Revista CIENCIA
Vol.19, 1, 59-75 (2017)
PISO BLANDO, UNA FALLA COMÚN EN EL
TERREMOTO DE PEDERNALES
SOFT.STORY, A COMMON FLAW IN THE
EARTHQUAKE IN PEDERNALESS
Dario Páez(1), José Zabala(2), Yuri Rodríguez(1)
(1)
Facultad de Ingeniería
Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí
Ciudadela Universitaria, Vía San Mateo, Manta, Ecuador
[email protected]
[email protected]
(2)
Facultad de Ingeniería
Universidad del Zulia
Avenida 16 y calle 67 B, Maracaibo, Venezuela
[email protected]
RESUMEN
Este artículo estudia los daños que las edificaciones han sufrido ante
diferentes sismos importantes de América en las últimas décadas, caracterizando
los eventos de manera local y las repercusiones que ha tenido en relación a su
impacto. Se focaliza el estudio de daño en estructuras con tipo piso débil o blando,
las mismas que se caracterizan por la diferencia de resistencia, rigidez y ductilidad
entre los niveles de una edificación.
Esta realidad en el desempeño de las edificaciones durante el tiempo, se la
compara con el alto porcentaje de colapso por piso blando de edificaciones por el
terremoto de Muisne del 16 de abril del 2016, categorizada como una falla común y
causa del colapso de muchas edificaciones. Por último se plantea diversas
soluciones para evitar este tipo de falla.
Palabras clave: Piso blando – diseño sismo resistente – rigidez – colapso
de edificio
ABSTRACT
This article evidences the damage that the buildings have suffered in
different important earthquakes in America in the last decades, characterizing the
events locally in relation to its impact. The study focuses on damage structures with
weak or flexible type flats; they are characterized by the difference of strength,
stiffness and ductility among the levels of a building.
This fact in the performance of the buildings during the period is compared
with the high percentage of collapsed buildings in the earthquake of Muisne in April
16th, 2016, categorized as a common failure and cause of the collapse of many
buildings. Finally, various solutions are suggested to avoid this type of failure.
Recibido: Agosto de 2016
Aprobado: Octubre de 2016
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Dario Páez Cornejo, Yuri Rodríguez y José Zabala
Keywords: Soft-story - seismic-resistant - stiffness - building collapse
1. INTRODUCCIÓN
La caracterización de las estructuras en el Ecuador, en función del peligro
sísmico al que se encuentra expuesto el país y la región por su ubicación, resulta
de suma importancia para poder identificar los posibles daños que se esperan que
se presenten en las edificaciones, en el supuesto caso de que se encuentren
expuestas ante la arremetida de un sismo de características superiores al
considerado al momento del diseño. Razón por la cual, la Norma Ecuatoriana de
Construcción establece diferentes niveles de seguridad, donde se indica cómo
sismo de diseño el nivel de seguridad de vida, entendiéndose que se debe proteger
la vida de quienes se encuentren en las edificaciones ante un terremoto de 475 años
de período de retorno y de igual forma, impedir el colapso total ante un sismo de
gran magnitud de 2500 años de periodo de retorno, este último para estructuras de
ocupación esencial y estructuras especiales. Alcanzándose esto, cuando se diseña
para las fuerzas máximas esperadas, controlándose los desplazamientos relativos
generales y utilizándose criterios de disipación de energía inelástica de acuerdo a
principios básicos, que hoy en día incorpora cualquier filosofía de diseño sismo
resistente para las estructuras de las edificaciones en Ecuador.
A pesar de la frecuencia de terremotos acontecidos a nivel mundial, resulta
difícil afirmar, que después de la ocurrencia del mismo, las personas no “aprendan
la lección”, a pesar de las grandes pérdidas de vida y materiales que este tipo de
evento deja en una comunidad, ni aun así, por el grado de afectación que sufre una
determinada población, la cual se circunscribe al nivel de preparación de sus
habitantes dentro del ámbito económico, psicológico, social y demográfico, siendo
estos proporcionales a la intensidad del evento en la extensión geográfica que
ocupa la comunidad.
