SISTEMA NACIONAL DE PROTECCIÓN CIVIL COORDINACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN CIVIL CENTRO NACIONAL DE PREVENCIÓN DE DESASTRES OPINIÓN DE LAS CONDICIONES DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL DE LA ESCUELA PRIMARIA CORONEL ADALBERTO TEJEDA UBICADA EN CALLE CENTRAL Y BORDO DE RÍO TLALNEPANTLA S/N, COL. SAN JOSÉ DE LA ESCALERA, DELEGACIÓN GUSTAVO A. MADERO, MÉXICO, D.F. María Isabel Díaz Solís 1 Carlos A. Martínez Celis Sánchez 2 Moisés G. Contreras Ruiz Esparza 3 Dirección de Investigación 1 Subdirección de Riesgos Estructurales 2 Subdirección de Vulnerabilidad Estructural 3 Subdirección de Riesgos Sísmicos Julio de 2015 Julio, 2015
1. ANTECEDENTES Por instrucciones del Director General, personal de las Direcciones de Investigación y de Instrumentación del CENAPRED realizó una visita técnica al edificio que ocupa la Escuela Primaria Coronel Adalberto Tejeda, el día 15 de julio del presente año. Durante la visita de revisión no se pudieron observar planos arquitectónicos, estructurales y memorias de cálculo. 2. UBICACIÓN El edificio se ubica en la calle Central y Bordo de Río Tlalnepantla s/n, en la colonia San José de la Escalera, C.P. 07630, Delegación Gustavo A. Madero, en la ciudad de México. Para fines de la descripción en este informe se le denominará fachada sur a la interna, que colinda con el patio del plantel, mientras que la fachada norte será la que colinda con la av. Mario Colín, dándoles dicha nomenclatura simplificada para fines de descripción. Por lo tanto el predio colinda hacia el norte con la av. Mario Colín, hacia el oriente con diferentes predios, hacia el sur con edificios de vivienda y hacia el poniente con la Escuela Telesecundaria 76 (ver Figura 1). Sus coordenadas geográficas son 19 31 41.53 N, 99 09 54.94 O. ESCUELA Figura 1 Localización del edificio (Foto Google Maps, 2015) En la Figura 2 se muestra la ubicación del predio dentro del mapa de zonificación sísmica de las Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo (NTC-Sismo) del Reglamento de Construcciones para el D.F. (RCDF) (GDF, 2004-b), en la cual se puede observar que el inmueble se localiza en la zona II. Para esta zona el coeficiente sísmico de diseño, según el reglamento comentado, es igual a c = 0.32. Según el mapa de periodos del terreno publicado en las NTC-Sismo el predio se encuentra en una región con un periodo de vibración del terreno de aproximadamente Ts = 0.5 s. 2
Figura 2 Ubicación del inmueble según la zonificación sísmica del Distrito Federal (GDF, 2004-b y Google Earth, 2015) 3. DESCRIPCIÓN DE LA GEOMETRÍA DEL COMPLEJO ESCOLAR El complejo escolar está conformado por un cuerpo principal (Primaria), oficinas administrativas y un comedor, que están ubicados en el mismo predio, cuya entrada principal es por la av. Mario Colín. Los predios 211 y 213 cuentan con un área de 2827.1 m², respectivamente (Google Earth, 2015). En la Figura 3 se muestra la foto de la fachada principal del edificio que da a la av. Mario Colín, así como una imagen 3D en perspectiva con la foto de la fachada. Figura 3 a) Fachada norte de la escuela, b) Vista simulada del edificio (Google Maps, 2015) En la Figura 4 se muestra la planta de conjunto donde se identifican los tres cuerpos. Según la información que fue proporcionada, los tres cuerpos fueron construidos en los años setenta. 3
EDIFICIO ESCUELA PRIMARIA OFICINAS ADMINISTRATIVAS COMEDOR Figura 4 Plano de conjunto de los tres cuerpos en el predio (Google Maps, 2015) Escuela Primaria Coronel Adalberto Tejeda El edifico consta de 4 niveles, denominados planta baja (PB) y piso 1 hasta el piso 4. En la zona oeste de la azotea cuenta con seis tinacos (Figura 5). La forma básica del edificio en planta es rectangular con 10.80 m de ancho y 42.65 de largo, con una altura de 11.80 m aproximadamente. Las comunicaciones verticales se realizan en la zona de cubos de escaleras de concreto en el extremo poniente del edificio. Figura 5 Área de tinacos en azotea 4
