Evaluación de la vulnerabilidad estructural del hospital Guillermo Almenara Irigoyen

Abstract

Los hospitales y en general las instalaciones de salud son elementos expuestos que pueden sufrir graves daños como consecuencia de la ocurrencia de fenómenos naturales intensos. En otras palabras, el riesgo de las instalaciones de salud puede llegar a ser muy alto, razón por la cual es necesario construir las nuevas edificaciones con requisitos adecuados de acuerdo con las amenazas naturales de cada zona, también es necesario evaluar la vulnerabilidad de las edificaciones existentes con el fin de identificar sus debilidades para diseñar y construir las intervenciones físicas o reestructuraciones que sean necesarias. En los últimos 20 años más de 100 instalaciones hospitalarias que tienen una población estimada entre 1 O y 12 millones de personas de 9 países de las Américas, han si.do afectadas por terremotos. Cerca de una quinta parte de estas instalaciones han colapsado de manera catastrófica o tuvieron que ser demolidas como consecuencia de los daños sufridos por los desastres ocurridos. Esto ha representado pérdidas imparables de vidas humanas y la desaparición de más de 1 O 000 camas hospitalarias cuyo valor de reposición se eleva a más de 700 millones de dólares. Lo anterior revela la necesidad de revisar la estrategia de diseño, los criterios para la construcción de instalaciones hospitalarias en zonas propensas y la necesidad de evaluar la vulnerabilidad de las edificaciones existentes. U no de los aspectos más delicados en la consideración de la perspectiva sísmica de las diferentes naciones es el comportamiento de hospitales existentes, que han sido construidos sin diseño sismo resistente, sobre la técnica para la evaluación de la vulnerabilidad estructural de este tipo de edificaciones y una aplicación especifica al hospital Guillermo Almenara (Lima - Perú) trata el presente trabajo. Surgen dudas con respecto a la seguridad ofrecida, por los hospitales existentes, y principalmente cuando éstos son necesarios para la atención de una emergencia sísmica y han sido diseñados solamente para atender las cargas de gravedad En estos casos se hace imperativa una revisión lo más detallada, posible de la capacidad de la estructura para soportar sismos moderados y fuertes. Debe tenerse presente la dificultad de construir nuevas instalaciones hospitalaria en zonas sísmicas, debido a su alto costo, por lo cual se hace imperativo el reforz.ar las existentes. El diseño del refuerzo debe pasar necesariamente por un análisis de la capacidad disponible de resistencia y ductilidad ante sismos, así como de la vulnerabilidad funcional, organizativa y administrativa del hospital, antes de realizar su intervención. En el presente trabajo se expone una metodología para la revisión de los elementos estructurales y no estructurales cuya vulnerabilidad dependa, directamente de las distorsiones de la estructura. Debe destacarse también la revisión detallada, los elementos no estructurales tales como equipos y líneas vitales, los cuales escapan al alcance de los objetivos del presente trabajo, pero cuyo colapso o falla puede causar serios problemas de vulnerabilidad funcional La planeación, el diseño y la construcción de hospitales en zonas de riesgo ofrece múltiples desafíos a los diferentes profesionales involucrados, debido a la importancia que tienen dichas construcciones en la vida, usual de la ciudad y, en mayor medida, a la que adquieren en caso de que sea necesario atender las víctimas de un desastre. Dada, esta relevancia de los hospitales para la recuperación de una comunidad afectada., por ejemplo, en caso de terremoto fuerte, puede decirse que en su diseño deben considerarse con cuida.do múltiples aspectos, que van desde la planeación del mismo para casos de atención de desastres, hasta la instalación de equipos y elementos no estructurales diversos, además de los requisitos de resistencia y seguridad estructural A pesar de lo anterior, múltiples hospitales han sufrido daños graves o han llegado al colapso funcional o estructural como consecuencia de desastres, en particular en caso de sismos intensos, privando a las comunidades respectivas de una adecuada, atención a las víctimas. Cabe anotar que muchos de los hospitales afectados han sido diseñados de acuerdo a normas de construcción sismo-resistente, lo que lleva a pensar que el diseño estructural de hospitales debe realizarse con un cuidado mucho mayor del empleado para diseños convencionales, y que puede no ser suficiente el realizar, simplemente, el proyecto estructural para fuerz.as mayores que las utilizadas para el cálculo de edificios residenciales o de oficinas. En el diseño estructural se deben tomar las decisiones sobre seguridad, resistencia