Las experiencias sísmicas existentes en Ecuador, como en el resto del
mundo, han dejado muy claro, que la “memoria frágil” ha jugado un papel
fundamental en la preparación ante este tipo de desastres naturales, siendo así, que
al comparar la respuesta de las estructuras ante la protección de la población,
objetivo de éste estudio, evidencian la existencia de mucha similitud con los daños
colaterales que estos dejan en otros lugares de ocurrencia de terremotos.
Esta investigación se plantea analizar las fallas de las estructuras con piso
blando o flexible en diferentes eventos sísmicos ocurridos a nivel de América,
detallando de manera general las características de los eventos, con la finalidad de
contrastar los daños que el terremoto del 16 de abril de 2016, dejó en MuisneEcuador, evidenciándose similitudes y semejanzas a nivel de falla y daños.
2. DEFINICIÓN PISO BLANDO
El piso blando se origina generalmente, cuando se cuenta con un entrepiso
en el cual su rigidez es considerablemente menor a la de los niveles subyacentes y
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adyacentes, los modos de vibrar de la estructura, así como la respuesta general, en
comparación con una estructura regular en altura, son diferentes (Fernández, 2007).
Uno de los principios básicos en el diseño de estructuras sismo resistentes
es que exista una cierta configuración cuadrada, circular u ovalada en la forma de
la distribución en planta y una regularidad en su elevación lo más cercano a la
rectangularidad de la edificación, lo ideal es que ésta, presente una simetría tanto
en forma, cómo en volumen. Siendo esto una condición, para que la estructura se
comporte estructuralmente de una manera correcta, ante las fuerzas inducidas por
el sismo, ya que si no se cumple con este principio, la edificación corre el riesgo de
tener problemas, tales como el colapso parcial o total de los elementos
estructurales, en el peor de los casos.
Una problemática frecuente que se ha podido apreciar en las últimas
décadas en la construcción de las edificaciones, han sido fallas de estructuras por
tener en su diseño piso blando, donde un elemento estructural cesa su desempeño
y deja de funcionar en forma satisfactoria su capacidad resistente (Kaminetzky,
1991).
Se denomina piso blando en aquellos edificios, cuya planta baja está
diseñada y destinada para parqueadero vehicular, restaurantes, áreas verdes,
lobbies, entre otras; de tal forma, que sólo existen elementos verticales o columnas
a este nivel y en los pisos superiores, se construyen cerramientos para viviendas
con mampostería, armada o no, lo que hace estructuralmente es que la planta baja
tenga menor rigidez que las pisos superiores, cuando lo sísmico resistente correcto,
es lo contrario, mayor rigidez en las plantas inferiores.
El diseño y uso de éste piso blando, es una práctica común que realizan los
arquitectos buscando soluciones de espacios, ya que resulta muy beneficioso y
rentable, tener esos espacios amplios en la parte baja del edificio, con el fin de
ubicar restaurantes, sala de eventos, parqueaderos, entre otros. Aunque desde el
punto de vista sismo resistente, no es recomendado usarlos, y debido a esto, las
normas sismo resistentes de diferentes países que están en peligro sísmico, se
están adaptando a mejorar y buscar la manera de evitar estos fallos (Fig. 1) en el
diseño de las edificaciones.
Figura 1. Estructura colapsada por falla de piso blando
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Dario Páez Cornejo, Yuri Rodríguez y José Zabala
Es importante indicar, que la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC,
2015), en el capítulo concerniente de Peligro Sísmico, define como Piso Blando en
una edificación, cuando esta presenta una rigidez lateral en un piso inferior, menor
al 70% de la rigidez lateral del piso inmediato superior. Y cómo Piso Débil, cuando
su resistencia lateral del piso inferior es menor al 80% de la resistencia lateral del
piso inmediato superior.
La configuración estructural en el diseño de las edificaciones es un factor
muy importante ante la presencia de los embates de una acción o fuerza sísmica,
ya que el desempeño resistente del edificio, tiene como una variable muy
importante, su regularidad en planta y elevación. Últimamente, se ha podido
evidenciar que en edificaciones irregulares expuestas a grandes fuerzas sísmicas,
éstas en varias ocasiones llegan a presentar daños graves, hasta incluso, la pérdida
de estabilidad estructural.
