Transcript Estudiar el RIESGO de desastres EN INSTALACIONES HOTELERAS

MODELO CUBANO DE LOS CENTROS DE
GESTIÓN PARA LA REDUCCIÓN DE LOS
RIESGOS DE DESASTRES (CGRR)
Módulo: ESTUDIOS DE RIESGO DE DESASTRES A LA ESCALA ARQUITECTÓNICA
Conferencia: ESTUDIOS DE RIESGO DE DESASTRES EN INSTALACIONES
HOTELERAS. Experiencias acerca del nivel de riesgo a asumir en la
toma de decisiones para la reducción de desastres
Profesores: MSc. Ingenieros Jorge Arcos Méndez y Emilia Fors Garzón.
E Mail: [email protected]
Profesores Auxiliares. Grupo de Estudio de Desastres GREDES. Facultad de Arquitectura
del Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría CUJAE
Pasantía con países del Caribe.
Del 8 al 18 de abril de 2013
Objetivos del Módulo: Conocer la experiencia cubana en la realización de Estudios de
Riesgo de Desastres a la escala arquitectónica en edificaciones
sociales como hoteles, hospitales y viviendas
Objetivos de la Conferencia:
Conocer la experiencia de GREDES en la realización de
Estudios de Riesgo de Desastres
Bibliografía:
Estudios de Riesgo de Desastres en Obras Sociales.
Grupo de Estudios de Desastres GREDES. ISBN: 978-959-261-398-0. Disponible en Biblioteca CUJAE
Normas Cubanas referenciadas.
Normas Técnico Ingenieras de la Defensa Civil.
INTRODUCCIÓN
Los Estudios de Riesgo de Desastres a la escala arquitectónica constituyen
punto de partida a los estudios a la escala urbana y del territorio.
De la misma forma que los estudios a la escala del territorio constituyen punto
de partida a los estudios a la escala arquitectónica.
Para conocer detalladamente la vulnerabilidad estructural (vulnerabilidad del
fondo edificado) en el territorio es preciso haber tenido antes la información
lote por lote o manzana por manzana en la escala del edificio o arquitectónica
y el estado constructivo según sistema constructivo de los edificios.
Así mismo los estudios territoriales o a la escala urbana, especialmente en lo
referido a los peligros de desastres; son punto de partida al estudio particular
de las vulnerabilidades de los edificios.
En esta conferencia se mostrará interesantes experiencias del Grupo GREDES
para recomendar un nivel de riesgo a asumir con sus consecuentes medidas
del ciclo de reducción de desastres con un enfoque integral y económico.
LA REALIZACIÓN DEL ESTUDIO DE PELIGRO DE DESASTRES
Estudiar el RIESGO de desastres EN INSTALACIONES HOTELERAS
implica para los especialistas de GREDES llegar a conocer:
• QUÉ SE PIERDE
• EN QUÉ SECTORES VULNERABLES DE LA EDIFICACIÓN QUE
PUDIERAN FALLAR A CAUSA DE:
• QUÉ EFECTOS DESTRUCTIVOS DEL PELIGRO DE DESASTRE DE
QUÉ CATEGORÍA O INTENSIDAD QUE OCURRE CADA CUÁNTO
TIEMPO.
En la secuencia lógica ya conocida de estudios de peligro,
vulnerabilidad y riesgos véase que la última pleca es la que
corresponde al resultado del estudio de los peligros.
La terminología planteada en las tres plecas anteriores es
coherente con el estudio de cualquiera de los desastres ya sea de
origen natural, tecnológico o sanitario.
éste es uno de los empeños del enfoque integral que tiene que
tener el inversionista y el explotador de la instalación hotelera
para llegar a un resultado final de pérdidas asumidas en un
tiempo determinado que sea acuerdo entre las partes.
Se utilizará como ejemplo un peligro de desastre común a
todos los países del Caribe:
LOS HURACANES.
Y de este peligro de desastre; su peor efecto destructivo:
LOS FUERTES VIENTOS.
