70138 EL TERREMOTO DE MAGNITUD 8,8 COSTA AFUERA DE LA REGIÓN DEL MAULE, CHILE DEL 27 DE FEBRERO DE 2010 RESUMEN PRELIMINAR DE LOS DAÑOS Y RECOMENDACIONES DE INGENIER�A BANCO MUNDIAL Rev. 01: 07/07/10 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile CONTENIDO Agradecimientos ...................................................................................................................... iv Resumen Ejecutivo .................................................................................................................. vi Executive Summary...............................................................................................................viii Prólogo ....................................................................................................................................... x 1. Antecedentes y Resumen de la Investigación .................................................................... 1 2. Observaciones Generales de Ingeniería ............................................................................. 3 3. Observaciones Específicas de Ingeniería ........................................................................... 4 3.1 Efectos de la Duración del Terremoto en el Desempeño de las Edificaciones ................ 4 3.2 Efectos de las Condiciones del Suelo en el Desempeño de las Edificaciones ................. 5 3.3 Registros del Terremoto ................................................................................................... 6 3.4 Edificaciones de Baja Altura ............................................................................................ 7 3.5 Edificios de Media y Gran Altura .................................................................................. 14 3.6 Daño en Equipos y Arquitectura Interior ....................................................................... 21 3.7 Otras Estructuras ............................................................................................................ 25 3.8 Infraestructura................................................................................................................. 27 3.9 Industria .......................................................................................................................... 31 4. Inspección a las Edificaciones y Respuesta a la Emergencia ......................................... 35 5. Conclusiones ....................................................................................................................... 36 6. Recomendaciones ............................................................................................................... 36 6.1 Programa Nacional de Prevención de Daños y Reducción del Riesgo Sísmico ............ 36 6.2 Prevención de Daños y Reducción del Riesgo Sísmico ................................................. 37 6.3 Norma Sísmica ............................................................................................................... 37 6.4 Educación, Entrenamiento e Investigación .................................................................... 38 6.5 Red Sísmica .................................................................................................................... 38 6.6 Monumento..................................................................................................................... 38 iii El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile AGRADECIMIENTOS Este informe fue escrito para el Banco Mundial por Francisco Medina, Peter I. Yanev y Alexander P. Yanev. Solicitamos comentarios de un borrador de este informe a: Christoph Pusch, Regional Coordinator, Disaster Risk Management and Global Facility for Disaster Risk Reduction and Recovery, World Bank, Washington, DC, USA Fernando Ramírez, Especialista en Gestión de Riesgos de Desastres, Banco Mundial, Washington, DC, EE.UU. Joaquín Toro L., Especialista Senior en Gestión de Riesgos de Desastres, Banco Mundial, Washington, DC, EE.UU. Patricio Bonelli Canabes, Profesor Titular, Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso, Chile Francisco Brieva Rodríguez, Decano, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Santiago, Chile Jorge Crempien Laborie, Decano, Facultad de Ingeniería, Universidad de Los Andes, Santiago, Chile Ernesto Cruz Zabala, Profesor Titular, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile Carlos Guzmán Jara, Secretario Regional Ministerial de Obras Públicas, Región del Bío-Bío, Chile Jaime Retamal Pinto, Jefe de Gabinete del Ministro de Obras Públicas, Santiago, Chile Fernando Yáñez Uribe, Director, Instituto de Investigaciones y Ensaye de Materiales, Universidad de Chile, Santiago, Chile Rafael Alaluf, Earthquake Risk Management International, Ltd., Estambul, Turquía Richard Andrews, Consultant to the World Bank, Emergency Management, Redlands, California, USA Jorge E. Medina revisó y editó cuidadosamente el texto de este informe. Los siguientes individuos nos prestaron asistencia valiosa durante la investigación en terreno en Chile: Juan Manuel Aguiló Melo, Fotógrafo, Teatro Regional del Maule, Talca, Chile Sergio Patricio Aguiló Melo, Diputado, Región del Maule, Congreso Nacional, Chile Sergio Baeriswyl Rada, Asesor en Temas Urbanos, Ilustre Municipalidad de Concepción y Gobierno Regional del Bío-Bío, Chile Klaus Bataille Bollweg, Profesor Titular, Departamento de Geofísica, Universidad de Concepción, Chile Rubén Boroschek Krauskopf, Profesor Asociado, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Santiago, Chile Carolina Chacón Fernández, Directora, Hospital Regional de Talca, Chile Ricardo Faúndez Ahumada, Director Regional de Arquitectura, Región del Bío-Bío, Chile Gian Mario Giuliano Morbelli, Profesor Asociado, Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Concepción, Chile Carlos Guzmán Jara, Secretario Regional Ministerial de Obras Públicas, Región del Bío-Bío, Chile Pablo Lucero Márquez, Arquitecto, Viña del Mar, Chile Oscar Mahuzier García, Coronel de Ejército, Coordinador de Demoliciones Región del Bío-Bío, Chile María Pilar Matute Willemsen, Encargada Regional de Patrimonio, Región del Maule, Chile María Ofelia Moroni Yadlin, Profesora Asociada, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Santiago, Chile �ngela Rivera Estrada, Arquitecta Revisora, Ilustre Municipalidad de San Pedro de la Paz, Chile Karin Rüdiger Canaan, Asesora Urbanista, Ilustre Municipalidad de Concepción, Chile Mauricio Sarrazín Arellano, Profesor Titular, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Santiago, Chile Víctor Mauricio Sepúlveda Aravena, Subdirector de Operaciones, Hospital Regional de Talca, Chile John Abruzzo, Senior Principal, Thornton Tomasetti, Oakland, California, USA Rafael Alaluf, Earthquake Risk Management International, Ltd., Estambul, Turquía Matt Steiner, Senior Project Engineer, Thornton Tomasetti, Irvine, California, USA Andy Thompson, Associate, Arup Consulting Engineers, San Francisco, California, USA Sin embargo, estamos inmensamente agradecidos a las chilenas y los chilenos que, en el iv El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile medio de este período difícil, tuvieron la paciencia de tolerar con gracia nuestra curiosidad profesional. v El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile RESUMEN EJECUTIVO Nuestro equipo de ingenieros investigó los efectos y daños del terremoto y maremoto de Chile del 27 de febrero de 2010 para: (1) observar a primera vista como se desempeñaron la infraestructura y las edificaciones nuevas y antiguas; (2) estudiar qué se necesita cambiar en nuestras prácticas de diseño y construcción tanto como en las normas de diseño para reducir futuros daños y pérdidas humanas; y (3) evaluar qué puede hacer Chile para reducir a un nivel aceptable los riesgos remanentes debido a la acción de terremotos y maremotos. Investigamos gran parte de la región más afectada de Chile, incluyendo sus tres mayores áreas metropolitanas (Santiago, Valparaíso/Viña del Mar y Concepción) y varias otras ciudades situadas entre éstas. Además, observamos por aire la región costera desde Valparaíso hacia el sur hasta Constitución y por tierra Constitución misma. Este informe se basa en la experiencia profesional de los autores, las visitas de terreno que realizaron en Chile, y las discusiones que sostuvieron con muchos profesionales dedicados a la investigación y práctica de la sismología y la ingeniería sismorresistente. Las evaluaciones y recomendaciones son preliminares, y necesitan ser analizadas y desarrolladas más en detalle para sustanciar una base para decisiones de política pública. Desde una perspectiva de ingeniería, este terremoto es el más importante en la historia moderna de terremotos. Con una magnitud (Mw) cercana a 9, es el primer mega-terremoto que ha asolado a una ciudad moderna poblada con estructuras, industrias e infraestructura modernas. Chile tiene ingeniería estructural y sismorresistente de excelencia. Además, tiene una norma sísmica moderna de edificaciones que se puede comparar con aquéllas de California y Japón, y a menudo las ha excedido. Todo esto fue ensayado por un movimiento de suelo intenso que duró alrededor de 120 segundos –comparado con 40 y 20 segundos de los terremotos de San Francisco de 1906 y 1989, que tuvieron magnitudes de 7,9 y 6,9, respectivamente. Miles de edificaciones colapsaron o fueron dañadas severamente. La gran mayoría de éstas fueron edificaciones antiguas construidas sin un diseño sismorresistente. Entre éstas se incluyen edificaciones gubernamentales importantes, hospitales, edificaciones residenciales y comerciales, e infraestructura industrial. Algunos edificios en altura nuevos, incluyendo edificios residenciales y comerciales, se dañaron más allá de una posible reparación. Unos pocos edificios modernos colapsaron total o parcialmente. La mayoría de las edificaciones que fueron diseñadas para resistir terremotos se desempeñaron bien. En contraste, los elementos no estructurales de algunas edificaciones nuevas se desempeñaron deficientemente. Estos elementos incluyen detalles decorativos de arquitectura, cielos suspendidos (localmente llamados “cielos americanos�), y equipos mal anclados o mal arriostrados. En este informe resumimos el comportamiento de la mayoría de los tipos de edificaciones e infraestructura. Además, hacemos recomendaciones específicas en cuanto a: (1) los datos que se necesitan recolectar y analizar para entender que se puede hacer para mejorar futuros desempeños y normas de ingeniería; (2) los análisis que se necesitan conducir para evaluar los riesgos debido a la acción de los terremotos y maremotos en Chile; y (3) los proyectos de reducción de riesgo que pueden realizarse para eliminar los futuros riesgos en Chile o reducirlos a niveles aceptables. El terremoto afectó al 82% de la población del país. La cifra oficial final de pérdidas humanas es de 577. De acuerdo a publicaciones periodísticas al momento de la preparación vi El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile de este informe, los daños globales de infraestructura se han estimado en 30 mil millones de dólares (USD). Si los daños en el interior de las edificaciones y las interrupciones de las operaciones comerciales e industriales también se incluyeran, estimamos que la pérdida económica total aumentaría significativamente, alcanzando 50 a 60 mil millones de dólares (USD). Esta es una estimación aproximada de los autores, basada en la experiencia previa con estimaciones similares publicadas por la prensa después de numerosos terremotos pasados. Gran parte de estas pérdidas pudieron haber sido prevenidas con detalles simples de ingeniería y un buen manejo del riesgo sísmico a un costo y tiempo razonables. Basándonos en nuestras observaciones, hacemos recomendaciones a lo largo del texto de este informe, y al final resumimos algunas de estas recomendaciones como sigue: (1) establecer un programa nacional de prevención de daños y reducción del riesgo sísmico; (2) establecer y conducir programas específicos para la prevención de daños y la reducción del riesgo sísmico; (3) revisar y mejorar la norma sísmica de Chile; (4) crear y conducir programas nuevos de educación, entrenamiento e investigación, y mejorar los programas existentes; (5) crear una red sísmica nacional; y (6) crear un monumento a partir de un puente histórico colapsado. NOTA: Este informe está disponible en inglés. vii El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile EXECUTIVE SUMMARY Our team of structural and earthquake engineers investigated the effects and damage from the February 27, 2010 Chile earthquake and tsunami to: (1) observe first hand how new and old buildings and infrastructure performed; (2) study what needs to change in our design and construction practices as well as our building codes to reduce future damage and loss of life; and (3) evaluate what Chile can do to reduce to an acceptable level the remaining risks due to earthquakes and tsunami. We investigated much of the most affected region of Chile, including its three largest metropolitan areas (Santiago, Valparaíso/Viña del Mar and Concepción) and several other cities located in between. We also toured the coastal region south of Valparaíso to Constitución by air and Constitución itself by land. This report is based on the professional experience of the authors, their field visits in Chile, and their discussions with many earthquake professionals working in the research and the practice of seismology and earthquake engineering. The assessments and recommendations are preliminary and need further analysis and development in order to substantiate a basis for policy decisions. From an engineering perspective, this is the most important earthquake in modern earthquake history. With a magnitude (Mw) approaching 9, it is the first mega-earthquake to strike a modern city full of state-of-the-art structures, industries, and infrastructure. Chile has excellent structural and earthquake engineering. Additionally, it has a modern building code that is comparable to and often has exceeded those of California and Japan. All this was tested by an intense ground shaking that lasted about 120 seconds –compared to 40 and 20 seconds for the 1906 and 1989 San