En razón de lo anterior, existen varios factores que deben considerase al
momento de la estructuración, siendo entre estos: la resistencia, la rigidez y la
distribución de la masa o cargas, los cuales deben tener un diseño y una disposición
en lo posible correctamente equilibrada y homologada.
Se puede establecer, que las irregularidades en altura se entienden como
cambios bruscos de la rigidez entre pisos continuos, lo que origina que durante la
presencia del terremoto, los esfuerzos por disipar la energía sísmica del input, se
vean focalizados en los elementos estructurales, principalmente en las columnas,
que definen los pisos blandos. (Pujades, 2003)
Durante un terremoto, las fuerzas laterales del mismo que actúan en la
estructura, no pueden ser bien distribuidas a lo largo de la altura de la edificación.
Por lo que esta situación, hace que las fuerzas laterales sísmicas tiendan a
concentrarse en los pisos, teniendo éstos un gran desplazamiento. Lo que forma
entonces en las uniones columna/piso, un mecanismo de fallo, que puede llevar al
colapso del sistema estructural, sumado al alto nivel de efecto de las cargas
gravitacionales, como se muestra en la Figura 2, la cual muestra un ensayo en
laboratorio de este tipo de falla estructural por presencia de piso débil.
Figura 2. Ensayo de falla de piso débil en primer nivel
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Según Granizo (2013), el piso blando o débil se puede presentar cuando
existe un cambio considerable de rigidez entre los pisos continuos, que se puede
deber a diferencia de altura de las columnas o a la interrupción de elementos de
encerramiento, como la mampostería.
La interacción sismo-estructura es un campo de estudio para conocer, cómo
será el desempeño de la estructura, el cual se inicia, cuando la fuerza sísmica es
trasmitida a la estructura por efecto de las ondas elásticas al chocar contra la
cimentación, donde la energía que se transmite desde el subsuelo, asciende hasta
la cresta del edificio, provocando el efecto de resonancia, induciendo con esto un
desplazamiento, luego esta energía es disipada y el edificio vuelve a su posición
original. Ahora, si la estructura cuenta con piso blando en la planta baja, y
dependiendo de la magnitud del sismo y las propiedades del suelo, surgirá un
exceso de esfuerzo provocando la rotura en cabeza de columna, lo que llevará a la
edificación al colapso, como se muestra en la Figura 3.
Figura 3. Comportamiento de colapso de piso débil
En cambio, si el sismo es de gran intensidad, se produce en el piso blando
un fuerte movimiento lateral, como se puede apreciar en la figura 4, lo que aumenta
la carga vertical P producida por los pisos superiores de la estructura, con lo que se
ejercen presión sobre el primer piso, y a su vez, se genera un momento M que debe
ser equilibrado, de lo contrario colapsará la estructura.
Figura 4. Efecto sobre piso blando
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Dario Páez Cornejo, Yuri Rodríguez y José Zabala
Entonces, esta acción produce un volque de la estructura hacia su parte
más débil, y se produce una rótula plástica entre viga-columna producidas por el
momento ejercido.
Se ha observado, que ante movimientos sísmicos de intensidades
considerables, aquellas edificaciones que carecen de irregularidades en su
estructura, tienen mejor comportamiento que aquellas estructuras donde existen
secciones irregulares, pudiéndose confirmar esta afirmación, al comparar aquellos
edificios que colapsaron con los que lograron mantenerse en pie. Por lo que es
evidente que las estructuras que resistieron en pie, la eventualidad sísmica del 16
de abril del 2016, contaban con una regularidad en toda su estructura.
El comportamiento de las estructuras irregulares es difícil de predecir y por
tanto, los métodos de diseño resultan de reducida confiabilidad, razón por la cual,
se opta por aumentar las fuerzas de diseño. Esto se logra usando un factor de
reducción menor de fuerza sísmica R. (Quincot, 2010 )
Muchas veces se diseñan las columnas del piso blando para soportar los
momentos flectores (Mf) producidos por el movimiento telúrico. Pero se omiten los
momentos producidos por el desplazamiento lateral M, ante un sismo, el momento
flector que actúa 𝑀 = 𝑀𝑓 + 𝑀 supera la capacidad del momento flector Mf, lo que
da lugar al fenómeno de rotula plástica en los extremos de las columnas del piso
blando, lo que vuelve flexible a esta parte de la estructura aumentando M, y
permitiendo el colapso de la estructura.