De hecho en las Normas Técnico Ingenieras de Defensa Civil y
en las clases de la Maestría son abundantes las referencias a
diferentes fuentes bibliográficas de México y Puerto Rico
EJEMPLO 1
Desarrollo Turístico en zona de montaña
El estudio se desarrolló en la fase de proyecto.
Abarcó el peligro de ciclones tropicales, intensas lluvias
y penetraciones del mar
Las recomendaciones fueron empleadas para el diseño.
Las más importantes estuvieron vinculadas a la carga
de viento a considerar en los edificios según altura de
ubicación.
Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.
Zonas de desarrollo
hotelero
Campos de Golf
Zonas de desarrollo
hotelero
Viales
Campos de Golf
UBICACIÓN DEL CONJUNTO DE OBJETOS
DE OBRA SEGÚN PLAN GENERAL
Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.
Ubicación de las habitaciones
Ubicación
futura de las
habitaciones
en la
fotografía
Punto de Fotografía
Ubicación de las
habitaciones en
mapa
Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.
En función de la data histórica de las categorías de huracanes (según clasificación de
Saffir Simpson) que han afectado el sitio de estudio se sacan conclusiones acerca de las
velocidades de viento que con más probabilidad pudieran ocurrir.
CICLONES TROPICALES QUE HAN AFECTADO EL SITIO
Racha Máx.
Nombre
Viento Máx.
Sostenido
(km/h)
Registrada/Estimada
2
3
4
2001 Nov
Michell
Easy
Kate
< 118
107
153
179
220-223
255
Tipo de
Evento
Fecha última
Ocurren
1
TT
SS 1
SS 2
SS 3
SS 4
SS 5
1950 Sep 2/3
1985 Nov 18/19
1948 Oct 4/5
1944 Oct 17/19
1846 Oct 10/11
s/n
s/n
s/n
[1] En Casablanca
[2] En el Observatorio de Belén (Marianao)
[3] Estimada en la ciudad de La Habana
(km/h)
Período
Retorno
(años)
Años sin
huracán
Deuda
Año
2003
Huracanes
en vida útil
(50 años)
5
6
7
8
9
126 (3)
180 (3)
211(3)
262 (3)-275 (2)
300 (3)
11,2
19,6
40,2
67
201
53
18
55
59
157
4,7
0,9
1,4
0,8
0,8
5
3
2
1
1
Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.
Trayectorias de los huracanes y direcciones de vientos
Desarrollo Turístico objeto de estudio
Trayectorias hacia el
Norte y hacia el NNO
Las más frecuentes.
SSO
39%
Direcciones de viento desde el NNE y desde el SSO que
provocan los huracanes de trayectorias más frecuentes.
Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.
Zonas propuestas de presiones básicas de carga de viento
ZONA 2
ZONA 1
ZONA 3
Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.
429900
430200
430500
430800
431100
431400
431700
432000
432300
432600
Altura de cada zona en metros
368500
432900
368500
160
Altitud (metros)
368200
368200
140
367900
367900
120
100
367600
367600
80
367300
367300
70
60
367000
367000
40
366700
366700
20
10
366400
366400
1E-005
366100
429900
430200
430500
430800
431100
431400
431700
432000
432300
432600
366100
432900
0
Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.