Francisco earthquakes, which had magnitudes of 7.9 and 6.9, respectively. Thousands of buildings collapsed or were severely damaged. Most of these were older buildings built without an earthquake engineering design. These included important government buildings, hospitals, residential and commercial buildings, and industrial infrastructure. A few new high-rise buildings, including residential and commercial buildings, were damaged beyond repair. A handful of modern buildings totally or partially collapsed. Most buildings that were designed to resist earthquakes performed well. In contrast, the non-structural features of some new buildings performed poorly. Poorly performing features include decorative architectural details, suspended ceilings (locally called “american ceilings�), and poorly anchored or braced equipment. In this report we summarize the performance of most classes of buildings and infrastructure. In addition, we make specific recommendations regarding: (1) further data that need to be collected and analyzed in order to understand what can be done to improve future performance and future codes; (2) the analyses that need to be conducted to evaluate the risks due to the action of earthquakes and tsunami in Chile; and (3) the earthquake risk-reduction projects that can be undertaken to eliminate or reduce future risks in Chile to acceptable levels. The earthquake affected 82% of the country‟s population. The final official casualty count includes 577 deaths. According to press reports at the time of this report‟s preparation, the overall damage to infrastructure is estimated at 30 billion US dollars. If building interior damage and business interruptions were also included, we estimate that the overall economic loss would increase substantially, reaching 50 to 60 billion US dollars. This is a rough viii El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile estimate by the authors, based on prior experience with similar estimates published by the press after numerous past earthquakes. Much of these losses could have been prevented with simple engineering details and good seismic risk management at a reasonable cost and time. Based on our observations, we make recommendations throughout the text of this report, and we summarize some of these recommendations at the end as follows: (1) establish a national program for damage prevention and earthquake risk reduction; (2) establish and conduct specific programs for damage prevention and earthquake risk reduction; (3) revise and improve the Chilean seismic code; (4) create and conduct new education, training and research programs, and improve existing ones; (5) create a national seismic network; and (6) create a monument from a collapsed historical bridge. NOTE: This report is available in English. ix El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile PRÓLOGO En este excelente informe los autores resumen el comportamiento de la mayoría de los tipos de edificaciones e infraestructura que fueron sometidos a los efectos y daños del terremoto y maremoto de Chile del 27 de febrero de 2010. Las Observaciones Generales de Ingeniería son muy apropiadas y concuerdo con la aserción que desde el punto de vista de pérdidas humanas, tanto la infraestructura pública construida como la privada brindaron a la población un nivel de protección que no tiene antecedentes a nivel mundial. Los Capítulos 3 y 4, Observaciones Específicas de Ingeniería e Inspección a las Edificaciones y Respuesta a la Emergencia, respectivamente, dan una idea clara de los daños que ocurrieron, de las pérdidas que éstos ocasionaron, y de que existen problemas en la evaluación de la seguridad de los edificios que han sido dañados. Las pérdidas ocasionadas por un desastre sísmico deberían ser evaluadas agregando, entre otros parámetros, las consecuencias cívicas y sociales de los efectos del terremoto, las cuales no son consideradas por este informe. Por ejemplo, la prensa ha publicado la ocurrencia de focos de desorden cívico. Consecuentemente, la preparación cívica junto con la preparación técnica cubierta en este informe debería ser parte integral de la respuesta a la emergencia. Basados en sus observaciones y experiencias previas, los autores estiman que las pérdidas pueden ser de 60 mil millones de dólares (USD) lo cual es el doble de lo que la prensa había publicado. Yo creo que de acuerdo con los daños presentados en el Capítulo 4 y en otros informes que se han publicado, las pérdidas pueden alcanzar y aún exceder dicho monto cuando se considera la suma de los daños directos e indirectos. Esta es una suma significativa, cercana al 71% del presupuesto que el Gobierno de Chile consideró para el año 2010. Los autores ofrecen 24 recomendaciones sobre 6 diferentes tópicos dirigidas a Chile en forma general. Son muy buenas recomendaciones que en su mayoría requerirán estudios y/o investigaciones, que se beneficiarían enormemente con la colaboración de científicos y profesionales extranjeros. Mi experiencia en tal tipo de colaboración fue altamente positiva y fructífera en el caso del sismo de México de 1985, donde grupos binacionales se integraron colaborando en una gran cantidad de estudios. Esta colaboración fue de mutuo beneficio y aprendizaje, logrando avances significativos de conocimiento en las áreas de ingeniería sismorresistente y sismología que derivaron en recomendaciones prácticas y específicas de normas y procedimientos. Atención especial debe dirigirse a las recomendaciones destinadas a proteger lo que está edificado (especialmente a la vivienda de bajo costo), a reducir el número de pérdidas humanas, y a establecer una cadena de responsabilidades transparente en la ingeniería, construcción e inspección de edificaciones e infraestructura. Vitelmo V. Bertero Profesor Emérito Universidad de California Berkeley, California Julio de 2010 x 1. ANTECEDENTES Y RESUMEN DE LA INVESTIGACIÓN Un terremoto de magnitud (Mw) 8,8 ocurrió en Chile a las 3:34 AM el 27 de febrero de 2010. El epicentro fue aproximadamente equidistante de Talca y Concepción, costa afuera en la conocida zona de la falla de subducción chilena. Además, una gran cantidad de fuertes réplicas siguieron ocurriendo durante varias semanas a lo largo de las diferentes secciones de la falla, algunas con magnitudes superiores a 6. La más fuerte hasta la fecha ha sido de Mw=7,1. El terremoto afectó una zona amplia de Chile, desde Santiago y la costa de Valparaíso/Viña del Mar por el norte hasta más allá de Concepción por el sur. La zona afectada incluye las tres mayores áreas metropolitanas de Chile. Los movimientos fuertes del suelo, que duraron más de 60 segundos y hasta 120 segundos, afectaron esta área desde la costa, que está más cercana a la falla, hasta gran parte del interior de Chile hacia el este. Algunos de los daños más severos del terremoto ocurrieron en ciudades del interior, como Talca. Un gran maremoto, inmediatamente después del terremoto, causó grandes daños a lo largo de gran parte de la costa más poblada de Chile, desde Coronel (cerca de Concepción) en el sur hasta Iloca (al noroeste de Talca) en el norte. Los autores de este informe estábamos en California, EE.UU., cuando ocurrió el terremoto. Formamos un equipo de ingenieros para investigar los efectos del terremoto y poder aprender importantes lecciones nuevas. Llegamos a Santiago poco después que el Aeropuerto Internacional de Santiago abriera, cinco días después del terremoto. Pasamos alrededor de 9 días investigando daños. Uno de los miembros del equipo, Francisco Medina, se quedó en Chile por otros 11 días y continuó la investigación. Recibimos el apoyo de ingenieros y académicos de varias universidades chilenas, ingenieros estructurales chilenos, y miembros de otros equipos provenientes de todo el mundo. Pudimos acceder a numerosas instalaciones y edificaciones en toda la zona afectada y recibimos una ayuda inestimable por parte de profesionales chilenos, empleados del gobierno, y otros contactos técnicos y no técnicos. Centramos nuestra investigación en las siguientes áreas (ver Figura 1): 1. Santiago y su �rea Metropolitana en general. 2. Valparaíso y en particular Viña del Mar. 3. Talca y sus alrededores. 4. Concepción y su �rea Metropolitana. 5. Talcahuano y sus alrededores, incluyendo la región costera alrededor de Talcahuano y Coronel. 6. Constitución, sus alrededores, y la costa hacia el norte hasta Valparaíso (por aire). Llegamos por tierra a todas las áreas citadas anteriormente en los puntos 1 a 5. Observamos e investigamos los efectos del terremoto a lo largo y alrededor de la Carretera Panamericana en Chile Central (Santiago a Chillán), la carretera de Chillán a Concepción, y la carretera de Santiago a Valparaíso, recorriendo un total aproximado de 1.000 km. En el camino, investigamos los daños en muchas ciudades pequeñas, como Santa Cruz y San Javier. 1 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile Figura 1. Mapa de la región afectada en Chile que muestra la ubicación del epicentro, las intensidades del movimiento en forma generalizada (líneas de color segmentadas), nuestra principal ruta terrestre en forma aproximada (línea negra sólida), nuestra ruta aérea en forma aproximada (línea negra segmentada), y las regiones más importantes que investigamos (triángulos). Mapa base: Oficina de Coordinación de Asuntos Humanitarios de las Naciones Unidas . 2 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile Observamos gran parte de la industria de procesamiento de alimentos, la industria del vino, y otras industrias que se encuentran en las proximidades de la Carretera Panamericana. Investigamos brevemente algunas industrias pesadas alrededor de Concepción y Talcahuano. Observamos por vía aérea los daños del maremoto al norte de Constitución y sus efectos en el terreno en Constitución y Talcahuano. Pudimos estudiar los efectos del terremoto en varias empresas multinacionales con operaciones en Chile. También observamos los daños y los efectos causados por el terremoto en: (1) elementos arquitectónicos, equipos mecánicos y eléctricos, y todos los otros elementos de las edificaciones; (2) equipos de producción y proceso al interior de edificaciones industriales; (3) silos y estanques de almacenamiento; (4) edificaciones, carreteras y puentes, y otras estructuras (en particular, los daños debido a fallas del suelo); (5) operaciones comerciales e industriales interrumpidas a causa de los daños y otros efectos del terremoto; y (6) la respuesta de emergencia en algunas de las áreas dañadas. 2. OBSERVACIONES GENERALES DE INGENIER�A Desde una perspectiva de ingeniería, el terremoto de Chile del 27 de febrero de 2010 es el terremoto más importante en la historia moderna. Debido a su tamaño (magnitud Mw=8,8) es uno de los mayores terremotos registrados por instrumentos modernos. Terremotos de escala similar han sido sólo los de Valdivia (Chile) en 1960, Alaska (EE.UU.) en 1964, y Sumatra y el Océano �ndico en 2004. Sin embargo, a diferencia de los otros tres mega-terremotos de los últimos 50 años, éste golpeó a un país moderno y a zonas metropolitanas densamente pobladas de una infraestructura construida mediante el estado del arte de las técnicas de ingeniería y de las prácticas y normas constructivas. Afectó a un gobierno y a un pueblo acostumbrados a grandes catástrofes naturales, especialmente terremotos, y que están relativamente bien preparados para responder a estos desafíos. Esto se manifiesta claramente en el comportamiento de las edificaciones más modernas en Chile: la mayoría de las estructuras tuvo un buen desempeño, y las pérdidas humanas y los heridos fueron causados principalmente por el colapso de edificaciones antiguas y por el maremoto. Sin embargo, como se mostrará más adelante, con una mínima inversión este desempeño se puede mejorar y las pérdidas se pueden eliminar o mitigar. Además de afectar a decenas de miles de estructuras más antiguas, el terremoto afectó a muchas estructuras diseñadas con las últimas normas de ingeniería sismorresistentes y diseñadas y construidas con algunos de los principios de ingeniería más avanzados. Éstas incluyen modernos edificios de gran altura, edificaciones industriales e infraestructura. La cifra oficial final de pérdidas humanas (debido al terremoto y su gran maremoto) publicada (15 de Mayo de 2010) por el Ministerio del Interior es 521 más 56 desaparecidos, de una población afectada de alrededor de 12,4 millones. Esta cifra es en sí misma testimonio de una práctica de ingeniería y una construcción de infraestructura relativamente exitosas. Numerosos terremotos recientes y mucho más pequeños alrededor del mundo han causado muchas más pérdidas humanas y, proporcionalmente, una destrucción mayor. Aparte de las zonas devastadas por el maremoto a lo largo de la costa, Chile no ha sufrido la escala de destrucción causada por los grandes terremotos del siglo XXI, como los terremotos en Afganistán, China, Haití, India, Indonesia, Irán, Italia y Pakistán. En general, el terremoto de Chile (1) presenta numerosas lecciones exitosas de ingeniería sismorresistente, y (2) señala numerosas áreas que requieren mejorarse. El terremoto demostró por primera vez que los edificios diseñados con normas modernas de ingeniería 3 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile sismorresistentes pueden soportar un mega-terremoto con daños menores. También demostró que las normas y prácticas de diseño de construcción en Chile y en todo el mundo deben actualizarse para integrar las enseñanzas de ingeniería que se deriven de los daños observados en este terremoto y el maremoto que le siguió. Los peores desempeños de las edificaciones e infraestructura los observamos en las estructuras más antiguas, construidas antes de 1950. El terremoto demostró que las estructuras antiguas en zonas sísmicas se necesitan reforzar o reemplazar para reducir el riesgo de daño a niveles aceptables. Esto es un gran desafío en el caso de viviendas de bajo costo y pequeños negocios; éstas son las edificaciones que en Chile sufrieron la mayor parte de los daños severos y colapsos, como ha sucedido en todos los recientes terremotos alrededor del mundo. El terremoto causó grandes daños en los elementos arquitectónicos interiores y en los