4. ANÁLISIS DE LAS METODOLOGÍAS DE EVALUACIÓN
4.1 Comparación de las Metodologías de evaluación
Las metodologías presentadas en el capítulo anterior contienen, en su mayoría, 2 tipos de evaluaciones (rápida y detallada); sin embargo, algunas de ellas llevan a cabo una evaluación única. Por lo anterior y con la finalidad de comparar las características de los métodos presentados, se subdividirán en los que tienen evaluación de dos tiempos y evaluación única. Las características a comparar serán las presentadas en el capítulo número 3, tales como el objetivo de la evaluación, los formatos de inspección y descripción del edificio, la inspección de todo tipo de daños, recomendaciones necesarias, entre otras.
4.1.1 MÉTODOLOGÍAS CON EVALUACIÓN DE DOS TIEMPOS
Las metodologías que entran en esta clasificación son las del ATC-20, el método Japonés, el método Mexicano y el método del Quindío.
4.1.1.1 Evaluación Rápida
Objetivo de la evaluación.
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Objetivo de la evaluación
Inspeccionar y evaluar rápidamente las edificaciones del área afectada. Determinar si las edificaciones están en capacidad de tener un uso normal o si la entrada a ellas debe ser restringida o prohibida. Evaluar el nivel de daño y el riesgo que representan las estructuras afectadas por el sismo. Identificar edificaciones que a primera vista son seguras y edificaciones que requieren de evaluaciones posteriores o presentan daños de importancia. Evaluar si después de un fenómeno natural o provocado por el hombre, las edificaciones se encuentran en condiciones para ser usadas
normalmente o si su entrada se debe restringir o prohibir.
Tabla 4.1 Comparación de objetivos de las evaluaciones rápidas.
Los objetivos de las evaluaciones rápidas son muy similares para las metodologías presentadas. Basicamente se pretende definir cuales edificaciones pueden ser utilizadas normalmente y cuales deben de tener restringida su entrada, además, se recomiendan evaluaciones posteriores de acuerdo a lo inspeccionado. El método Japonés y el de Quindío recomiendan evaluaciones rápidas internas y externas mientras que el ATC-20 y el mexicano sólo lo hacen de forma externa. El método de Quindío pretende evaluar también daños ocasionados por el hombre tales como impactos o explosiones.
Personal requerido para la evaluación.
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Personal evaluador
Ingenieros civiles o arquitectos con 5 años de experiencia en el área de construcción. Técnicos o profesionales en obras civiles. 2 Ingenieros civiles o 1 ingeniero civil y 1 arquitecto con conocimientos en estructuras. Profesionales relacionados con el sector de la construcción. Tabla 4.2 Comparación de personal requerido para las evaluaciones rápidas.
El personal que realiza las evaluaciones es un factor muy importante para que estas correspondan a lo que realmente sucede. Problemas como la falta de experiencia y la falta de capacitación previa pueden llevar a que se realicen evaluaciones subjetivas o deficientes. La mayoría de las metodologías coinciden en que es necesario contar con la presencia de un ingeniero civil dentro del equipo de evaluación. Los equipos de evaluación rápida generalmente son de dos o tres personas. El método ATC-20 y por consecuencia el Mexicano (debido a que este último se basó en el primero para su desarrollo), hacen énfasis en la necesidad de que los evaluadores cuenten con experiencia en el área de construcción o estructuras. El método de Quindío y el Japonés son menos específicos en cuanto a la experiencia o conocimientos que deben tener los evaluadores.
Tiempos de evaluación
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Tiempo de
evaluación 10 a 20 minutos. No se menciona.
1 hora como
máximo. 10 a 20 minutos. Tabla 4.3 Comparación del tiempo requerido para la evaluación rápida.
Los tiempos de evaluación coinciden para el método ATC-20 y el de Quindío, mientras que el mexicano no controla demasiado ese aspecto. Resalta el hecho de que el método del ATC-20 requiera el mismo tiempo que el de Quindío cuando éste último recomienda evaluación externa e interna del edificio. En este aspecto se podría decir que el método de Quindío es más eficiente.
