DOS CASOS, DOS ENFOQUES Y UNA REFLEXION DESDE BARQUISIMETO Dra. María Ysabel Dikdan J. Foro sobre Riesgos y Prevención Sísmica en Venezuela Caracas 25 Octubre 2017
DOS CASOS, DOS ENFOQUES Y UNA REFLEXION DESDE BARQUISIMETO
Dra. María Ysabel Dikdan J.
Foro sobre Riesgos y Prevención Sísmica en Venezuela Caracas 25 Octubre 2017
• Configuración arquitectónica
• Diseño estructural
• Calidad del proyecto
• Calidad de la Construcción
• Interacción entre los subsistemas
• …y a las condiciones naturales y ambientales que la rodea.
…la capacidad de respuesta según la característica de la zona de emplazamiento resulta determinantes para cumpla con el objeto para la cual fue diseñada.
Factores ambientales y eventos naturales generan cada vez mayores impactos negativos
En Paraparal claman ayuda ante inundaciones
del Lago de Valencia. 2017
Lluvias Intensas y Prolongadas
Deslave de Vargas, Venezuela 15/12/1999.
Factores ambientales y eventos naturales generan cada vez mayores impactos negativos
Huracanes
Destrucción sembrada por el Huracán María en Dominica. Sep. 2017
Huracán María. Puerto Rico. Sep. 2017
Dan lecciones acerca de la vulnerabilidad del hombre ante su fuerza, descubriendo a su paso que queda mucho por aprender y por valorar sobre la importancia de diseñar y construir
sabiendo que estarán presente en algún momento de la vida útil de las obras
TERREMOTOS
Terremoto México. 21/09/2017
Factores ambientales y eventos naturales generan cada vez mayores impactos negativos
FECHA LUGAR INTENSIDAD (GRADOS RITCHER)
TSUNAMI
08/10/2005 Cachemira entre India y Pakistán 7,6
12/01/2010 Haití 7
27/02/2010 Chile 8,8 Si
14/04/2010 Quinghai (China): 7,1
26/10/2010 Isla de Sumatra (Indonesia): 7,5 Si
22/02/2011 Christchurch (Nueva Zelanda): 6,3
11/03/2011 Japón 9 Si
24/03/2011 Birmania 6,8
18/09/2011 India y Nepal 6,8
23/10/2011 Turquía 7,2
11/04/2012 Indonesia 8,6
25/04/2015 Nepal 7,9
06/04/2016 Ecuador 7,6
24/08/2016 Italia 6,2
10/09/2017 México 8,1
21/09/2017 México 7,1
TERREMOTOS
Millones de personas viven en las laderas de cerros en construcciones informales
Sin certeza de cómo se van a comportar estas edificaciones en caso de sismo.
Dejar de construir vulnerabilidad
Caracas. Venezuela
… CUAN COMPLEJAS SERAN LAS ACCIONES DE AUXILIO Y RESCATE !!!
• Obras sin proyectos
• Con proyectos defectuosos
• Sin permisos
• En lugares no aptos
• Incompatibilidad entre el medio de apoyo y
la obra de infraestructura construida sobre
el
• …
Dejar de construir vulnerabilidad NO SE CONSTRUYE BIEN CUANDO:
Geografía cruzada desde occidente a oriente por una serie de fallas tectónicas, en
cuyas trazas se ubican las más importantes y pobladas urbes del país… entre ellas
Barquisimeto, que reposa bajo el predominio geológico de la falla de Boconó
Barquisimeto
VENEZUELA… PAÍS SISMICAMENTE ACTIVO
Sin los debidos controles de calidad Con deficiencias en el diseño estructural En terrenos no aptos.
Ciudades asentadas en áreas sísmicamente activas
por presencia de fallas geológicamente activas
Movimientos terreno frecuentes
Ocurrencia de eventos catastróficos en cualquier momento
Edificaciones construidas
EL RIESGO DEL COLAPSO ANTE UN EVENTO SÍSMICO IMPORTANTE ES INMINENTE
En Venezuela... crece la cantidad de edificaciones afectadas por diferentes patologías constructivas
La promoción de proyectos habitacionales de desarrollo acelerado, eludiendo en muchos casos las variables urbanas y planes locales de desarrollo.
