Tras el terremoto de 7,2 grados de magnitud en Haití de 2021, el MTPTC (Ministère des Travaux Publics, Transports et Communications), la UNOPS (Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos) y Miyamoto International implementaron un programa de evaluación de daños y reparaciones. Entre octubre de 2021 y febrero de 2022, 380 ingenieros capacitados evaluaron 179.800 edificios en los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes, llegando a más de 600.000 beneficiarios. Las evaluaciones se ejecutaron de conformidad con el ATC-20 y las normas haitianas, a través de un enfoque digitalizado innovador. Más de 11.000 edificios se derrumbaron o no se pudieron reparar; más de 89.000 edificios resultaron dañados y se pudieron reparar. Aproximadamente 88.000 edificios estaban en mampostería confinada y más de 26.000 de ellos pudieron repararse según las directrices del MTPTC; Alrededor de 80.000 edificios se construyeron con la técnica tradicional de madera y piedra. El conjunto de datos examinado es uno de los más extensos estudiados en la historia humanitaria reciente y resulta crucial para aprender de eventos sísmicos pasados. En este artículo, analizamos las debilidades estructurales observadas y las comparamos con el terremoto de 2010.
Introducción
El 14 de agosto de 2021 a las 8:29 a. m., hora local, un terremoto de magnitud 7,2 sacudió la península de Tiburón en Haití, país caribeño, afectando a aproximadamente 800 000 personas [1,2]. Con más de 2300 personas reportadas como muertas o desaparecidas [3], el terremoto de Haití de 2021 fue el más mortífero del año. Además, la respuesta de emergencia del gobierno haitiano y las organizaciones humanitarias enfrentó desafíos debido a la pandemia de COVID-19, el asesinato del presidente Moïse el 7 de julio de 2021 y la llegada de la depresión tropical Grace a Haití solo dos días después del terremoto [4].
En respuesta al terremoto, el Ministerio de Trabajo Público, Transportes y Comunicaciones (MTPTC), con el apoyo financiero del Banco Mundial, el apoyo organizativo y técnico de la UNOPS (Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos) y Miyamoto International, se propuso evaluar los daños y definir la estrategia de reparación de 120.000 edificios en tres meses. Entre octubre de 2021 y febrero de 2022, se evaluaron un total de 179.800 edificios.
Para realizar evaluaciones de esta magnitud, se capacitó a aproximadamente 550 ingenieros, de los cuales 380 fueron seleccionados para realizar las evaluaciones en tierra. Las evaluaciones se ejecutaron de conformidad con los códigos haitianos [5] y los Procedimientos ATC-20 para Puestos.
Evaluación de Seguridad Sísmica de Edificios [6]. Esta última es una referencia reconocida para evaluaciones de daños sísmicos [7] que incluye procedimientos de evaluación rápidos y detallados para evaluar edificios dañados por terremotos y clasificarlos como INSPECCIONADOS (aparentemente seguros, placa verde), ENTRADA LIMITADA (placa amarilla) o INSEGUROS (placa roja). Mediante un innovador enfoque digitalizado, los ingenieros del MTPTC pudieron proporcionar información detallada sobre los daños y las necesidades de reparación en una sola visita al sitio con una duración promedio de 30 minutos. De esta manera, se creó una base de datos que comprende los detalles de casi 180.000 edificios.
Más de 10 años después del devastador terremoto de 2010, el sismo de 2021 causó daños considerables en Haití. Los autores creen que aprender de los terremotos anteriores es crucial para mejorar la resiliencia del entorno construido. La campaña de evaluación de daños objeto de este manuscrito es la mayor en respuesta al terremoto de Haití de 2021. Por la presente, compartimos nuestros hallazgos sobre los daños sísmicos observados con la esperanza de que mejore la calidad de las viviendas y se minimicen los efectos de futuros eventos naturales extremos en la población haitiana.
El manuscrito se presenta en tres partes. La primera es un análisis de antecedentes que describe la amenaza sísmica y el entorno construido que caracteriza a Haití. La segunda es la descripción de los métodos que utilizamos para ejecutar las evaluaciones de daños y reparaciones sísmicas, y la tercera es el detalle de los resultados cuantitativos y cualitativos. Esta última es un análisis cuantitativo y cualitativo de los edificios dañados, la ubicación y la tipología de los daños, incluyendo nuestras observaciones de campo con respecto a las vulnerabilidades recurrentes de las dos principales tipologías de construcción encontradas: mampostería confinada (MC) y la técnica tradicional de madera y piedra.
Peligro sísmico en Haití
El riesgo sísmico en Haití es sustancial en todo el país [8] y el entorno construido es propenso a daños sísmicos [9,10]. Se observa que los eventos sísmicos históricos en Haití son notablemente impactantes, aunque no particularmente frecuentes. En 2010, un terremoto de magnitud 7,0 con epicentro cerca de la ciudad capital, Puerto Príncipe, se cobró aproximadamente 300 000 vidas y desplazó a más de un millón de personas [11,12]. Antes de este evento catastrófico, terremotos comparables que datan del siglo XVIII (1701, 1751 y 1770), cuando el sistema de fallas de Enriquillo, que cruza la isla de La Española, generó una secuencia sísmica devastadora de eventos [13].
Debido a la sacudida del terreno, puede producirse licuefacción del suelo en suelos sueltos a moderadamente granulares. La presión interna del agua aumenta hasta el punto de que los granos pierden contacto entre sí y la resistencia del suelo disminuye. Este fenómeno sísmico, típico aunque poco común, afectó ciertas zonas de Haití durante el terremoto de 201014,15].
El terremoto de magnitud 7,2, objeto de nuestra investigación, ocurrió a las 8:29 am hora local del sábado 14 de agosto de 2021. El epicentro se localizó en una zona rural de la región de Nippes, a 13 km al sureste de Petit Troup de Nippes y a 125 km al suroeste de la capital, Puerto Príncipe [1]. El terremoto fue generado por una falla ciega de empuje, seguida de una falla de desgarre que provocó la activación de una red de fallas fragmentadas, al oeste del hipocentro [2,16]. Esta ruptura de múltiples fallas parece no estar alineada con el límite entre las placas del Caribe y América del Norte, lo que indica un sistema de fallas regional y altamente variable [17,18]. El hipocentro es superficial, a 10 km de profundidad, la aceleración máxima del suelo es de 0,78 g (véase la Fig. 1) y el índice de intensidad de Mercalli modificado alcanzó el nivel
Fig. 1. Aceleración máxima del suelo (PGA) y epicentro del terremoto (datos recuperados de USGS [1]).
de IX [1]. El análisis del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y del Instituto Tecnológico de California muestra un movimiento permanente del terreno de hasta 40 cm y un desarrollo de las líneas de falla hacia el oeste desde el epicentro [19]. El desastre resultó en aproximadamente 800 000 personas afectadas negativamente en las regiones de Nippes, Grand'Anse y Sud [3,4]. Para agravar aún más el escenario de emergencia, se sumó la pandemia de COVID-19 en curso, los disturbios debido al asesinato del presidente de Haití y la depresión tropical Grace, que azotó la costa sur de Haití dos días después del terremoto [4].
El entorno construido haitiano
El entorno construido en Haití consiste principalmente en asentamientos informales de mampostería confinada y edificios tradicionales de madera y piedra. Estos últimos son más comunes en las zonas rurales y consisten en una estructura y techo de madera, con muros de relleno de mampostería de piedra sin refuerzo (URM de piedra) (véase la figura 2). Suelen ser edificios de una sola planta, donde la planta baja puede ser de tierra apisonada o una losa de hormigón sobre el terreno. Los postes de madera están empotrados en la planta baja y conectados a las vigas con una muesca y una espiga; están espaciados entre 60 y 100 cm. Otras conexiones son principalmente muescas, clavos y (raramente) cuerdas. El techo es de cerchas de madera, soportado también por postes internos y cubierto con láminas de metal corrugado. Los muros de relleno de piedra sin refuerzo no están conectados a la estructura de madera. Las piedras son en su mayoría angulares, el mortero puede ser de barro o contener cemento. Las aberturas están enmarcadas con madera y a menudo se aplica yeso. La superficie típica que ocupa una vivienda oscila entre 15 y 50 metros cuadrados, y tanto las paredes interiores como las exteriores se construyen con la misma técnica.
Los edificios vernáculos haitianos han sido elogiados por su comportamiento sísmico positivo en general y muestran el valor del conocimiento técnico indígena [20,21]. El techo es ligero y la mayor parte del peso sísmico lo proporcionan los muros URM. Los marcos de madera confinan la mampostería no reforzada, creando un sistema resistente particularmente efectivo en su plano y optimizado fuera de su plano, ya que las porciones URM son de tamaño limitado. A pesar de su desempeño positivo en eventos sísmicos pasados, las técnicas tradicionales haitianas que abordaremos parcialmente en este documento son un tema marginal en la literatura actual [22]. Nuestros hallazgos sobre su desempeño sísmico y los sistemas estructurales que resisten cargas verticales y horizontales se describen en la sección 4.4.
En este documento nos referimos a los edificios de mampostería confinada (CM) para aquellas estructuras que muestran columnas y vigas ligeramente reforzadas, con muros de relleno de bloques de hormigón no reforzado. Las cimentaciones son típicamente superficiales, en su mayoría losas sobre el terreno. Los pisos son de hormigón armado y funcionan como diafragmas rígidos: son pesados, pero son eficaces para distribuir las fuerzas horizontales entre los miembros estructurales verticales. El techo es ligero y típicamente inclinado, la estructura es de madera y láminas onduladas de metal; aunque, especialmente en las áreas urbanas, puede ser plana y de hormigón armado. La mayoría de los edificios son edificios de uno o dos pisos, con una superficie de 15 a 80 m2. A menudo, el material de construcción es de mala calidad, los profesionales capacitados no participan en el proceso de construcción y el comportamiento sísmico de CM resulta variable [10,23,24]. Después del terremoto de 2010, los métodos y materiales de construcción de CM inadecuados fueron reconocidos como las principales causas de la devastación [10].
La mampostería confinada per se puede ser una tipología efectiva para soportar fuerzas horizontales, pero los detalles estructurales y la calidad del material deben ser adecuados [25]. CM confina y reduce el tamaño de los muros URM con elementos de hormigón armado horizontales y verticales. La resistencia a las fuerzas horizontales es proporcionada principalmente por muros que reaccionan en su plano, mientras que la resistencia fuera del plano es menor. Como se muestra en la Fig. 3, un muro CM adecuado se entrelaza con las columnas y vigas que se vierten después de que se ha construido el muro. Al hacerlo, el marco de hormigón ligeramente reforzado y los muros de relleno URM colaboran, superando el rendimiento sísmico que tendrían individualmente. MTPTC puso a disposición de forma gratuita directrices que abordan todo el proceso de construcción de CM [5]; representando un documento confiable y efectivo al que los albañiles y propietarios de edificios pueden referirse (ver Figs. 3 y 14).
Los marcos de RCC puros, donde las paredes de relleno se construyen después del marco, también están presentes en menor medida en el entorno construido local (ver Fig.
3). Según CM, la calidad del material es baja y la cantidad y el tamaño de las barras de refuerzo son inadecuados.
Fig. 2. Edificios de madera y piedra dañados (Les Cayes y Cavaillon, 2021).
Figura 3. Izquierda: Edificio de hormigón armado (Les Cayes, 2021). Centro: Construcción correcta de muro de hormigón armado (L'Asile, 2022). Derecha: Detalle de un muro de hormigón armado según las directrices del MTPTC.
Metodología
Tras el sismo del 14 de agosto de 2021, el Gobierno haitiano, a través del MTPTC (Ministère des Travaux Publics, Transports et Communications) y el BTB (Bureau d'evaluation Technique des Bâtiments), con fondos proporcionados por el Banco Mundial, apoyo logístico proporcionado por la UNOPS (Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos) y apoyo técnico proporcionado por Miyamoto International, implementó un programa de evaluación de daños y reparaciones que cubrió las regiones de Sud, Grand'Anse y Nippes.
Se llevó a cabo una capacitación de tres días para 550 ingenieros en varias ciudades de Haití (es decir, Puerto Príncipe, Les Cayes, Jeremie y Anse- a-Veu). La capacitación abordó los Procedimientos para la Evaluación de la Seguridad Posterior a un Terremoto de Edificios según las normas ATC-20 [6] adaptadas al contexto local y las directrices oficiales de MTPTC [5]. En la década de 1980, el Consejo de Tecnología Aplicada se asoció con la Asociación de Ingenieros Estructurales de California (SEAOC), la Oficina de Servicios de Emergencia de California (OES), la Oficina de Planificación y Desarrollo de la Salud del Estado de California (OSHPD) y la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) para producir directrices para realizar evaluaciones de seguridad de edificios después de eventos sísmicos. A partir del terremoto de 2010 en adelante, el Gobierno de Haití adoptó ATC-20 como referencia para la evaluación de la seguridad de los edificios, adaptando su marco a las tipologías de construcción haitianas [12]. Considerando también que los ingenieros locales ya estaban familiarizados con ellas, la respuesta al terremoto de 2021 adoptó las directrices ATC-20 como referencia. La capacitación incluyó principios de ingeniería sísmica (por ejemplo, métodos de medición de terremotos, sismicidad en Haití, tipologías de construcción, principios de ductilidad, períodos de vibraciones, elementos no estructurales, riesgos geotécnicos y licuefacción), debilidades estructurales típicas (por ejemplo, irregularidades verticales y horizontales, piso blando, columna cautiva, impacto, efectos torsionales), detalles sobre el proceso de evaluación (por ejemplo, evaluación inicial, detallada y de ingeniería, pasos de evaluación, salud y seguridad, diferencia entre seguridad y daño), etiquetas de evaluación de daños (verde: inspeccionado y seguro, amarillo: uso restringido y rojo: inseguro), detalles típicos de reparación y especificaciones técnicas de reparación. La selección de ingenieros se determinó mediante una evaluación posterior a la capacitación, lo que resultó en el despliegue de 380 ingenieros en el campo.
Entre octubre de 2021 y febrero de 2022, un equipo de 574 profesionales implementó la recopilación de datos de evaluación de daños y reparaciones. Cada división estaba compuesta por tres equipos, con seis ingenieros en cada equipo y un líder de división, lo que resultó en un total de 19 ingenieros por división. Para las evaluaciones de daños y reparaciones, los ingenieros trabajaron en parejas, con el apoyo de un comunicador social (180 en total). En el campo, se desplegaron un máximo de 20 divisiones, compuestas por 300 ingenieros de evaluación, junto con 60 ingenieros de evaluación que también se desempeñaron como líderes de equipo y 20 líderes de división, para un total de 380 ingenieros de MTPTC. Los ingenieros de MTPTC estaban bajo la supervisión de 14 expertos de Miyamoto International.
Las evaluaciones se iniciaron en Les Cayes, la ciudad más afectada por el terremoto, Jeremie y Anse-à-Veu; el objetivo era visitar las zonas más afectadas de las regiones de Sud, Grand'Anse y Nippes. La estrategia de despliegue se revisaba semanalmente y se distribuían planes con las áreas a cubrir a cada jefe de división. Los equipos, desplazándose por carreteras principales y secundarias, evaluaban cualquier edificio (residencial, comercial, industrial, religioso, gubernamental, escolar, sanitario, etc.) al que pudieran acceder, previa autorización del ocupante. El objetivo del proyecto era evaluar el mayor número posible de edificios en las zonas designadas. Si el edificio estaba desocupado, se solicitaba el apoyo de la comunidad local para contactar con el propietario. Si el edificio no podía evaluarse, el equipo continuaba su labor. Los encuestadores se fueron alejando progresivamente de las principales ciudades y pueblos, hacia las zonas rurales; al llegar a zonas no afectadas, se les trasladaba a otros lugares identificados por el gobierno como afectados por el terremoto. El progreso se monitorizaba mediante mapas de ArcGIS y se coordinaba con las autoridades locales. Haití es uno de los países más pobres del mundo [26,27], donde los asentamientos informales son extremadamente comunes y el registro de la propiedad no se mantiene adecuadamente [28,29]. En consecuencia, no es posible calcular un índice de exhaustividad de las inspecciones.
En cada visita al sitio, la evaluación fue doble: el movilizador social ejecutó una encuesta social, cuyo objetivo era recopilar datos sobre la vulnerabilidad del hogar y sobre el impacto que el terremoto tuvo en sus medios de vida. En segundo lugar, los ingenieros implementaron una encuesta técnica, centrada en el daño ocurrido al edificio y, si corresponde, la estrategia de reparación. Esta última cumplió con los estándares ATC-20 y MTPTC. Los datos recopilados incluyen las características generales del edificio (por ejemplo, área de la huella, año de construcción y/o renovación, número de pisos, técnica de construcción, tipo de techo, tipo de paredes, tipo de cimientos) y el nivel de daño (nulo, menor, moderado o mayor) para cada tipo de elemento estructural y no estructural (por ejemplo, cimientos, paredes, losas, techo, columnas, vigas, parapetos). Se asignó una etiqueta a cada edificio: verde (seguro para ser ocupado), amarillo (entrada restringida) y rojo (inseguro, entrada prohibida). La etiqueta se roció en la fachada principal, cerca del código QR que identifica de forma única el edificio. Si se produjeron daños y el edificio era reparable según las directrices del MTPTC, se realizó una evaluación de reparación. Las directrices del MTPTC solo se aplican a estructuras de mampostería confinada y asignan un código a cada tipo de reparación típico (por ejemplo, A1: reemplazo de una pared agrietada en su plano, D1:
Reemplazo de dintel, F3 (reparación de grietas importantes). Los ingenieros tomaron documentación fotográfica y registraron las medidas de cada tipo de reparación.
Toda la campaña de recopilación de datos se llevó a cabo digitalmente: los ingenieros y los movilizadores sociales usaron una tableta y la aplicación de código abierto KoBoToolbox [30] para registrar las evaluaciones. Las preguntas más importantes (por ejemplo, etiqueta del edificio, reparabilidad) fueron obligatorias y la encuesta no pudo completarse a menos que se respondieran. Al hacerlo, se mitigó la pérdida de datos. Si el edificio se había derrumbado, a menudo no se podía recopilar información sobre sus características (por ejemplo, área del piso, uso del edificio, edad, tipología de construcción) y los ingenieros respondieron a lo que los propietarios o inquilinos pudieron confirmar y lo que se pudo observar. Los datos recopilados fueron monitoreados y analizados con ArcGIS y PowerBI en tiempo real por un equipo internacional de expertos. Se identificaron errores recurrentes durante la campaña y se abordaron mediante una comunicación oportuna y continua con el equipo en el campo.
Mediante un algoritmo vinculado a la base de datos, se generaron informes de daños y reparaciones, incluyendo la cantidad de materiales necesarios para reparar el edificio, para que los propietarios los descargaran mediante el código QR colocado en su edificio durante la visita. Los códigos QR fueron impresos por una única fuente para evitar duplicados y se distribuyeron semanalmente a los líderes de división.
Resumen de los resultados
Se han evaluado 179.800 edificios.
⁃Se ha llegado a aproximadamente 600.000 beneficiarios.
⁃ Se han evaluado aproximadamente 10 millones de metros cuadrados de edificios, con un promedio de 60 metros cuadrados por edificio.
⁃ 168.144 fueron principalmente para uso residencial (93%), 4.356 comerciales (2,4%), 3.209 (1,8%) “otros” (por ejemplo, almacenamiento, baños,
desconocido), 1871 escolares (1%), 1318 religiosos (0,7%), 351 de atención médica (0,1%), 270 centros comunitarios, 174 industriales y 107 gubernamentales.
