MODELO CUBANO DE LOS CENTROS DE GESTIÓN PARA LA REDUCCIÓN DE LOS RIESGOS DE DESASTRES (CGRR) Módulo: ESTUDIOS DE RIESGO DE DESASTRES A LA ESCALA ARQUITECTÓNICA.

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1 MODELO CUBANO DE LOS CENTROS DE GESTIÓN PARA LA REDUCCIÓN DE LOS RIESGOS DE DESASTRES (CGRR) Módulo: ESTUDIOS DE RIESGO DE DESASTRES A LA ESCALA ARQUITECTÓNICA Conferencia: ESTUDIOS DE RIESGO DE DESASTRES EN INSTALACIONES HOTELERAS. Experiencias acerca del nivel de riesgo a asumir en la toma de decisiones para la reducción de desastres Profesores: MSc. Ingenieros Jorge Arcos Méndez y Emilia Fors Garzón. E Mail: efors@arquitectura.cujae.edu.cu Profesores Auxiliares. Grupo de Estudio de Desastres GREDES. Facultad de Arquitectura del Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría CUJAE Pasantía con países del Caribe. Del 8 al 18 de abril de 2013

2 Objetivos del Módulo: Conocer la experiencia cubana en la realización de Estudios de Riesgo de Desastres a la escala arquitectónica en edificaciones sociales como hoteles, hospitales y viviendas Objetivos de la Conferencia: Conocer la experiencia de GREDES en la realización de Estudios de Riesgo de Desastres Bibliografía: Estudios de Riesgo de Desastres en Obras Sociales. Grupo de Estudios de Desastres GREDES. ISBN: 978-959-261-398-0. Disponible en Biblioteca CUJAE Normas Cubanas referenciadas. Normas Técnico Ingenieras de la Defensa Civil.

3 INTRODUCCIÓN Los Estudios de Riesgo de Desastres a la escala arquitectónica constituyen punto de partida a los estudios a la escala urbana y del territorio. De la misma forma que los estudios a la escala del territorio constituyen punto de partida a los estudios a la escala arquitectónica. Para conocer detalladamente la vulnerabilidad estructural (vulnerabilidad del fondo edificado) en el territorio es preciso haber tenido antes la información lote por lote o manzana por manzana en la escala del edificio o arquitectónica y el estado constructivo según sistema constructivo de los edificios. Así mismo los estudios territoriales o a la escala urbana, especialmente en lo referido a los peligros de desastres; son punto de partida al estudio particular de las vulnerabilidades de los edificios. En esta conferencia se mostrará interesantes experiencias del Grupo GREDES para recomendar un nivel de riesgo a asumir con sus consecuentes medidas del ciclo de reducción de desastres con un enfoque integral y económico.

4 LA REALIZACIÓN DEL ESTUDIO DE PELIGRO DE DESASTRES Estudiar el RIESGO de desastres EN INSTALACIONES HOTELERAS implica para los especialistas de GREDES llegar a conocer: QUÉ SE PIERDE EN QUÉ SECTORES VULNERABLES DE LA EDIFICACIÓN QUE PUDIERAN FALLAR A CAUSA DE: QUÉ EFECTOS DESTRUCTIVOS DEL PELIGRO DE DESASTRE DE QUÉ CATEGORÍA O INTENSIDAD QUE OCURRE CADA CUÁNTO TIEMPO. En la secuencia lógica ya conocida de estudios de peligro, vulnerabilidad y riesgos véase que la última pleca es la que corresponde al resultado del estudio de los peligros.

5 La terminología planteada en las tres plecas anteriores es coherente con el estudio de cualquiera de los desastres ya sea de origen natural, tecnológico o sanitario. éste es uno de los empeños del enfoque integral que tiene que tener el inversionista y el explotador de la instalación hotelera para llegar a un resultado final de pérdidas asumidas en un tiempo determinado que sea acuerdo entre las partes.

6 Se utilizará como ejemplo un peligro de desastre común a todos los países del Caribe: LOS HURACANES. Y de este peligro de desastre; su peor efecto destructivo: LOS FUERTES VIENTOS. De hecho en las Normas Técnico Ingenieras de Defensa Civil y en las clases de la Maestría son abundantes las referencias a diferentes fuentes bibliográficas de México y Puerto Rico

7 EJEMPLO 1 Desarrollo Turístico en zona de montaña El estudio se desarrolló en la fase de proyecto. Abarcó el peligro de ciclones tropicales, intensas lluvias y penetraciones del mar Las recomendaciones fueron empleadas para el diseño. Las más importantes estuvieron vinculadas a la carga de viento a considerar en los edificios según altura de ubicación.

