargar como una app llamada QuakeRisk. Los usuarios ingresan su dirección, las características de su edificio (fecha de construcción, número de pisos, tipo de construcción y otros parámetros) y ponen su estructura a prueba escogiendo un terremoto de una lista de sismos históricos (por ejemplo, el sismo del 19 de septiembre de 1985). El algoritmo arroja un porcentaje de riesgo de daños para ese edificio, en esa dirección, ante ese sismo en particular.

“En México, el desarrollo de atlas de riesgos es más bien rudimentario”, dice Ordaz. “En realidad, [estos atlas] son colecciones de mapas temáticos que no tienen mayor análisis. Probablemente es mejor eso que nada, y para algunos fines no está mal. Para fines de protección civil basta con mapear las gasolineras, por ejemplo. Pero cosas más avanzadas, como por dónde empezamos a reforzar, qué territorios deberíamos no ocupar por razones de catástrofes, la mayoría de los atlas de riesgos no son capaces de dar esas respuestas porque son muy rudimentarios”.

Cada sismo es distinto, los científicos los distinguen a partir de su espectro de ondas (las características de las ondas sísmicas que lo componen), y las diferencias determinan qué estructuras serán más vulnerables en cada caso. Por ejemplo, el sismo de 1985 afectó más a los edificios de entre siete y diez pisos en la zona blanda de la Ciudad, mientras que el de 2017 afectó edificios de entre cuatro y siete pisos en la zona de transición.

Los modelos que hace ERN para las aseguradoras permiten simular escenarios con una base de datos de más de 50 mil sismos ficticios para determinar pérdidas económicas probables en hasta un millón de edificios. También el software SAPS, del sistema automatizado de publicación de mapas de intensidades sísmicas y daños probables de Ordaz, puede hacer ejercicios de escenarios de daños a estructuras y pérdidas humanas.

En algunos de los ejercicios, se han encontrado escenarios en que podría haber daños comparables a los de 1985. Ordaz lo admite: “Sí encuentra uno situaciones en las que podría haber daños más grandes, pero la pregunta es qué tan frecuente y qué tan probable sería. No parece ser tan probable”, dijo, a pesar de que los sismólogos como Atienza esperan un sismo de magnitud mayor a 8 en la brecha sísmica de Guerrero.

Ordaz consideró que como sociedad somos vulnerables a diferentes tipos de amenazas que necesariamente costarán vidas, pero es necesario determinar cuáles son los niveles de riesgo tolerables ante cada escenario para establecer prioridades y cómo manejar el presupuesto gubernamental para afrontar estas amenazas. “Hay soluciones que son relativamente fáciles de implementar”, dijo. “Por ejemplo, con que se cumplan las normas de construcción, con eso ya tendríamos para movernos a niveles muy tolerables de riesgo. Esa es una solución de bajo consumo de dinero. Pero estamos mal organizados; estamos entre la ineptitud y la corrupción”.

Es el propio Cruz Atienza dice que puede vivir tranquilo a pesar de los peligros que supone vivir en esta ciudad: “El riesgo por terremoto depende de dos cosas: qué tan grande es el sismo, las sacudidas del suelo; pero también de qué tan vulnerables somos ante dichas sacudidas. Allí es donde la sociedad tiene muchísima injerencia para reducir el riesgo. Si el peligro es muy grande pero no somos vulnerables porque la estructura no se cae aunque le caiga un asteroide, entonces no hay ningún riesgo”. Esto es algo que el científico ha procurado comunicar “a senadores y diputados, para que entiendan que está en sus manos la capacidad real de que el riesgo de un terremoto sea mínimo”.

La investigación de este reportaje fue financiada con apoyo de CONACYT para el proyecto 295670 “Los Intangibles. Revista online”, de la Red Mexicana de Periodistas de Ciencia AC, como parte de la Convocatoria para Proyectos de Comunicación Pública de la Ciencia, la Tecnología y la Innovación 2018.