Viviendas de adobe en Chile: Simulando el impacto de futuros terremotos Eduardo Fajnzylber 1 El terremoto del 27 de febrero del 2010 puso en evidencia la relativa fragilidad constructiva de la vivienda tradicional chilena ante eventos sísmicos de importante magnitud. Aunque existe amplio conocimiento sobre los riesgos sísmicos de Chile y las propiedades mecánicas de distintos materiales de construcción, en este trabajo se intenta identificar el impacto potencial que tendría un terremoto de magnitud 8.8 localizado en algún cada comuna de Chile, en términos de viviendas destruidas o dañadas. Para ello se estimó, a partir de la encuesta Post-Terremoto de Julio 2010, un modelo para predecir la probabilidad de daño o destrucción en función de la distancia al epicentro del terremoto, las características constructivas del muro de la vivienda y una proxy de la calidad de construcción de la misma. A continuación, dicho modelo fue aplicado, a partir de datos del Censo 2002, a 346 terremotos simulados – cada uno centrado en una comuna distinta. De las comunas de la zona norte del país, se detecta que terremotos centrado en las comunas más cercanas a la zona central (Los Vilos) causarían daños al 8.8% de las viviendas del país, destruyendo cerca de 2.81% las mismas. El mayor daño se produciría, sin embargo, con terremotos centrados en la zona central del país. Uno ubicado en Peñaflor dañaría fuertemente cerca del 17.6% de las viviendas del país, mientras que uno centrado en María Pinto destruiría cerca de 7.3% de las mismas. En este trabajo sólo se consideraron los daños generados directamente por un terremoto, excluyendo del análisis los posibles efectos asociados a un tsunami. Asimismo, los resultados no implican que exista mayor probabilidad de ocurrencia en determinada comuna sino que se simula el daño causado a las viviendas bajo un sino hipotético. La metodología propuesta, en conjunto con modelos de predicción de ocurrencia de terremotos (no considerados en este trabajo) pueden ser utilizados para orientar el análisis de políticas de fortalecimiento y/o reemplazo de viviendas en aquellas zonas donde el riesgo e impacto son mayores. 1 Eduardo Fajnzylber es Ph.D. en economía de la Universidad de California Los Angeles. Actualmente es profesor de jornada completa de la Escuela de Gobierno de la Universidad Adolfo Ibáñez. [email protected]. El autor agradece el excelente trabajo de investigación de Damian Clarke, así como una entrevista con el profesor Maximiliano Astroza.
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Viviendas de adobe en Chile: Simulando el impacto de futuros terremotos
Eduardo Fajnzylber1
El terremoto del 27 de febrero del 2010 puso en evidencia la relativa fragilidad
constructiva de la vivienda tradicional chilena ante eventos sísmicos de importante
magnitud. Aunque existe amplio conocimiento sobre los riesgos sísmicos de Chile y las
propiedades mecánicas de distintos materiales de construcción, en este trabajo se intenta
identificar el impacto potencial que tendría un terremoto de magnitud 8.8 localizado en
algún cada comuna de Chile, en términos de viviendas destruidas o dañadas. Para ello se
estimó, a partir de la encuesta Post-Terremoto de Julio 2010, un modelo para predecir la
probabilidad de daño o destrucción en función de la distancia al epicentro del terremoto,
las características constructivas del muro de la vivienda y una proxy de la calidad de
construcción de la misma. A continuación, dicho modelo fue aplicado, a partir de datos del
Censo 2002, a 346 terremotos simulados – cada uno centrado en una comuna distinta. De
las comunas de la zona norte del país, se detecta que terremotos centrado en las comunas
más cercanas a la zona central (Los Vilos) causarían daños al 8.8% de las viviendas del país,
destruyendo cerca de 2.81% las mismas. El mayor daño se produciría, sin embargo, con
terremotos centrados en la zona central del país. Uno ubicado en Peñaflor dañaría
fuertemente cerca del 17.6% de las viviendas del país, mientras que uno centrado en
María Pinto destruiría cerca de 7.3% de las mismas. En este trabajo sólo se consideraron
los daños generados directamente por un terremoto, excluyendo del análisis los posibles
efectos asociados a un tsunami. Asimismo, los resultados no implican que exista mayor
probabilidad de ocurrencia en determinada comuna sino que se simula el daño causado a
las viviendas bajo un sino hipotético. La metodología propuesta, en conjunto con modelos
de predicción de ocurrencia de terremotos (no considerados en este trabajo) pueden ser
utilizados para orientar el análisis de políticas de fortalecimiento y/o reemplazo de
viviendas en aquellas zonas donde el riesgo e impacto son mayores.
