Cuando ocurre un terremoto, hay una pregunta que aparece en todas las conversaciones. ¿Por qué un edificio queda de pie mientras el de al lado se derrumba? ¿Por qué una casa presenta grietas pero sostiene a sus habitantes, mientras otra colapsa por completo? La respuesta rápida, y la más común, es "estaba bien construido" o "estaba mal construido". Y aunque hay algo de verdad ahí, la explicación real es mucho más interesante y mucho más específica. Tiene que ver con un concepto que la ingeniería sísmica lleva casi un siglo estudiando: la ductilidad.
Ductilidad es la capacidad de un material de deformarse antes de romperse. Y para hacerla más entendible para todo el mundo, en este artículo también la vamos a llamar flexibilidad, aunque técnicamente no sean sinónimos exactos. Un edificio dúctil, o flexible, es un edificio que se dobla, se deforma, se agrieta, pero no colapsa. Un edificio frágil es un edificio que aguanta muchísimo, hasta que un día ya no aguanta más y se parte de golpe, sin dar aviso.
Este artículo explora en profundidad qué es la ductilidad, cómo se logra en un edificio real, cuál es su historia como concepto de diseño estructural, cuáles son las prácticas de construcción que la garantizan o la destruyen, y por qué es urgente que esta conversación salga del ámbito técnico y entre en la conversación de la ciudadanía. Porque cada vez que se aplica bien, salva miles de vidas. Y cada vez que se ignora, esas mismas vidas se pierden.
Un poco de historia: cómo llegamos a diseñar edificios flexibles
La idea de que los edificios necesitan flexibilidad para resistir terremotos no es antigua. Durante la mayor parte de la historia humana, se construyó con la lógica contraria: mientras más fuerte y más rígido, mejor. Los edificios se hacían con muros gruesísimos de piedra o de mampostería, pensados para aguantar cargas verticales enormes. Y ante un sismo, muchos de esos edificios se caían justamente porque no podían absorber la energía del movimiento.
El giro conceptual empezó a comienzos del siglo XX. En 1906, el terremoto de San Francisco fue una de las primeras oportunidades donde ingenieros modernos pudieron estudiar sistemáticamente qué edificios habían resistido y cuáles habían colapsado, con instrumentos y metodologías nuevas. Poco después, en 1923, el gran terremoto de Kanto en Japón, que devastó Tokio y Yokohama y mató a más de cien mil personas, dio otro empujón enorme a la investigación en ingeniería sísmica.
En las décadas siguientes, especialmente a partir de los años treinta y cuarenta, ingenieros de California, Japón y Nueva Zelanda empezaron a desarrollar de manera formal la idea de que un edificio no debía resistir un sismo únicamente con fuerza bruta. Debía tener capacidad de deformarse, de disipar energía a través de su propia deformación controlada. Esa idea revolucionaria dio origen al concepto moderno de diseño sismorresistente basado en ductilidad.
Los códigos internacionales empezaron a incorporar estos principios de manera cada vez más rigurosa. El ACI, Instituto Americano del Concreto, publicó los primeros lineamientos importantes en los años setenta. En Japón, los códigos JIS incorporaron requisitos estrictos de detallado dúctil desde muy temprano. En Colombia, la primera norma sismorresistente de 1984, redactada después del terremoto de Popayán de 1983, ya reconocía la ductilidad como un principio fundamental, aunque los criterios se han ido refinando en cada actualización posterior, la más reciente de 2010 con la NSR-10.
Hoy, casi un siglo después del terremoto de Kanto, la ductilidad es uno de los pilares fundamentales de todo diseño estructural moderno en zonas sísmicas.
Qué es exactamente la ductilidad, desde el punto de vista físico
Para entender bien la ductilidad, hay que empezar por cómo se comportan los materiales cuando se les aplica una fuerza.
Cualquier material, cuando se le aplica una carga, primero se deforma de manera elástica. Es decir, si le quitas la carga, vuelve exactamente a su forma original. Piensa en un resorte: lo estiras un poquito y al soltarlo vuelve a su lugar. Pero si sigues aplicando carga, en algún momento el material entra en un régimen distinto, llamado plástico. Ya no vuelve del todo a su forma original. Se ha deformado permanentemente.