3. FALLA COMÚN DE COLAPSO EN EVENTOS SÍSMICOS MUNDIALES
Se plantea en esta sección, la revisión de algunos eventos sismicos que
han sido considerados importantes por su capacidad de destrucción, donde de
acuerdo al análisis realizado por los autores, el colapso de los mismos o un
porcentaje considerable de daños, es atribuible a falla por piso blando.
3.1. Sismo de Valparaíso, Chile (1985)
Es conocido que Chile presenta una sismicidad activa considerable y el
terremoto de Valparaíso tuvo una intensidad de 7,8 en la escala de Richter, con una
aproximación de 180 fallecidos, 260 heridos, 150.000 edificaciones destruidas y un
millón de personas dignificadas.
Los daños que se dieron en relación a este evento, fueron considerados una
lección importante para la ingeniería sismo resistente, que para el momento estaba
en un desarrollo importante. Las edificaciones que presentaban irregularidad en
elevación, así como en planta, sufrieron muchos daños, como es el caso del edificio
que se muestra en la figura 5, ubicado en la ciudad de Valparaíso, que por su
situación de esbeltez en columnas de primer piso, presentó falla por piso débil.
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Figura 5. Efecto sobre piso blando
3.2. Sismo del Salvador (1986)
Este sismo de categoría superficial con una magnitud Mb = 5.4, ocurrió el
10 de octubre de 1986, en el cual fallecieron más 2.000 habitantes, diez mil heridos
y unas 60.000 edificaciones destruidas (Álvarez, 1987), el cual fue categorizada
como una “hecatombe” por la prensa nacional.
Nuevamente, producto de la diferencias de rigideces entre pisos, se puede
apreciar en la edificación de la figura 6, cómo se generó la falla por planta débil.
Figura 6. Daño en la estructura
Pudiéndose observar que la planta baja, aparentemente diseñado para
estacionamiento vehicular, se encuentra aplastada por el resto de la edificación; a
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Dario Páez Cornejo, Yuri Rodríguez y José Zabala
pesar del que el edificio estaba diseñado de manera aporticada y con muros rígidos
en los pisos superiores.
3.3. Sismo de San Fernando, Estados Unidos (1971)
Considerado como uno de los terremotos más trágicos en los Estados
Unidos de Norteamérica, ocurrido el 9 de febrero de 1971 con una magnitud de 6.6,
y que debido a su fuerza de destrucción, originó daño en dos hospitales.
Una de la casa asistencial que tuvo mayor daño, fue el hospital Olive View,
que constaba de 5 pisos más un sótano, estructura que presentaba grandes masas
con discontinuidades considerables en su elevación y se adicionaba la irregularidad
en planta; una de las secciones del edificio, planta baja, tenía piso blando, situación
que ha sido considerado como uno de los casos más estudiados dentro del área de
diseño de edificaciones hospitalarias. A continuación se presenta una serie de
fotografías (Figura 7), donde se muestran los daños indicados.
Figura 7. Hospital Olive View con falla de piso flexible
Las diferencias que se presentaron a nivel de resistencia, ductilidad y rigidez
en los elementos estructurales, así como la presencia de masas que no tenían
mayor importancia estructural, fue la causa por la cual el desempeño estructural
haya sido poco adecuado para resistir las fuerzas sísmicas originadas por este
sismo.
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3.4. Sismo Michoacán, México (1985)
Ocurrido el jueves 19 de septiembre de 1985, y conocido como el terremoto
México del 85, con este evento se registró los mayores daños en la zona centro, sur
y occidental, y fue categorizado como el más mortífero de la historia sísmica de este
país. La duración y magnitud fue de 2 minutos 15 segundos y 8,1 Mw,
respectivamente. El epicentro fue determinado en el estado de Michoacán, con
características de trepidatorio y oscilatorio con una profundidad de 15 Km.