En terrenos No Aptos según su ubicación espacial, características Geotécnica…
Características Sismotectónicas… Ignorando / desestimando la amenaza sísmica o la originada por otros fenómenos naturales
Estas premisas de Diseño y Construcción
No son exclusivas del sector gubernamental
Desarrollos urbanísticos de viviendas unifamiliares y multifamiliares ejecutadas por el sector privado a lo largo del territorio nacional muestran una precaria capacidad
de respuesta ante eventos naturales importantes
Generando construcciones vulnerables ante eventos sísmicos como los ocurridos en los últimos años a nivel mundial.
Temblor Tucacas. Falcón 2009
DOS CASOS DESARROLLADOS EN BARQUISIMETO
CASO 1: CONJUNTO RESIDENCIAL “EL SISAL”
CASO 2: URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Proyecto: Ente Gubernamental
Proyecto: Empresa Privada
CASO 1:
CONJUNTO RESIDENCIAL EL SISAL
• Proyecto : Ente Gubernamental • Ubicación: Zona oeste de la ciudad de Barquisimeto • Proyectado en 1977 : Atender Demanda Habitacional de Viviendas de Interés Social
Conjunto Residencial El Sisal
DIAGNOSTICO PATOLÓGICO Y POSTERIOR ELABORACIÓN DE PROPUESTAS DE REHABILITACIÓN
Torres del Sisal
Se detectaron fallas por error de concepción e incumplimiento de las normas
Sismoresistentes vigentes para la época
ABSOLUTAMENTE INSUFICIENTES PARA LAS NORMAS ACTUALES!!!
Paralizada y abandonada en 1979 …
Promotora: FUNDALARA Constructora: MAYA CA Proyecto Franco Canadiense… Sin adaptación /regionalización a las condiciones locales, sismotectónicas, geotécnicas y ambientales
Características del Desarrollo • 11 Edificios de diferente altura • 4 Torres de 24 pisos • 8 apto/piso • 192 apto / Torre • 768 aptos
Cerramiento con fachadas prefabricadas de gran peso, soldadas a ángulos embutidos en la estructura
Conjunto Residencial El Sisal
• En el año 2009 se otorga un contrato
de Ingeniería, Procura y Construcción
(IPC) como unidades habitacionales.
• Se realiza un diagnóstico patológico y
se plantean 3 Proyectos de
Rehabilitación (Galiño, García Conca,
Yépez)
• En el 2010 se inicia la Rehabilitación
de la Torre 3
• En el año 1990 evaluación de las 4 torres
por diferentes organismos del estado.
• En 1995 se realiza el 1er Proyecto de
Rehabilitación.
• En el 2004 se reforzó la infraestructura
de 3 de las Torres construyendo una
macrolosa de e=2m.
Conjunto Residencial El Sisal
• 4 Torres ≈ 20.000 m² c/u
• 25 Niveles / Torre
• Losa Maciza e= 20 cm
Columnas y Pantallas VIGAS
Estructura apantallada. • 8 muros de (50 x 460cm),
• 24 columnas de (50 x 125 cm),
• 4 vigas de (60 x 40cm)
Fundaciones: Pilotes de 12 m.
Caracterización General
Conjunto Residencial El Sisal
Coqueras en losas donde existen
tuberías del Proyecto original
Huecos en losas pisos 1 y 2,
proyectos anteriores
Corrosión en elementos
verticales
Acero expuesto en losas
Separadores de cabillas expuestos y
oxidados, encontrados en las losas
de las losas de entrepiso.
Manchas de óxido en la cara
inferior de las losas de entrepiso.