sistemas mecánicos y eléctricos de las edificaciones comerciales nuevas y también de los hospitales y otras estructuras esenciales. Las normas chilenas de Diseño Sísmico de Edificios (NCh433) y de Estructuras e Instalaciones Industriales (NCh2369) incluyen disposiciones para el diseño de anclaje de estructuras secundarias y elementos no estructurales, pero su diseño, verificación y puesta en práctica no cae dentro del ámbito de responsabilidad del ingeniero estructural; por lo tanto, estas disposiciones son en gran parte ignoradas. Estas disposiciones (1) parecen ser insuficientes, o (2) no tienen prescripciones explícitas para la protección contra los terremotos de características y tamaño como los que ocurren en Chile. Las prácticas de arquitectura y de ingeniería en el país en general parecen olvidar que estas características pueden aumentar significativamente la cantidad total de daños y causar amplias interrupciones a las operaciones comerciales e industriales. Estas interrupciones pueden superar el costo de los daños directos. Esto es lo que sucedió con este terremoto en algunos hospitales nuevos, en edificaciones comerciales y residenciales nuevas, en edificaciones del gobierno, y en la industria. El terremoto señala que Chile necesita mejorar su respuesta de emergencia para grandes desastres naturales; en particular, para los terremotos y maremotos. En este ámbito, Chile puede aprender de la experiencia y las prácticas en otros países, especialmente en California y Japón. Chile necesita desarrollar un sistema de emergencia normalizado para la evaluación rápida de daños de construcción y calificación de los edificios después de un terremoto destructor. Más de diez días después del terremoto, muchas de las edificaciones más afectadas no habían sido evaluadas por ingenieros estructurales calificados. Algunos edificios que fueron dañados severamente se estaban utilizando sin considerar que podrían colapsar durante una réplica fuerte. Además, muchas personas tenían miedo de regresar y volver a ocupar algunos edificios residenciales y de oficinas en altura que no tenían daños estructurales importantes y que eran tan seguros como antes del terremoto. Este terremoto nos presenta numerosas oportunidades para analizar existencias y carencias de daños, con el fin de avanzar en el estado del arte de la ingeniería sismorresistente, en la reducción de riesgo debido a la acción de los terremotos, en la gestión del riesgo, y en la mejoría de las normas de construcción. A continuación nos referimos brevemente a estos temas. 3. OBSERVACIONES ESPEC�FICAS DE INGENIER�A 3.1 Efectos de la Duración del Terremoto en el Desempeño de las Edificaciones El movimiento fuerte de este terremoto duró aproximadamente 120 segundos. La parte más destructiva del movimiento fue alrededor de 60 segundos. Otros terremotos destructivos 4 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile recientes, incluyendo el de Kobe (Japón) en 1995, el de Northridge (Los �ngeles, California) en 1994, y el de L'Aquila (Italia) en 2007 tuvieron movimientos fuertes del suelo durante menos de 20 segundos. Todos estos terremotos tuvieron magnitudes inferiores a 7. Entonces, las estructuras en las áreas fuertemente afectadas de Chile estuvieron sometidas a movimientos de suelo que duraron aproximadamente de 3 a 6 veces más que los terremotos más típicos que ocurren con mayor frecuencia en todo el mundo. La cantidad de daño estructural que se prevé en un terremoto es proporcional a su duración, tanto como a la amplitud de la aceleración del suelo: estas relaciones no son lineales. Una duración del terremoto más larga causa que el daño aumente. Esta relación es difícil de cuantificar, en parte porque tenemos muy pocos registros de terremotos de larga duración como éste. En este terremoto, gran parte del daño se debe a este efecto. Con otras palabras, las edificaciones tuvieron más tiempo para dañarse a medida que el movimiento continuaba. Debido a esta diferencia en la duración, es difícil comparar el desempeño de las estructuras y todos los demás sistemas de ingeniería a sus homólogos en sismos menores en todo el mundo. No existe suficiente experiencia previa con estos grandes terremotos. Esta es una de las razones que hace que el terremoto de Chile de 2010 sea tan importante para la ingeniería, la construcción, y la respuesta de emergencia. Las normas de construcción en todo el mundo se basan en sismos menores, tales como los enumerados anteriormente; en este sentido, Chile es diferente. El sismo de 1960 de Valdivia tuvo una magnitud de 9,5, causó grandes daños en todo Chile, y dio lugar a importantes mejoras en la ingeniería y en las prácticas de construcción en todo el país. En base a nuestras observaciones y experiencia, Chile es el único país en el mundo que ha desarrollado ingeniería y prácticas de construcción adecuadas para los mega-terremotos a los cuales el país está expuesto. Los edificios chilenos con muros de corte redundantes se desempeñan mucho mejor que los edificios en otros países. Otros países, como EE.UU. (con la excepción del Noroeste del Pacífico y Alaska), se preocupan principalmente de pequeños terremotos (para los estándares chilenos) con magnitudes de hasta justo por encima de 8 y una duración de alrededor de 40 segundos de movimiento fuerte. 3.2 Efectos de las Condiciones del Suelo en el Desempeño de las Edificaciones Las condiciones del suelo bajo las fundaciones de las edificaciones influyen en la fuerza del terremoto. Los suelos más blandos y los suelos aluviales recientes amplifican el movimiento; por ejemplo, aquéllos que se encuentran bajo gran parte de Concepción y Viña del Mar. Estructuras fundadas directamente en roca o suelo firme generalmente tienen un mejor desempeño. Esto es evidente en todas las regiones afectadas de Chile; edificaciones de todo tipo experimentaron mayores daños cuando estaban situadas en zonas de suelos blandos. Por ejemplo, gran parte de Santiago se sitúa sobre suelos de grava muy firme; los daños en estas áreas fueron menores que en zonas con suelos más blandos, como la nueva urbanización de Ciudad Empresarial al norte de Santiago. En Concepción –una ciudad con mucho más variabilidad y, en general, de condiciones de suelo más blando que las de Santiago Central– gran parte de los daños más severos se concentró en zonas que también experimentaron asentamientos y fallas de suelo. A medida que viajamos a lo largo de las zonas afectadas de Chile, era obvio que zonas de daño intenso, como la región de Talca, se alternaban con zonas adyacentes que no tuvieron prácticamente ningún daño. Otro indicador notable de la intensidad del terremoto fue el desempeño de pasos a desnivel a lo largo de la Carretera Panamericana y en otros lugares. 5 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile Estas estructuras son relativamente simples y generalmente similares entre sí, con diferencias de diseño relativamente menores. En algunas zonas, los pasos a desnivel fueron dañados severamente, y en zonas adyacentes hubo poco o ningún daño. Concluimos que es necesario conducir estudios de ingeniería que correlacionen el daño estructural y las condiciones del terreno para las áreas metropolitanas más importantes de Chile. Tales estudios son necesarios para desarrollar mapas de micro-zonificación de estas áreas que a su vez se utilizarán en el diseño de edificaciones nuevas mediante los requisitos de versiones revisadas y actualizadas de las normas de construcción y los planos reguladores municipales. En la actualidad, las normas prescriben diferentes niveles de fuerzas de diseño sísmico para clasificaciones generales del tipo de suelo; no se requiere una investigación cuidadosa de las condiciones del sitio de emplazamiento de la obra. 3.3 Registros del Terremoto Numerosos datos de aceleraciones del movimiento del suelo se registraron en toda la zona afectada. Algunos de estos registros de datos ya han sido publicados, pero la mayoría no están aún disponibles. Estos registros muestran, en términos de ingeniería, la naturaleza exacta del terremoto en el lugar donde se registraron, incluida la duración del movimiento fuerte. Cuando se tratan adecuadamente, los registros definen los espectros de los movimientos generados por el terremoto. Los registros del terremoto de Chile que han sido publicados hasta la fecha son algunos de los registros de mayor duración y de movimientos más fuertes registrados. Aceleraciones del suelo sobre 0,50g (50% de la aceleración de gravedad) y de larga duración se registraron en Maipú, al oeste de Santiago, donde en general se espera que el movimiento del suelo haya sido más débil que en las áreas más cercanas al epicentro. Las indicaciones preliminares de estos datos son que las aceleraciones del suelo superan en amplitud a algunos de los requisitos y especificaciones en la actual norma chilena de diseño sismorresistente por un factor entre dos y cuatro. Esto es particularmente evidente en el movimiento del suelo que afecta a los edificios más altos y más flexibles. Hemos sido informados por fuentes académicas que muchos de los datos de movimientos fuertes que se han registrado en toda la zona afectada no se encuentran en el dominio público. Los propietarios de estos datos (operadores de represas, centrales eléctricas y otros) se muestran renuentes a liberar algunos de estos registros. Reconocemos que información vital se mantiene en reserva y no puede ser usada para fines de investigación y desarrollo para el bien público. Las aceleraciones de este terremoto probablemente se convertirán en el estándar de datos que definen los movimientos del suelo para grandes terremotos en todo el mundo. En efecto, estos registros son los únicos registros que existen hasta la fecha para el caso de grandes a mega-terremotos. Anteriormente, los registros más fuertes y de más larga duración eran de terremotos como el de magnitud 7,8 de 1985 en Chile, y terremotos de tamaño similar en California, México y Japón. Es nuestra expectativa que el estudio de estos movimientos de suelo dará lugar a cambios importantes en la comprensión de los grandes terremotos y en la evolución de los requisitos de las normas de construcción en Chile y el resto del mundo. A diferencia de otros países, Chile no tiene un programa con financiamiento público para la instalación, operación y mantenimiento de una sólida red de instrumentos de registro de terremotos (sensores) que cubra el país, incluyendo sus zonas más pobladas. Parece que las 6 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile decisiones de política pública no han incluido la gestión del riesgo sísmico como un esfuerzo importante a ser financiado. 3.4 Edificaciones de Baja Altura La mayoría de los daños de construcción en las áreas afectadas de Chile fue en las edificaciones de baja altura, ya que son las estructuras más comunes en la zona afectada. La mayoría de las edificaciones que colapsaron total o parcialmente fueron estructuras antiguas de baja altura. Las edificaciones de baja altura se definen aquí como aquellas de 4 ó menos pisos. Los daños fueron básicamente proporcionales a la antigüedad de los edificios y a los requerimientos de las normas de construcción (si existieron) en el momento de su diseño. Edificaciones Antiguas Sin Diseño de Ingeniería. El daño más evidente y generalizado fue en las edificaciones antiguas, muchas de las cuales no fueron diseñadas usando alguna de las normas de construcción (Figuras 2 a 4). Incluimos algunas edificaciones más nuevas, también sin diseño de ingeniería, dentro de este tipo de estructuras. En Talca y Concepción, por ejemplo, la mayoría de las edificaciones colapsadas total o parcialmente eran de dos tipos: de albañilería no reforzada (con o sin una estructura de hormigón u otros componentes) y de construcción de adobe (Figura 5), incluyendo aquéllas con refuerzo/confinamiento de madera (“quincha�). Se sabe bien que estos dos tipos de edificaciones no resisten terremotos y son los tipos de edificaciones que causan más pérdidas humanas en todo el mundo. No observamos ninguna edificación nueva de este tipo en las grandes ciudades, lo que sugiere que estas edificaciones no se han construido allí por mucho tiempo. Estos son también los tipos de edificaciones que han colapsado en masa en los terremotos anteriores en Chile y, por lo tanto, muchas de estas edificaciones ya habían sido retiradas del inventario de edificaciones antiguas y peligrosas. La norma actual de Chile no menciona o prohíbe en forma explícita la construcción de estas edificaciones. La norma debería incluir criterios para la rehabilitación sísmica de estas estructuras. Notamos aquí que la construcción de adobe es fuertemente rechazada por la mayoría, si no todos, los ingenieros estructurales en ejercicio en Chile. Sin embargo, se debe reforzar este tipo de edificaciones en los casos históricos y/o de patrimonio cultural. Esta es una práctica común en otros países. Figura 2. Daños en edificaciones comerciales y residenciales de albañilería no reforzada en Concepción. También observamos y estudiamos el desempeño deficiente de edificaciones nuevas de este tipo en las zonas rurales de Chile (Figura 5, derecha). Esto sugiere que este tipo de construcción, que debería ser fuertemente limitada en las zonas de terremoto, todavía se practica en algunas partes de Chile. En particular, nos enteramos de que el Consejo de Monumentos Nacionales se opone a cualquier refuerzo de edificaciones antiguas consideradas patrimonio cultural para evitar cambios en su arquitectura y forma estructural. La prensa 7 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile nacional informó „Christian Matzner, de la comisión de Arquitectura del Consejo de Monumentos Nacionales recuerda: “Yungay data de mediados del siglo XIX. Son construcciones antiguas que están en pie, y que han resistido no solo este sismo, sino todos los anteriores. No hay que condenar al adobe; un tercio del mundo está construido con barro. Lo importante es mantenerlo y contar con buenas protecciones hídricas, que no se cuele el agua, porque cuando ingresa, después se contrae y expande con la temperatura, y rompe el adobe.