Los materiales dúctiles pueden entrar en ese régimen plástico y seguir soportando carga durante mucho tiempo antes de fallar por completo. El acero es el ejemplo clásico. Si le aplicas tensión, primero se estira elásticamente, después empieza a deformarse plásticamente, se alarga visiblemente, e incluso puedes ver cómo se adelgaza en un punto, hasta que finalmente se rompe. Todo ese proceso lleva tiempo y consume energía.
Los materiales frágiles se comportan al revés. Se deforman muy poco antes de fallar. Cuando llegan a su límite, se rompen de golpe, sin aviso previo. El concreto simple, sin ningún refuerzo, es un ejemplo típico. Puedes cargarlo cada vez más y no parece deformarse, hasta que de repente colapsa en pedazos. El vidrio, el ladrillo cocido y la mampostería sin reforzar tienen comportamientos similares.
En términos energéticos, esta diferencia es crucial. Un material dúctil absorbe muchísima energía durante su deformación plástica antes de fallar. Un material frágil absorbe muy poca. Y en un terremoto, la energía que llega al edificio tiene que disiparse en algún lado. Si la estructura tiene ductilidad, la disipa deformándose sin colapsar. Si es frágil, la disipa rompiéndose.
Por eso, dice el Laboratorio de Ingeniería Sísmica de la Universidad de Costa Rica, "el acero en un edificio se deforma sin fallar repentinamente, disipando energía introducida por el sismo a la estructura, evitando de esta forma el colapso de la misma". La ductilidad no es un lujo del diseño. Es la diferencia entre la vida y la muerte de quienes están adentro.
Cómo se logra la ductilidad en un edificio real: el concreto reforzado
La mayoría de los edificios en el mundo, y prácticamente todos en América Latina, están construidos con concreto reforzado. Este material combina las dos propiedades que necesitamos: la resistencia a compresión del concreto y la ductilidad del acero.
El concreto, por sí solo, aguanta muchísimo peso vertical. Es excelente a compresión. Pero es pésimo a tensión y es un material frágil, se rompe de golpe cuando se supera su capacidad. El acero, en cambio, aguanta muchísima tensión y es dúctil, se deforma antes de fallar.
La idea del concreto reforzado, desarrollada en el siglo XIX en Francia y perfeccionada durante el siglo XX, es simple pero genial: se meten varillas de acero dentro del concreto, en las zonas donde va a haber tensión, para que el conjunto trabaje como un solo material que combina lo mejor de ambos. El concreto aguanta la compresión. El acero aguanta la tensión y le da al conjunto la capacidad de deformarse antes de romperse.
Pero para que esta combinación funcione bien, hay una serie de condiciones que se tienen que cumplir con rigor. Cada una de ellas, si falla, puede convertir un edificio potencialmente dúctil en un edificio frágil. Y las tres más críticas son las que probablemente marcan la diferencia entre las construcciones que resisten un terremoto y las que colapsan.
Las prácticas peligrosas: cómo se arruina la ductilidad
Primera práctica peligrosa: usar varillas lisas en vez de corrugadas.
Las varillas de acero que se meten dentro del concreto deben ser corrugadas. Esto significa que tienen relieves, resaltos, una textura marcada a lo largo de toda su longitud. Esos relieves cumplen una función fundamental: son los que hacen que el acero y el concreto se agarren entre sí, que trabajen como un solo material.
Cuando las varillas son lisas, sin ningún relieve, no tienen suficiente adherencia con el concreto. En un sismo, el acero se desliza dentro del concreto, y el conjunto deja de funcionar como una unidad. Es como si tuvieras un puñado de palillos sueltos dentro de una masa: no aportan estructura. La ductilidad se pierde por completo.
Por esta razón, desde hace décadas, prácticamente todos los códigos de construcción del mundo prohíben el uso de varillas lisas para refuerzo estructural. En Colombia, la NSR-10 exige que el acero de refuerzo cumpla con requisitos específicos de corrugado y de adherencia. Pero en la construcción informal, y en zonas donde no hay supervisión técnica, todavía se usan varillas lisas por costo o por desconocimiento. Y los edificios que se levantan así están, técnicamente, condenados desde su origen.
Segunda práctica peligrosa: el sobre-refuerzo.
