Comportamiento de edificaciones vitales

Sismos de 1957, 1979, 1985 y 2017

Oscar López Bátiz

Subdirector de Riesgos Estructurales, Dirección de Investigación, Centro Nacional de Prevención de Desastres.

 

Las edificaciones vitales representan la parte de la infraestructura que es indispensable mantener en funcionamiento continuo, aun después de la ocurrencia de fenómenos perturbadores de gran intensidad, para garantizar la gobernabilidad, estabilidad social y, desde luego, la resiliencia de la comunidad.

 

En la versión vigente del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (Gaceta Oficial DF, 29 de enero de 2004), las construcciones se clasifican por su nivel de importancia, según el artículo 139, básicamente en dos grupos: A y B. Las del grupo A son “edificaciones cuya falla estructural podría constituir un peligro significativo por contener sustancias tóxicas o explosivas, así como edificaciones cuyo funcionamiento es esencial a raíz de una emergencia urbana, como: hospitales, escuelas, terminales de transporte, estaciones de bomberos, centrales eléctricas y de telecomunicaciones, estadios, depósitos de sustancias flamables o tóxicas, museos y edificios que alojen archivos y registro o públicos de particular importancia, y otras edificaciones a juicio de la Secretaría de Obras y Servicios”.

 

El primer reglamento de construcción de la Ciudad de México fue el de 1921, un documento muy genérico en el que no se establecía una diferencia clara entre las edificaciones por su importancia para el funcionamiento de la sociedad.

 

La primera modificación al reglamento se hizo en 1942. En este nuevo documento se estableció una clasificación de las estructuras, al parecer, por su importancia, la cual incluía ocho tipos: el tipo I para aquellas que es “indispensable que permanezcan intactas cuando todas las otras hubieran sido destruidas por el temblor”, y se ponían como ejemplos las “plantas de bombeo, depósitos de agua potable, plantas de tratamiento de aguas negras y monumentos que se desea conservar”. En el tipo II, para las que era aceptable cierto nivel de daño en su diseño original, se ubicaban las escuelas, teatros y edificaciones que en general pudieran tener grandes concentraciones de personas. En este reglamento no se incluían o mencionaban en ninguno de los ocho tipos de edificaciones a las del sector salud.

 

Posteriormente, en 1966, en la revisión y modificación del Reglamento de Construcción del Distrito Federal, se simplifica la clasificación de las edificaciones en tres grupos, A, B y C, siendo las del grupo A aquellas cuyo funcionamiento es importante para la continuidad de operaciones de la sociedad. En este rubro, el reglamento incluye las mencionadas en los tipos I y II de la edición de 1942, con la diferencia de que las edificaciones hospitalarias ya son incluidas también en el grupo A. En esta propuesta reglamentaria ya se hace mención a la filosofía o criterio de diseño sismorresistente para este tipo de edificaciones: se aceptará cierto nivel de daño no estructural y estructural ligero, pero manteniendo ininterrumpidamente la funcionalidad de los inmuebles.

 

Grosso modo, la clasificación de las estructuras y la filosofía de diseño sismorresistente para edificaciones importantes, vitales, denominadas del grupo A, se ha mantenido en las versiones reglamentarias de 1976, 1985, 1987, 1993, 2004 y, aparentemente, en la versión de 2017.

 

En relación con la clasificación de edificaciones por importancia, el reglamento de la Ciudad de México resulta consistente con los reglamentos vanguardistas del mundo; no obstante, en cuanto a la filosofía de diseño sismorresistente, se mantiene la incertidumbre sobre cómo aceptar nivel de daño no estructural y estructural ligero manteniendo ininterrumpidamente la funcionalidad de los inmuebles. La respuesta podría estar en lo que algunos países como Chile y Japón ya están haciendo: revisar la obligatoriedad en la aplicación de nuevas tecnologías para lograr diseños sismorresistentes y, sobre todo, resilientes. En el caso de nuestro país, estas nuevas tecnologías, por ejemplo el uso de amortiguamiento adicional y el uso de aislamiento de base, ya se incorporaron a las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcción para el Distrito Federal y en el Manual de Obras Civiles, Diseño por Sismo de la Comisión Federal de Electricidad; en ambos casos, se plantean como una opción, sin ser obligatorio su uso.

