Guiones:

ASPECTOS NO ESTRUCTURALES

© Organización Panamericana de la Salud - 2005
Un material de capacitación del Área de Preparativos para Situaciones de Emergencia y Coordinación del Socorro en Casos de Desastre, OPS/OMS.
Las opiniones expresadas, recomendaciones formuladas y denominaciones empleadas en esta publicación no reflejan necesariamente los criterios ni la política de la OPS/OMS ni de sus estados miembros.
La Organización Panamericana de la Salud dará consideración favorable a las solicitudes de autorización para reproducir o traducir, total o parcialmente, esta publicación. Las solicitudes deberán dirigirse al Área de Preparativos para Situaciones de Emergencia y Coordinación del Socorro en Casos de Desastre, Organización Panamericana de la Salud, 525 Twenty-third Street, N.W., Washington, D.C. 20037, EUA; fax (202) 775-4578; correo electrónico: disaster-publications@paho.org
La realización de esta publicación ha sido posible gracias al apoyo financiero del Programa de Preparación para Desastres de la Oficina de Ayuda Humanitaria de la Comisión Europea (DIPECHO-III). Han contribuido también en la producción y en la distribución de este material la División de Ayuda Humanitaria, Paz y Seguridad de la Agencia Canadiense para el Desarrollo Internacional (HAPS/CIDA), la Oficina de Asistencia al Exterior en Casos de Desastre de la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (OFDA/AID) y el Departamento para el Desarrollo Internacional del Reino Unido (DFID).

Contenido

Propósito

Introducción

Evaluación de la vulnerabilidad hospitalaria

Elementos arquitectónicos

Interacción de la Estructura con Elementos no Estructurales

Reducción de la vulnerabilidad asociada a aberturas

Equipos, Accesorios e Instalaciones Básicas

Refuerzos Especiales

Escombros Proyectados por el Viento

Propósito

 

El propósito principal de este material de capacitación es dar a conocer a los técnicos, administradores, médicos y demás partes interesadas, que no necesariamente poseen conocimientos especializados en materia de gestión de riesgos en instalaciones de salud de los países latinoamericanos y del Caribe, los principales efectos de los huracanes sobre los elementos secundarios o no-estructurales de una edificación.

 

Este material expone aspectos sobre preparación para desastres, identificación, evaluación y mitigación de riesgos no estructurales de los hospitales y centros de salud en caso de huracanes.

 

Aunque se puede confiar el proceso básico de evaluación e identificación de medidas adecuadas de mitigación de la vulnerabilidad a personas no especializadas, algunos aspectos exigen los servicios de especialistas. Por ejemplo, en la determinación de las cargas que impone el viento sobre las conexiones entre algunos elementos arquitectónicos de la fachada de un edificio, se debe recurrir a un experto en ingeniería eólica.

 

La aplicación incluso de los principios más elementales de mitigación de riesgos puede redundar en una considerable reducción del riesgo al que están expuestos los establecimientos de salud durante los huracanes. Estos eventos suelen estar acompañados de lluvias torrenciales que producen inundaciones y deslizamientos de terrenos. Las tormentas y marejadas pueden provocar daños a las estructuras construidas cerca de la costa. Sin embargo, el elemento característico de estos fenómenos son los vientos huracanados que, por lo general, son la causa directa o indirecta de la mayoría de los daños. De ahí, que el presente documento aborde la mitigación de la vulnerabilidad de los elementos no estructurales de los establecimientos de salud ante los efectos de vientos huracanados .

 

Introducción

 

Para asegurar el funcionamiento de los establecimientos de salud, la reducción de su vulnerabilidad ante los huracanes no debe limitarse a reducir los daños estructurales. Es necesario considerar estas instalaciones como un complejo conjunto integrado por elementos estructurales, no estructurales y funcionales, cuya fluida interacción es imprescindible para alcanzar el objetivo principal de los establecimientos de salud.

 

En una instalación de salud los servicios clínicos y auxiliares funcionan gracias a la estrecha interacción de sus componentes humanos y físicos. La evaluación de los riesgos a los que éstos están expuestos y su interrelación es la única manera de velar por la adopción de medidas de mitigación eficaces que garanticen la continuidad de las operaciones vitales de un hospital durante un fuerte huracán. Es necesario que la reducción de la vulnerabilidad ante los huracanes abarque tanto aspectos físicos como orgánicos.

