Ruta de huracanes en el Caribe durante 1998

Paso del Huracán Georges - 1998

Ruta del Huracán Mitch - 1998

Las inundaciones son las secuelas más importantes de los huracanes

Impacto de los desastres naturales en los hospitales (1981 - 2001) Según la Organización Panamericana de la Salud, entre 1981 y 2001, más de 100 hospitales y 650 unidades de salud sufrieron grandes perjuicios como consecuencia de desastres naturales; con pérdidas económicas directas, según la Comisión Económica para América Latina (CEPAL), de US$ 3.120 millones. Lo anterior podría compararse a una situación extrema en la que 20 países de esta región hubiesen sufrido (cada uno) la demolición de seis hospitales de primer nivel y 25 unidades de salud.

Los hospitales son especialmente vulnerables frente a los desastres naturales La tasa de ocupación en los hospitales es constante, 24 horas diarias, durante todo el año. Un hospital es casi imposible de evacuar en caso de una emergencia. La supervivencia de algunos pacientes depende del correcto funcionamiento de equipos y de la continuidad de los servicios básicos. La operación de los hospitales depende altamente de la disponibilidad de los servicios públicos (agua, electricidad, comunicaciones, etc.), los cuales generalmente se interrumpen por los efectos de los desastres. En emergencias y desastres, los establecimientos de salud son esenciales y deben seguir funcionando con posterioridad a un desastre.

Elementos necesarios para la formación de huracanes Menos de un 10 por ciento de los disturbios atmosféricos se convierten en tormentas tropicales ya que los elementos necesarios son relativamente raros Elementos necesarios para la formación de huracanes Agua tibia – sobre los 26ºC. Vientos convergiendo. Aire inestable. Aire húmedo atraído hacia la tormenta (a unos 5,500 metros). Vientos pre-existentes, llegando aproximadamente por la misma dirección. Una presión atmosférica alta en un nivel superior facilita el bombeo del agua, originando la tormenta.

Recorrido de los huracanes en el Caribe Huracán Tormenta Tropical Depresión Tropical Disturbio Tropical

Anemograma del huracán Georges - 1998

Clasificación de huracanes según la escala Saffir-Simpson Categoría Velocidad 1 minuto (km/hr) Presión (mb) Daños 1 120 - 150 > 980 Mínimo 2 150 – 175 965 – 980 Moderado 3 175 – 210 945 - 965 Intenso 4 210 – 250 920 – 945 Extremo 5 > 250 < 920 Catastrófico

Huracanes que han impactado el Atlántico Norte y el Caribe en el período 1944-2001

Turbulencias en edificios altos en direcciones longitudinales y transversales

Turbulencias en edificios altos debido a obstrucciones frontales

Incremento de velocidad de viento debido a aberturas de pisos inferiores

Flujo del viento en edificios a dos aguas ocasionando turbulencias en techos y paredes de sotavento

Presión básica del viento Parte dinámica de la ecuación básica de Bernoulli

Diferentes Códigos Internacionales relacionados con los efectos del viento Reglamento Identificación ISO International Standard Organization CUBiC Caribbean Uniform Building Code ENV Eurocode RERD Reglamento General de Edificación de la República Dominicana AIJ Código Edificación Japón AS Reglamento Australiano BNSCP Reglamento de Barbados

Diferencias y similitudes al calcular las presiones básica y de diseño por varios reglamentos BNSCP28 AIJ RERD-03 ENV 1991-2-4 CUBIC ISO 4354 Presión de diseño/Fuerza Presión básica Velocidad Reglamento

Tipos de edificaciones en siete códigos internacionales Tipo Edificación ISO 4354 CUBiC ENV 1991 RERD 2003 AIJ AS1170.2 BNS CP28 Techo escalonado no si Paredes en vuelo Techos en sierra Techos en arco Domos Silos y tanques Secciones circulares Secciones poligonales Torres reticuladas Esferas Letreros

La tendencia en las reglamentaciones internacionales para sistemas primarios es adoptar y adaptar la filosofía del ASCE-7

