2009 VULNERABILIDAD DE LA ESTRUCTURA FÍSICA DE LAS ESCUELAS MÓDULO III – SECCIÓN III

Ariana Astorga / Pedro Rivero CIGIR

VULNERABILIDAD DE LA ESTRUCTURA FÍSICA DE LAS ESCUELAS La importancia de identificar las vulnerabilidades de las estructuras físicas escolares, se debe a la necesidad urgente que existe a nivel mundial, de disminuir al máximo los daños que se originan producto de fallas en las edificaciones destinadas a fines educativos; daños que muchas veces son inaceptables debido al relevante papel que tienen las escuelas dentro de una comunidad.

Todas las edificaciones presentan un grado de vulnerabilidad ante una u otra amenaza, sin embargo, hay ciertos factores que inciden directamente en la mitigación o en el incremento de las vulnerabilidades. Es importante conocer qué acciones podemos realizar, qué aspectos debemos tener en cuenta para atenuar los efectos que se originan a causa de no contar con edificaciones completamente invulnerables. Como las escuelas deben ser lugares seguros, su estructura física debería cumplir con requisitos mínimos de resistencia, comodidad y mantenimiento. Tener escuelas seguras es tarea de todos, de las autoridades que otorgan los permisos de construcción, de los profesionales que diseñan y construyen, hasta de la comunidad escolar, maestros, representantes y alumnos.

Requisitos mínimos para que una escuela sea segura.

La vulnerabilidad de la estructura física de las edificaciones escolares depende de muchos factores, que pueden clasificarse en dos grandes categorías principales:  El ambiente físico en el cual se encuentra la escuela y el entorno que la rodea.  Las características propias de la estructura de la escuela. ¿Cómo influye el ambiente en el que se encuentra la escuela? Las características del ambiente que rodea a la escuela pueden ser beneficiosas, pero también perjudiciales para la edificación escolar, es decir, pueden actuar como atenuantes o como agravantes de la vulnerabilidad de la estructura física de la escuela. Las condiciones topográficas, geológicas, hidrológicas, sísmicas, antropológicas, que tenga la zona, influirán directamente sobre la vulnerabilidad de la escuela. Por ejemplo, si la edificación escolar está ubicada en un lugar que es atravesado por una falla geológica, la escuela está expuesta a la amenaza sísmica, y por lo tanto, es vulnerable a sufrir las consecuencias que pueden derivarse del movimiento de esa falla. Un entorno beneficioso para la escuela, sería por ejemplo, que la misma esté ubicada en un sector que cuente con servicios públicos desarrollados y eficientes. Una escuela es menos vulnerable si está cerca a una estación de bomberos, si cuenta con una buena vialidad, si hay disponibilidad de servicio eléctrico y telefónico, entre otros. Las amenazas antropológicas, es decir, las que no son de origen natural (como los sismos, las inundaciones, los movimientos de tierras…) sino que son producto de las actividades del ser humano, también pueden representar un peligro para las escuelas. Por ejemplo, si la escuela se encuentra ubicada cerca de edificaciones propensas al colapso o a incendiarse; o si existe cerca algún establecimiento comercial o industrial que maneje sustancias tóxicas, explosivas o venenosas. En Venezuela es fácil encontrar edificaciones escolares ubicadas en las adyacencias de estaciones de gasolina, exponiéndolas a grandes riesgos de explosión.

Influencia del entorno sobre las escuelas.

Escuela vulnerable a la amenaza de una crecida de la quebrada

…De allí la importancia de la ubicación de las edificaciones escolares El sitio donde se encuentre ubicada una edificación escolar, debe garantizar un riesgo mínimo para la estructura y sus ocupantes. Una edificación puede estar construida con el mejor diseño, los mejores materiales, la correcta supervisión de profesionales; pero si el lugar de construcción presenta muchos defectos, o está expuesto a grandes amenazas, la edificación será igualmente vulnerable.

