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¿Qué debería haber aprendido la ingeniería sísmica mexicana del

macrosismo de Manzanillo de 1995?

ARTURO TENA COLUNGA

GeneralidadesGeneralidades

Hora: 9:35 a.m.Mw =8.0Epicentro: 18.79 oN y 104.47 oW y 17 km de profundidad en Campos, Colima, a 24 km del puerto de Manzanillo.Área de ruptura de 170 km x 170 kmAmax=0.40g, TNS =0.23s, TEW = 0.20s (Termoeléctrica)

GeneralidadesGeneralidades

Tsunami: Se generó uno desde Manzanillo a Chamela, el cual alcanzó una altura de ola de aproximadamente 5 m en las playas de La Manzanilla y Tenacatita. La altura de ola fluctuó entre 3 y 10 m a lo largo de la costa.Se presentaron hundimientos de 11.3 cm en Manzanillo y de 44 cm en Barra de Navidad, de acuerdo con los datos de mareógrafos.

TermoeléctricaTermoeléctricaRegistros acelerográficos:Amax=0.40g, TNS =0.23s, TEW = 0.20s Hasta la fecha, los registros de mayor duración, intensidad espectral e intensidad de Áriasregistrados cercanos al epicentro, sobre un estrato de arena. De hecho, es el sismo más intenso que hasta la fecha se haya registrado en una instalación de este tipo en el mundo.

Enseñanza puntual: instrumentaciónEnseñanza puntual: instrumentación

La instrumentación sísmica de Colima y Jalisco era y sigue siendo prácticamente nula, por lo que debe densificarse para poder hacer una zonación sísmica adecuada. Además, sería recomendable instrumentar también algunos edificios representativos.La instrumentación sísmica de la presas importantes de la zona permite monitorear su comportamiento ante sismos. Este ha sido un gran acierto, pues su estudio sistemático va a permitir tomar medidas preventivas a tiempo.

Enseñanza puntual: TermoeléctricaEnseñanza puntual: Termoeléctrica

Los espectros de respuesta rebasaron a los adoptados para su diseño. Sin embargo, su comportamiento sísmico fue en general satisfactorio.El daño observado se debió principalmente a la licuación de rellenos con deficiencias constructivas durante su compactación, causando fallas a estructuras en contacto con los rellenos, como fueron muros de relleno de mampostería y columnas de edificios de concreto reforzado de subestaciones.El mayor daño se presentó en los equipos eléctricos de alto voltaje, lo cual no era nuevo, pues se presenta sistemáticamente dada su gran esbeltez y peso, en combinación con la fragilidad de las porcelanas.Actualmente, en CFE están investigando para encontrar soluciones de cómo pueden reducir la vulnerabilidad sísmica de sus equipos eléctricos en estaciones y subestaciones.

Enseñanzas puntuales: GeotecniaEnseñanzas puntuales: Geotecnia

Este sismo dejó muchas enseñanzas de lo que puede esperarse en los puertos y ciudades cercanas a la zona de subducción del Pacífico, entre otras:

Los suelos ganados al mar y lagunas en los puertos mexicanos con técnicas reconocidas en su tiempo pueden ser licuables. Por lo tanto, el potencial de licuación debe revisarse y, en su caso, utilizar técnicas de mejoramiento para evitar su falla.

Daños debidos a licuación de arenasDaños debidos a licuación de arenas

Enseñanza puntual: MuellesEnseñanza puntual: Muelles

Se observó la falla de pilotes en el muelle fiscal del puerto deManzanillo (mostrado), y también en el de contenedores (no mostrado).

Enseñanzas puntuales: HospitalesEnseñanzas puntuales: Hospitales

Se observó un deficiente comportamiento en hospitales del sector público, usualmente ubicados en edificios muy viejos, sin ninguna consideración de diseño por sismo. Ejemplos: Hospital de la Secretaría de Salud.