En los siguientes apartados se discute brevemente el comportamiento de las edificaciones vitales durante los sismos de mayor relevancia, tomando como inicio el del 28 de julio de 1957.

 

Comportamiento de edificaciones vitales en los sismos de los últimos 60 años

 

El sismo del 28 de julio de 1957, también conocido como “sismo del ángel” porque durante él se dañó severamente el monumento ubicado en la avenida Paseo de la Reforma en la Ciudad de México, fue un evento de magnitud 7.7. Según datos oficiales, generó daño en mil edificios (incluyendo bardas y estructuras con grietas en acabados), de los cuales cuatro presentaron colapso total y cinco, colapso parcial. Se reportó el fallecimiento de 68 personas. En cuanto a las edificaciones vitales, uno de los colapsos totales fue el del edificio principal de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura del Instituto Politécnico Nacional. A partir del análisis de las edificaciones dañadas, se identificó que 40% de ellas estaban en esquina, y 50% tenían irregularidad en planta, entre los cuales, obviamente, se incluyen los de esquina.

 

Veintidós años después, el 14 de marzo de 1979, ocurrió un sismo de magnitud 7.6, conocido como el “sismo de la Ibero”, porque durante el evento se colapsaron algunos de los edificios que conformaban la Universidad Iberoamericana ubicada en la zona sur de la Ciudad de México. El sismo, aunque con un potencial destructivo relativamente bajo, generó daño en 56 edificios, con un colapso total –el de la universidad– y con información oficial de la pérdida de cinco vidas. Nuevamente, un edificio del sector educación presentaba no sólo daño, sino colapso total. Debe recordarse que para ese año ya se habían publicado los reglamentos de construcción para el Distrito Federal en sus versiones de 1966 y 1976; en ambos se incorporaba la clasificación de las edificaciones por su importancia, y los edificios escolares eran de los más importantes.

 

¿Qué implicación tiene el que una edificación sea clasificada como vital o importante? Dicho de manera simple, las construcciones vitales normativamente deberán diseñarse con una resistencia al menos 50% superior a la de las demás. Entonces, al presentarse daño y colapso en edificios escolares, surgen otras dos preguntas: ¿las edificaciones importantes están mal diseñadas?, ¿es inadecuada la supervisión del levantamiento de una edificación de este tipo? A la luz de la información existente hasta el sismo de marzo de 1979, la respuesta a las dos interrogantes es que probablemente no están mal diseñadas, pero sí hay insuficiencia en los procesos de supervisión.

 

Los edificios educativos que se colapsaron durante los sismos de 1957 y 1979 fueron diseñados sin clasificación especial de edificaciones vitales. No obstante, debe decirse que las filosofías de diseño, que incluyen la de sismorresistencia, parten de la aceptación de cierto nivel de daño; bajo, desde luego, y nunca el colapso de la estructura, mucho menos la pérdida de una sola vida.

 

Aproximadamente seis años y medio después del de la Ibero ocurrió el sismo con mayor poder destructivo de la era moderna de la Ciudad de México: el del 19 de septiembre de 1985, con magnitud 8.1. La información oficial hace mención a 3,300 edificios dañados, 6,000 víctimas mortales y 4,104 millones de dólares en pérdidas materiales.

 

Este sismo se caracterizó por generar daño severo y colapsos en edificaciones de los sectores salud y educación; algunos de los casos emblemáticos son los edificios que conformaban el Centro Médico Nacional, ubicado en la esquina de las avenidas Cuauhtémoc y Baja California en la Ciudad de México. En cuanto a edificaciones del sector educativo, pueden mencionarse la secundaria número 3, ubicada en Héroes de Chapultepec, y el Instituto Cultural Teresiano, ubicado en la avenida Miguel Ángel de Quevedo, en el sur de la Ciudad de México.

 

  Nuevamente, aunque los edificios hubieran sido diseñados con reglamentos anteriores al de 1966 o 1976, se presentó colapso total y resaltó que en la misma zona de las edificaciones del Centro Médico Nacional los edificios habitacionales se comportaron adecuadamente. Vuelve a surgir la inquietud: ¿la ingeniería mexicana es mala?, ¿la falta de ética venció a la ingeniería? Fueron preguntas que el gremio se propuso revisar nuevamente.