Este es el más contraintuitivo de todos, y por eso el más importante de explicar. Mucha gente piensa que si le pones más acero al concreto, el edificio es más seguro. Es al revés.
Cuando una sección de concreto tiene demasiado acero, la falla del elemento ya no ocurre en el acero, que es dúctil y avisa doblándose antes de fallar. La falla ocurre en el concreto, que es frágil y se rompe de golpe. Los ingenieros llaman a este tipo de sección "sobre reforzada", y el modo de falla resultante se llama "falla por compresión" o falla frágil.
Como explica un texto técnico de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos: "La falla por compresión, también conocida como falla frágil, se genera cuando primero se produce la falla del concreto, antes de que el acero de refuerzo comience a fluir. Un elemento con sección sobre reforzada no presenta un comportamiento dúctil. Se debe evitar siempre este tipo de falla."
Por eso, los códigos de construcción no solo establecen cuánto acero mínimo debe llevar una viga o una columna. También establecen cuánto acero máximo puede llevar. La ductilidad requiere una proporción exacta entre el concreto y el acero, calculada por un ingeniero estructural. Meter más acero del calculado no es una precaución, es un error grave que puede volver frágil una estructura que debería ser dúctil.
Esto explica por qué en construcciones informales, donde a veces se decide "poner más varilla por si acaso", pueden ocurrir fallas frágiles. La intuición popular apunta a que más material es más seguro, pero la física estructural dice lo contrario.
Tercera práctica peligrosa: los estribos mal puestos.
En cualquier columna o viga de concreto reforzado hay dos tipos de acero. Están las varillas longitudinales, que son las varillas largas que corren a lo largo del elemento y que soportan las tensiones principales. Y están los estribos, que son varillas más delgadas dobladas en forma de aros o de rectángulos, colocadas de manera transversal, envolviendo las varillas longitudinales.
Los estribos cumplen tres funciones críticas para la ductilidad:
Primero, evitan que las varillas longitudinales se pandeen. Cuando una columna recibe una carga muy grande, las varillas de acero, que son delgadas, tienden a doblarse hacia afuera. Los estribos las mantienen en su lugar, permitiendo que sigan trabajando.
Segundo, confinan el concreto. Al envolver la sección, los estribos evitan que el concreto se astille y se desintegre cuando entra en el régimen plástico. Esto le da al concreto una capacidad de deformación mucho mayor a la que tendría sin confinamiento.
Tercero, resisten las fuerzas de cortante, que en un sismo son las que tienden a "rebanar" horizontalmente una columna o una viga. Las fallas por cortante son frágiles por naturaleza, y sin estribos suficientes, ocurren de manera catastrófica.
Según el portal técnico venezolano INESA TECH, "entre las fallas frágiles que debemos vigilar, encontramos las fallas por cortante (frágiles por definición cuando hablamos de un material como el concreto u hormigón) y por confinamiento, ambas asociadas a la distribución adecuada de acero transversal de refuerzo".
Cuando los estribos están muy separados, cuando son demasiado delgados, cuando no están bien anclados en sus extremos, cuando no envuelven completamente la sección, todo el sistema falla. La columna puede tener suficiente acero longitudinal, pero sin estribos bien puestos, colapsa de manera frágil ante un sismo. Y esta es una de las causas más comunes de fallas estructurales en construcciones latinoamericanas.
Otras prácticas que también arruinan la ductilidad
Además de las tres anteriores, hay varias más que vale la pena mencionar.
Concreto de mala calidad. La NSR-10 exige que el concreto tenga una resistencia mínima específica, medida en pruebas de laboratorio con probetas cilíndricas. Cuando se mezcla concreto en obra sin control de proporciones, o cuando se le agrega demasiada agua para hacerlo más fácil de trabajar, se reduce drásticamente su resistencia. Un concreto débil no permite que el sistema alcance la ductilidad calculada.
Acero de baja calidad. Existen distintos grados de acero, con diferentes propiedades mecánicas. El grado 60 (con resistencia de 4200 kg/cm²) es el estándar en Colombia para refuerzo estructural. Usar acero de menor grado, o acero reciclado sin certificación, compromete la capacidad dúctil de la estructura.
Empalmes mal ejecutados. Cuando dos varillas de acero se tienen que unir dentro de la estructura, ese empalme debe tener una longitud mínima y una posición específica. Si se hace mal, la varilla puede fallar en el empalme antes de aprovechar su capacidad dúctil.