1 Eduardo Fajnzylber es Ph.D. en economía de la Universidad de California Los Angeles. Actualmente es
profesor de jornada completa de la Escuela de Gobierno de la Universidad Adolfo Ibáñez. [email protected]. El autor agradece el excelente trabajo de investigación de Damian Clarke, así como una entrevista con el profesor Maximiliano Astroza.
Viviendas de adobe en Chile: Simulando el impacto de futuros terremotos
1.- Introducción
El terremoto del 27 de febrero del 2010, que tuvo lugar en la zona central Chilena, puso
en evidencia la relativa fragilidad constructiva de la vivienda tradicional ante eventos
sísmicos de importante magnitud. En efecto, el terremoto de magnitud 8.8 (Mw) abarcó
una zona de cerca de 450 km de longitud y 150 km de ancho, afectando cerca de 370
viviendas.2 Se produjeron más de 550 muertes producto del movimiento telúrico y
posterior tsunami.
Entre las viviendas destruidas o afectadas, la mayor parte se trataba de viviendas cuyas
paredes fueron construidas en base a material de adobe o similar. Este tipo de
información, el material de construcción de las viviendas en Chile, se recopila en forma
habitual a través de los censos de población y la encuesta CASEN.
En este trabajo se intenta identificar el impacto potencial que tendría un terremoto de
magnitud similar al del 27 de febrero localizado en algún otro lugar de Chile, en términos
de viviendas destruidas o dañadas. Para ello se estimó, a partir de la encuesta Post-
Terremoto de Julio 2010, un modelo para predecir la probabilidad de daño o destrucción
en función de la distancia al epicentro del terremoto, las características constructivas del
muro de la vivienda y una proxy de la calidad de construcción de la misma. A
continuación, dicho modelo fue aplicado, a partir de datos del Censo 2002, a 346
terremotos simulados – cada uno centrado en una comuna distinta del país – de forma de
estimar el impacto esperado, en términos de viviendas dañadas o destruidas, de cada una
de estos terremotos hipotéticos.
Los resultados para las comunas de la zona norte del país arrojan que terremotos
centrado en las comunas de Coquimbo o La Serena causarían daños al 2.5% de las
viviendas del país, destruyendo cerca de 0.75% las mismas. Un daño mucho mayor se
produciría, sin embargo, con terremotos centrados en la zona central del país. Uno
2 Reporte USGS
ubicado en Peñaflor o Talagante destruiría cerca del 7.4% de las viviendas del país,
dañando cerca de 18.2%.
Es importante destacar algunas salvedades de este estudio: sólo se consideraron los daños
generados directamente por un terremoto, excluyendo del análisis los posibles efectos
asociados a un tsunami. Asimismo, los resultados no implican que exista mayor
probabilidad de ocurrencia de un terremoto en tal o cual comuna; simplemente se simula
el daño causado a las viviendas bajo el escenario hipotético de que un terremoto ocurriera
en el centro de cada comuna. Los resultados encontrados, en conjunto con modelos de
predicción de ocurrencia de terremotos (no considerados en este trabajo) pueden ser
utilizados para orientar el análisis de políticas de fortalecimiento y/o reemplazo de
viviendas en aquellas zonas donde el riesgo e impacto son mayores.
2.- Magnitud, distancia y materiales de construcción
2.1.- Conceptos básicos
El término terremoto suele estar asociado a "sacudidas de la superficie de la Tierra" o
"vibraciones debido al paso de ondas elásticas causadas por bruscos movimientos en el
interior de la tierra". 3 La ciencia relaciona el concepto de “terremoto” con el fenómeno
que tiene lugar en la fuente misma o desde donde se produce la radiación de energía.
Entre los distintos tipos de terremotos, los más comunes y de mayor impacto son los
llamados terremotos tectónicos, causados por un rápido deslizamiento que tiene lugar en
las fallas geológicas o bien por un deslizamiento repentino en las zonas de contacto entre
dos Placas tectónicas. Este es el caso del terremoto del 27 de Febrero de 2010.
3 Salvo cuando se indica otra fuente, las definiciones presentadas aquí fueron resumidas de material
disponible en la página web del Servicio Sismológico del Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile, www.sismologia.cl.