8 UBICACIÓN DEL CONJUNTO DE OBJETOS DE OBRA SEGÚN PLAN GENERAL Zonas de desarrollo hotelero hotelero Zonas de desarrollo hotelero hotelero Viales Campos de Golf Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.

9 Punto de Fotografía Ubicación de las habitaciones en mapa Ubicación futura de las habitaciones en la fotografía Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña. Ubicación de las habitaciones

10 CICLONES TROPICALES QUE HAN AFECTADO EL SITIO En función de la data histórica de las categorías de huracanes (según clasificación de Saffir Simpson) que han afectado el sitio de estudio se sacan conclusiones acerca de las velocidades de viento que con más probabilidad pudieran ocurrir. Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.

11 Trayectorias de los huracanes y direcciones de vientos Desarrollo Turístico objeto de estudio Trayectorias hacia el Norte y hacia el NNO Las más frecuentes. Direcciones de viento desde el NNE y desde el SSO que provocan los huracanes de trayectorias más frecuentes.

12 ZONA 2 ZONA 1 ZONA 3 Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña. Zonas propuestas de presiones básicas de carga de viento

13 Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña. Altura de cada zona en metros

14 Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña. Propuesta de presión básica a utilizar en el diseño por alturas

15 15 q 10 presión básica característica del viento correspondiente a velocidades del aire en terrenos llanos y abiertos a una altura de 10 m sobre el terreno, (kN/m2 ) V 10 velocidad característica del viento para un período básico de recurrencia y a una altura de 10 m sobre el terreno, ( m/s ), 1,6 factor empírico Valores de las Presiones del viento Con los valores de observaciones directas de velocidades básicas del viento, se podrán calcular las presiones básicas características del viento en una superficie normal a su dirección, mediante la fórmula: Según la Norma Cubana de Carga de Vientos

16 16 donde: q 10 : presión básica del viento, [ kN/m 2 ] Ct: coeficiente de recurrencia Cs: coeficiente de topografía o sitio Ch: coeficiente de altura Cr: coeficiente de ráfaga Cra: coeficiente de reducción Cf: coeficiente de forma Expresión del valor de presión o carga unitaria total Carga unitaria característica total. Las cargas unitarias características totales por unidad de área (q) a considerar en los cálculos se determinan por la fórmula: q = q 10.. q = q 10. Ct. Cs. Ch. Cr. Cra. Cf. (kN/m 2 ) Según la Norma Cubana de Carga de Vientos

17 EN CASO DE EVENTOS HIDROMETEOROLÓGICOS SE ASUME : No evacuar a turistas y trabajadores. Pasar el evento meteorológico en el complejo y preparar condiciones para resistir y recuperarse lo antes posible. Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña. El nivel de riesgo asumido se propone y se acuerda con el inversionista y explotador en función de las posibilidades para financiar la probable pérdida en cada una de las categorías de huracanes.

18 Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña. EN CONSECUENCIA SE PROPONEN MEDIDAS PARA EL DISEÑO 1. Para todas las edificaciones garantizar su resistencia para huracanes Cat.3 (Cotas Hasta 10 m) y huracanes Cat.4 (Cotas mayores de 10 m) en las estructuras y en los elementos no estructurales, así como en cualquiera de los locales colectivos de protección 2. Garantizar la no interrupción del vial ni por daños en el arbolado cercano ni por inundaciones por más de una hora después de pasar el evento.

19 Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña. Las medidas PREVENTIVAS para resistir dentro de la instalación; implican otras medidas de diseño y medidas de RESPUESTA que garantizan la rápida puesta en marcha del complejo después del paso del huracán. Ejemplo: Garantizar la Redundancia del abastecimiento de los sistemas de agua, electricidad y de las comunicaciones. Creación de suficientes reservas de agua y combustible para los días que el territorio pueda dejar desabastecida la instalación. Construir obra protectora reforzamiento de taludes contra los deslizamientos para impedir la obstrucción o la pérdida del único vial de acceso directo que tiene el complejo, así como otro acceso de emergencia.

20 EJEMPLO 2 Hotel disperso en zona de playa. El estudio se desarrolló en fase de construcción ya avanzada. Abarcó el peligro de ciclones tropicales, intensas lluvias, penetraciones del mar e incendio y explosión. Las recomendaciones fueron empleadas para incluir medidas de protección a la obra en marcha.

21 Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa. El Estudio propone medidas vinculadas a la conservación del medio ambiente, para el proyecto de paisajismo y la protección de los locales que serán utilizados como protección de huéspedes y trabajadores en el momento del paso del huracán. Se revisó comportamiento de la carpintería según niveles y dirección de los vientos que provocaban las diferentes trayectorias de huracanes para recomendar medidas de protección.

