Vulnerabilidad sísmica de edificaciones esenciales. Análisis de su contribución al riesgo sísmico

Abstract

El presente trabajo se dedica al estudio de la vulnerabilidad y riesgo sísmico de las edificaciones esenciales. Se destaca la relevante función que desempeñan en la atención y gestión de la emergencia debido a sismos y la necesidad de crear un cuerpo de prescripciones específicas que permita adecuar las edificaciones existentes y construir las nuevas con requisitos compatibles a su nivel de importancia. <br/><br/>Una revisión de los antecedentes y del estado del arte revela un balance negativo en el comportamiento sísmico de las edificaciones esenciales, inclusive ante la acción de sismos moderados, destacándose: (i) la insuficiencia de las metodologías adoptadas en los códigos sísmicos vigentes para proteger este tipo de edificaciones, (ii) la necesidad de abordar su evaluación desde un punto de vista global que considere la vulnerabilidad física (estructural y no estructural) y la vulnerabilidad funcional y (iii) la importancia de considerar la interacción entre los diferentes elementos que conforman un sistema esencial, con otros sistemas y líneas vitales. Esta interacción constituye el fundamento del llamado enfoque sistémico.<br/><br/>Se propone una estrategia general de evaluación de la vulnerabilidad sísmica de los sistemas esenciales basado en el enfoque sistémico. Esta estrategia persigue racionalizar la toma de decisiones por vía de aproximaciones sucesivas, jerarquizando las necesidades de realizar estudios más refinados que justifiquen las medidas de intervención. En este sentido, para calificar la capacidad de respuesta de estas edificaciones es conveniente utilizar los conceptos del diseño basado en el desempeño sísmico.<br/><br/>Sobre esta base se desarrolla un modelo simplificado para la evaluación de la respuesta sísmica del sistema sanitario regional como paradigma de edificios y sistemas esenciales en caso de desastre. El modelo permite la calificación del desempeño global del sistema sanitario y de cada uno de los hospitales que le integran en base a factores de respuesta específicamente definidos para su cuantificación.<br/><br/>La aplicación realizada sobre el sistema sanitario de Cataluña pone en evidencia que su capacidad de respuesta es especialmente sensible a la ubicación del epicentro del evento sísmico. Se observa un deficiente condicionamiento del sistema sanitario para sismos con epicentros ubicados en las regiones norte y noroeste de Cataluña, así como en los alrededores de la ciudad de Barcelona y la franja costera vecina. Los resultados obtenidos permiten establecer una clasificación y jerarquización preliminar de los 64 hospitales de Cataluña, según la cual, 14 hospitales (22%) presentan una respuesta aceptable, 35 hospitales (55%) una respuesta intermedia y 15 hospitales (23%) una respuesta crítica distribuidos principalmente en las regiones sanitarias de Girona, Barcelonés Nord i Maresme, Barcelona Ciutat y Centre. Se concluye la necesidad de realizar estudios más refinados de vulnerabilidad sísmica sobre los hospitales que experimentan un desempeño sísmico insuficiente.

This work is addressed to the vulnerability and seismic risk study of essential buildings. The outstanding role these structures in the earthquake emergencies is emphasised and the necessity of creating a volume of specific prescriptions which allow to adequate the existing structures and to build the new ones with requirements compatible with their level of importance. <br/><br/>A review of the background and the state of the art reveal a negative balance in terms of the seismic behaviour of the essential buildings, even under moderate actions. It should be highlighted: (i) the insufficiency of the methodologies found on the updated seismic codes in order to protect these types of buildings, (ii) the necessity of its evaluation from a global point of view that considers the seismic vulnerability (structural and non-structural) and the functional vulnerability, and (iii) the importance of considering the interaction between the elements which conform an essential system, with other systems and lifelines. This interaction is the fundamental part of the so-called systemic approach.<br/><br/>A general strategy based on the systemic approach is proposed for the evaluation of seismic vulnerability of essential systems. This strategy is intended to rationalise the decision making, through successive approximations, prioritising the need for more accurate studies, which could justify the intervention measures. In order to measure the response capability of these structures is convenient to use the design concepts based on the seismic performance.<br/><br/>On this basis a simplified model is developed to evaluate the seismic response of the regional health facilities as a paradigm of essential systems in case of a disaster. This model allows the qualification of the global performance of the health system and each hospital through response factors precisely defined for this purpose.<br/><br/>The application of the method to the health system of Catalonia brings up that its response capability is especially sensitive to the location of the epicentre of the seismic event. It is observed a deficient conditioning of the health system for seismic events with epicentres located north and noth-west of Catalonia, the surroundings of Barcelona city and the neighbour coast stripe. The results obtained allow a preliminary classification and hierarchization of the 64 Catalonian hospitals. According to these result, 14 hospitals (22%) show an acceptable response, 35 hospitals (55%) show an intermediate response, and 15 hospitals (23%) mainly located in the regional health administration of Girona, Barcelona Nord and Maresme, Barcelona city and Centre. It is concluded the necessity of developing more accurate studies on seismic vulnerability on the hospitals that present an insufficient seismic performance.