Propuesta de presión básica a utilizar en el diseño por alturas
PROMEDIO POR ALTURAS
NC
DT
TT Cat.I Cat.II Cat.III Cat.IV Cat.V
Alturas 164
62
118 153
177
209
250
281
km/h km/h km/h km/h km/h km/h km/h km/h
140
3,43
0,47 1,71
2,88
3,85
5,37
7,69
9,71
3,31
0,46 1,65
2,78
3,72
5,19
7,42
9,37
3,15
0,43 1,57
2,65
3,54
4,94
7,07
8,93
2,95
0,41 1,47
2,48
3,31
4,62
6,61
8,35
2,69
0,37 1,34
2,26
3,02
4,21
6,03
7,62
2,33
0,32 1,16
1,96
2,62
3,65
5,23
6,60
1,93
0,27 0,96
1,62
2,16
3,02
4,32
5,46
1,75
0,24 0,87
1,46
1,96
2,73
3,91
4,94
120
100
80
70
60
40
20
10
Valores de las Presiones del viento
Con los valores de observaciones directas de velocidades básicas
del viento, se podrán calcular las presiones básicas características
del viento en una superficie normal a su dirección, mediante la
fórmula:
q10=
V102
1,6 x 10
3
(kN/m2)
Según la Norma Cubana de Carga de Vientos
q10 presión básica característica del viento correspondiente a velocidades del aire en
terrenos llanos y abiertos a una altura de 10 m sobre el terreno, (kN/m2 )
V10 velocidad característica del viento para un período básico de recurrencia y a una
altura de 10 m sobre el terreno, ( m/s ),
1,6 factor empírico
15
Expresión del valor de presión o carga unitaria
total
Carga unitaria característica total. Las cargas unitarias
características totales por unidad de área (q) a considerar en los
cálculos se determinan por la fórmula:
q = q10. Ct . Cs . Ch . Cr . Cra . Cf.
(kN/m2)
Según la Norma Cubana de Carga de Vientos
donde:
q10: presión básica del viento, [ kN/m2 ]
Ct: coeficiente de recurrencia
Cs: coeficiente de topografía o sitio
Ch: coeficiente de altura
Cr: coeficiente de ráfaga
Cra: coeficiente de reducción
Cf: coeficiente de forma
16
Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.
EN CASO DE EVENTOS HIDROMETEOROLÓGICOS
SE ASUME:
No evacuar a turistas y trabajadores. Pasar el evento
meteorológico en el complejo y preparar condiciones para
resistir y recuperarse lo antes posible.
El nivel de riesgo asumido se propone y se acuerda con el
inversionista y explotador en función de las posibilidades para
financiar la probable pérdida en cada una de las categorías de
huracanes.
Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.
EN CONSECUENCIA SE PROPONEN MEDIDAS PARA EL DISEÑO
1. Para todas las edificaciones garantizar su resistencia
para huracanes Cat.3 (Cotas Hasta 10 m) y
huracanes Cat.4 (Cotas mayores de 10 m)
en las estructuras y en los elementos no estructurales, así
como en cualquiera de los locales colectivos de
protección
2. Garantizar la no interrupción del vial ni por daños en
el arbolado cercano ni por inundaciones por más de una
hora después de pasar el evento.
Ejemplo de Estudio de un Desarrollo Turístico en zona de montaña.
Las medidas PREVENTIVAS para resistir dentro de la instalación;
implican otras medidas de diseño y medidas de RESPUESTA que
garantizan la rápida puesta en marcha del complejo después del
paso del huracán.
Ejemplo:
Garantizar la Redundancia del abastecimiento de los sistemas de agua, electricidad y de
las comunicaciones.
Creación de suficientes reservas de agua y combustible para los días que el territorio
pueda dejar desabastecida la instalación .
Construir obra protectora reforzamiento de taludes contra los deslizamientos para
impedir la obstrucción o la pérdida del único vial de acceso directo que tiene el complejo,
así como otro acceso de emergencia.
EJEMPLO 2
Hotel disperso en zona de playa.
El estudio se desarrolló en fase de construcción ya
avanzada.
Abarcó el peligro de ciclones tropicales, intensas lluvias,
penetraciones del mar e incendio y explosión.
Las recomendaciones fueron empleadas para incluir
medidas de protección a la obra en marcha.
Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa.
El Estudio propone medidas vinculadas a la
conservación del medio ambiente, para el proyecto de
paisajismo y la protección de los locales que serán
utilizados como protección de huéspedes y
trabajadores en el momento del paso del huracán.
Se revisó comportamiento de la carpintería según
niveles y dirección de los vientos que provocaban las
diferentes trayectorias de huracanes para recomendar
medidas de protección.
Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa.
La franja verde
representa el mangle que
protege las edificaciones
de los vientos fuertes y de
las penetraciones del mar
.
Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa.
28
20
0
Fachadas a
sotavento
Efectos sobre las
puertas de las
habitaciones
RE
FU
GI
O
Efectos entre los bloques de
habitaciones:
• A-1 y A-2
• A-2 y A-3
• A-3 y A-4
Zonas de turbulencias
(altas presiones)
28
20
0
32
52
0
28
20
0
Fachadas a
sotavento
Fachadas a
barlovento
Direcciones
de viento
E (78%) al
SE (76%)
32
52
0
Efectos sobre las
puertas de las
habitaciones
Efectos sobre las
puertas de las
habitaciones
Análisis de los vientos entre edificaciones y sus implicaciones
Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa.
Efectos de succión del
viento
Cierres que se
afectan
FACHADA A
SOTAVENTO
FACHADA A
BARLOVENTO
Cierres que se
afectan
Efectos de presión del
viento por el Lobby y
Lobby Bar
Dirección
del viento
E (78%)
Esquina
afectada
Dirección del
viento Se
(76%)
Análisis del efecto del viento sobre el edificio central
Ejemplo de hotel disperso ya levantado en zona de playa.
Zona de
concentración
de presiones
Dirección del
viento
Dirección del
viento
SE (76%)
SSO (97%)
Análisis del efecto del viento sobre el edificio central
Ejemplo de la acción
del viento sobre las
fachadas de una obra
CARGAS DE PRESIÓN
2
Carga Unitaria Real q (kg/m )
Planta Baja
1
er
nivel
2
do
nivel
119
152
173
13
16
18
46
58
67
Cat.I
153
km/h
Cat.II Cat.III Cat.IV
177
209
250
km/h km/h km/h
Cat.V
>250
km/h
77
98
112
102 143 204
Ver Plano
A-112 262
131
183
150 209 299
258
331
378
+10.02
Fachada a barlovento acción de presión
1693
500
Análisis de valores de carga de viento por niveles para las
diferentes categorías de ciclones tropicales
NSE +8.92
220
T.T.
62
117
NC
km/h
km/h
(kg/m2)
1100
NIVELES Calculo D.T.
NPT
+6.00
300
2250
2200
Ejemplo de hotel disperso ya
levantado en zona de playa.
NPT
+3.00
300
1880
Zona de presión
directa del viento
sobre la balconera
2250
Ventanas sometidas a presión
Estudio de Caso. Grupo GREDES.
Análisis del Ing. Jorge Arcos
DETALLE 4
Ver plano A-112
2200
500
809
2250
2200
1680
500
DETALLE 5
Ver plano A-112
1452
Carga
NPT
0.00
26
1800
500
220
1100
Ventanas sometidas a succión
2200
500
300
2200
Zona de succión
directa del viento
sobre la balconera
500
300
1927
1118
2200
1968
DETALLE 5
Ver plano A-112
Ejemplo de hotel disperso ya
levantado en zona de playa.
Fachada a sotavento acción de succión
Análisis de valores de carga de viento por niveles para las
diferentes categorías de ciclones tropicales
DETALLE 4
Ver plano A-112
Estudio de Caso. Grupo GREDES.
Análisis del Ing. Jorge Arcos
27
EJEMPLO 3
Hotel compacto en zona de penetración
del mar.
El estudio se desarrolló en fase de proyecto.
Abarcó el peligro de ciclones tropicales, intensas lluvias,
penetraciones del mar e incendio y explosión.
Las recomendaciones fueron empleadas en la 1ra variante para
tomar en cuenta los análisis del riesgo asumido en la solicitud
de suministros fundamentalmente carpintería.
Y en la 2da variante para el cambio de la orientación de la obra.
Ejemplo de Estudio de un hotel en dos variantes de diseño.