22 La franja verde representa el mangle que protege las edificaciones de los vientos fuertes y de las penetraciones del mar. Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa.

23 Análisis de los vientos entre edificaciones y sus implicaciones

24 Efectos de presión del viento por el Lobby y Lobby Bar Efectos de succión del viento FACHADA A BARLOVENTO FACHADA A SOTAVENTO Dirección del viento E (78%) Dirección del viento Se (76%) Cierres que se afectan Esquina afectada Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa. Análisis del efecto del viento sobre el edificio central

25 Dirección del viento SSO (97%) Dirección del viento SE (76%) Zona de concentración de presiones Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa. Análisis del efecto del viento sobre el edificio central

26 26 Ventanas sometidas a presión Ejemplo de la acción del viento sobre las fachadas de una obra Estudio de Caso. Grupo GREDES. Análisis del Ing. Jorge Arcos Fachada a barlovento acción de presión Análisis de valores de carga de viento por niveles para las diferentes categorías de ciclones tropicales Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa.

27 27 Fachada a sotavento acción de succión Análisis de valores de carga de viento por niveles para las diferentes categorías de ciclones tropicales Estudio de Caso. Grupo GREDES. Análisis del Ing. Jorge Arcos Ventanas sometidas a succión Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa.

28 EJEMPLO 3 Hotel compacto en zona de penetración del mar. El estudio se desarrolló en fase de proyecto. Abarcó el peligro de ciclones tropicales, intensas lluvias, penetraciones del mar e incendio y explosión. Las recomendaciones fueron empleadas en la 1ra variante para tomar en cuenta los análisis del riesgo asumido en la solicitud de suministros fundamentalmente carpintería. Y en la 2da variante para el cambio de la orientación de la obra.

29 Ejemplo de Estudio de un hotel en dos variantes de diseño. 1ra variante año 2004: No se había elegido la carpintería y se dieron propuestas de resistencia de carpintería. 2da variante año 2012: Se propuso cambio de entrada del hotel colocándose frente al mar y se estudió por parte del grupo sus implicaciones teniendo en cuenta la subida del nivel del mar en el año 2100 en el orden de los 1,4 m.* * Tomado de: www.tendencias21.net.www.tendencias21.net El Instituto de Meteorología de Cuba tiene ya estudios de toda la isla donde aparece la elevación del nivel del mar y la afectación de cada uno de los territorios costeros cubanos.

30 83ºW 81ºW 82ºW 8 casos......salieron por la costa norte entre los meridianos 81 y 83ºW el 72.4% de los huracanes que penetraron en el territorio nacional y afectaron a la región bajo estudio. De los 38 huracanes que afectaron a la región bajo estudio se conocen con cierta precisión los tramos costeros de entrada (inicial) y salida (final) de la trayectoria sobre la Isla de Cuba en 31 casos: 24 penetraron por la costa sur y salieron por la costa norte 13 casos 72.4 % de los casos Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.

31 1. Pueden esperarse durante el período de vida útil de la inversión: 2 huracanes de Categoría III 1 huracán de Categoría IV 1 huracán de Categoría V. 14 penetraciones del mar que afectan con inundación por escurrimiento por calle 3ra Afectaciones por eventos meteorológicos extremos de cualquier magnitud todos los años. Se propone como huracán de diseño el categoría II. 2. El mes del año de mayor ocurrencia de ciclones es octubre lo cual constituye un dato de interés a los efectos del Plan de Medidas para Caso de Catástrofes. Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.

32 Comportamiento de la edificación para la incidencia del viento ENE y OSO Comportamiento de la edificación para la incidencia del viento SSE y NNO Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.

33 Obsérvese que: Las fachadas pueden estar unas veces a succión y otras a presión Esto tiene implicaciones para el sistema de protección contra los fuertes vientos que se vaya a utilizar en la carpintería. Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.

34 Dirección Viento Cat.ICat.IICat.IIICat.IV Deformación RoturaDeformaciónRotura NNE (82%) 7%59%64%36%5%95% OSO (86%) 7%75%52%48%2%98% ESE-S (32%) 8%64%60%40%3%97% Dirección Viento Cat.IICat.IIICat.IV Deformación Rotura NNE (82%) 15%69%41%59% OSO (86%) 20%83%25%75% ESE-S (32%) 16%74%36%64% Caso cierres del tipo V-3 reforzada Caso cierres del tipo V-4 excepcional Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.

