SISMORRESISTENTES 2026 – LABORATORIO MOLA Y MESA
VIBRATORIA PARA RESOLVER UN CASO DE ESTUDIO / SECCIÓN 3 / MAYO 14 DE 2026 / CATEDRÁTICO: ING. LUIS STOLZ MA
PARTE I: EL CASO DE ESTUDIO
Caso de Estudio: El Edificio en San Marcos
• Ubicación: San Marcos, Guatemala. Propietario: Licenciado Argueta
• Nivel: Tercer Año, Departamento de Arquitectura, Universidad Rafael Landívar.
• Curso: Estructuras Sismo Resistentes 2026.
• Material del Modelo: Concreto reforzado (Simulación analógica con Kits estructurales Mola 1, 2 y 3).
1. Párrafos Introductorios
Es la mañana del 14 de mayo. El equipo de consultores estructurales de la firma "ARQ205 & Asociados" ha sido convocado de urgencia por el Licenciado Argueta, un desarrollador inmobiliario con una vasta cartera de proyectos en el occidente del país que los ha contratado para resolver algunas dudas del proyecto diseñado por una compañía que él contrató inicialmente.
El proyecto en cuestión es un centro de servicios de salud de tres niveles en la cabecera departamental de San Marcos, una zona fuertemente marcada por la memoria de los sismos ocurridos en 2012 (magnitud 7.4) y en 2014 (magnitud 6.9).
El Licenciado Argueta es enfático: "El edificio debe ser estético, totalmente libre de columnas intermedias, solamente perimetrales, para maximizar la flexibilidad del espacio clínico, pero… no estoy dispuesto a pagar de más por un diseño sobredimensionado. En la capital se construye con menos y los edificios siguen en pie".
El equipo de consultores tiene solo 80 minutos en la sesión de laboratorio para validar el comportamiento dinámico del edificio ante una amenaza sísmica real antes de que se autorice la compra masiva de acero y concreto.
2. Contexto y Antecedentes
El departamento de San Marcos se sitúa en una de las regiones con mayor complejidad tectónica de Centroamérica, influenciada directamente por la subducción de la Placa de Cocos bajo la Placa de Norteamérica y la cercanía al sistema de fallas local de ChixoyPolochic.
Los sismos del pasado han demostrado que el comportamiento de los suelos locales y la falta de rigidez lateral en las estructuras de concreto son los principales causantes de colapsos habitacionales y comerciales en la cabecera departamental. (Ver mapas)
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El diseño arquitectónico propuesto originalmente al Licenciado Argueta por una compañía de arquitectura independiente ajena a “ARQ205”, plantea un módulo estructural limpio en su interior (de 8m x 20m) para facilitar la distribución de las clínicas médicas y los laboratorios. El sistema estructural consiste en seis vigas principales y dos vigas secundarias en el sentido corto.
Sin embargo, esta decisión espacial impone un reto estructural severo: luces de gran longitud que deben ser salvadas sin apoyos intermedios (en el sentido de 10m), confiando la estabilidad total de la estructura a un marco perimetral de seis columnas construidas con concreto de resistencia 5000 psi a los 28 días.
3. El Dilema Técnico - Profesional
El equipo de arquitectos de “ARQ205” se enfrenta a una decisión crítica. Por un lado, la presión financiera del cliente busca reducir a toda costa las secciones de concreto, evitar el sobredimensionamiento de vigas y columnas, y descartar sistemas de protección sísmica especializados (como el aislamiento en la base).
Por el otro, la ética profesional y el código de seguridad estructural (visto en las sesiones de clase) exigen garantizar el nivel de desempeño de "Ocupación Inmediata" por tratarse de un edificio destinado al cuidado de la salud.
El Licenciado Argueta ha dejado un mensaje claro antes de salir de la sala de reuniones: "Arquitectos, confío en su criterio, pero he visto que los planos preliminares sugieren secciones enormes de concreto reforzado, e incluso hablan de predimensionar aisladores sísmicos en la base. Eso encarecería el proyecto no se en cuánto pero el porcentaje es alto.
Si no me demuestran hoy mismo, con datos técnicos rigurosos y evidencia empírica de aceleración en el laboratorio, que el diseño original corre un riesgo real de colapso o daño severo, compro de una vez los materiales y no les cancelo el 50% restante de los términos económicos pactados con ustedes. Tienen su laboratorio, por el cual estoy pagando y espero su dictamen final dentro de dos horas.
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Ah! Se me olvidada decirles que el edificio original no tiene soportes rígidos y los concibieron como apoyos simples, no empotrados. No sé si eso sea relevante o no"
4. Información Técnica Disponible y Parámetros Geométricos
Para resolver el caso, el equipo cuenta con los siguientes parámetros del diseño real y su equivalencia analógica en el laboratorio:
• Geometría de la Planta Estructural: Módulo rectangular único definido por dos ejes longitudinales y dos ejes transversales. (Ver plano en planta figura 1)
▪ Eje corto (Ancho): 8.00m
▪ Eje largo (Longitud): dos tramos de 10.00m cada uno
▪ Apoyos: Únicamente seis columnas perimetrales dispuestas en las esquinas e intermedias de la planta (8.00m (un eje en el sentido corto) x 20m (tres ejes en el sentido largo) además de 6 vigas principales y dos secundarias en el sentido corto) No existen columnas intermedias, emulando exactamente la configuración física del modelo del Kit Mola.