⁃ 152.613 edificios de un solo piso (85%), 16.995 edificios de dos pisos (9%), 1.251 edificios de tres pisos (0,6%), 123 edificios de cuatro pisos y 29 edificios de hasta seis pisos.
⁃ 61.910 edificios tenían menos de 10 años (35%), 61.323 edificios tenían entre 11 y 25 años (34%), 26.878 edificios tenían entre 26 y 50 años (15%), 5.986 tenían más de 50 años (3%) y para 23.703 se desconocía la edad de construcción (13%).
⁃ 88.204 eran de mampostería confinada (49%), 80.808 en técnicas tradicionales locales (44,9%) (es decir, mampostería de piedra o de madera).
⁃ 8636 están completamente colapsados (4,8%), 28 364 están etiquetados en rojo (15,8%), 73 297 están etiquetados en amarillo (40,8%), 69 503 están etiquetados en verde (38,6%). La figura 4 ilustra la distribución geográfica de las etiquetas, mientras que la figura 5 muestra la distribución de etiquetas en función de las áreas de PGA. Los edificios tradicionales mostraron más daños que los edificios CM, aunque, desafortunadamente, como se menciona en la metodología, faltan datos sobre edificios colapsados (ver Tabla 1). Su comportamiento se analiza más adelante en la sección 6.
– Las tendencias que se desprenden del análisis de los niveles de daños según la antigüedad de los edificios (véase la Tabla 2 y la Figura 6) muestran que el porcentaje de edificios con etiqueta verde disminuye progresivamente, mientras que el porcentaje de edificios con etiqueta roja y estructuras completamente colapsadas aumenta a medida que aumenta la antigüedad de las estructuras. El terremoto de 2010 generó conciencia sobre el riesgo sísmico y las mejores prácticas de construcción, también a través de la difusión de las directrices oficiales de CM; esto pudo haber impulsado una mejora de las obras de construcción en general a partir de 2010.
– Por otro lado, las tendencias también sugieren que las etiquetas verdes aumentan y las rojas disminuyen a medida que aumenta el número de pisos; esto podría deberse a que el 85% del parque de edificios evaluado era de un solo piso y generalmente de construcción informal, mientras que los edificios con uno o más pisos elevados requieren mayores esfuerzos financieros y, probablemente, exigieron albañiles más capacitados que implementaron mejores detalles estructurales. Además, la arquitectura vernácula era típicamente de un solo piso y mostró una clara susceptibilidad a mayores daños. La Tabla 3, de hecho, también muestra que los edificios con más de un piso se encuentran predominantemente en CM. Otra explicación podría ser que el tipo de evento sísmico ocurrido fue más severo para los períodos de vibraciones de las estructuras de un solo piso.
Etiquetas asignadas a los edificios evaluados: etiqueta verde (seguro para ser ocupado), etiqueta amarilla (entrada restringida), etiqueta roja (inseguro), completamente colapsado, para todo el conjunto de datos y por tipología de construcción (mampostería confinada y edificios tradicionales).
s
| Número total de edificios | Edificios CM | Edificio tradicional | |||||||
| [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | ||||
| Etiqueta verde | 69,503 | 38.6% | 54,784 | 62.1% | 13,988 | 17.3% | |||
| Etiqueta amarilla | 73,297 | 40.8% | 23,141 | 26.2% | 49,274 | 61% | |||
| Etiqueta roja | 28,364 | 15.8% | 10,279 | 11.7% | 17,546 | 21.7% | |||
| Se derrumbó por completo | 8636 | 4.8% | – | – | – | – | |||
| 179,800 | 100% | 88,204 | 100% | 80,808 | 100% |
Figura 4. Mapa de daños (etiquetas de edificios) superpuesto al mapa de aceleración máxima del suelo (PGA) de Haití de 2021. De acuerdo con el mapa de PGA, la mayor parte de los daños se concentran al oeste del epicentro.
Fig. 5. Distribución de edificios con etiquetas verdes, amarillas, rojas y completamente derrumbados, según los niveles de PGA. (Para interpretar las referencias al color en la leyenda de esta figura, se remite al lector a la versión web de este artículo).
⁃ Además, 70.178 edificios (39,1%) no necesitan ninguna reparación (ya sea porque tienen etiqueta verde o porque ya estaban en reconstrucción), 62.978 edificios (35%) son reparables pero las directrices del MTPTC no se aplican (ya sea porque la técnica de construcción no es de mampostería confinada o porque la estructura del edificio es demasiado compleja y necesita una evaluación adicional), 26.464 edificios (14,7%) pueden repararse según las directrices del MTPTC, 20.180 edificios (11,2%) no son reparables o se derrumbaron por completo (véase la Tabla 4).
– La Tabla 5 describe los daños sufridos por los elementos estructurales principales. Tanto para los edificios CM como para los vernáculos, y de acuerdo con las normas ATC-20, los daños a columnas y muros se correlacionan predominantemente con las etiquetas amarillas y rojas. Los daños a elementos horizontales, como vigas, losas, escaleras y balcones, parecen menos frecuentes. Los daños a muros son el tipo de daño más recurrente; sin embargo, los daños a elementos verticales como muros y columnas parecen más extensos en los edificios tradicionales, que
Etiquetas asignadas a los edificios evaluados según antigüedad de construcción y número de pisos.
Menos de 10 años Entre 11 y 25 años Entre 26 y 50 años Más de 50 años
| [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | |||||||
| Etiqueta verde | 34,877 | 56% | 21,290 | 35% | 4545 | 17% | 644 | 11% | ||||||
| Etiqueta amarilla | 19,710 | 32% | 27,678 | 45% | 13,754 | 51% | 2851 | 48% | ||||||
| Etiqueta roja | 5643 | 9% | 9392 | 15% | 6651 | 25% | 1947 | 32% | ||||||
| Se derrumbó por completo | 1680 | 3% | 2963 | 5% | 1928 | 7% | 544 | 9% | ||||||
| 61,910 | 100% | 61,323 | 100% | 26,878 | 100% | 5986 | 100% | |||||||
| De un solo piso De dos pisos De tres pisos Más de cuatro pisos | ||||||||||||||
| Etiqueta verde | 59,207 | 37% | 9307 | 55% | 833 | 66% | 82 | 55% | ||||||
| Etiqueta amarilla | 67,525 | 42% | 5419 | 32% | 259 | 21% | 51 | 34% | ||||||
| Etiqueta roja | 25,881 | 16% | 2269 | 13% | 159 | 13% | 17 | 11% | ||||||
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% | |||||||
Fig. 6. Los edificios con más de 50 años de antigüedad han sido dañados significativamente más que los demás en promedio, también en áreas con bajo PGA (por ejemplo, el noroeste).
Correlación entre tipo de edificio y número de pisos.
De un solo piso De dos pisos De tres pisos Más de cuatro pisos
| Mampostería confinada | 74,705 | 85% | 12,052 | 13% | 1206 | 1.4% | 225 | 0.6% |
| Tradicional | 75,887 | 93.9% | 4817 | 5.9% | 43 | 0.1% | 16 | 0.1% |
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% |
| Tabla 4 |
Reparabilidad de los edificios.
Número de edificios [N] Porcentaje [%]No necesita reparación70.178 39,1%Reparable: no se aplican las directrices de MTPTC62.978 35%Reparable: se aplican las directrices de MTPTC26.464 14,7%No reparable o colapsado20.180 11,2%
179.800 100%
Daños a elementos estructurales principales por etiqueta de edificación y por tipología constructiva (los porcentajes indican el nivel de daño, que puede ser nulo, leve, moderado y mayor, por cada etiqueta).
| MAMPOSTERÍA CONFINADA | |||||||
| Etiqueta verde | Etiqueta amarilla | Etiqueta roja | En general | ||||
| Daños en paredes internas y externas | Nulo | 26,009 (47.5%) | 716 (3%) | 289 (3%) | 27,014 (31%) | ||
| Menor | 28,123 (51.4%) | 4147 (18%) | 475 (5%) | 32,745 (37%) | |||
| Moderado | 546 (1%) | 16,402 (31%) | 2084 (20%) | 19,032 (21%) | |||
| Importante | 91 (0.1%) | 1774 (8%) | 7414 (72%) | 9279 (11%) | |||
| Daños en las columnas | Nulo | 48,959 (89.4%) | 14,356 (24.4%) | 1828 (18%) | 65,143 (74%) | ||
| Menor | 5703 (10.4%) | 5553 (24%) | 1565 (15%) | 12,821 (15%) | |||
| Moderado | 83 (0.1%) | 2989 (13%) | 3484 (34%) | 6556 (7%) | |||
| Importante | 24 (0.1%) | 140 (0.6%) | 3385 (33%) | 3549 (4%) | |||
| Daños en pisos, techos y vigas | Nulo | 49,317 (90%) | 16,244 (70%) | 4329 (42%) | 69,890 (79%) | ||
| Menor | 5323 (9.8%) | 4426 (19%) | 1480 (14%) | 11,229 (13%) | |||
| Moderado | 104 (0.1%) | 2246 (10%) | 2265 (22%) | 4615 (5%) | |||
| Importante | 25 (0.1%) | 122 (1%) | 2188 (22%) | 2335 (3%) | |||
| Daños en escaleras, parapetos y balcones | Nulo | 51,624 (94.2%) | 19,856 (86%) | 7299 (71%) | 78,779 (89%) | ||
| Menor | 3062 (5.6%) | 2301 (10%) | 985 (10%) | 6348 (7%) | |||
| Moderado | 67 (0.1%) | 811 (3%) | 891 (8%) | 1769 (2%) | |||
| Importante | 16 (0.1%) | 71 (1%) | 1087 (11%) | 1174 (2%) | |||
| TRADICIONAL | |||||||
| Etiqueta verde | Etiqueta amarilla | Etiqueta roja | En general | ||||
| Daños en paredes internas y externas | Nulo | 6337 (45.3%) | 4334 (9%) | 1304 (7%) | 11,975 (15%) | ||
| Menor | 7276 (52%) | 5534 (11%) | 407 (3%) | 13,217 (16%) | |||
| Moderado | 322 (2.3%) | 32,526 (66%) | 3507 (20%) | 36,335 (45%) | |||
| Importante | 51 (0.4%) | 6867 (14%) | 12,321 (70%) | 19,239 (24%) | |||
| Daños en las columnas | Nulo | 12,457 (89.1%) | 32,349 (65.7%) | 5339 (30%) | 50,145 (62%) | ||
| Menor | 1454 (10.4%) | 10,027 (20.3%) | 2083 (12%) | 13,564 (17%) | |||
| Moderado | 61 (0.4%) | 6557 (13.3%) | 4999 (28%) | 11,617 (14%) | |||
| Importante | 14 (0.1%) | 328 (0.7%) | 5118 (30%) | 5460 (7%) | |||
| Daños en pisos, techos y vigas | Nulo | 12,796 (91.5%) | 41,068 (83%) | 11,645 (67%) | 65,509 (81%) | ||
| Menor | 1137 (8.1%) | 4535 (9%) | 1453 (8%) | 7125 (9%) | |||
| Moderado | 44 (0.3%) | 3510 (7%) | 1984 (11%) | 5538 (7%) | |||
| Importante | 9 (0.1%) | 148 (1%) | 2457 (14%) | 2614 (3%) | |||
| Daños en escaleras, parapetos y balcones | Nulo | 13,087 (93.6%) | 43,882 (89%) | 13,840 (79%) | 70,809 (88%) | ||
| Menor | 853 (6.1%) | 3053 (6%) | 961 (5%) | 4867 (6%) | |||
| Moderado | 39 (0.2%) | 2197 (4%) | 1037 (6%) | 3273 (4%) | |||
| Importante | 7 (0.1%) | 129 (1%) | 1701 (10%) | 1837 (2%) | |||
Corroboran la percepción sobre el terreno (véase la Sección 6.2). Cabe destacar que faltan datos sobre edificios completamente derrumbados, lo que podría proporcionar mayor información sobre la magnitud de los daños sufridos por los diferentes tipos de edificios.
⁃ De forma similar al enfoque utilizado para evaluar los daños sufridos por las iglesias tras los terremotos de Italia de 2016 [31], el estudio recopiló datos sobre cada mecanismo de daño (véase la Tabla 6), que también puede asociarse con un detalle de reparación según las directrices del MTPTC. Más de una cuarta parte de todos los tipos de reparación registrados son la sustitución de muros con aberturas dañadas por cortante en su plano (en forma de X), seguida de reparaciones de grietas y restablecimiento de conexiones de muros (o llaves).
Los daños se extienden por las regiones occidentales de Haití (departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes); aunque, de acuerdo con las áreas de PGA, la mayor parte de los daños parece haberse desarrollado al oeste del epicentro (véanse las figuras 1 y 4). Siguiendo una metodología comparable a la adoptada para el terremoto de Indonesia de 2016 [32], los resultados de las evaluaciones de daños (etiquetas verdes, amarillas y rojas) se han comparado con el movimiento del suelo (PGA) (véase la figura 5). Es evidente que las etiquetas verdes predominan en áreas con PGA baja y disminuyen progresivamente al acercarse a áreas de PGA alta; mientras que las etiquetas rojas y los edificios colapsados aumentan progresivamente a medida que sube el nivel de PGA. La proporción de edificios con etiqueta amarilla parece ser aproximadamente constante en todas las áreas. Para mayor claridad, la tabla 7 representa el número de edificios evaluados en cada área de PGA, ya que las áreas de 0,1–0,16 g y 0,65–0,78 g son considerablemente más pequeñas y se encuentran en zonas rurales, sin ninguna ciudad relevante ubicada allí. Como resultado, el volumen de evaluación es menor que en otras áreas de la PGA.
Siguiendo un enfoque similar al utilizado en Croacia en 2020 [33], se analizó el daño en función de las características del edificio: la figura 6 muestra que los edificios de más de 50 años se vieron afectados por el terremoto de forma significativamente mayor, incluso en zonas con baja aceleración máxima del terreno (como el noroeste). Véanse también las tablas 1, 2 y 8 y la sección 5.2 para las correlaciones entre la etiqueta de los edificios y la tipología constructiva, la antigüedad del edificio y el número de plantas.
En más de 4000 edificios, se observó un importante movimiento de suelo en los alrededores del edificio. Estos edificios están principalmente asociados a etiquetas rojas (87% rojo, 12% amarillo y 1% verde) y su distribución no parece estar directamente asociada a los niveles de PGA (ver Fig. 7). De hecho, se observó licuefacción en varias áreas donde el PGA estaba por debajo de 0,4 g (ver sección 6.1 y Fig. 12), lo que podría explicar parcialmente las etiquetas rojas en áreas bajas de PGA, ya que causó daños en la inclinación, la cimentación y la losa. Las etiquetas rojas de recordatorio en áreas bajas de PGA podrían deberse a la baja calidad de los edificios CM y la tendencia a altos daños de la arquitectura vernácula, como se describe en las secciones 6.1 y 6.2.
La Tabla 8 confirma la prevalencia de edificaciones de una sola planta (véase también la Tabla 3), observándose con mayor frecuencia la construcción en varios niveles con mampostería confinada que con técnicas tradicionales indígenas. Además, las técnicas tradicionales parecen presentar una mayor susceptibilidad a los daños en comparación con las edificaciones CM, independientemente del área de PGA y el número de plantas. Tanto las edificaciones CM como las vernáculas muestran un aumento en los daños con valores de PGA más altos. También observamos que las áreas geográficas que experimentaron niveles más altos de PGA fueron principalmente rurales y, de hecho, presentan un mayor componente de edificaciones vernáculas.
Número de edificios con etiquetas verdes, amarillas, rojas y completamente derrumbados asociados a los niveles PGA.
| Etiqueta verde | Etiqueta amarilla | Etiqueta roja | Colapsado | |||||
| 0.1–0,16 g | 1657 | 56% | 1020 | 34% | 251 | 9% | 43 | 1% |
| 0.16–0,4 g | 39,302 | 46% | 33,262 | 39% | 11,067 | 13% | 1804 | 2% |
| 0.4–0,5 g | 22,790 | 37% | 26,131 | 42% | 10,101 | 15% | 3020 | 5% |
| 0.5–0,65 g | 5405 | 20% | 11,871 | 45% | 6095 | 23% | 3178 | 12% |
| 0.65–0,78 g | 277 | 11% | 970 | 37% | 812 | 31% | 552 | 21% |
Correlación entre etiqueta, tipología constructiva, número de pisos y nivel PGA.
Un piso Dos pisos Tres o más pisos
Etiqueta verde Etiqueta amarilla Etiqueta roja Etiqueta verde Etiqueta amarilla Etiqueta roja Etiqueta verde Etiqueta amarilla Etiqueta roja 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA
| CENTÍMETRO | 1318 | 87% | 264 | 28% | 39 | 17% | 107 96% | 19 | 24% | 7 | 32% | 3 100% | 0 | – | 0 | – | ||
| Tradicional | 196 | 13% | 669 | 72% | 187 | 83% | 5 4% | 61 | 76% | 15 | 68% | 0 0% | 0 | – | 0 | – | ||
| 0.16–0,4 g de PGA | 0.16–0,4 g de PGA | 0.16–0,4 g de PGA | ||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 24086 74% | 8370 | 29% | 2560 | 28% | 4926 87% 1578 | 44% | 609 | 40% | 608 99% 210 | 89% | 109 | 92% | |||||
| Tradicional | 8499 | 26% | 20623 | 71% | 6542 | 72% | 719 | 13% 1992 | 56% | 895 | 60% | 7 | 1% | 25 | 11% | 10 | 8% | |
| 0.4–0,5 g de PGA | 0.4–0,5 g de PGA | 0.4–0,5 g de PGA | ||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 16079 83% | 8473 | 35% | 4127 | 44% | 2871 95% | 699 | 55% | 302 | 65% | 270 100% 46 | 85% | 38 | 93% | ||||
| Tradicional | 3220 | 17% | 16020 | 65% | 5351 | 56% | 162 | 5% | 568 | 45% | 164 | 35% | 1 | 0% | 8 | 15% | 3 | 7% |
| 0,5–0,65 g PGA 0,5–0,65 g PGA 0,5–0,65 g PGA | ||||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 3972 79% | 2938 | 26% | 2156 | 37% | 430 | 91% | 335 | 73% | 159 | 69% | 24 | 96% | 20 | 95% | 13 | 81% | |
| Tradicional | 1061 21% | 8361 | 74% | 3619 | 63% | 40 | 9% | 124 | 27% | 72 | 31% | 1 | 4% | 1 | 5% | 3 | 19% | |
| 0,65–0,78 g PGA 0,65–0,78 g PGA 0,65–0,78 g PGA | ||||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 201 | 73% | 161 | 17% | 151 | 19% | 1 100% | 2 | 100% | 7 | 100% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
| Tradicional | 75 | 27% | 805 | 83% | 659 | 81% | 0 0% | 0 | 0% | 0 | 0% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
Fig. 7. Edificios donde se observó mayor movimiento de suelo (4.025).
Diferentes tipologías constructivas y sus prestaciones
En comparación con el terremoto de 2010, la calidad del entorno construido puede haber mejorado, pero principalmente en las zonas afectadas por dicho sismo (es decir, Puerto Príncipe). Por lo tanto, aún no es adecuada para soportar la demanda sísmica que caracteriza a Haití.
Vulnerabilidades típicas observadas.
⁃ En la llamada vivienda incremental, la tendencia es construir tantos pisos como sea posible a lo largo de los años, dejando las barras de arranque de las columnas expuestas a la intemperie por tiempo indefinido (ver Fig. 8). Esto también coincide con la investigación de Davy en Haití [34].
⁃ La calidad del material utilizado y de las obras de construcción es deficiente (véanse las figuras 8 y 9), como ya lo han constatado otros estudios [10,34,35].