Diagnostico 2009-2010: Sintomatología y Condiciones
Conjunto Residencial El Sisal
Diagnostico 2009-2010: Ensayos al Concreto Armado
Extracción de Núcleos para Rc Carbonatación
Mediciones Electroquímicas
Levantamiento Sintomatologías
Porosidad y Absorción capilar Pruebas de Cargas
Conjunto Residencial El Sisal
SINTESIS DIAGNOSTICO
• Poca rigidez lateral,
fundamentalmente en la dirección
larga.
• Ductilidad limitada de los miembros.
• Baja resistencia del concreto en una
cantidad apreciable de columnas,
muros y losas.
• Las losas no tienen capacidad
suficiente bajo cargas de servicio.
• Pobre conexión de la escalera.
Conjunto Residencial El Sisal
• Diafragma débil en núcleo de
circulación.
• Ausencia de vigas de Riostra.
• Capacidad insuficiente de los pilotes
ante cargas sísmicas
• Corrosión del acero de separadores
y del acero de refuerzo
• Segregación, oquedades y
carbonatación en el concreto
• Grietas
… Entre otros
COLUMNAS Y PANTALLAS
VIGAS NUCLEOS DE RIGIDIZACION
MACROCABEZALES
PROPUESTA REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL TORRE 3 (Ing. Yépez, José)
REFUERZOS
Conjunto Residencial El Sisal
ELABORACION DE PROYECTOS E INSTRUCTIVOS
• Proyecto de Arquitectura
• Proyecto de Estructuras
• Instructivos de Procedimientos de Reparación de Manifestaciones
Patológicas
• Proyecto de Instalaciones Sanitarias (A.B., A.N., A.LL.)
• Proyecto de Instalaciones Eléctricas, voz y data
• Proyecto de Instalaciones Mecánicas
• Proyecto de Tráfico de Ascensores
• Proyecto de Disposición de Desechos Sólidos
• Proyecto de Urbanismo (Vialidad, Drenajes, Acueducto, Cloacas,
Electricidad, Paisajismo, áreas comunes, cerca perimetral)
Conjunto Residencial El Sisal
REPARACIÓN DE LA SINTOMATOLOGIA DE FALLAS
Tratamiento de la cara inferior de las losas en donde existe acero activo
producto del fenómeno de la Carbonatación y otros síntomas tales como:
• Sombra de Malla
• Eflorescencia
• Manchas Negras de Humedad
• Manchas de Oxido y/o Sangrado
• Acero Expuesto
• Separadores
• Segregación
• Coqueras
• Pilotes Agrietados.
Conjunto Residencial El Sisal
Pilotes ubicados en los ejes 1 y 10 Macro - Cabezal
Macrolosa
REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL
Conjunto Residencial El Sisal
Armado de la Losa de Acople de la Escalera
Construcción de Núcleos de Rigidización, conectados
a los muros 1 AB, 1CD, 10 AB y 10 CD Recrecido de elementos verticales
• Con el proyecto de reforzamiento estructural se suministra a la edificación la rigidez necesaria y suficiente para un comportamiento adecuado ante las acciones sísmicas de diseño exigidas por la norma COVENIN 1756-01.
• Las derivas inelásticas máximas de entrepiso del orden del 7 o/oo garantizan que los daños ante el sismo de diseño no produzcan su colapso
Conjunto Residencial El Sisal
REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL
SITUACION ACTUAL DEL PROYECTO
REHABILITACION INCOMPLETA…PARALIZACION DEL PROCESO EN EL 2013
Conjunto Residencial El Sisal
• Proyecto : Empresa Privada • Ubicación: Zona Noreste de la ciudad de Barquisimeto • Proyectado en 2005 : Atender Demanda Habitacional de Viviendas para clase media
CASO 2:
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
DIAGNOSTICO PATOLÓGICO Y POSTERIOR ELABORACIÓN DE UNA PROPUESTA DE REHABILITACIÓN
Concluida en 2009 y para el 2011 se detectaron fallas importantes. Se inicia proceso legal contra la Promotora
Área Social
Centro Comercial
Viviendas
Muro de Gaviones
Entrada Urbanización
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
• Parcelamiento: 15.000 m2
• Conformación del Terreno: Corte y Relleno
• Viviendas unifamiliares en Corte : 7 / 31
Caracterización del Urbanismo
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Caracterización del Urbanismo
• Relleno confinado en su perímetro por un muro de gravedad de piedra (muro
de gaviones) de altura variable (entre 1 y 7 m)
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Terreno en Relleno
Terreno en Corte
Caracterización de las Viviendas
• Viviendas : 31 und. • Área: ≈ 174 m² c/u
• Viviendas con Sótano: 4 und.