Recubrimiento insuficiente. El acero debe estar cubierto por una cantidad mínima de concreto que lo proteja de la corrosión. Si el recubrimiento es insuficiente, con el tiempo el acero se oxida, se expande, revienta el concreto, y toda la estructura pierde capacidad.
Configuración estructural irregular. Edificios con formas irregulares, con cambios bruscos de altura, con voladizos exagerados, con distribución asimétrica de columnas, tienen zonas concentradas de esfuerzos donde la ductilidad se ve exigida al máximo. Un buen diseño estructural busca configuraciones regulares y simétricas donde los esfuerzos se distribuyen de manera pareja.
Modificaciones posteriores sin criterio técnico. Tumbar un muro que resulta ser estructural, agregar pisos sin evaluar la capacidad de la estructura existente (como ocurrió con el pandeo de columnas en el edificio Pfizer de Manhattan durante su conversión oficina a vivienda en 2026), cortar columnas para hacer parqueaderos en primer piso, todo esto puede convertir un edificio dúctil en un edificio frágil.
La filosofía detrás del diseño dúctil
Hay una idea filosófica importante detrás de todo esto que vale la pena entender. El diseño estructural moderno no busca hacer edificios indestructibles. Eso sería imposible y económicamente inviable. Lo que busca es hacer edificios que fallen de manera controlada y con aviso.
En palabras del portal técnico INESA TECH, la filosofía del diseño sismorresistente "se fundamenta en propiciar que, ante eventos sísmicos, prive la generación de mecanismos dúctiles (que disipen energía mediante deformaciones en el rango inelástico) antes que las fallas frágiles". Es decir, aceptar que en un sismo grande el edificio va a sufrir daños, pero asegurar que esos daños ocurran en zonas específicas, de manera controlada, sin llevar a la ruina del conjunto.
Esta filosofía se conoce como "diseño por capacidad" o diseño jerárquico de resistencias. Se decide de antemano qué elementos van a ser los "fusibles" del sistema, es decir, los que van a deformarse y disipar energía en un sismo grande. Y se diseñan los otros elementos para que sean más fuertes que esos fusibles, de manera que el edificio falle donde queremos que falle, y no donde no queremos.
En un edificio típico, los "fusibles" son las vigas, no las columnas. Las columnas son las que sostienen el peso vertical del edificio, así que si fallan, todo colapsa. Las vigas conectan las columnas, pero pueden deformarse y agrietarse sin llevar a la ruina del conjunto. Por eso, el principio de "columnas fuertes, vigas débiles" es una de las reglas de oro del diseño sísmico moderno.
Qué exigir si estás construyendo o comprando vivienda
Toda esta información técnica no es solo para arquitectos e ingenieros. Como propietario o comprador de vivienda, hay preguntas concretas que puedes hacer y exigencias que puedes plantear.
Si estás comprando vivienda: pide siempre la licencia de construcción, los planos estructurales aprobados, y el nombre del ingeniero calculista. Verifica que la construcción se haya hecho bajo la NSR-10, es decir, que sea posterior a 2010, o que haya sido reforzada estructuralmente.
Si estás construyendo: contrata un ingeniero estructural desde el diseño. No es un lujo, es una necesidad. Pide que te expliquen las especificaciones del acero y del concreto, y exige que se cumplan en obra. Solicita supervisión técnica durante la construcción y guarda los certificados de calidad de los materiales.
Si vives en una edificación anterior a 2010: considera pedir una evaluación estructural realizada por un ingeniero certificado. Es una inversión que puede salvar vidas.
Si estás pensando en remodelar: nunca modifiques elementos estructurales sin consultar a un ingeniero. Muros que parecen simples divisorios pueden ser estructurales. Ampliar un piso sin evaluar la capacidad de la estructura existente puede ser catastrófico.
Si vives en propiedad horizontal: promueve en tu asamblea la contratación de estudios estructurales periódicos, especialmente si el edificio es antiguo o si presenta grietas visibles.