 

Se puede clasificar la vulnerabilidad de los elementos físicos de un hospital en función de los elementos estructurales y no estructurales. Los elementos estructurales permiten que el edificio permanezca en pie. Entre estos se cuentan: los cimientos, las columnas, las vigas, los muros portantes, y las losas, entre otros. Su principal función consiste en absorber y transmitir diversos tipos de cargas (incluido el peso del edificio, o "peso muerto", las cargas símicas, eólicas y de otra índole) hacia los cimientos, en donde el suelo las absorberá y neutralizará eficazmente.

 

Los elementos no estructurales son aquellos que reciben directamente las cargas y la transmiten a los componentes estructurales. Entre éstos podemos señalar a los muros de particiones, las fachadas exteriores, las techumbres, las ventanas y puertas y demás elementos que desempeñan funciones esenciales como las redes de comunicación, las tuberías y conexiones de gas, agua, electricidad, equipos y suministros médicos y auxiliares.

 

Existe una relación fundamental entre los elementos estructurales y los elementos no estructurales de una edificación. Ciertas fachadas arquitectónicas, por ejemplo, pueden modificar sustancialmente el comportamiento esperado del sistema estructural de un edificio .

 

Evaluación de la Vulnerabilidad Hospitalaria

 

En ciertos casos, sin más instrumentos que una vista aguzada y sentido común, es posible detectar la vulnerabilidad de un establecimiento de salud con respecto al riesgo conexo a los huracanes y establecer por lo menos algunas de las medidas necesarias para mitigar los efectos de éstos.

 

En otros casos, es preferible recurrir a un ingeniero o un arquitecto para que realicen o supervisen la evaluación de la vulnerabilidad y determinen las medidas de mitigación idóneas. Entre los componentes no estructurales que requieren la intervención de un profesional capacitado están las fachadas, las ventanas, las cubiertas de techo, los equipos mecánicos externos y los tanques de almacenaje.

 

En las evaluaciones de la vulnerabilidad de los elementos no estructurales cabe tener presente que estos elementos suelen estar relacionados entre sí. Para reforzar esta concienciación, es conveniente agrupar los elementos no estructurales en tres grupos: 1) elementos arquitectónicos, 2) equipos, y 3) instalaciones mecánicas y eléctricas básicas (Diapositiva No. 2). En el Cuadro 1 figuran algunos ejemplos de al respecto .

 

 

Tabla 1.  Ejemplos de elementos no estructurales en hospitales

 

ARQUITECTÓNICOS

EQUIPOS

INSTALACIONES BÁSICAS

Fachadas

Equipos médicos

Gases médicos e industriales

Cubiertas de techo

Equipos industriales

Acondicionadores de aire

Vidrios y ventanas

Suministros

Tanques de agua

Puertas exteriores

Equipos de oficina

Generadores eléctricos

Letreros y antenas

Equipos de laboratorio

Redes hidráulicas

   

Tuberías

 

 

Las evaluaciones de vulnerabilidad no estructural deben incluir análisis cualitativos y cuantitativos para analizar la seguridad individual de cada uno de estos elementos, el efecto probable de la falla de cada uno de ellos en el funcionamiento del hospital y la vulnerabilidad integral del hospital o centro de salud. La interacción de los elementos no estructurales y estructurales que están sometidos a cargas de viento debe ser objeto de permanente atención.

 

A continuación figuran algunos criterios y procedimientos de evaluación de la vulnerabilidad eólica de los elementos no estructurales (Diapositiva No. 3):

 

o        Experiencia previa: La experiencia previa con elementos no estructurales similares durante huracanes anteriores puede constituir un indicador preliminar de vulnerabilidad. No obstante, conviene también tomar en cuenta los métodos de construcción, los materiales empleados y la mano de obra local disponible, así como las condiciones topográficas del lugar.

o        Inspección visual: La inspección periódica de la condición de cada elemento no estructural es vital para evitar que estos elementos fallen durante un huracán. Convendrá verificar, en particular, las condiciones de sujeción y ubicación de cada elemento, ya que cualquier deficiencia en este sentido puede ocasionar graves daños al establecimiento de salud, además de las eventuales consecuencias para los pacientes.

o       Recopilación de información: Es importante comprobar la correcta ubicación de los elementos no estructurales mediante una comparación del lugar donde efectivamente se encuentran con la ubicación señalada en los planos de construcción. Si no existieran planos, se deberá realizar un levantamiento de toda la infraestructura no estructural. La información deberá digitalizarse en cada establecimiento de manera que esté rápidamente disponible en el momento que se requiera.