 

Durante el sismo de septiembre de 1985, en el caso de edificaciones hospitalarias y enfocándose en las instalaciones públicas del IMSS, del ISSSTE, de la Secretaría de Salud y del Departamento del Distrito Federal ubicadas en la zona metropolitana de la Ciudad de México, se tenía una capacidad instalada de 17,406 camas, de las cuales se perdieron 4,387 por daño o colapso de las edificaciones del sector durante el sismo, una pérdida de 25.2% de la capacidad instalada (Ssa, 1985). La misma fuente que informa el daño en el sector salud refiere que en el de educación se observaron daños en 700 edificaciones escolares de la zona metropolitana, sin mencionar el total de estas edificaciones, con afectación a 680,000 estudiantes durante un periodo de al menos tres semanas.

 

En el periodo comprendido entre 1985 y 2017 se presentaron fenómenos perturbadores, geológicos e hidrometeorológicos, que han evidenciado algunas deficiencias en los procesos de diseño, construcción y supervisión de las edificaciones vitales. Durante los sismos de 1999 en la zona de Tehuacán, Puebla, y Oaxaca, Oaxaca, se reportaron pérdidas del orden de 150 millones de dólares, de las cuales entre 15 y 25% se dieron en los sectores salud y educación (Cenapred, 1999).

 

De manera similar, debido a los fenómenos hidrometeorológicos y geológicos durante el año 2012 (Cenapred, 2012), se tuvieron 718 escuelas y 29 unidades de salud con afectaciones. Las cifras de daños reportados son altas, y surgen las preguntas: ¿todo daño presentado es producto de los fenómenos naturales?, ¿puede ser producto de programas de mantenimiento inexistentes o inadecuados?, ¿o de insuficiencia en educación, preparación o cultura?; con estos antecedentes, ¿podemos aspirar a tener una sociedad resiliente?

 

En la figura 1 se muestran las zonas con mayor daño durante los sismos de 1957, 1979 y 1985; resulta notable su ubicación en la vecindad de la frontera entre la Zona del Lago y la Zona de Transición del Valle de México.

 

Figura 1. Distribución de daños debidos a los sismos de julio de 1957, marzo de 1979 y septiembre de 1985.

Comportamiento de edificaciones vitales en los sismos de septiembre 2017

 

Después de los sismos de septiembre de 2017 se reportaron daños cuantiosos en varios estados, incluyendo, desde luego, a la Ciudad de México. Una parte de las pérdidas se presentó en las edificaciones de los sectores salud y educación, aunque su nivel fue considerablemente menor que el derivado de los sismos de septiembre 32 años antes.

 

En la tabla 1 se aprecia el resumen de la información presentada por la Organización Panamericana de la Salud el 22 de septiembre de 2017 en relación con los daños en instalaciones de salud. Se identifica que aunque en la Ciudad de México no hubo daño severo en edificaciones hospitalarias, sí se reportaron 14 instalaciones parcialmente inhabilitadas. En los estados de Morelos, México y Puebla se presentan cinco, cuatro y tres instalaciones fuera de servicio, respectivamente.

 

Tabla 1. Daños en instalaciones de salud durante los sismos de septiembre de 2017

Por otro lado, con base en información del Instituto Nacional de la Infraestructura Física Educativa del 25 de agosto de 2018, se identifican porcentajes altos de edificaciones escolares con daño, siendo particularmente notables los valores para los estados de Tlaxcala y Morelos, con cerca de 40% del universo de las instalaciones escolares con afectación. Para el Estado de México, Oaxaca y la Ciudad de México se reporta alrededor de 20% del universo de instalaciones con daño (véase tabla 2). En este rubro, con la revisión del estado de las edificaciones con daño medio a grave se pudo identificar que la mayoría presentan anomalías atribuibles a procesos de supervisión inadecuados o inexistentes. Además, aunque los universos de edificaciones escolares en la Ciudad de México en 1985 y 2017 no resulten comparables, es importante mencionar que como consecuencia del sismo de 1985 se reportaron 700 edificaciones con afectaciones; en cambio, debidas al sismo de 2017 se informaron 824 solamente con daño moderado/severo.