⁃ Empalmes por solape inadecuados y longitud de desarrollo de la armadura insuficiente. A menudo, en vigas y columnas, no hay estribos (ver Fig. 9).
– Se construyen pisos adicionales muchos años después: las barras de refuerzo están oxidadas y los pisos no están alineados (véanse las figuras 8 y 9). Además, la proximidad al mar facilita la oxidación de las barras de refuerzo y el desprendimiento del hormigón.
– La conexión entre los muros de relleno y las columnas no es adecuada: en CM, las columnas y vigas deben colaborar con los muros (véanse las figuras 11 y 13). Esto también puede ser una de las causas del daño predominante en los muros, como se indica en las tablas 4 y 5.
– Los paneles de pared sin refuerzo son demasiado grandes y propensos a fallas fuera del plano (véase la figura 11). Esto también puede ser una de las causas de daños predominantes en la pared, como se informa en las tablas 4 y 5.
– Se observó una extensa licuefacción del suelo en Les Cayes y otras áreas geográficas (véase la figura 7), donde varios edificios se inclinaron debido a la pérdida de resistencia del suelo. En estos casos, la superestructura podría sufrir daños menores o la losa sobre el terreno podría agrietarse debido al asentamiento (véase la figura 12).
Fig. 8. Piso adicional no alineado con las columnas inferiores y con barras de arranque oxidadas (izquierda), vertido de concreto donde los agregados se concentran en la parte inferior (centro), parte inferior de una losa de concreto donde las barras oxidadas desconcharon la cubierta de concreto (derecha) (Les Cayes, 2021).
Fig. 9. Barras recolectadas de edificios derrumbados, enderezadas y listas para ser vendidas en el mercado de Les Cayes (izquierda), viga de concreto sin estribos y refuerzo oxidado que desprendió la cubierta de concreto (centro), escalera (derecha) (Les Cayes, 2021).
Figura 10. Colapso de “panqueques” (izquierda), colapso de “piso blando” (centro), daños en la columna (derecha) (Les Cayes, 2021).
Fig. 11. Colapso de muro sin conexión con muros perpendiculares (izquierda), grietas que recorren muros, columnas y vigas de manera indiferente (derecha) (Les Cayes, 2021).
– Los edificios CM adecuados tenían bandas sísmicas horizontales reforzadas a la altura de los alféizares y dinteles de las ventanas, bandas verticales reforzadas para reducir el tamaño de los paneles de pared, columnas y bandas verticales, unidas a los muros de mampostería. Estos edificios tuvieron un rendimiento considerablemente mejor que los edificios portantes y los edificios CM mal construidos (véanse las figuras 10, 11 y 13).
Las directrices de MTPTC [5] están disponibles sin costo para albañiles y público en general. Son estándares sólidos y técnicamente rigurosos para la gestión de la construcción que abarcan todos los aspectos de la edificación. Lamentablemente, la mayoría de los edificios no parecen cumplir con estas directrices. MTPTC, UNOPS y Miyamoto están llevando a cabo una campaña de capacitación para propietarios y albañiles que beneficia a aproximadamente 12 000 personas en los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes. El objetivo es promover la estrategia «Reconstruir Mejor» y familiarizar a los actores locales con los estándares adecuados.
La técnica tradicional de construcción de viviendas combina dos sistemas estructurales muy diferentes: (i) la estructura de madera, que consta de postes, vigas y techo de madera. Es un componente muy ligero y flexible. Y (ii) los muros de mampostería de piedra, un componente pesado y no dúctil (véase la figura 14).
Fig. 12. Edificio pendiente debido a la licuefacción (izquierda), asentamiento del edificio debido a la licuefacción (centro), ebullición de arena debido a la licuefacción (derecha) (Les Cayes, 2021).
Fig. 13. Mampostería portante (izquierda), mampostería confinada (derecha) (Cavaillon, 2021).
Fig. 14. Casa tradicional típica dañada (Les Cayes 2021 y Cavaillon 2021).
El comportamiento sísmico observado es el siguiente: estos dos sistemas diferentes colaboran para soportar fuerzas de gravedad verticales que ocurren permanentemente. Pero cuando ocurren fuerzas horizontales como terremotos, el sistema se desacopla en sus dos componentes. El pesado no dúctil (los muros de piedra) colapsa, mientras que el ligero flexible (la estructura de madera) resiste las fuerzas horizontales. De hecho, la flexibilidad de la estructura de madera no puede ser acomodada por los muros de mampostería de relleno y las piedras se caen de los muros. En ese punto, la estructura de madera ligera y flexible tiene muy poco peso sísmico que soportar y es capaz de soportar las fuerzas horizontales disipando la energía en sus juntas. Esto también está alineado con los hallazgos descritos en la Tabla 4, que muestran el daño a los muros como el tipo de daño más recurrente independientemente de la etiqueta asignada.
El sistema está desacoplado en sus dos componentes porque los muros de relleno y los elementos de madera no están conectados entre sí. Los muros no tienen forma de transferir la carga horizontal a la estructura de madera. Como resultado, los muros colapsan fuera del plano y no pueden desarrollar ningún puntal diagonal que rigidice la estructura sometida a compresión. Como se afirma en otros estudios [20–22], los autores observaron un comportamiento sísmico general satisfactorio en estos edificios vernáculos, ya que el colapso total y la pérdida de vidas fueron extremadamente raros.
Comparación entre los terremotos de Haití de 2010 y 2021
En comparación con el terremoto de 2010 [12], que afectó gravemente a la densamente poblada capital de Puerto Príncipe y sus alrededores, el terremoto de 2021 tuvo el epicentro en una zona rural e impactó a ciudades medianas y pequeñas aldeas en un rango más extendido. Los asentamientos son igualmente informales y no regulados; sin embargo, al ser más rurales, casi la mitad de las edificaciones evaluadas están hechas de técnicas vernáculas (por ejemplo, madera y piedra). CM representa la otra mitad de las edificaciones evaluadas y presentó críticas.
Cualidades similares a las identificadas en 2010 [10,12]: baja calidad del material de construcción y detalles estructurales inadecuados. El agrietamiento de las paredes es el tipo de daño predominante en CM para ambos terremotos. La interpretación de los autores es que la implementación de las normas CM MTPTC, que se produjeron después del terremoto de 2010, se mantuvo mayormente confinada a la reconstrucción alrededor de Port-au-Prince y no impactó suficientemente los edificios existentes de los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes. Como resultado, la vulnerabilidad de esa parte del entorno construido de CM no cambió.
A pesar de la diferencia en el número de víctimas mortales (los terremotos de 2010 son 100 veces más, véase la Tabla 9), el terremoto de 2021 parece haber causado más daños: 61% de edificios dañados frente a 46%, 40,8% de edificios amarillos frente a 26%, aunque los datos de edificios derrumbados debido al terremoto de 2010 no son claros. Los autores estiman que podría deberse a (i) el mayor número de edificios completamente derrumbados y (ii) la densidad de población que es mucho mayor en Puerto Príncipe, en comparación con los departamentos afectados por el evento sísmico de 2021.
Limitaciones
Los datos sobre edificios colapsados son incompletos debido a la imposibilidad de recopilar o comprender siempre toda la información necesaria (por ejemplo, el número de pisos, el uso del edificio, la tipología de la construcción, etc.) en tales casos. Como resultado, los datos recopilados sobre algunos edificios colapsados son parciales y no se puede implementar un análisis que podría haber proporcionado información interesante sobre las estructuras que tuvieron el peor desempeño durante el terremoto. Además, los estudios geotécnicos también podrían analizar la posible influencia de los efectos de amplificación del suelo local en el daño observado; aunque la geología, la topografía y la ubicación de los sedimentos que podrían haber causado efectos del sitio en los movimientos sísmicos en las regiones suroeste de Haití necesitan una mayor exploración en la literatura actual. Las curvas de fragilidad definen la probabilidad de exceder los niveles de daño específicos en función de la intensidad sísmica y se puede realizar análisis predictivos una vez que se encuentran las funciones de ajuste (es decir, modelos matemáticos capaces de describir la distribución de los daños); Estudios futuros centrados en la ingeniería estructural avanzada y con un conocimiento adecuado de algunos detalles (por ejemplo, la resistencia de los materiales de construcción) podrían investigar más a fondo el entorno construido haitiano y su potencial desempeño sísmico también a través de curvas de fragilidad y análisis predictivo.
Conclusiones
En respuesta al terremoto de M7.2 de Haití de 2021, se han evaluado 179,800 edificios en menos de cinco meses. El entorno construido en los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes es vulnerable al peligro sísmico, ya que el 61% de los edificios evaluados resultaron dañados. El daño observado en los edificios aumenta a medida que aumenta el PGA y la edad del edificio. La licuefacción afectó a aproximadamente 4000 edificios y la gran mayoría de ellos fueron etiquetados en rojo. Las etiquetas rojas en áreas de bajo PGA podrían deberse a la licuefacción, la construcción de baja calidad de los edificios CM y una mayor susceptibilidad a daños de los edificios vernáculos. El comportamiento de los edificios con más de una losa elevada fue mejor que el de los edificios de una sola planta, aunque estos últimos representan el 85% del parque de edificios evaluados y hay menos datos sobre estructuras altas. Esto podría deberse a un proceso de construcción más formal para edificios más altos, ya que la arquitectura vernácula está prácticamente excluida, o a características inherentes del movimiento sísmico (por ejemplo, períodos de vibración más solicitados). El tipo de daño más recurrente es el daño a los muros, ya que estos se han concebido como uno de los primeros elementos en colapsar en la arquitectura vernácula y se ha observado que son de mala calidad general en CM.
En comparación con el terremoto de Haití de 2010, el de 2021 azotó una zona rural, afectando a una porción más extensa y menos poblada de la isla. El número de víctimas es considerablemente bajo, aunque la tasa de daños es mayor. Esto probablemente se deba a que las zonas están menos pobladas y a que menos edificios se derrumban por completo.
Los edificios de CM mostraron debilidades estructurales y tipos de daños similares a los observados en 2010. La calidad de los materiales de construcción es generalmente baja y los detalles estructurales son inadecuados (por ejemplo, varillas de refuerzo insuficientes y oxidadas, recubrimiento de hormigón insuficiente, agregados grandes y redondos). Sin embargo, cuando se construyen bien, CM demostró ser más resistente que la mampostería portante. Los detalles de reparación más comunes son el reemplazo de muros debido a grietas de corte en su plano, seguido de la reparación de grietas y la reparación de conexiones de muros.
Debido a la posición del epicentro, se observaron más edificaciones tradicionales que las del terremoto de 2010 (casi la mitad del total de evaluaciones): la técnica vernácula más común es la estructura de madera con muros de relleno de mampostería de piedra sin reforzar. Desde una perspectiva de salvamento, su desempeño fue satisfactorio: el daño típico es el colapso de los muros de relleno, que libera la estructura de madera de la acción sísmica de los muros
Peso del micrófono. Esta investigación está en línea con otros estudios que encontraron que las técnicas tradicionales merecen especial mención por su resiliencia ante los peligros naturales.
Por lo tanto, los autores afirman que es necesario realizar más trabajos para mejorar las estructuras de mampostería confinada en todo el país antes de que se produzca otro sismo importante. Mejorar la calidad de los materiales de construcción y garantizar el cumplimiento de los detalles estructurales con las directrices del MTPTC son prioridades.
También solicitamos por correo electrónico la inclusión de un autor adicional (resaltado arriba) que nos ayudó a realizar la mejor revisión posible del artículo. Esperamos la decisión del Equipo Editorial y agradecemos su consideración.
Declaración de contribución de autoría de crédito
H. Kit Miyamoto: Supervisión, Obtención de financiación, Conceptualización. Giulia Jole Sechi: Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original, Administración del proyecto, Análisis formal, Curación de datos, Conceptualización. Guilaine Victor: Obtención de financiación, Conceptualización. Beverly St Come: Recursos, Metodología, Investigación. Mark Broughton: Validación, Supervisión, Metodología. Amir SJ Gilani: Validación, Supervisión, Software, Metodología. Akanksha Singh: Redacción – revisión y edición.
Declaración de intereses en conflicto
Los autores declaran los siguientes intereses financieros/relaciones personales que podrían considerarse como posibles conflictos de intereses: Todos los autores declaran haber recibido apoyo financiero de la Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos. Todos los autores declaran tener una relación con el Grupo del Banco Mundial que incluye subvenciones de financiación.
Disponibilidad de datos
Los autores no tienen permiso para compartir datos.
Expresiones de gratitud
Los autores desean expresar su sincero agradecimiento al Banco Mundial, MTPTC y UNOPS por su esencial apoyo financiero, técnico y logístico. Gracias a los esfuerzos de Raymond Hygin (Ingénieur Directeur des Travaux Publics), Felipe Munevar y Mathieu Bastien (UNOPS), Subhajit Das y Zach Johnson (Miyamoto International), junto con cientos de otros ingenieros, facilitadores comunitarios y conductores, pudimos producir esta investigación. Un reconocimiento especial a todos los trabajadores que han dedicado muchos meses sobre el terreno, a pesar de los difíciles momentos sociopolíticos que vive Haití.
Referencias
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Tras el terremoto de 7,2 grados de magnitud en Haití de 2021, el MTPTC (Ministère des Travaux Publics, Transports et Communications), la UNOPS (Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos) y Miyamoto International implementaron un programa de evaluación de daños y reparaciones. Entre octubre de 2021 y febrero de 2022, 380 ingenieros capacitados evaluaron 179.800 edificios en los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes, llegando a más de 600.000 beneficiarios. Las evaluaciones se ejecutaron de conformidad con el ATC-20 y las normas haitianas, a través de un enfoque digitalizado innovador. Más de 11.000 edificios se derrumbaron o no se pudieron reparar; más de 89.000 edificios resultaron dañados y se pudieron reparar. Aproximadamente 88.000 edificios estaban en mampostería confinada y más de 26.000 de ellos pudieron repararse según las directrices del MTPTC; Alrededor de 80.000 edificios se construyeron con la técnica tradicional de madera y piedra. El conjunto de datos examinado es uno de los más extensos estudiados en la historia humanitaria reciente y resulta crucial para aprender de eventos sísmicos pasados. En este artículo, analizamos las debilidades estructurales observadas y las comparamos con el terremoto de 2010.
Introducción
El 14 de agosto de 2021 a las 8:29 a. m., hora local, un terremoto de magnitud 7,2 sacudió la península de Tiburón en Haití, país caribeño, afectando a aproximadamente 800 000 personas [1,2]. Con más de 2300 personas reportadas como muertas o desaparecidas [3], el terremoto de Haití de 2021 fue el más mortífero del año. Además, la respuesta de emergencia del gobierno haitiano y las organizaciones humanitarias enfrentó desafíos debido a la pandemia de COVID-19, el asesinato del presidente Moïse el 7 de julio de 2021 y la llegada de la depresión tropical Grace a Haití solo dos días después del terremoto [4].
En respuesta al terremoto, el Ministerio de Trabajo Público, Transportes y Comunicaciones (MTPTC), con el apoyo financiero del Banco Mundial, el apoyo organizativo y técnico de la UNOPS (Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos) y Miyamoto International, se propuso evaluar los daños y definir la estrategia de reparación de 120.000 edificios en tres meses. Entre octubre de 2021 y febrero de 2022, se evaluaron un total de 179.800 edificios.
Para realizar evaluaciones de esta magnitud, se capacitó a aproximadamente 550 ingenieros, de los cuales 380 fueron seleccionados para realizar las evaluaciones en tierra. Las evaluaciones se ejecutaron de conformidad con los códigos haitianos [5] y los Procedimientos ATC-20 para Puestos.
Evaluación de Seguridad Sísmica de Edificios [6]. Esta última es una referencia reconocida para evaluaciones de daños sísmicos [7] que incluye procedimientos de evaluación rápidos y detallados para evaluar edificios dañados por terremotos y clasificarlos como INSPECCIONADOS (aparentemente seguros, placa verde), ENTRADA LIMITADA (placa amarilla) o INSEGUROS (placa roja). Mediante un innovador enfoque digitalizado, los ingenieros del MTPTC pudieron proporcionar información detallada sobre los daños y las necesidades de reparación en una sola visita al sitio con una duración promedio de 30 minutos. De esta manera, se creó una base de datos que comprende los detalles de casi 180.000 edificios.
Más de 10 años después del devastador terremoto de 2010, el sismo de 2021 causó daños considerables en Haití. Los autores creen que aprender de los terremotos anteriores es crucial para mejorar la resiliencia del entorno construido. La campaña de evaluación de daños objeto de este manuscrito es la mayor en respuesta al terremoto de Haití de 2021. Por la presente, compartimos nuestros hallazgos sobre los daños sísmicos observados con la esperanza de que mejore la calidad de las viviendas y se minimicen los efectos de futuros eventos naturales extremos en la población haitiana.
El manuscrito se presenta en tres partes. La primera es un análisis de antecedentes que describe la amenaza sísmica y el entorno construido que caracteriza a Haití. La segunda es la descripción de los métodos que utilizamos para ejecutar las evaluaciones de daños y reparaciones sísmicas, y la tercera es el detalle de los resultados cuantitativos y cualitativos. Esta última es un análisis cuantitativo y cualitativo de los edificios dañados, la ubicación y la tipología de los daños, incluyendo nuestras observaciones de campo con respecto a las vulnerabilidades recurrentes de las dos principales tipologías de construcción encontradas: mampostería confinada (MC) y la técnica tradicional de madera y piedra.
Peligro sísmico en Haití
El riesgo sísmico en Haití es sustancial en todo el país [8] y el entorno construido es propenso a daños sísmicos [9,10]. Se observa que los eventos sísmicos históricos en Haití son notablemente impactantes, aunque no particularmente frecuentes. En 2010, un terremoto de magnitud 7,0 con epicentro cerca de la ciudad capital, Puerto Príncipe, se cobró aproximadamente 300 000 vidas y desplazó a más de un millón de personas [11,12]. Antes de este evento catastrófico, terremotos comparables que datan del siglo XVIII (1701, 1751 y 1770), cuando el sistema de fallas de Enriquillo, que cruza la isla de La Española, generó una secuencia sísmica devastadora de eventos [13].
Debido a la sacudida del terreno, puede producirse licuefacción del suelo en suelos sueltos a moderadamente granulares. La presión interna del agua aumenta hasta el punto de que los granos pierden contacto entre sí y la resistencia del suelo disminuye. Este fenómeno sísmico, típico aunque poco común, afectó ciertas zonas de Haití durante el terremoto de 201014,15].
El terremoto de magnitud 7,2, objeto de nuestra investigación, ocurrió a las 8:29 am hora local del sábado 14 de agosto de 2021. El epicentro se localizó en una zona rural de la región de Nippes, a 13 km al sureste de Petit Troup de Nippes y a 125 km al suroeste de la capital, Puerto Príncipe [1]. El terremoto fue generado por una falla ciega de empuje, seguida de una falla de desgarre que provocó la activación de una red de fallas fragmentadas, al oeste del hipocentro [2,16]. Esta ruptura de múltiples fallas parece no estar alineada con el límite entre las placas del Caribe y América del Norte, lo que indica un sistema de fallas regional y altamente variable [17,18]. El hipocentro es superficial, a 10 km de profundidad, la aceleración máxima del suelo es de 0,78 g (véase la Fig. 1) y el índice de intensidad de Mercalli modificado alcanzó el nivel
Fig. 1. Aceleración máxima del suelo (PGA) y epicentro del terremoto (datos recuperados de USGS [1]).
de IX [1]. El análisis del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y del Instituto Tecnológico de California muestra un movimiento permanente del terreno de hasta 40 cm y un desarrollo de las líneas de falla hacia el oeste desde el epicentro [19]. El desastre resultó en aproximadamente 800 000 personas afectadas negativamente en las regiones de Nippes, Grand'Anse y Sud [3,4]. Para agravar aún más el escenario de emergencia, se sumó la pandemia de COVID-19 en curso, los disturbios debido al asesinato del presidente de Haití y la depresión tropical Grace, que azotó la costa sur de Haití dos días después del terremoto [4].
