EVALUACIÓN DE LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES POSTERREMOTOS

POST-EARTHQUAKE ASSESMENT OF BUILDINGS STRUCTURAL SAFETY

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La ocurrencia de un terremoto potencialmente destructivo puede tener consecuencias graves para el desarrollo sostenible de una comunidad, por lo que el conocimiento de los factores amenazantes, tanto directos, como las sacudidas; o inducidos, como deslizamientos, hundimientos, entre otros, permitirá adoptar las medidas adecuadas para enfrentar estas violentas manifestaciones de la naturaleza.

Las experiencias obtenidas en terremotos recientes han evidenciado el mal comportamiento de las edificaciones ante estos eventos y la necesidad de reforzar aquellas estructuras con poca o ninguna capacidad de respuesta sismorresistente. En la figura 1 se muestran algunas edificaciones dañadas durante la ocurrencia de sismos fuertes.

Figura 1
Daños producidos por terremotos en edificaciones.

Muchas de estas debilidades son creadas por las propias personas de la comunidad cuando escogen sitios inadecuados o peligrosos para construir sus hogares, fabrican sus viviendas con materiales de construcción de mala calidad, no consultan cuál es la forma más segura de construcción para resistir los terremotos, destruyen el medioambiente con la contaminación de las aguas de los ríos y suelos o no están preparados para saber actuar correctamente ante la ocurrencia de terremotos fuertes. Por tanto, si en la ciudad de Santiago de Cuba se convive con la amenaza de un terremoto y se crean vulnerabilidades, se puede afirmar que existe un determinado nivel de riesgo sísmico, lo cual significa que pueden producirse daños cuando ocurra un terremoto de gran intensidad. De ahí que el objetivo de este trabajo fue proponer una metodología para la evaluación rápida de edificaciones posterremoto, que permita definir los niveles de daños que estas presentan luego de la ocurrencia de un evento sísmico de moderada o gran intensidad.

Para cumplimentar el objetivo propuesto se realizó una revisión bibliográfica relacionada con el tema de la evaluación de la seguridad estructural de las edificaciones luego de la ocurrencia de terremotos moderados y fuertes. Se adoptaron los siguientes procedimientos.

• Definir los conceptos generales relacionados con la determinación de la vulnerabilidad y el riesgo sísmico en edificaciones, para establecer los diferentes aspectos necesarios que permiten la comprensión de la importancia de la estimación de los daños que puede producir un terremoto en las edificaciones.

• Evaluar algunas consecuencias de la ocurrencia de terremotos para las edificaciones mediante la búsqueda de muestras de estructuras afectadas por sismos; para esto se utilizaron imágenes fotográficas de estructuras, tanto de Cuba como del mundo; además, se realizaron comparaciones entre estas.

• Identificar métodos de evaluación de estructuras con daños provocados por sismos. Se utilizaron criterios de expertos para realizar algunas comparaciones entre diferentes métodos y metodologías usados para la estimación de daños en edificaciones, de estos se escogieron aquellos que por experiencia han dado mejores resultados según las condiciones de nuestro país.

• Proponer un método de evaluación estructural posterremoto: A partir del análisis de métodos existentes se propone una metodología para la evaluación rápida de edificaciones afectadas por terremotos de moderada a gran intensidad. En dependencia de las características de la edificación y los daños observados se colocan las etiquetas de inspección, identificadas por el texto y el color de fondo.

La provincia de Santiago de Cuba está catalogada como la de mayor peligrosidad sísmica del país. Datos existentes destacan que de los 961 sismos perceptibles del país, 537 tuvieron su epicentro en la provincia de Santiago de Cuba; de ellos 22 terremotos han sido fuertes (Chuy, 1999), con magnitudes mayores de 5 en la escala de Richter; 20 ocurrieron en el sector Chivirico-Baconao y 2 en el sector Pilón-Cabo Cruz, provincia Granma.

El mayor evento sísmico del pasado siglo (magazine Las Noticias, 1932) provocó serias afectaciones en el 80 % de las edificaciones de la ciudad y la pérdida de más del 50 % de los edificios, que quedaron totalmente destruidos; lo que trajo grandes pérdidas económicas y sociales y, por tanto, un impacto negativo al medioambiente.

El objetivo básico de la evaluación estructural posterior a un evento sísmico es establecer de una manera eficaz y rápida cuáles edificaciones están en condiciones de ser utilizadas y cuáles, por haber sufrido daños, son inseguras o no habitables.

El procedimiento de evaluación estructural posterior a un evento sísmico considerable implica un procedimiento que puede tener hasta tres niveles de evaluación.