Significado de varios factores en ASCE-7 Notación Factor ¿Qué significa? Dirección del Viento Toma en cuenta la probabilidad de que el viento venga en la dirección que produce la máxima presión Importancia I Convierte un período de retorno de 50 años a uno de 100 años para hospitales Exposición Representa la velocidad del viento a una altura z sobre el terreno Topografía Toma en cuenta el hecho de que la estructura esté situada en una colina o meseta con un incremento de velocidad

Significado de varios factores en ASCE-7 Notación Factor ¿Qué significa? Ráfaga 3-segundos G Representa la interacción estructura-turbulencia, así como la amplificación dinámica del viento Coeficiente Presión Externa Estima la presión del viento en el exterior del edificio Coeficiente Presión Interna Refleja la presión interna dependiente de la cantidad de aberturas Presión de Diseño P Representa la presión de diseño que no puede ser superior a la presión básica modificada Fuerza de Diseño F Representa la fuerza neta en estructuras especiales y abiertas

Efecto de exposición y altura debido a la rugosidad del terreno y el entorno

Efecto de exposición y altura

Coeficientes de Exposición Kz Kh Tipo de Exposición B C Caso 1 Caso 2 Caso 1 y 2 ≤ 5 .70 .57 .85 32 1.03 1.30 6 .62 .90 34 1.07 1.34 8 .67 .96 36 1.10 1.37 10 .72 1.00 38 1.14 1.4 12 .76 1.04 40 1.17 1.43 14 .79 42 1.20 1.46 16 .82 1.11 44 1.23 1.48 18 1.13 46 1.25 1.51 20 .88 1.16 48 1.28 1.53 22 1.18 50 1.55 24 .92 52 1.32 1.57 26 .93 1.21 54 1.35 1.59 28 1.24 56 1.61 30 .98 1.26 58 1.39 1.63 Exposición Exposición NOTA: El caso 1 se utilizará para los sistemas primarios en edificaciones con altura ‘h’ menor de 18 m y para los sistemas secundarios de cualquier tipo de estructura. El caso 2 se utilizará en todos los sistemas primarios de cualquier estructura, exceptuando los mencionados en el caso 1 Para valores de Z no mostrados, se permite la interpolación lineal. Altura Z (m) B C B C Altura Z (m)

Efecto topográfico que muestra el incremento de la velocidad del viento

Esquema que muestra la disminución de la velocidad en colinas protegidas

Tabla comparativa con diferentes maneras de medir la velocidad del viento Tiempo promedio Velocidad del viento 1 hora 120 113 91 79 10 minutos 127 96 84 Milla más rápida 158 149 105 Ráfaga de 3 segundos 181 171 137

Velocidades del viento en el Caribe, período de retorno de 100 años 1 2 3 4 5 nudos mph kph m/s Categoría de la Tormenta 25 50 75 100 125 150 200 250 10 20 30 40 60 70 9 N 89.5 W 23 N 59 W

Presión básica en ASCE-7 modificada por varios factores locales presión básica modificada – ASCE-7

Un alto porcentaje de aberturas en las paredes puede ser crítico para los establecimientos de salud

Diferentes tipos de fuerzas que actúan sobre los elementos estructurales

Los efectos torsionales en estructuras metálicas traen consecuencias desastrosas

p = q GCp - qh (GCpi) p = qGf Cp - qh (GCpi) Presión de diseño en sistemas primarios (estructurales) Sistemas Primarios Rígidos p = q GCp - qh (GCpi) Sistemas Primarios Flexibles p = qGf Cp - qh (GCpi)

Coeficientes de presión en edificios altos

Diagrama de presión de diseño

Destrucción total del hospital Princess Margaret en Jamaica

La ausencia de un anclaje apropiado produjo el vuelco completo de una clínica

Falla del soporte de las vigas de acero

Desaparición de una techumbre de madera en un hospital a causa de un huracán

En los establecimientos de salud debe asegurarse una buena fijación de los elementos estructurales con la techumbre

La construcción de estructuras cercanas a las costas puede producir pérdidas cuantiosas

Cuando hay falta de simetría de los elementos resistentes, el viento puede inducir efectos torsionales

Los techos a cuatro aguas con pendientes de 20 a 30 grados, interactúan mejor con las cargas del viento