El entorno construido haitiano
El entorno construido en Haití consiste principalmente en asentamientos informales de mampostería confinada y edificios tradicionales de madera y piedra. Estos últimos son más comunes en las zonas rurales y consisten en una estructura y techo de madera, con muros de relleno de mampostería de piedra sin refuerzo (URM de piedra) (véase la figura 2). Suelen ser edificios de una sola planta, donde la planta baja puede ser de tierra apisonada o una losa de hormigón sobre el terreno. Los postes de madera están empotrados en la planta baja y conectados a las vigas con una muesca y una espiga; están espaciados entre 60 y 100 cm. Otras conexiones son principalmente muescas, clavos y (raramente) cuerdas. El techo es de cerchas de madera, soportado también por postes internos y cubierto con láminas de metal corrugado. Los muros de relleno de piedra sin refuerzo no están conectados a la estructura de madera. Las piedras son en su mayoría angulares, el mortero puede ser de barro o contener cemento. Las aberturas están enmarcadas con madera y a menudo se aplica yeso. La superficie típica que ocupa una vivienda oscila entre 15 y 50 metros cuadrados, y tanto las paredes interiores como las exteriores se construyen con la misma técnica.
Los edificios vernáculos haitianos han sido elogiados por su comportamiento sísmico positivo en general y muestran el valor del conocimiento técnico indígena [20,21]. El techo es ligero y la mayor parte del peso sísmico lo proporcionan los muros URM. Los marcos de madera confinan la mampostería no reforzada, creando un sistema resistente particularmente efectivo en su plano y optimizado fuera de su plano, ya que las porciones URM son de tamaño limitado. A pesar de su desempeño positivo en eventos sísmicos pasados, las técnicas tradicionales haitianas que abordaremos parcialmente en este documento son un tema marginal en la literatura actual [22]. Nuestros hallazgos sobre su desempeño sísmico y los sistemas estructurales que resisten cargas verticales y horizontales se describen en la sección 4.4.
En este documento nos referimos a los edificios de mampostería confinada (CM) para aquellas estructuras que muestran columnas y vigas ligeramente reforzadas, con muros de relleno de bloques de hormigón no reforzado. Las cimentaciones son típicamente superficiales, en su mayoría losas sobre el terreno. Los pisos son de hormigón armado y funcionan como diafragmas rígidos: son pesados, pero son eficaces para distribuir las fuerzas horizontales entre los miembros estructurales verticales. El techo es ligero y típicamente inclinado, la estructura es de madera y láminas onduladas de metal; aunque, especialmente en las áreas urbanas, puede ser plana y de hormigón armado. La mayoría de los edificios son edificios de uno o dos pisos, con una superficie de 15 a 80 m2. A menudo, el material de construcción es de mala calidad, los profesionales capacitados no participan en el proceso de construcción y el comportamiento sísmico de CM resulta variable [10,23,24]. Después del terremoto de 2010, los métodos y materiales de construcción de CM inadecuados fueron reconocidos como las principales causas de la devastación [10].
La mampostería confinada per se puede ser una tipología efectiva para soportar fuerzas horizontales, pero los detalles estructurales y la calidad del material deben ser adecuados [25]. CM confina y reduce el tamaño de los muros URM con elementos de hormigón armado horizontales y verticales. La resistencia a las fuerzas horizontales es proporcionada principalmente por muros que reaccionan en su plano, mientras que la resistencia fuera del plano es menor. Como se muestra en la Fig. 3, un muro CM adecuado se entrelaza con las columnas y vigas que se vierten después de que se ha construido el muro. Al hacerlo, el marco de hormigón ligeramente reforzado y los muros de relleno URM colaboran, superando el rendimiento sísmico que tendrían individualmente. MTPTC puso a disposición de forma gratuita directrices que abordan todo el proceso de construcción de CM [5]; representando un documento confiable y efectivo al que los albañiles y propietarios de edificios pueden referirse (ver Figs. 3 y 14).
Los marcos de RCC puros, donde las paredes de relleno se construyen después del marco, también están presentes en menor medida en el entorno construido local (ver Fig.
3). Según CM, la calidad del material es baja y la cantidad y el tamaño de las barras de refuerzo son inadecuados.
Fig. 2. Edificios de madera y piedra dañados (Les Cayes y Cavaillon, 2021).
Figura 3. Izquierda: Edificio de hormigón armado (Les Cayes, 2021). Centro: Construcción correcta de muro de hormigón armado (L'Asile, 2022). Derecha: Detalle de un muro de hormigón armado según las directrices del MTPTC.
Metodología
Tras el sismo del 14 de agosto de 2021, el Gobierno haitiano, a través del MTPTC (Ministère des Travaux Publics, Transports et Communications) y el BTB (Bureau d'evaluation Technique des Bâtiments), con fondos proporcionados por el Banco Mundial, apoyo logístico proporcionado por la UNOPS (Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos) y apoyo técnico proporcionado por Miyamoto International, implementó un programa de evaluación de daños y reparaciones que cubrió las regiones de Sud, Grand'Anse y Nippes.
Se llevó a cabo una capacitación de tres días para 550 ingenieros en varias ciudades de Haití (es decir, Puerto Príncipe, Les Cayes, Jeremie y Anse- a-Veu). La capacitación abordó los Procedimientos para la Evaluación de la Seguridad Posterior a un Terremoto de Edificios según las normas ATC-20 [6] adaptadas al contexto local y las directrices oficiales de MTPTC [5]. En la década de 1980, el Consejo de Tecnología Aplicada se asoció con la Asociación de Ingenieros Estructurales de California (SEAOC), la Oficina de Servicios de Emergencia de California (OES), la Oficina de Planificación y Desarrollo de la Salud del Estado de California (OSHPD) y la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) para producir directrices para realizar evaluaciones de seguridad de edificios después de eventos sísmicos. A partir del terremoto de 2010 en adelante, el Gobierno de Haití adoptó ATC-20 como referencia para la evaluación de la seguridad de los edificios, adaptando su marco a las tipologías de construcción haitianas [12]. Considerando también que los ingenieros locales ya estaban familiarizados con ellas, la respuesta al terremoto de 2021 adoptó las directrices ATC-20 como referencia. La capacitación incluyó principios de ingeniería sísmica (por ejemplo, métodos de medición de terremotos, sismicidad en Haití, tipologías de construcción, principios de ductilidad, períodos de vibraciones, elementos no estructurales, riesgos geotécnicos y licuefacción), debilidades estructurales típicas (por ejemplo, irregularidades verticales y horizontales, piso blando, columna cautiva, impacto, efectos torsionales), detalles sobre el proceso de evaluación (por ejemplo, evaluación inicial, detallada y de ingeniería, pasos de evaluación, salud y seguridad, diferencia entre seguridad y daño), etiquetas de evaluación de daños (verde: inspeccionado y seguro, amarillo: uso restringido y rojo: inseguro), detalles típicos de reparación y especificaciones técnicas de reparación. La selección de ingenieros se determinó mediante una evaluación posterior a la capacitación, lo que resultó en el despliegue de 380 ingenieros en el campo.
Entre octubre de 2021 y febrero de 2022, un equipo de 574 profesionales implementó la recopilación de datos de evaluación de daños y reparaciones. Cada división estaba compuesta por tres equipos, con seis ingenieros en cada equipo y un líder de división, lo que resultó en un total de 19 ingenieros por división. Para las evaluaciones de daños y reparaciones, los ingenieros trabajaron en parejas, con el apoyo de un comunicador social (180 en total). En el campo, se desplegaron un máximo de 20 divisiones, compuestas por 300 ingenieros de evaluación, junto con 60 ingenieros de evaluación que también se desempeñaron como líderes de equipo y 20 líderes de división, para un total de 380 ingenieros de MTPTC. Los ingenieros de MTPTC estaban bajo la supervisión de 14 expertos de Miyamoto International.
Las evaluaciones se iniciaron en Les Cayes, la ciudad más afectada por el terremoto, Jeremie y Anse-à-Veu; el objetivo era visitar las zonas más afectadas de las regiones de Sud, Grand'Anse y Nippes. La estrategia de despliegue se revisaba semanalmente y se distribuían planes con las áreas a cubrir a cada jefe de división. Los equipos, desplazándose por carreteras principales y secundarias, evaluaban cualquier edificio (residencial, comercial, industrial, religioso, gubernamental, escolar, sanitario, etc.) al que pudieran acceder, previa autorización del ocupante. El objetivo del proyecto era evaluar el mayor número posible de edificios en las zonas designadas. Si el edificio estaba desocupado, se solicitaba el apoyo de la comunidad local para contactar con el propietario. Si el edificio no podía evaluarse, el equipo continuaba su labor. Los encuestadores se fueron alejando progresivamente de las principales ciudades y pueblos, hacia las zonas rurales; al llegar a zonas no afectadas, se les trasladaba a otros lugares identificados por el gobierno como afectados por el terremoto. El progreso se monitorizaba mediante mapas de ArcGIS y se coordinaba con las autoridades locales. Haití es uno de los países más pobres del mundo [26,27], donde los asentamientos informales son extremadamente comunes y el registro de la propiedad no se mantiene adecuadamente [28,29]. En consecuencia, no es posible calcular un índice de exhaustividad de las inspecciones.
En cada visita al sitio, la evaluación fue doble: el movilizador social ejecutó una encuesta social, cuyo objetivo era recopilar datos sobre la vulnerabilidad del hogar y sobre el impacto que el terremoto tuvo en sus medios de vida. En segundo lugar, los ingenieros implementaron una encuesta técnica, centrada en el daño ocurrido al edificio y, si corresponde, la estrategia de reparación. Esta última cumplió con los estándares ATC-20 y MTPTC. Los datos recopilados incluyen las características generales del edificio (por ejemplo, área de la huella, año de construcción y/o renovación, número de pisos, técnica de construcción, tipo de techo, tipo de paredes, tipo de cimientos) y el nivel de daño (nulo, menor, moderado o mayor) para cada tipo de elemento estructural y no estructural (por ejemplo, cimientos, paredes, losas, techo, columnas, vigas, parapetos). Se asignó una etiqueta a cada edificio: verde (seguro para ser ocupado), amarillo (entrada restringida) y rojo (inseguro, entrada prohibida). La etiqueta se roció en la fachada principal, cerca del código QR que identifica de forma única el edificio. Si se produjeron daños y el edificio era reparable según las directrices del MTPTC, se realizó una evaluación de reparación. Las directrices del MTPTC solo se aplican a estructuras de mampostería confinada y asignan un código a cada tipo de reparación típico (por ejemplo, A1: reemplazo de una pared agrietada en su plano, D1:
Reemplazo de dintel, F3 (reparación de grietas importantes). Los ingenieros tomaron documentación fotográfica y registraron las medidas de cada tipo de reparación.
Toda la campaña de recopilación de datos se llevó a cabo digitalmente: los ingenieros y los movilizadores sociales usaron una tableta y la aplicación de código abierto KoBoToolbox [30] para registrar las evaluaciones. Las preguntas más importantes (por ejemplo, etiqueta del edificio, reparabilidad) fueron obligatorias y la encuesta no pudo completarse a menos que se respondieran. Al hacerlo, se mitigó la pérdida de datos. Si el edificio se había derrumbado, a menudo no se podía recopilar información sobre sus características (por ejemplo, área del piso, uso del edificio, edad, tipología de construcción) y los ingenieros respondieron a lo que los propietarios o inquilinos pudieron confirmar y lo que se pudo observar. Los datos recopilados fueron monitoreados y analizados con ArcGIS y PowerBI en tiempo real por un equipo internacional de expertos. Se identificaron errores recurrentes durante la campaña y se abordaron mediante una comunicación oportuna y continua con el equipo en el campo.
Mediante un algoritmo vinculado a la base de datos, se generaron informes de daños y reparaciones, incluyendo la cantidad de materiales necesarios para reparar el edificio, para que los propietarios los descargaran mediante el código QR colocado en su edificio durante la visita. Los códigos QR fueron impresos por una única fuente para evitar duplicados y se distribuyeron semanalmente a los líderes de división.
Resumen de los resultados
Se han evaluado 179.800 edificios.
⁃Se ha llegado a aproximadamente 600.000 beneficiarios.
⁃ Se han evaluado aproximadamente 10 millones de metros cuadrados de edificios, con un promedio de 60 metros cuadrados por edificio.
⁃ 168.144 fueron principalmente para uso residencial (93%), 4.356 comerciales (2,4%), 3.209 (1,8%) “otros” (por ejemplo, almacenamiento, baños,
desconocido), 1871 escolares (1%), 1318 religiosos (0,7%), 351 de atención médica (0,1%), 270 centros comunitarios, 174 industriales y 107 gubernamentales.
⁃ 152.613 edificios de un solo piso (85%), 16.995 edificios de dos pisos (9%), 1.251 edificios de tres pisos (0,6%), 123 edificios de cuatro pisos y 29 edificios de hasta seis pisos.
⁃ 61.910 edificios tenían menos de 10 años (35%), 61.323 edificios tenían entre 11 y 25 años (34%), 26.878 edificios tenían entre 26 y 50 años (15%), 5.986 tenían más de 50 años (3%) y para 23.703 se desconocía la edad de construcción (13%).
⁃ 88.204 eran de mampostería confinada (49%), 80.808 en técnicas tradicionales locales (44,9%) (es decir, mampostería de piedra o de madera).
⁃ 8636 están completamente colapsados (4,8%), 28 364 están etiquetados en rojo (15,8%), 73 297 están etiquetados en amarillo (40,8%), 69 503 están etiquetados en verde (38,6%). La figura 4 ilustra la distribución geográfica de las etiquetas, mientras que la figura 5 muestra la distribución de etiquetas en función de las áreas de PGA. Los edificios tradicionales mostraron más daños que los edificios CM, aunque, desafortunadamente, como se menciona en la metodología, faltan datos sobre edificios colapsados (ver Tabla 1). Su comportamiento se analiza más adelante en la sección 6.
– Las tendencias que se desprenden del análisis de los niveles de daños según la antigüedad de los edificios (véase la Tabla 2 y la Figura 6) muestran que el porcentaje de edificios con etiqueta verde disminuye progresivamente, mientras que el porcentaje de edificios con etiqueta roja y estructuras completamente colapsadas aumenta a medida que aumenta la antigüedad de las estructuras. El terremoto de 2010 generó conciencia sobre el riesgo sísmico y las mejores prácticas de construcción, también a través de la difusión de las directrices oficiales de CM; esto pudo haber impulsado una mejora de las obras de construcción en general a partir de 2010.
– Por otro lado, las tendencias también sugieren que las etiquetas verdes aumentan y las rojas disminuyen a medida que aumenta el número de pisos; esto podría deberse a que el 85% del parque de edificios evaluado era de un solo piso y generalmente de construcción informal, mientras que los edificios con uno o más pisos elevados requieren mayores esfuerzos financieros y, probablemente, exigieron albañiles más capacitados que implementaron mejores detalles estructurales. Además, la arquitectura vernácula era típicamente de un solo piso y mostró una clara susceptibilidad a mayores daños. La Tabla 3, de hecho, también muestra que los edificios con más de un piso se encuentran predominantemente en CM. Otra explicación podría ser que el tipo de evento sísmico ocurrido fue más severo para los períodos de vibraciones de las estructuras de un solo piso.
Etiquetas asignadas a los edificios evaluados: etiqueta verde (seguro para ser ocupado), etiqueta amarilla (entrada restringida), etiqueta roja (inseguro), completamente colapsado, para todo el conjunto de datos y por tipología de construcción (mampostería confinada y edificios tradicionales).
s
| Número total de edificios | Edificios CM | Edificio tradicional | |||||||
| [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | ||||
| Etiqueta verde | 69,503 | 38.6% | 54,784 | 62.1% | 13,988 | 17.3% | |||
| Etiqueta amarilla | 73,297 | 40.8% | 23,141 | 26.2% | 49,274 | 61% | |||
| Etiqueta roja | 28,364 | 15.8% | 10,279 | 11.7% | 17,546 | 21.7% | |||
| Se derrumbó por completo | 8636 | 4.8% | – | – | – | – | |||
| 179,800 | 100% | 88,204 | 100% | 80,808 | 100% |
Figura 4. Mapa de daños (etiquetas de edificios) superpuesto al mapa de aceleración máxima del suelo (PGA) de Haití de 2021. De acuerdo con el mapa de PGA, la mayor parte de los daños se concentran al oeste del epicentro.
Fig. 5. Distribución de edificios con etiquetas verdes, amarillas, rojas y completamente derrumbados, según los niveles de PGA. (Para interpretar las referencias al color en la leyenda de esta figura, se remite al lector a la versión web de este artículo).
⁃ Además, 70.178 edificios (39,1%) no necesitan ninguna reparación (ya sea porque tienen etiqueta verde o porque ya estaban en reconstrucción), 62.978 edificios (35%) son reparables pero las directrices del MTPTC no se aplican (ya sea porque la técnica de construcción no es de mampostería confinada o porque la estructura del edificio es demasiado compleja y necesita una evaluación adicional), 26.464 edificios (14,7%) pueden repararse según las directrices del MTPTC, 20.180 edificios (11,2%) no son reparables o se derrumbaron por completo (véase la Tabla 4).
– La Tabla 5 describe los daños sufridos por los elementos estructurales principales. Tanto para los edificios CM como para los vernáculos, y de acuerdo con las normas ATC-20, los daños a columnas y muros se correlacionan predominantemente con las etiquetas amarillas y rojas. Los daños a elementos horizontales, como vigas, losas, escaleras y balcones, parecen menos frecuentes. Los daños a muros son el tipo de daño más recurrente; sin embargo, los daños a elementos verticales como muros y columnas parecen más extensos en los edificios tradicionales, que
Etiquetas asignadas a los edificios evaluados según antigüedad de construcción y número de pisos.
Menos de 10 años Entre 11 y 25 años Entre 26 y 50 años Más de 50 años
| [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | |||||||
| Etiqueta verde | 34,877 | 56% | 21,290 | 35% | 4545 | 17% | 644 | 11% | ||||||
| Etiqueta amarilla | 19,710 | 32% | 27,678 | 45% | 13,754 | 51% | 2851 | 48% | ||||||
| Etiqueta roja | 5643 | 9% | 9392 | 15% | 6651 | 25% | 1947 | 32% | ||||||
| Se derrumbó por completo | 1680 | 3% | 2963 | 5% | 1928 | 7% | 544 | 9% | ||||||
| 61,910 | 100% | 61,323 | 100% | 26,878 | 100% | 5986 | 100% | |||||||
| De un solo piso De dos pisos De tres pisos Más de cuatro pisos | ||||||||||||||
| Etiqueta verde | 59,207 | 37% | 9307 | 55% | 833 | 66% | 82 | 55% | ||||||
| Etiqueta amarilla | 67,525 | 42% | 5419 | 32% | 259 | 21% | 51 | 34% | ||||||
| Etiqueta roja | 25,881 | 16% | 2269 | 13% | 159 | 13% | 17 | 11% | ||||||
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% | |||||||
Fig. 6. Los edificios con más de 50 años de antigüedad han sido dañados significativamente más que los demás en promedio, también en áreas con bajo PGA (por ejemplo, el noroeste).
Correlación entre tipo de edificio y número de pisos.