35 COMO CATEGORÍAS DE VULNERABILIDAD para definir un nivel de riesgo asumido se adjudicarán al edificio de Estudio las siguientes calificaciones: No Cantidad de habitaciones que salen de funcionamiento Categoría de vulnerabilidad 1 Hasta el 25% de habitaciones salen de funcionamiento Leve 2 Del 25% al 50% habitaciones salen de funcionamiento Moderado 3 Del 50% al 75% habitaciones salen de funcionamiento Grave 4 Del 75 al 100% habitaciones salen de funcionamiento Muy Grave Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.

36 Segunda variante con entrada al Norte Distancia al mar de menos de 100 metros Entrada principal

37 Penetración fuerte Tormenta del Siglo. Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar Desde 1993 la zona fue estudiada como zona de penetración del mar de categoría fuerte

38 Obsérvese que todas las cotas menores de 1,53 reportada como surgencia para la zona de estudio, quedarán bajo agua si ocurre otro evento similar. Y que todas las cotas por debajo de 2,53 quedarán bajo agua en el 2100 teniendo en cuenta la subida del mar según estudios del cambio climático. Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar Segunda variante con entrada al Norte Fuente INSMET. Huracán Wilma Para el año 2100 a la cota de la surgencia habrá que sumar la del cambio climático.

39 Parcela La situación más crítica sin embargo ocurre cuando el agua de la lluvia que baja por calle 70 se une al agua de la penetración del mar. Levantamiento topográfico de la parcela. La línea gruesa en azul representa el límite de costa durante un evento de penetración del mar. Ejemplo de hotel compacto en zona de playa. Entrada al sur 1,65 1,90 2,15 2,40 2,65 3,15 Calle 1ra Calle 70 Límite de costa Las flechas finas negras indican pendientes hacia la costa según curvas de nivel

40 40 Derecha Izquierda ENE S Izquierda Antes Después Durante ENE NO Antes Después Durante Derecha Huracanes con trayectorias Irene, Charlie Variación de las direcciones del viento para las trayectorias más probables de CT que han afectado la región occidental de Cuba Interpretación ingenieril del comportamiento de los vientos del Ing. Jorge Arcos utilizado en los Estudios de GREDES Huracanes con trayectorias Kate, Georges, Rita. Isidore, Lili, Dennis, Gustav, Ike SO Durante Después Derecha II Derecha I Antes OSO NNO N Izquierda Derecha II Derecha I Izquierda N ESE Antes Después Durante NNE SE

41 Antes SO Durante ESE Después Izquierda Antes N Derecha Durante ESE Después Izquierda Derecha Huracanes con trayectorias Wilma, Lily, Michelle Variación de las direcciones del viento para las trayectorias más probables de CT que han afectado la región occidental de Cuba En todos los hoteles estudiados fue utilizada la rosa de los huracanes como herramienta del Grupo GREDES para conocer las fachadas más veces afectadas por las direcciones de los vientos de las trayectorias de huracanes más probables. Interpretación ingenieril del comportamiento de los vientos del Ing. Jorge Arcos utilizado en los Estudios de GREDES

42 CONCLUSIONES Independientemente de los resultados de los estudios a la escala del territorio, los estudios a la escala arquitectónica le son imprescindibles al CGRR porque: 1.Permiten compilar información del estado constructivo del fondo edificado y apreciar un nivel de vulnerabilidad estructural del territorio en función del sistema constructivo de cada edificación. Experiencia del Grupo GREDES que podrán apreciar en la próxima conferencia a través de la tabla Arcos Coca acerca de las probables afectaciones del fondo construido por categoría de huracanes. 2.Los estudios de las edificaciones que constituyen puntos clave para la economía de un territorio o para las acciones de respuesta deben ser monitoreadas por el CGRR de manera que la toma de decisiones a nivel local abarque el apoyo a estas instalaciones durante la respuesta.

43 CONCLUSIONES El CGRR necesita tener por tanto resultados de los estudios puntuales a la escala arquitectónica del fondo construido, de instalaciones hoteleras u otros objetivos económicos importantes para el territorio, hospitales, almacenes de combustible, industrias en general con peligro de accidente tecnológico mayor e instalaciones de riesgo biológico o radiológico cuyos radios de afectación para cada categoría de escape o derrame debe estar mapificado en el CGRR y establecidas las actas de cooperación para precisar la actuación vinculada al nivel de afectación para cada caso estudiada.

44 Foco de escape de sustancia peligrosa Alcance del radio de afectación A la escala arquitectónica también estudiados los objetivos con peligro de accidente mayor y las zonas afectadas. Que deben ser considerados durante toda la actividad del planeamiento y aprobación de microlocalización de las inversiones. CONCLUSIONES