Embed Size (px)
Citation preview
2009
Ariana Astorga / Pedro Rivero
CIGIR
MÓDULO III – SECCIÓN II
ALGUNOS EJEMPLOS DE EDIFICACIONES ESCOLARES QUE HAN PRESENTADO FALLAS
DURANTE EVENTOS SÍSMICOS
Muchos eventos naturales de mediana y gran magnitud que se han presentado en diferentes
lugares del planeta, han ocasionado daños en las edificaciones escolares de los centros
poblados afectados. En numerosas ocasiones estos daños han sido considerables y muchas
veces, han causado el colapso total de las estructuras; agrietamientos, asentamientos,
deformaciones, ruptura o caída de paredes, techos, vigas y columnas, destrucción de pisos
enteros, escuelas totalmente destruidas… han dejado consecuencias lamentables, desde
interrupciones en las actividades escolares, hasta miles de niños, jóvenes y maestros
fallecidos. Además del sin número de heridos y de personas afectadas psicológicamente, de
los escolares que quedan sin un lugar donde estudiar; en fin, las secuelas son innumerables
cuando se trata del daño, deterioro o colapso de una edificación escolar.
Padres de alumnos que murieron al colapsar la escuela primaria Xinjian durante el terremoto de Sichuan,
China, 2008.
Escuelas improvisadas en Pakistán, luego de que el terremoto en el año 2005 derrumbara más de 7.500
edificaciones educativas.
Escuelas improvisadas en El Salvador, luego de los terremotos del 2001
Escuelas improvisadas en Costa Rica, luego de que el sismo del 8 de enero de 2009, destruyera varias aulas
de clase.
Es realmente lamentable que al ocurrir un evento natural, las edificaciones escolares sean las
primeras en desplomarse. Es de suponerse, por sentido común, por ley, que los edificios
escolares deben ser capaces de soportar la posible e imprevista acción de la naturaleza.
Además, las escuelas sirven generalmente como centros de refugio en casos de emergencia.
Entonces, ¿cómo es posible que las edificaciones escolares queden completamente destruidas
o inutilizables durante situaciones de emergencia, si deberían ser las estructuras mejor
construidas, más resistentes y mejor conservadas?
La alta vulnerabilidad de las edificaciones que se prestan para fines educativos, ha sido
demostrada reiteradamente (y a nivel mundial) por extensos daños observados durante eventos
naturales previos, en especial, eventos de tipo sísmico. Miles de escolares han fallecido en las
últimas décadas mientras se encontraban en sus escuelas, muchas veces, porque los
responsables no aplicaron el conocimiento, las normas o la tecnología, que pudo haber
ayudado a disminuir la vulnerabilidad física de la edificación escolar.
El centro educativo de Poasito, Costa Rica, quedó totalmente destruido por el terremoto de enero de 2009.
Los sismos de mediana y alta intensidad, ocurridos en varios lugares del planeta, han traído
múltiples consecuencias a las edificaciones escolares, los defectos y fallas que comúnmente se
han observado en las escuelas afectadas son:
Venezuela no es la excepción, un 70% de sus escuelas (que son aproximadamente 28.000)
están ubicadas en zonas de alto riesgo sísmico; lo más preocupante, es que muchas de ellas
fueron diseñadas y construidas con normas que hoy en día están desactualizadas, y que no
consideraban muchos de los criterios antisísmicos. Actualmente esas escuelas no han sido
reforzadas, algunas ya han presentado fallas de distintos tipos (incluso estructural) y están allí,
vulnerables ante cualquier evento que se pueda presentar, sea el desbordamiento de un río, un
movimiento de tierra o un sismo, por nombrar los más frecuentes en Venezuela.
En la tabla que se presenta a continuación, se pueden observar algunos de los eventos sísmicos
que han afectado edificaciones escolares a nivel mundial.
Evento Población escolar afectada
California, EEUU.
1933 Un sismo destruyó 70 escuelas, causó daños severos a otras 120.
Olympia, EEUU.
1949
Colapsaron 10 escuelas y 30 presentaron daños. Por ser día de receso
escolar, murieron 2 niños.