Incremento de presiones por efecto del viento sobre los aleros

Efecto de protección de edificios cercanos al hospital La ubicación de edificios adyacentes puede aminorar el efecto del huracán, reduciendo las cargas de viento

Localización desfavorable de edificios adyacentes Una mala ubicación de edificios cercanos podría inducir incrementos en las cargas del viento

Erosión de la base del estribo de un puente, como consecuencia del incremento del caudal del río

Deslizamiento de tierra que impide el acceso vial

Esquema de presiones perpendiculares a la cumbrera, en nave industrial con techo a dos aguas

Esquema de presiones paralelas a la cumbrera en nave industrial con techo a dos aguas

Los sistemas de losas-planas presentan grandes inconvenientes ante cargas laterales. Su uso en hospitales debe evitarse

Ruta continua de transferencia de carga de viento en naves a dos aguas

Destrucción total de la estructura de acero

Fundamentos para el diseño de hospitales contra huracanes La estructura deberá ser concebida, diseñada y construida de manera tal que: resista sin daño alguno, los vientos del huracán de diseño. resista, con daños menores y fácilmente reparables, los vientos de los huracanes mayores al de diseño.

Metodologías disponibles Objetivo del análisis de la vulnerabilidad eólica Metodologías disponibles Métodos cualitativos Métodos cuantitativos Evaluar la suscepti- bilidad de la estruc- tura a sufrir daños debido a los efectos de un huracán y caracterizar los posi- bles daños Objetivo

Métodos cualitativos para el análisis de la vulnerabilidad Evalúan de forma rápida y sencilla las condiciones de seguridad estructural de una edificación, tomando en cuenta los siguientes parámetros: La edad de la edificación El estado de conservación y mantenimiento La característica de los materiales El número de pisos La configuración geométrica arquitectónica

Métodos cuantitativos para el análisis de la vulnerabilidad Se busca determinar los niveles de resistencia propios de la estructura, por medio de un análisis similar al diseño de edificios nuevos, incorporando entre otras variables a los componentes no estructurales.

Remodelación estructural (retrofitting) El objetivo es asegurar que el establecimiento de salud siga funcionando con posterioridad al paso del huracán, mediante el refuerzo de los elementos existentes o incorporando elementos estructurales adicionales para mejorar los niveles de resistencia y rigidez. Es deseable que el método de remodelación estructural (retrofitting) usado no interfiera con el funcionamiento del hospital durante el proceso.

Conexión entre columnas de madera y base de hormigón Detalle del anclaje de las columnas de madera o acero en el sistema de cimientos columna de madera columna de hormigón Conexión entre columnas de madera y base de hormigón

Conexión de columna y viga en tope Detalle de conexión de una columna y una viga en tope, mediante conectores galvanizados columna Conexión de columna y viga en tope

Uso de grapa galvanizada para conectar vigas de madera

Anclaje de vigas de madera con vigas de hormigón El uso de grapa galvanizada proporciona una conexión adecuada

Detalles de anclaje entre cerchas metálicas y muros de mampostería

Interacción entre elementos estructurales y no estructurales

Consideraciones para muros de relleno entre marcos Si el muro de relleno actúa como parte del sistema estructural se producirán grandes deformaciones y fallas

Método de refuerzo: inclusión de muros (interiores o exteriores)

Pared remodelada (retrofitted) en hospital de niños en Santo Domingo

Detalles de secciones de pared remodelada (retrofitted)

Detalle de método constructivo en pared remodelada (retrofitted)

Vista frontal de pared remodelada estructuralmente (retrofitted)

Vista lateral de pared remodelada estructuralmente (retrofitted)

Área de Preparativos para Situaciones de Emergencia y Socorro en Casos de Desastre Organización Panamericana de la Salud – 2005 La realización de este material ha sido posible gracias al apoyo financiero del Programa para la Preparación de Desastres de la Oficina de Ayuda Humanitaria ECHO (DIPECHO-III) Preparado por: Grupo de Estabilidad Estructural (Ge2) / INTEC Ave Los Próceres, Galá. Apdo 349-2 Santo Domingo, República Dominicana www.intec.edu.do