Las fallas en las edificaciones por irregularidad a causa de este sismo,
fueron muy importantes, aun cuando estas edificaciones se encontraban diseñadas
bajo las normativas sismo resistente de aquella época (Tena, 2004), coincidieron en
el mismo tipo de falla de entre piso flexible y torsión.
Este evento ocasionó fallas de edificios abiertos, que de acuerdo a la
definición propuesta por Aguiar, et al. (2009), es un edificio esquinero cuyas paredes
colindan con las estructuras adyacentes, estando acopladas a la estructura, tal
como se muestra en la figura 8, siendo en las columnas de primer piso las solicitadas
de mayor forma.
Figura 8. Configuración de edificio abierto
Los daños en los edificios abiertos, se presentan por el efecto de torsión
debido a la excentricidad de los planos de pisos y también, porque las columnas
son mucho más altas y esbeltas, con el fin de dejar un nivel para ser utilizado como
locales comerciales, dándose así la diferencia de rigideces entre pisos.
La falla por piso suave, fue aproximadamente la causa del 9% de daños en
las edificaciones de acuerdo al Instituto de Ingeniería UNAM (1985), presentándose
principalmente en edificios destinados a uso multifamiliar, los cuales presentaban
notables diferencias en la rigidez, resistencia y ductilidad entre los nivel superiores
e inferiores.
Figura 9. Configuración de edificio abierto
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Dario Páez Cornejo, Yuri Rodríguez y José Zabala
Es importante destacar, que es la primera planta la que recibe el mayor
cortante producto del efecto del terremoto, por lo que el calculista debe diseñar de
manera local y global los elementos estructurales, con el fin de que estos absorban
las demandas de deformación.
3.5. Sismo Northrigde, California (1994)
Sin duda, este sismo marcó claramente un hito en el desarrollo de la
ingeniería sismo resistente en los Estados Unidos de América, y por ende en el
mundo. Ya que al ser afectada la ciudad de los Ángeles, el gobierno local y las
universidades dieron toda su atención a la investigación y desarrollo de acciones de
prevención de riesgos, propuesta de nuevas normativas, inversión pública-privada,
entre otros factores que influyeron en los avances de los sistemas constructivos y
el diseño.
La magnitud del evento fue de 6.7 con una profundidad de 18,3 km, siendo
el foco de ruptura en el valle de San Fernando el día 17 de enero 1994.
Presentándose gran cantidad de falla de piso débil, tal como se muestra en la figura
10, donde edificios y viviendas fallaron en la primera planta, entre otros tipos de
falla.
Figura 10. Configuración de edificio abierto
Este tipo de daño estructural, se evidenció en diferentes tipos de materiales
como en hormigón, madera y adobe estructural.
3.6. Sismo de Perú (2007)
El epicentro de este sismo fue muy cerca de la capital de la ciudad de
Chincha Alta, con una profundidad de 8 km y con un impacto muy fuerte, debido al
fallecimiento de 519 habitantes, teniendo su mayor daño en Chincha Alta, Ica y
Pisco (EERI 2007).
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Las técnicas constructivas en las ciudades donde el sismo impactó fueron
muy similares, siendo principalmente estructuras de mampostería y aporticadas,
con el primer nivel muy vulnerable producto de su diferencia de rigidez y resistencia,
como el que se muestra en la figura 11.
Figura 11. Configuración de edificio abierto
3.7.Sismo de Puerto Príncipe, Haití (2010)
Este terremoto ha sido el que mayor vidas humanas ha afectado, dejado
más de 235 000 muertes y aproximadamente dos millones de damnificados. La
magnitud del sismo fue de 7.0 grados con una profundidad de 13 Km. Los daños
ocasionados por este evento fueron devastadores, tanto en viviendas privadas
como en edificaciones estatales, las cuales colapsaron producto del efecto de sitio
y la baja calidad constructiva.
Figura 12. Daño estructural en viviendas
En la figura anterior, se puede evidenciar muchas edificaciones que eran de
utilidad multifamiliares, que fallaron por piso débil, siendo esta la causa de colapso
que más se presentó, y las pocas que quedaron “en pie” debieron ser demolidas por
presentar daños irreparables.