California, EEU.
1952
De 58 escuelas existentes en la zona, 1 colapsó, 15 sufrieron severos
daños y 15 presentaron daños moderados. De las 15 escuelas
construidas bajo normativas modernas, sólo una sufrió daños
moderados.
Macedonia, 1963 El 57% de las edificaciones escolares quedaron destruidas, generando
una interrupción en el proceso educativo del país. Habilitaron
escuelas temporales mientras se construían y reforzaban otras.
Perú, 1970 6730 salones de clase colapsaron y cientos de escuelas fueron
seriamente dañadas.
San Fernando,
EEUU. 1971
Al menos 50 escuelas tuvieron que ser demolidas. 180 escuelas
presentaron daños en la tabiquería y pórticos. Aproximadamente el
10% de la población escolar se vio afectada.
Managua,
Nicaragua. 1972
Más de 160 escuelas se vieron afectadas con daños mayores y
colapsos estructurales. Aproximadamente 100.000 estudiantes de
escuelas primarias y secundarias.
Guatemala, 1976 Más de 1200 reportes de instalaciones educativas que presentaron
daños. Se estima que el 30% de la población escolar se vio afectada.
Tangshan, China.
1976
La mayoría de las escuelas colapsaron. Murieron 2000 estudiantes en
los dormitorios de una universidad.
Argelia, 1980 El 70% de las escuelas quedaron afectadas o derrumbadas, en una
proporción sustancialmente mayor que el resto de las construcciones
de la ciudad.
Popayán, Colombia.
1983
15 edificaciones escolares reportaron daños. Más de 3.000 escolares
se vieron afectados solamente en áreas urbanas.
Chile, 1985
Aproximadamente 200 edificaciones escolares presentaron
problemas estructurales y fallas es muros. Las reparaciones de los
daños dejaron a más de 150.000 estudiantes sin clases durante un
lapso de tiempo.
México, 1985 700 escuelas de primaria resultaron seriamente afectadas. Se vieron
afectados 600.000 estudiantes de diferentes niveles. Muchos niños
quedaron bajo los escombros de escuelas derrumbadas.
El salvador, 1986 Más de 150 escuelas afectadas. Daños en las instalaciones de la
Universidad Nacional. Aproximadamente 15.000 escolares perdieron
clases.
México, 1987 59 centros educativos dañados y 24 colapsaron o sufrieron daños
severos.
Armenia, 1988 Murieron 6000 personas entre estudiantes y maestros.
Nazca, Perú 1996 93 escuelas seriamente dañadas.
Cariaco, Venezuela
1997
La infraestructura de 181 establecimientos de educación fue
seriamente afectada. De 445 planteles existentes, 381 resultaron
afectados. Se derrumbaron 4 edificaciones escolares. Perecieron 46
estudiantes, más de la mitad de los fallecidos eran niños.
Colombia, 1999
El terremoto ocurrió durante las vacaciones escolares. Casi todas las
escuelas en las áreas afectadas resultaron dañadas o destruidas. 35%
de las escuelas públicas destruidas en Armenia. 74% de las escuelas
en otras ciudades se vieron afectadas.
Chi Chi, Taiwan
1999 786 escuelas dañadas y 51 sufrieron colapso total.
Perú, 2001
98 edificios escolares fueron seriamente dañados. Tanto las escuelas
nuevas como antiguas con problema de columna corta tuvieron un
comportamiento pobre. Las escuelas diseñadas según normas
peruanas vigentes, tenían detalles de aislamiento entre las paredes y
los marcos de concreto y en consecuencia evitaron la falla de
columna corta.
El Salvador
2001
El 50% de las muertes fueron niños. 85 escuelas quedaron dañadas
sin posibilidades de reparación. Otras 279 sufrieron serios daños y
1.314 tuvieron daños leves. Al mes se produjo una réplica que dejó
25 niños y una maestra fallecidos.
Bhuj, India
2001
971 estudiantes y 31 maestros fallecieron, a pesar de que el sismo
ocurrió un día de fiesta nacional y las aulas estaban vacías.