Entonces, la ubicación de las estructuras condiciona en gran parte, su vulnerabilidad. Factores influyentes son las condiciones geológicas o hidrológicas, las cuales pueden determinar si la zona es apropiada o no, para que allí exista una edificación escolar. Problemas geológicos comunes se presentan cuando las estructuras educativas están ubicadas en terrenos susceptibles a deslizamientos de tierra o desprendimiento de rocas, derrumbes o asentamientos del terreno. Si el lugar es inapropiado hidrológicamente, es porque posiblemente, exista el riesgo de ser una zona susceptible a ser inundada o socavada por ríos o quebradas cercanas. Las características naturales del suelo también juegan un papel fundamental en la determinación de la vulnerabilidad estructural. Las propiedades mecánicas de los diversos tipos de suelo pueden originar asentamientos en terrenos mal consolidados, o cambios de volumen en suelos arcillosos. ¡El suelo tiene gran influencia en la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones! Algunos tipos de suelo, los formados por arcillas, tienden a amplificar las ondas sísmicas, incrementando los efectos sobre la superficie del terreno, impactando directamente sobre las estructuras que allí se encuentren. Otro fenómeno común que puede presentarse en los suelos durante eventos sísmicos, es el de licuefacción, que ocurre en terrenos de arena fina y saturada. Cuando un suelo manifiesta este fenómeno, se comporta como un fluido viscoso, como una “arena movediza”. El terreno pierde su capacidad de soporte y puede causar el hundimiento de las estructuras. ¿Cuáles son las amenazas más comunes a las que están expuestas las escuelas en Venezuela, y que pueden afectar la integridad de sus estructuras? Para puntualizar las características de la vulnerabilidad de una edificación escolar, es necesario conocer e identificar las amenazas más comunes existentes en la zona, y que eventualmente puedan dar origen a una situación de emergencia o a un acontecimiento desastroso. Las amenazas de tipo natural más usuales en Venezuela y que han demostrado ser de gran impacto negativo sobre las estructuras escolares, son: La amenaza hidrológica: cuando comienza a llover en Venezuela, surge preocupación entre las comunidades cercanas a ríos y quebradas. La ausencia de sistemas de canalización

y drenajes eficientes, la corta distancia existente entre edificaciones y cuerpos de agua, la intervención del hombre en zonas que originalmente pertenecían a ríos y quebradas; son factores que han hecho de los eventos de lluvia, una potencial y constante amenaza sobre la población venezolana, y que en muchos casos ha desencadenado desastres que han afectado la integridad de los habitantes y de sus estructuras. Ejemplos de esto, hay muchos. Solamente por mencionar algunos de ellos, encontramos el caso de las lluvias registradas durante los meses de Abril y Mayo de 2009 en la ciudad de Caracas. Los diarios nacionales reportaron lo siguiente: “… La barahúnda que ayer ocasionaron las lluvias también la sintieron los estudiantes de la Unidad Educativa La Unión, en El Hatillo, donde tuvieron que ser evacuados 200 niños. La vegetación aledaña a la estructura del colegio cedió, producto de las lluvias, lo que provocó daños en la escuela. En el Parque del Este se vino abajo el techo que cubre cuatro salas de la biblioteca. El lugar, afectado por filtraciones, no soportó las lluvias de ayer. El resultado: salas inundadas y libros mojados…”1 “… La quebrada Anauco de San Bernardito colapsó luego de las precipitaciones caídas durante el día, lo que provocó el desbordamiento que también afectó varias viviendas de la zona. El jefe de despacho inspeccionó más tarde en la noche los daños causados en la Escuela Integral Bolívar por el desbordamiento de la quebrada Caroata, en los alrededores del puente Pagüita, en la parroquia Sucre, del Municipio Libertador en Caracas. “Estamos activado de manera preventiva y de manera operativa en todo el territorio nacional a través de las direcciones de Protección Civil y en esta oportunidad hemos querido venir aquí, a la Unidad Educativa Bolívar, dado que el día de hoy la quebrada Caroata aumentó su caudal ocasionando un desbordamiento que afectó esta escuela”, expresó…”2