Conclusión
La ductilidad, o flexibilidad estructural, es uno de los conceptos más importantes de la ingeniería moderna. Y sin embargo, es uno de los menos conocidos por fuera del ámbito técnico. Este desconocimiento tiene consecuencias reales: contribuye a que se sigan construyendo edificaciones vulnerables, a que se acepten prácticas peligrosas por costumbre o por costo, y a que la ciudadanía no pueda exigir lo que le corresponde.
Un edificio no es solo un conjunto de paredes y techos. Es un sistema técnico complejo, calculado con precisión, donde cada varilla, cada estribo, cada gramo de concreto está pensado para trabajar en conjunto. Cuando ese sistema se ejecuta con rigor, salva vidas incluso en terremotos importantes. Cuando se ejecuta con atajos, cobra vidas.
Aprender a hablar de ductilidad, entender que la flexibilidad estructural no es debilidad sino inteligencia, saber por qué las varillas deben ser corrugadas, por qué el exceso de acero es tan peligroso como su ausencia, por qué los estribos son tan importantes como las varillas principales, es parte de ser un ciudadano informado en un país sísmico como el nuestro.
La próxima vez que veas una obra en construcción, quizás mires con otros ojos. Y quizás también entiendas mejor por qué unos edificios resisten y otros no. No es azar. Es física, es cálculo, y sobre todo, es rigor. Un rigor que todos merecemos poder exigir.
Este texto es el capítulo técnico que acompaña a otros dos que ya escribí sobre el mismo problema. Uno mira los factores estructurales que hacen segura o vulnerable a una edificación desde una lente más panorámica: por qué unos edificios resisten los sismos y otros no, con los siete factores que determinan el resultado. El otro sube a la escala altura, donde la misma lógica de la flexibilidad se aplica con dispositivos específicos: cómo funcionan los rascacielos, por qué se mueven y por qué no se caen, con sus aisladores sísmicos, amortiguadores de masa sintonizada y ductilidad estructural aplicada a alturas extremas. Los tres juntos son la misma idea, contada a tres escalas.
Referencias
- Laboratorio de Ingeniería Sísmica, Universidad de Costa Rica. Definición de ductilidad aplicada a ingeniería sísmica. Universidad de Costa Rica, San José. Artículo técnico sobre comportamiento del acero como material dúctil en estructuras de concreto reforzado.
- INESA TECH. Fundamentos del Diseño Sismorresistente en Concreto Armado. INESA TECH, Caracas. Texto técnico sobre la filosofía del diseño dúctil y las fallas frágiles a evitar.
- Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Facultad de Ingeniería. Falla dúctil y falla frágil en elementos de concreto reforzado. UNMSM, Lima. Material académico sobre los tipos de falla en secciones de concreto armado.
- Universidad Católica Los Ángeles de Chimbote. Concreto armado y fallas estructurales. ULADECH, Chimbote. Material académico sobre patologías estructurales típicas.
- Descripción de Fallas Comunes en Concreto Reforzado tras Sismos. Material académico compartido en Studocu, sobre fallas frágiles por cortante, tensión diagonal y otros modos catastróficos de falla.
- Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (2010). Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10. Decreto 926 de 2010, con sus modificaciones posteriores. Bogotá.
- American Concrete Institute (2019). ACI 318-19: Building Code Requirements for Structural Concrete. ACI, Farmington Hills. Código internacional de referencia sobre diseño de concreto reforzado.
- Reid, R. L. (1996). The Great Earthquake of 1906: San Francisco and the Birth of Modern Structural Engineering. Civil Engineering Magazine, ASCE, Reston. Fuente histórica sobre el impacto del sismo de 1906 en la ingeniería estructural moderna.
- Clancey, G. (2006). Earthquake Nation: The Cultural Politics of Japanese Seismicity, 1868-1930. University of California Press, Berkeley. Historia del terremoto de Kanto de 1923 y su impacto en la ingeniería sísmica.
- García, L. E. (2014). Desarrollo de la normativa sismo resistente colombiana en los 30 años desde su primera expedición. Revista de Ingeniería, Universidad de los Andes, Bogotá. Vía Scielo Colombia.
Nota: este artículo es un texto de divulgación con fines educativos. Para diseño, evaluación o reforzamiento de estructuras específicas se recomienda acudir siempre a un ingeniero estructural certificado. Los conceptos aquí explicados son una simplificación de un cuerpo de conocimiento técnico mucho más complejo y detallado.
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