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3.8. Sismo Maule, Chile (2010)
En el mega sismo de 2010 que ocurrió en Chile con una magnitud de 8.8
grados afectó la zona costera central, y afecto a países vecinos como Argentina y
Perú. A pesar de su magnitud tan grande, los daños que este terremoto causó, no
fueron proporcionales a la misma. Originándose muchas hipótesis que buscaban
explicar esta situación, con criterios que van desde que la densidad poblacional de
este país es muy baja, las normativas de construcción son muy estricticas o que por
la frecuencia de los terremotos, hace que estos eventos naturales sean los mejores
fiscalizadores de las edificaciones mal construidas.
Figura 13. Daño estructural de piso blando con muro de corte
Algo importante sobre este evento fue expresado por Aguiar (2011), quien
resalta el hecho de que se encontraron daños de piso débil en estructuras que
estaban construidas con muro de corte (diafragmas), tal como se muestra en la
figura 13, por lo que este autor indica, que no hay garantía de evitar fallas por piso
blando si se construye edificios con muro de corte, ya que este tipo de fallas es
ocasionada por la diferencia de rigidez de los pisos.
4. COMPORTAMIENTO DE ESTRUCTURAS DE PISO BLANDO EN EL
TERREMOTO DEL 16 DE ABRIL DE 2016
Como consecuencia del evento telúrico ocurrido el 16 de abril del 2016 en
el Ecuador, se origino el colapso de muchas estructuras y otras quedaron con daños
irreversibles, que impidieron aplicar técnicas de reparación, debido a que las
patologías presentadas fueron consideradas como muy graves.
En la sección anterior, se mostro como a pesar del paso del tiempo y en
diferentes contextos geográficos, las fallas en las edificaciones ocasionadas por
eventualidades sísmicas son muy similares, y el daño por piso débil o flexible no es
una excepción, por lo contrario, es una muestra a la regla que indica, que las
edificaciones que tienen irregularidad en elevación y planta, con pisos débiles, fallan
ante el embate de fuerzas sísmicas considerables.
Piso blando, una falla común en el terremoto de Pedernales
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Las imágenes que se muestran a continuación, demuestran que a pesar de
la existencia de suficientes argumentos que indican que este tipo de irregularidades
en elevación son muy vulnerables, en las edificaciones del Ecuador, este tipo de
configuración es muy común.
La figura 14 presenta el Hotel LUN-FUN, el cual tenía cuatro niveles, siendo
el primero destinado para el funcionamiento de un restaurant, nivel que tenía pocas
divisiones internas y era de mayor altura que los demás, con lo que se disminuía
considerablemente la rigidez en relación a las demás plantas.
Figura 14. Hotel Lun-Fun en Manta, colapsado por el terremoto
Las viviendas construidas en la zona costera de Ecuador, regularmente
presentan una configuración estructural muy vulnerable, ya que a consecuencia de
las altas temperaturas, mayormente los primeros niveles presentan alturas
diferentes a los otros pisos, lo que hace a la vivienda más flexible y menos estable;
sumado a que las construcciones en el país para este tipo de edificaciones es de
carácter artesanal, por lo que se ejecutan sin o poco control de calidad, con una
inspección o dirección técnica no muy responsable que permita garantizar un
desempeño estructural adecuado de las viviendas.
En la figura 16 se puede apreciar una vivienda, donde se nota que las
columnas de la planta baja cedieron producto de la falla por piso débil, un volado
considerable y un reservorio de agua en el último nivel, elementos que
incrementaron el efecto sísmico.
Figura 16. Vivienda colapsada.
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Entre las edificaciones estudiadas, se pudo conocer el principal uso de
estos eran departamentos, en la figura 17 se observa un estructura colapsada por
la falla en estudio, donde se puede apreciar la diferencia entre los materiales de
construcción utilizados, lo que sugiere es que fueron construidos en tiempos
diferentes, situación muy típica en la zona. Así como el adozamiento de nuevos
niveles en la estructura, que no poseen las características dinámicas para soportar
la combinación de las cargas ante eventos sísmicos.
