Reforzamiento contra Terremotos de Edificaciones Existentes de Adobe en el Ecuador

1. Antecedentes

Abril 2000 1. ANTECEDENTES Desde hace más de 4 años gracias al Proyecto CERESIS - GTZ, fue posible desarrollar una serie de investigaciones tendientes a evaluar el comportamiento de vivienda de adobe frente a cargas sísmicas, para de esta manera identificar las zonas críticas que deben reforzarse, así como investigar sobre métodos y materiales apropiados para ejecutar dicho reforzamiento de manera sencilla y a costos accesibles a la comunidad.

Recientemente y con el propósito de difundir los resultados alcanzados en esas investigaciones, por iniciativa de CERESIS y con apoyo de la GTZ, se decide llevar a cabo un plan de reforzamiento en distintos países latinoamericanos, entre ellos, especial interés se pone en los países andinos, dado que un alto número de la población indígena vive en estructuras de adobe o mamposteria sin reforzar.

Se encarga a la Escuela Politécnica Nacional la ejecución del proyecto CERESIS/GTZ para el reforzamiento sísmico de edificaciones de adobe en el Ecuador, con el propósito de difundir y capacitar a la comunidad sobre la técnica de reforzaniiento propuesta y su ejecución en sitio, para que sea ella la que en el futuro se encargue del proceso integral.

Las etapas previas al proyecto como son la identificación de posibles edificaciones a ser reforzadas, contactos con organismos gubemamentales y sector privado, estimación de volúmenes de material y difusión del proyecto, se cumplieron durante el segundo semestre del año de 1999. La ejecución misma del proyecto sólo pudo concretarse a inicios del mes de Febrero del año 2000, una vez que CERESIS aseguró los fondos necesarios para el mismo.

El presente constituye un informe de avance de las actividades desarrolladas y da cuenta del estado actual del proceso de reforzamiento implementado, el mismo que esperamos pueda concluirse en el verano del año 2000, como se justificará en la sección pertinente.

2. Comportamiento Sísmico de Edificaciones de Adobe

En diversos terremotos ocurridos en el Ecuador asi como en la región andina, se ha observado que en general las estructuras con sistemas constructivos tradicionales, entre ellas las de adobe, presentan un pobre comportamiento sísmico, llegando incluso al colapso en forma muy rápida, aun frente a sismos moderados.

Algunos de los daños típicos, observados en este tipo de estructuras, se muestran en las figuras 1 a la 4 y pueden resumirse asi (Referencias 1, 2 y 3):

- Fisuras en el centro y las uniones de las paredes o muros portantes, debido a la acción de fuerzas sísmicas actuando en forma perpendicular al plano de la pared, las mismas que generan tracciones por flexión en el centro y tienden a empujar los muros separándolos en las uniones.

- A causa de las mismas fuerzas sísmicas actuando en forma perpendicular al muro, suelen aparecer fisuras en el triángulo superior que conforma el tímpano, utilizado para formar los techos a dos aguas, donde la viga del cumbrero produce empujes importantes sobre la pared, provocando usualmente su desplome o grandes boquetes.

- Las fuerzas laterales actuando en el mismo plano de la pared producen esfuerzos cortantes que generan tensión diagonal, provocando fisuramiento. En los sitios donde existen aberturas, por la presencia de puertas y ventanas, las fisuras se inician a 45º desde las esquinas y se propagan en forma curva hacia arriba. Cuando las fuerzas sísmicas son mayores, aparecen las grietas a 45º en ambas direcciones, dejando la bien conocida "X" o marca del sismo.

El proceso de fisuramiento arriba descrito resulta muy peligroso puesto que impide el trabajo integrado de los muros, quedando los elementos estructurales sueltos, sin arriostramiento, perniitiendo un trabajo aislado de cada uno de ellos, por lo que al continuar el movimiento sísmico, éstos tienden a su colapso total o parcial.

Usualmente las casas de adobe existentes no cuentan la denominada viga solera, la misma que perniite integrar los muros para su trabajo de conjunto y limitar el crecimiento de las potenciales grietas.

La técnica de reforzamiento desarrollada proviene de numerosos ensayos de simulación sísmica llevados a cabo sobre modelos físicos probados con distintas alternativas como soga, tablas, mallas de gallinero, malla electrosoldada, etc. y permite retardar el colapso de las viviendas de adobe existentes en la región andina, de modo que los ocupantes tengan suficiente tiempo para evacuar y ocupar lugares mas seguros durante la ocurrencia de un sismo.

3. Objetivos

El proyecto CERESIS/GTZ tiene tres objetivos principales

a) Ver la pertinencia de utilizar las técnicas desarrolladas en el Perú para el resto de países andinos.

b) Transferir y Capactar a distintas comunidades sobre la necesidad de contar con viviendas seguras frente a posibles terremotos.

c) Estimar la factibilidad económica del proyecto a través de costos reales de reforzamiento en edificaciones existentes.

