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Chile y Perú son dos de los países con más actividad sísmica del mundo. Desde tiempos remotos, sus habitantes enfrentan esta amenaza para las edificaciones. Sorprendentemente, las contribuciones del antiguo conocimiento prehispánico podrían haber supuesto que algunas construcciones hayan resistido los siglos y los sismos. Por ello, podrían servir de inspiración en nuevas estructuras sismorresistentes.
Un ‘sismo’ sacude Santiago la semana que visitamos la capital chilena. Así diferencian acá los eventos sísmicos leves, en torno a los 5 grados, de los de mayor magnitud, los terremotos. El temblor provoca un desprendimiento de rocas en uno de los cerros de la ciudad, pero para los acostumbrados habitantes del valle del Maipo no deja de ser parte de una rutina adquirida.
También es habitual para la iglesia de San Francisco. El templo, ubicado en pleno centro de la ciudad, cumple este año su 405º aniversario. Esto supone que ha resistido cerca de 15 terremotos de gran magnitud, lo que la ha convertido en objeto de estudio científico para dar explicación a su extraordinaria resistencia sísmica.
El caso de este templo es emblemático. Se trata de la construcción más antigua de Chile. Sus obras se iniciaron entre 1583-1586, concluyéndose en 1618. Si bien algunas fuentes consideran que la iglesia San Francisco de Chiu-chiu —al norte del país— es el inmueble más antiguo, su fecha es indeterminada y se data con un vago “a mediados del siglo XVII”.
En sus 405 años de historia, la iglesia de San Francisco de Santiago ha resistido más de 15 terremotos por encima de magnitud 7
“En sus 405 años de historia, la iglesia de San Francisco de Santiago ha resistido más de 15 terremotos por encima de magnitud 7. El terremoto de 1647, el más importante de ellos, tuvo una magnitud de 8,5 y, según los cronistas, todos los edificios de Santiago se encontraban en el suelo, salvo la iglesia y parte del convento de San Francisco”, explica a SINC Carolina Vergara, arquitecta y directora del Museo San Francisco.
El templo originalmente era en planta de cruz, construida con grandes bloques de piedra. A finales del siglo XVIII se le añadieron naves laterales en ladrillo, perdiendo la forma de cruz y adquiriendo la rectangular que presenta actualmente.
A pesar de que los terremotos han provocado que la torre de la iglesia haya tenido que ser reemplazada hasta en tres ocasiones —siendo la cuarta y actual de 1856— la estructura del templo solo ha recibido daños menores de origen sísmico.
En 2016, Natalia Jorquera, académica del departamento de Arquitectura de la Universidad de Chile, estudió la iglesia para comprender el secreto de su resistencia sísmica “a pesar de la aparente fragilidad de los materiales constructivos empleados, con baja capacidad para resistir esfuerzos horizontales”, explicaba en su artículo.
La arquitecta constató que el artesonado mudéjar de la techumbre había mejorado el desempeño sísmico del edificio, reteniendo los gruesos muros de piedra de 1,7 metros de anchura. Lo cual ya había sido alabado por los cronistas de la época.
Pero la profesora realizó un descubrimiento. Mediante una prospección en los cimientos, halló que los gruesos muros estaban simplemente apoyados sobre soportes móviles, sin argamasa. Estos se componían de cantos rodados (o ‘bolones’) de entre 10-30 cm sumergidos en tierra y arena suelta. Quedaban confinados lateralmente por dos ejes mayores de piedras megalíticas, que impedían que se desparramasen. De este modo, ante un evento sísmico, el edificio ‘patinaría’ sobre los cimientos.
“Es probable que se haya intentado utilizar un aislamiento sísmico con las piedras redondas en la cimentación”, explica a SINC Julio Vargas Neumann, profesor emérito de la Universidad Católica del Perú (PUCP). Pero el experto advierte de que conceder demasiada capacidad antisísmica a los cimientos móviles podría ser “optimista”, porque los bolones se encontraron tan solo en una parte del edificio.
Interior de la Iglesia de San Francisco. / Alejandro Muñoz
Dada la imposibilidad de excavar en el interior de la iglesia, el equipo de Jorquera utilizó un georradar para comprobar el lado interior de los muros. La profesora añade en su artículo que “es de suponer que este sistema de cimentación es igual en toda la iglesia, pero dadas las limitaciones propias de la superficie excavada, eso quedaría como hipótesis”.
“Los españoles fundaron Santiago en 1541, tan solo 40 años antes de la construcción de la iglesia y todavía no había habido ningún terremoto importante en la zona. Si provenían de un entorno con baja sismicidad, es poco probable que se les ocurriera a ellos la solución de los cimientos”, argumenta Jorquera a SINC.
Para la arquitecta, “la iglesia de San Francisco manifiesta el cruce entre dos mundos. El aporte constructivo español está dado en la techumbre, con unas vigas de estilo claramente mudéjar español. Hacia abajo es un edificio muy de acá, fruto de una arquitectura prehispánica que se lleva a otra escala y a otra forma. Creo que eso es bonito, porque manifiesta un entendimiento tangible entre dos mundos”.
El aporte español está en la techumbre, con unas vigas de estilo mudéjar. Hacia abajo es un edificio muy de acá, fruto de una arquitectura prehispánica
“Los europeos llegan e implantan un modelo arquitectónico abstracto, que es el templo católico: para venerar a Dios hay que reunirse en un espacio cerrado, tienen que caber muchas personas y el espacio tiene que ser largo y muy alto, porque es divino. Además, debe tener forma de cruz. Ese planteamiento abstracto llega a un territorio con terremotos, donde ya hay personas con ciertos conocimientos empíricos sobre construcción antisísmica”, relata la profesora Jorquera.