De un solo piso De dos pisos De tres pisos Más de cuatro pisos
| Mampostería confinada | 74,705 | 85% | 12,052 | 13% | 1206 | 1.4% | 225 | 0.6% |
| Tradicional | 75,887 | 93.9% | 4817 | 5.9% | 43 | 0.1% | 16 | 0.1% |
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% |
| Tabla 4 |
Reparabilidad de los edificios.
Número de edificios [N] Porcentaje [%]No necesita reparación70.178 39,1%Reparable: no se aplican las directrices de MTPTC62.978 35%Reparable: se aplican las directrices de MTPTC26.464 14,7%No reparable o colapsado20.180 11,2%
179.800 100%
Daños a elementos estructurales principales por etiqueta de edificación y por tipología constructiva (los porcentajes indican el nivel de daño, que puede ser nulo, leve, moderado y mayor, por cada etiqueta).
| MAMPOSTERÍA CONFINADA | |||||||
| Etiqueta verde | Etiqueta amarilla | Etiqueta roja | En general | ||||
| Daños en paredes internas y externas | Nulo | 26,009 (47.5%) | 716 (3%) | 289 (3%) | 27,014 (31%) | ||
| Menor | 28,123 (51.4%) | 4147 (18%) | 475 (5%) | 32,745 (37%) | |||
| Moderado | 546 (1%) | 16,402 (31%) | 2084 (20%) | 19,032 (21%) | |||
| Importante | 91 (0.1%) | 1774 (8%) | 7414 (72%) | 9279 (11%) | |||
| Daños en las columnas | Nulo | 48,959 (89.4%) | 14,356 (24.4%) | 1828 (18%) | 65,143 (74%) | ||
| Menor | 5703 (10.4%) | 5553 (24%) | 1565 (15%) | 12,821 (15%) | |||
| Moderado | 83 (0.1%) | 2989 (13%) | 3484 (34%) | 6556 (7%) | |||
| Importante | 24 (0.1%) | 140 (0.6%) | 3385 (33%) | 3549 (4%) | |||
| Daños en pisos, techos y vigas | Nulo | 49,317 (90%) | 16,244 (70%) | 4329 (42%) | 69,890 (79%) | ||
| Menor | 5323 (9.8%) | 4426 (19%) | 1480 (14%) | 11,229 (13%) | |||
| Moderado | 104 (0.1%) | 2246 (10%) | 2265 (22%) | 4615 (5%) | |||
| Importante | 25 (0.1%) | 122 (1%) | 2188 (22%) | 2335 (3%) | |||
| Daños en escaleras, parapetos y balcones | Nulo | 51,624 (94.2%) | 19,856 (86%) | 7299 (71%) | 78,779 (89%) | ||
| Menor | 3062 (5.6%) | 2301 (10%) | 985 (10%) | 6348 (7%) | |||
| Moderado | 67 (0.1%) | 811 (3%) | 891 (8%) | 1769 (2%) | |||
| Importante | 16 (0.1%) | 71 (1%) | 1087 (11%) | 1174 (2%) | |||
| TRADICIONAL | |||||||
| Etiqueta verde | Etiqueta amarilla | Etiqueta roja | En general | ||||
| Daños en paredes internas y externas | Nulo | 6337 (45.3%) | 4334 (9%) | 1304 (7%) | 11,975 (15%) | ||
| Menor | 7276 (52%) | 5534 (11%) | 407 (3%) | 13,217 (16%) | |||
| Moderado | 322 (2.3%) | 32,526 (66%) | 3507 (20%) | 36,335 (45%) | |||
| Importante | 51 (0.4%) | 6867 (14%) | 12,321 (70%) | 19,239 (24%) | |||
| Daños en las columnas | Nulo | 12,457 (89.1%) | 32,349 (65.7%) | 5339 (30%) | 50,145 (62%) | ||
| Menor | 1454 (10.4%) | 10,027 (20.3%) | 2083 (12%) | 13,564 (17%) | |||
| Moderado | 61 (0.4%) | 6557 (13.3%) | 4999 (28%) | 11,617 (14%) | |||
| Importante | 14 (0.1%) | 328 (0.7%) | 5118 (30%) | 5460 (7%) | |||
| Daños en pisos, techos y vigas | Nulo | 12,796 (91.5%) | 41,068 (83%) | 11,645 (67%) | 65,509 (81%) | ||
| Menor | 1137 (8.1%) | 4535 (9%) | 1453 (8%) | 7125 (9%) | |||
| Moderado | 44 (0.3%) | 3510 (7%) | 1984 (11%) | 5538 (7%) | |||
| Importante | 9 (0.1%) | 148 (1%) | 2457 (14%) | 2614 (3%) | |||
| Daños en escaleras, parapetos y balcones | Nulo | 13,087 (93.6%) | 43,882 (89%) | 13,840 (79%) | 70,809 (88%) | ||
| Menor | 853 (6.1%) | 3053 (6%) | 961 (5%) | 4867 (6%) | |||
| Moderado | 39 (0.2%) | 2197 (4%) | 1037 (6%) | 3273 (4%) | |||
| Importante | 7 (0.1%) | 129 (1%) | 1701 (10%) | 1837 (2%) | |||
Corroboran la percepción sobre el terreno (véase la Sección 6.2). Cabe destacar que faltan datos sobre edificios completamente derrumbados, lo que podría proporcionar mayor información sobre la magnitud de los daños sufridos por los diferentes tipos de edificios.
⁃ De forma similar al enfoque utilizado para evaluar los daños sufridos por las iglesias tras los terremotos de Italia de 2016 [31], el estudio recopiló datos sobre cada mecanismo de daño (véase la Tabla 6), que también puede asociarse con un detalle de reparación según las directrices del MTPTC. Más de una cuarta parte de todos los tipos de reparación registrados son la sustitución de muros con aberturas dañadas por cortante en su plano (en forma de X), seguida de reparaciones de grietas y restablecimiento de conexiones de muros (o llaves).
Los daños se extienden por las regiones occidentales de Haití (departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes); aunque, de acuerdo con las áreas de PGA, la mayor parte de los daños parece haberse desarrollado al oeste del epicentro (véanse las figuras 1 y 4). Siguiendo una metodología comparable a la adoptada para el terremoto de Indonesia de 2016 [32], los resultados de las evaluaciones de daños (etiquetas verdes, amarillas y rojas) se han comparado con el movimiento del suelo (PGA) (véase la figura 5). Es evidente que las etiquetas verdes predominan en áreas con PGA baja y disminuyen progresivamente al acercarse a áreas de PGA alta; mientras que las etiquetas rojas y los edificios colapsados aumentan progresivamente a medida que sube el nivel de PGA. La proporción de edificios con etiqueta amarilla parece ser aproximadamente constante en todas las áreas. Para mayor claridad, la tabla 7 representa el número de edificios evaluados en cada área de PGA, ya que las áreas de 0,1–0,16 g y 0,65–0,78 g son considerablemente más pequeñas y se encuentran en zonas rurales, sin ninguna ciudad relevante ubicada allí. Como resultado, el volumen de evaluación es menor que en otras áreas de la PGA.
Siguiendo un enfoque similar al utilizado en Croacia en 2020 [33], se analizó el daño en función de las características del edificio: la figura 6 muestra que los edificios de más de 50 años se vieron afectados por el terremoto de forma significativamente mayor, incluso en zonas con baja aceleración máxima del terreno (como el noroeste). Véanse también las tablas 1, 2 y 8 y la sección 5.2 para las correlaciones entre la etiqueta de los edificios y la tipología constructiva, la antigüedad del edificio y el número de plantas.
En más de 4000 edificios, se observó un importante movimiento de suelo en los alrededores del edificio. Estos edificios están principalmente asociados a etiquetas rojas (87% rojo, 12% amarillo y 1% verde) y su distribución no parece estar directamente asociada a los niveles de PGA (ver Fig. 7). De hecho, se observó licuefacción en varias áreas donde el PGA estaba por debajo de 0,4 g (ver sección 6.1 y Fig. 12), lo que podría explicar parcialmente las etiquetas rojas en áreas bajas de PGA, ya que causó daños en la inclinación, la cimentación y la losa. Las etiquetas rojas de recordatorio en áreas bajas de PGA podrían deberse a la baja calidad de los edificios CM y la tendencia a altos daños de la arquitectura vernácula, como se describe en las secciones 6.1 y 6.2.
La Tabla 8 confirma la prevalencia de edificaciones de una sola planta (véase también la Tabla 3), observándose con mayor frecuencia la construcción en varios niveles con mampostería confinada que con técnicas tradicionales indígenas. Además, las técnicas tradicionales parecen presentar una mayor susceptibilidad a los daños en comparación con las edificaciones CM, independientemente del área de PGA y el número de plantas. Tanto las edificaciones CM como las vernáculas muestran un aumento en los daños con valores de PGA más altos. También observamos que las áreas geográficas que experimentaron niveles más altos de PGA fueron principalmente rurales y, de hecho, presentan un mayor componente de edificaciones vernáculas.
Número de edificios con etiquetas verdes, amarillas, rojas y completamente derrumbados asociados a los niveles PGA.
| Etiqueta verde | Etiqueta amarilla | Etiqueta roja | Colapsado | |||||
| 0.1–0,16 g | 1657 | 56% | 1020 | 34% | 251 | 9% | 43 | 1% |
| 0.16–0,4 g | 39,302 | 46% | 33,262 | 39% | 11,067 | 13% | 1804 | 2% |
| 0.4–0,5 g | 22,790 | 37% | 26,131 | 42% | 10,101 | 15% | 3020 | 5% |
| 0.5–0,65 g | 5405 | 20% | 11,871 | 45% | 6095 | 23% | 3178 | 12% |
| 0.65–0,78 g | 277 | 11% | 970 | 37% | 812 | 31% | 552 | 21% |
Correlación entre etiqueta, tipología constructiva, número de pisos y nivel PGA.
Un piso Dos pisos Tres o más pisos
Etiqueta verde Etiqueta amarilla Etiqueta roja Etiqueta verde Etiqueta amarilla Etiqueta roja Etiqueta verde Etiqueta amarilla Etiqueta roja 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA
| CENTÍMETRO | 1318 | 87% | 264 | 28% | 39 | 17% | 107 96% | 19 | 24% | 7 | 32% | 3 100% | 0 | – | 0 | – | ||
| Tradicional | 196 | 13% | 669 | 72% | 187 | 83% | 5 4% | 61 | 76% | 15 | 68% | 0 0% | 0 | – | 0 | – | ||
| 0.16–0,4 g de PGA | 0.16–0,4 g de PGA | 0.16–0,4 g de PGA | ||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 24086 74% | 8370 | 29% | 2560 | 28% | 4926 87% 1578 | 44% | 609 | 40% | 608 99% 210 | 89% | 109 | 92% | |||||
| Tradicional | 8499 | 26% | 20623 | 71% | 6542 | 72% | 719 | 13% 1992 | 56% | 895 | 60% | 7 | 1% | 25 | 11% | 10 | 8% | |
| 0.4–0,5 g de PGA | 0.4–0,5 g de PGA | 0.4–0,5 g de PGA | ||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 16079 83% | 8473 | 35% | 4127 | 44% | 2871 95% | 699 | 55% | 302 | 65% | 270 100% 46 | 85% | 38 | 93% | ||||
| Tradicional | 3220 | 17% | 16020 | 65% | 5351 | 56% | 162 | 5% | 568 | 45% | 164 | 35% | 1 | 0% | 8 | 15% | 3 | 7% |
| 0,5–0,65 g PGA 0,5–0,65 g PGA 0,5–0,65 g PGA | ||||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 3972 79% | 2938 | 26% | 2156 | 37% | 430 | 91% | 335 | 73% | 159 | 69% | 24 | 96% | 20 | 95% | 13 | 81% | |
| Tradicional | 1061 21% | 8361 | 74% | 3619 | 63% | 40 | 9% | 124 | 27% | 72 | 31% | 1 | 4% | 1 | 5% | 3 | 19% | |
| 0,65–0,78 g PGA 0,65–0,78 g PGA 0,65–0,78 g PGA | ||||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 201 | 73% | 161 | 17% | 151 | 19% | 1 100% | 2 | 100% | 7 | 100% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
| Tradicional | 75 | 27% | 805 | 83% | 659 | 81% | 0 0% | 0 | 0% | 0 | 0% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
Fig. 7. Edificios donde se observó mayor movimiento de suelo (4.025).
Diferentes tipologías constructivas y sus prestaciones
En comparación con el terremoto de 2010, la calidad del entorno construido puede haber mejorado, pero principalmente en las zonas afectadas por dicho sismo (es decir, Puerto Príncipe). Por lo tanto, aún no es adecuada para soportar la demanda sísmica que caracteriza a Haití.
Vulnerabilidades típicas observadas.
⁃ En la llamada vivienda incremental, la tendencia es construir tantos pisos como sea posible a lo largo de los años, dejando las barras de arranque de las columnas expuestas a la intemperie por tiempo indefinido (ver Fig. 8). Esto también coincide con la investigación de Davy en Haití [34].
⁃ La calidad del material utilizado y de las obras de construcción es deficiente (véanse las figuras 8 y 9), como ya lo han constatado otros estudios [10,34,35].
⁃ Empalmes por solape inadecuados y longitud de desarrollo de la armadura insuficiente. A menudo, en vigas y columnas, no hay estribos (ver Fig. 9).
– Se construyen pisos adicionales muchos años después: las barras de refuerzo están oxidadas y los pisos no están alineados (véanse las figuras 8 y 9). Además, la proximidad al mar facilita la oxidación de las barras de refuerzo y el desprendimiento del hormigón.
– La conexión entre los muros de relleno y las columnas no es adecuada: en CM, las columnas y vigas deben colaborar con los muros (véanse las figuras 11 y 13). Esto también puede ser una de las causas del daño predominante en los muros, como se indica en las tablas 4 y 5.
– Los paneles de pared sin refuerzo son demasiado grandes y propensos a fallas fuera del plano (véase la figura 11). Esto también puede ser una de las causas de daños predominantes en la pared, como se informa en las tablas 4 y 5.
– Se observó una extensa licuefacción del suelo en Les Cayes y otras áreas geográficas (véase la figura 7), donde varios edificios se inclinaron debido a la pérdida de resistencia del suelo. En estos casos, la superestructura podría sufrir daños menores o la losa sobre el terreno podría agrietarse debido al asentamiento (véase la figura 12).
Fig. 8. Piso adicional no alineado con las columnas inferiores y con barras de arranque oxidadas (izquierda), vertido de concreto donde los agregados se concentran en la parte inferior (centro), parte inferior de una losa de concreto donde las barras oxidadas desconcharon la cubierta de concreto (derecha) (Les Cayes, 2021).
Fig. 9. Barras recolectadas de edificios derrumbados, enderezadas y listas para ser vendidas en el mercado de Les Cayes (izquierda), viga de concreto sin estribos y refuerzo oxidado que desprendió la cubierta de concreto (centro), escalera (derecha) (Les Cayes, 2021).
Figura 10. Colapso de “panqueques” (izquierda), colapso de “piso blando” (centro), daños en la columna (derecha) (Les Cayes, 2021).
Fig. 11. Colapso de muro sin conexión con muros perpendiculares (izquierda), grietas que recorren muros, columnas y vigas de manera indiferente (derecha) (Les Cayes, 2021).
– Los edificios CM adecuados tenían bandas sísmicas horizontales reforzadas a la altura de los alféizares y dinteles de las ventanas, bandas verticales reforzadas para reducir el tamaño de los paneles de pared, columnas y bandas verticales, unidas a los muros de mampostería. Estos edificios tuvieron un rendimiento considerablemente mejor que los edificios portantes y los edificios CM mal construidos (véanse las figuras 10, 11 y 13).
Las directrices de MTPTC [5] están disponibles sin costo para albañiles y público en general. Son estándares sólidos y técnicamente rigurosos para la gestión de la construcción que abarcan todos los aspectos de la edificación. Lamentablemente, la mayoría de los edificios no parecen cumplir con estas directrices. MTPTC, UNOPS y Miyamoto están llevando a cabo una campaña de capacitación para propietarios y albañiles que beneficia a aproximadamente 12 000 personas en los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes. El objetivo es promover la estrategia «Reconstruir Mejor» y familiarizar a los actores locales con los estándares adecuados.
La técnica tradicional de construcción de viviendas combina dos sistemas estructurales muy diferentes: (i) la estructura de madera, que consta de postes, vigas y techo de madera. Es un componente muy ligero y flexible. Y (ii) los muros de mampostería de piedra, un componente pesado y no dúctil (véase la figura 14).
Fig. 12. Edificio pendiente debido a la licuefacción (izquierda), asentamiento del edificio debido a la licuefacción (centro), ebullición de arena debido a la licuefacción (derecha) (Les Cayes, 2021).
Fig. 13. Mampostería portante (izquierda), mampostería confinada (derecha) (Cavaillon, 2021).
Fig. 14. Casa tradicional típica dañada (Les Cayes 2021 y Cavaillon 2021).
El comportamiento sísmico observado es el siguiente: estos dos sistemas diferentes colaboran para soportar fuerzas de gravedad verticales que ocurren permanentemente. Pero cuando ocurren fuerzas horizontales como terremotos, el sistema se desacopla en sus dos componentes. El pesado no dúctil (los muros de piedra) colapsa, mientras que el ligero flexible (la estructura de madera) resiste las fuerzas horizontales. De hecho, la flexibilidad de la estructura de madera no puede ser acomodada por los muros de mampostería de relleno y las piedras se caen de los muros. En ese punto, la estructura de madera ligera y flexible tiene muy poco peso sísmico que soportar y es capaz de soportar las fuerzas horizontales disipando la energía en sus juntas. Esto también está alineado con los hallazgos descritos en la Tabla 4, que muestran el daño a los muros como el tipo de daño más recurrente independientemente de la etiqueta asignada.
El sistema está desacoplado en sus dos componentes porque los muros de relleno y los elementos de madera no están conectados entre sí. Los muros no tienen forma de transferir la carga horizontal a la estructura de madera. Como resultado, los muros colapsan fuera del plano y no pueden desarrollar ningún puntal diagonal que rigidice la estructura sometida a compresión. Como se afirma en otros estudios [20–22], los autores observaron un comportamiento sísmico general satisfactorio en estos edificios vernáculos, ya que el colapso total y la pérdida de vidas fueron extremadamente raros.
Comparación entre los terremotos de Haití de 2010 y 2021
En comparación con el terremoto de 2010 [12], que afectó gravemente a la densamente poblada capital de Puerto Príncipe y sus alrededores, el terremoto de 2021 tuvo el epicentro en una zona rural e impactó a ciudades medianas y pequeñas aldeas en un rango más extendido. Los asentamientos son igualmente informales y no regulados; sin embargo, al ser más rurales, casi la mitad de las edificaciones evaluadas están hechas de técnicas vernáculas (por ejemplo, madera y piedra). CM representa la otra mitad de las edificaciones evaluadas y presentó críticas.
Cualidades similares a las identificadas en 2010 [10,12]: baja calidad del material de construcción y detalles estructurales inadecuados. El agrietamiento de las paredes es el tipo de daño predominante en CM para ambos terremotos. La interpretación de los autores es que la implementación de las normas CM MTPTC, que se produjeron después del terremoto de 2010, se mantuvo mayormente confinada a la reconstrucción alrededor de Port-au-Prince y no impactó suficientemente los edificios existentes de los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes. Como resultado, la vulnerabilidad de esa parte del entorno construido de CM no cambió.
A pesar de la diferencia en el número de víctimas mortales (los terremotos de 2010 son 100 veces más, véase la Tabla 9), el terremoto de 2021 parece haber causado más daños: 61% de edificios dañados frente a 46%, 40,8% de edificios amarillos frente a 26%, aunque los datos de edificios derrumbados debido al terremoto de 2010 no son claros. Los autores estiman que podría deberse a (i) el mayor número de edificios completamente derrumbados y (ii) la densidad de población que es mucho mayor en Puerto Príncipe, en comparación con los departamentos afectados por el evento sísmico de 2021.