Escaleras de emergencia Además de las escaleras en el extremo poniente, hay una escalera de emergencia, de estructura de acero, en la parte externa y sur del inmueble, cuyo acceso es por el pasillo del edificio de la escuela que conduce a la zona de seguridad. (Figura 6). Figura 6 Escaleras de emergencia 4. DESCRICIÓN ESTRUCTURAL Edificio de aulas de la Escuela Primaria Coronel Adalberto Tejeda Este cuerpo está resuelto estructuralmente mediante marcos de columnas y trabes de concreto reforzado, con muros de mampostería en las fachadas norte y sur, y muros diafragma como divisorios de aulas (Figura 7). El sistema de piso lo constituyen prefabricados con forma de viga T apoyadas sobre las trabes principales longitudinales y columnas. En la Figura 8 se muestra una conexión viga T en el interior y al exterior de las aulas. Figura 7 Muro diafragma divisorio de aulas 5
a) b) c) Figura 8 a) Conexión de viga T -trabe; b) Conexión de viga T -columna; c) Conexión de viga T - trabe al exterior de las aulas y muro de mampostería No fue posible identificar el tipo de cimentación. 5. ESTADO DE LA EDIFICACIÓN Rehabilitación El personal del edificio explicó que el inmueble sufrió daños en el sismo de 1985. Por tal motivo,el edificio fue reforzado por medio de contravientos metálicos colocados en forma de cruz, al interior de algunos de los marcos, desde el primer hasta el último nivel. Estos mismos están repartidos de manera alternada en las fachadas Norte y Sur, además de en la parte transversal del inmueble en los muros diafragma de las aulas. Los perfiles de los contravientos del primer y cuarto nivel son dos ángulos soldados formando una sección tubular. Para el primer nivel (Figura 9.b), las secciones son de lados iguales de 15 cm y 10 mm de espesor mientras que los del cuarto nivel (Figura 9.a) poseen las mismas características aunque los lados son de 10 cm y 8 mm de espesor. 6
Figura 9 a) Sistema de contravientos en aulas del cuarto nivel; b) Sistema de contravientos en aulas del primer nivel Condiciones de la estructura En la inspección no se detectaron daños en los marcos de concreto, muros de mampostería pertenecientes a las fachadas norte y sur, y muros diafragma divisorios de aulas. Sin embargo, sí existen los siguientes aspectos: - Hay deterioro de las losas que conforman el techo de los baños por presentar filtración de agua y los acabados son de mala calidad, lo que ocasiona corrosión del acero de refuerzo de las mismas. - La azotea del cuerpo que conforma los baños presenta falta de mantenimiento en el área de tinacos. - El forro de tabique de las columnas de la fachada este y las que se ubican a un lado de las escaleras de concreto, presentan agrietamientos verticales de 10 a 40 mm y de 10 a 15 mm Respectivamente. - Las losas de descanso de las escaleras de concreto presentan agrietamientos y las trabes que las soportan tienen problemas de humedad y exposición de acero de refuerzo. - En la escalera de emergencia metálica, se observaron problemas de corrosión en varios de los elementos estructurales y agrietamientos en los escalones y las losas de descanso. - Existe desprendimiento de concreto que recubre a las gárgolas en los faldones de corredores, así como varillas expuestas. - La parte externa del cubo donde se encuentran los baños, está conformado por muros de mampostería. Al momento de realizarse trabajos de remodelación, dejaron parches mal elaborados, por lo que desde la parte externa del baño se aprecian agrietamientos y plastas del material. Por lo anterior se considera que no hay características que pongan en riesgo inmediato la seguridad estructural de la edificación. Sin embargo, se detectaron varios aspectos de vulnerabilidad, los cuales son la antigüedad del inmueble, irregularidad en planta, posible ocurrencia de problemas de columna corta en las fachadas norte y sur del edificio, y la posibilidad de que el edificio tenga problemas de torsión por ante sismo, debido a la distribución asimétrica de elementos estructurales, ya que el cubo de escaleras y de los baños están ubicados en el extremo poniente del edificio. 7