Arequipa, Perú
2001
Muchas escuelas resultaron seriamente dañadas; las escuelas
construidas con las nuevas normativas no sufrieron daños.
Mólise, Italia
2002
El 93% de las víctimas fueron escolares. Una escuela destruida.
Perecieron 27 niños y un maestro
República
Dominicana, 2003
127 escuelas dañadas. Más de 18.000 niños quedaron sin aulas de
clases e interrumpieron sus estudios.
Argelia, 2003 De 1.800 escuelas, 564 quedaron seriamente dañadas.
Turquía
2003
De 28 edificaciones escolares inspeccionadas, 3 se derrumbaron, 10
se vieron severamente dañadas, 12 presentaron daños moderados.
Solamente 3 presentaron daños ligeros. El 60% de las víctimas
estaban en escuelas. Murieron decenas de niños.
Xinjiang, China
2003 900 aulas de clases de derrumbaron, murieron 20 estudiantes.
Indonesia 2004 Las escuelas de aproximadamente 177.000 niños quedaron
destruidas. 1700 profesores desaparecidos o fallecidos.
Pakistán, 2005
Las edificaciones escolares fueron más afectadas que las otras
estructuras. Se derrumbaron más de 17000 escuelas.
19000 estudiantes fallecidos.
Sichuan, China
2008
15.000 estudiantes y docentes fallecieron al destruirse más de 7.000
edificios escolares.
Costa Rica, 2009 Más de 22 escuelas se vieron afectadas. Pasillos, oficinas estrechas y
hasta el garaje de una casa se convirtieron en aulas para los alumnos
de las escuelas que se cayeron o quedaron muy destruidas.
Inundación en
Filipinas 2006
Deslaves e inundaciones ocasionaron que un colegio y más de 250
estudiantes y profesores quedaran enterrados vivos.
Inundación en
Colombia 2007 Las inundaciones afectaron a más de 200.000 niños y niñas
Para ilustrar algunas de las fallas estructurales observadas en edificios escolares, se presentan
las siguientes fotografías:
Colegio Privado durante el terremoto de República Dominicana, 22 de Septiembre de 2003. Columnas del
pórtico colapsaron al no tolerar las fuerzas impuestas por el sismo.
Colegio Rufin en el Barrio Berlín. Colapsado totalmente durante el terremoto de Armenia, Colombia, 25
de Enero de 1999.
Falla por columna corta en una escuela durante el terremoto del 31 de Mayo de 1970 en Perú.
Una de las muchas escuelas que colapsaron en el terremoto de México, 19 de Septiembre de 1985.
Sin ir muy lejos, en Venezuela se han generado sismos de magnitudes moderadas – altas que
han ocasionado diversos daños a las edificaciones escolares. Algunos de estos eventos han
sido:
Evento sísmico Daños escolares
Barquisimeto, Lara. 1950
Ms = 5 Daños considerables en escuela del Tocuyo
Carúpano, Sucre. 1957
Ms = 6.6
Las paredes del grupo escolar de Irapa resultaron agrietadas y
el grupo escolar Rojas Paúl de Río Caribe, resultó con serios
daños.
Trujillo. 1968
Mb = 5.2 Graves daños en la escuela de las Mesitas
Güiria, Sucre. 1968
Ms = 7.2
Daños importantes en los liceos de Güiria y Rio Caribe, y en el
grupo escolar de Irapa.
Carúpano, Sucre. 1969
Mb = 5.4
Se desplomó la escuela de Irapa. El grupo escolar Jesús
Machado resultó dañado.
Carúpano, Sucre. 1974
Ms = 6.1
Daños estructurales en varias edificaciones escolares de
concreto armado.
Carúpano, Sucre. 1974
Ms = 4.2 15 planteles presentaron daños estructurales.
San Pablo, Lara. 1975
Ms = 6.1 Daños en escuelas de Quibor.
Curarigua, Lara. 1975
Mb = 4.4 Daños moderados en una escuela de Río Tocuyo.
El Tocuyo, Lara. 1977 Fisuras en paredes del liceo de El Tocuyo.
Táchira. 1980
Mb = 5.0
Daños en la unión entre paredes y columnas cortas en una
escuela de concreto armado.
