Ruta de huracanes en el Caribe durante
1998
Paso del Huracán Georges - 1998
3
Ruta del Huracán Mitch - 1998
4
Las inundaciones son las
secuelas más importantes
de los huracanes
5
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.
6
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.
7
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.
Menos de un 10 por ciento de los disturbios atmosféricos
se convierten en tormentas tropicales ya que los elementos
necesarios son relativamente raros
Recorrido de los huracanes
en el Caribe
Huracán
Tormenta
Tropical
Depresión
Tropical
Disturbio
Tropical
9
Anemograma del huracán
Georges - 1998
10
Clasificación de huracanes
según la escala Saffir-Simpson
Categoría
Velocidad
1 minuto
Presión
Daños
(mb)
(km/hr)
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
11
Huracanes que han impactado
el Atlántico Norte y el Caribe
en el período 1944-2001
12
Turbulencias en edificios
altos en direcciones
longitudinales y transversales
13
Turbulencias en edificios
altos debido a obstrucciones
frontales
14
Incremento de velocidad de viento
debido a aberturas de pisos
inferiores
15
Flujo del viento en edificios a dos
aguas ocasionando turbulencias en
techos y paredes de sotavento
16
Presión básica del viento
Parte dinámica de
la ecuación básica
de Bernoulli
q 
1
2
V
2
17
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
18
Diferencias y similitudes al
calcular las presiones básica y
de diseño por varios reglamentos
Reglamento Velocidad
Presión básica
Presión de
diseño/Fuerza
W  q ref C exp C fig C dyn

ISO 4354
V
2
q ref  1  V
CUBIC
V
2
q ref  1  V
W  q ref C exp
ENV 1991-2-4
V ref  C dir C tem C alt C ref
2
q ref  1   V ref 
2
W e  q ref C exp  Z e C pe
RERD-03
V  ráfagas _ 3seg 
2
q z  1  K z K zt K d IV
p  q z GC p  q h GC pi
AIJ
U H  UgEf EgR
2
q h  1 U H
Wf  q h C f G f A
AS1170.2-89
V z  V z , cat M s M t M i
q h  1  Vz
BNSCP28
V
2
q  1   VS 1S 2 S 3  P  qC pe
2
2
,0
2
2
2
2