El lugar exacto de la localización de un terremoto, siempre subterráneo, se denomina
hipocentro o foco, mientras que su proyección en la superficie de la corteza se llama
epicentro.4
Dos atributos básicos asociados a un terremoto son su intensidad sísmica y su magnitud.
La intensidad sísmica se refiere al nivel de violencia asociada a un sismo, medido a través
de sus efectos o daños en las construcciones, objetos, terreno e impacto en las personas.
Para efectos de este trabajo, es importante entender que la intensidad sísmica se refiere a
las consecuencias de un terremoto a lo largo del territorio afectado, las cuales dependen
de la distancia del epicentro, tipo de construcción, calidad del suelo o roca de la localidad
y del lugar que ocupan las personas (nivel del suelo, segundo piso, etc.).5
Precisamente este tipo de relación es la que será utilizada en el análisis empírico,
tomando como medida del daño el estado de las viviendas (dañada o destruida) y como
variables explicativas la distancia al hipocentro, los materiales de construcción de los
muros de cada vivienda y una proxy para la calidad de dicha construcción.
Por otro lado, la magnitud de un sismo es una medida objetiva y absoluta de la energía
liberada en su foco o hipocentro del sismo, expresada en movimiento o aceleración de las
partículas del suelo. Actualmente, se utiliza la escala de Richter, cuyos grados representan
cantidades progresivamente multiplicadas de energía. En esta escala, el terremoto de
Valdivia del 22 de Mayo de 1960 registró una magnitud de 9.5, el del 3 de Marzo de 1985
una magnitud de 7.8 y el de febrero de 2010 una magnitud de 8.8.
2.2.- Materiales de construcción y terremotos
Existe amplia literatura en el ámbito de la ingeniería civil en relación a la resistencia
sísmica de distintos materiales o métodos de construcción. El terremoto del pasado 27 de
4 ONEMI (2010).
5 La intensidad sísmica se mide a través de la Escala de Intensidades Modificada de Mercalli, una escala de
de 1 a 12, donde 12 está asociado al mayor nivel de daños. Dicha escala se detalla en anexo 1.
febrero 2010 puso en evidencia grandes diferencias en relación al impacto sufrido en las
viviensas en función del material de construcción de las mismas. De acuerdo a Mideplan
(2011), la Encuesta Post Terremoto (EPT)6 sugiere que “alrededor del 8,8% de las personas
que residía en las regiones afectadas experimentó un daño mayor o destrucción de su
vivienda. En las tres regiones más golpeadas por el terremoto/tsunami, Libertador B.
O´Higgins, Maule y Biobío, el porcentaje de personas con viviendas destruidas o con daño
mayor alcanzó, en promedio, un 17,3%”.
A partir de un análisis del porcentaje de daño o destrucción que se deduce a partir de la
EPT, se observa que efectivamente el material de los muros de las viviendas incidió
directamente sobre la probabilidad de daño o destrucción. De las viviendas que fueron
reencuestadas en la EPT del año 2010, un 7% sufrió daños mayores, fue destruida o quedó
para ser demolida. Dicho porcentaje aumenta, a nivel nacional a 37.3% para las viviendas
con muros de adobe y a 51.2%, 65.8% y 52.3% en las regiones VI, VII y VIII
respectivamente. Una suerte similar vivieron las viviendas cuyos muros fueron construidos
con tabiques sin forro interior, aquellas de barro, quincha, pirca u otro método artesanal
tradicional y las viviendas de material de desecho (estas últimas ubicadas en la VIII
región).7
6 En la sección 3 se presentan más detalles sobre la Encuesta Post Terremoto, EPT.
7 Llama la atención, sin embargo, el bajo tamaño de muestra de viviendas de adobe en las zonas más
afectadas por el terremoto, sólo 49 en la región VIII. Esto podría reflejar un problema de atrición de la EPT, en el sentido que pudo resultar más difícil ubicar a aquellas personas que sufrieron la destrucción total de sus viviendas y por lo tanto no aparecen en la base de panel (que une ambas encuestas).
Tabla 1 – Porcentaje de viviendas con daños mayores producto del terremoto del 27 de
Febrero 2010 según material de los muros y zona geográfica
Material predominante en los
muros
Zona
Norte
V VI VII VIII IX RM Zona
sur
Total
Nacional
De acero u hormigón armado 0.3% 3.0% 2.9% 8.6% 9.7% 4.8% 2.9% 0.0% 3.4%
El gráfico a continuación muestra cómo se distribuye la fracción de viviendas afectadas a
medida que uno se desplaza sobre los distintos paralelos abarcados por el país (desde el
paralelo 17 al 55). Particularmente en la figura correspondiente a las viviendas destruidas,
se aprecian 2 modas principales, localizadas en torno a los paralelos 33.5 y 37.5,
correspondientes a la región metropolitana (comuna de María Pinto) y Región VIII
(comuna de Nacimiento).