Formatos de identificación y descripción del edificio
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Nombre del edificio Dirección Sector o zona
Datos de persona de contacto Número de pisos y sótanos
Unidades habitables Unidades no habitables
Tipo de construcción Sistema estructural
Uso del edificio Topografía de la zona Área total de la construcción
Tabla 4.4 Comparación de los formatos de identificación y descripción del edificio.
Se puede observar en la tabla comparativa que el método mexicano tiene un formato en el que faltan datos importantes por registrar como el sistema estructural, el nombre del edificio, los datos de la persona a la que se debe contactar para evaluaciones o visitas posteriores, el área de construcción, entre otras. Los otros tres métodos tienen formatos completos.
Los parámetros en los que coinciden todos los métodos son: dirección, número de pisos y sótanos y el uso del edificio. Sin embargo, existen algunos datos adicionales que algunas metodologías presentan y que deben ser registrados para la estimación de pérdidas económicas, elaboración de bases de datos, evaluaciones futuras, etc.
Formatos de inspección y descripción de daños
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Colapso total o parcial Falla de la cimentación
Inclinación del edificio o de algún entrepiso Asentamiento por falla del subsuelo
Daño en elementos estructurales
Pretiles, chimeneas u otros elementos en peligro de caer
Deslizamiento de taludes o falla del suelo de cimentación
Daño en elementos no estructurales (muros divisorios, escaleras, etc).
Daños en fachadas Daños en cubierta
Volcadura de objetos (muebles, maquinaria, etc).
Otros peligros (instalaciones rotas, derrames, etc).
Estimación del porcentaje de daño total en la edificación
Tabla 4.5 Comparación de los formatos de inspección y descripción de daños en evaluaciones rápidas. La tabla 4.5 permite observar las características de los formatos de cada metodología. El método ATC-20 presenta un formato práctico pero que omite ciertos aspectos importantes a inspeccionar tales como los daños en elementos no estructurales, falla de instalaciones o derrames tóxicos, o volcadura de mobiliario o maquinaria.
El método Japonés tiene uno de los formatos más completos; sin embargo, debe considerarse que este formato es utilizado en evaluaciones rápidas y que debe ser llenado en lapsos muy cortos, por lo que probablemente no sea muy conveniente el tener un formato tan detallado para una primera evaluación. Este método evalúa los aspectos inspeccionados mediante porcentajes y unidades medibles (grados de inclinación, metros de asentamiento) por lo que se controla en buena medida la subjetividad a que puede prestarse la evaluación si se utilizaran las otras tres metodologías.
El formato del método Mexicano es básicamente una evolución del ATC-20-1 y presenta los mismos aspectos a inspeccionar, solamente diferenciándose por solicitar el registro de daños en elementos no estructurales y la falla de instalaciones o derrames tóxicos.
El formato que presenta el método de Quindío se deriva también del ATC-20, sin embargo, ha sido mejorado agregándole aspectos como los daños en cubierta, daños en servicios públicos, daños en elementos no estructurales, entre otros. Es un formato sencillo pero que contiene la mayoría de los aspectos necesarios a inspeccionar. Probablemente un formato como el de este método en combinación con la forma de evaluar del método Japonés sería lo más apto para realizar una primera evaluación con las siguientes características: que sea rápida debido a la emergencia que se está presentando y que a la vez contribuya a que ésta sea lo más objetiva posible.
Escalas para evaluar el daño o riesgo
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Colapso total o parcial Menor o nulo, Moderado y Severo.
Se determina después de llenar todo
el formato y analizar los resultados. Existen dudas. Si, No,
Ligero o nulo, Moderado y
Severo.
Falla de la cimentación Menor o nulo, Moderado y Severo. Si, No, Existen dudas. Ligero o nulo, Moderado y Severo.
Inclinación del edificio o de algún entrepiso
Menor o nulo, Moderado y
Severo.
A) < 1°, B) 1°-2°, C) 2° Existen dudas. Si, No,
Ligero o nulo, Moderado y
Severo.
Asentamiento por falla
del subsuelo A)<0.20m, B) 0.2 - 1.0m, C) 1.0m Daño en elementos
estructurales
Menor o nulo, Moderado y
Severo.
