Est Hospital Cayetano Heredia

7/23/2019 Est Hospital Cayetano Heredia

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Anli sis de la Vu lnerabi li dad Ssmica en Hospitales del Per MINSA/ECHO/OPS-OMS

Hos ital Nacional Ca etano Heredia - Rimac/MINSA

Proyecto de la

Vulnerabil idad Ssmica

en Hospitales del Per


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Estudio de Vulnerabil idad delHospital Nacional

Cayetano Heredia


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HOSPITAL NACIONAL CAYETANO HEREDIA

INDICE GENERAL

Introduccin

Seccin I : Generalidades

1. HISTORIA DEL HOSPITAL2. AREAS DE ESTUDIO3. RESUMEN EJECUTIVO4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

GENERALES

Seccin II : Componente Estructural

1. CARACTERISTICAS

2. METODOLOGIA3. ESTUDIO GEOTECNICO4. ANALISIS DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL

POR ESFUERZOS CORTANTES5. ANALISIS DE LA VULNERABILIDAD

ESTRUCTURAL POR DEMANDA-CAPACIDAD6. ANALISIS DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL

POR HIROSAWA.7. OTRAS INSTALACIONES8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES9. REFERENCIAS10.ANEXOS

Seccin III: Componente No-Estructural1. ORGANIZACION DEL COMPONENTE

NO-ESTRUCTURAL2. DAO NO-ESTRUCTURAL3. ANALISIS DE LOS COMPONENTES

NO-ESTRUCTURALES DELHOSPITAL4. MANTENIMIENTO Y CONSERVACION5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES6. REFERENCIAS7. ANEXOS

Seccin IV:

Componente Funcional y Organizativo1. AMENAZA Y VULNERABILIDAD DEL ENTORNO2. VULNERABILIDAD FUNCIONAL ACTUAL

DEL HOSPITAL3. HIPOTESIS DEL COMPORTAMIENTO DEL

COMPONENTE FUNCIONAL Y ORGANIZATIVO TRASLA OCURRENCIA DE UN TERREMOTO DESTRUCTOR

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES5. REFERENCIAS6. ANEXOS


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INTRODUCCION

En los ltimos 20 aos ms de 100 hospitales en Latinoamrica y el Caribe

dejaron de funcionar por efecto de los terremotos. La cuarta parte de estos

colaps catastrficamente y en el resto, fallaron las lneas vitales o sus

componentes funcionales y organizativos.

La mitad de los 15 mil hospitales instalados en Amrica Latina y el Caribe estn

ubicados en zonas de elevada amenaza ssmica, y en gran parte de ellos, se han

tomado medidas de proteccin contra desastres de tipo alguno.

Un hospital se puede considerar seguro para desastres cuando es capaz de

garantizar las siguientes condiciones:

a). Que los eventuales daos en sus componentes fsico no afectarn la

integridad fsica de sus ocupantes, y

b). Que despus del siniestro podr seguir funcionando para dar atencin a la

comunidad.

En el hospital todo cumple una funcin: los espacios y las circulaciones, los

equipos y los suministros, las personas y la organizacin. Empero, todo lo que

funciona puede fallar.

Algunos de estos elementos son tangibles y se pueden medir o inventariar otros

son intangibles, pero cobran extraordinaria importancia despus del desastre, porejemplo: la conducta de las personas. Hoy se conoce que la mayor parte de

muertes y lesiones graves producidas entre los ocupantes de un hospital que sufre

el impacto de un terremoto de alta intensidad son originadas en conductas

inapropiadas, algunas de estas son producto de hbitos de riesgo que se fueron

imponiendo inadvertidamente en el establecimiento, por ejemplo, la ocupacin


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indebida de las rutas de evacuacin, particularmente las escaleras de escape, o, la

permisividad de factores que contribuyen al riesgo para incendios.

La funcin adecuada requiere que la instalacin tenga una ubicacin conveniente,

que los ambientes se distribuyan en una secuencia apropiada a la actividad, que la

ocupacin de los espacios permita una circulacin adecuada para las demandas

variables del servicio (desde lo cotidiano a la demanda masiva por desastre), que

el uso de cada espacio tenga un fin especfico y permanente, y finalmente, que las

grandes actividades se desarrollen en ambientes cuya conexin tenga conveniencia

en lo fsico y en la bioseguridad.