Estructura Aporticada de Concreto Armado
• 14 columnas de (15 cm x 30 cm)
• Vigas de carga y de amarre
• Losa de entrepiso Nervada 20 cm
• Techo Machihembrado
Fundaciones
• Zapatas: 1,00m x 1,00m x 0,3m
• Vigas de Riostra: 20cm x 25 cm
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
• Características Morfológicas: Ubicada en la
falda de una ladera severamente intervenida,
sobre una superficie en pendiente moderada,
de conformación mixta de corte y relleno.
• Aspectos Sismotectónicos: La presencia
cercana del sistema de fallas de Boconó
Hato Viejo y Rio Tocuyo. La norma COVENIN
1756-2001 la ubica en Zona 5, con una
aceleración máxima probable de 0,3 g.
• Los suelos son muy heterogéneos, con material proveniente del corte del macizo,
además se encuentran arcillas, arenas, gravas, cantos rodados, bolones, cuya procedencia no pudo ser determinada, también escombros, restos de concreto e incluso materia orgánica.
• Suelo en condiciones precarias, no consolidado, sobre el cual no se debería construir ningún sistema de fundación.
Andrade, 2013
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Resultados Estudio Geotécnico
Hundimiento de pavimento rígido
Sintomatología de Fallas mas Resaltantes en el Urbanismo
Agrietamiento de aceras y Brocales
Agrietamiento de paredes de lindero Hundimiento y Fractura de carrileras
Deformación Muro Gaviones
Agrietamiento Piscina y estructuras área social
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Agrietamiento en paredes Asentamiento del suelo soporte Rotura de Instalac. Sanitarias
Agrietamiento tanques subterráneos de agua
Filtraciones y Eflorescencia en paredes
Acero de refuerzo deformado y corroido
Sintomatología de Fallas mas Resaltantes en las Viviendas
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Ensayos y Mediciones realizadas en Viviendas
Levantamiento de la geometría de cada vivienda Ubicación de los miembros estructurales, secciones y armado
Caracterización del acero de refuerzo longitudinal y transversal
Viga
Nervio
Exploración del macizado en losas y condición éste
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Nivelación topográfica Ensayo de Pachometria Extracción de Núcleos
Resultados • Asentamientos diferenciales considerables, los cuales en muchos casos
superaron los 20,00 cm
• Inconsistencias estructurales constructivas en las viviendas en relación al
proyecto
• Se comprobó que el acero de refuerzo transversal encontrado en varias
viviendas no coincide con el diámetro indicado en proyecto original.
• La resistencia a compresión estaba muy por debajo de lo establecido en el
proyecto, encontrando valores por debajo de 130kg/cm2
Ensayos y Mediciones realizadas en Viviendas
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Las losas de entrepiso en su mayoría demandaron longitudes de
macizados superiores al establecido en el proyecto, incrementándose
en los casos donde la resistencia a compresión del concreto es muy
baja, se presentaron casos donde el cortante último actuante es un
83% mayor que el cortante resistente.
Resultados del Chequeo Estructural
El acero de refuerzo longitudinal requerido en las columnas de las
viviendas superó significativamente el acero existente:
• Se requiere 6 veces más en las casas ubicadas sobre relleno
• Se requiere 2.6 veces mas en las viviendas ubicadas en corte
Las vigas de carga a nivel de entrepiso, presentaron importantes
deficiencias de acero longitudinal a esfuerzos de flexión, en varios
casos el momento último supera cerca de un 50% al momento
resistente.