o        Pruebas no-destructivas: Los análisis experimentales mediante pruebas no destructivas son un importante avance en los estudios de vulnerabilidad, ya que permiten conocer la localización y el tamaño de los refuerzos, así como la resistencia de los distintos materiales de construcción empleados, sin tener que debilitar los elementos de la edificación ni interrumpir las labores cotidianas del hospital o del centro de salud.

o        Modelos matemáticos: Las simulaciones por computador requieren de modelos matemáticos que consideren información de las características mecánicas, físicas y químicas de los distintos elementos no estructurales para determinar su vulnerabilidad a los huracanes y demás riesgos.

o        Análisis y diseño estructural: En este documento se toma en cuenta la norma ASCE-7 en vista de la tendencia a seguirla en lo que a cargas eólicas se refiere. (Diapositiva No. 4). El análisis estructural de los elementos no estructurales debe tomar en consideración la fuerza eólica de diseño determinada, entre otros factores, por el área de influencia y los coeficientes de fuerza que afectan a cada elemento no estructural (Diapositiva No. 5).

o        Pruebas en túneles de viento: El análisis mediante pruebas en túneles de viento es necesario cuando las condiciones estructurales se tornan tan complejas que los modelos matemáticos no bastan. Mediante estas pruebas se puede estudiar el comportamiento de los elementos cuando son sometidos a altas presiones de viento, reproduciendo las condiciones reales en el lugar de que se trate.

o         Recomendaciones para refuerzo estructural: La reparación de los elementos no estructurales dañados durante el paso de un huracán ha de ser una prioridad especialmente en el caso de los hospitales, ya que es fundamental mantener la operatividad continua de los distintos departamentos y servicios especializados para hacer frente a la aguda demanda de atención de salud a raíz de un huracán. El refuerzo de los elementos no estructurales puede reducir significativamente el riesgo al que estarán expuestos el establecimiento de salud y sus ocupantes en caso de huracán.

 

La clasificación de los equipos hospitalarios reviste suma importancia en la evaluación de la vulnerabilidad y la elaboración de un plan de mitigación (Diapositiva No. 6).

  

 

 Tabla 2.  Clasificación de equipos

 

CATEGORÍA

DESCRIPCIÓN

Indispensables

Equipos esenciales para el funcionamiento de los servicios de salud, que no pueden ser reemplazados fácil ni económicamente.

Esenciales

Similares a los anteriores, salvo que pueden ser reemplazados fácilmente o a bajo costo.

Peligrosos

Equipos que pueden herir personas y dañar objetos.

Caóticos

Equipos cuya falla o avería puede causar confusión.

Funcionales

Equipos que no son necesarios para la atención de la emergencia.

 

 

Elementos Arquitectónicos

 

Los elementos arquitectónicos se deben evaluar con respecto a las consecuencias funcionales y físicas de su falla. Las causas típicas de falla están asociadas a las conexiones y las distancias entre elementos, la fragilidad propia del elemento, y por supuesto, la demanda a la que están sometidos según su ubicación en la estructura.

 

En los sistemas de techumbres, para una mayor resistencia a los vientos extremos, se recomienda la construcción en forma de cuatro aguas (Diapositiva No. 7) y dos aguas (Diapositiva No. 8), siempre y cuando el ángulo de inclinación esté entre 20 y 30 grados. La conexión entre la techumbre y los elementos estructurales debe hacerse tomando en consideración el adecuado diseño del sistema en general y la dimensión apropiada de los tornillos (Diapositiva No. 9).

 

Asimismo tendrá vital importancia la correcta fijación de los sistemas de techos metálicos adosados directamente a muros de mampostería (Diapositiva No. 10), mediante pernos o barras con adecuada longitud de desarrollo. Esta consideración es igualmente válida si el sistema de techumbre reposa en cerchas o estructuras reticuladas, especialmente aquellas ubicadas en los extremos.

 

Interacción de la Estructura con Elementos no Estructurales

 

Tanto en el proceso de diseño como en la etapa de construcción se debe prestar especial atención a la independencia de los elementos no estructurales, ya que cabe asumir que estos elementos no han sido diseñados para resistir las presiones que genera un huracán. Si la metodología de construcción no es adecuada, se forzará a los elementos estructurales a trabajar como parte del sistema de resistencia al viento, con la consiguiente probabilidad de falla (Diapositiva No. 11).