4. Alcance y Difusión

Como se ha mencionado anteriormente, para lograr los objetivos planteados CERESIS realizó las gestiones necesarias ante GTZ para lograr un pequeño capital semilla que permita ejecutar el reforzamiento de 3 edificaciones.

Con el propósito de lograr el mayor rendimiento de dicho capital, asi como alcanzar un mayor impacto del proyecto, se discutieron varias alternativas para la selección de las edificaciones a ser reforzadas, criterios que pueden resumirse de la siguiente manera.

a) El proyecto fue pensado inicialmente para vivienda, en particular aquella en el área rural.

b) Se consideró la posibilidad de compatibilizar los intereses y alcances del PROYECTO CERESIS/GTZ, junto con otro realizado por la Escuela Politécnica Nacional y otros organismos nacionales c internacionales, relativo a la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones escolares en la ciudad de Quito, el mismo que da cuenta de la mala condición sísmica de numerosas edificaciones escolares, entre ellas, de manera particular, las construidas en adobe.

c) Levantar el interés de determinados organismos gubernamentales empeñados en la solución de problemas relativas a la vivienda de interés social como el Mnisterio de Desarrollo Urbano y Vivienda (MIDUVI), u otras que buscan apoyar a las comunidades en proyectos compartidos como el Fondo de Inversión Social de Emergencia (FISE).

d) Informar al sector privado y la ciudadanía en general sobre las bondades tanto técnicas como económicas del proyecto.

Con este objetivo, se realizaron los contactos necesarios con los organismos arriba mencionados, el Centro de Asesoramiento para Vivienda Popular CAVIP, programa adscrito al Mnisterio de Desarrollo Urbano y Vivienda MIDUVI, tuvo gran interés en la propuesta puesto que a través de su Sistema de Inventivos para la Vivienda, la ciudadanía en general puede tener acceso al plan para mejora y adecuación de vivienda, en el que el beneficiario del programa, recibe en calidad de bono, hasta el 30% de su inversión en mejoras. Se visitó el CAVIP habiendo destacado at Ing. Fernando Bedón para realizar el seguimiento del reforzamiento en el sitio.

Otra de las instituciones consultadas fue el Fondo de Inversión Social de Emergencia FISE, se nos indicó que efectivamente, el programa no podía apoyar vivienda de tipo particular, pero si otro tipo de proyectos comunitarios como por ejemplo escuelas. El Dr. Teodoro Abdo, director del FISE, mostró su particular interés en la propuesta, señalando la posibilidad de iniciar un proceso masivo de reforzaniiento de escuelas de adobe en las serranías ecuatorianas, para lo cual resultaba particularmente importante conocer de mejor manera las técnicas de reforzamiento, asi como los costos reales que se podían alcanzar.

Para informar al sector privado sobre el proyecto, se seleccionó a la empresa IDEAL- ALAMBREC, quienes producen la malla de reforzamiento en el Ecuador, para que conozcan de manera cercana el proceso y lo apoyen a través de sus productos. En particular se pudo detectar que esta empresa no hace una malla idéntica a aquella utilizada en Perú, por lo que debieron preparar un material que se le asemejara lo mas posible. En el caso de que en el país se pudieran arrancar procesos masivos de reforzamiento, esta empresa tendría interés en producir la malla de las características requeridas. Igualmente mostró una gran apertura para apoyar la elaboración de material de difusión una vez concluido el proyecto.

Finalmente, y con el propósito de llegar de mejor manera a la ciudadanía, uno de los medios de comunicación más importantes del pais, el Diario el Comercio, difundió el proyecto, en página llena el dia Sábado 19 de Junio de 1999, la misma que se adjunta en el anexo correspondiente.

De este modo, se eligieron 4 edificaciones para la ejecución del proyecto en el Ecuador, una casa de adobe ubicada en una comunidad indígena denominada San Miguel, en el Cantón Cotacachi, Provincia de Imbabura, una casa de dos pisos localizada en el Sector de Tumbaco en uno de los varias cercanos a la ciudad de Quito, y dos escuelas de adobe ubicadas en la capital de la República.

Se espera que en el futuro un mayor número de edificaciones de Adobe, tanto casas de habitación como escuelas, puedan ser incorporadas progresivamente al proceso, ya sea con el apoyo de organismos del sector público, del sector privado y en particular de la ciudadanía a través de su propio esfuerzo y sobretodo luego de una etapa de concientización en la que la población asimile el proceso como una necesidad urgente de reducir las pérdidas de vida y propiedad por efectos de la acción de los terremotos.