Aún peor, los hospitales privados se construyen sin ingeniería formal (autoconstrucción) y, por ello, su comportamiento fue insatisfactorio, aún en obra negra…



Aún su hospital más moderno, el Hospital General de Zona (HGZ-10), diseñado en 1979 con base en marcos a momento de concreto reforzado, sufrió daños importantes por errores constructivos y por el asentamiento del terreno, como se ilustra a continuación.

Hospital HGZHospital HGZ--10 del IMSS10 del IMSS

34.9

8.2

7.2

6.5

6.5

6.5

6.5 6.5 6.5 7.2 7.2 6.5 6.5 6.5

53.4

Acotaciones: m

2 3 4 5 6 7 8 9 10F

G

D

C

B

A







Es imperativo que se haga un esfuerzo importante en dotar a estas poblaciones con nuevos hospitales, diseñadas conforme a reglamentos modernos o, en su defecto, reforzar los existentes sísmicamente con técnicas cuya eficacia ya ha sido probada.

Enseñanzas puntuales: HotelesEnseñanzas puntuales: Hoteles

Los hoteles de Gran Turismo, diseñados con reglamentos modernos y por profesionales bien preparados, tuvieron un comportamiento satisfactorio.


Los hoteles de Gran Turismo, diseñados con reglamentos modernos y por profesionales mal preparados, tuvieron un comportamiento insatisfactorio.


En Manzanillo, los hoteles diseñados antes de los años 80s tuvieron daños importantes por problemas de diseño conceptual principalmente



El hotel Costa Real, con un diseño muy viejo y deficiente, colapsó. Ahí se registró el mayor número de muertos por el sismo.


En Puerto Vallarta, los hoteles tuvieron daños importantes por imperdonables problemas de diseño conceptual, dada su categoría turística…


Enseñanzas del sismo del 9 de octubre 1995Enseñanzas del sismo del 9 de octubre 1995

Losa plana aligerada (vergüenza gremial): La detección de fallas en edificios modernos que se diseñaron después de 1985 con sistemas estructurales que desde 1985 se habían señalado como peligrosos ante carga lateral por su excesiva flexibilidad lateral y baja ductilidad. Esto incluye el uso de losas planas reticulares en edificios de hoteles.

Enseñanzas del sismo de septiembre de 1985Enseñanzas del sismo de septiembre de 1985

Losa plana aligerada: El sismo mostró la gran vulnerabilidad en la zona de lago de las estructuras de mediana altura de concreto reforzado que utilizaban como sistema de piso a losas planas reticulares, donde se observaron numerosos colapsos (125). Fue claro que el sistema era flexible y no funcionaba como un diafragma rígido y resistente.

Central de TelmexCentral de Telmex

Por su diseño viejo, tuvo daño (reparable), principalmente por la participación de muros supuestos como no estructurales.

10.90 11.35 10.25 4.47

1 2 3 4 5

B

A

C

D4.65

4.74

4.90

Central de TelmexCentral de Telmex

Enseñanzas puntuales: MamposteríaEnseñanzas puntuales: Mampostería

El gran número de daños y colapsos en estructuras que se diseñaron sin participación de ingenieros o arquitectos (auto-construcción) indican la necesidad de elaborar manuales de autoconstrucción sencillos que permitan a la población de pocos recursos construir viviendas más seguras ante sismos.



Aunque es normal que las estructuras de mampostería no reforzada tengan un comportamiento insatisfactorio durante sismos intensos (por ejemplo, edificio de correos).


Es una vergüenza gremial que se construyan estructuras de mampostería no reforzada “modernas” en una zona que es conocida como de alto riesgo sísmico. Obviamente, fallaron.



Aunque la mampostería que simula ser confinada no se comportó bien…


La mampostería bien confinada sí se comportó bien.


Las estructuras de mampostería confinadas completamenteconforme a las recomendaciones de las NTCM siempre han tenido un comportamiento satisfactorio.