 

Tabla 2. Daños en instalaciones del sector educativo durante los sismos de septiembre de 2017

Considerando los daños generados en todas las edificaciones durante los sismos del 19 de septiembre de 1985 y 2017, se puede hacer una relación comparativa entre ellos; los resultados se presentan en la tabla 3. Allí se identifica que el problema de irregularidad en planta, mencionado ya para el sismo de 1957, sigue siendo importante, al constituir 42% de los casos en 1985 y 38% de los correspondientes al sismo de 2017. Otro aspecto que resulta notable es la configuración con irregularidad en elevación, principalmente con planta baja flexible: de un 8% de los casos reportados durante 1985 se incrementó a 50% de los casos con daño presentados por el sismo de 2017.

Tabla 3. Características de daños en edificaciones durante los sismos del 19 de septiembre de 1985 y 2017

Configuración estructural	Casos (% de los edificios con daño severo y colapso)
	Sismo 19/09/1985	Sismo 19/09/2017
Edificio en esquina	42	38
Irregularidades en planta o elevación	15	19
Planta baja flexible	8	50
Golpeteo o choque	15	3

Finalmente, es importante mencionar que las edificaciones concebidas con un proceso que respetó la normatividad en general no presentan problemas severos; lo mismo sucedió con edificios con un concepto estructural sano (sin irregularidades en planta o elevación). En la figura 2 se muestra el daño en una edificación escolar tipo en el estado de Oaxaca, dañada durante el sismo del 7 de septiembre de 2017; se alcanza a identificar la ausencia de elementos de concreto reforzado en la periferia de los huecos de ventanas, aspecto que se establece en la norma.

Figura 2. Daño tipo en edificación escolar del estado de Oaxaca.

Conclusiones

A partir del análisis de la información, se identifica que gran parte del problema por el que resultan vulnerables las edificaciones vitales, principalmente aquéllas del sector público, se debe a deficiencias en el proceso de diseño, construcción y supervisión.

Se recomienda trabajar en una política pública que garantice una supervisión profesional y ética del proceso de diseño y construcción de las edificaciones vitales, con la plena responsabilidad de la autoridad correspondiente.

También se considera recomendable explorar la obligatoriedad del uso de nuevas tecnologías, como amortiguamiento adicional y aislamiento de base, por ejemplo, que permitan lograr un diseño sismorresistente resiliente ante sismo.

Todas las fotografías fueron proporcionadas por el autor.

 

Texto publicado en: Revista Mexicana de la Construcción RMC 637 Enero-Febrero 2019. Página 38-43. Disponible en https://issuu.com/helios_comunicacion/docs/rmc_637

Referencias
Centro Nacional de Prevención de Desastres, Cenapred (1999). Evaluación del impacto socioeconómico de los principales desastres naturales ocurridos en la República mexicana durante 1999. Ciudad de México.
Cenapred (2012). Impacto socioeconómico de los principales desastres naturales ocurridos en México en el año 2012. Ciudad de México.
Comisión Federal de Electricidad, CFE (2008). Manual de diseño de obras civiles, Diseño por sismo.
Departamento del Distrito Federal, DDF (1966). Nuevo Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal.
DDF (1976). Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal.

Diario Oficial de la Federación, DOF (23 de julio de 1942). Reglamento de las Construcciones y de los Servicios Urbanos del Distrito Federal.
Diario Oficial del DDF (18 de octubre de 1985). Normas de emergencia en materia de construcción para el Distrito Federal.
Gaceta Oficial de la Ciudad de México (15 de diciembre de 2017). Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal y sus Normas Técnicas Complementarias.
Gaceta Oficial del DDF (2 de agosto de 1993). Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal.
Gaceta Oficial del DF (29 de enero de 2004). Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal.
Orozco Narváez, Vicente, y Eduardo Reinoso Angulo (2007). Revisión a 50 años de los daños ocasionados en la Ciudad de México por el sismo del 28 de julio de 1957 con ayuda de investigaciones recientes y sistemas de información geográfica. Ingeniería Sísmica 76: 61-87.
Reglamento de Construcciones de la Ciudad de México. 1921.
Secretaría de Salud, Ssa (1985). Centro de documentación y archivo. 15 de diciembre.