La amenaza sísmica: por su ubicación, condiciones geomorfológicas y demográficas, Venezuela es un país en el que aproximadamente el 80% de la población habita en regiones sísmicamente activas, donde se han generado terremotos destructores inclusive en tiempos recientes. Todos los días se producen sismos en estas zonas, la mayoría de ellos imperceptibles para el ser humano; y es que el sistema de fallas geológicas que atraviesa al país está caracterizado por su constante actividad, y puede llegar a ocasionar eventos sísmicos de grandes magnitudes, capaces de originar situaciones catastróficas para los venezolanos y sus edificaciones. 1

“Caracas colapsó entre lluvia volcamientos y falla del metro”. Diario El Universal. Caracas, 25 de Abril de 2009. http://www.atravesdevenezuela.com/html/modules.php?name=News&file=article&sid=14262 2 “Fuertes lluvias provocan la muerte de una persona en Caracas”, Diario El Nacional, 06 Mayo de 2009. http://www.minuto59.com/en-venezuela/fuertes-lluvias-provocan-la-muerte-de-una-persona-en-caracas/#

Pero… ¿A qué se debe esta amenaza? La actividad sísmica en Venezuela, es el resultado de una compleja interacción entre la Placa del Caribe, que se desplaza hacia el Este con respecto a la Placa Sur Americana, a una tasa estimado en el orden de los 20 a 30 mm/año. Así, el borde principal entre las placas del Caribe y Sur Americana, definido como el conjunto de fallas a lo largo de las cuales se libera sísmicamente la mayor parte de la energía de deformación producto de la interacción entre ambas placas, ocurre a lo largo y ancho de los siguientes sistemas de fallas que muestran actividad Cuaternaria y sismicidad reciente: 1) El sistema de fallas de Boconó en el Occidente de Venezuela, a lo largo y ancho de los Andes venezolanos, el cual está conformado por una serie de fallas en los piedemontes andinos. 2) El sistema de fallas de San Sebastián-La Victoria en el centro-norte del país, con una longitud de 400 km y un ancho de 70 km. 3) El sistema de fallas de El Pilar-Casanay en el Noreste del país. La Falla de El Pilar generó un gran terremoto en 1766 y, más recientemente, un sismo destructor con una magnitud de 6.8 en 1997.

Entorno tectónico venezolano.

Algunas principales ciudades de Venezuela, están ubicadas, al igual que decenas de otras ciudades y pueblos, dentro de la franja de actividad sísmica asociada con el sistema de fallas de Boconó. Entre ellas están: Barquisimeto (capital del Estado Lara, 1.100.000 de habitantes) Acarigua (300.000 habitantes) Mérida (capital del Estado Mérida, 350.000 habitantes)

San Cristóbal (capital del Estado Táchira, 300.000 habitantes) De igual manera, ciudades como: Caracas (4.000.000 de habitantes, capital de Venezuela) Maracay (capital del Estado Aragua, 1.112.000 habitantes) Valencia (capital del Estado Carabobo, centro industrial de Venezuela, 1.400.000 habitantes), se localizan geográficamente en la vecindad de otro gran sistema principal de fallas activas, el “Sistema de Fallas de San Sebastián”. Quizás el terremoto más importante de esta región fue el ocurrido en el año 1812, que destruyó varias ciudades de Venezuela, incluyendo la ciudad de Caracas, probablemente la más afectada. La región oriental del país presenta una situación similar desde el punto de vista sísmico, ya que ciudades como: Barcelona (capital del Estado Anzoátegui, 480.000 habitantes) Maturín (capital del Estado Monagas, 500.000 habitantes) y Cumaná (capital del Estado Sucre, 360.000 habitantes), se encuentran localizadas geográficamente en la región más activa del país desde el punto de vista sísmico, en la vecindad del sistema de fallas de “El Pilar”. En otras palabras, más de doce millones de personas habitan sobre la franja de territorio venezolano donde ocurren más del 90% de los temblores de tierra, o sismos, y donde han ocurrido el 99% de los terremotos.

Imagen satelital de la región centro occidental de Venezuela.