H

≥ 500 mmdala en pretiles

dala en todoextremo de muroy a una distanciano mayor de 3 m

losa

(5.1.3)

≤

sepa

raci

ónde

cas

tillo

s

1.5 H4 m

castillos enpretiles

refuerzo en elperímetro deaberturas

castillos enextremos de murose intersecciones

sepa

raci

ónde

dal

as≤

3 m

castillos en intersecciónde muros (5.1.1.a)

(5.1.1.b)

(5.1.1.b)

(5.1.1.a)(5.1.4)

Ht

30

t 100 mm(5.1.4)

PLANTA

H

≥ 500 mmdala en pretiles

dala en todoextremo de muroy a una distanciano mayor de 3 m

losa

(5.1.3)

≤

sepa

raci

ónde

cas

tillo

s

1.5 H4 m

castillos enpretiles

refuerzo en elperímetro deaberturas

castillos enextremos de murose intersecciones

sepa

raci

ónde

dal

as≤

3 m

castillos en intersecciónde muros (5.1.1.a)

(5.1.1.b)

(5.1.1.b)

(5.1.1.a)(5.1.4)

Ht

30

t 100 mm(5.1.4)

PLANTA

n o s

n o s

Las estructuras de mampostería mal confinadas normalmente presentan fallas frágiles. El error más común por falta de confinamiento es en las aberturas para puertas y ventanas, y en las “mochetas”.


Vergüenza gremial: Fallas en edificios modernos que se diseñaron después de 1985 por no tomar en cuenta la interacción de muros de mampostería con los marcos en edificios.


IglesiasIglesias

Aunque no fue el aspecto principal de este sismo, fue el primer sismo desde el de Ciudad Serdán de 1973 donde se presentaron daños importantes en iglesias coloniales de algunos pueblos costeros de los estados de Jalisco y Colima. Quizá los dos más importantes fueron en la Parroquia de la Santa Cruz en Cihuatlán, Jalisco y la iglesia principal de Armería, Colima.

P L A Z A P L A Z A

C O R OC O R O

(ARCO)(ARCO) (ARCO)(ARCO)

CALLECALLE

2

C O R T E A - A

A B C D

IglesiasIglesias

Posteriormente, este problema fue más severo en las iglesias de estados de Puebla, Veracruz, Oaxaca, Tlaxcala y Morelos en el sismo de Tehuacán del 15 de junio de 1999 (falla normal).

Enseñanza puntual: GasolinerasEnseñanza puntual: Gasolineras

Se observó el colapso y daño severo de gasolineras con base en marcos de concreto revestidos de mampostería formando arcos falsos.

Enseñanza puntual: Terminal de AutobusesEnseñanza puntual: Terminal de Autobuses

Se observó el colapso del paraguas del edificio de la terminal de autobuses foráneos de Manzanillo, cuyo diseño es de los años 60s o 70s. Existen cientos de terminales similares a la que se colapsó en Manzanillo en todo México, incluyendo la zona de mayor peligro sísmico. Se debe, por lo tanto, evaluar la vulnerabilidad de terminales similares en todo el país, para poder tomar la decisión adecuada acerca de su refuerzo, o en su caso, su reemplazo por una terminal nueva.

Enseñanza puntual: Terminal de AutobusesEnseñanza puntual: Terminal de Autobuses

Enseñanza puntual: Reparación de EscuelasEnseñanza puntual: Reparación de Escuelas

Se observó el comportamiento satisfactorio de una escuela reestructurada con contravientos metálicos, como existen muchas en todo el país, como parte de un programa nacional iniciado con motivo de los sismos de septiembre de 1985.