6. RESULTADOS DE LA INSTRUMENTACIÓN PARA VIBRACIÓN AMBIENTAL Del análisis de los registros obtenidos se estimaron los cocientes espectrales entre la componente vertical y la horizontal (H/V) de las señales de ruido ambiental, las cuales se muestran en la Figura 10. De la misma figura se identifica que el periodo dominante del terreno en la zona es del orden de 1.2 segundos, mientras que en la estructura el periodo fundamental del edificio resultó del orden de 0.93 segundos, en la azotea. Por lo anterior, no son de esperarse efectos de amplificación del movimiento por resonancia. Figura 10 Coeficientes espectrales de respuesta a la vibración ambiental 7. CONCLUSIONES Se hizo un recorrido por las instalaciones del edificio constatando su sistema estructural y verificando algunas geometrías de los elementos, se realizó la toma de datos de vibración ambiental que permitió conocer indicó el periodo fundamental de vibrar del edificio y del terreno. En la revisión del complejo escolar se encontró que el edificio cuenta con una distribución uniforme de columnas formando marcos, además de los muros de mampostería en las fachadas norte y sur, de los muros diafragma como divisorios de aulas y del sistema de refuerzo distribuido de manera alternada y uniforme a lo largo de la altura del inmueble. En general no se identificaron características que generaren condiciones de irregularidad en elevación, pero si en planta debido principalmente a sus dimensiones por tratarse de un rectángulo que supera a la estipulada en las normas técnicas para diseño por sismo (RCDF GDF, 2004). 8
En vista de las características estructurales anteriormente descritas, no se identificaron condiciones que pongan en riesgo inmediato su seguridad estructural, sin embargo no deben descartarse los aspectos de vulnerabilidad que fueron señalados en las Condiciones de la Estructura pertenecientes al punto 5 del documento. Por otro lado, la edad del edificio indica que fue diseñado con requisitos del reglamento de construcciones de la época, los que han sido incrementados después de los sismos de 1985, y hasta hoy, como son los coeficientes sísmicos y el detallado de los elementos estructurales, por lo que se recomienda que se lleve a cabo una revisión por un Corresponsable en Seguridad Estructural que incluya una modelación y evaluación numérica de la seguridad estructural de los edificios en las actuales condiciones, según los requisitos actuales del reglamento de construcciones para el D.F.. Además, se hace hincapié en no descartar y atender también todas las observaciones y recomendaciones del Informe de Opinión Técnica de Riesgo de la Dirección Ejecutiva de Protección Civil y Seguridad Pública, con fecha del 6 de Marzo de 2015 y No. DGAM/DEPCSP/0603/2015. Dicho informe fue proporcionado por la Dirección de la Escuela Primaria. Finalmente, se debe tomar en cuenta que el presente informe es resultado del análisis de la información recabada en la inspección visual y de la medición de vibración ambiental durante la visita de campo, en la cual no se pudo contar con documentos relativos a los planos estructurales ni memoria de cálculo del inmueble. 8. REFERENCIAS Gobierno del Distrito Federal (GDF, 2004-a), Reglamento de construcciones para el Distrito Federal, Gaceta Oficial del Distrito Federal, No. 8-TER, 29 de enero, pp. 56-115. Gobierno del Distrito Federal (GDF, 2004-b), Normas técnicas complementarias para diseño por sismo, Gaceta Oficial del Distrito Federal, Tomo II, No. 103-Bis, 6 de octubre, pp. 55-77. 9