C fig C dyn


Pe  C p , e K a K l K p q z
2
19

Tipos de edificaciones
en siete códigos
internacionales
Tipo Edificación
ISO
4354
CUBiC
ENV
1991
RERD
2003
AIJ
AS1170.2
BNS
CP28
Techo escalonado
no
no
no
si
no
no
si
Paredes en vuelo
si
si
si
si
no
si
no
Techos en sierra
no
no
si
si
no
no
no
Techos en arco
si
si
si
si
si
si
si
Domos
no
no
si
no
si
no
no
Silos y tanques
si
si
si
si
no
si
no
Secciones circulares
si
si
si
si
si
si
si
Secciones poligonales
no
no
si
no
no
si
si
Torres reticuladas
si
si
si
si
no
si
si
Esferas
no
si
si
no
no
no
si
Letreros
si
si
si
si
si
si
si
20
La tendencia en las reglamentaciones
internacionales para sistemas
primarios es adoptar y adaptar la
filosofía del ASCE-7
21
Significado de varios
factores en ASCE-7
Notación
Dirección del
Viento
Importancia
Exposición
Topografía
Factor
¿Qué significa?
Kd
Toma en cuenta la probabilidad de que
el viento venga en la dirección que
produce la máxima presión
I
Convierte un período de retorno de 50
años a uno de 100 años para
hospitales
Kz
Representa la velocidad del viento a
una altura z sobre el terreno
K zt
Toma en cuenta el hecho de que la
estructura esté situada en una colina o
meseta con un incremento de
velocidad
22
Significado de varios
factores en ASCE-7
Notación
Ráfaga
3-segundos
Factor
G
¿Qué significa?
Representa la interacción estructuraturbulencia, así como la amplificación
dinámica del viento
Coeficiente
Presión Externa
Cp
Estima la presión del viento en el
exterior del edificio
Coeficiente
Presión Interna
C pi
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
23
500
Z g = A ltu r a d e l g r a d ie n te d e v ie n to
400
1/7
V
Z
Zg
300
Efecto de
exposición y altura
debido a la
rugosidad del
terreno y el entorno
1 / 9 .6
V
Z
Zg
100
50
10
EX P O S IC IÓ N B BOSQUE, URBANO
EX P O S IC IÓ N C TER R EN O A B IER TO
24
Efecto de exposición y altura
Exposición B
Exposición C
400
400
300
300
200
200
100
100
0
0
0
10 20
30 40 50
0
10 20 30 40 50
25
Coeficientes de Exposición Kz Kh
Tipo de Exposición
B
C
Exposición
NOTA:
1. 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.
2. El caso 2 se utilizará
en todos los sistemas
primarios de cualquier
estructura,
exceptuando los
mencionados en el
caso 1
3. Para valores de Z no
mostrados, se permite
la interpolación lineal.
Altura Z (m)
B
Exposición
C
Caso 1
Caso 2
≤5
.70
.57
.85
6
.70
.62
8
.70
10
B
Altura Z (m)
Caso 1 y 2
C
Caso 1
Caso 2
Caso 1 y 2
32
1.03
1.03
1.30
.90
34
1.07
1.07
1.34
.67
.96
36
1.10
1.10
1.37
.72
.72
1.00
38
1.14
1.14
1.4
12
.76
.76
1.04
40
1.17
1.17
1.43
14
.79
.79
1.07
42
1.20
1.20
1.46
16
.82
.82
1.11
44
1.23
1.23
1.48
18
.85
.85
1.13
46
1.25
1.25
1.51
20
.88
.88
1.16
48
1.28
1.28
1.53
22
.90
.90
1.18
50
1.30
1.30
1.55
24
.92
.92
1.20
52
1.32
1.32
1.57
26
.93
.93
1.21
54
1.35
1.35
1.59
28
.96
.96
1.24
56
1.37
1.37
1.61
30
.98
.98
1.26
58
1.39
1.39
1.63
Efecto topográfico que muestra
el incremento de la velocidad del
viento
z
z
V (z)
z
s o b re
v e lo c id a d
x
( b a rlo v e n to )
x
( s o ta v e n to )
V (z)
V (z)
x
( b a rlo v e n to )
x
( s o ta v e n to )
H/2
H/2
H
L
m
s o b re
v e lo c id a d
V (z)
z
H/2
C o lin a b id im e n s io n a l o
trid im e n s io n a l a x is im é tric a
H
L
m
H/2
T e rra z a
27
Esquema que muestra la
disminución de la velocidad
en colinas protegidas
Vg
100
S o b re v e lo c id a d
Vs
Vg
10 m
Vs
100
M a r A b ie rto
100
Vg
80
120
Vg
60
C o s ta d e
B a rlo v e n to
100
Vs 4 0
S o b re v e lo c id a d
e n c o lin a
C o s ta d e S o ta v e n to
p ro te g id a
28
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
120
96
84
Milla más rápida
158
149
120
105
Ráfaga de 3 segundos
181
171
137
120
29
Velocidades del viento en
el Caribe, período de
retorno de 100 años
89.5 W
23 N
59 W
N
9N
2 3
4
Categoría de la Tormenta 0
1
50
75
100
125
nudos 25
mph 25
50
100
150
75
125
kph
50
100
150
200
250
m/s 10
20
60
70
30
40
50
5
30
Presión básica en ASCE-7
modificada por varios factores
locales
presión básica modificada –
ASCE-7
q 
1
2
 K z K zt K d IV
2
31
Un alto porcentaje de aberturas en
las paredes puede ser crítico para
los establecimientos de salud
32
Diferentes tipos de fuerzas que
actúan sobre los elementos
estructurales
33
Los efectos torsionales en
estructuras metálicas traen
consecuencias desastrosas
34
Presión de diseño en sistemas
primarios (estructurales)
Sistemas Primarios Rígidos
p = q GCp - qh (GCpi)
Sistemas Primarios Flexibles
p = qGf Cp - qh (GCpi)
35
Coeficientes de presión en
edificios altos
36
Diagrama de presión
de diseño
q GCp
h
q GCp
h

