Daños post-sismo en edificaciones residenciales en Bahía de Caráquez

Introducción

El día sábado 16 de abril de 2016 a las 18:58 (hora local), se presentó un terremoto de M7.8 a 27 km SSE de Muisne, Ecuador a una profundidad de 19.2 Km según reportó el U.S. Geological Survey (USGS, 2016). A este evento, le vienen siguiendo centenares de réplicas de moderada intensidad, como las réplicas del miércoles 20 de abril a las 3:33 y 3:35 (hora local), ambas de magnitud M6.2 (IG,2016).

El miércoles 18 de mayo de 2016 se presentaron otras dos fuertes réplicas del terremoto. Éstas tuvieron las magnitudes de M5.2 y M6.7 (hora local 11:46 y 11:52, respectivamente), según reportó el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG,2016).

De igual manera, las réplicas siguieron sucediendo y el domingo 10 de julio de 2016 acontecieron, a las 21:01 y 21:11 (hora local), dos fuertes réplicas de M5.9 y M6.2 respectivamente, también según registro del Instituto Geofísico (IG,2016). En la zona del epicentro la magnitud en la escala de Mercalli alcanzó la intensidad de IX, debido al colapso de un sinnúmero de edificaciones. Los daños materiales y pérdidas de vidas humanas se contaron por centenares.

El U.S. Geological Survey ha registrado el evento sísmico como se muestra en la Figura 1.1 y donde se puede apreciar las curvas isosistas del sismo y su propagación por casi todo el territorio nacional. Por las leyes de atenuación sísmica, las ondas viajan a través de los estratos terrestres y conforme se esté cerca al epicentro se percibe la intensidad del mismo, siendo el impacto grave en las edificaciones de la ciudad de Bahía de Caráquez por estar a sólo a 120.65 Km del epicentro. Si se alejan del epicentro disminuyen en su intensidad, siendo el impacto menor en las edificaciones de ciudades más distantes como Quito y Guayaquil. Se puede sostener que, en Bahía de Caráquez, se produjo también "efecto de sitio" por las condiciones de su suelo.

Figura 1. Mapa de isosistas del terremoto de Muisne o Pedernales donde se ubica Bahía de Caraquez con líneas de isosistas comprendidas entre intensidad de VII a VIII. Fuente: USGS

 

Si un edifico donde se reside o trabaja es dañado por un sismo, éste debería ser inspeccionado por un especialista calificado, por la seguridad de las personas que lo ocupan (ATC-20, 2016). Además Gallaghe, Reasenberg y Poland C. (1999) sostienen que las réplicas pueden causar daños significativos en las edificaciones, siendo posible el colapso del edificio si éste ya se encuentra deteriorado.

Al tercer día desde el 16 de abril del 2016, el presidente ecuatoriano Rafael Correa visitó Bahía de Caráquez, por ser una de las zonas más afectadas por el sismo de 7.8, de primera mano pudo conocer los daños en esta población, donde varias casas se cayeron o tuvieron afectaciones en su estructura como el colegio Bahía de Caráquez en donde se registran daños en las paredes, techos y en la fachada principal, también constató daños en las viviendas que se encuentran cerca del malecón y el Hospital Hilario Alcívar que resultó afectado en su estructura.

2. Evaluación de los edificios en Bahía de Caráquez

Se conoce que el Comité de Operaciones de Emergencia (COE) de la ciudad de Bahía, informó que la consultoría contratada por el Gobierno determinará el tipo de intervención a realizar a 31 edificaciones afectadas, donde al menos tres de ellas serán demolidas en su totalidad. Aunque se está a la espera de verificar si el resto admite reparación, o deberán ser sometidas a derrocamientos parciales o totales.  Los edificios a ser derrumbados en su totalidad son: el Nautilus (8 pisos), Sociedad de Obreros (7 pisos) y otro que no tiene nombre (8 pisos). Esto motivo el realizar visitas técnicas a la zona y estudios a algunas de sus edificaciones afectadas.

 

Figura 2.Daños por tracción diagonal en muros de manpostería del edificio Nautilus.

 

Se realizaron 3 visitas de inspección técnica a la ciudad de Bahía de Caráquez para evidenciar los daños producidos en sus edificacones. Edificaciones residenciales de mediana altura presentaron, todas ellas, grietas de tracción diagonal en sus paredes de albañilería, las cuales se podían observar desde el exterior con una simple inspección visual.  Estas  grietas venían acompañadas de la caída del material de recubrimiento así como de rotura de vidrios de las ventanas. Todos estos daños le dan un aspecto de inseguridad estructural a los edificios.

 

 

Figura 3. Daños por tracción diagonal en muros de mampostería de fachada.

 

Los  sismos -  tanto el sismo principal como sus réplicas - ocasionaron una serie de daños en elementos "no estructurales" como se visualiza en la figura 4, donde se aprecia la caída de recubrimiento de muros, fisuras por tracción diagonal, trituración y colapso de albañilería en algunos puntos específicos, al igual que el edificio de la figura 3.

 

Figura 4. Daños por cortante en muros de mampostería en las fachadas.