5. Selección de las Edificaciones

Una vez tomados en cuenta todos los criterios de selección arriba mencionados, se decidió ejecutar el reforzamiento de las siguientes edificaciones:

5.1 Una vivienda de adobe en la Comunidad de San Miguel, Cantón Cotacachi, Provincia de Imbabura. El Cantón Cotacachi, de acuerdo a los estudios reatizados para el proyecto de Modernización del Estado, señala que este cantón tiene un 75% de vivienda de adobe. La población es sumamente pobre, dedicada a las labores agrícolas en su mayoría. Por su belleza natural es una zona privilegiada para el desarrollo turístico y artesanal. Para oficializar el proceso se tomó contacto con el Sr. Economista Auqui Tituaña, Alcalde del Cantón Cotacachi. Una carta de intención suscrita por el Sr. Alcalde se adjunta al Anexo Respectivo. El propósito principal al seleccionar esta vivienda es el de difundir en la comunidad la metodología y ver la factibilidad de consecución de fondos adicionales para reforzar todas las casas de esa comunidad, la misma que alberga a unas 25 familias, con un alto porcentaje de niños. El equipo técnico visitó la zona por tres ocasiones previamente al inicio de las labores de reforzamiento. Actualmente, el reforzamiento de esta casa está totalmente concluido.

Casa de Adobe - Comunidad de San Miguel - Cantón Cotocachi - Provincia de Pichincha - Ecuador

5.2 Dentro de lo que podría considerarse el primer resultado positivo en la difusión del PROYECTO DE REFORZAMIENTO CERESIS/GTZ en Ecuador, la Sra. Silvia Rivadeneira solicitó la colaboración del proyecto para reforzar su casa ubicada en la población de Tumbaco, valle cercano a la ciudad de Quito. Esta casa de paredes no confinadas de adobe se trata de una construcción practicamente nueva, la misma que presentó fisuras en sus paredes debido a problemas tanto estructurales como constructivos. El hecho de tener dos pisos de altura, presentaba una complicación adicional que incrementaba la condición de vulnerabilidad de la casa. Por otro lado, se intentó variar un poco el tipo de malla utilizada para el reforzamiento, para aprovechar aquella que se encuentra regularmente en el mercado nacional. Al estar esta vivienda en la zona urbana del sector, se precisa la realización de planos para aprobación municipal. Dichos planos se adjuntan a este inforrne en el anexo respectivo. Cabe indicar que los costos de materiales y mano de obra adicional a los tres maestros de la construcción corrieron a cargo de la propietaria habiendo el proyecto además contribuido con la dirección técnica. Se aprovechó para poner en práctica algunos criterios locales relacionados con el tamaño de la cocada, particularmente para usar malla mas barata y de uso común en el país.

Casa de Adobe - Valle de Tombaco - Provincia de Pichincha - Ecuador

5.3 La Facultad de Ingenieria Civil cuenta con un importante banco de datos relativo a la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones escolares, generado gracias al Proyecto de "Seguridad Sísmica para las Construcciones Escolares de Quito, Ecuador, realizado por la Escuela Politécnica Nacional y GeoHazards International hacia finales de 1996. Dos escuela identificadas como vulnerables son la Escuela Fiscal mixta Zoila Ugarte de Landivar y la Escuela Alvaro Pérez Intriago. Las principales razones que motivaron a la elección de escuelas fueron la alta concurrencia de niños, jóvenes y profesores en tres jornadas diarias de trabajo y la posibilidad de conseguir fondos adicionales a través de los programas del Fondo de Inversión Social de Emergencia.

Estas escuelas no han podido ser reforzadas aún puesto que se requiere de al menos tres semanas para la realización de los trabajos y al estar las escuelas en su periodo regular de clases, los respectivos directores de escuela han sugerido la postergación de los trabajos hasta el mes de Julio en que los niños tienen sus vacaciones largas de verano. Fondos adicionales deben ser asegurados para proceder también al arreglo de las cubiertas que se encuentran en malas condiciones.

El material destinado por el proyecto para estas dos edificaciones ha sido adquirido con anterioridad y reposa en las bodegas de la EPN.

Escuelas de Adobe - Quito, Provincia de Pichincha

6. Personal Técnico de Apoyo

La coordinación general del proyecto estuvo a cargo de la Ing. Jeannette Fernández, Subdecana de la Facultad de Ingenieria Civil de la Escuela Politécnica Nacional. Con el fin de lograr la mayor difusión posible de los aspectos técnicos del proyecto, se constituyó un grupo de apoyo, integrado por algunos profesores e investigadores de la institución, asi como un grupo de estudiantes de pregrado y posgrado, quienes desarrollan sus tesis de grado con el auspicio de la Fundación Ecuatoriana para la Ciencia y la Tecnología (FUNDACYT), a través del proyecto de capacitación PC-BID-05, así como el director del Centro de Investigaciones para la Vivienda, PC-BID-100, también auspiciado por FUNDACYT.