% de Columnas dañadas con respecto al total de columnas (A)<10%,B)10 - 20%,C) 20% para
daño de nivel IV y A) <1%, B) 1- 10%,C) 10% para daño de nivel V
Si, No, Existen dudas. Ligero o nulo, Moderado y Severo. Pretiles, chimeneas u otros elementos en peligro de caer Menor o nulo, Moderado y Severo.
A) Sin desplome, B) desplome leve, C) desplome notable. Si, No, Existen dudas. Ligero o nulo, Moderado y Severo. Deslizamiento de taludes o falla del suelo de cimentación Menor o nulo, Moderado y Severo. Si, No, Existen dudas. Ligero o nulo, Moderado y Severo. Daño en elementos no estructurales (muros divisorios, escaleras, etc).
A) Sin desplome, B) desplome leve, C) desplome notable. Si, No, Existen dudas. Ligero o nulo, Moderado y Severo. Daños en fachadas A) <1%, B) 1-10 %, C) 10%
Daños en cubierta Ligero o nulo, Moderado y
Severo.
Volcadura de objetos (muebles, maquinaria, etc).
A) Existe fijación, B) No existe fijación, C) Desplome notable.
Otros peligros (instalaciones rotas, derrames, etc). Si, No, Existen dudas. Ligero o nulo, Moderado y Severo. Estimación del
porcentaje de daño total en la edificación
Porcentaje. Ligero o nulo, Moderado y
Severo. Tabla 4.6 Comparación de los criterios para clasificar los distintos tipos de daño o riesgo
En la tabla 4.6 se aprecian las semejanzas en la forma de evaluar los daños entre los métodos ATC-20, Mexicano y de Quindío. El Japonés difiere un poco debido a que utiliza parámetros cuantitativos para medir el daño.
Criterios para clasificar el daño después de la evaluación
Las diferentes metodologías establecen criterios para una vez realizada la inspección, poder clasificar el nivel de riesgo que presenta la estructura. El método ATC-20-2 establece que de presentarse condiciones de daño Severo generalizadas, se identifica a la edificación como Insegura y se coloca una placa roja. Si se presentan condiciones severas localizadas y moderadas generalizadas se clasifica como de Entrada restringida y se coloca una placa amarilla (en cuyo caso deben especificarse claramente las áreas restringidas de la edificación). De lo contrario se coloca una placa verde con la leyenda Examinada.
El método Japonés establece que de presentarse más de un aspecto inspeccionado con daño nivel C o más de dos con nivel B, la clasificación del riesgo estructural es Peligro. Cuando exista más de un aspecto con daño en nivel B ó cuando el daño estructural en algún elemento es igual o mayor a III, la clasificación del riesgo estructural es Precaución. Cuando no se describen condiciones de inestabilidad estructural que clasifiquen al edificio en Peligro o Precaución, se marca como Seguro. En cuanto a la clasificación del riesgo no estructural, se marca como Peligro cuando exista un aspecto con nivel C o más de dos con nivel B. Cuando los resultados no incluyan más de un daño estructural con nivel B se clasifica como Precaución. De lo contrario se clasifica como Seguro.
El método Japonés clasifica el tipo de daño en un elemento estructural en una escala que va del I al IV, siendo el tipo I cuando se presentan agrietamientos menores a 0.20 mm y el tipo V la aparición de asentamientos o desplomes, pandeo del refuerzo longitudinal, aplastamiento del núcleo de concreto, deformación vertical apreciable, etc. Los tipos de daño con su descripción se pueden consultar en la tabla 3.2.
El método Mexicano establece que de presentarse derrumbe total o parcial de la edificación, falla de la cimentación, inclinación apreciable del edificio o de algún entrepiso, daños importantes en elementos estructurales, daño severo en muros no estructurales o escaleras o grandes grietas en el terreno, se califica como Insegura. Si se presentan elementos de fachada, vidrios, chimeneas u otros elementos en peligro de caer o algún otro tipo de riesgo como líneas rotas o derrames, se definen Áreas Inseguras y se indica claramente cuales áreas son seguras.