 

Entre los elementos no estructurales sujetos a las circunstancias antes expuestas cabe mencionar los muros de mampostería construidos entre marcos estructurales sin una adecuada separación entre los elementos, de manera que pasan a formar parte del sistema estructural y se ven sometidos a intensas deformaciones, o son objeto de fallas repentinas.

 

REDUCCIÓN DE LA VULNERABILIDAD ASOCIADA A ABERTURAS

 

Algunos elementos estructurales, tales como puertas y ventanas exteriores, se deben diseñar de manera que protejan al hospital tanto de los efectos directos del huracán, como para evitar que los objetos lanzados por el viento perforen la envoltura externa del edificio (esto es los muros externos, el techo y los cimientos), además de evitar que el agua de lluvia asociada al huracán inunde el establecimiento de salud. Se recomienda el uso de cortinas metálicas plegadizas para cubrir grandes espacios abiertos como en el caso del Sint Maarten Medical Centre (Diapositiva No. 12). El sistema ofrece protección adecuada, siendo funcional y estético a la vez (Diapositiva No. 13).

 

El anclaje de este sistema de protección debe realizarse en rigurosa conformidad con las recomendaciones del fabricante, y de tal manera que quede fijado tanto a los muros exteriores (Diapositiva No. 14) como a las columnas interiores, (Diapositiva No. 15) de modo que provea un nivel mínimo de seguridad contra el huracán de diseño.

 

Las puertas exteriores deben quedar fijas de manera que las presiones internas no susciten condiciones adversas que ocasionen fallas. Mediante el uso de pernos especiales será posible cerrar las puertas con seguridad durante un huracán (Diapositiva No. 16)

 

La experiencia de los efectos de los huracanes sobre los sistemas hospitalarios ha demostrado que mientras más alto sea el porcentaje de las aberturas en la envoltura externa de un edificio, mayores serán los daños que ocasionen los vendavales en ciertos elementos no estructurales, especialmente en las ventanas (Diapositiva No. 17). Así, los objetos proyectados por el viento pueden impactar las ventanas y causar graves lesiones a los ocupantes, además de averías al equipo (Diapositiva No. 18).

 

De ahí la necesidad de diseñar un sistema de protección contra la entrada de agua y el daño que provocan los escombros proyectados por el viento (Diapositiva No. 19). Se emplean distintos sistemas para protección de las ventanas según la ubicación del centro de salud, la rugosidad del terreno circundante y la exposición en altura (Diapositiva No. 20).

 

Este tipo de sistemas de protección, usualmente denominado tormenteras, se diseñan de distinta manera. Pueden ser :

 

o        Sistemas permanentes (Diapositiva No 21)

o        Sistemas plegables (Diapositiva No 22)

o       Paneles desmontables de madera prensada, (plywood), siempre y cuando se provean anclajes mecánicos o químicos adecuados.

 

Equipos, Accesorios e Instalaciones Básicas

 

Los equipos de un hospital son esenciales para el buen funcionamiento del mismo. Entre éstos se incluyen equipo médico, de laboratorio, industrial, de oficina, mobiliario y suministros.

 

Estos equipos se encuentran dentro del hospital y, teóricamente, no están expuestos a las acciones de vendavales ni de lluvias, siempre y cuando nada penetre al interior del edificio. La función de los elementos no estructurales externos (paredes externas, ventanas, puertas exteriores y cubiertas de techo) es resistir las altas presiones del viento y los impactos de objetos que caen o son proyectados por el viento durante el huracán.

 

Los elementos arquitectónicos que se encuentran al interior del hospital no estarán expuestos a cargas del viento, a menos que se produzca una falla en las ventanas, las puertas de ingreso, las paredes, o la cubierta del techo. Por lo tanto, en la evaluación del riesgo conexo a los efectos de vientos extremos se ha de conceder suma atención a los elementos arquitectónicos situados al exterior del edificio.

 

A diferencia de los equipos y accesorios, algunas instalaciones mecánicas y eléctricas esenciales se encuentran ubicadas al exterior de los establecimientos de salud (acondicionadores de aire, tanques de almacenamiento de agua, tanques de gas industrial, y generadores de energía eléctrica para casos de emergencia). Estas instalaciones básicas son mucho más vulnerables a la acción del viento que aquellas situadas en el interior del edificio, por lo que es indispensable dotarlas de protección y fijación adecuadas.