y ductilidad, no sólo en relación con los aspectos puramente físicos que impone el fenómeno sísmico sino, también, en relación con criterios sociales, económicos y humanos que pesan sobre la planeación del hospital El Capítulo 01 de esta Tesis examina brevemente conceptos relativos a las características de los desastres, Ilustra estadísticas de afectación de hospitales en las Américas, Versa acerca de la importancia y función de los hospitales en situaciones de desastre y acerca de los costos sociales, se analizan los aspectos que hacen vulnerables a las edificaciones hospitalarias y por último se orienta a cerca de la importancia de reducir la vulnerabilidad existente como parte de una política general de mitigación de desastres en las instalaciones de salud. ¡El Capítulo 02 Examina la sismicidad en el Perú en términos de sismicidad histórica y instrumenta!, luego se habla de la sismicidad en la Ciudad de Una, que es de nuestro particular interés, porque fue por esta razón que La Organización Panamericana de la Salud 'VPS" y el Ministerio de Salud acordaron iniciar el estudio de Vulnerabilidad Sísmica de 1 O hospitales en el Perú, 5 de los cuales serían de Una entre los cuales se consideró el Hospital Guillermo Almenara Irigoyen (Dist. de la Victoria, Lima-Perú) motivo de esta Tesis. Seguidamente se determinan las áreas críticas de las cuales se hace una evaluación preliminar en términos cualitativos con respecto a su vulnerabilidad estructural El Capítulo 03 examina brevemente sobre las metodologías disponibles en la bibliografía internacional para la evaluación cuantitativa de la vulnerabilidad estructural de edificios de concreto armado y finalmente se describe la metodología adoptada para el Hospital Guillermo Almenara. Que Básicamente consiste en: La comparación de la Demanda esfuerzos resultado de la respuesta sísmica del edificio, con la Resistencia de su sistema estructural, esto nos permitirá evaluar la vulnerabilidad de los elementos estructurales; por otro lado, las distorsiones máximas que se presenten en el sistema estructural por la solicitación sísmica serán comparados con los permisibles para elementos no estructurales entes de su falla, con la finalidad de evaluar su vulnerabilidad. El capítulo 04 Comprende el estudio geotécnico referenciado, realizado con la finalidad de determinar las propiedades geotécnicas de la zona de interés y las consideraciones sísmicas tales como, Intensidad, Magnitud y Aceleraciones máximas esperadas, indispensables para determinar el nivel peligro sísmico. Los Capítulos 05 y 06 comprenden los Ensayos realizados. Ensayos de Esclerometría, con la finalidad de determinar las propiedades mecánicas de los materiales tales como el concreto y acero de refuerzo; Ensayos de Microtrepidaciones por el cual se determinaron las características dinámicas de los edificios y periodos fundamentales que calibraran nuestros modelos matemáticos en cada caso El Capitulo O 7 Comprende la descripción de los modelos matemáticos adoptados para cada edificio, cabe destacar que se realizan dos tipos de modelo para cada caso, dependiendo la vulnerabilidad que se quiera evaluar sea de elementos estructurales o de no estructurales, para el caso de este último en los modelos se utilizaron elementos tipo ''Galleta" con la finalidad de representar en el modelo los elementos no estructurales; finalmente se determinó la DEMANDA en términos de Esfuerzos y Distorsiones máximas debido a la respuesta sísmica de los modelos en cada caso. ¡En el Capítulo 08 Primeramente se asume el mecanismo de falla más desfavorable (mecanismo viga fuerte columna débil) que podría ocurrir y en base a esto se determina la capacidad flexiona y al corte de los elementos verticales para poder estimar lo que hemos denominado como la RESISTENCIA en términos de esfuerzos para elementos estructurales y distorsiones permisibles para elementos no estructurales, así finalmente podremos evaluar la vulnerabilidad en cada caso. Finalmente, en el Capítulo 09 se trata la Metodología Indicia de HIROSAW A de segundo orden el cual será aplicado a cada edificio con la finalidad de verificar lo obtenido en el Capítulo 08. Cabe destacar que este procedimiento es el que establece la actual guía Japonesa, para la evaluación de la seguridad sísmica de las estructuras de los edificios de concreto armado, El método incorpora los siguientes aspectos: Resistencia de los elementos verticales, capacidad de ductilidad de los mismos, estado de la construcción y comportamiento en sismos anteriores, influencia de la condiciones topográfica y geotécnicas, El método en preferido entre otros porque confiere una gran importancia al establecimiento de los mecanismos de falla y la disipación de energía de los elementos estructurales..