� Buen ejemplo de una correcta conservación es la casa de Ignacio Domeyko, construida en 1848 y una de las más antiguas de Barrio Yungay. “No se le movió una teja, está excelente,� dice Rosario Carvajal, líder de Vecinos por la Defensa del Barrio Yungay.‟ Estos argumentos defienden explícitamente las construcciones de adobe del viejo Santiago. Sin embargo, si las aceleraciones en el Barrio Yungay de Santiago hubiesen sido tan altas como en Talca o Constitución (más de 0,40g), el resultado en el Barrio Yungay hubiera sido devastadoramente similar al de Talca y Constitución, donde la mayoría de estas edificaciones colapsó. Por lo tanto, estas edificaciones deben reforzarse para protegerlas de los terremotos. Es, por supuesto, importante que el reforzamiento no cambie las características culturales e históricas de estas edificaciones, armonizando los tipos de construcción tradicionales con características sismorresistentes. Figura 3. Daño en el recientemente renovado y parcialmente reforzado mercado histórico en Talca. Figura 4. Una escena típica de calle (a la izquierda) y una vista aérea (derecha) de daños en edificaciones comerciales en Talca. Edificaciones de Albañilería Confinada con Diseño de Ingeniería. Este tipo de edificación, albañilería confinada, es una construcción de albañilería (ladrillo normalmente no reforzado) construida con marcos de hormigón armado que se vierten en el medio de los ladrillos, proporcionando así entrelazamiento (y cierta continuidad) en la estructura (Figura 6). Las normas permiten este tipo de edificación. Cuando están adecuadamente diseñadas y construidas, estas estructuras de baja altura funcionan muy bien. Observamos daños severos 8 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile principalmente en las edificaciones de este tipo mal diseñadas y mal construidas. Algunas de las edificaciones más altas de este tipo también sufrieron daños. Probablemente sería mejor limitar la altura de la construcción de albañilería confinada a la de edificaciones que han mostrado un buen desempeño en los terremotos anteriores, y en particular en las zonas que han experimentado fuertes movimientos en este terremoto. Figura 5. Daños en una iglesia histórica de adobe (izquierda) y en un complejo nuevo de ventas y exposición de artesanías construido con adobe no reforzado en las cercanías de Santa Cruz (derecha). Figura 6. Vista lateral de una edificación típica de tres pisos de albañilería confinada ligeramente dañada en Talca. Edificaciones Posteriores a 1950. Los edificios más modernos con diseños de ingeniería tuvieron en general un muy buen desempeño durante el terremoto, dadas su gran magnitud y su larga duración. Considerando las lecciones derivadas de los terremotos anteriores, la mayoría de los edificios chilenos están construidos con hormigón armado y contienen numerosos y grandes muros de corte que los rigidizan y, cuando se diseñan y construyen adecuadamente, generan excelentes edificios resistentes a los terremotos. Chile es el único país del mundo que tiene edificaciones tan masivas y resistentes. Los edificios que no tuvieron buen desempeño están fundados sobre suelos muy blandos que amplificaron el movimiento, experimentando algún asentamiento y/o permitiendo que la estructura girara en torno a la fundación. Otros edificios nuevos que no tuvieron buen desempeño tenían detalles deficientes en los refuerzos de acero y, por lo general, detalles arquitectónicos mal conectados. Una vez más, estas son excepciones, aunque a menudo observamos nuevas estructuras, de otra manera sin daños, pero con daños espectaculares causados por parapetos caídos o elementos arquitectónicos inusualmente grandes y llamativos. Observamos una gran variedad de edificaciones modernas completamente revestidas de paneles de vidrio, muchas de las cuales eran de dos pisos. Buenos detalles normalmente previenen cualquier daño en dichos revestimientos; sin embargo, en este caso muchas edificaciones perdieron gran parte de 9 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile sus fachadas, lo que indica una falta de coordinación entre el promotor, el arquitecto y el ingeniero. Es evidente que algunos ingenieros tomaron gran cuidado para conectar correctamente importantes detalles arquitectónicos en las fachadas de los edificios; otros simplemente no lo hicieron. Las grandes fallas y los colapsos de algunos edificios modernos (construidos desde aproximadamente 1980) se debieron, fundamentalmente, a diseños de ingeniería deficientes. En Santiago, al menos dos edificios residenciales colapsaron, o colapsaron parcialmente, debido a la insuficiencia de muros de corte en el primer nivel (definiendo efectivamente un primer piso blando), junto con configuraciones arquitectónicas asimétricas (Figuras 7 y 8). Estas fallas sucedieron en la ciudad de Maipú, donde el movimiento del suelo fue más fuerte que en la mayoría de Santiago (informes preliminares muestran aceleraciones máximas cercanas o superiores a 0,50g). Los edificios más antiguos de este tipo parecen ser relativamente poco comunes, pero en los últimos tiempos, para crear espacio a estacionamientos en la planta baja, se han construido edificios con primeros pisos más blandos (es decir, más flexibles). Estos edificios realmente no se han puesto a prueba, ya que las aceleraciones máximas en el centro de Santiago han sido un poco más que 0,20g, pero basado en su desempeño en las zonas con movimiento fuerte, presentan un peligro considerable para sus ocupantes. Los edificios severamente dañados y colapsados que hemos examinado fácilmente podrían haberse reforzado antes del terremoto para evitar dicho daño. En la Ciudad Empresarial (al norte de Santiago), varios edificios de oficinas nuevos de hormigón armado se dañaron (Figura 9). Por lo general, eran edificios de hormigón armado con relativamente pocos muros de corte y configuraciones arquitectónicas muy asimétricas. Edificios cercanos con una mayor cantidad de muros de corte tuvieron un buen desempeño. Figura 7. Edificio residencial nuevo de hormigón armado que colapsó parcialmente por la falla de un primer piso blando en Maipú, Santiago. Note el gran espacio abierto del estacionamiento, con pocos muros de corte, angostos, irregularmente situados y severamente dañados. En general, los edificios construidos desde principios de la década de 1950, aproximadamente, tuvieron un buen desempeño a lo largo de Chile (especialmente en las grandes ciudades donde son más numerosos). Las normas de construcción sismorresistentes modernas de Chile para este tipo de estructuras funcionan relativamente bien y, sin duda, salvaron miles de vidas (Figura 10). Edificaciones de Marcos de Acero. Observamos numerosas edificaciones de baja altura con estructuras de acero. Estas edificaciones en general tuvieron un muy buen desempeño, sin o con daño leve. Investigamos varias escuelas y hospitales de dos y tres pisos con estructuras de acero (Figura 11). Muchas de las escuelas que no tuvieron daños a menudo se encontraban en lugares donde hubo daños y colapsos de edificaciones antiguas. Muchas edificaciones de 10 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile hospitales también tuvieron buen desempeño. También hemos podido observar numerosas edificaciones industriales que no tenían daños estructurales evidentes; algunas de estas edificaciones eran de baja altura y muy extensas en planta (Figura 12). Figura 8. Edificio residencial nuevo de hormigón armado con primer piso blando que colapsó en Maipú, Santiago. Note que la planta baja (estacionamiento) colapsó completamente. Figura 9. Edificio de oficinas nuevo de hormigón armado severamente dañado en la Ciudad Empresarial (norte de Santiago). Figura 10. Dos edificios residenciales de hormigón armado en buen estado situados cerca de los dos edificios dañados severamente (Figuras 7 y 8). Ambas estructuras tienen muros de corte suficientes y distribuidos más simétricamente en el primer piso, algunos terminados en T. Efectos del Maremoto Sobre las Edificaciones. La mayoría de los daños del maremoto fueron en las edificaciones de baja altura, en su mayoría construidas de albañilería no 11 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile reforzada y de madera. Estas estructuras simplemente no fueron diseñadas para resistir un maremoto, incluso uno moderado, y sufrieron daños extremos. Las estructuras bien diseñadas en Chile no han sido diseñadas para resistir el impacto de un maremoto, aunque algunas sobrevivieron sin daño estructural aparente. Esto también es cierto en todo el mundo, con muy pocas excepciones. Figura 11. Dos edificios ligeros sin daños de marcos de acero de dos pisos utilizados como escuelas en Concepción (izquierda) y Talca (derecha). Ambas estructuras se encuentran en zonas con daños severos en edificaciones antiguas. Figura 12. Esta edificación comercial de marcos de acero de dos pisos (izquierda) en Talca no se dañó y está rodeada de edificaciones de albañilería no reforzada severamente dañadas o parcialmente colapsadas. La edificación industrial ligera de marcos de acero (derecha) se encuentra sin daños en la Ciudad Empresarial y está próxima a edificios nuevos de marcos de hormigón armado dañados severamente. Observamos estructuras industriales modernas que fueron dañadas severamente por el maremoto (Figuras 13 y 14). Habían sobrevivido el movimiento causado por el terremoto, pero el agua entrante y saliente, y los escombros arrastrados por el agua, causaron la mayoría, si no todos, los daños severos. Observamos grandes estructuras industriales y diques secos que fueron recogidos por el agua y trasladados varios metros. Muchos barcos pesqueros grandes, otros barcos comerciales y contenedores de carga fueron trasladados y depositados a cientos de metros de sus ubicaciones originales. Chile, aparentemente, no tenía un sistema activo adecuado para anunciar y mantener una alerta de maremoto debido a un gran terremoto cercano. Tampoco hay infraestructura para prevenir los daños generalizados de un maremoto. En este sentido, Chile no está solo, ya que muchos países tienen sistemas similares, o aún peores. El daño causado por el maremoto a lo largo de la costa de Chile es un ejemplo importante de lo que ocurrirá en Chile de nuevo, y lo que sucederá en otras partes del mundo si no se implementan mejores sistemas de alerta 12 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile temprana y respuesta a emergencias. A nivel mundial, algunas zonas costeras con alto riesgo de maremoto deben considerar los posibles efectos de éste si han de ser desarrolladas. Figura 13. Daños causados por el maremoto en edificaciones comerciales y a la industria pesquera en Talcahuano. Note en las dos fotos inferiores que las calles han sido parcialmente limpiadas. Figura 14. Daños causados por el maremoto en las instalaciones de mantenimiento de buques y astilleros de la Armada, ASMAR, en Talcahuano. Diseñar estructuras para resistir un gran maremoto no es práctico. La forma viable de evitar los daños ocasionados por un maremoto son: (1) emplazar las estructuras en terrenos más altos lejos de la costa y por encima de la altura de agua esperada debido al maremoto de diseño; (2) elevar las estructuras por encima de la altura de agua esperada y apoyarlas sobre una estructura masiva que permita al maremoto recorrer la parte baja del edificio; o (3) construir muros de protección contra maremotos alrededor de las estructuras, o zonas enteras de las ciudades con riesgo. Las dos primeras de estas variantes son prácticas, pero no son generalmente implementadas. Muros contra maremotos podrían proteger instalaciones importantes que deben situarse en el litoral, y de hecho se utilizan para las centrales nucleares en las zonas costeras propensas a los maremotos. Antes que ocurriera el terremoto de 1993 de 13 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile magnitud 7,8 en Nansei-oki (Hokkaido, Japón), la ciudad de Okushiri estaba rodeada casi en su totalidad por un nuevo muro macizo de 5 metros de alto para la protección contra maremotos. El terremoto generó un maremoto con una ola de aproximadamente 10 metros de alto que, en general, destruyó las zonas bajas de la pequeña ciudad. Seguirá siendo difícil proteger a las estructuras hasta que comprendamos mejor las alturas de agua esperadas en un maremoto y los riesgos que a su paso presentan a dichas estructuras. Esta es un área que requiere nuevas investigaciones y nuevos desarrollos, y también educación pública sobre el riesgo de un maremoto. El maremoto golpeó duramente pequeñas comunidades costeras, devastando industrias locales que dan trabajo a una parte considerable de estas comunidades. Constitución es un ejemplo de este tipo de comunidad en donde el maremoto dañó severamente la industria de persianas. Estas ciudades pequeñas requieren una planificación especial de reconstrucción para reducir las vulnerabilidades en todos los sectores (vivienda, salud, educación, gobierno, etc.). 3.5 Edificios de Media y Gran Altura Algunos de los daños más importantes y costosos de este terremoto fueron en edificios modernos convencionales de media y gran altura (Figuras 15 a 23). Observamos dos importantes deficiencias en el diseño constructivo estructural y arquitectónico: 1. Muros de corte deficientes, junto con configuraciones arquitectónicas asimétricas, causaron gran parte del daño. Los muros de corte de hormigón tenían típicamente detalles deficientes en el refuerzo de acero (los elementos de borde no estaban confinados adecuadamente). Esto aumentó los daños severos en los edificios modernos. 