 

Cabe también proteger otras instalaciones básicas no estructurales de los embates del viento. Los paneles solares son un ejemplo (Diapositiva No. 23): se deberá escoger cuidadosamente su ubicación y fijación. Lo propio ocurre con las unidades de aire acondicionado que deben anclarse mediante tortillerías (Diapositiva No. 24) y cinchas metálicas (Diapositiva No. 25) que aseguren su permanencia durante un evento adverso.

 

He aquí algunas medidas para proteger los elementos arquitectónicos:

1.       Utilizar vidrio laminado pues brinda una mayor protección a las personas y los bienes. Si el vidrio se quiebra, los fragmentos se adherirán a la lámina interna, reduciendo así el riesgo de lesiones corporales y daños a la propiedad.

2.      Instalar equipo de protección adicional contra tormentas en las ventanas y puertas exteriores para protegerlas durante los huracanes y desviar el impacto de objetos proyectados por el viento.

3.       Utilizar pernos de alta resistencia para asegurar las puertas y ventanas.

4.     Seleccionar materiales capaces de resistir las cargas eólicas; por ejemplo, evitar el uso de tejas como cubierta para el techo.

 

En los sistemas hospitalarios, se deberá conceder particular atención al uso y al almacenamiento de tanques de oxígeno, gases clínicos e industriales. Los tanques ubicados al exterior deberán estar fijados adecuadamente de modo que no se desprendan pese a los vendavales (Diapositiva No. 26). El anclaje resistente es una necesidad primordial para evitar daños a otros equipos, y graves lesiones tanto de los pacientes y como del personal. (Diapositiva No. 27). Lo propio ocurre con (Diapositiva No. 28) los tanques de almacenamiento de gas o agua potable.

 

Refuerzos Especiales

 

Al contemplar el refuerzo especial de elementos estructurales de madera y acero, se deberá conceder prioridad a las conexiones. Una inadecuada conexión de la techumbre metálica puede causar graves daños a la edificación y a las paredes de mampostería sin reforzar (Diapositiva No. 29).

 

Toda techumbre metálica deberá estar adecuadamente fijada al resto de la estructura, ya que este tipo de techo puede ceder fácilmente a las presiones internas y desprenderse en caso de huracán, dejando desprotegido el interior del centro de salud (Diapositiva No. 30).

 

De igual manera, algunos de los elementos de las estructuras ubicadas a barlovento tales como fachadas y otros componentes pueden desprenderse y ser lanzados a altas velocidades, convirtiéndose en proyectiles capaces de ocasionar graves daños y de socavar la integridad estructural de otros edificios. Durante el huracán Georges que asoló el Caribe en 1998, un edificio ubicado en San Juan (Puerto Rico) sufrió daños debidos al impacto del sistema de impermeabilización del techo de un edificio ubicado enfrente, al otro lado de la calle. Afortunadamente, únicamente la fachada del edificio acusó daños. (Diapositiva No. 31) .

 

ESCOMBROS PROYECTADOS POR EL VIENTO

 

Uno de los efectos más desastrosos de los huracanes consiste en desprender e impeler como proyectiles los materiales de distinta índole que adolezcan de fijación inadecuada. Las planchas metálicas pueden ocasionar graves daños a la estructura de otras edificaciones (Diapositiva No. 32). Las piezas de madera pueden impactar las paredes de un hospital (Diapositiva No. 33), e incluso atravesar paneles de vidrio o de madera (Diapositiva No. 34).

 

Entre los escombros proyectados por el viento pueden figurar los tanques de agua que se desprenden de otras edificaciones y lesionan a las personas o causan graves daños a importantes sistemas estructurales, ocasionando el colapso o la interrupción de los servicios hospitalarios (Diapositiva No 35) .

 

 

 

 

PROCEDENCIA DE DIAPOSITIVAS E IMÁGENES

  • D. Comarazamy – Texto y diapositivas
  • T. Gibbs – Revisión de texto y fotos
  • C. Compañy, Fotos
  • A. Comarazamy –  Dibujos CAD
  • F. Sánchez – Diseño y edición gráfica
  • Organización Panamericana de la Salud (OPS)

 

 

 

  

 

Elaborado por:
Grupo de Estabilidad Estructural (Ge2) / INTEC
Ave Los Próceres, Galá
Apdo 349-2
Santo Domingo, República Dominicana
www.intec.edu.do