El primer nivel consiste en una Evaluación rápida de inspección visual en cada edificación seleccionada, orientado para que con premura se designe el nivel de seguridad aparente de las edificaciones, que se clasificarían como seguras, potencialmente peligrosas (de entrada limitada) o inseguras. En la figura 2 se muestra el procedimiento para la evaluación rápida de la seguridad sísmica estructural de las edificaciones después de la ocurrencia de un sismo de moderada o gran magnitud.

El segundo nivel, designado como Evaluación detallada, es una inspección más pormenorizada que la del nivel anterior. En esta las estructuras se clasifican como seguras, potencialmente peligrosas (de entrada limitada) o inseguras. Finalmente, el tercer nivel consiste en una Evaluación ingenieril, que deberá realizar un ingeniero estructural. Este estudio incluye un reconocimiento detallado, la localización de los daños, los cálculos estructurales y una evaluación cuantitativa de los daños de la estructura.

De ser necesario se recomienda una inspección más especializada, profunda y detallada, realizada por especialistas, para poder obtener mejores conclusiones relativas a la seguridad en que se encuentran las edificaciones. Dependiendo del nivel de evaluación, se determina su alcance. La tabla 1 establece las características de cada nivel de evaluación, así como una estimación del tiempo requerido.

Figura 2
Esquema metodológico para la evaluación estructural posterremoto.

Tabla 1
Alcances y limitaciones de la evaluación posterior a un evento sísmico.

Se pretende que una adecuada aplicación de los criterios definidos en la guía permita:

• Valorar, en caso de un sismo de magnitud significativa, la condición de los elementos estructurales y no estructurales de la edificación, para tomar decisiones sobre la posibilidad de habitar o no el edificio.

• Reducir pérdidas humanas y materiales como consecuencia de daños estructurales existentes, de la caída de objetos diversos y de los posibles efectos de las réplicas tras el evento sísmico principal.

• Identificar las necesidades de la población desde el punto de vista de la seguridad de los edificios, para poder definir las actuaciones relacionadas con la protección y el alojamiento de los afectados.

• Disponer de información para una estimación rápida y aproximada de las pérdidas económicas directas causadas por los daños en los edificios.

• Registrar información sobre el número de edificios habitables, dañados o colapsados; para que tras su clasificación y análisis puedan planificarse el proceso de rehabilitación y la asistencia en la fase de recuperación y reconstrucción de la zona afectada.

• Suministrar información técnica que permita mejorar la normativa sismorresistente a medio plazo.

En las primeras horas o días después de un terremoto, las edificaciones en el área de daño deberán ser evaluadas mediante el procedimiento de Evaluación rápida.

Las edificaciones que tienen una seguridad cuestionable y que están designadas temporalmente como de Entrada limitada estarán sujetas a una Evaluación detallada, la que deberá realizarse, prioritariamente, pocos días después de la Evaluación rápida.

En la Evaluación detallada se hará un examen visual minucioso de las estructuras, con el propósito de determinar el grado de seguridad de la edificación. Si la edificación no se puede catalogar como segura o insegura deberá procederse a una Evaluación ingenieril.

Etiquetas de inspección

Después de realizada la inspección deberá clasificarse la edificación con el grado de seguridad mediante la colocación de etiquetas, identificadas por el texto y el color de fondo. Esto se realiza con el objetivo de indicar al propietario, los ocupantes y al público en general si la estructura es segura o no. Se especifican tres tipos de etiquetas para clasificar la seguridad de las edificaciones: Inspeccionada, Entrada Restringida e Inseguro. Las etiquetas de Entrada Restringida e Inseguro no necesariamente implican solamente daños estructurales, ya que deben incluir daños a los elementos no estructurales, instalaciones, derrames tóxicos o químicos en áreas específicas de la edificación. Las etiquetas están clasificadas por color, según el grado de seguridad que presenten (ver tabla 2).

Tabla 2
Clasificación de etiquetas.

Figura 3
Planilla de inspección.

1. 1. En el trabajo se propone un procedimiento para la evaluación de la seguridad sísmica estructural de las edificaciones después de la ocurrencia de un sismo de moderada o gran magnitud.
2. 2. Dependiendo del nivel de evaluación, se determina su alcance, se establecen las características de cada nivel de evaluación, así como una estimación del tiempo requerido.
3. 3. Se especifican tres tipos de etiquetas para clasificar la seguridad de las edificaciones: Inspeccionada, Entrada Restringida e Inseguro. Las etiquetas de Entrada Restringida e Inseguro no necesariamente implican solamente daños estructurales, ya que deben incluir daños a los elementos no estructurales, instalaciones, derrames tóxicos o químicos en áreas específicas de la edificación.
4. 4. La ficha de inspección rápida de edificación está orientada a desastres por sismos, con el fin de evaluar un inmueble para la seguridad de las personas, tanto en el interior como en las inmediaciones; orientada a la capacidad remanente de la estructura. Debe ser usada por profesionales del área de la construcción.