q GCp
z
D ire c c ió n
d e l v ie n to
h
q GCp
h
z
L
37
Destrucción total del hospital
Princess Margaret en Jamaica
38
La ausencia de un anclaje
apropiado produjo el vuelco
completo de una clínica
39
Falla del soporte de las vigas
de acero
40
Desaparición de una techumbre de
madera en un hospital a causa de un
huracán
41
En los establecimientos de salud debe
asegurarse una buena fijación de los
elementos estructurales con la techumbre
42
La construcción de estructuras
cercanas a las costas puede producir
pérdidas cuantiosas
43
Cuando hay falta de simetría de los
elementos resistentes, el viento puede
inducir efectos torsionales
44
Los techos a cuatro aguas con pendientes
de 20 a 30 grados, interactúan mejor con
las cargas del viento
e l á r e a s o m b r e a d a in d ic a
d o n d e s e r e q u ie re
m a y o r fija c ió n
PLANTA
IS O M ÉTR IC A
T e c h o a c u a tro a g u a s
45
Incremento de presiones por
efecto del viento sobre los
aleros
S u c c ió n
P re s ió n
Techo
S EC C IÓ N
46
Efecto de protección de
edificios cercanos al
hospital
La ubicación de
edificios adyacentes
puede aminorar el
efecto del huracán,
reduciendo las cargas
de viento
47
Localización
desfavorable de
edificios adyacentes
Una mala ubicación de
edificios cercanos
podría inducir
incrementos en las
cargas del viento
48
Erosión de la base del estribo de un
puente, como consecuencia del
incremento del caudal del río
49
Deslizamiento de tierra que impide
el acceso vial
50
Esquema de presiones perpendiculares
a la cumbrera, en nave industrial con
techo a dos aguas
-2 4 6 .6 8
-1 8 0 .2 2
P re s ió n I n te r n a ( + )
1 1 .6 4
-2 2 6 .9 0
3 .8 8
P r e s ió n N e ta
P e r p e n d ic u la r a C u m b re ra
51
Esquema de presiones paralelas a la
cumbrera en nave industrial con techo a
dos aguas
-3 0 6 .0 3
-1 8 7 .3 4
-2 2 6 .9 0
4 4 .2 1
3 8 .0 1
P re s ió n I n te rn a ( + )
2 0 .9 4
1 1 .6 4
-2 0 3 .1 6
3 .8 8
P re s ió n N e ta
P a ra le lo a C u m b re ra
52
Los sistemas de losas-planas presentan
grandes inconvenientes ante cargas
laterales. Su uso en hospitales debe evitarse
53
Ruta continua de transferencia
de carga de viento en naves a
dos aguas
54
Destrucción total de la
estructura de acero
55
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.
56
Objetivo del análisis de la
vulnerabilidad eólica
Metodologías
disponibles
Objetivo
Evaluar la susceptibilidad de la estructura a sufrir daños
debido a los efectos
de un huracán y
caracterizar los posibles daños

