21 mayo, 2024 12:40 am

Visita de reconocimiento de daños del Instituto de Ingeniería de la UNAM a Turquía por los sismos del 6 de febrero de 2023

El Instituto de Ingeniería de la UNAM (II UNAM) envió una brigada de reconocimiento de daños a Turquía, a las zonas afectadas por los sismos del 6 de febrero de 2023. La brigada estuvo compuesta por los autores de esta nota.

Efraín Ovando Shelley Investigador, Coordinación de Geotecnia, Instituto de Ingeniería, UNAM (II UNAM)

Eduardo Botero Jaramillo Investigador, Coordinación de Geotecnia, II UNAM

Sergio M. Alcocer Martínez de Castro Investigador, Coordinación de Estructuras, II UNAM

Jorge Aguirre González Investigador, Coordinación de Sismología, II UNAM

Jorge Ávila Rodríguez Investigador, Coordinación de Estructuras, II UNAM

Marcos M. Chávez Cano Investigador, Coordinación de Estructuras, II UNAM

El primero de los sismos mencionados ocurrió a las 4:17 am, hora local, con una magnitud Mw 7.7 y a la 1:24 pm ocurrió el segundo con magnitud Mw 7.6 (véase figura 1). Estos sismos ocasionaron, según cifras oficiales, alrededor de 55,000 muertos, 108,000 heridos y afectó por lo menos a 13.5 millones de personas. En cuanto a estructuras, 38,018 colapsaron, de las cuales 11,868 fueron de concreto; más de 20,000 requieren demolición urgente. Del total de estructuras en la zona (2.14 millones), casi 15% experimentó daño moderado o más severo. De acuerdo con la Oficina de Estrategia y Presupuesto, el costo total del desastre se estima en 103.6 billones de dólares estadounidenses, equivalentes a 9% del producto interno bruto de Turquía en 2023. Los daños en vivienda comprenden 55% del total (Alcocer, 2023).

La visita se llevó a cabo del 12 a 22 de abril del 2023; se realizó un recorrido de 1,600 km y se visitaron las ciudades de Kahranmanmaraş, Adıyaman, Gaziantep, Gölbaşı, Adiyaman, Pazarcik, Altinuzum, Fevzipasa, Hassa, Hatay, Antakya, Iskenderun, Adana, Nurdaği, Osmaniye, Dortyol y Estambul.

Los principales aspectos geotécnicos que se observaron se relacionan con la licuación de arenas, problemas de cimentación, estabilidad de taludes, desplazamiento lateral y estructuras de retención. La ubicación de los sitios en los cuales se detectaron los aspectos mencionados se presentan en la figura 2 y se detallan a continuación.

Licuación de arenas

La licuación de arenas se manifestó en muchos sitios, principalmente de las regiones de Hatay-Paşaköy, Hatay-İskenderun, Adıyaman-Gölbaşı y Adıyaman-Türkoğlu. En el campo libre, se manifestó a través de emisiones de materia granular (volcancitos de arena como el ilustrado en la figura 3), hundimientos del terreno y desplazamientos laterales en sitios con pendientes ligeras, principalmente cerca de las costas (véanse figuras 4 a 6).

En zonas urbanizadas, muchos edificios experimentaron hundimientos que en ocasiones provocaron la pérdida de verticalidad por la aparición de asentamientos diferenciales, los que, a su vez, indujeron en algunos casos el volteo completo. Fue común observar la aparición de material granular expulsado por el exceso de presión de poro en la periferia de estas construcciones. Todas estas manifestaciones resultan por la pérdida total o parcial de la capacidad de los suelos para resistir esfuerzos cortantes debido a los incrementos de presión de poro que se genera dentro de la masa arenosa durante el sismo. El exceso de presión de poro también indujo la migración de agua hacia la superficie, lo que provocó que los sótanos y los estacionamientos subterráneos de varios edificios se inundaran. De acuerdo con Cetin et al. (2023), los asentamientos en edificios, ocasionados por los excesos de presión de poro (licuación parcial) en Hatay-İskenderun y Adıyaman-Gölbaşı, alcanzaron magnitudes de 30 a 80 cm e indujeron inclinaciones de 10 a 15 grados en las edificaciones afectadas.

También se ha reportado la ocurrencia de desplazamientos laterales en taludes carreteros, así como desplazamientos en estructuras de retención en zonas costeras. En estas últimas se observaron agrietamientos en caminos y andaderos costeros, provocados por la licuación de arenas, con agrietamientos a lo largo del eje del camino o carretera (véanse figuras 7 y 8).

Las técnicas para evaluar el potencial licuable de los materiales arenosos sueltos eran bien conocidas por los especialistas turcos (véase, por ejemplo, Cabalar et al., 2019 o Canbolat, 2017). También es seguro que conocen las técnicas de densificación para mitigar o anular el potencial licuable. Sin embargo, es poco probable que se hicieran estudios específicos con el fin de evaluarlo en terrenos urbanos destinados a la construcción de edificios de vivienda, como los que abundan en Turquía, tanto en grandes ciudades como en poblaciones medianas o pequeñas. En estos casos, la mejora del subsuelo por densificación significa costos adicionales, probablemente excesivos para familias de ingresos reducidos o, cuando mucho, medios. Adicionalmente, hay que considerar el problema de la falta de control y supervisión de desarrollos inmobiliarios en las ciudades así como del cumplimiento de los códigos de construcción y diseño, como quedó evidenciado por el tipo de daños y colapsos observados.

