Debemos revisar y reforzar nuestras estructuras

Por Osiris de León

Los recientes sismos moderados de magnitud M5.8, M6.4 y M5.9, ocurridos en los primeros días del mes de enero de 2020 en la zona suroeste de Puerto Rico, todos con epicentros marinos al suroeste de Ponce, y profundidad hipocentral cercana a 10km, provocaron el colapso total o parcial de centenares de estructuras residenciales levantadas sobre columnas aisladas, incluyendo el aplastamiento casi total de la escuela Agripina Seda, ubicada en el municipio de Guánica, escuela que sufrió un evidente efecto de columnas cortas en sus ventanales laterales; incluyendo el colapso parcial de la centenaria iglesia Inmaculada Concepción, ubicada en el municipio de Guayanilla, iglesia que sufrió el colapso de sus muros laterales de mampostería; incluyendo las fallas estructurales de toda una manzana residencial ubicada en la urbanización Alturas del Cafetal, en la zona occidental del municipio de Yauco; y los visibles agrietamientos en altos edificios del municipio de Ponce, daños que ocurrieron sobre suelos caracterizados por depósitos de gravas, arenas y arcillas donde las ondas sísmicas de corte (Vs) viajaron a muy bajas velocidades.

Al inspeccionar y revisar de manera directa las estructuras afectadas en estos 4 municipios del suroeste de Puerto Rico, quedó claro que el principal colapso digno de estudiar por parte de los especialistas de la ingeniería estructural es el caso de la escuela Agripina Seda, la cual fue construida en tres niveles sobre arenas, arcillas y gravas con espesores de hasta 40 metros, y donde al medir las velocidades de propagación de las ondas sísmicas de corte (Vs), medición que hicimos justo al lado este de la escuela, encontramos que en los 4 metros más superficiales las velocidades de propagación de las ondas de corte (Vs) variaron entre 65 y 95 metros por segundo, es decir, un 5% de la velocidad normal en rocas, lo que generó un efecto de amplificación local de ondas, que a su vez generó altas aceleraciones del suelo flexible y altas fuerzas cortantes que rompieron columnas cortas de ventanales laterales, y rompieron muros débiles perimetrales, por lo que los niveles uno y dos quedaron totalmente aplastados bajo el peso del tercer nivel, lo que pudo ser evitado removiendo los 4 metros más superficiales y construyendo una estructura mucho más rígida.

Este colapso sísmico sufrido ahora por la escuela Agripina Seda, fue muy similar al colapso sísmico sufrido en septiembre de 2003 por la escuela Gregorio Urbano Gilbert, de Puerto Plata, donde el nivel dos se aplastó totalmente sobre el nivel uno, y donde al medir las velocidades de propagación de las ondas sísmicas encontramos que las ondas sísmicas de compresión (Vp) viajaron a velocidades del orden de los 500 metros por segundo, mientras las ondas sísmicas de corte (Vs), que son las que dañan las estructuras, viajaron a velocidades del orden de los 200 metros por segundo y se amplificaron localmente, sin dejar de mencionar que durante el terremoto de Haití, en enero de 2010, colapsaron unas 5 mil escuelas, incluyendo la escuela Salesiana, de cuatro niveles, donde los niveles cuatro, tres, y dos, se aplastaron abruptamente por estar apoyados en delgadas columnas circulares, mientras el nivel uno se mantuvo intacto por estar apoyado en un fuerte muro perimetral que absorbió y soportó las fuerzas cortantes amplificadas en un suelo arcilloso donde las ondas sísmicas de corte viajaron a velocidades del orden de los 70 metros por segundo.

También amerita especial atención por parte de los especialistas en ingeniería estructural el caso particular de la urbanización Alturas del Cafetal, en la zona occidental de Yauco, donde todas las viviendas de una misma manzana sufrieron daños o colapsos, totales o parciales, por estar levantadas sobre columnas aisladas cimentadas sobre un suelo residual de 6 metros de espesor, donde medimos las velocidades de propagación de las ondas sísmicas de corte (Vs) y encontramos valores 130 a 150 metros por segundo, suelo residual flexible que está posicionado sobre una roca rígida, y donde a partir de los 6 metros de profundidad las ondas sísmicas de corte se propagan a velocidades variables entre 1,000 y 1,400 metros por segundo, lo que indica que las ondas sísmicas de corte se amplificaron en el suelo residual superior, y rompieron las columnas aisladas, pero que si se hubiese excavado hasta cimentar las zapatas sobre la roca posicionada a los 6 metros de profundidad, las columnas hubiesen tenido una mejor respuesta sísmica y las casas no hubiesen colapsado, porque ni en Puerto Rico, ni en Puerto Príncipe, ni en Ecuador, ni en Guatemala, ni en Italia hemos encontrado estructuras colapsadas sobre rocas, indistintamente de la configuración estructural particular de cada edificación, lo que demuestra que para prevenir daños sísmicos, más importante que la magnitud del sismo, es considerar las respuestas sísmicas de los suelos flexibles, y las respuestas sísmicas de las estructuras levantadas sobre suelos flexibles, lo que indica que a partir de estas nuevas experiencias sísmicas de Puerto Rico, sumadas a las experiencias sísmicas de Puerto Príncipe, y a las experiencias sísmicas de Puerto Plata, debemos revisar todas nuestras estructuras levantadas sobre suelos flexibles de malas respuestas sísmicas, y reforzar todas aquellas que sean sísmicamente vulnerables.

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