1ra variante año 2004: No se había elegido la
carpintería y se dieron propuestas de resistencia de
carpintería.
2da variante año 2012: Se propuso cambio de entrada
del hotel colocándose frente al mar y se estudió por
parte del grupo sus implicaciones teniendo en cuenta la
subida del nivel del mar en el año 2100 en el orden de
los 1,4 m.*
*Tomado de: www.tendencias21.net.
El Instituto de Meteorología de Cuba tiene ya estudios de toda la isla donde aparece la elevación
del nivel del mar y la afectación de cada uno de los territorios costeros cubanos.
Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.
82ºW
83ºW
81ºW
13
casos
8 casos
72.4 % de
los casos
De los 38 huracanes que afectaron a la región bajo estudio se conocen con cierta precisión los tramos costeros de
entrada (inicial) y salida (final) de la trayectoria sobre la Isla de Cuba en 31 casos: 24 penetraron por la costa sur
y salieron por la costa norte
......salieron por la costa norte entre los meridianos 81 y 83ºW el 72.4% de los
huracanes que penetraron en el territorio nacional y afectaron a la región bajo
estudio.
Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.
1. Pueden esperarse durante el período de vida útil de la
inversión:
• 2 huracanes de Categoría III
• 1 huracán de Categoría IV
• 1 huracán de Categoría V.
• 14 penetraciones del mar que afectan con inundación
por escurrimiento por calle 3ra
• Afectaciones por eventos meteorológicos extremos de
cualquier magnitud todos los años.
• Se propone como huracán de diseño el categoría II.
2. El mes del año de mayor ocurrencia de ciclones es octubre
lo cual constituye un dato de interés a los efectos del Plan de
Medidas para Caso de Catástrofes.
Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.
Comportamiento de la edificación para la incidencia del viento ENE y OSO
Comportamiento de la edificación para la incidencia del viento SSE y NNO
Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.
Obsérvese que:
Las fachadas pueden estar unas veces a succión y
otras a presión
Esto tiene implicaciones para el sistema de
protección contra los fuertes vientos que se vaya a
utilizar en la carpintería.
Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.
Caso cierres del tipo V-3 reforzada
Dirección
Viento
NNE
(82%)
OSO
(86%)
ESE-S
(32%)
Cat.I
Cat.II
Cat.III
Cat.IV
Deformación
Deformación
Deformación
Rotura
Deformación
Rotura
7%
59%
64%
36%
5%
95%
7%
75%
52%
48%
2%
98%
8%
64%
60%
40%
3%
97%
Caso cierres del tipo V-4 excepcional
Dirección
Viento
NNE
(82%)
OSO
(86%)
ESE-S
(32%)
Cat.II
Cat.III
Cat.IV
Deformación
Deformación
Deformación
Rotura
15%
69%
41%
59%
20%
83%
25%
75%
16%
74%
36%
64%
Fallo por Deformación
Fallo por Seguridad
Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.
COMO CATEGORÍAS DE VULNERABILIDAD para definir un nivel de riesgo
asumido se adjudicarán al edificio de Estudio las siguientes calificaciones:
No
Cantidad de habitaciones que salen de
funcionamiento
Categoría de
vulnerabilidad
1
Hasta el 25% de habitaciones salen de
funcionamiento
Leve
2
Del 25% al 50% habitaciones salen de
funcionamiento
Moderado
3
Del 50% al 75% habitaciones salen de
funcionamiento
Grave
4
Del 75 al 100% habitaciones salen de
funcionamiento
Muy Grave
Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar.
Segunda variante con entrada al Norte
Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar
Penetración fuerte Tormenta del Siglo.
Desde 1993 la zona fue estudiada como zona de penetración del mar de categoría fuerte
Ejemplo de hotel compacto en zona de penetración del mar
Segunda variante con entrada al Norte
Para el año 2100 a la cota de la surgencia habrá que sumar la del cambio climático.
Fuente INSMET. Huracán Wilma
Obsérvese que todas las
cotas menores de 1,53
reportada como
surgencia para la zona de
estudio, quedarán bajo
agua si ocurre otro
evento similar.
