Cómo Japón pasó más de un siglo protegiendo su arquitectura de los terremotos

(CNN) -- Escenas de edificios reducidos a escombros dieron la vuelta al mundo esta semana tras el terremoto de magnitud 7,5 que sacudió el lunes la prefectura de Ishikawa, en la costa occidental de Japón.

Aún se desconoce el alcance total de los daños. Según las autoridades, al menos 270 viviendas de la región quedaron destruidas, aunque es probable que la cifra final sea mucho mayor. Esta cifra no incluye, por ejemplo, Suzu o Wajima, una ciudad de más de 27.000 habitantes situada a solo 32 kilómetros del epicentro del sismo, donde los bomberos dijeron que se habían quemado unos 200 edificios, según la cadena pública NHK.

Estos informes hablan de las tragedias personales a las que se enfrentan muchos de los residentes de la región. Sin embargo, aunque no hay dos sismos directamente comparables, terremotos de fuerza similar en otras partes del mundo —como el de magnitud 7,6 que provocó el derrumbe de más de 30.000 edificios en Cachemira en 2005, por ejemplo— han causado a menudo una destrucción mucho mayor.

Por el contrario, Ishikawa puede haber salido ilesa, según Robert Geller, profesor emérito de sismología de la Universidad de Tokio."Los edificios modernos parecieron salir muy bien parados", declaró a CNN al día siguiente del sismo japonés, señalando que las casas más antiguas "con pesados tejados de tejas de arcilla" parecían haber salido peor paradas.

"La mayoría de las casas unifamiliares, aunque sufrieron daños, no se derrumbaron por completo".

Un adagio del diseño sísmico afirma que los terremotos no matan a la gente, sino los edificios. Y en uno de los países más sísmicos del mundo, los arquitectos, ingenieros y urbanistas llevan mucho tiempo intentando proteger las ciudades de los grandes temblores mediante una combinación de sabiduría ancestral, innovación moderna y códigos de construcción en constante evolución.

Desde los "amortiguadores" a gran escala, que oscilan como péndulos en el interior de los rascacielos, hasta los sistemas de muelles o rodamientos de bolas que permiten que los edificios se balanceen independientemente de sus cimientos, la tecnología ha progresado espectacularmente desde que el Gran Terremoto de Kanto arrasó grandes partes de Tokio y Yokohama hace poco más de 100 años.

Pero las innovaciones se centran sobre todo en una idea sencilla y conocida desde hace tiempo: que la flexibilidad ofrece a las estructuras las mayores posibilidades de supervivencia."Muchos edificios, sobre todo hospitales y estructuras críticas importantes, se apoyan en estos (cojinetes) de goma para que el propio edificio pueda balancearse", explica Miho Mazereeuw, profesora asociada de Arquitectura y Urbanismo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), que analiza la cultura de preparación de Japón en su libro que se publicará próximamente, "Design Before Disaster".

"Conceptualmente, todo se reduce a la idea de que, en lugar de resistirse al movimiento de la Tierra, hay que dejar que el edificio se mueva con ella".

Este principio se ha utilizado en Japón durante siglos. Muchas de las pagodas de madera tradicionales del país, por ejemplo, han sobrevivido a terremotos (y es más probable que hayan sucumbido a incendios o guerras), incluso cuando las estructuras modernas no lo hicieron. Por ejemplo, la pagoda del templo Toji, de 55 metros de altura y construida en el siglo XVII cerca de Kioto, salió intacta del Gran Terremoto Hanshin de 1995, también conocido como terremoto de Kobe, mientras que muchos edificios cercanos se derrumbaron.

La arquitectura tradicional japonesa tiene mucho en común con la de las vecinas Corea y China, aunque difiere en aspectos que reflejan la mayor incidencia de terremotos en el país.

En particular, la notable tasa de supervivencia de las pagodas se atribuye desde hace tiempo a los "shinbashira", pilares centrales hechos con troncos de árboles y utilizados por los arquitectos japoneses desde hace al menos 1.400 años.

Ya sea que estén anclados al suelo, apoyados en una viga o suspendidos desde arriba, estos pilares se doblan y flexionan mientras las plantas del edificio se mueven en dirección opuesta a sus vecinas. El movimiento oscilante resultante —a menudo comparado con el de una serpiente que se desliza— ayuda a contrarrestar la fuerza de los temblores y se ve favorecido por las juntas entrelazadas y los soportes sueltos, así como por los amplios aleros del tejado.

Aprender de las tragedias

Puede que no todos los edificios de Japón actual parezcan pagodas, pero los rascacielos sí.

Aunque el país impuso un estricto límite de altura de 31 metros hasta la década de 1960, debido a los peligros que planteaban las catástrofes naturales, desde entonces se ha permitido a los arquitectos construir más alto. En la actualidad, Japón cuenta con más de 270 edificios de más de 150 metros de altura, el quinto país del mundo en este ranking, según datos del Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano.

El uso de esqueletos de acero que aportan flexibilidad al hormigón, de por sí rígido, ha animado a los diseñadores a desarrollar contrapesos a gran escala y sistemas de "aislamiento de la base" que actúan como amortiguadores.