Limitaciones
Los datos sobre edificios colapsados son incompletos debido a la imposibilidad de recopilar o comprender siempre toda la información necesaria (por ejemplo, el número de pisos, el uso del edificio, la tipología de la construcción, etc.) en tales casos. Como resultado, los datos recopilados sobre algunos edificios colapsados son parciales y no se puede implementar un análisis que podría haber proporcionado información interesante sobre las estructuras que tuvieron el peor desempeño durante el terremoto. Además, los estudios geotécnicos también podrían analizar la posible influencia de los efectos de amplificación del suelo local en el daño observado; aunque la geología, la topografía y la ubicación de los sedimentos que podrían haber causado efectos del sitio en los movimientos sísmicos en las regiones suroeste de Haití necesitan una mayor exploración en la literatura actual. Las curvas de fragilidad definen la probabilidad de exceder los niveles de daño específicos en función de la intensidad sísmica y se puede realizar análisis predictivos una vez que se encuentran las funciones de ajuste (es decir, modelos matemáticos capaces de describir la distribución de los daños); Estudios futuros centrados en la ingeniería estructural avanzada y con un conocimiento adecuado de algunos detalles (por ejemplo, la resistencia de los materiales de construcción) podrían investigar más a fondo el entorno construido haitiano y su potencial desempeño sísmico también a través de curvas de fragilidad y análisis predictivo.
Conclusiones
En respuesta al terremoto de M7.2 de Haití de 2021, se han evaluado 179,800 edificios en menos de cinco meses. El entorno construido en los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes es vulnerable al peligro sísmico, ya que el 61% de los edificios evaluados resultaron dañados. El daño observado en los edificios aumenta a medida que aumenta el PGA y la edad del edificio. La licuefacción afectó a aproximadamente 4000 edificios y la gran mayoría de ellos fueron etiquetados en rojo. Las etiquetas rojas en áreas de bajo PGA podrían deberse a la licuefacción, la construcción de baja calidad de los edificios CM y una mayor susceptibilidad a daños de los edificios vernáculos. El comportamiento de los edificios con más de una losa elevada fue mejor que el de los edificios de una sola planta, aunque estos últimos representan el 85% del parque de edificios evaluados y hay menos datos sobre estructuras altas. Esto podría deberse a un proceso de construcción más formal para edificios más altos, ya que la arquitectura vernácula está prácticamente excluida, o a características inherentes del movimiento sísmico (por ejemplo, períodos de vibración más solicitados). El tipo de daño más recurrente es el daño a los muros, ya que estos se han concebido como uno de los primeros elementos en colapsar en la arquitectura vernácula y se ha observado que son de mala calidad general en CM.
En comparación con el terremoto de Haití de 2010, el de 2021 azotó una zona rural, afectando a una porción más extensa y menos poblada de la isla. El número de víctimas es considerablemente bajo, aunque la tasa de daños es mayor. Esto probablemente se deba a que las zonas están menos pobladas y a que menos edificios se derrumban por completo.
Los edificios de CM mostraron debilidades estructurales y tipos de daños similares a los observados en 2010. La calidad de los materiales de construcción es generalmente baja y los detalles estructurales son inadecuados (por ejemplo, varillas de refuerzo insuficientes y oxidadas, recubrimiento de hormigón insuficiente, agregados grandes y redondos). Sin embargo, cuando se construyen bien, CM demostró ser más resistente que la mampostería portante. Los detalles de reparación más comunes son el reemplazo de muros debido a grietas de corte en su plano, seguido de la reparación de grietas y la reparación de conexiones de muros.
Debido a la posición del epicentro, se observaron más edificaciones tradicionales que las del terremoto de 2010 (casi la mitad del total de evaluaciones): la técnica vernácula más común es la estructura de madera con muros de relleno de mampostería de piedra sin reforzar. Desde una perspectiva de salvamento, su desempeño fue satisfactorio: el daño típico es el colapso de los muros de relleno, que libera la estructura de madera de la acción sísmica de los muros
Peso del micrófono. Esta investigación está en línea con otros estudios que encontraron que las técnicas tradicionales merecen especial mención por su resiliencia ante los peligros naturales.
Por lo tanto, los autores afirman que es necesario realizar más trabajos para mejorar las estructuras de mampostería confinada en todo el país antes de que se produzca otro sismo importante. Mejorar la calidad de los materiales de construcción y garantizar el cumplimiento de los detalles estructurales con las directrices del MTPTC son prioridades.
También solicitamos por correo electrónico la inclusión de un autor adicional (resaltado arriba) que nos ayudó a realizar la mejor revisión posible del artículo. Esperamos la decisión del Equipo Editorial y agradecemos su consideración.
Declaración de contribución de autoría de crédito
H. Kit Miyamoto: Supervisión, Obtención de financiación, Conceptualización. Giulia Jole Sechi: Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original, Administración del proyecto, Análisis formal, Curación de datos, Conceptualización. Guilaine Victor: Obtención de financiación, Conceptualización. Beverly St Come: Recursos, Metodología, Investigación. Mark Broughton: Validación, Supervisión, Metodología. Amir SJ Gilani: Validación, Supervisión, Software, Metodología. Akanksha Singh: Redacción – revisión y edición.
Declaración de intereses en conflicto
Los autores declaran los siguientes intereses financieros/relaciones personales que podrían considerarse como posibles conflictos de intereses: Todos los autores declaran haber recibido apoyo financiero de la Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos. Todos los autores declaran tener una relación con el Grupo del Banco Mundial que incluye subvenciones de financiación.
Disponibilidad de datos
Los autores no tienen permiso para compartir datos.
Expresiones de gratitud
Los autores desean expresar su sincero agradecimiento al Banco Mundial, MTPTC y UNOPS por su esencial apoyo financiero, técnico y logístico. Gracias a los esfuerzos de Raymond Hygin (Ingénieur Directeur des Travaux Publics), Felipe Munevar y Mathieu Bastien (UNOPS), Subhajit Das y Zach Johnson (Miyamoto International), junto con cientos de otros ingenieros, facilitadores comunitarios y conductores, pudimos producir esta investigación. Un reconocimiento especial a todos los trabajadores que han dedicado muchos meses sobre el terreno, a pesar de los difíciles momentos sociopolíticos que vive Haití.
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Tras el terremoto de 7,2 grados de magnitud en Haití de 2021, el MTPTC (Ministère des Travaux Publics, Transports et Communications), la UNOPS (Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos) y Miyamoto International implementaron un programa de evaluación de daños y reparaciones. Entre octubre de 2021 y febrero de 2022, 380 ingenieros capacitados evaluaron 179.800 edificios en los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes, llegando a más de 600.000 beneficiarios. Las evaluaciones se ejecutaron de conformidad con el ATC-20 y las normas haitianas, a través de un enfoque digitalizado innovador. Más de 11.000 edificios se derrumbaron o no se pudieron reparar; más de 89.000 edificios resultaron dañados y se pudieron reparar. Aproximadamente 88.000 edificios estaban en mampostería confinada y más de 26.000 de ellos pudieron repararse según las directrices del MTPTC; Alrededor de 80.000 edificios se construyeron con la técnica tradicional de madera y piedra. El conjunto de datos examinado es uno de los más extensos estudiados en la historia humanitaria reciente y resulta crucial para aprender de eventos sísmicos pasados. En este artículo, analizamos las debilidades estructurales observadas y las comparamos con el terremoto de 2010.
Introducción
El 14 de agosto de 2021 a las 8:29 a. m., hora local, un terremoto de magnitud 7,2 sacudió la península de Tiburón en Haití, país caribeño, afectando a aproximadamente 800 000 personas [1,2]. Con más de 2300 personas reportadas como muertas o desaparecidas [3], el terremoto de Haití de 2021 fue el más mortífero del año. Además, la respuesta de emergencia del gobierno haitiano y las organizaciones humanitarias enfrentó desafíos debido a la pandemia de COVID-19, el asesinato del presidente Moïse el 7 de julio de 2021 y la llegada de la depresión tropical Grace a Haití solo dos días después del terremoto [4].
En respuesta al terremoto, el Ministerio de Trabajo Público, Transportes y Comunicaciones (MTPTC), con el apoyo financiero del Banco Mundial, el apoyo organizativo y técnico de la UNOPS (Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos) y Miyamoto International, se propuso evaluar los daños y definir la estrategia de reparación de 120.000 edificios en tres meses. Entre octubre de 2021 y febrero de 2022, se evaluaron un total de 179.800 edificios.
Para realizar evaluaciones de esta magnitud, se capacitó a aproximadamente 550 ingenieros, de los cuales 380 fueron seleccionados para realizar las evaluaciones en tierra. Las evaluaciones se ejecutaron de conformidad con los códigos haitianos [5] y los Procedimientos ATC-20 para Puestos.
Evaluación de Seguridad Sísmica de Edificios [6]. Esta última es una referencia reconocida para evaluaciones de daños sísmicos [7] que incluye procedimientos de evaluación rápidos y detallados para evaluar edificios dañados por terremotos y clasificarlos como INSPECCIONADOS (aparentemente seguros, placa verde), ENTRADA LIMITADA (placa amarilla) o INSEGUROS (placa roja). Mediante un innovador enfoque digitalizado, los ingenieros del MTPTC pudieron proporcionar información detallada sobre los daños y las necesidades de reparación en una sola visita al sitio con una duración promedio de 30 minutos. De esta manera, se creó una base de datos que comprende los detalles de casi 180.000 edificios.
Más de 10 años después del devastador terremoto de 2010, el sismo de 2021 causó daños considerables en Haití. Los autores creen que aprender de los terremotos anteriores es crucial para mejorar la resiliencia del entorno construido. La campaña de evaluación de daños objeto de este manuscrito es la mayor en respuesta al terremoto de Haití de 2021. Por la presente, compartimos nuestros hallazgos sobre los daños sísmicos observados con la esperanza de que mejore la calidad de las viviendas y se minimicen los efectos de futuros eventos naturales extremos en la población haitiana.
El manuscrito se presenta en tres partes. La primera es un análisis de antecedentes que describe la amenaza sísmica y el entorno construido que caracteriza a Haití. La segunda es la descripción de los métodos que utilizamos para ejecutar las evaluaciones de daños y reparaciones sísmicas, y la tercera es el detalle de los resultados cuantitativos y cualitativos. Esta última es un análisis cuantitativo y cualitativo de los edificios dañados, la ubicación y la tipología de los daños, incluyendo nuestras observaciones de campo con respecto a las vulnerabilidades recurrentes de las dos principales tipologías de construcción encontradas: mampostería confinada (MC) y la técnica tradicional de madera y piedra.
Peligro sísmico en Haití
El riesgo sísmico en Haití es sustancial en todo el país [8] y el entorno construido es propenso a daños sísmicos [9,10]. Se observa que los eventos sísmicos históricos en Haití son notablemente impactantes, aunque no particularmente frecuentes. En 2010, un terremoto de magnitud 7,0 con epicentro cerca de la ciudad capital, Puerto Príncipe, se cobró aproximadamente 300 000 vidas y desplazó a más de un millón de personas [11,12]. Antes de este evento catastrófico, terremotos comparables que datan del siglo XVIII (1701, 1751 y 1770), cuando el sistema de fallas de Enriquillo, que cruza la isla de La Española, generó una secuencia sísmica devastadora de eventos [13].
Debido a la sacudida del terreno, puede producirse licuefacción del suelo en suelos sueltos a moderadamente granulares. La presión interna del agua aumenta hasta el punto de que los granos pierden contacto entre sí y la resistencia del suelo disminuye. Este fenómeno sísmico, típico aunque poco común, afectó ciertas zonas de Haití durante el terremoto de 201014,15].
El terremoto de magnitud 7,2, objeto de nuestra investigación, ocurrió a las 8:29 am hora local del sábado 14 de agosto de 2021. El epicentro se localizó en una zona rural de la región de Nippes, a 13 km al sureste de Petit Troup de Nippes y a 125 km al suroeste de la capital, Puerto Príncipe [1]. El terremoto fue generado por una falla ciega de empuje, seguida de una falla de desgarre que provocó la activación de una red de fallas fragmentadas, al oeste del hipocentro [2,16]. Esta ruptura de múltiples fallas parece no estar alineada con el límite entre las placas del Caribe y América del Norte, lo que indica un sistema de fallas regional y altamente variable [17,18]. El hipocentro es superficial, a 10 km de profundidad, la aceleración máxima del suelo es de 0,78 g (véase la Fig. 1) y el índice de intensidad de Mercalli modificado alcanzó el nivel
Fig. 1. Aceleración máxima del suelo (PGA) y epicentro del terremoto (datos recuperados de USGS [1]).
de IX [1]. El análisis del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y del Instituto Tecnológico de California muestra un movimiento permanente del terreno de hasta 40 cm y un desarrollo de las líneas de falla hacia el oeste desde el epicentro [19]. El desastre resultó en aproximadamente 800 000 personas afectadas negativamente en las regiones de Nippes, Grand'Anse y Sud [3,4]. Para agravar aún más el escenario de emergencia, se sumó la pandemia de COVID-19 en curso, los disturbios debido al asesinato del presidente de Haití y la depresión tropical Grace, que azotó la costa sur de Haití dos días después del terremoto [4].
El entorno construido haitiano
El entorno construido en Haití consiste principalmente en asentamientos informales de mampostería confinada y edificios tradicionales de madera y piedra. Estos últimos son más comunes en las zonas rurales y consisten en una estructura y techo de madera, con muros de relleno de mampostería de piedra sin refuerzo (URM de piedra) (véase la figura 2). Suelen ser edificios de una sola planta, donde la planta baja puede ser de tierra apisonada o una losa de hormigón sobre el terreno. Los postes de madera están empotrados en la planta baja y conectados a las vigas con una muesca y una espiga; están espaciados entre 60 y 100 cm. Otras conexiones son principalmente muescas, clavos y (raramente) cuerdas. El techo es de cerchas de madera, soportado también por postes internos y cubierto con láminas de metal corrugado. Los muros de relleno de piedra sin refuerzo no están conectados a la estructura de madera. Las piedras son en su mayoría angulares, el mortero puede ser de barro o contener cemento. Las aberturas están enmarcadas con madera y a menudo se aplica yeso. La superficie típica que ocupa una vivienda oscila entre 15 y 50 metros cuadrados, y tanto las paredes interiores como las exteriores se construyen con la misma técnica.
Los edificios vernáculos haitianos han sido elogiados por su comportamiento sísmico positivo en general y muestran el valor del conocimiento técnico indígena [20,21]. El techo es ligero y la mayor parte del peso sísmico lo proporcionan los muros URM. Los marcos de madera confinan la mampostería no reforzada, creando un sistema resistente particularmente efectivo en su plano y optimizado fuera de su plano, ya que las porciones URM son de tamaño limitado. A pesar de su desempeño positivo en eventos sísmicos pasados, las técnicas tradicionales haitianas que abordaremos parcialmente en este documento son un tema marginal en la literatura actual [22]. Nuestros hallazgos sobre su desempeño sísmico y los sistemas estructurales que resisten cargas verticales y horizontales se describen en la sección 4.4.
En este documento nos referimos a los edificios de mampostería confinada (CM) para aquellas estructuras que muestran columnas y vigas ligeramente reforzadas, con muros de relleno de bloques de hormigón no reforzado. Las cimentaciones son típicamente superficiales, en su mayoría losas sobre el terreno. Los pisos son de hormigón armado y funcionan como diafragmas rígidos: son pesados, pero son eficaces para distribuir las fuerzas horizontales entre los miembros estructurales verticales. El techo es ligero y típicamente inclinado, la estructura es de madera y láminas onduladas de metal; aunque, especialmente en las áreas urbanas, puede ser plana y de hormigón armado. La mayoría de los edificios son edificios de uno o dos pisos, con una superficie de 15 a 80 m2. A menudo, el material de construcción es de mala calidad, los profesionales capacitados no participan en el proceso de construcción y el comportamiento sísmico de CM resulta variable [10,23,24]. Después del terremoto de 2010, los métodos y materiales de construcción de CM inadecuados fueron reconocidos como las principales causas de la devastación [10].
La mampostería confinada per se puede ser una tipología efectiva para soportar fuerzas horizontales, pero los detalles estructurales y la calidad del material deben ser adecuados [25]. CM confina y reduce el tamaño de los muros URM con elementos de hormigón armado horizontales y verticales. La resistencia a las fuerzas horizontales es proporcionada principalmente por muros que reaccionan en su plano, mientras que la resistencia fuera del plano es menor. Como se muestra en la Fig. 3, un muro CM adecuado se entrelaza con las columnas y vigas que se vierten después de que se ha construido el muro. Al hacerlo, el marco de hormigón ligeramente reforzado y los muros de relleno URM colaboran, superando el rendimiento sísmico que tendrían individualmente. MTPTC puso a disposición de forma gratuita directrices que abordan todo el proceso de construcción de CM [5]; representando un documento confiable y efectivo al que los albañiles y propietarios de edificios pueden referirse (ver Figs. 3 y 14).
Los marcos de RCC puros, donde las paredes de relleno se construyen después del marco, también están presentes en menor medida en el entorno construido local (ver Fig.
3). Según CM, la calidad del material es baja y la cantidad y el tamaño de las barras de refuerzo son inadecuados.
Fig. 2. Edificios de madera y piedra dañados (Les Cayes y Cavaillon, 2021).
Figura 3. Izquierda: Edificio de hormigón armado (Les Cayes, 2021). Centro: Construcción correcta de muro de hormigón armado (L'Asile, 2022). Derecha: Detalle de un muro de hormigón armado según las directrices del MTPTC.
Metodología
Tras el sismo del 14 de agosto de 2021, el Gobierno haitiano, a través del MTPTC (Ministère des Travaux Publics, Transports et Communications) y el BTB (Bureau d'evaluation Technique des Bâtiments), con fondos proporcionados por el Banco Mundial, apoyo logístico proporcionado por la UNOPS (Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos) y apoyo técnico proporcionado por Miyamoto International, implementó un programa de evaluación de daños y reparaciones que cubrió las regiones de Sud, Grand'Anse y Nippes.
Se llevó a cabo una capacitación de tres días para 550 ingenieros en varias ciudades de Haití (es decir, Puerto Príncipe, Les Cayes, Jeremie y Anse- a-Veu). La capacitación abordó los Procedimientos para la Evaluación de la Seguridad Posterior a un Terremoto de Edificios según las normas ATC-20 [6] adaptadas al contexto local y las directrices oficiales de MTPTC [5]. En la década de 1980, el Consejo de Tecnología Aplicada se asoció con la Asociación de Ingenieros Estructurales de California (SEAOC), la Oficina de Servicios de Emergencia de California (OES), la Oficina de Planificación y Desarrollo de la Salud del Estado de California (OSHPD) y la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) para producir directrices para realizar evaluaciones de seguridad de edificios después de eventos sísmicos. A partir del terremoto de 2010 en adelante, el Gobierno de Haití adoptó ATC-20 como referencia para la evaluación de la seguridad de los edificios, adaptando su marco a las tipologías de construcción haitianas [12]. Considerando también que los ingenieros locales ya estaban familiarizados con ellas, la respuesta al terremoto de 2021 adoptó las directrices ATC-20 como referencia. La capacitación incluyó principios de ingeniería sísmica (por ejemplo, métodos de medición de terremotos, sismicidad en Haití, tipologías de construcción, principios de ductilidad, períodos de vibraciones, elementos no estructurales, riesgos geotécnicos y licuefacción), debilidades estructurales típicas (por ejemplo, irregularidades verticales y horizontales, piso blando, columna cautiva, impacto, efectos torsionales), detalles sobre el proceso de evaluación (por ejemplo, evaluación inicial, detallada y de ingeniería, pasos de evaluación, salud y seguridad, diferencia entre seguridad y daño), etiquetas de evaluación de daños (verde: inspeccionado y seguro, amarillo: uso restringido y rojo: inseguro), detalles típicos de reparación y especificaciones técnicas de reparación. La selección de ingenieros se determinó mediante una evaluación posterior a la capacitación, lo que resultó en el despliegue de 380 ingenieros en el campo.
