Modelo predictivo avanzado muestra el impacto de los tsunamis en estructuras costeras
Tiempo de lectura: 2 minutos Un nuevo estudio ha desarrollado y validado un modelo numérico crucial que permite calcular con precisión la profundidad máxima de socavación del suelo alrededor de edificaciones.
Chile, con su extensa costa y alta exposición a eventos sísmicos, enfrenta el constante desafío de proteger sus comunidades e infraestructuras de los devastadores efectos de los tsunamis. Un reciente estudio aborda esta problemática y profundiza en cómo las olas de tsunami pueden afectar severamente las estructuras costeras al generar socavación del terreno.
La socavación, o erosión del suelo bajo los cimientos, ha sido un factor recurrente en desastres históricos. Ejemplos como el terremoto de Valdivia en 1960, cuyo tsunami provocó socavaciones de hasta 10 metros en el puerto de Kesennuma en Japón, o el tsunami de Sumatra en 2004, donde escuelas y viviendas colapsaron por esta causa, demuestran la magnitud del problema.
El estudio confirma una relación directa: olas más altas causan una erosión más profunda, incrementando significativamente el riesgo para las bases de las construcciones. «Este nuevo estudio permite validar un modelo numérico que simula en conjunto el agua y los sedimentos», explica Rafael Aránguiz, investigador de CIGIDEN (Centro de Investigación para la Gestión Integrada del Riesgo de Desastres) y académico de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC), quien participó del estudio.
Vórtices y erosión en esquinas
La validación de este modelo es un paso crucial, ya que «es posible realizar otros estudios más complejos o a escala real, que podrían analizar el efecto de tsunamis en edificios, carreteras u otra infraestructura crítica», comenta Aránguiz. Comprender mejor el comportamiento del tsunami y su impacto en las obras costeras permitirá proponer medidas de mitigación más efectivas y fortalecer la ingeniería antisísmica en Chile.
Para entender mejor cómo se produce la socavación, los científicos realizaron un experimento en el laboratorio de Hidráulica de la UCSC. Generaron una ola solitaria, similar a la de un tsunami, y agregaron arena, enterrando un obstáculo que simulaba un edificio. Los resultados de esta investigación, validados experimentalmente, revelaron un hallazgo sorprendente: la erosión más profunda no ocurre en la parte frontal de las estructuras, sino en sus esquinas.
Implicancias para el diseño y la seguridad costera
El equipo descubrió que al impactar la ola, se generan vórtices –remolinos de agua– que aumentan la turbulencia en zonas específicas. Este efecto provoca un mayor transporte de material granular hacia las esquinas de la estructura, resultando en una pérdida más significativa de sedimentos en esos puntos. «Observamos que los valores entregados por la norma actual podrían subestimar la socavación máxima», detalla Aránguiz. Esto significa que, «en un evento extremo, la socavación máxima podría exceder la de diseño, y así el edificio podría colapsar«.
Este modelo numérico innovador permitirá estudiar otros tipos de estructuras con geometrías más complejas. El objetivo final es proponer métodos de diseño más seguros que puedan ser fácilmente aplicados por ingenieros al planificar y construir edificaciones en zonas susceptibles de inundación por tsunami, contribuyendo así a la resiliencia de las comunidades costeras de Chile.