Cimentaciones típicas

De acuerdo con la información recabada en el Centro de Administración de Riesgos de Estambul, es muy común cimentar los edificios de vivienda con zapatas aisladas desplantadas a poca profundidad, de lo cual se infiere que se diseñan considerando que los terrenos arenosos de desplante son capaces de proveer la capacidad de carga necesaria (véase figura 9). Sin embargo, como ya se dijo, es poco probable que en su diseño no se haya considerado la posibilidad de que sufrieran asentamientos por licuación de las arenas subyacentes. En la figura 9 se presenta un esquema de una cimentación típica resuelta con zapatas aisladas, en el que destaca el hecho de que no se incluye la colocación de trabes de liga. También es destacable que la disposición de las zapatas induce excentricidad en lo que se refiere a su rigidez y a su centro de cargas.

Durante la visita también fue posible identificar algunos edificios cimentados con losas desplantadas varios metros por debajo de la superficie. Incluso se identificaron edificios en los que se tenían sótanos para albergar estacionamientos y –como ya se mencionó– dichos sótanos se inundaron durante el temblor en al menos dos de estos edificios (figura 6). En estos casos fue evidente que los estratos subyacentes se habían licuado, al menos parcialmente, y que había prueba de ello por la eyección de arenas en la periferia de las construcciones, además de hundimientos en ambas edificaciones.

En las inspecciones se detectaron dos hospitales cimentados con pilas (véase figura 10). Se informó que uno de ellos se había cimentado por medio de pilas, aunque no fue posible conocer su diámetro o longitud. En la periferia de este edificio también fue evidente que los materiales arenosos subyacentes se habían licuado, pero el edificio no sufrió daño estructural aparente. El otro edificio hospitalario cimentado con pilas o pilotes contaba con aisladores sísmicos. La condición estructural de este hospital no se discute aquí, aunque el efecto benéfico de los aisladores resultó evidente.

Inestabilidad de taludes

En diversos sitios a lo largo de las carreteras que se recorrieron se observaron deslizamientos de tierra, aunque de poca magnitud e importancia; también se observaron desprendimientos de fragmentos rocosos que a veces se acumularon en el borde de las carreteras (véase figura 11). Igualmente se distinguieron parches en los pavimentos, en sitios donde se infiere que habían ocurrido fallas provocadas por la inestabilidad de taludes. Es altamente destacable la rapidez y la eficiencia con la que actuaron las autoridades turcas para restablecer la circulación en las vías de comunicación.

En las laderas del castillo de Antep en Gaziantep también se observaron deslizamientos de tierra en sitios que incluso ya habían sido provistos de elementos para evitar el humedecimiento de los suelos subyacentes (véase figura 12).

En la figura 13 se puede apreciar, en la carretera Gaziantep-Osmaniye, lo que parece un movimiento lateral en la vía, ocasionado por una de las fallas que generaron los sismos. Esos desplazamientos sugieren que ahí se localiza una falla geológica activa.

Estructuras de retención

Se observaron algunos muros de gravedad con fallas locales, principalmente al pie de cortes en taludes carreteros. Algunos de estos incluso sufrieron daños a causa de los impactos recibidos por fragmentos de roca que se desprendieron y rodaron hacia el pie de los taludes (véase figura 11).

También se identificaron algunos taludes de aproximación a puentes o pasos elevados, que se resolvieron con la técnica de tierra armada. En ninguno de estos se pudieron apreciar daños o signos de mal comportamiento, pues, al parecer, no sufrieron daños, ni siquiera aquellos localizados en la cercanía de la zona epicentral (véase figura 14).

Lecciones aprendidas

Turquía cuenta con un reglamento de construcciones nacional que, como en otros países, se ha actualizado cada vez que ocurre un sismo de elevada intensidad que produce mucho daño o, en promedio, cada 10 años. Así, la última actualización es de 2018, luego de un par de modificaciones significativas, en 2000 y 2007, derivadas del sismo M7.6 del mar de Mármara de 1999, que ocurrió cerca de Estambul.

La ingeniería y la investigación sísmica turcas son reconocidas mundialmente por su alta calidad, originalidad e innovación. Sus contribuciones se encuentran plasmadas en métodos de diseño de edificios, así como en requisitos de normas de construcción propias y de otros países, pero Turquía ha adolecido de la falta de observancia y cumplimiento del reglamento de construcción, en sus etapas de diseño y construcción, ya sea por razones económicas (asociadas a la corrupción) o por ignorancia (Alcocer, 2023)

Referencias

Alcocer, S. (2023). Apuntes sobre los sismos en Turquía y Siria. Letras Libres.

Cabalar, A. F., et al. (2019). Soil liquefaction potential in Kahramanmaras, Turkey. Geomatics, Natural Hazards and Risk 10:1: 1822-1838.

Canbolat, Abdullah (2017). Use of gis for evaluating the geotechnical properties in Kahramanmaraş, Turkey Hasan Kalyoncu University, Graduate School of Natural & Applied Sciences M.Sc. Thesis in Civil Engineering

Çetin, K., et al., Eds. (2023). Preliminary Reconnaissance Report on February 6, 2023, Pazarcık Mw=7.7 and Elbistan Mw=7.6, Kahramanmaraş-Türkiye Earthquakes. Report NO: METU/EERC 2023-01. Ankara: Earthquake Engineering Research Center. Middle East Technical University

Obermeier, S. F. (1996). Use of liquefaction-induced features for paleoseismic analysis. An overview of how seismic liquefaction features can be distinguished from other features and how their regional distribution and properties of source sediment can be used to infer the location and strength of Holocene paleo-earthquakes. Engineering Geology 44: 1-76.

Taftsoglou, M., et al. (2023). Preliminary mapping of liquefaction phenomena triggered by the February 6 2023 M7.7 earthquake, Türkiye / Syria, based on remote sensing data.

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