Existen varias definiciones de espectros en las normas chilenas, y es frecuente que se mezclen o se comparen entre sí sin considerar qué representa cada una. Con el fin de contribuir a aclarar sus diferencias, presento las definiciones más comunes y algunos ejemplos de uso.
1. Espectro de respuesta de un registro
Es la respuesta máxima de una serie de osciladores de un grado de libertad, con distintos períodos y un amortiguamiento dado (usualmente 5%), sometidos a un registro de aceleración específico. No es un espectro de diseño: describe un solo movimiento, en un sitio y para un sismo particular. Hay varias versiones que conviene no confundir:
- Espectro de desplazamiento relativo (Sd): desplazamiento máximo del oscilador respecto de su base.
- Espectro de pseudoaceleración (PSa) y pseudovelocidad (PSv): se obtienen de Sd como PSa = ω²·Sd y PSv = ω·Sd. La pseudoaceleración es la que se utiliza normalmente en las normas de diseño.
- Espectro de aceleración absoluta (Sa): aceleración total máxima de la masa. Para amortiguamientos bajos es muy similar a PSa, pero no son iguales, especialmente en períodos largos o con amortiguamiento alto.
2. Espectro elástico de diseño
Es una curva suavizada que representa la demanda esperada en un sitio para el nivel de sismo de diseño, considerando el conjunto de registros posibles y no uno en particular. En la NCh433 se construye a partir de la aceleración efectiva de la zona sísmica (A0), parámetros que dependen del tipo de suelo (S, T0, p, entre otros) y un factor de amplificación que varía con el período, afectado por el coeficiente de importancia del edificio (I).
3. Espectro de diseño reducido
Es el espectro elástico dividido por un factor de reducción de respuesta, que reconoce la capacidad de la estructura de disipar energía por comportamiento inelástico y su sobrerresistencia. Con este espectro se obtienen las fuerzas de diseño.
- En la NCh433 (edificios), el factor de reducción R* depende del período de la estructura y del sistema estructural, y el corte basal queda acotado por valores mínimos y máximos.
- En la NCh2369 (estructuras e instalaciones industriales), el espectro incorpora explícitamente la razón de amortiguamiento de la estructura y un factor de modificación de respuesta R propio de cada tipo de estructura.
Un error frecuente es comparar este espectro reducido con el espectro de respuesta de un registro y concluir que “el sismo superó la norma varias veces”.
4. Espectro elástico de desplazamientos
Después del terremoto de 2010, el Decreto 61 introdujo un espectro elástico de desplazamientos para estimar la demanda de desplazamiento de los edificios. Este espectro es clave, por ejemplo, para verificar los muros de hormigón armado y la necesidad de confinar sus bordes.
5. Espectros para aislación sísmica y disipación de energía
La norma de aislación sísmica (NCh2745) define espectros elástico propio, con dos niveles de amenaza: el sismo de diseño y el sismo máximo posible. Como los períodos de los sistemas aislados son largos y su amortiguamiento es alto, en estos casos el espectro de desplazamiento y los factores de corrección por amortiguamiento son tan importantes como el de aceleraciones.
6. Espectros de amenaza uniforme y de escenario
- Espectro de amenaza uniforme (probabilista): cada ordenada tiene la misma probabilidad de ser excedida en un tiempo de exposición dado (por ejemplo, 10% en 50 años). No corresponde a un sismo real, sino a la envolvente de muchas fuentes posibles.
- Espectro de escenario (determinista): representa un sismo específico, con una magnitud y una distancia definidas, por ejemplo la ruptura de una falla activa cercana.
La nueva NCh433:2026 combina ambos enfoques, lo que es especialmente relevante para proyectos cercanos a fallas activas.
Resumen comparativo
| Espectro | Qué representa | Uso principal |
|---|---|---|
| Respuesta de un registro | Un sismo en un sitio | Interpretar registros, comparar con diseño |
| Elástico de diseño | Demanda esperada en el sitio | Base de todos los demás |
| Reducido de diseño | Elástico dividido por R* o R | Fuerzas de diseño |
| Elástico de desplazamientos | Demanda de desplazamiento | Deformaciones, muros, juntas |
| Aislación y disipación | Sismo de diseño y máximo posible | Diseño de sistemas de protección sísmica |
| Amenaza uniforme / escenario | Probabilidad constante / sismo específico | Estudios de amenaza sísmica |
Antes de comparar dos espectros conviene preguntarse siempre: ¿son ambos elásticos o uno está reducido?, ¿tienen el mismo amortiguamiento?, ¿son aceleración absoluta o pseudoaceleración?, ¿corresponden al mismo nivel de amenaza?