2. A menudo encontramos características arquitectónicas poco usuales o más bien extravagantes y algunos detalles convencionales del arriostrado de las fachadas (y los revestimientos de edificios) diseñados deficientemente para este tipo de terremotos. Sus fallas causaron grandes daños e interrupciones a las operaciones comerciales e industriales, mientras que las estructuras mismas no sufrieron daños. Figura 15. Edificio residencial de hormigón armado dañado severamente y fuera de plomo en Santiago. Daños en Edificios de Muros de Corte. Investigamos los daños estructurales en la mayoría de los edificios de gran altura que fueron dañados severamente en Santiago, Viña del Mar y Concepción. De todas estas estructuras, sólo una (el edificio residencial Alto Río de 14 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile Concepción) colapsó por completo (Figuras 20 y 21). Un edificio de oficinas, Torre O'Higgins (también en Concepción), colapsó parcialmente (Figuras 16 y 17). Dado el gran número de estructuras sometidas a los movimientos fuertes producidos por este terremoto, este desempeño implica prácticas de ingeniería y construcción generalmente buenas. Figura 16. El edificio de oficinas de hormigón armado Torre O'Higgins a 6 meses de entregado quedó muy dañado y colapsó parcialmente en Concepción. Figura 17. Escombros en la calle frente a la dañada Torre O'Higgins (izquierda) y el edificio de oficinas adyacente evacuado del Ministerio de Salud en la Región del Bío-Bío (derecha). En la ciudad de Concepción parecen haber ocurrido movimientos de suelo mucho más fuertes que en la mayor parte de Santiago, donde se encuentra la mayoría de los edificios más grandes y altos. Esto se basa sólo en nuestras observaciones de los daños, ya que aún no se tienen registros del movimiento sísmico en Concepción. En Concepción y el cercano San Pedro de la Paz, en dos minutos nueve edificios altos (de 11 a 22 pisos) se dañaron irreparablemente. Los edificios altos que observamos eran todas estructuras de hormigón armado con amplios muros de corte. Estos edificios son más rígidos y probablemente mucho más resistentes que edificios comparables en otras partes del mundo, donde los edificios no están diseñados con tanta redundancia aparente o para terremotos tan grandes. También investigamos algunos de los edificios nuevos de media altura de marcos de hormigón armado y edificios relativamente flexibles con muros de corte en un nuevo parque industrial de oficinas al norte de Santiago, conocido como Ciudad Empresarial. Algunos de estos edificios sufrieron un daño total en los elementos arquitectónicos interiores cerca de sus pisos superiores, mientras que no tenían 15 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile daños estructurales obvios; otros sufrieron daños estructurales significativos que no observamos en estructuras cercanas más antiguas. Estos edificios parecen más cercanos a las estructuras de marcos (con muros de corte) que las típicas estructuras más antiguas de muros de corte (con algunos elementos de marcos). En efecto, estos nuevos edificios son mucho más flexibles que los edificios de muro de corte antiguos. Esto parece ser un nuevo desarrollo en Chile. Figura 18. Falla en torre residencial de hormigón armado en Concepción. Las fotografías inferiores muestran dos muros de corte que fallaron. Nuestras investigaciones de los daños nos llevan a las siguientes conclusiones y recomendaciones preliminares: 1. Los edificios que fallaron tenían relativamente menos muros de corte y eran más esbeltos (espesor y ancho menores), en comparación con los edificios que no se 16 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile dañaron significativamente. La norma debería prescribir espesores mínimos de muros de corte con refuerzo de acero adecuado para detallar ductilidad. 2. Los edificios que fallaron típicamente tenían configuraciones arquitectónicas de plantas asimétricas, así como irregularidades verticales, que en un terremoto fuerte como el presente (en particular en un terremoto de larga duración), causan torsión tridimensional en el edificio. Algunas de las estructuras también tenían en efecto configuraciones con primeros pisos blandos (es decir, muros de corte discontinuos en la planta baja que se sustituyeron por columnas esbeltas, mientras que el núcleo del edificio era rígido) que han contribuido o causado los daños severos observados. Edificios cercanos más simétricos y sin configuraciones de piso blando se desempeñaron mucho mejor. La norma necesita abordar aún más claramente la cuestión del diseño estructural de estructuras arquitectónicamente complejas. 3. Observamos que los edificios con daños severos típicamente tenían detalles deficientes en el refuerzo de acero de la mayoría de los muros de corte que fallaron. Observamos que: (1) el confinamiento del refuerzo de acero era insuficiente en algunos casos; (2) las barras del refuerzo de acero utilizado para los amarres eran a menudo demasiado pequeñas; (3) los estribos no estaban amarrados correctamente alrededor de las barras verticales (ganchos de 90 grados en lugar de 135 grados); y (4) los elementos de borde de acero estaban ausentes o deficientemente confinados con estribos. La norma chilena de hormigón armado se ha tomado directamente del ACI- 318, con ajustes menores hechos especialmente para elementos de borde de acero. Esto debería ser revisado. 4. Algunos de los edificios nuevos que investigamos en Chile parecen ser mucho más flexibles que los edificios que fueron construidos hace pocos años con las normas actuales. Básicamente, los nuevos diseños están tratando de minimizar el número de muros de corte y reemplazarlos con marcos de hormigón. Después de conversaciones con arquitectos e ingenieros locales, entendemos que este desarrollo puede ser el resultado de las presiones del mercado. Los promotores son libres de solicitar varios diseños estructurales para un edificio determinado. Después, pueden elegir el diseño de menor costo (basado en menores cantidades de muros de hormigón, de acero de refuerzo, etc.), y retener al ingeniero que diseña al más bajo costo de construcción final. Presumiblemente, los edificios son compatibles con la norma, e incluso revisados por otros ingenieros, si están diseñados a partir del año 2004. Esta práctica, sin embargo, parece estar conduciendo a la construcción de edificios que pueden sufrir daños desproporcionadamente mayores que edificios similares construidos anteriormente. 5. Estas cuatro conclusiones anteriores requieren extensos cálculos y una evaluación detallada en terreno. Se necesitan conducir investigaciones y desarrollos de ingeniería profundos para determinar con precisión qué falló y qué hay que hacer en el análisis, diseño y revisión de las normas para resolver estos problemas. Este es probablemente el trabajo de investigación más importante que debe llevarse a cabo después de este terremoto. Los resultados de este trabajo son importantes por sus consecuencias financieras y también para la seguridad de las vidas humanas. Al parecer parte de ese trabajo ya ha comenzado en varias universidades en Chile (basado en nuestras discusiones con profesores universitarios en Chile y en los EE.UU.). El trabajo tiene implicaciones en todo el mundo. 17 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile Figura 19. Un edificio más antiguo de hormigón armado dañado severamente y parcialmente colapsado en Concepción. Note el daño en el interior de un piso que colapsó parcialmente en la parte superior del edificio (derecha). Figura 20. El edificio residencial colapsado de hormigón armado de 15 pisos Alto Río en Concepción, antes (izquierda) y después (derecha). Figura 21. Detalles de los muros de corte y columnas en el primer piso del edificio residencial Alto Río (izquierda). El edificio colapsó hacia la izquierda. Note la evidencia de las operaciones de rescate (derecha). El edificio estaba ocupado en el momento del terremoto y el colapso causó ocho pérdidas humanas. Muchos de los edificios de gran altura que fueron dañados severamente tendrán que ser demolidos. Debido a la alta densidad de edificios adyacentes, es probable que el costo de demoler algunos de estos edificios altos supere al costo de su construcción original. Así, el costo financiero a largo plazo de estos edificios construidos con el estado del arte podría estar por encima del doble del costo original, sin incluir el costo medioambiental. Esto no es algo considerado por las normas de construcción modernas o por los planificadores urbanos, como 18 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile se ejemplifica mediante edificios en altura nuevos similares construidos en zonas de alta densidad o adyacentes a infraestructura crítica. Las normas modernas exigen, por ejemplo, que la infraestructura crítica (como hospitales y escuelas) esté diseñada para niveles más altos de terremotos que otras estructuras. La construcción de edificios en altura, cerca de otros edificios altos e infraestructura crítica tiene un costo alto cuando se dañan irreparablemente y deben ser demolidos por completo tras un terremoto, sin considerar las molestias que el público tendría que enfrentar. Tal vez las normas deban actualizarse para exigir mayores niveles de diseño para edificios (1) cuya falla afectaría estructuras adyacentes y/o infraestructura esencial, y (2) que alberguen más de 200 personas por lo menos 12 horas del día, todos los días. Figura 22. Torre residencial de hormigón armado muy dañada en Viña del Mar (izquierda) y un detalle de los daños en uno de sus muros de corte (derecha). Figura 23. Torre residencial de hormigón armado que colapsó parcialmente en Viña del Mar (izquierda) y una vista general del área a lo largo de la costa (derecha). Para las ciudades en todo el mundo, y especialmente para la nueva generación de edificios altos de hormigón armado (incluyendo edificios residenciales especulativos), la lección es simple: tenemos que estudiar este terremoto, actualizar las normas de construcción para reflejar la nueva situación, y concentrar nuestros esfuerzos en edificios altos de hormigón armado. Como se demuestra en Chile, los riesgos parecen ser mucho más altos de los que la mayoría de los propietarios y sus ingenieros piensan. Daño en los Revestimientos Exteriores de los Edificios. Este terremoto ha afectado a un gran número de estructuras muy modernas. Causó grandes daños a revestimientos modernos de paneles de vidrio en todo tipo de estructuras. Varios detalles convencionales de 19 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile arquitectura para el anclaje de las fachadas (y el revestimiento de edificios) están a menudo deficientemente diseñados para resistir terremotos y en este caso causaron grandes daños e interrupciones a las operaciones comerciales e industriales, mientras que las estructuras mismas no sufrieron daños (Figura 24). Figura 24. Daños típicos en fachadas con una gran parte del revestimiento de paneles de vidrio en dos edificios nuevos y flexibles en el norte de Santiago. También note el extenso daño interno. En general, el desempeño de las fachadas modernas de los edificios de mediana a gran altura en Chile fue bueno. Estas fachadas, llamadas muros cortina, están compuestas por paneles de vidrio u otros materiales. La mayoría de los edificios observados con un gran porcentaje de revestimientos de vidrio se desempeñaron bien, con pocas pérdidas de paneles. En el caso de los edificios más altos, los revestimientos que fallaron fueron debido a (1) daño estructural, y (2) deformaciones estructurales mayores que las de diseño. Dadas la magnitud y la duración del terremoto, el resultado general es sorprendentemente bueno. Algunas edificaciones de menor tamaño con revestimiento de vidrio no tuvieron un desempeño tan bueno. Observamos numerosas edificaciones nuevas de una o dos plantas, tales como salas de exhibición de automóviles, que habían perdido gran parte de su revestimiento de vidrio. Por lo general esto se puede atribuir a la flexibilidad de los edificios. Eran generalmente edificaciones de marcos de hormigón o de acero con un mínimo de muros de corte (o ninguno) que rigidizaran la estructura. Así, las edificaciones eran flexibles y experimentaron mayores deformaciones que los paneles de vidrio no pudieron absorber, rompiéndose. Los detalles de fijación de los revestimientos deberían ser mejorados, considerando el desempeño observado, o las edificaciones deben ser más rígidas. Recomendamos un estudio detallado del desempeño de los tipos modernos de revestimiento durante este terremoto. Es el primer terremoto importante que afectó a un gran número de edificios con gran variedad de revestimientos. El revestimiento y su sustitución después de un terremoto es un porcentaje importante del costo de un edificio. Daño en los Detalles Exteriores Arquitectónicos Inusuales. Numerosas edificaciones modernas que no tenían daños estructurales severos sufrieron daños costosos y peligrosos debido a elementos arquitectónicos poco usuales en su diseño exterior (Figuras 25 y 26). También observamos daño en elementos arquitectónicos en el interior de las edificaciones. En Talca, por ejemplo, dos edificios públicos nuevos importantes permanecerán cerrados durante un largo período debido a daños en (1) elementos exteriores de arquitectura que no tenían ninguna función estructural, y (2) elementos arquitectónicos y otros en el interior de los edificios. Se trataban de un edificio del hospital regional público (ver Sección 3.7.) y el edificio de la Corte de Apelaciones Regional (Figura 26). En ambos casos elementos arquitectónicos pesados poco usuales (vigas decorativas de hormigón) se rompieron y cayeron sobre las fachadas de los edificios, causando daños exteriores. 20 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile Figura 25. Daños severos en muros arquitectónicos no estructurales en Talca. Figura 26. Viga decorativa de hormigón no estructural que falló en el edificio nuevo de la Corte de Apelaciones Regional en Talca; su falla causó amplios daños en la fachada y forzó el cierre del edificio. Este tipo de daño sugiere que tanto los ingenieros como los arquitectos tienen que preocuparse más de los elementos arquitectónicos poco usuales más pesados que solamente cumplen funciones decorativas y no forman parte del sistema estructural sismorresistente. Una mejor coordinación entre las dos profesiones parece necesaria. Además, en el caso de los edificios públicos que tienen funciones críticas, como los hospitales, quizá tales elementos deben limitarse o deben estar diseñados con mayor calidad. El costo adicional sería insignificante, comparado con el costo derivado de los daños que causa su falla. 