Les voy a contar por qué es un mito que vivir en pisos altos o en edificios altos es más peligroso y/o más movido durante un sismo.

Así como hay personas a las que les gusta bailar salsa y a otras merengue o vallenato, las estructuras civiles tienen cierta predilección... 1

Por ciertas frecuencias. Esa predilección es muy característica de cada estructura (casi como una huella digital) y depende principalmente de la geometría, rigidez y elasticidad de la estructura. Un parámetro muy importante es la altura. 2

A las estructuras no les gusta oscilar al ritmo de una sola frecuencia, les gustan una familia de frecuencias que son múltiplos de una primera frecuencia, conocida como frecuencia característica. 3

La frecuencia característica (o primer modo) de oscilación de una estructura es aquella que la hace oscilar como un péndulo invertido de un lado al otro. Si trazamos un eje vertical dentro de la estructura... 4

En el primer modo, sólo hay un punto que queda fijo sobre ese eje, que es el punto que está fijo en el suelo.

En la segunda frecuencia hay 2 puntos que permanecen sobre ese eje, en la tercera frecuencia hay 3 puntos.. Y así.

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Los mayores desplazamientos se van a presentar en la primera frecuencia, en la que el edificio baila como un péndulo invertido. En las demás, la oscilación es menos evidente.

Ahora bien, resulta que los sismos excitan los suelos también a unas frecuencias específicas, 6

Y si llegan a coincidir la frecuencia del sismo y una frecuencia cacaterística de una estructura, se presenta un fenómeno que se llama RESONANCIA.

Es como cuando uno empuja un niño en un columpio y tiene que empujarlo en un momento muy preciso para impulsarlo y no frenarlo. 7

En este caso, uno intuye la frecuencia de oscilación del columpio y empuja en el momento justo para aumentar la amplitud de la oscilación. Uno induce la resonancia del columpio (sin saberlo). Si uno mete la mano en el momento incorrecto, 8

No sólo se lastima las manos, sino que además entorpece la oscilación y termina frenando el columpio.

Entonces, si un sismo inyecta una frecuencia al suelo y ésta coincide con la de la estructura, ésta va a oscilar con mayor amplitud y corre el riesgo (o certeza) de inducir (9)

Daños serios o colapso. Si la frecuencia no coincide, la estructura reverbera torpemente, y se mueve, pero no va a ir aumentando su oscilación.

La altura de una estructura es un gran indicador de su frecuencia característica. 10

Si miramos el sismo de México 1985, la mayoría de las estructuras que colapsaron no fueron las más altas, fueron estructuras entre 8 y 15 pisos (aprox.) cuyas frec. carac. coincidieron con las frec. del suelo . Y fue una prueba inequívoca de Resonancia estructural. 11

Suponiendo rigidez y elasticidad similar, las estructuras muy altas se demoran más en dar una oscilación completa que las pequeñas (período más largo, frecuencia más baja). Y raras veces un sismo induce resonacia en estructuras muy altas. 12

Incluso son mucho menos susceptibles de entrar en resonancia que una estructura mediana (en suelos normales).

Yo, personalmente, soy fan de los edificios altos y esbeltos y viviría feliz en un piso 30. 13

Y me sentiría más segura que en un edificio mediano.

Si el sismo hace resonar una estruct. en una frec. que no es la característica (2da o 3ra), las mayores oscilaciones no se dan en el piso superior, sino en pisos intermedios.

Los códigos sismo resistentes (14)

Ya tienen categorizados los suelos y establecen unos gráficos (espectros de diseño), de los que los ingenieros estructurales obtienen información para evadir las frecuencias de resonancia o para castigar (obligar a mayor rigidez $) a las estructuras que se acerquen.
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Entonces, estar en un piso alto, ni es más peligroso, ni es garantía de mayor movimiento, porque la oscilación depende de la interacción entre la frec. del sismo en ese suelo y la frec. caract. de la estructura (y sus múltiplos) y no de la altura del edificio.

16. FIN