Con base en la información geológica y sismológica, se han elaborado en el país, estudios de amenaza sísmica a fin de determinar con criterios probabilísticos las aceleraciones del terreno a emplear en el diseño de estructuras. El mapa de zonificación sísmica de la norma venezolana COVENIN 1756-2001 “Edificaciones Sismorresistentes”, divide al país en siete zonas que pueden ser clasificadas como de muy alta, elevada, moderada y baja amenaza sísmica. El objetivo de desempeño estructural alcanza el nivel de Seguridad Estructural, en el cual se permite a las edificaciones alcanzar niveles de daños en componentes estructurales, pero sin que se produzca la condición de colapso estructural.

Mapa de zonificación sísmica de Venezuela.

En Venezuela también es muy común que se originen movimientos de masas de tierra, es decir, deslizamientos, deslaves, desprendimiento de rocas, derrumbes… estos eventos generalmente están asociados a la ocurrencia de un evento hidrológico y/o de un evento sísmico; es decir, que una lluvia suave pero persistente, o intensa y de poca duración, es capaz de desencadenar algún movimiento de tierra. De la misma manera puede hacerlo un sismo de baja, moderada o gran magnitud. También influyen otros factores como: la inestabilidad natural que presente el terreno debido a la inclinación, tipo de material del suelo, la intervención del hombre en el terreno al deforestar, cultivar, construir, contaminar…

Aspectos que influyen en la inestabilidad de un suelo, susceptible a deslizamientos.

Amenazas naturales más comunes en Venezuela.

¿Cómo influyen las características propias de la estructura de la escuela? Una edificación está compuesta de elementos estructurales y elementos no estructurales. Las características de ambos tipos de elementos, así como la interacción que exista entre ellos, son cruciales para determinar el grado de vulnerabilidad de la edificación. Los elementos estructurales cumplen la función de soportar y transmitir las cargas a las que está sometida la edificación. Estos elementos deben estar diseñados y construidos adecuadamente para garantizar la estabilidad y resistencia de la estructura durante su vida útil, aun cuando ocurra algún evento natural en ese periodo. Los elementos estructurales son como el esqueleto de la edificación, por lo tanto sus características, sus condiciones, su comportamiento, determinarán la vulnerabilidad de la obra.

Los elementos estructurales son el esqueleto de las edificaciones

Los elementos no estructurales, son elementos complementarios de una estructura; pero que influyen notablemente en su vulnerabilidad. Entre estos tenemos las paredes, puertas y ventanas, las cuales, si no se encuentran bien diseñadas y colocadas correctamente, pueden ocasionar muchos daños a los ocupantes de la edificación en el caso de la ocurrencia de un sismo, por ejemplo.

Las paredes se debilitan al romper los bloques para colocar tuberías.

Los sistemas sanitarios, eléctricos y de ventilación, así como el mobiliario; son también parte de los elementos no estructurales de una edificación. Si no se les da un buen mantenimiento, o se encuentran mal ubicados, representan una amenaza para la comunidad escolar.

Elementos No estructurales que deben ser considerados en la evaluación de la vulnerabilidad

Arquitectónicos Paredes de fachadas o divisiones interiores. Techos, cubiertas, cielos rasos. Recubrimientos. Ventanas, vidrios. Antenas, letreros. Ornamentos, cuadros. Lámparas, iluminación. Puertas, rutas de escape. Barandas.

Equipamiento

Instalaciones básicas

Equipos de laboratorios. Equipos deportivos. Equipos médicos. Mobiliario. Equipos de oficina.

Equipos de ventilación. Aire acondicionado, calefacción. Electricidad. Redes y equipos de comunicaciones. Instalaciones de agua potable y alcantarillado. Sistemas de evacuación, escaleras, ascensores. Sistemas de incendio.

Escuelas venezolanas llenas de objetos que son una amenaza para sus integrantes.

Los enchapes se unen con mortero, sin ningún tipo de anclaje mecánico. Al momento de un sismo, se caen con facilidad y representan un peligro para los que transitan por debajo.

Colapso de elementos no estructurales en escuelas durante sismos.