3.6 Daño en Equipos y Arquitectura Interior Elementos arquitectónicos interiores, equipos mecánicos, equipos eléctricos, y sistemas (incluyendo los equipos de fabricación en las instalaciones industriales) sin arriostrar o arriostrados deficientemente causaron muchos de los daños y las pérdidas financieras en este terremoto. La falta de atención al arriostrado de los elementos arquitectónicos y equipos fáciles de proteger contribuyeron significativamente a la pérdida financiera global causada por el terremoto. Las fallas por falta de arriostrado o arriostrados deficientes causaron daños extensos en el interior de las edificaciones e interrupciones prolongadas innecesarias de las operaciones comerciales e industriales. Nuestra conclusión es que el costo de este tipo de daño es comparable al costo de los daños en las estructuras, con lo que casi se duplica la 21 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile pérdida financiera global por el terremoto. Recomendamos un estudio más detallado para estimar los daños totales no estructurales en edificios comerciales e instalaciones industriales. Observamos muchos edificios modernos de todos los tamaños en toda la región afectada que mostraban daños severos en sus terminaciones arquitectónicas interiores y equipamientos (Figuras 27 a 30). Figura 27. Varios de los edificios de oficina nuevos de hormigón armado flexibles en la Ciudad Empresarial al norte de Santiago sufrieron daños estructurales mínimos, pero extensos a casi totales daños interiores. Figura 28. Edificio residencial de hormigón armado de 21 pisos en Talca (izquierda) que estaba estructuralmente en buen estado, pero no estaba siendo ocupado dos semanas después del terremoto, debido a daños en los equipos. Los calentadores de agua sin anclaje (derecha) se desplazaron y rompieron las tuberías de conexión. En general, los daños interiores peores y más costosos fueron los colapsos de cielos falsos en edificios de oficinas, hospitales y otros tipos de edificaciones comerciales e industriales. Los edificios residenciales, excepto en áreas como la recepción de entrada al edificio, no suelen tener estos cielos y no observamos tal daño en estas estructuras. Los cielos que colapsaron eran paneles que se montan en un sistema estructural de marcos de metal ligero y suspendido 22 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile con cables no estructurales (alambres). A medida que los cielos colapsan, dañan tuberías, equipos de iluminación, conductos de aire, y otros equipos que también están suspendidos desde la losa superior; a continuación dañan el equipo y mobiliario sobre los cuales caen pulverizándose. También observamos tuberías y equipos de iluminación más pesados sin arriostrar que cayeron por su propia cuenta, dañando aún más los cielos suspendidos. Todos estos elementos arquitectónicos deberían ser arriostrados para evitar este tipo de daño de gran costo, que causa grandes pérdidas de funcionamiento e interrupciones a las operaciones comerciales e industriales. Este tipo de daño pone también en peligro vidas humanas; afortunadamente, el terremoto ocurrido en Chile fue a mitad de la noche cuando la mayoría de los edificios con tales características estaban prácticamente desocupados. Durante los últimos 20 años, las normas de California han requerido que los cielos suspendidos y otros elementos arquitectónicos similares se arriostren. Cielos arriostrados bajo estos requisitos se han desempeñado adecuadamente. Chile debería considerar la adopción de normas similares, y probablemente más estrictas. Figura 29. Daños típicos en el interior de un edificio en altura en Santiago (izquierda) y uno de baja altura en Talca (derecha). Figura 30. Daños interiores casi totales de dos edificios estructuralmente en buen estado en Concepción. Note los escombros provenientes de los daños en el interior del edificio (izquierda). Los miembros de nuestro equipo han investigado en terreno más de 50 terremotos destructivos en todo el mundo desde 1971. Por primera vez (en Santiago, Talca, Concepción, y en las zonas afectadas), observamos daños en tabiques interiores de oficina que pusieron en 23 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile peligro vidas humanas, incluyendo cielos suspendidos sin arriostrar y otros equipos por encima de ellos. En algunos edificios de oficinas nuevos, todos los tabiques y las paredes interiores no estructurales en los pisos superiores colapsaron. Las particiones que colapsaron estaban ancladas deficientemente o sin anclar. Particiones cercanas ancladas directamente a los elementos de hormigón de las estructuras no experimentaron daños comparables. Los peores daños fueron en los pisos superiores de los edificios flexibles. Esto se debe al aumento del movimiento con la altura (en edificios de media y gran altura) durante el terremoto debido a la amplificación a medida que el edificio vibra. Observamos a menudo daños moderados en la planta baja y cuantiosos daños en la planta superior de los edificios de mediana altura. También observamos daños severos en los edificios de mayor altura. Observamos daños en todo tipo de equipos y en todo tipo de estructuras e instalaciones industriales. El daño fue debido a la falta de anclajes (en la mayoría de los casos) o anclajes deficientes, y no a alguna de las funciones inherentes del equipo. Estos son detalles simples, tales como anclar los equipos al piso y a las paredes para que no se vuelquen o se desplacen arrancando tuberías, conexiones eléctricas y otras. Este tipo de daño provoca interrupciones significativas de las operaciones comerciales e industriales. Para este sismo, tres semanas después del terremoto, observamos que las instalaciones de una gran cantidad de industrias no habían reiniciado operaciones plenas y muchos edificios públicos y comerciales en ciudades como Concepción no estaban siendo ocupados debido a daños en los equipos. Por ejemplo, algunos hoteles no tenían agua caliente, ya que sus estanques de agua habían colapsado y cortado el suministro de agua. Debido a ese tipo de daño simple, muchos hoteles estaban cerrados, y los que no lo estaban cobraban tarifas bajas para compensar por las molestias. El refuerzo de tales elementos antes de un terremoto es una forma efectiva, simple y extremadamente rentable de seguro contra interrupciones operacionales. Cuando se trata de daños que amenazan vidas humanas (lo que ocurre con frecuencia en las instalaciones industriales), las normas deben considerar los anclajes y refuerzos de equipos. Esto se hace explícito en la Norma de Estructuras e Instalaciones Industriales (NCh2369). Al momento de preparar este informe, cuatro semanas después del terremoto, el costo del daño directo total se estima (según lo informado por la prensa) en 30 mil millones de dólares (USD) y el costo del daño indirecto debido a la falta de producción se estima en 7,6 mil millones de dólares (USD). En general, estas estimaciones preliminares incluyen muy poco de las pérdidas por daños en el interior de las edificaciones (que son bastante significativos en este caso), por interrupciones de las operaciones comerciales e industriales, y por daños en el inventario de las industrias afectadas. Si todas estas pérdidas financieras y otras (como por ejemplo la pérdida de penetración en el mercado) se incluyeran en la estimación, entonces las pérdidas totales serían aproximadamente el doble de aquellas estimadas preliminarmente para los daños directos. Así, nuestra estimación para las pérdidas financieras totales sería del orden de 50 a 60 mil millones de dólares (USD). Esta es una estimación muy aproximada sobre la base de nuestras observaciones y la experiencia con tales estimaciones en muchos terremotos pasados. Como indicamos anteriormente, la mayoría de estas pérdidas pueden evitarse con ingeniería relativamente simple y buenas prácticas de gestión de riesgos. 24 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile 3.7 Otras Estructuras Hospitales. El desempeño de los hospitales durante el terremoto estuvo directamente relacionado con la edad de las estructuras, con la historia de refuerzo y rehabilitación sísmica de aquellas estructuras antiguas, y con la calidad de los arriostrados o anclajes de los elementos arquitectónicos interiores y los equipos (mecánicos, eléctricos, médicos, etc.). Investigamos en detalle un hospital importante, el Hospital Regional de Talca (Figuras 31 a 34), donde observamos lo siguiente: 1. Uno de los edificios nuevos tenía daños exteriores importantes en elementos arquitectónicos decorativos pesados de hormigón y sus parapetos estaban conectados deficientemente a la estructura y colapsaron (Figura 31). Los cielos suspendidos colapsaron en varias áreas dañando el contenido del edificio y equipos médicos valiosos. El edificio estará cerrado durante varios meses para reparar los daños, en un momento en que es muy necesaria su operación dadas las secuelas del terremoto (Figura 32). 2. Un edificio nuevo de marcos de acero tenía daños estructurales menores y seguía funcionando. 3. Los edificios más antiguos sufrieron grandes daños y tendrán que ser reemplazados (Figura 34). 4. Unos puentes (pasillos) que conectan dos edificios no fueron detallados para considerar el movimiento diferencial entre estos dos edificios y se dañaron (Figura 33). 5. Todos los edificios del hospital sufrieron daños debido al colapso de los cielos suspendidos, otros elementos arquitectónicos interiores, y equipos (mecánicos, eléctricos, calefacción y ventilación, etc.). 6. Todos los daños descritos anteriormente, en el momento de nuestra visita, estaban inutilizando alrededor del 70% de la superficie útil de la capacidad del hospital. Figura 31. Dos edificios nuevos en el Hospital Regional de Talca. El edificio de marcos de acero (izquierda) tiene daños estructurales menores. La estructura de hormigón armado (derecha) está inutilizada debido a los daños en elementos decorativos exteriores y al colapso del cielo suspendido interior. Note la columna decorativa inclinada hacia delante y el parapeto deficientemente conectado y colapsado (derecha). Si el Hospital Regional de Talca es típico entre las instalaciones hospitalarias en todo Chile, el país necesita iniciar un importante programa para reforzar los hospitales usando normas sismorresistentes mejoradas como recomendamos en este informe. Estos programas existen en varios otros lugares como California, Japón, y Estambul (Turquía). 25 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile Figura 32. Daños típicos en el interior del Hospital Regional de Talca. Varios edificios en este hospital sufrieron similares y extensos daños. Figura 33. Daños típicos arquitectónicos exteriores (izquierda) y daños no estructurales en una pasarela de conexión (derecha) en el Hospital Regional de Talca. Figura 34. Daños estructurales severos en los edificios antiguos del Hospital Regional de Talca. Edificaciones Públicas Históricas. Revisamos numerosas edificaciones históricas, incluyendo edificaciones coloniales y otras utilizadas como oficinas públicas, museos, etc. Realizamos una revisión del desempeño y los daños en la Intendencia Regional del Maule. Este edificio histórico de tres pisos, que no fue diseñado originalmente con el conocimiento sísmico actual, sufrió daños severos, aunque se había sometido recientemente a una extensa renovación arquitectónica. El edificio presenta grietas y daños severos en muros de albañilería no reforzada, en los detalles arquitectónicos interiores y exteriores y en las terminaciones, y grandes daños estructurales en sus elementos de soporte de carga (Figura 35). El representante del gobierno local que nos acompañó durante la inspección del edificio expresó su preocupación porque el gobierno local no tenía los fondos para reforzar y reparar el edificio dañado y otras edificaciones en una situación similar; además, no esperaban una 26 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile ayuda significativa por parte del gobierno central. Sea o no sea el caso, numerosas edificaciones y sus propietarios gubernamentales locales enfrentan la misma situación. Figura 35. Daños severos en la histórica Intendencia Regional del Maule en Talca. 3.8 Infraestructura El terremoto causó grandes daños a la infraestructura pública y privada en la zona afectada. Los daños incluyen fallas estructurales, fallas de suelo que provocaron daños en la infraestructura, y daños en equipos y elementos arquitectónicos que causaron desajustes en la infraestructura. Investigamos un gran número de proyectos de infraestructura, incluyendo el Aeropuerto Internacional de Santiago y varios puentes (dañados y colapsados) a lo largo del sistema principal de la carretera que se vio afectada. Las siguientes son nuestras breves observaciones sobre algunos de los casos que investigamos y/u observamos con algún detalle. En general, la infraestructura diseñada con ingeniería funcionó relativamente bien para un terremoto con una magnitud de 8,8. Por ejemplo, relativamente pocos pasos a desnivel en la carretera (puentes) colapsaron y el daño global no causó grandes problemas de respuesta a la emergencia. Una vez más, el terremoto presenta numerosos ejemplos de buenos sistemas de ingeniería y numerosos ejemplos de lo que se puede hacer mejor. La única excepción importante a un desempeño razonablemente bueno de la infraestructura fue la respuesta general al maremoto (ver Sección 3.4.). Aeropuerto Internacional de Santiago. Observamos daños en el terminal principal, en algunas de las estructuras adyacentes, y en las inmediaciones. No investigamos los aspectos de operaciones del aeropuerto mismo. La estructura del terminal principal del aeropuerto es un gran marco tridimensional de acero tubular arriostrado. No observamos ningún daño, pero supimos de fuentes académicas en Chile que se produjeron daños estructurales en algunas conexiones. La estructura de una gran parte del terminal que investigamos se desempeñó muy bien, sin ningún tipo de daño estructural aparente. Sin embargo, otros daños no estructurales inutilizaron el terminal por algunas semanas, y en el momento de preparar este informe, sigue siendo utilizado solo parcialmente. Hubo grandes daños debido al colapso de los cielos suspendidos pesados; gran parte de los cielos colapsaron y mucha gente podría haber resultado herida si el terminal hubiese estado muy ocupado. Los peores daños relacionados con el cierre del terminal se produjeron en los puentes peatonales (pasarelas) de hormigón armado que conectan el edificio del terminal con la estructura