El método de Quindío establece que cuando se presenten condiciones de daño Severo en las siguientes condiciones, el edificio se clasifica como en Peligro de Colapso: colapso total o parcial de la edificación, edificación separada de la cimentación, grietas en el terreno o
deslizamiento de taludes, daños en elementos estructurales, inclinación apreciable del edificio. Se clasifica como no habitable cuando existen daños severos en elementos no estructurales, daños severos en cubiertas, en líneas vitales y otros tipos de riesgo como derrames tóxicos. En caso de existir elementos de fachada, vidrios o chimeneas en peligro de caer, se marca como uso restringido y se colocan barreras.
Analizando la forma en que las metodologías hacen la clasificación, se puede ver que en este aspecto el método de Quindío y el ATC-20-2 son muy similares. El método Mexicano difiere de los demás porque no establece niveles de daño para cada aspecto inspeccionado, limitándose a registrar la presencia o ausencia del mismo. Por lo anterior, no es posible hacer una clasificación que sea realmente representativa de lo que está sucediendo. En el caso de dos edificios evaluados con el método Mexicano, uno con daños estructurales severos y otro con daños estructurales menores o moderados, el edificio se clasificaría en la misma categoría debido a que se estaría registrando solamente la presencia del daño y no su severidad. Sin duda, esta fue una de las razones por las que el ATC-20 modificó la forma de evaluar (que en un principio era similar a la del método Mexicano) para dar paso a un sistema en el que se califica tanto la presencia como el nivel del daño.
El método Japonés es el más objetivo de los cuatro al utilizar parámetros medibles durante la inspección; sin embargo, su aplicación tal cual durante una evaluación rápida podría provocar demoras si ésta no se lleva a cabo con la ayuda de alguna tecnología (laptop, pda, etc) capaz de procesar y calcular los niveles de daño mientras el evaluador revisa la edificación.
Criterios para clasificar globalmente a la edificación
Una vez realizada la evaluación rápida, se clasifica al edificio de acuerdo a la seguridad y niveles de habitabilidad que presenta. Algunos métodos tienen 3 categorías de clasificación global y algunos otros tienen 4.
ATC-20 Japonés Mexicano Quindío Examinada (verde) Seguro Habitable (verde) Habitable (verde) Entrada restringida
(amarillo) Precaución Seguridad en duda (amarillo)
Uso restringido (amarillo) No habitable (naranja) Insegura (rojo) Peligro Peligro (rojo) Peligro de colapso
(rojo) Tabla 4.7 Comparación de las categorías de clasificación global de la edificación.
Recomendaciones y medidas de seguridad
Tal como se presentó en el capítulo 3, las metodologías cuentan con formatos para hacer recomendaciones adicionales y especificar medidas de seguridad que el evaluador considere necesarias. A continuación se muestra una comparación entre los parámetros contenidos en los distintos formatos:
Recomendación o medida de
seguridad ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
No requiere revisión posterior
N o ti en e fo rm at o pa ra r ec om en da ci on es
Colocar barreras en las
siguientes áreas
Tipo de evaluación detallada recomendada (estructural,
geotécnica, otra)
Otras recomendaciones
Comentarios
Remoción de elementos en
peligro de caer, apuntalar, etc. Intervención de las autoridades
(policía, bomberos, tránsito,
rescate, etc)
Evacuar total o parcialmente la
edificación
Restringir el paso peatonal o
vehicular
Desconectar instalaciones (gas,
energía eléctrica, agua). Tabla 4.8 Comparación de los formatos de recomendaciones o medidas de seguridad.
4.1.1.2 Evaluación detallada
La evaluación detallada se lleva a cabo en los casos en que la evaluación rápida no pudo determinar la seguridad y nivel de habitabilidad de la edificación y es preciso realizar una inspección más especializada.
Objetivo de la evaluación.
Los objetivos de las evaluaciones detalladas según las metodologías de dos tiempos son:
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Objetivo de la evaluación Evaluar la seguridad y recomendar una clasificación, en particular las edificaciones marcadas como de entrada restringida (dudosas) en la evaluación rápida Determinar la necesidad de reparación o refuerzo de los elementos estructurales o de la estructura en su totalidad. El método
especifica que esta evaluación debe ser realizada una semana
después de ocurrido el sismo. Calcular la seguridad de las edificaciones en las que se tuvo duda o fueron clasificadas como inseguras en la evaluación rápida. Evaluar las edificaciones que hayan presentado mayores problemas para determinar su estado global y definir si están en condiciones de tener un uso normal o si su entrada se debe prohibir o restringir Tabla 4.9 Comparación de objetivos de las evaluaciones detalladas.