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
• Sismicidad de la Zona: Zona 5 del mapa de zonificación sísmica Norma
COVENIN 1756-2001. Siendo la amenaza sísmica entre moderada y alta con
un valor pico de aceleración de 0.3g
• Característica del Suelo Soporte: Terreno con características diferentes, una
parte en corte de la ladera y otra en relleno (material NO seleccionado, con
compactación inadecuada)
• Resultados de los Ensayos al Concreto: evidencian poco o inexistente
control de calidad, debido a la alta porosidad observada en los núcleos,
composición granulométrica de la mezcla poco homogénea y muy baja
resistencia a compresión, lo cual afecta la resistencia y durabilidad de los
M.E. ante las condiciones ambientales y accidentales a las que están
expuestas.
• Variaciones en el Diseño Arquitectónico Proyectado Vs Ejecutado:
Viviendas con sótano, incremento de áreas longitudinal y transversalmente.
DIAGNOSTICO
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Principales factores causales de Vulnerabilidad y Fallas
• El Diseño Estructural Vs Construcción de las Viviendas: • Variaciones de las secciones de los M.E. desmejoraron el
comportamiento estructural esperado en el proyecto original
• La eliminación del macizado en la losa de entrepiso disminuye su
seguridad con respecto a las solicitaciones de corte
• El incremento de las luces entre ejes sin un cambio de proyecto
desmejora la capacidad de respuesta de la estructura bajo las
solicitaciones actuantes.
• Análisis Estructural bajo las consideraciones de cargas actuantes: • Insuficiente capacidad de respuesta ante las solicitaciones de servicio
y una alta vulnerabilidad ante la acción de un sismo. • Condición más determinante en las viviendas ubicadas en zona de
relleno.
DIAGNOSTICO
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Principales factores causales de Vulnerabilidad y Fallas
• Estructura de Contención del Relleno (muro de gaviones):
El comportamiento de este muro ha evidenciado fallas desde su construcción, debido a las deformaciones laterales que ha facilitado el desplazamiento del suelo de la terraza en la dirección hacia el mismo
La consolidación del suelo ha generado a la vez: • Daños en los servicios de urbanismo (Ej. cloacas) • Fractura de pavimentos, aceras, brocales • Fractura de tanques subterráneos de almacenamiento de agua • Penetración de agua de lluvia por escorrentía entre parcelas • Deformaciones importantes en las viviendas ubicadas en relleno Ciclo pernicioso, ya que al aumentar la humectación se desmejora
aún más la estabilidad del suelo!
DIAGNOSTICO
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Principales factores causales de Vulnerabilidad y Fallas
Foro sobre Riesgos y Prevención Sísmica en Venezuela / Dos Casos, Dos Enfoques y Una Reflexión desde Barquisimeto
Dra. María Ysabel Dikdan J.
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Proyecto de Rehabilitación Vivienda
• Proyecto de Reforzamiento de la Estructura por Vivienda
• Instructivos de Procedimientos de Reparación de Manifestaciones
Patológicas (Eflorescencia, Filtraciones techo)
• Proyecto de Instalaciones Sanitarias (A.B., A.N., A.LL.)
• Proyecto de Reparación de Tanques Subterráneos
• Proyecto de Tratamiento de Jardineras
• Proyecto de Reparación de Paredes de Lindero de las Parcelas
• Proyecto de Reparación de Carrileras
DISEÑO DE UN MANUAL DE USUARIO!!!