Figura 17. Irregularidad en elevación
El casco comercial de la ciudad de Portoviejo fue otra zona muy afectada,
como el caso que se presentó en el edificio de tipo abierto que se muestra en la
figura 18, el cual colapsó debido a combinación por falla de torsión y piso débil;
además, su diferencia de rigidez en los planos y en los niveles, produjo incremento
de esfuerzos en las columnas del primer nivel, y estas no resistieron los efectos de
deformación a las que fueron sometidas por sismo.
Figura 18. Edificio abierto y piso débil, Portoviejo
Por último, el autor pudo determinar de manera general en ciertas
estructuras sometidas a fuerzas sísmicas, después de hacer una comparación entre
un antes y después, que las posibles causas de fallas de las edificaciones en el área
de Portoviejo, fueron producto de la amplificación de las ondas sísmicas debido al
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tipo del suelo en la zona, lo que ocasionó el colapso de varios edificios, entre éstos
el Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social y un edificio comercial céntrico, como
se puede apreciar en la figura 19, colapso atribuible a problemas de piso flexible de
las edificaciones.
Figura 19. Edificio IESS y comercial, en el centro de Portoviejo
5. PLANTEAMIENTO DE SOLUCIONES A LA FALLA DE PISO DÉBIL
En la literatura científica y técnica sobre patología estructural, se pueden
encontrar varias propuestas o normativas técnicas que permiten mejorar el
desempeño de las edificaciones con piso débil. Además, el personal de
investigación que pertenece a la escuela de Ingeniería Civil de la Universidad Laica
Eloy Alfaro de Manabí y el Centro de Investigación en Ingeniería Sísmica se
encuentran desarrollando varios trabajos, enfocados al análisis de soluciones
posibles con el objetivo de mejorar el desempeño de las estructuras a diseñar o
existentes que presentan éste aspecto patológico.
Un de los proyectos en ejecución, estudia el reforzamiento en estructuras
existentes que presentan falla de piso débil, y plantea sugerencias para futuros
diseños, por lo que en este artículo mencionaremos algunas técnicas con una
descripción breve de sus ventajas.
Mejorar la configuración estructural de las edificaciones, evitándose el uso de
columnas muy esbeltas y disminuir el cambio brusco de rigideces, reduciría el
riesgo de colapso.
Aumentar la rigidez lateral de la planta débil, mediante el uso de muros
estructurales adicionales entre los elementos individuales en el piso blando.
Construcción de vigas de riostras en los niveles con rigidez menor o en toda la
estructura, con la finalidad de disminuir el desarrollo de grandes deformaciones.
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Dario Páez Cornejo, Yuri Rodríguez y José Zabala
Disminuir la rigidez en los pisos superiores, a través del aislamiento de los
elementos no estructurales, principalmente de la mampostería, que en ocasiones
no es considera en el cálculo, pero desde el momento de la etapa constructiva,
se integra a los planos estructurales, ocasionando un aumento importante en la
rigidez lateral, por lo que se puede utilizar elementos alivianados o aislarlos
mediante la aplicación de epóxicos especiales.
Uso de aisladores y/o disipadores de energía, permitirían mejorar el
comportamiento estructural de una edificación, evitando que sea sometida a
grandes esfuerzos que la lleven al daño local de los elementos y a su vez a la
falla de la estructura.
6. CONCLUSIONES
La ingeniería sismo resistente tiene actualmente una responsabilidad muy
grande desde el momento en que se proyecta una edificación, y el estudio realizado
a la falla por piso débil, nos permitió observar, que aun cuando se ha aprendido
mucho de las consecuencias de los eventos sísmicos de grandes magnitudes en
diferentes países, todavía las edificaciones siguen construyéndose de manera poco
adecuada, interviniendo factores como los cuidados en la construcción, el
mantenimiento, la calidad de los materiales, entre otros; y además, el factor de que
las técnicas constructivas en los países mencionados en este estudio han variado
muy poco. Por último, sólo nos queda esperar que la ingeniería sismo resistente
logre convencer a la sociedad, que la solución y prevención a este tipo de desastres,
es cambiar las técnicas constructivas, e incorporar el uso de dispositivo aisladores
y disipadores de energía que protejan las estructuras del embate de las fuerzas
sísmicas.
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