Debido a la baja densidad geográfica, un terremoto centrado en la zona norte tendría
escaso impacto a nivel nacional, aunque los impactos locales podrían ser significativos.
Figura 4 – Fracción de viviendas dañadas en función del paralelo de ubicación de cada
comuna
Fuente: Elaboración propia a partir de simulaciones basadas en CASEN 2009 y EPT 2010.
0.0%
2.0%
4.0%
6.0%
8.0%
10.0%
12.0%
14.0%
16.0%
18.0%
20.0%
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
Fra
cció
n d
e la
s v
ivie
nd
as
da
ña
da
s a
niv
el n
aci
on
al
Latitud (grados al sur del Ecuador)
Fracción viviendas con daños
mayores
Fracción de viviendas destruidas
5.- Comentarios finales
En este trabajo se propone una manera alternativa de estimar la relación de atenuación
del impacto de un terremoto la cual, a diferencia de los métodos anteriores, permite
controlar por las características de las viviendas afectadas.
Los resultados sugieren un terremoto centrado en la zona norte del país tendría, al
margen del efecto local, un impacto mucho menor a nivel nacional que el terremoto de
Febrero 2010, debido fundamentalmente a la baja densidad poblacional de dicha zona.
Es importante recalcar que los impactos predichos en este trabajo son condicionales en la
ubicación del terremoto hipotético. Para orientar de mejor manera las acciones a ser
tomadas para mitigar el impacto de este tipo de catástrofe, la metodología propuesta
debería ser complementada con análisis geofísicos que permiten proveer una estimación
probabilística de las magnitudes y ubicaciones de terremotos futuros (por ejemplo,
Barrientos, 1980).
Por último, vale la pena destacar que los resultados aquí presentados no implican
necesariamente que debieran reemplazarse los métodos de construcción tradicional. De
hecho, existen diversos proyectos orientados a desarrollar metodologías de reforzamiento
a bajo costo de las viviendas en base a adobe.10 Lo importante es contar con predicciones
razonables acerca de los posibles eventos sísmicos futuros y sus impactos esperados, de
forma de tomar las medidas necesarias para evitar el enorme impacto del último sismo
que afectó a nuestro país.
10 A modo de ejemplo, ver proyecto CERESIS (1999) y Getty Conservation Institute (2005).
Bibliografía
Astroza, Maximiliano, Francisco Cabezas M., María Ofelia Moroni Y, Leonardo Massone S.,
Sergio Ruiz T., Elizabeth Parra, Felipe Cordero O. y Anna Mottadelli S. (2010),
“Intensidades Sísmicas en el Área de Daños del Terremoto del 27 de Febrero de 2010”,
Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad
de Chile.
Barrientos, Sergio (1980), “Regionalización Sísmica de Chile”, Tesis para optar al grado de
Magister en Ciencias con Mención en Geofísica, Universidad de Chile.
Centro Regional de Sismología para América del Sur, CERESIS (1999), Proyecto Adobe,
informes disponibles en http://www.ceresis.org/portal/adobe.php
Getty Conservation Institute (2005), “Guías de planeamiento e ingeniería para la
estabilización sismorresistente de estructuras históricas de adobe”, E. Leroy Tolles, Edna E.
Kimbro, William S. Ginell.
MIDEPLAN (2011), “Encuesta Post Terremoto: Principales resultados - Efectos en la calidad
de vida de la población afectada por el terremoto/tsunami”, Ministerio de Planificación.
ONEMI (2010), “INFORME TÉCNICO Terremoto 27 febrero 2010, Distribución de las
Magnitudes Regiones de O’Higgins al Biobío”, elaborado por Fabiola Barrenechea Riveros,
Mayo 2010.
Anexo 1 - Escala de Intensidades de Mercalli Modificada11
I.- No se advierte sino por unas pocas personas y en condiciones de perceptibilidad especialmente favorables.
II.- Se percibe sólo por algunas personas en reposo, particularmente las ubicadas en los pisos superiores de los edificios.
III.- Se percibe en los interiores de los edificios y casas. Sin embargo, muchas personas no distinguen claramente que la naturaleza del fenómeno es sísmica, por su semejanza con la vibración producida por el paso de un vehículo liviano. Es posible estimar la duración del sismo.