Entre octubre de 2021 y febrero de 2022, un equipo de 574 profesionales implementó la recopilación de datos de evaluación de daños y reparaciones. Cada división estaba compuesta por tres equipos, con seis ingenieros en cada equipo y un líder de división, lo que resultó en un total de 19 ingenieros por división. Para las evaluaciones de daños y reparaciones, los ingenieros trabajaron en parejas, con el apoyo de un comunicador social (180 en total). En el campo, se desplegaron un máximo de 20 divisiones, compuestas por 300 ingenieros de evaluación, junto con 60 ingenieros de evaluación que también se desempeñaron como líderes de equipo y 20 líderes de división, para un total de 380 ingenieros de MTPTC. Los ingenieros de MTPTC estaban bajo la supervisión de 14 expertos de Miyamoto International.
Las evaluaciones se iniciaron en Les Cayes, la ciudad más afectada por el terremoto, Jeremie y Anse-à-Veu; el objetivo era visitar las zonas más afectadas de las regiones de Sud, Grand'Anse y Nippes. La estrategia de despliegue se revisaba semanalmente y se distribuían planes con las áreas a cubrir a cada jefe de división. Los equipos, desplazándose por carreteras principales y secundarias, evaluaban cualquier edificio (residencial, comercial, industrial, religioso, gubernamental, escolar, sanitario, etc.) al que pudieran acceder, previa autorización del ocupante. El objetivo del proyecto era evaluar el mayor número posible de edificios en las zonas designadas. Si el edificio estaba desocupado, se solicitaba el apoyo de la comunidad local para contactar con el propietario. Si el edificio no podía evaluarse, el equipo continuaba su labor. Los encuestadores se fueron alejando progresivamente de las principales ciudades y pueblos, hacia las zonas rurales; al llegar a zonas no afectadas, se les trasladaba a otros lugares identificados por el gobierno como afectados por el terremoto. El progreso se monitorizaba mediante mapas de ArcGIS y se coordinaba con las autoridades locales. Haití es uno de los países más pobres del mundo [26,27], donde los asentamientos informales son extremadamente comunes y el registro de la propiedad no se mantiene adecuadamente [28,29]. En consecuencia, no es posible calcular un índice de exhaustividad de las inspecciones.
En cada visita al sitio, la evaluación fue doble: el movilizador social ejecutó una encuesta social, cuyo objetivo era recopilar datos sobre la vulnerabilidad del hogar y sobre el impacto que el terremoto tuvo en sus medios de vida. En segundo lugar, los ingenieros implementaron una encuesta técnica, centrada en el daño ocurrido al edificio y, si corresponde, la estrategia de reparación. Esta última cumplió con los estándares ATC-20 y MTPTC. Los datos recopilados incluyen las características generales del edificio (por ejemplo, área de la huella, año de construcción y/o renovación, número de pisos, técnica de construcción, tipo de techo, tipo de paredes, tipo de cimientos) y el nivel de daño (nulo, menor, moderado o mayor) para cada tipo de elemento estructural y no estructural (por ejemplo, cimientos, paredes, losas, techo, columnas, vigas, parapetos). Se asignó una etiqueta a cada edificio: verde (seguro para ser ocupado), amarillo (entrada restringida) y rojo (inseguro, entrada prohibida). La etiqueta se roció en la fachada principal, cerca del código QR que identifica de forma única el edificio. Si se produjeron daños y el edificio era reparable según las directrices del MTPTC, se realizó una evaluación de reparación. Las directrices del MTPTC solo se aplican a estructuras de mampostería confinada y asignan un código a cada tipo de reparación típico (por ejemplo, A1: reemplazo de una pared agrietada en su plano, D1:
Reemplazo de dintel, F3 (reparación de grietas importantes). Los ingenieros tomaron documentación fotográfica y registraron las medidas de cada tipo de reparación.
Toda la campaña de recopilación de datos se llevó a cabo digitalmente: los ingenieros y los movilizadores sociales usaron una tableta y la aplicación de código abierto KoBoToolbox [30] para registrar las evaluaciones. Las preguntas más importantes (por ejemplo, etiqueta del edificio, reparabilidad) fueron obligatorias y la encuesta no pudo completarse a menos que se respondieran. Al hacerlo, se mitigó la pérdida de datos. Si el edificio se había derrumbado, a menudo no se podía recopilar información sobre sus características (por ejemplo, área del piso, uso del edificio, edad, tipología de construcción) y los ingenieros respondieron a lo que los propietarios o inquilinos pudieron confirmar y lo que se pudo observar. Los datos recopilados fueron monitoreados y analizados con ArcGIS y PowerBI en tiempo real por un equipo internacional de expertos. Se identificaron errores recurrentes durante la campaña y se abordaron mediante una comunicación oportuna y continua con el equipo en el campo.
Mediante un algoritmo vinculado a la base de datos, se generaron informes de daños y reparaciones, incluyendo la cantidad de materiales necesarios para reparar el edificio, para que los propietarios los descargaran mediante el código QR colocado en su edificio durante la visita. Los códigos QR fueron impresos por una única fuente para evitar duplicados y se distribuyeron semanalmente a los líderes de división.
Resumen de los resultados
Se han evaluado 179.800 edificios.
⁃Se ha llegado a aproximadamente 600.000 beneficiarios.
⁃ Se han evaluado aproximadamente 10 millones de metros cuadrados de edificios, con un promedio de 60 metros cuadrados por edificio.
⁃ 168.144 fueron principalmente para uso residencial (93%), 4.356 comerciales (2,4%), 3.209 (1,8%) “otros” (por ejemplo, almacenamiento, baños,
desconocido), 1871 escolares (1%), 1318 religiosos (0,7%), 351 de atención médica (0,1%), 270 centros comunitarios, 174 industriales y 107 gubernamentales.
⁃ 152.613 edificios de un solo piso (85%), 16.995 edificios de dos pisos (9%), 1.251 edificios de tres pisos (0,6%), 123 edificios de cuatro pisos y 29 edificios de hasta seis pisos.
⁃ 61.910 edificios tenían menos de 10 años (35%), 61.323 edificios tenían entre 11 y 25 años (34%), 26.878 edificios tenían entre 26 y 50 años (15%), 5.986 tenían más de 50 años (3%) y para 23.703 se desconocía la edad de construcción (13%).
⁃ 88.204 eran de mampostería confinada (49%), 80.808 en técnicas tradicionales locales (44,9%) (es decir, mampostería de piedra o de madera).
⁃ 8636 están completamente colapsados (4,8%), 28 364 están etiquetados en rojo (15,8%), 73 297 están etiquetados en amarillo (40,8%), 69 503 están etiquetados en verde (38,6%). La figura 4 ilustra la distribución geográfica de las etiquetas, mientras que la figura 5 muestra la distribución de etiquetas en función de las áreas de PGA. Los edificios tradicionales mostraron más daños que los edificios CM, aunque, desafortunadamente, como se menciona en la metodología, faltan datos sobre edificios colapsados (ver Tabla 1). Su comportamiento se analiza más adelante en la sección 6.
– Las tendencias que se desprenden del análisis de los niveles de daños según la antigüedad de los edificios (véase la Tabla 2 y la Figura 6) muestran que el porcentaje de edificios con etiqueta verde disminuye progresivamente, mientras que el porcentaje de edificios con etiqueta roja y estructuras completamente colapsadas aumenta a medida que aumenta la antigüedad de las estructuras. El terremoto de 2010 generó conciencia sobre el riesgo sísmico y las mejores prácticas de construcción, también a través de la difusión de las directrices oficiales de CM; esto pudo haber impulsado una mejora de las obras de construcción en general a partir de 2010.
– Por otro lado, las tendencias también sugieren que las etiquetas verdes aumentan y las rojas disminuyen a medida que aumenta el número de pisos; esto podría deberse a que el 85% del parque de edificios evaluado era de un solo piso y generalmente de construcción informal, mientras que los edificios con uno o más pisos elevados requieren mayores esfuerzos financieros y, probablemente, exigieron albañiles más capacitados que implementaron mejores detalles estructurales. Además, la arquitectura vernácula era típicamente de un solo piso y mostró una clara susceptibilidad a mayores daños. La Tabla 3, de hecho, también muestra que los edificios con más de un piso se encuentran predominantemente en CM. Otra explicación podría ser que el tipo de evento sísmico ocurrido fue más severo para los períodos de vibraciones de las estructuras de un solo piso.
Etiquetas asignadas a los edificios evaluados: etiqueta verde (seguro para ser ocupado), etiqueta amarilla (entrada restringida), etiqueta roja (inseguro), completamente colapsado, para todo el conjunto de datos y por tipología de construcción (mampostería confinada y edificios tradicionales).
s
| Número total de edificios | Edificios CM | Edificio tradicional | |||||||
| [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | ||||
| Etiqueta verde | 69,503 | 38.6% | 54,784 | 62.1% | 13,988 | 17.3% | |||
| Etiqueta amarilla | 73,297 | 40.8% | 23,141 | 26.2% | 49,274 | 61% | |||
| Etiqueta roja | 28,364 | 15.8% | 10,279 | 11.7% | 17,546 | 21.7% | |||
| Se derrumbó por completo | 8636 | 4.8% | – | – | – | – | |||
| 179,800 | 100% | 88,204 | 100% | 80,808 | 100% |
Figura 4. Mapa de daños (etiquetas de edificios) superpuesto al mapa de aceleración máxima del suelo (PGA) de Haití de 2021. De acuerdo con el mapa de PGA, la mayor parte de los daños se concentran al oeste del epicentro.
Fig. 5. Distribución de edificios con etiquetas verdes, amarillas, rojas y completamente derrumbados, según los niveles de PGA. (Para interpretar las referencias al color en la leyenda de esta figura, se remite al lector a la versión web de este artículo).
⁃ Además, 70.178 edificios (39,1%) no necesitan ninguna reparación (ya sea porque tienen etiqueta verde o porque ya estaban en reconstrucción), 62.978 edificios (35%) son reparables pero las directrices del MTPTC no se aplican (ya sea porque la técnica de construcción no es de mampostería confinada o porque la estructura del edificio es demasiado compleja y necesita una evaluación adicional), 26.464 edificios (14,7%) pueden repararse según las directrices del MTPTC, 20.180 edificios (11,2%) no son reparables o se derrumbaron por completo (véase la Tabla 4).
– La Tabla 5 describe los daños sufridos por los elementos estructurales principales. Tanto para los edificios CM como para los vernáculos, y de acuerdo con las normas ATC-20, los daños a columnas y muros se correlacionan predominantemente con las etiquetas amarillas y rojas. Los daños a elementos horizontales, como vigas, losas, escaleras y balcones, parecen menos frecuentes. Los daños a muros son el tipo de daño más recurrente; sin embargo, los daños a elementos verticales como muros y columnas parecen más extensos en los edificios tradicionales, que
Etiquetas asignadas a los edificios evaluados según antigüedad de construcción y número de pisos.
Menos de 10 años Entre 11 y 25 años Entre 26 y 50 años Más de 50 años
| [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | [NORTE] | [%] | |||||||
| Etiqueta verde | 34,877 | 56% | 21,290 | 35% | 4545 | 17% | 644 | 11% | ||||||
| Etiqueta amarilla | 19,710 | 32% | 27,678 | 45% | 13,754 | 51% | 2851 | 48% | ||||||
| Etiqueta roja | 5643 | 9% | 9392 | 15% | 6651 | 25% | 1947 | 32% | ||||||
| Se derrumbó por completo | 1680 | 3% | 2963 | 5% | 1928 | 7% | 544 | 9% | ||||||
| 61,910 | 100% | 61,323 | 100% | 26,878 | 100% | 5986 | 100% | |||||||
| De un solo piso De dos pisos De tres pisos Más de cuatro pisos | ||||||||||||||
| Etiqueta verde | 59,207 | 37% | 9307 | 55% | 833 | 66% | 82 | 55% | ||||||
| Etiqueta amarilla | 67,525 | 42% | 5419 | 32% | 259 | 21% | 51 | 34% | ||||||
| Etiqueta roja | 25,881 | 16% | 2269 | 13% | 159 | 13% | 17 | 11% | ||||||
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% | |||||||
Fig. 6. Los edificios con más de 50 años de antigüedad han sido dañados significativamente más que los demás en promedio, también en áreas con bajo PGA (por ejemplo, el noroeste).
Correlación entre tipo de edificio y número de pisos.
De un solo piso De dos pisos De tres pisos Más de cuatro pisos
| Mampostería confinada | 74,705 | 85% | 12,052 | 13% | 1206 | 1.4% | 225 | 0.6% |
| Tradicional | 75,887 | 93.9% | 4817 | 5.9% | 43 | 0.1% | 16 | 0.1% |
| 152,613 | 100% | 16,995 | 100% | 1251 | 100% | 129 | 100% |
| Tabla 4 |
Reparabilidad de los edificios.
Número de edificios [N] Porcentaje [%]No necesita reparación70.178 39,1%Reparable: no se aplican las directrices de MTPTC62.978 35%Reparable: se aplican las directrices de MTPTC26.464 14,7%No reparable o colapsado20.180 11,2%
179.800 100%
Daños a elementos estructurales principales por etiqueta de edificación y por tipología constructiva (los porcentajes indican el nivel de daño, que puede ser nulo, leve, moderado y mayor, por cada etiqueta).
| MAMPOSTERÍA CONFINADA | |||||||
| Etiqueta verde | Etiqueta amarilla | Etiqueta roja | En general | ||||
| Daños en paredes internas y externas | Nulo | 26,009 (47.5%) | 716 (3%) | 289 (3%) | 27,014 (31%) | ||
| Menor | 28,123 (51.4%) | 4147 (18%) | 475 (5%) | 32,745 (37%) | |||
| Moderado | 546 (1%) | 16,402 (31%) | 2084 (20%) | 19,032 (21%) | |||
| Importante | 91 (0.1%) | 1774 (8%) | 7414 (72%) | 9279 (11%) | |||
| Daños en las columnas | Nulo | 48,959 (89.4%) | 14,356 (24.4%) | 1828 (18%) | 65,143 (74%) | ||
| Menor | 5703 (10.4%) | 5553 (24%) | 1565 (15%) | 12,821 (15%) | |||
| Moderado | 83 (0.1%) | 2989 (13%) | 3484 (34%) | 6556 (7%) | |||
| Importante | 24 (0.1%) | 140 (0.6%) | 3385 (33%) | 3549 (4%) | |||
| Daños en pisos, techos y vigas | Nulo | 49,317 (90%) | 16,244 (70%) | 4329 (42%) | 69,890 (79%) | ||
| Menor | 5323 (9.8%) | 4426 (19%) | 1480 (14%) | 11,229 (13%) | |||
| Moderado | 104 (0.1%) | 2246 (10%) | 2265 (22%) | 4615 (5%) | |||
| Importante | 25 (0.1%) | 122 (1%) | 2188 (22%) | 2335 (3%) | |||
| Daños en escaleras, parapetos y balcones | Nulo | 51,624 (94.2%) | 19,856 (86%) | 7299 (71%) | 78,779 (89%) | ||
| Menor | 3062 (5.6%) | 2301 (10%) | 985 (10%) | 6348 (7%) | |||
| Moderado | 67 (0.1%) | 811 (3%) | 891 (8%) | 1769 (2%) | |||
| Importante | 16 (0.1%) | 71 (1%) | 1087 (11%) | 1174 (2%) | |||
| TRADICIONAL | |||||||
| Etiqueta verde | Etiqueta amarilla | Etiqueta roja | En general | ||||
| Daños en paredes internas y externas | Nulo | 6337 (45.3%) | 4334 (9%) | 1304 (7%) | 11,975 (15%) | ||
| Menor | 7276 (52%) | 5534 (11%) | 407 (3%) | 13,217 (16%) | |||
| Moderado | 322 (2.3%) | 32,526 (66%) | 3507 (20%) | 36,335 (45%) | |||
| Importante | 51 (0.4%) | 6867 (14%) | 12,321 (70%) | 19,239 (24%) | |||
| Daños en las columnas | Nulo | 12,457 (89.1%) | 32,349 (65.7%) | 5339 (30%) | 50,145 (62%) | ||
| Menor | 1454 (10.4%) | 10,027 (20.3%) | 2083 (12%) | 13,564 (17%) | |||
| Moderado | 61 (0.4%) | 6557 (13.3%) | 4999 (28%) | 11,617 (14%) | |||
| Importante | 14 (0.1%) | 328 (0.7%) | 5118 (30%) | 5460 (7%) | |||
| Daños en pisos, techos y vigas | Nulo | 12,796 (91.5%) | 41,068 (83%) | 11,645 (67%) | 65,509 (81%) | ||
| Menor | 1137 (8.1%) | 4535 (9%) | 1453 (8%) | 7125 (9%) | |||
| Moderado | 44 (0.3%) | 3510 (7%) | 1984 (11%) | 5538 (7%) | |||
| Importante | 9 (0.1%) | 148 (1%) | 2457 (14%) | 2614 (3%) | |||
| Daños en escaleras, parapetos y balcones | Nulo | 13,087 (93.6%) | 43,882 (89%) | 13,840 (79%) | 70,809 (88%) | ||
| Menor | 853 (6.1%) | 3053 (6%) | 961 (5%) | 4867 (6%) | |||
| Moderado | 39 (0.2%) | 2197 (4%) | 1037 (6%) | 3273 (4%) | |||
| Importante | 7 (0.1%) | 129 (1%) | 1701 (10%) | 1837 (2%) | |||
Corroboran la percepción sobre el terreno (véase la Sección 6.2). Cabe destacar que faltan datos sobre edificios completamente derrumbados, lo que podría proporcionar mayor información sobre la magnitud de los daños sufridos por los diferentes tipos de edificios.
⁃ De forma similar al enfoque utilizado para evaluar los daños sufridos por las iglesias tras los terremotos de Italia de 2016 [31], el estudio recopiló datos sobre cada mecanismo de daño (véase la Tabla 6), que también puede asociarse con un detalle de reparación según las directrices del MTPTC. Más de una cuarta parte de todos los tipos de reparación registrados son la sustitución de muros con aberturas dañadas por cortante en su plano (en forma de X), seguida de reparaciones de grietas y restablecimiento de conexiones de muros (o llaves).
Los daños se extienden por las regiones occidentales de Haití (departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes); aunque, de acuerdo con las áreas de PGA, la mayor parte de los daños parece haberse desarrollado al oeste del epicentro (véanse las figuras 1 y 4). Siguiendo una metodología comparable a la adoptada para el terremoto de Indonesia de 2016 [32], los resultados de las evaluaciones de daños (etiquetas verdes, amarillas y rojas) se han comparado con el movimiento del suelo (PGA) (véase la figura 5). Es evidente que las etiquetas verdes predominan en áreas con PGA baja y disminuyen progresivamente al acercarse a áreas de PGA alta; mientras que las etiquetas rojas y los edificios colapsados aumentan progresivamente a medida que sube el nivel de PGA. La proporción de edificios con etiqueta amarilla parece ser aproximadamente constante en todas las áreas. Para mayor claridad, la tabla 7 representa el número de edificios evaluados en cada área de PGA, ya que las áreas de 0,1–0,16 g y 0,65–0,78 g son considerablemente más pequeñas y se encuentran en zonas rurales, sin ninguna ciudad relevante ubicada allí. Como resultado, el volumen de evaluación es menor que en otras áreas de la PGA.