Los objetivos de las evaluaciones detalladas son muy similares, se pretende evaluar y determinar la necesidad de reparar o reforzar las edificaciones que en la evaluación rápida resultaron como inseguras o dudosas.
Personal requerido para la evaluación.
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Personal evaluador Ingenieros estructurales y si se requieren ingenieros geotécnicos o geólogos. Ingeniero especialista en estructuras. 2 Ingenieros civiles y un ingeniero geotécnico si es necesario. 3 ingenieros civiles de los cuales por lo menos 1 debe ser especialista en estructuras. Tabla 4.10 Comparación de personal requerido para las evaluaciones detalladas.
Como se puede observar en la tabla anterior, la mayoría de las metodologías convergen en la necesidad de que la evaluación detallada sea realizada por ingenieros estructurales o ingenieros civiles especialistas en estructuras y en caso de que hubiera problemas en el suelo de cimentación, en taludes cercanos o en la cimentación misma emplear a un ingeniero geotécnico.
Tiempos de evaluación
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Tiempo de
evaluación 1 a 4 horas. 2 a 8 horas. 2 a 8 horas. 1 a 4 horas.
Los tiempos de los métodos Japonés y Mexicano son el doble de los que contemplan el ATC- 20 y el de Quindío. Esto resulta comprensible si se toma en cuenta que el método ATC-20 y de Quindío tienen sistemas de evaluación detallada diferente (mediante una escala de tres tipos de severidad del daño) que el Japonés y Mexicano. Estos dos últimos métodos definen grados de daño que van del I al V y se calculan porcentajes de elementos afectados, por lo tanto la evaluación consume más tiempo; sin embargo, puede resultar igual de eficiente y más objetiva que los otros dos métodos si se apoya en un sistema computacional que procese la información rápidamente.
Identificación y descripción de la edificación
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Nombre del edificio Dirección
Sector o zona
Datos de persona de contacto Número de pisos y sótanos Uso del edificio
Ubicación del edificio en la manzana Unidades habitables y no habitables Superficie total de la construcción Época de construcción Tipología de construcción Sistema estructural Topografía de la zona Tipo de cimentación Sistema de piso Estructura de techo
Regularidad vertical y en planta Regularidad estructural
Calidad en la construcción Daños previos por sismos Reparaciones anteriores Pérdidas humanas
Tabla 4.12 Comparación de los formatos de identificación y descripción del edificio en evaluaciones detalladas El análisis de la tabla anterior pone en evidencia que los métodos ATC-20 y Japonés utilizan el mismo formato para las evaluaciones rápidas que para las evaluaciones detalladas. El método Mexicano y el método de Quindío tienen formatos muy aceptables. Es probable que de los 4 métodos, el de Quindío tenga los formatos más completos tanto para evaluación rápida como para evaluación detallada. Si se toma en cuenta que este método es el más reciente (2002) de los analizados, se llega a la conclusión de que a medida que se ha adquirido experiencia a partir de sismos ocurridos en el mundo y sus diferentes regiones, las metodologías han ido mejorando añadiendo aspectos relevantes que en un principio no se consideraban.
Formatos de inspección y descripción de daños
Metodología ATC-20 Japonés Mexicano Quindío
Daños Generales
Colapso total o parcial
Inclinación del edificio o de algún entrepiso Asentamiento por falla del subsuelo
Daños estructurales Cimentación Losas o firmes Columnas Muros Conexiones Daños no estructurales Pretiles u ornamentos Fachadas
Plafones o soportes para instalaciones Muros interiores Escaleras y elevadores Instalaciones Tinacos Cuarto de maquinas Incendios Derrames tóxicos Daños geotécnicos Falla de taludes
Movimiento del suelo o fisuras Caída de rocas
Licuación
Tabla 4.13 Comparación de los formatos de inspección y descripción de daños en evaluaciones detalladas En la tabla 4.13 se observa que el formato más completo para la evaluación detallada es el de Quindío seguido por el Mexicano. El método Japonés utiliza el mismo formato que el que se presenta para la evaluación rápida por lo que carece de algunos aspectos importantes por