Y que todas las cotas por
debajo de 2,53 quedarán
bajo agua en el 2100
teniendo en cuenta la
subida del mar según
estudios del cambio
climático.
Ejemplo de hotel compacto en zona de playa. Entrada al sur
Límite de costa
1,65
1,90
2,15
Levantamiento
topográfico de la parcela.
La línea gruesa en azul
representa el límite de
costa durante un evento
de penetración del mar.
2,40
2,65
Calle 1ra
3,15
3,15
Calle 70
Las flechas finas negras indican
pendientes hacia la costa según
curvas de nivel
Parcela
La situación más crítica sin embargo ocurre
cuando el agua de la lluvia que baja por calle
70 se une al agua de la penetración del mar.
Variación de las direcciones del viento
para las trayectorias más probables de CT que han
afectado la región occidental de Cuba
Izquierda
ENE
Huracanes con
trayectorias
Irene, Charlie
Derecha
Derecha
Antes Izquierda
Después
Durante
NO
Antes
ENE
Durante
S Después
Izquierda
Huracanes con
trayectorias
Kate, Georges,
Rita. Isidore, Lili,
Dennis, Gustav,
Ike
N
Antes
Derecha I
Antes
Derecha II
NNO
Derecha II
NNE
Derecha I
Durante
Izquierda
ESE
SE
N
Durante
OSO
Después
SO
Después
Interpretación ingenieril del comportamiento de los vientos del Ing. Jorge Arcos utilizado en los Estudios de GREDES
40
Variación de las direcciones del viento
para las trayectorias más probables de CT que han
afectado la región occidental de Cuba
Izquierda
Huracanes con
trayectorias
Wilma, Lily,
Michelle
Derecha
N Después
Izquierda
Derecha
Durante
ESE
Antes
SO
Después
Durante
Antes
ESE
Interpretación ingenieril del comportamiento de los vientos del Ing. Jorge Arcos utilizado en los Estudios de GREDES
En todos los hoteles estudiados fue utilizada la rosa de los
huracanes como herramienta del Grupo GREDES para conocer
las fachadas más veces afectadas por las direcciones de los
vientos de las trayectorias de huracanes más probables.
CONCLUSIONES
Independientemente de los resultados de los estudios a la escala del
territorio, los estudios a la escala arquitectónica le son imprescindibles al
CGRR porque:
1. Permiten compilar información del estado constructivo del
fondo edificado y apreciar un nivel de vulnerabilidad
estructural del territorio en función del sistema constructivo de
cada edificación. Experiencia del Grupo GREDES que podrán apreciar en la
próxima conferencia a través de la tabla Arcos Coca acerca de las probables
afectaciones del fondo construido por categoría de huracanes.
2. Los estudios de las edificaciones que constituyen puntos
clave para la economía de un territorio o para las acciones
de respuesta deben ser monitoreadas por el CGRR de
manera que la toma de decisiones a nivel local abarque el
apoyo a estas instalaciones durante la respuesta.
CONCLUSIONES
El CGRR necesita tener por tanto resultados de los estudios
puntuales a la escala arquitectónica del fondo construido, de
instalaciones hoteleras u otros objetivos económicos
importantes para el territorio, hospitales, almacenes de
combustible, industrias en general con peligro de accidente
tecnológico mayor e instalaciones de riesgo biológico o
radiológico cuyos radios de afectación para cada categoría de
escape o derrame debe estar mapificado en el CGRR y
establecidas las actas de cooperación para precisar la actuación
vinculada al nivel de afectación para cada caso estudiada.
CONCLUSIONES
Alcance del radio
de afectación
Foco de escape de
sustancia peligrosa
A la escala arquitectónica también estudiados los objetivos
con peligro de accidente mayor y las zonas afectadas.
Que deben ser considerados durante toda la actividad del planeamiento y
aprobación de microlocalización de las inversiones.