La empresa inmobiliaria que está detrás del nuevo edificio más alto de Japón, inaugurado en la urbanización Azabudai Hills de Tokio el pasado julio, afirma que sus características de diseño antisísmico —incluidos los amortiguadores a gran escala— "permitirán que las empresas sigan funcionando" en caso de que se produzca un sismo tan fuerte como el terremoto récord de Tohoku, de magnitud 9,1, que sacudió el país en 2011.

Pero en los muchos lugares de Japón sin rascacielos, como Wajima, la resistencia a los terremotos se ha centrado más en salvaguardar los edificios cotidianos: viviendas, escuelas, bibliotecas y tiendas. Y en este sentido, el éxito de Japón ha sido tanto una cuestión de política como de tecnología.

Por un lado, las escuelas de arquitectura japonesas se han asegurado —quizá debido al historial de catástrofes naturales del país— de que los estudiantes se formen tanto en diseño como en ingeniería, explica Mazereeuw, que también dirige el Urban Risk Lab del MIT, una organización de investigación que estudia los riesgos sísmicos y climáticos a los que se enfrentan las ciudades.

"A diferencia de la mayoría de los países, las escuelas de arquitectura japonesas combinan la arquitectura con la ingeniería estructural; en EE.UU. se dan clases de ingeniería estructural, pero son muy superficiales", dijo, y añadió que en Japón las dos disciplinas "siempre están unidas".

A lo largo de los años, las autoridades japonesas también han tratado de aprender de cada uno de los grandes sismos que ha sufrido el país, y los investigadores han realizado estudios detallados y actualizado las normativas de construcción en consecuencia.

Este proceso se remonta al menos al siglo XIX, dice Mazereeuw, que explica cómo la destrucción generalizada de los nuevos edificios de ladrillo y piedra de estilo europeo en el terremoto de Mino-Owari de 1891 y el Gran Terremoto de Kanto de 1923 dio lugar a nuevas leyes sobre planificación urbana y edificios urbanos.

La evolución poco sistemática de la normativa de construcción continuó a lo largo del siglo XX. Pero un código introducido en 1981 conocido como "shin-taishin", o la Nueva Enmienda a las Normas de Construcción Sismorresistente —una respuesta directa al terremoto de Miyagi ocurrido tres años ante—  marcó un antes y un después.

Las nuevas normas, que establecen requisitos más estrictos para la capacidad de carga de los nuevos edificios y exigen una mayor "deriva de los pisos" (cuánto pueden moverse unos pisos respecto a otros), entre otras muchas cosas, han demostrado ser tan eficaces que las viviendas construidas según las normas anteriores a 1981 (conocidas como "kyu-taishin", o "antes de la resistencia a los terremotos") pueden ser mucho más difíciles de vender y más caras de asegurar.

La primera prueba real de la normativa llegó en 1995, cuando el gran terremoto de Hanshin causó una destrucción generalizada en el sur de la prefectura de Hyogo. Los resultados fueron contundentes: el 97% de los edificios derrumbados habían sido construidos antes de 1981, según el Fondo Mundial para la Reducción de los Desastres y la Recuperación.

Innovación y preparación

El sismo de 1995 desencadenó una campaña nacional para adaptar los edificios más antiguos a las normas de 1981, un proceso que las autoridades municipales han incentivado mediante subvenciones. La innovación ha continuado en las décadas posteriores, y los arquitectos japoneses suelen estar a la cabeza en materia de diseño sísmico.

Uno de los arquitectos más conocidos del país, Kengo Kuma, por ejemplo, colaboró con la empresa textil Komatsu Matere en 2016 para desarrollar una cortina compuesta por miles de varillas trenzadas de fibra de carbono que anclan la sede de la empresa al suelo como una tienda de campaña (fotografía superior). Más recientemente, codiseñó el edificio de un jardín de infancia en la prefectura de Kochi, al sur del país, con un sistema de paredes en damero resistente a los sismos.

En otros lugares, destacados arquitectos japoneses como Shigeru Ban y Toyo Ito han sido pioneros en el uso de la madera laminada cruzada (CLT), un nuevo tipo de madera que sus defensores creen que podría transformar la forma de construir rascacielos.

Los modelos informáticos avanzados también permiten a los diseñadores simular las condiciones sísmicas y construir en consecuencia. Sin embargo, los límites de la mayoría de los edificios a prueba de catástrofes nunca se han puesto a prueba.

"Hay muchos edificios altos y se ha hecho un gran esfuerzo para diseñarlos de forma que sean seguros, pero esos diseños se basan sobre todo en simulaciones por ordenador", afirma Geller, de la Universidad de Tokio. "Puede que no sepamos si esas simulaciones son exactas o no hasta que se produzca un gran terremoto. Si uno solo de esos rascacielos se derrumba, podría causar muchos daños".

Por ello, la pregunta que preocupa desde hace tiempo a los ingenieros y sismólogos japoneses sigue en pie: ¿Qué ocurriría si un gran terremoto sacudiera directamente una ciudad como Tokio, algo de lo que las autoridades de la capital japonesa han advertido que hay un 70% de probabilidades en los próximos 30 años?

"Es probable que Tokio sea razonablemente segura", añade. "Pero no hay forma de saberlo con seguridad hasta que se produzca realmente el próximo gran terremoto".

Eric Cheung y Saki Toi de CNN contribuyeron a este informe.