Táchira, 1981.
Mb = 5.5
Daño estructural importante producto de columnas cortas en
escuelas de 1 y 2 niveles.
El Pilar, Sucre. 1986
Ms = 6.1
Agrietamientos diagonales en columnas. Fisuras en tabiques de
la escuela Tunapuy. Daños menores en escuelas de Cariaco y
Cumaná.
Tocuyo de la Costa, Falcón.
1989 Ms = 6.0 Daños en dos edificaciones escolares
Curarigua, Lara. 1991
Mb = 5.3
Daño estructural producto de fallas por columnas cortas en la
escuela de Arenales. Grietas y caídas de friso en paredes de
una escuela en el sector Calicanto.
Cariaco, Sucre. 1997
Ms = 6.8
Se derrumbaron 4 edificaciones escolares, 33 sufrieron daños
estructurales severos, 66 presentaron daños moderados y 368
escuelas presentaron daños ligeros.
Terremoto de Cariaco estado Sucre, Venezuela, 1997 Unos de los casos más representativos en Venezuela sobre fallas estructurales en edificaciones
escolares, son el de la Escuela Valentín Valiente y el Liceo Raimundo Martínez Centeno,
edificaciones que se derrumbaron al ocurrir el sismo de Cariaco en el estado Sucre, el 9 de
julio del año 1997, con una magnitud 6.8 grados en la escala de Richter.
El terremoto tuvo lugar cerca de las 3:30 de la tarde, causó 110 víctimas fatales y 2000
heridos. Se desplomaron 300 viviendas unifamiliares y 7 edificaciones de concreto armado (4
de las cuales eran escolares) y en algunas poblaciones costeras se presentaron fallas en el suelo
producto de la licuefacción.
Las edificaciones escolares mayormente afectadas por el sismo eran estructuras de concreto
armado, que colapsaron por varias razones:
A manera de resumen, se presentan en las siguientes tablas, algunos detalles de las escuelas y
sus efectos, que motivaron el colapso de las edificaciones escolares Valentín Valiente y
Raimundo Martínez, durante el terremoto de Cariaco de 1997.
Escuela Valentín Valiente Fallecieron 4 estudiantes y una maestra
Detalles de la estructura de la escuela Observaciones importantes
Construida en los años 1950.
Edificación construida bajo normas de diseño menos
exigentes a las actuales. No se tomaron en cuenta
muchos aspectos sismorresistentes.
Estructura formada por dos módulos
independientes separados por una junta
de construcción. Módulos con planta en
forma rectangular, de dos niveles cada
uno.
Ambos módulos mostraron un gran desplazamiento en
dirección longitudinal
Columnas de 20cmx30cm
20cm es una dimensión muy pequeña para las
columnas, esto contribuye a que la edificación sea
débil. Las vigas demostraron mayor rigidez y
resistencia en relación con las columnas; siempre
debería garantizarse lo contrario.
Vigas de 20cmx65cm en la dirección
transversal. No existían vigas en la
dirección longitudinal del edificio
La edificación es muy débil en su dirección
longitudinal debido a la ausencia de vigas en este
sentido. Mayor rigidez en el sentido transversal, en el
cual sí existían vigas.
Resistencia promedio del concreto a
compresión de 140 kgf/cm2 (prueba
efectuada después del sismo)
Este valor es actualmente inferior al que estipula la
norma para estructuras de importancia, como las
escuelas.
Ausencia de refuerzo transversal en las
juntas. El refuerzo transversal en vigas
y columnas estaba constituido por
barras lisas de diámetro = 1/4″.
Espaciadas cada 25cm en las vigas y
cada 15cm en las columnas.
La ausencia o limitada existencia de refuerzo
transversal, contribuyó a que el edificio tuviera nula o
muy poca capacidad de disipación de energía. Las
fuerzas sísmicas no fueron resistidas por la edificación,
debido a la deficiencia de estribos, cuyo diámetro era
muy pequeño y la separación entre ellos era muy
grande.
Los ganchos del refuerzo transversal
eran a 90°
Las fuerzas sísmicas fueron capaces de desprender los
ganchos de los estribos. El amarre a 90° no es
suficiente para evitar que se abran.