Preguntas Guía (Comprensión y Diagnóstico Técnico) 8m 10m 10m
Figura 1: Planta
• Altura Estructural: 3 niveles con una altura de entrepiso de 3.20m por nivel: Altura total del edificio: 9.60m
• Carga de Diseño Gravitacional (D + L): 700 kg/m² por nivel.
• Especificación de Materiales del Proyecto Real: Concreto reforzado con resistencia a la compresión para losas y vigas f’c= 4000 psi; para columnas f’c= 5000 psi y para cimentaciones: 4000 psi.
• Equipamiento de Laboratorio:
▪ Kits Mola (1, 2 y 3): Para la construcción a escala del edificio de 3 niveles con marcos perimetrales y base rígida o aislada (usando resortes).
▪ Instrumentación: Mesa vibratoria manual para simulación sísmica y teléfonos inteligentes equipados con la aplicación Phyphox para medir las aceleraciones máximas (g) y analizar las frecuencias de vibración en el último nivel.
5. Preguntas de Estudio y Análisis del Caso
ESTRUCTURAS SISMORRESISTENTES 2026 – LABORATORIO MOLA Y MESA
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1. Con base en el mapa de zonificación sísmica de la norma AGIES NSE-2 de Guatemala, ¿cuál es el índice de sismicidad (Io) para el departamento de San Marcos y qué aceleraciones de sismo extremo en roca (Scr y S1r) le corresponden a esta cabecera?
2. Realice el cálculo del área tributaria correspondiente a una de las cuatro columnas perimetrales de la esquina y determine la carga axial total (P en toneladas convertidas a kips) que solicita a dicha columna en la base del primer nivel, considerando la carga de diseño de 700 kg/m² para los tres niveles.
3. Para el día del laboratorio solamente: Someter el modelo a escala Mola a dos eventos: el propuesto por la otra compañía con apoyos simples y con base rígida empotrada (tradicional): 1) A la vibración de la mesa, ¿en qué nudos se concentran las mayores deformaciones por flexión lateral y cómo influye la ausencia de columnas centrales en la deflexión de las vigas de 10.00m de luz? ¿Cuál fue el mecanismo de falla?
4. Para el día del laboratorio solamente: Utilizando la aplicación Phyphox colocada: primero en la base y luego en el tercer nivel de ambos sistemas estructurales: ¿cómo se interpretan los picos de aceleración (g) máxima obtenidos en comparación con los registrados al incorporar una base flexible o aislada (resortes)?
Preguntas Críticas (Análisis Profundo, Ética y Toma de Decisiones)
1. Analizando el uso previsto del edificio (centro de servicios de salud), justifique por qué el criterio de diseño de "prevención del colapso" es insuficiente bajo la norma AGIES y por qué la estructura debe clasificarse y diseñarse como "Obra Esencial".
2. Ante la postura del Licenciado Argueta de que "en la capital se construye con menos y los edificios siguen en pie", ¿cómo argumenta el equipo de consultores, utilizando los datos empíricos de aceleración y deformación del laboratorio, la inviabilidad de usar secciones mínimas de concreto en una zona de alta aceleración sísmica como San Marcos y el uso de aisladores sísmicos en la base?
3. Evalúe constructivamente el dilema de las luces de 10.00m sin apoyos centrales. Si se opta por marcos rígidos tradicionales de concreto, ¿qué problemas de trabajabilidad y fundición (colado del concreto) pueden presentarse en San Marcos si las vigas requieren armados de acero extremadamente densos para controlar la deflexión?
4. Desde la perspectiva del ejercicio profesional ético y la responsabilidad civil, ¿cuál es la postura innegociable de la firma "ARQ205" si el desarrollador decide ignorar las recomendaciones de sismo-resistencia para priorizar su margen de ganancia financiera?
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Fase 1: Fase Individual (Trabajo Autónomo - Previo al 14 de mayo, fuera de clase)
• Técnica Didáctica Activa: Organizador Gráfico (Mapa Conceptual).
• Descripción: Cada estudiante lee el caso de estudio de forma individual. Utilizando el mapa de zonificación sísmica de la norma AGIES NSE-2 de Guatemala y lecturas complementarias del portafolio reflexivo sobre sismoresistencia, elabora un mapa conceptual que analice la sismicidad de San Marcos, la clasificación del edificio por su nivel de importancia (salud), el concepto de área tributaria de la estructura perimetral (8.00m x 20.00m(dos tramos de 10m)), y las variables del dilema ético-financiero.
• Entregable: Mapa conceptual entregado al catedrático de forma impresa al inicio de la clase. Tamaño doble carta.
• Para el laboratorio: baje a su móvil la aplicación Phyphox
• El mapa deberá tener: las respuestas a dos preguntas guía y a las 4 preguntas críticas. Sea breve. Ulice mucha síntesis en el mapa conceptual.
• Uso: El mapa conceptual será de gran ayuda en la dinámica grupal. Lleve una copia consigo.