IV.- Los objetos colgantes oscilan visiblemente. Muchas personas lo notan en el interior de los edificios aún durante el día. En el exterior, la percepción no es tan general. Se dejan oir las vibraciones de la vajilla, puertas y ventanas. Se sienten crujir algunos tabiques de madera. La sensación percibida es semejante a la que produciría el paso de un vehículo pesado. Los automóviles detenidos se mecen.
V.- La mayoría de las personas lo perciben aún en el exterior. En los interiores, durante la noche, muchas personas despiertan. Los líquidos oscilan dentro de sus recipientes y aún pueden derramarse. Los objetos inestables se mueven o se vuelcan. Los péndulos de los relojes alteran su ritmo o se detienen. Es posible estimar la dirección principal del movimiento sísmico.
VI.- Lo perciben todas las personas. Se atemorizan y huyen hacia el exterior. Se siente inseguridad para caminar. Se quiebran los vidrios de las ventanas, la vajilla y los objetos frágiles. Los juguetes, libros y otros objetos caen de los armarios. Los cuadros suspendidos de las murallas caen. Los muebles se desplazan o se vuelcan. Se producen grietas en algunos estucos. Se hace visible el movimiento de los árboles y arbustos, o bien, se les oye crujir. Se siente el tañido de las campanas pequeñas de iglesias y escuelas.
VII.- Los objetos colgantes se estremecen. Se experimenta dificultad para mantenerse en pie. El fenómeno es percibido por los conductores de automóviles en marcha. Se producen daños de consideración en estructuras de albañilería mal construidas o mal proyectadas. Sufren daños menores (grietas) las estructuras corrientes de albañilería bien construidas. Se dañan los muebles. Caen trozos de estuco, ladrillos, parapetos, cornisas y diversos elementos arquitectónicos. Las chimeneas débiles se quiebran al nivel de la techumbre. Se producen ondas en los lagos; el agua se enturbia. Los terraplenes y taludes de arena o grava experimentan pequeños deslizamientos o hundimientos. Se dañan los canales de hormigón para regadío. Tañen todas las campanas.
VIII.- Se hace difícil e inseguro el manejo de vehículos. Se producen daños de consideración y aún el derrumbe parcial en estructuras de albañilería bien construidas. En
11 Fuente: Servicio Sismológico, Departamento de Geofísica, Universidad de Chile.
estructuras de albañilería especialmente bien proyectadas y construidas sólo se producen daños leves. Caen murallas de albañilería. Caen chimeneas en casas e industrias; caen igualmente monumentos, columnas, torres y estanques elevados. Las casas de madera se desplazan y aún se salen totalmente de sus bases. Los tabiques se desprenden. Se quiebran las ramas de los árboles. Se producen cambios en las corrientes de agua y en la temperatura de vertientes y pozos. Aparecen grietas en el suelo húmedo, especialmente en la superficie de las pendientes escarpadas.
IX.- Se produce pánico general. Las estructuras de albañilería mal proyectadas o mal construidas se destruyen. Las estructuras corrientes de albañilería bien construidas se dañan y a veces se derrumban totalmente. Las estructuras de albañilería bien proyectadas y bien construidas se dañan seriamente. Los cimientos se dañan. Las estructuras de madera son removidas de sus cimientos. Sufren daños considerables los depósitos de agua, gas, etc. Se quiebran las tuberías (cañerías) subterráneas. Aparecen grietas aún en suelos secos. En las regiones aluviales, pequeñas cantidades de lodo y arena son expelidas del suelo.
X.- Se destruye gran parte de las estructuras de albañilería de toda especie. Se destruyen los cimientos de las estructuras de madera. Algunas estructuras de madera bien construidas, incluso puentes, se destruyen. Se producen grandes daños en represas, diques y malecones. Se producen grandes desplazamientos del terreno en los taludes. El agua de canales, ríos, lagos, etc. sale proyectada a las riberas. Cantidades apreciables de lodo y arena se desplazan horizontalmente sobre las playas y terrenos planos. Los rieles de las vías férreas quedan ligeramente deformados.
XI.- Muy pocas estructuras de albañilería quedan en pie. Los rieles de las vías férreas quedan fuertemente deformados. Las tuberías (cañerías subterráneas) quedan totalmente fuera de servicio.
XII.- El daño es casi total. Se desplazan grandes masas de roca. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas quedan distorsionados.