Análisis de los cimientos de la iglesia / Natalia Jorquera
Si bien los estudios han comprobado el extraordinario desempeño sísmico del edificio, por el momento no se conoce mucho sobre su construcción. En los archivos de San Francisco no figuran las personas que participaron en la obra, sino que se listan los materiales y las peticiones financieras a la corona española.
“El edificio está muy bien hecho. De que está disipando energía sísmica no hay duda. Probablemente, si hay algún pensante que lo hizo, no pudo transmitir más su conocimiento”, reflexiona Vargas Neumann.
“No vamos a saber nunca a quién se le ocurrió, pero es prehispánico. Los muros de San Francisco tienen un trabajo de piedra y de mampostería que es idéntico al de construcciones en el norte andino chileno, como en la región de Antofagasta. Claramente hay una relación directa, aunque no está documentada en un archivo histórico con nombre y apellidos”, explica Jorquera.
En efecto, la iglesia no se trata de un ejemplo aislado. Más al norte del continente, en Perú, se conservan edificaciones incaicas en Machu Picchu y Sacsayhuamán estudiadas por su resistencia al paso de los siglos y los sismos.
Aún más atrás en el tiempo, en el yacimiento arqueológico de Caral (Perú) —con 5.000 años de antigüedad— se descubrieron unas bolsas de soga rellenas de piedras (shicras) bajo los cimientos de algunas edificaciones. Tan solo unos años antes de la investigación de la profesora Jorquera.
Shicras de Caral / Pontificia Universidad Católica del Perú
El reconocido ingeniero Vargas Neumann, de 82 años, lleva más de 50 estudiando las construcciones de tierra sismorresistentes. En 2011, lideró un equipo que estudió aquellas shicras encontradas en Caral y a lo largo de 400 km de la costa centro-norte peruana. Los investigadores advirtieron que aquellas bolsas podían contribuir a mejorar el comportamiento sismorresistente de las pirámides, de forma similar a los cimientos de la iglesia de San Francisco.
Sin embargo, el profesor emérito de la PUCP, desmitifica el conocimiento antisísmico de la civilización más antigua de América. “Las shicras no se colocaban como resultado de concluir que la energía que proviene de la corteza terrestre, de abajo a arriba, se disipa al cruzar las capas de bolsas y que de esta forma se conservaba la parte superior de la pirámide. De ser así, lo habrían acabado de hacer bien, con un criterio claro”.
En opinión del reputado ingeniero, las shicras se depositaban con otro fin. “Los caraleños debieron darse cuenta de que la bolsa llena de piedras constituía una unidad constructiva en sí misma. Acumular shicras llenas aumentaba la eficiencia respecto a tener que descargar las piedras y volver a la cantera con la bolsa vacía”, explica. Serían una especie de gaviones ancestrales.
El afán de Vargas Neumann por poner a prueba las tecnologías de Caral le llevó a preguntarse si podrían realizarse construcciones sismorresistentes hoy en día con esas shicras de soga y piedra.
Con este objetivo, el profesor dirigió unos ensayos en la mesa vibradora de la universidad. Los estudios concluyeron con un prototipo de casa —que resultó muy económica— que disipaba energía sísmica mediante shicras modernas. El prototipo se instaló en Orduña (Perú), y posteriormente la ciudad experimentó un sismo destructivo que tan solo provocó fisuras y pequeños desprendimientos en la vivienda. El ensayo fue un éxito.
“No tuvo nada que ver con el conocimiento ancestral de Caral. Es un estudio moderno que ha funcionado en base a sogas y piedra. Sin embargo, si no hubiera sido por la creencia de que esas antiguas shicras era sismorresistentes, no hubiéramos hecho nunca la investigación en la universidad”, explica el académico peruano a SINC.
Actualmente, el profesor Julio Vargas Neumann busca certificar esta técnica de construcción en la Norma de Diseño y Construcción de Tierra Reforzada de Perú. Para ello, debe someterse a la aprobación de una comisión del Ministerio de Vivienda, según indica el propio ingeniero.
Casa con shicras modernas / Ministerio de Vivienda de Perú
A pesar del buen desempeño sísmico de algunos edificios históricos, la concienciación que los ciudadanos tienen sobre su patrimonio también incide de forma importante en su conservación.
“Es un privilegio para nosotros, como chilenos, tener una edificación tan antigua como la iglesia de San Francisco en este país tan sísmico. No significa que sea una construcción eterna. Siempre puede llegar un gran terremoto y que no lo supere”, reconoce Carolina Vergara, directora del Museo San Francisco.
Es un privilegio para nosotros, como chilenos, tener una edificación tan antigua como la iglesia San Francisco en este país tan sísmico
En octubre de 2019 no hubo un terremoto, pero sí un estallido social que puso en peligro el templo santiagueño. En el contexto de la protesta, se produjo la quema y vandalización de iglesias. La cercana iglesia de San Francisco de Borja, de 1876, corrió esa suerte. Atesoraba las vidrieras más antiguas del país, que se perdieron para siempre. Sus ruinas calcinadas y acordonadas todavía son testigo de aquellos días inciertos.
Al igual que con los terremotos pasados, el estallido social también dejó heridas visibles en la iglesia de San Francisco. Hubo que instalar robustas planchas metálicas para proteger sus puertas y ventanas. Y las fachadas se cubrieron de grafitis. A pesar de todo, el templo sigue resistiendo las sacudidas de los años. Esperemos que por mucho tiempo.
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