Existían paredes de distintas alturas,
algunas de ellas generaban columnas
cortas.
Las columnas largas fallaron por flexión y las
columnas cortas, por corte. La presencia de columnas
cortas disminuye la ductilidad de la edificación.
Losas de 20cm de espesor Las losas de entrepiso registraron desplazamientos
muy elevados, excediendo los límites normativos.
No se evidenciaron fallas del terreno de
fundación
No se presenciaron asentamientos ni problemas de
licuefacción.
¿Por qué se desplomó la escuela Valentín Valiente?
Algunas imágenes del estado de la escuela Valentín Valiente luego de la ocurrencia del sismo
de Cariaco:
Colapso total de uno de los módulos de la escuela
La ausencia de vigas en el sentido longitudinal del edificio, hizo que se comportara débil en este sentido
Las columnas eran débiles y con escaso refuerzo transversal.
La deficiencia de acero de refuerzo transversal, ocasionó el colapso de vigas, inutilizando la estructura.
Falla en la unión columna – viga. Columna restringida por paredes no presentó fallas.
Columna no falló en su zona confinada por el bando y las paredes.
Liceo Raimundo Martínez Centeno 29 personas fallecidas
Detalles de la estructura de la
escuela Observaciones importantes
Construido en la década de los 80, con
planos estructurales elaborados en
1978
Los diseños de esa época presentaban debilidades
sismo-resistentes, fundamentalmente de carácter
conceptual.
Estructura diseñada para la zona
sísmica 2 de la norma vigente para la
época.
Para ese momento según dicha norma, Cariaco
estaba ubicado en la zona sísmica 3; la cual
demandaba mayores exigencias para el diseño y
construcción. En el mapa sísmico actual, Cariaco se
encuentra ubicado dentro de la zona más sísmica del
país.
Estructura de 3 pisos de concreto
armado con pórticos, y paredes con
bloques de arcilla de 15cm de espesor
Estructura “tipo cajón” con planta baja libre que
originó el colapso de la misma.
Existencia de paredes completas y
paredes parciales.
Se creaba un modo potencial de falla, ya que se
habían generado columnas cortas.
El primer entrepiso tenía muchas
menos paredes que los otros dos,
además de presentar más cantidad de
columnas cortas.
Esto generó un primer entrepiso más débil y más
flexible que los superiores.
No se observó refuerzo transversal en
los nodos y algunas columnas no
estaban ancladas adecuadamente en
los mismos.
La estructura poseía poca capacidad de disipación en
energía, algunas columnas eran más débiles que las
vigas y tenían poca capacidad a corte.
Los ganchos de los estribos doblaban
a 90º
No se siguieron las recomendaciones de los planos,
ya que estaba especificado emplear ganchos a un
ángulo de 135º.
En algunas columnas se apreció un
anclaje inadecuado del acero
longitudinal dentro de los nodos
Es importante que las vigas y columnas estén unidas
adecuadamente en los nodos para garantizar un buen
comportamiento de la estructura.
¿Por qué se desplomó el liceo Raimundo Martínez Centeno?
Algunas imágenes del estado del liceo Raimundo Martínez luego de la ocurrencia del sismo
de Cariaco:
El liceo tenía originalmente 3 pisos. Los efectos de la planta baja débil, causaron que ese nivel
desapareciera por completo.
Colapso de columnas de la planta baja. Columnas débiles.
Daño por columna corta.
Típica falla por columna corta, presentada en el Liceo Raimundo Martínez en Cariaco.
La pared no estaba anclada al piso, ni a la viga superior, ni a las columnas. Cayó directamente sobre los
pupitres.
Ausencia de refuerzo transversal en las juntas. De esta manera la estructura no tiene resistencia al corte.
Es importante tener en cuenta los antecedentes de daños en las escuelas producto de la ocurrencia de eventos sísmicos, para no olvidarnos de que nuestras escuelas son vulnerables; y si no se toman medidas contundentes,
seguirán siendo unas de las estructuras más afectadas de la sociedad venezolana.