Siguiendo un enfoque similar al utilizado en Croacia en 2020 [33], se analizó el daño en función de las características del edificio: la figura 6 muestra que los edificios de más de 50 años se vieron afectados por el terremoto de forma significativamente mayor, incluso en zonas con baja aceleración máxima del terreno (como el noroeste). Véanse también las tablas 1, 2 y 8 y la sección 5.2 para las correlaciones entre la etiqueta de los edificios y la tipología constructiva, la antigüedad del edificio y el número de plantas.
En más de 4000 edificios, se observó un importante movimiento de suelo en los alrededores del edificio. Estos edificios están principalmente asociados a etiquetas rojas (87% rojo, 12% amarillo y 1% verde) y su distribución no parece estar directamente asociada a los niveles de PGA (ver Fig. 7). De hecho, se observó licuefacción en varias áreas donde el PGA estaba por debajo de 0,4 g (ver sección 6.1 y Fig. 12), lo que podría explicar parcialmente las etiquetas rojas en áreas bajas de PGA, ya que causó daños en la inclinación, la cimentación y la losa. Las etiquetas rojas de recordatorio en áreas bajas de PGA podrían deberse a la baja calidad de los edificios CM y la tendencia a altos daños de la arquitectura vernácula, como se describe en las secciones 6.1 y 6.2.
La Tabla 8 confirma la prevalencia de edificaciones de una sola planta (véase también la Tabla 3), observándose con mayor frecuencia la construcción en varios niveles con mampostería confinada que con técnicas tradicionales indígenas. Además, las técnicas tradicionales parecen presentar una mayor susceptibilidad a los daños en comparación con las edificaciones CM, independientemente del área de PGA y el número de plantas. Tanto las edificaciones CM como las vernáculas muestran un aumento en los daños con valores de PGA más altos. También observamos que las áreas geográficas que experimentaron niveles más altos de PGA fueron principalmente rurales y, de hecho, presentan un mayor componente de edificaciones vernáculas.
Número de edificios con etiquetas verdes, amarillas, rojas y completamente derrumbados asociados a los niveles PGA.
| Etiqueta verde | Etiqueta amarilla | Etiqueta roja | Colapsado | |||||
| 0.1–0,16 g | 1657 | 56% | 1020 | 34% | 251 | 9% | 43 | 1% |
| 0.16–0,4 g | 39,302 | 46% | 33,262 | 39% | 11,067 | 13% | 1804 | 2% |
| 0.4–0,5 g | 22,790 | 37% | 26,131 | 42% | 10,101 | 15% | 3020 | 5% |
| 0.5–0,65 g | 5405 | 20% | 11,871 | 45% | 6095 | 23% | 3178 | 12% |
| 0.65–0,78 g | 277 | 11% | 970 | 37% | 812 | 31% | 552 | 21% |
Correlación entre etiqueta, tipología constructiva, número de pisos y nivel PGA.
Un piso Dos pisos Tres o más pisos
Etiqueta verde Etiqueta amarilla Etiqueta roja Etiqueta verde Etiqueta amarilla Etiqueta roja Etiqueta verde Etiqueta amarilla Etiqueta roja 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA 0,1–0,16 g PGA
| CENTÍMETRO | 1318 | 87% | 264 | 28% | 39 | 17% | 107 96% | 19 | 24% | 7 | 32% | 3 100% | 0 | – | 0 | – | ||
| Tradicional | 196 | 13% | 669 | 72% | 187 | 83% | 5 4% | 61 | 76% | 15 | 68% | 0 0% | 0 | – | 0 | – | ||
| 0.16–0,4 g de PGA | 0.16–0,4 g de PGA | 0.16–0,4 g de PGA | ||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 24086 74% | 8370 | 29% | 2560 | 28% | 4926 87% 1578 | 44% | 609 | 40% | 608 99% 210 | 89% | 109 | 92% | |||||
| Tradicional | 8499 | 26% | 20623 | 71% | 6542 | 72% | 719 | 13% 1992 | 56% | 895 | 60% | 7 | 1% | 25 | 11% | 10 | 8% | |
| 0.4–0,5 g de PGA | 0.4–0,5 g de PGA | 0.4–0,5 g de PGA | ||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 16079 83% | 8473 | 35% | 4127 | 44% | 2871 95% | 699 | 55% | 302 | 65% | 270 100% 46 | 85% | 38 | 93% | ||||
| Tradicional | 3220 | 17% | 16020 | 65% | 5351 | 56% | 162 | 5% | 568 | 45% | 164 | 35% | 1 | 0% | 8 | 15% | 3 | 7% |
| 0,5–0,65 g PGA 0,5–0,65 g PGA 0,5–0,65 g PGA | ||||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 3972 79% | 2938 | 26% | 2156 | 37% | 430 | 91% | 335 | 73% | 159 | 69% | 24 | 96% | 20 | 95% | 13 | 81% | |
| Tradicional | 1061 21% | 8361 | 74% | 3619 | 63% | 40 | 9% | 124 | 27% | 72 | 31% | 1 | 4% | 1 | 5% | 3 | 19% | |
| 0,65–0,78 g PGA 0,65–0,78 g PGA 0,65–0,78 g PGA | ||||||||||||||||||
| CENTÍMETRO | 201 | 73% | 161 | 17% | 151 | 19% | 1 100% | 2 | 100% | 7 | 100% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
| Tradicional | 75 | 27% | 805 | 83% | 659 | 81% | 0 0% | 0 | 0% | 0 | 0% | 0 | – 0 | – 0 – | ||||
Fig. 7. Edificios donde se observó mayor movimiento de suelo (4.025).
Diferentes tipologías constructivas y sus prestaciones
En comparación con el terremoto de 2010, la calidad del entorno construido puede haber mejorado, pero principalmente en las zonas afectadas por dicho sismo (es decir, Puerto Príncipe). Por lo tanto, aún no es adecuada para soportar la demanda sísmica que caracteriza a Haití.
Vulnerabilidades típicas observadas.
⁃ En la llamada vivienda incremental, la tendencia es construir tantos pisos como sea posible a lo largo de los años, dejando las barras de arranque de las columnas expuestas a la intemperie por tiempo indefinido (ver Fig. 8). Esto también coincide con la investigación de Davy en Haití [34].
⁃ La calidad del material utilizado y de las obras de construcción es deficiente (véanse las figuras 8 y 9), como ya lo han constatado otros estudios [10,34,35].
⁃ Empalmes por solape inadecuados y longitud de desarrollo de la armadura insuficiente. A menudo, en vigas y columnas, no hay estribos (ver Fig. 9).
– Se construyen pisos adicionales muchos años después: las barras de refuerzo están oxidadas y los pisos no están alineados (véanse las figuras 8 y 9). Además, la proximidad al mar facilita la oxidación de las barras de refuerzo y el desprendimiento del hormigón.
– La conexión entre los muros de relleno y las columnas no es adecuada: en CM, las columnas y vigas deben colaborar con los muros (véanse las figuras 11 y 13). Esto también puede ser una de las causas del daño predominante en los muros, como se indica en las tablas 4 y 5.
– Los paneles de pared sin refuerzo son demasiado grandes y propensos a fallas fuera del plano (véase la figura 11). Esto también puede ser una de las causas de daños predominantes en la pared, como se informa en las tablas 4 y 5.
– Se observó una extensa licuefacción del suelo en Les Cayes y otras áreas geográficas (véase la figura 7), donde varios edificios se inclinaron debido a la pérdida de resistencia del suelo. En estos casos, la superestructura podría sufrir daños menores o la losa sobre el terreno podría agrietarse debido al asentamiento (véase la figura 12).
Fig. 8. Piso adicional no alineado con las columnas inferiores y con barras de arranque oxidadas (izquierda), vertido de concreto donde los agregados se concentran en la parte inferior (centro), parte inferior de una losa de concreto donde las barras oxidadas desconcharon la cubierta de concreto (derecha) (Les Cayes, 2021).
Fig. 9. Barras recolectadas de edificios derrumbados, enderezadas y listas para ser vendidas en el mercado de Les Cayes (izquierda), viga de concreto sin estribos y refuerzo oxidado que desprendió la cubierta de concreto (centro), escalera (derecha) (Les Cayes, 2021).
Figura 10. Colapso de “panqueques” (izquierda), colapso de “piso blando” (centro), daños en la columna (derecha) (Les Cayes, 2021).
Fig. 11. Colapso de muro sin conexión con muros perpendiculares (izquierda), grietas que recorren muros, columnas y vigas de manera indiferente (derecha) (Les Cayes, 2021).
– Los edificios CM adecuados tenían bandas sísmicas horizontales reforzadas a la altura de los alféizares y dinteles de las ventanas, bandas verticales reforzadas para reducir el tamaño de los paneles de pared, columnas y bandas verticales, unidas a los muros de mampostería. Estos edificios tuvieron un rendimiento considerablemente mejor que los edificios portantes y los edificios CM mal construidos (véanse las figuras 10, 11 y 13).
Las directrices de MTPTC [5] están disponibles sin costo para albañiles y público en general. Son estándares sólidos y técnicamente rigurosos para la gestión de la construcción que abarcan todos los aspectos de la edificación. Lamentablemente, la mayoría de los edificios no parecen cumplir con estas directrices. MTPTC, UNOPS y Miyamoto están llevando a cabo una campaña de capacitación para propietarios y albañiles que beneficia a aproximadamente 12 000 personas en los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes. El objetivo es promover la estrategia «Reconstruir Mejor» y familiarizar a los actores locales con los estándares adecuados.
La técnica tradicional de construcción de viviendas combina dos sistemas estructurales muy diferentes: (i) la estructura de madera, que consta de postes, vigas y techo de madera. Es un componente muy ligero y flexible. Y (ii) los muros de mampostería de piedra, un componente pesado y no dúctil (véase la figura 14).
Fig. 12. Edificio pendiente debido a la licuefacción (izquierda), asentamiento del edificio debido a la licuefacción (centro), ebullición de arena debido a la licuefacción (derecha) (Les Cayes, 2021).
Fig. 13. Mampostería portante (izquierda), mampostería confinada (derecha) (Cavaillon, 2021).
Fig. 14. Casa tradicional típica dañada (Les Cayes 2021 y Cavaillon 2021).
El comportamiento sísmico observado es el siguiente: estos dos sistemas diferentes colaboran para soportar fuerzas de gravedad verticales que ocurren permanentemente. Pero cuando ocurren fuerzas horizontales como terremotos, el sistema se desacopla en sus dos componentes. El pesado no dúctil (los muros de piedra) colapsa, mientras que el ligero flexible (la estructura de madera) resiste las fuerzas horizontales. De hecho, la flexibilidad de la estructura de madera no puede ser acomodada por los muros de mampostería de relleno y las piedras se caen de los muros. En ese punto, la estructura de madera ligera y flexible tiene muy poco peso sísmico que soportar y es capaz de soportar las fuerzas horizontales disipando la energía en sus juntas. Esto también está alineado con los hallazgos descritos en la Tabla 4, que muestran el daño a los muros como el tipo de daño más recurrente independientemente de la etiqueta asignada.
El sistema está desacoplado en sus dos componentes porque los muros de relleno y los elementos de madera no están conectados entre sí. Los muros no tienen forma de transferir la carga horizontal a la estructura de madera. Como resultado, los muros colapsan fuera del plano y no pueden desarrollar ningún puntal diagonal que rigidice la estructura sometida a compresión. Como se afirma en otros estudios [20–22], los autores observaron un comportamiento sísmico general satisfactorio en estos edificios vernáculos, ya que el colapso total y la pérdida de vidas fueron extremadamente raros.
Comparación entre los terremotos de Haití de 2010 y 2021
En comparación con el terremoto de 2010 [12], que afectó gravemente a la densamente poblada capital de Puerto Príncipe y sus alrededores, el terremoto de 2021 tuvo el epicentro en una zona rural e impactó a ciudades medianas y pequeñas aldeas en un rango más extendido. Los asentamientos son igualmente informales y no regulados; sin embargo, al ser más rurales, casi la mitad de las edificaciones evaluadas están hechas de técnicas vernáculas (por ejemplo, madera y piedra). CM representa la otra mitad de las edificaciones evaluadas y presentó críticas.
Cualidades similares a las identificadas en 2010 [10,12]: baja calidad del material de construcción y detalles estructurales inadecuados. El agrietamiento de las paredes es el tipo de daño predominante en CM para ambos terremotos. La interpretación de los autores es que la implementación de las normas CM MTPTC, que se produjeron después del terremoto de 2010, se mantuvo mayormente confinada a la reconstrucción alrededor de Port-au-Prince y no impactó suficientemente los edificios existentes de los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes. Como resultado, la vulnerabilidad de esa parte del entorno construido de CM no cambió.
A pesar de la diferencia en el número de víctimas mortales (los terremotos de 2010 son 100 veces más, véase la Tabla 9), el terremoto de 2021 parece haber causado más daños: 61% de edificios dañados frente a 46%, 40,8% de edificios amarillos frente a 26%, aunque los datos de edificios derrumbados debido al terremoto de 2010 no son claros. Los autores estiman que podría deberse a (i) el mayor número de edificios completamente derrumbados y (ii) la densidad de población que es mucho mayor en Puerto Príncipe, en comparación con los departamentos afectados por el evento sísmico de 2021.
Limitaciones
Los datos sobre edificios colapsados son incompletos debido a la imposibilidad de recopilar o comprender siempre toda la información necesaria (por ejemplo, el número de pisos, el uso del edificio, la tipología de la construcción, etc.) en tales casos. Como resultado, los datos recopilados sobre algunos edificios colapsados son parciales y no se puede implementar un análisis que podría haber proporcionado información interesante sobre las estructuras que tuvieron el peor desempeño durante el terremoto. Además, los estudios geotécnicos también podrían analizar la posible influencia de los efectos de amplificación del suelo local en el daño observado; aunque la geología, la topografía y la ubicación de los sedimentos que podrían haber causado efectos del sitio en los movimientos sísmicos en las regiones suroeste de Haití necesitan una mayor exploración en la literatura actual. Las curvas de fragilidad definen la probabilidad de exceder los niveles de daño específicos en función de la intensidad sísmica y se puede realizar análisis predictivos una vez que se encuentran las funciones de ajuste (es decir, modelos matemáticos capaces de describir la distribución de los daños); Estudios futuros centrados en la ingeniería estructural avanzada y con un conocimiento adecuado de algunos detalles (por ejemplo, la resistencia de los materiales de construcción) podrían investigar más a fondo el entorno construido haitiano y su potencial desempeño sísmico también a través de curvas de fragilidad y análisis predictivo.
Conclusiones
En respuesta al terremoto de M7.2 de Haití de 2021, se han evaluado 179,800 edificios en menos de cinco meses. El entorno construido en los departamentos de Sud, Grand'Anse y Nippes es vulnerable al peligro sísmico, ya que el 61% de los edificios evaluados resultaron dañados. El daño observado en los edificios aumenta a medida que aumenta el PGA y la edad del edificio. La licuefacción afectó a aproximadamente 4000 edificios y la gran mayoría de ellos fueron etiquetados en rojo. Las etiquetas rojas en áreas de bajo PGA podrían deberse a la licuefacción, la construcción de baja calidad de los edificios CM y una mayor susceptibilidad a daños de los edificios vernáculos. El comportamiento de los edificios con más de una losa elevada fue mejor que el de los edificios de una sola planta, aunque estos últimos representan el 85% del parque de edificios evaluados y hay menos datos sobre estructuras altas. Esto podría deberse a un proceso de construcción más formal para edificios más altos, ya que la arquitectura vernácula está prácticamente excluida, o a características inherentes del movimiento sísmico (por ejemplo, períodos de vibración más solicitados). El tipo de daño más recurrente es el daño a los muros, ya que estos se han concebido como uno de los primeros elementos en colapsar en la arquitectura vernácula y se ha observado que son de mala calidad general en CM.
En comparación con el terremoto de Haití de 2010, el de 2021 azotó una zona rural, afectando a una porción más extensa y menos poblada de la isla. El número de víctimas es considerablemente bajo, aunque la tasa de daños es mayor. Esto probablemente se deba a que las zonas están menos pobladas y a que menos edificios se derrumban por completo.
Los edificios de CM mostraron debilidades estructurales y tipos de daños similares a los observados en 2010. La calidad de los materiales de construcción es generalmente baja y los detalles estructurales son inadecuados (por ejemplo, varillas de refuerzo insuficientes y oxidadas, recubrimiento de hormigón insuficiente, agregados grandes y redondos). Sin embargo, cuando se construyen bien, CM demostró ser más resistente que la mampostería portante. Los detalles de reparación más comunes son el reemplazo de muros debido a grietas de corte en su plano, seguido de la reparación de grietas y la reparación de conexiones de muros.
Debido a la posición del epicentro, se observaron más edificaciones tradicionales que las del terremoto de 2010 (casi la mitad del total de evaluaciones): la técnica vernácula más común es la estructura de madera con muros de relleno de mampostería de piedra sin reforzar. Desde una perspectiva de salvamento, su desempeño fue satisfactorio: el daño típico es el colapso de los muros de relleno, que libera la estructura de madera de la acción sísmica de los muros
Peso del micrófono. Esta investigación está en línea con otros estudios que encontraron que las técnicas tradicionales merecen especial mención por su resiliencia ante los peligros naturales.
Por lo tanto, los autores afirman que es necesario realizar más trabajos para mejorar las estructuras de mampostería confinada en todo el país antes de que se produzca otro sismo importante. Mejorar la calidad de los materiales de construcción y garantizar el cumplimiento de los detalles estructurales con las directrices del MTPTC son prioridades.
También solicitamos por correo electrónico la inclusión de un autor adicional (resaltado arriba) que nos ayudó a realizar la mejor revisión posible del artículo. Esperamos la decisión del Equipo Editorial y agradecemos su consideración.
Declaración de contribución de autoría de crédito
H. Kit Miyamoto: Supervisión, Obtención de financiación, Conceptualización. Giulia Jole Sechi: Redacción – revisión y edición, Redacción – borrador original, Administración del proyecto, Análisis formal, Curación de datos, Conceptualización. Guilaine Victor: Obtención de financiación, Conceptualización. Beverly St Come: Recursos, Metodología, Investigación. Mark Broughton: Validación, Supervisión, Metodología. Amir SJ Gilani: Validación, Supervisión, Software, Metodología. Akanksha Singh: Redacción – revisión y edición.
Declaración de intereses en conflicto
Los autores declaran los siguientes intereses financieros/relaciones personales que podrían considerarse como posibles conflictos de intereses: Todos los autores declaran haber recibido apoyo financiero de la Oficina de las Naciones Unidas de Servicios para Proyectos. Todos los autores declaran tener una relación con el Grupo del Banco Mundial que incluye subvenciones de financiación.
Disponibilidad de datos
Los autores no tienen permiso para compartir datos.
Expresiones de gratitud
Los autores desean expresar su sincero agradecimiento al Banco Mundial, MTPTC y UNOPS por su esencial apoyo financiero, técnico y logístico. Gracias a los esfuerzos de Raymond Hygin (Ingénieur Directeur des Travaux Publics), Felipe Munevar y Mathieu Bastien (UNOPS), Subhajit Das y Zach Johnson (Miyamoto International), junto con cientos de otros ingenieros, facilitadores comunitarios y conductores, pudimos producir esta investigación. Un reconocimiento especial a todos los trabajadores que han dedicado muchos meses sobre el terreno, a pesar de los difíciles momentos sociopolíticos que vive Haití.
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