 

En la figura 5 se observa el edificio Jalil, ubicado entre la intersección de la av. Virgilio Ratti y la calle Ciudad de Bahía, donde se puede observar  grietas de tracción diagonal en los muros de albañilería tanto en el exterior como en su interior. Dentro de la edificación se pudo constatar la grave afectación de los tabiques de albañilería, mal llamados "elementos no estructurales", así como daños en los elementos estructurales de los pórticos de concreto armado. También se verifico asentamientos diferenciales de las losas de entre pisos y una serie de patología en la edificación. Algunos de estos defectos patológicos fueron la presencia de corroción en el acero de refuerzo tanto de columna como de vigas de los pórticos principales. En este edificio se revisaron los planos estructurales del proyecto y se notó la ausencia de rigidez lateral en el edificio así como la irregularidad en planta y en altura que esta edificación presentaba. De un estudio profundo que se le hizo se obtuvo que la intervención etructural a realizarsele sería tan costosa que la mejor opción se alcanzaría con su demolición del diseño de un proyecto nuevo.

 

 

Figura 5. La inspección técnica realizada al edificio Jalil comprendió tanto el exterior como el interior.

 

En unas de las fachadas del edificio se denota grietas de tracción diagonal ocasionadas por el sismo y se pueden observar también la caída de recubrimientos en muros de albañilería, como se observa en la figura 6. La unidad de albañilería usada en las paredes de esta fachada fueron bloques huecos de 10 cm de espesor, lo que hace que este elemento de gran rigidez no sea lo suficientemente resistente a las fuerzas cortantes que le induce el sismo. Además se dío la interacción tabique pórtico entre dichos muros y la estructura principal.

 

 

Figura 6. Daños por cortante en muros de manpostería de las fachadas del edificio Jalil

 

 

 

3.  No repetir fallas en las construcciones

El terremoto del 16 de abril de 2016, además del gran impacto social que ha producido en Ecuador, ha dejado enormes destrozos en las viviendas. En las zonas afectadas ha perjudicado, de una u otra manera, a todas las edificaciones, ya que todas las estructuras se han sometido al movimiento en su base, lo cual genera fuerzas laterales en sus elementos.

Desarrollando consultorías de evaluación postsismo en edificaciones en Quito, Bahía de Caráquez y Guayaquil, y participando en la inspección de viviendas afectadas en Manta y Bahía de Caráquez, he podido constatar diferentes tipos de fallas en las edificaciones y sus causas probables que, de no corregirse en el presente, cuando se realicen los trabajos de reconstrucción, reparación y reforzamiento estructural; se volverían a presentar. Solo comentaré los daños en los tabiques de albañilería (paredes de bloque hueco de hormigón o arcilla) que han sido desde simples fisuras, pasando por grietas, desprendimiento de partes de la pared, colapso parcial de paredes hasta colapso total de edificios. Estos daños se han debido a la interacción tabique-pórtico. El pórtico es el sistema estructural formado por las columnas y vigas peraltadas que resistirán las cargas laterales del sismo, pero cuando en una edificación dentro de los pórticos se rellena con estos tabiques de albañilería hueca, durante la ocurrencia de un sismo ambos elementos entran a trabajar en conjunto e interactúan. La resistencia a la tracción del muro de bloque o arcilla hueco es baja y, por tanto, falla por tracción diagonal o por aplastamiento en los extremos.

 

Por eso, cuando se realicen los reforzamientos debe darse la técnica adecuada para que en un futuro no se produzcan los mismos fallos. Si se observa en Guayaquil el edificio azul de la Unidad de Flagrancia, en la av. de las Américas, o edificios en la av. 9 de Octubre, se ha producido esta interacción tabique-pórtico. La solución a este problema es variada. Dos opciones que propongo son: primero, sería aislar la tabiquería de la estructura principal, pero sin dejar de confinarla con columnetas y vigas collarín en su contorno y la junta de separación con el pórtico que la enmarca se debe rellenar en un espesor de 1 pulgada con poliestireno. La segunda opción es diseñar y hacer el cálculo para que el tabique resista las fuerzas de sismo, añadiéndole refuerzo con malla electrosoldada o varillas cada cierto número de hiladas, o cambiando a unidades de albañilería con el área bruta de asentado, cuya área hueca sea menor al 30% del área bruta. He observado que en el país de manera industrial no se fabrican unidades de albañilería (ladrillo hueco o bloque de hormigón) con estas características de resistencia, como sí se hace en Colombia, Perú y Chile; es por este motivo que durante el terremoto las paredes se han triturado.

 

A todo esto se añade la falta de rigidez lateral de las edificaciones existentes en las zonas afectadas. El sistema de simples pórticos no asegura la resistencia ante un sismo, sino que se deberían añadir muros de hormigón armado para darle la rigidez lateral. En Chile, es impensable que los edificios carezcan de muros estructurales. En cualquier caso, un trabajo de reforzamiento estructural y reparación, con la triste experiencia que hemos vivido, debe ser realizado por un especialista que estudie cada caso y evalúe cómo se comportó ante el sismo, y no sean simples enlucidos y empastes sobre las fisuras y grietas, o un levantado de ladrillos como observé en Manta y Bahía de Caráquez, en un edificio cuyas paredes de la fachada se habían caído. Los errores no deben repetirse. Gobierno y municipios deben ser estrictos en exigir el cumplimiento de las normas de construcción.