Otras fallas observadasOtras fallas observadas

ConclusionesConclusionesEs conveniente instrumentar más los estados de Colima y Jalisco, particularmente la zona costera, que es donde se han presentado dos de los sismos más grandes del presente siglo, tanto en roca como en otros tipos de suelo, para estimar las amplificaciones que se observen y poder estimar mejor los coeficientes sísmicos para diseño y microzonar las ciudades importantes de la región: Manzanillo, Puerto Vallarta, Colima, Guadalajara, Ciudad Guzmán y otras, lo que permitiría desarrollar reglamentos de diseño sísmico con microzonacionesmás realistas y, de esta manera, reducir la vulnerabilidad de las estructuras que se diseñen conforme a tales normas.

ConclusionesConclusionesTambién es conveniente hacer estudios de detalle de geotecnia en zonas de depósitos aluviales o lagunares y de rellenos de la región para estimar su potencial inestabilidad estructural o de licuación, así como la magnitud de los asentamientos que pueden esperarse.En caso necesario, se recomendará el mejoramiento o la compactación en áreas específicas donde haya obras importantes, como instalaciones portuarias, puentes, centrales termoeléctricas y líneas vitales como redes de abastecimiento de agua potable, de drenaje, líneas de transmisión de energía eléctrica, líneas telefónicas, oleoductos, etc.

ConclusionesConclusionesAl igual que ya se está haciendo en la ciudad de México, sería conveniente instrumentar también algunos edificios públicos importantes de la costa mexicana del Pacífico y del interior del país, en Manzanillo, Colima, Puerto Vallarta, Guadalajara, Barra de Navidad, etc, con objeto de conocer mejor sus características de respuesta en comparación con la teoría, lo que permitirá mejorar los modelos analíticos utilizados en el diseño de estructuras e incorporar estas experiencias en los reglamentos de construcción.

ConclusionesConclusionesSe observó una gran cantidad de daños en viviendas

que se construyeron sin la participación de profesionales de la ingeniería y la arquitectura, por lo que se requiere elaborar manuales de autoconstrucción, con las técnicas locales, donde se tome en cuenta de manera especial la respuesta a los sismos. La forma de hacer llegar la información a los usuarios puede ser a través de manuales y cartillas difundidas por dependencias gubernamentales que tengan contacto con ellos, como las Secretarías de Gobernación (SG), de Desarrollo Social (SEDESOL), de la Reforma Agraria (SRA), de Salud (SSA) y de Comunicaciones y Transportes (SCT), entre otras instituciones.

ConclusionesConclusionesSe debe poner especial énfasis en las características de rigidez mínimas que deben cumplir los edificios de concreto reforzado o de estructura metálica. Muchos daños ocurrieron en este temblor debido a la gran flexibilidad de las estructuras y a la construcción inadecuada de muros de relleno, que no tienen holgura para permitir el movimiento de las estructuras. En ocasiones, estos muros han evitado el colapso de las estructuras, pero en otras lo han propiciado, sobre todo cuando se generan mecanismos de planta baja flexible o columnas cortas por la altura parcial de los muros.

ConclusionesConclusionesSe requiere una supervisión adecuada en la construcción de edificios de cualquier altura, no únicamente en los más altos.Los fuertes daños observados en algunas estructuras típicas para hospitales, centrales camioneras, escuelas, que se han hecho con las mismas características en otras zonas sísmicas del país, conducen a la necesidad de evaluar su vulnerabilidad antes que sean sometidas a un temblor intenso, para hacer las modificaciones pertinentes o los refuerzos necesarios.

ConclusionesConclusionesSin embargo, el sismo del 21 de enero de 2003, que afectó principalmente a la zona conurbada de Colima, enseñó que la mayoría de las conclusiones que se derivaron del sismo de Manzanillo de 1995, y que se hicieron llegar a oficinas gubernamentales, les pasaron de noche, o simplemente no las leyeron o tomaron en cuenta. ¡Ojalá esta vez el mensaje sobre las enseñanzas del sismo del 9 de octubre de 1995 en Manzanillo tenga mejor suerte!

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