de carretera elevada colindante (Figura 36). Esta última se construyó como una estructura independiente. Durante el terremoto, la estructura del terminal y la de la carretera elevada vibraron de manera independiente, provocando movimientos 27 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile diferenciales entre ambas. Consecuentemente, los apoyos de los puentes, situados sobre estas dos estructuras, se movieron en forma diferencial. Los puentes no tenían previsto acomodar estos movimientos diferenciales y colapsaron. Los puentes deberían haber tenido detalles estructurales sismorresistentes diferentes, como articulaciones deslizantes, para acomodar los movimientos diferenciales. Por lo tanto, la falla de un detalle de menor importancia estructural causó una amplia perturbación en el funcionamiento del principal aeropuerto del país. Recomendamos que el gobierno de Chile realice una evaluación del riesgo en sus aeropuertos principales (y otras importantes obras de infraestructura) y lleve a cabo un programa de reducción de riesgo a largo plazo para reducir los riesgos debido a terremotos a niveles aceptables. La norma sísmica actual no menciona explícitamente los aeropuertos como instalaciones esenciales, pero se puede interpretar que son y como tal, la norma requiere agregar un 20% más a las fuerzas sísmicas de diseño, que puede ser bajo en comparación con otras normas. Figura 36. Terminal ligeramente dañado en el Aeropuerto Internacional de Santiago (izquierda) y un puente de interconexión típico dañado (derecha). Tren Metropolitano de Santiago. El sistema del Metro de Santiago consiste en túneles, estructuras aéreas, pistas sobre la superficie o bajo la superficie con muros de contención laterales, estaciones, edificios de operación, subestaciones eléctricas, y otros edificios auxiliares. El sistema no sufrió daños estructurales. Por otra parte, los equipos y elementos no estructurales no tenían daños, y sólo algunos revestimientos arquitectónicos menores en algunos lugares se soltaron y se cayeron. Después de una inspección estándar, el sistema estaba funcionando normalmente dentro de las 24 horas. Infraestructura de Transporte. El epicentro del terremoto fue cerca de la red de transporte principal de Chile y de sus tres principales áreas urbanas: Santiago, Valparaíso/Viña del Mar y Concepción. Todas las vías de transporte sufrieron daños e interrupciones. Sin embargo, debido a su diseño y construcción globales buenos, y a los esfuerzos rápidos de recuperación y reparación, la red de carreteras estaba efectivamente funcionando en unos pocos días. Pudimos conducir a lo largo de la mayor parte de la zona afectada a los cinco días después del terremoto, excluyendo las zonas del litoral que fueron inundadas por el maremoto. Tuvimos desvíos frecuentes debido a daños menores y mayores en toda la longitud de los cuatro carriles de la carretera Panamericana entre Santiago y Chillán. El daño principal en la red de carreteras era: (1) fallas de la capa subyacente al pavimento y de los terraplenes, debido principalmente a fallas del suelo y del relleno que no estaban bien compactados (Figura 37); y (2) el colapso de puentes y viaductos a lo largo de las carreteras principales donde las vigas se desplazaron de sus apoyos verticales (Figuras 38 a 40). También observamos fallas debido a la licuación del suelo en los alrededores de Concepción. 28 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile Aproximadamente la mitad de las fallas y colapsos más severos en la carretera fueron debido al movimiento lateral de los terraplenes de relleno. La mayoría de éstos ocurrieron en zonas de suelos muy blandos, como las márgenes de los ríos o en terraplenes más altos compactados deficientemente. Figura 37. Fallas típicas de terraplenes en Concepción (izquierda) y a lo largo de la Carretera Panamericana (derecha). Figura 38. Colapsos típicos de estructuras en la carretera elevada en Santiago (izquierda) y Concepción (derecha). Figura 39. Falla de un puente en Concepción debido al asentamiento de las columnas (izquierda) y colapso de un puente en arco de albañilería antiguo en la Carretera Panamericana (derecha). Varios puentes colapsaron o sufrieron daños severos en los apoyos verticales. La mayoría de los colapsos fueron en los apoyos verticales de los viaductos donde las vigas que soportaban la carretera se desplazaron y se cayeron (Figura 38). No observamos fallas o daños severos en las columnas, excepto en unos pocos lugares donde el asentamiento de la fundación de la columna causó movimiento lateral. La mayoría de los colapsos que observamos se produjeron en apoyos orientados en ángulo con respecto a la dirección de la carretera. Afortunadamente, en los viaductos construidos con estructuras independientes para cada dirección, sólo unos pocos puentes fallaron en el mismo lugar en ambas direcciones 29 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile simultáneamente. Por lo tanto, era fácil desviar el tráfico en casi todos los casos. En un viaducto sobre el río Bío-Bío en Concepción donde un segmento colapsó, el tráfico vehicular fue reestablecido con un puente de acero temporal tipo mecano que se erigió en unos pocos días (Figura 38, derecha). Sin embargo, las autoridades tuvieron que restringir el tráfico porque el puente sufrió extensos daños en las vigas debido a golpeteos verticales, lo que sugiere que el terremoto tuvo una fuerte componente vertical. En Concepción y alrededores también observamos daños en las carreteras debido a la licuación del suelo. Figura 40. Puente antiguo de hormigón armado sobre el río Bío-Bío en Concepción utilizado para el tráfico peatonal y de bicicletas. Colapsó durante el terremoto. Nuestro equipo con sede en California notó inmediatamente que en Chile los puentes típicos sobre el nivel de carreteras y caminos (y sus columnas y pilares) se parecen bastante a aquellos rehabilitados sísmicamente en California. Los puentes de California se reforzaron tras el colapso de puentes, calzadas elevadas, y viaductos debido a la acción de los terremotos de California de 1989 en Loma Prieta y de 1994 en Northridge (Los �ngeles). Los puentes chilenos son típicamente robustos, con grandes columnas y varios detalles para evitar que las vigas se desplacen de sus apoyos. La mayoría de los puentes no sufrieron daños o tuvieron daños menores en sus apoyos. No observamos fallas de columnas o pilares modernos causadas por diseño estructural deficiente. Investigamos dos importantes puentes destruidos. Ambos puentes fueron programados para ser reemplazados debido a que no fueron diseñados adecuadamente para resistir los terremotos que actualmente se reconoce ocurren en Chile. Uno, el largo puente sobre el río Bío-Bío en Concepción, era un puente de estructura de hormigón (Figura 40). El otro era un puente alto en arco de albañilería antiguo situado en la Carretera Panamericana (Figura 39, derecha). Recomendamos una revisión detallada del desempeño del sistema de carreteras durante este gran terremoto junto con una evaluación general del riesgo para determinar qué componentes restantes es preciso mejorar. Programas similares se han completado en California y Japón. La línea principal de ferrocarril entre Santiago y Concepción es paralela a la Carretera Panamericana. Observamos daños en los estribos y columnas de varios puentes antiguos de acero. Por lo menos en dos casos las bases de las columnas se habían asentado debido a fallas del suelo o a un diseño deficiente de la fundación. El nuevo edificio de control del ferrocarril en el centro de Concepción (que pertenece a EFE, la Empresa de Ferrocarriles del Estado) se encuentra fundado en suelos muy blandos o de relleno, a unos pocos cientos de metros del edificio residencial que colapsó, Alto Río. El edificio de tres pisos de altura no tenía daños estructurales significativos. Es un edificio de 30 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile marcos de hormigón armado con marcos de acero arriostrados que forman sus dos escaleras. Sin embargo, debido a la falta de un sistema de arriostrados sísmico adecuado, sufrió daños mayores en el contenido de sus dos plantas superiores: cielos falsos, terminaciones arquitectónicas, conductos de ventilación suspendidos, equipos de iluminación, tabiques, etc. (Figura 41). Los computadores y equipos de control se cayeron. El centro no estará en funcionamiento durante varios meses mientras se reparen los daños no estructurales. Figura 41. Centro de control de trenes en Concepción estructuralmente en buen estado (izquierda). El interior sufrió daños considerables (derecha). Generación, Transmisión y Distribución de Energía. No visitamos instalaciones de plantas de generación de energía. Sin embargo, hemos recibido informes académicos informales de los daños en dichas instalaciones. Hemos observado fallas de los sistemas de transmisión y distribución, debido principalmente a fallas de suelo o al colapso de las estructuras en las instalaciones de distribución. Observamos algunos daños en las subestaciones, pero no tuvimos la oportunidad de realizar un estudio detallado. Dado el tamaño del terremoto, es muy recomendable un estudio detallado del funcionamiento del sistema total y de las instalaciones individuales más importantes. Recomendamos, en base a nuestra experiencia específica con muchos terremotos y otros sistemas de energía (particularmente con el terremoto de 1985 en Chile), que los sistemas de energía de Chile se revisen y se refuercen a niveles aceptables, si es necesario, sobre la base de riesgo y el análisis de costo-beneficio. Puertos. Sólo visitamos el Puerto de Talcahuano, que sufrió daños severos debido al maremoto. Las instalaciones de ASMAR, entidad autónoma de la Armada para la construcción y mantenimiento de buques y embarcaciones diversas, estaban en completo desorden (Figura 14) y los trabajadores estaban en un modo de rescate de equipos. Comunicaciones. Durante nuestra visita, la mayoría de los sistemas de comunicación estaban funcionando. Hicimos uso extenso de teléfonos fijos y móviles, con esporádicos cortes, sobre todo después de réplicas fuertes. Sin embargo, se informó ampliamente que hubo un colapso total del sistema de comunicaciones inmediatamente después del terremoto. Éste es un problema estratégico de emergencia que necesita ser abordado. En todo momento (antes, durante y después de un terremoto) debe estar disponible un sistema de comunicaciones de emergencia. 3.9 Industria Comentarios Generales Sobre la Industria. Observamos el desempeño general de un gran número de instalaciones industriales, y pudimos revisar varias con cierto detalle (Figuras 42 y 43). En general, gran parte de la industria en las áreas fuertemente afectadas del país no 31 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile estaba operando plenamente tres semanas después del terremoto. Esto en su mayoría se puede atribuir a los daños en los equipos y a las interrupciones de las operaciones resultantes. En general las estructuras antiguas sufrieron daños severos. Las estructuras más nuevas en toda la región, sobre todo las omnipresentes estructuras industriales ligeras de marcos de acero, parecieron funcionar razonablemente bien. Miembros de nuestro equipo investigaron en detalle el desempeño de 15 instalaciones de una gran empresa multinacional de la industria de alimentos. La mayoría de los daños en las instalaciones fueron en equipos y en sus conexiones deficientemente arriostradas o no ancladas. Figura 42. Estructura de hormigón armado que falló soportando un estanque elevado de distribución de agua cerca de Santa Cruz (izquierda), y un estanque de agua de acero colapsado en los terrenos del Aeropuerto Internacional de Santiago (derecha). Figura 43. Torres de refrigeración por agua colapsadas causaron el cierre de operaciones en una refinería importante (a la izquierda). Los daños estructurales en una torre de acero (derecha, estructura de la izquierda) y en otros equipos pararon las operaciones de una fábrica de acero importante. Ambas plantas se encuentran cerca de Concepción. Industria de Alimentos. La industria de procesamiento de alimentos sufrió daños considerables. En la totalidad de las zonas visitadas observamos una gran cantidad de plantas de almacenamiento, envasado y distribución. Muchas de las instalaciones que observamos se situaban a lo largo de la Carretera Panamericana, donde están adyacentes a la carretera y al transporte ferroviario (Figuras 44 y 45). Alrededor de la mitad de todas las instalaciones de silos de almacenamiento que observamos tenían uno o más silos colapsados. Aproximadamente el 20% de todos los silos que observamos colapsaron (Figura 46). Al parecer, solo los silos total o parcialmente llenos colapsaron. Los silos dañados y los colapsados variaban de pequeños a muy grandes, de viejos a nuevos, y de estar apoyados directamente en sus plataformas de hormigón a elevados sobre apoyos de acero. Los silos colapsados incluyeron silos de hormigón armado, de acero 32 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile corrugado, y de otros tipos de materiales. El mal desempeño de los silos es probablemente debido a un diseño poco adecuado para la larga duración del terremoto. Como muchos de los silos que colapsaron eran relativamente nuevos, la industria debería reevaluar sus criterios de diseño. Miembros de nuestro equipo observaron colapsos similares pero menos frecuentes debido al terremoto de 1985, que tuvo una duración mucho más corta. Figura 44. Daños severos en el inventario (izquierda) y daños estructurales severos causados por el colapso de los inventarios (derecha). Figura 45. El terremoto causó interrupciones extensas a las operaciones comerciales e industriales en todo tipo de industrias, debido al daño estructural (izquierda) y a los daños en equipos e inventarios (derecha). Figura 46. Silos de hormigón y acero colapsados, nuevos y antiguos, a lo largo de toda el área afectada. 