Propuesta de Reforzamiento. Infraestructura (Ing. Yépez, José)
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Micropilotes Losa de Piso sobre la existente
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Propuesta de Reforzamiento Superestructura
Muretes tipo Panel e= 6cm @ caras con Malla Electrosoldada (150mmx150mmx5,5mm)
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
Propuesta de Reforzamiento Superestructura
Anclaje de los Muretes
SITUACION ACTUAL DEL PROYECTO
Se reforzó el muro de gaviones mediante la construcción de muro atirantado
de concreto armado
Se sustituyeron las tuberías de acueducto, cloacas del urbanismo
Se reparo el pavimento restituyendo los paños fracturados
Se dejó sin funcionamiento el área social y los tanques subterráneos de
agua que se encuentran fracturados
Se recomendó a los habitantes la desocupación temporal de las viviendas
debido a la vulnerabilidad sísmica que presentan las mismas hasta tanto se
ejecute la rehabilitación propuesta
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
• EN EL 2013 SE REALIZO EL PROYECTO DE REHABILITACION Y LAS INTERVENCIONES INDICADAS. • EL PROCESO LEGAL CONTINUA A LA FECHA Y LOS HABITANTES REGRESARON A SUS VIVIENDAS
URBANIZACION “VILLAS LOMAS DEL CERCADO”
SITUACION ACTUAL DEL PROYECTO
DOS CASOS, DOS ENFOQUES Y UNA REFLEXION DESDE
BARQUISIMETO
El Sisal por configuración estructural y el Cercado por un modelo de implantación
inadecuado, deficiencias estructurales y del suelo de apoyo
Ambos conjuntos se encuentran en condición de
vulnerabilidad ante un sismo importante…
Las características de ambos desarrollos están determinados
por errores de Proyecto y de Construcción
Las características del medio y de la zona de emplazamiento,
aunado a la baja calidad de la obra, son factores determinantes
en el deterioro prematuro de los desarrollos
Se cometen errores que generan disminución de la
Durabilidad en las obras ejecutadas tanto por el sector publico
como por el privado
Las fallas en las obras demandan inversiones importantes.
Dra. María Ysabel Dikdan J.
Dra. María Ysabel Dikdan J.
“No solo un sismo puede generar efectos de deterioro severos en las obras civiles, inadecuada Concepción Estructural y Proceso Constructivos sin calidad conllevan con el tiempo al deterioro paulatino de los subsistemas y al colapso ante eventos extraordinarios, afectando la calidad de vida y las condiciones de
seguridad de sus habitantes”.
SI SE DISPONE DE NORMAS… ORDENANZAS… PROGRAMAS DE FORMACION UNIVERSITARIA… INTERCAMBIO DE CONOCIMIENTO Y DE EXPERIENCIA EN
EVENTOS TECNICOS… OCURRENCIA TRAGEDIAS MUNDO … Y SE SIGUEN COMETIENDO ERRORES
… CUANTO HEMOS APRENDIDO?
DOS CASOS, DOS ENFOQUES Y UNA REFLEXION DESDE
BARQUISIMETO
Dra. María Ysabel Dikdan J.
Con independencia de la evolución tecnológica, el fortalecimiento normativo legislativo y académico en la formación de talento humano para producción de
obras sustentables con procesos enmarcados en metodologías de calidad, persisten las construcciones donde prevalecen otros factores como los políticos y económicos
que van en detrimento de lo técnico y lo social. - la cantidad sobre la calidad-
Debilidad institucional en el control de la aplicación de normas y códigos y de los procesos constructivos que regulan el desarrollo de estos proyectos
Manejo de proyectos complejos requiere recurso humano formado y experimentado para Desarrollos especiales
Es indispensable conocer y adaptar los proyectos a las condiciones ambientales, sismotectonicas, geotécnicas, hidrológicas, hidráulicos … y respetarlos
DOS CASOS, DOS ENFOQUES Y UNA REFLEXION DESDE
BARQUISIMETO
Dra. María Ysabel Dikdan J.
REFLEXION FINAL … COMPRENDER:
La fuerza de la naturaleza y darle su justo valor, lo que implica cumplir responsablemente la misión en la construcción del patrimonio nacional
… Disminuir la construcción de vulnerabilidades... Producir viviendas seguras, resistentes, funcionales, confortables y duraderas para una sociedad que lo demanda
… Se requiere de grandes inversiones para adecuar las estructuras existentes, de procesos formales de construcción, en un país con severas restricciones económicas
y debilidad institucional
… SE DEBE GARANTIZAR DESARROLLOS COMPATIBLES CON SU ENTORNO AMBIENTAL!!!
DOS CASOS, DOS ENFOQUES Y UNA REFLEXION DESDE
BARQUISIMETO