Un estudio con participación de José Luis Almazán, director de CENAMAD, y Pablo Guindos, investigador del Centro, evaluó el comportamiento sísmico de edificios de entramado ligero de madera reforzados con muros híbridos y sistemas avanzados de aislación sísmica, evidenciando una reducción cuantificable en la probabilidad de colapso bajo movimientos sísmicos extremos.
Los edificios de entramado ligero de madera son ampliamente utilizados en zonas sísmicas debido a su eficiencia constructiva, rapidez de montaje y disponibilidad de soluciones estructurales estandarizadas. Sin embargo, frente a terremotos de gran magnitud, este tipo de edificaciones puede presentar mecanismos de falla severos que comprometen su estabilidad global. El estudio “Seismic performance of timber buildings retrofitted with hybrid walls and impact-resilient isolators” analizó el efecto de distintas estrategias de reforzamiento estructural orientadas a mejorar su desempeño sísmico y reducir el riesgo de colapso en escenarios de demanda extrema.
Vulnerabilidades conocidas en edificaciones de entramado ligero
La investigación se centra en una limitación estructural ampliamente documentada en edificios de entramado ligero de madera: su susceptibilidad a mecanismos de colapso, como las fallas de tipo soft-story, cuando son sometidos a demandas sísmicas elevadas.
Estudios previos han abordado esta vulnerabilidad mediante el aumento de la capacidad resistente del sistema estructural, incorporando elementos híbridos que combinan madera con otros materiales. Estas soluciones han demostrado mejorar la resistencia lateral de los edificios; sin embargo, también se ha observado que pueden generar incrementos relevantes en las aceleraciones de piso, introduciendo nuevas exigencias sobre el desempeño global de la estructura.
Aislación sísmica y desafíos bajo demandas extremas
En paralelo, la aislación sísmica por fricción ha sido ampliamente estudiada como una estrategia eficaz para proteger edificios de entramado ligero de madera, particularmente por su capacidad de reducir aceleraciones de piso. No obstante, bajo terremotos de gran intensidad, los sistemas de aislación pueden experimentar desplazamientos extremos que inducen impactos entre distintos componentes del sistema, reduciendo su efectividad y modificando su comportamiento esperado.
Este fenómeno representa un desafío relevante para la evaluación del desempeño estructural bajo escenarios sísmicos extremos, especialmente en regiones de alta peligrosidad sísmica.
Evaluación integrada de soluciones estructurales
Para abordar estas limitaciones, el estudio evaluó el desempeño sísmico de edificios tipo representativos del sector inmobiliario chileno, considerando su reforzamiento mediante muros híbridos y la incorporación de aisladores sísmicos de fricción de doble péndulo con capacidad resiliente al impacto (IR-DCFP). El análisis se enfocó explícitamente en escenarios de terremotos extremos capaces de inducir impactos en los sistemas de aislación, incorporando esta condición dentro del modelamiento estructural.
Los autores desarrollaron modelos estructurales no lineales capaces de capturar tanto el comportamiento inelástico de la superestructura como el desempeño de los sistemas de aislación bajo grandes desplazamientos. Para la evaluación del riesgo de colapso, se aplicó la metodología FEMA P695, ampliamente utilizada para caracterizar la probabilidad de colapso estructural mediante análisis dinámicos incrementales.
Análisis dinámico incremental y curvas de fragilidad
A partir de los análisis dinámicos incrementales, el estudio construyó curvas de fragilidad para distintos arquetipos estructurales, lo que permitió evaluar de manera sistemática la probabilidad de colapso bajo niveles crecientes de demanda sísmica. Esta aproximación proporciona una base cuantitativa sólida para comparar el desempeño de edificaciones reforzadas frente a configuraciones convencionales sin intervención.
El análisis permitió, además, evaluar el efecto combinado de los muros híbridos y los aisladores IR-DCFP, considerando explícitamente la ocurrencia de impactos en el sistema de aislación y su influencia sobre la respuesta global de la estructura.
Reducción cuantificada del riesgo de colapso
Los resultados reportados muestran que la incorporación conjunta de muros híbridos y aisladores IR-DCFP reduce la probabilidad de colapso de los edificios analizados en hasta un 35% frente al nivel sísmico del Maximum Considered Earthquake (MCE). Este efecto se observó incluso en configuraciones caracterizadas por una baja densidad de muros resistentes y el uso de aisladores compactos, condiciones que refuerzan la relevancia de la estrategia evaluada.
El estudio destaca que esta reducción del riesgo se mantiene aun cuando se consideran escenarios de impacto en los sistemas de aislación, un aspecto clave para la evaluación del desempeño bajo terremotos extremos.
Implicancias para el diseño y la evaluación del desempeño sísmico
Desde una perspectiva científica y técnica, los resultados aportan evidencia cuantitativa sobre el potencial de soluciones estructurales combinadas para mejorar el desempeño sísmico de edificaciones de madera en zonas de alta peligrosidad sísmica. El estudio muestra que es posible incrementar la resiliencia estructural frente a demandas sísmicas extremas mediante la combinación de muros híbridos y sistemas de aislación resilientes al impacto.
Estos hallazgos resultan relevantes para la evaluación del desempeño sísmico de edificaciones de madera sometidas a movimientos sísmicos severos.
Evidencia aplicada desde CENAMAD
La participación de José Luis Almazán y Pablo Guindos en este estudio refuerza el rol de CENAMAD en la generación de conocimiento científico orientado a validar soluciones estructurales en madera bajo condiciones sísmicas exigentes, integrando metodologías reconocidas internacionalmente y escenarios representativos del contexto chileno. Este tipo de investigación contribuye a fortalecer la base técnica necesaria para el diseño, evaluación y mejora del desempeño sísmico de edificaciones en madera en regiones de alta sismicidad.