33 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile La industria de empaque y exportación de frutas tuvo problemas similares, pero a una escala menor. Industria del Vino. El terremoto tuvo su epicentro cercano al corazón del cultivo de la vid y la industria vitivinícola de Chile. Esta es una de las industrias de exportación agrícola principales del país. Sufrió daños considerables. Los daños fueron principalmente en: (1) los estanques de acero inoxidable, las tuberías de interconexión y las pasarelas; (2) los apoyos de estanques; (3) las barricas apiladas sin sujeción o con sujeción deficiente; (4) los contenedores y bastidores llenos de botellas; y (5) las edificaciones (Figura 47). Figura 47. Daños estructurales en una bodega (izquierda) y daño aparentemente menor en los estanques de acero inoxidable de almacenaje de vino que muchas veces causaron la pérdida completa de sus contenidos (derecha). Los estanques de acero inoxidable (tanto grandes como pequeños) y sus contenidos son los componentes de más valor en las bodegas. Éstos han sufrido pérdidas desproporcionadas en terremotos anteriores, particularmente en California y Japón. El daño es debido principalmente a la falta de un buen diseño de ingeniería sismorresistente en los estanques y sus apoyos. Además, las paredes de los estanques de acero inoxidable son muy delgadas y se pandean con facilidad. En general, los estanques se rompen fácilmente, derramando su contenido de alto valor. El desempeño de los estanques en Chile, como en todos los otros terremotos en zonas productoras de vino y sake (Argentina, California, Italia y Japón) ha sido deficiente. La industria tiene un problema serio con la resistencia sísmica deficiente de los estanques de acero inoxidables. Este terremoto, de nuevo, presenta una buena oportunidad para estudiar el daño en detalle y determinar la forma de reducirlo significativamente. Visitamos tres bodegas en la región de Talca y observamos muchas de los cientos de bodegas en toda la región afectada. Todas las bodegas visitadas sufrieron daños severos en los estanques de acero inoxidable. Aunque en muchos casos se había hecho algún intento para diseñar sísmicamente los apoyos de los estanques (observamos una gran variedad de detalles), ninguno de estos exhibió un buen desempeño. Casi todos los estanques llenos en el momento del terremoto fallaron y su contenido se perdió. Todas las bodegas visitadas fueron en zonas que no experimentaron un movimiento particularmente fuerte. Algunos estanques llenos tuvieron fallas en la puerta de servicio, lo que produjo una presión negativa súbita cuando el líquido fluyó hacia fuera, con el consiguiente colapso del estanque hacia el interior. Se nos ha informado que aproximadamente el 11% de la producción anual de vino de Chile (125 millones de litros) se ha perdido. Cabe señalar que este fenómeno ocurrió con la industria láctea para el terremoto de Valdivia en 1960; la lección fue aprendida y esta vez hubo mucho menos daño. 34 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile Industria Pesquera. La industria de la pesca artesanal en la zona costera afectada por el maremoto sufrió grandes pérdidas (Figura 13, abajo izquierda), estimadas en 39 millones de dólares (USD), afectando a unos 27 mil pescadores y 4.200 barcos de pesca, como se ha informado por la prensa. 4. INSPECCIÓN A LAS EDIFICACIONES Y RESPUESTA A LA EMERGENCIA Observamos que la respuesta de emergencia para evaluar la seguridad y capacidad de los edificios tras el terremoto no se ha normalizado y en gran medida dependía de ingenieros y arquitectos voluntarios no entrenados para tales inspecciones. Las autoridades encargadas solicitaban a varios profesionales voluntarios la ejecución de esta evaluación a una edificación en particular, recolectando diversas opiniones para una misma edificación, duplicando esfuerzos y ocupando recursos que en la emergencia eran escasos. Diferentes municipios y otras autoridades jurisdiccionales (como las ramas regionales del Ministerio de Obras Públicas) tenían diferentes formas de catalogar a las edificaciones, pero la mayor parte de las edificaciones se clasificaron en tres grupos: (1) edificaciones dañadas en forma irreparable, a ser evacuadas y demolidas; (2) edificaciones dañadas a ser evacuadas, pero a la espera del informe de un ingeniero, contratado por los propietarios, que justifique una posible ocupación y que explique el procedimiento de reparación de los daños; y (3) edificaciones sin daños o con daños menores no estructurales y adecuadas para su ocupación. Chile necesita desarrollar un programa de evaluación de la seguridad estructural en todo el país que pueda ser activada en emergencias futuras. Este programa se puede basar en los sistemas desarrollados y probados con éxito en terremotos recientes en California y Japón. Varias sedes de municipios y ramas regionales del Ministerio de Obras Públicas (donde se depositan los planos de construcción de las obras privadas y públicas, respectivamente) fueron dañados severamente y no podían utilizarse (Figura 48, izquierda). La Oficina Nacional de Emergencia del Ministerio del Interior (ONEMI) en Concepción se encontraba en la planta superior de una torre de ocho pisos que no sufrió daños. Sin embargo, el terremoto sacudió el contenido de ONEMI hasta el punto de su destrucción (Figura 48, derecha). Estas oficinas deben ser operables después de un terremoto; luego, su emplazamiento debe evitar lugares vulnerables. Figura 48. Daño estructural severo en una edificación de obras públicas en Talca (izquierda) y daño extenso en el interior de ONEMI en Concepción (derecha). 35 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile 5. CONCLUSIONES El terremoto de Chile del 27 de febrero de 2010 afectó al 82% de la población del país. La magnitud del terremoto, Mw=8,8, lo hace uno de los más grandes que se han registrado en el mundo. Este terremoto también causó un maremoto que devastó una gran parte de la costa central de Chile. El terremoto y el maremoto que lo siguió causaron la muerte confirmada de 521 personas, con 56 más desaparecidos (al 15 de mayo de 2010). Un informe preliminar publicado en la prensa estima el valor de las pérdidas globales de infraestructura en 30 mil millones de dólares (USD). Basándonos en nuestras observaciones y experiencia previa con numerosos terremotos destructivos pasados, estimamos que dichas pérdidas pueden duplicarse una vez que se consideren los daños en el interior de las edificaciones y las interrupciones de las operaciones comerciales e industriales. Los mayores daños en infraestructura los observamos en caminos y puentes, puertos y aeropuertos, sistemas de suministro de agua y energía, industria (agricultura, acero, madera, procesadora de alimentos, empacadora de frutos, etc.), oficinas y comercio al detalle, y edificaciones residenciales. La mayor pérdida de vidas fue causada por el colapso de edificaciones antiguas y por los efectos del maremoto. Las mayores pérdidas económicas se concentraron en los daños en caminos, puentes y puertos. También hubo gran cantidad de daños en el interior de las edificaciones, incluyendo daños en el contenido y los equipos de oficinas, comercio e industrias. Las edificaciones que experimentaron daños se pueden clasificar como sigue: (1) edificaciones antiguas, mayoritariamente residenciales y comerciales, situadas fuera de Santiago, y construidas sin diseño de ingeniería; (2) edificaciones modernas, mayoritariamente residenciales y de oficinas, y estructuradas en base a muros de corte pero con un primer piso blando (o semi-blando, en el caso de edificios esbeltos); y (3) edificaciones modernas, mayoritariamente comerciales y de oficinas, estructuradas en base a marcos tridimensionales relativamente flexibles y que exhiben elementos no estructurales y otros en el interior (como equipos, mobiliarios, etc.) deficientemente arriostrados o anclados. Después de observar la gran mayoría de los daños y sus razones sociales y de ingeniería, concluimos que en gran medida, la infraestructura de Chile y las edificaciones modernas protegieron a la población. También concluimos que es posible mitigar futuras pérdidas humanas y económicas a través de un programa sistemático de reducción de riesgo y preparación de respuesta a emergencias orientado a terremotos y maremotos. 6. RECOMENDACIONES El texto de este informe contiene numerosas recomendaciones basadas en las lecciones de ingeniería observadas. Nuestras principales recomendaciones para Chile son: 6.1 Programa Nacional de Prevención de Daños y Reducción del Riesgo Sísmico Establecer un programa de política pública global para la prevención del daño producido por terremotos y la reducción del riesgo sísmico. Este programa puede explícitamente contener algunas de las recomendaciones enumeradas a continuación. 36 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile 6.2 Prevención de Daños y Reducción del Riesgo Sísmico 1. Conducir una evaluación de riesgo del sistema de carreteras de Chile para determinar las vulnerabilidades remanentes. Seguir esta evaluación con un programa que elimine o mitigue el riesgo a niveles aceptables mediante el refuerzo y la rehabilitación sísmica de las estructuras vulnerables. 2. Conducir una evaluación de riesgo del sistema energético de Chile para determinar las vulnerabilidades remanentes. Seguir esta evaluación con un programa que elimine o mitigue el riesgo a niveles aceptables mediante el refuerzo y la rehabilitación sísmica de los componentes vulnerables. 3. Conducir programas similares para otras agencias e infraestructura gubernamentales y/o esenciales tales como hospitales, municipalidades, estaciones de policías, estaciones de bomberos, aeropuertos, agencias regionales de obras públicas, y otras que deben operar antes, durante y después de un terremoto. 4. Conducir estudios de ingeniería que correlacionen los daños estructurales con las condiciones de suelo bajo las estructuras dañadas para las más importantes áreas metropolitanas de Chile. Estos estudios se necesitan para desarrollar mapas de micro- zonificación que a su vez sean usados en el diseño de edificaciones nuevas bajo requerimientos de normas de diseño revisadas y mejoradas (ver Sección 6.3.). Coordinar estos mapas con los planos reguladores municipales. 5. Conducir estudios de ingeniería sobre el desempeño global de las edificaciones de albañilería confinada. Evaluar si la altura de la construcción de albañilería confinada debiera limitarse. 6. Conducir un estudio detallado del desempeño de diferentes tipos de revestimientos modernos para este terremoto. 7. Establecer un programa que elimine la infraestructura privada vulnerable (por ejemplo, adobe y albañilería sin refuerzo) mediante el mandato de su reemplazo o su refuerzo con subsidio gubernamental, de una manera respetuosa, humana, y que preserve la herencia cultural de su emplazamiento. 8. Identificar las áreas susceptibles a maremotos, desarrollar normas de construcción aplicables a estas áreas, y regular las zonas urbanas en estas áreas mediante planos reguladores municipales. 9. Conducir un estudio detallado del desempeño de las edificaciones históricas y desarrollar estrategias para su refuerzo. 6.3 Norma Sísmica Conducir una revisión y mejorar la norma de diseño sísmico de Chile basándose en las lecciones derivadas de este terremoto, que incluya pero que no esté limitado a: 1. Desarrollar espectros de diseño que incorporen los espectros obtenidos para este terremoto y sus replicas. 2. Desarrollar especificaciones más claras para el refuerzo de acero que mejoren la integridad y ductilidad de las estructuras de hormigón armado sujetas a cargas sísmicas. 3. Desarrollar especificaciones más claras para elementos no estructurales tales como elementos puramente arquitectónicos, equipos (mecánicos, eléctricos y de comunicaciones), cielos, etc. 37 El Terremoto de Magnitud 8,8 Costa Afuera de la Región del Maule, Chile 4. Desarrollar mapas de micro-zonificación en áreas metropolitanas vulnerables (Viña del Mar, Concepción, y otras ciudades con suelos blandos y variables) y coordinar con planos reguladores municipales. 5. Desarrollar un protocolo estructural de diseño, revisión, inspección y verificación de materiales que explícitamente evite los conflictos de interés propios del mercado. 6. Desarrollar limitaciones en la norma que permitan el análisis simplificado para el diseño estructural solo en ciertos casos. Por ejemplo, permitir análisis simplificados sólo para estructuras regulares, con altura limitada, fundadas en suelos firmes, y con características similares a las que ya han mostrado tener un buen desempeño en éste y otros sismos severos pasados. 7. Desarrollar procedimientos y criterios para evaluar y rehabilitar estructuras existentes sísmicamente deficientes. 6.4 Educación, Entrenamiento e Investigación 1. Mejorar e incrementar los programas existentes agregando conocimiento y entrenamiento operativo para enfrentar terremotos y maremotos tal que las pérdidas humanas y materiales resulten mínimas. 2. Financiar la investigación científica y aplicada para mejorar el conocimiento de la sismología e ingeniería sismorresistente en Chile tal que conduzca a diseñar medidas que eliminen o minimicen las pérdidas humanas, culturales y materiales. 3. Conducir varios estudios detallados, post-terremoto, para recolectar y analizar datos de ingeniería importantes con el fin de aprender todas las lecciones que puedan ser derivadas de este terremoto. 4. Financiar la educación y generar oportunidades de trabajo para científicos e ingenieros especializados en sismología e ingeniería sismorresistente. 6.5 Red Sísmica 1. Crear una organización y proveer los recursos para sostener la operación permanente de una red sísmica. 2. Diseñar e implementar una red sísmica de alcance nacional que incluya sensores de movimientos fuertes, sistemas de adquisición de datos, y sistemas de comunicaciones que permita un monitoreo continuo de la actividad sísmica del país. 3. Desarrollar un banco de datos sísmicos de calidad, público y abierto al mundo. 6.6 Monumento Usar lo que queda del puente sobre el Río Claro que colapsó (Figura 39, derecha) para diseñar un monumento que recuerde a las chilenas y los chilenos que viven en un país donde los terremotos ocurren frecuentemente y que el país tiene la capacidad para salir adelante después de estos eventos catastróficos. 38  SANTIAGO TALCAHUANO   CONSTITUCIÓN   CONSTITUCIÓN   CONCEPCIÓN   CONCEPCIÓN   TALCA  Fotografías de Talca (sólo en esta página): J.M. Aguiló.