Métodos
cualitativos

Métodos
cuantitativos
57
Métodos cualitativos para el
análisis de la vulnerabilidad
Métodos cualitativos
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
58
Métodos cuantitativos para el
análisis de la vulnerabilidad
Métodos cuantitativos
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.
59
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.
60
Detalle del anclaje de las
columnas de madera o acero
en el sistema de cimientos
g ra p a g a lv a n iz a d a
pcolumna
e d e s ta l de
d e madera
m a d e ra
v ig a d o b le d e m a d e ra
m in . p ro fu n d id a d
3 '-0 "
s u p e rfic ie
te rre n o
dee hhormigón
pcolumna
e d e s ta l d
o rm ig ó n
b a s e d e h o rm ig ó n
C o n e x ió n e n tre p e d e s ta l d e m a d e ra
Conexión entre columnas de madera
Y b a s e d e h o rm ig ó n
y base de hormigón
A n c la je d e F u n d a c ió n
61
Detalle de conexión de una
columna y una viga en tope,
mediante conectores galvanizados
v ig a d o b le e n to p e
p la c a g a lv a n iz a d a
columna
p
e d e s ta l
Conexión
de
columna
C
o n e x ió n d
e p
e d e s ta l y
y viga
v ig aen
e ntope
to p e
62
Uso de grapa galvanizada para
conectar vigas de madera
v ig a m a d rin a
v ig a d o b le
g ra p a g a lv a n iz a d a
a n tih u r a c a n e s
C o n e x ió n e n tre v ig a m a d rin a y v ig a d o b le
63
Anclaje de vigas de madera con
vigas de hormigón
v ig a d e m a d e r a
g r a p a s g a lv a n iz a d a s
a a m b o s la d o s d e la
v ig a d e m a d e r a
El uso de grapa
galvanizada
proporciona una
conexión adecuada
v ig a d e h o r m ig ó n
C o n e x ió n e n tr e v ig a d e m a d e ra
y v ig a d e h o rm ig ó n
64
Detalles de anclaje entre cerchas
metálicas y muros de mampostería
C e rch a d e
a lm a a b ie rta
S o la p e s e g ú n
r e q u e rim ie n to
C e rch a d e
a lm a a b ie rta
B a rr a d e a c e ro
s o ld a d a a p la c a
d e a c e r o c o n tin u a
G a n c h o s o ld a d o
a l d in te l
L o n g itu d d e
a n c la je
r e q u e rid a
B a r ra d e a c e ro
e n h u e c o re lle n o
d e h o rm ig ó n
p a r a c a d a v ig u e ta
65
Interacción entre elementos
estructurales y no estructurales
66
Consideraciones para muros
de relleno entre marcos
Si el muro de relleno
actúa como parte del
sistema estructural se
producirán grandes
deformaciones y fallas
67
Método de refuerzo:
inclusión de muros
(interiores o exteriores)
68
2
V ig a d e A m a r r e
B lo q u e s
V ig a d e A m a r r e
B lo q u e s
Pared remodelada
(retrofitted) en
hospital de niños
en Santo Domingo
C o lu m n a d e
A m a rre
1
1
V ig a d e A m a r r e
2
69
C o lu m n a d e
A m a rre
V ig a d e
A m a rre
0.20
0.20
0.40
0.20
V ig a d e
A m a rre
0.20
Detalles de secciones
de pared remodelada
(retrofitted)
V ig a d e
A m a rre
0.20
0.20
70
DENTRO DE
0 .3 0 V I G A
E n c o fr a d o
E n c o fr a d o
Detalle de método
constructivo en pared
remodelada (retrofitted)
0 .3 0
DENTRO DE
V IG A
71
0 .3 0
D EN TR O D E V IG A
1 .5 0
0 .3 0
0 .2 5
0 .4 0
0 .2 5
0 .3 0
0 .2 0
Vista frontal de
pared remodelada
estructuralmente
(retrofitted)
1
1
(TO D A S LA S C A B EZA S )
Ø 3/8 @
0 .3 0
.1 0
D ENTRO
DE MURO
72
D E N TR O D E V IG A
0 .3 0
1
Vista lateral de
pared remodelada
estructuralmente
(retrofitted)
1
0 .3 0
DENTRO DE M URO
3 .6 0
0 .3 0
3 .1 0
0 .2 0
0 .2 0
0 .4 0
(TO D A S LA S C A B EZA S)
Ø 3 / 8 @ 0 .1 0
73
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