Tambin se requiere que los equipos e instalaciones tengan un funcionamiento

apropiado que pueda mantenerse durante la etapa de emergencia, lo cual implica

un buen mantenimiento y la disponibilidad de las lneas vitales durante la crisis.

Los suministros igualmente deben estar disponibles masivamente durante todo el

tiempo de la emergencia, lo cual requiere de almacenes y mecanismos logsticos

bien implementados.

La organizacin, las acciones y el comportamiento de las personas, tienen que ser

oportunamente preparados y comprobados a travs de experiencias de desastres o

de simulacros, donde se pretende reproducir un siniestro en sus condiciones ms

realistas posibles.

Actualmente la tecnologa disponible permite intervenir sobre los elementos que

confieren vulnerabilidad a los hospitales, garantizando as su seguridad, capacidad

y desempeo en caso de desastres. Se ha demostrado fehacientemente que la

relacin costo-beneficio de inversin en seguridad resulta altamente rentable en lo

econmico y en lo social. En ello radica la importancia de la mitigacin.


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Seccion I

Generalidades

AUTORES:

Dr. Ciro Ugarte CasafrancaIng. Jorge Gallardo TapiaArq. Pedro Mesarina EscobarArq. Enrique A. Garca MartinezArq. Jose Miguel Sato Onuma


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NDICE

GENERALIDADES

1. HISTORIA DEL HOSPITAL 5

2. AREAS DE ESTUDIO 10

3. RESUMEN EJECUTIVO 12

A. Componente Estructural 12

B. Componente No-Estructural 16

C. Componente Funcional y Organizativo 25

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES 32

A. Conclusiones 32

B. Recomendaciones 33


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1.- HISTORIA DEL HOSPITAL

EVOLUCIN DEL NOMBRE EN EL TIEMPO. Antes del ao 1967, exista en el

distrito del Rmac un centro de salud identificado como Unidad Preventiva del

Rmac, como nico establecimiento del Ministerio de Salud en la margen derecha

del ro Rimac, ubicado en el pasaje San Germn, antes denominado pasaje

Villacampa.

En 1967 el Ministerio de Salud y la Universidad Peruana Cayetano Heredia

(UPCH), firmaron un convenio, mediante el cual acuerdan constituir una comunidad

de servicios de salud, docencia e investigacin.

El 21 de julio fue inaugurado como Hospital Centro de Salud Docente del Rmac,

posteriormente recibi el nombre de Hospital General Base Cayetano Heredia, y en

octubre de 1968, tuvo un funcionamiento preliminar en trmino de prueba.

En abril de 1969, el Hospital abri sus puertas a la comunidad, designndosele

posteriormente como Hospital de Apoyo Cayetano Heredia, Base del Area

Hospitalaria, que comprenda a 15 Centros de Salud distribuidos en los 7 distritos de

su influencia sanitaria, Ancn, Santa Rosa, Puente Piedra, Independencia, San

Martn de Porres, Rmac y San Juan de Lurigancho; con una poblacin de 520 mil

habitantes, 30% de los cuales estaban constituidos por Pueblos Jvenes, sobre un

territorio de 180 km2.

En marzo de 1991, se designa al Hospital de Apoyo Cayetano Heredia como

Hospital Nacional Cayetano Heredia.

GEOGRAFA: Se encuentra ubicado a la margen derecha del Ro Rmac, con

influencia no solamente sobre los 180 km2. iniciales, sino que la calidad de su


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servicio le permite captar pacientes de lugares muy remotos a nivel nacional,

pasando las fronteras departamentales e inclusive a nivel internacional.

UBICACION: Se ubica en el Departamento y Provincia de Lima, Distrito de San

Martn de Porres en la Av. Honorio Delgado Cdra. 3, Urb. Ingeniera, Telfono:

482-0402 y Telefax 482-1410.

PROYECTO Y CONSTRUCCION

- Caractersticas Arquitectnicas

El Hospital Nacional Cayetano Heredia se desarrolla sobre una rea superficial de

terreno de 40,160 m.; con un rea construida de 32,200 m. en volmenes de

edificios que alcanzan hasta los tres pisos de altura y stano; sobre esta rea

superficial se tienen 11,990 m. de reas libres comprendidas por pistas, veredas y

reas verdes.

Est constituida por los siguientes volmenes:

Un primer volumen de un piso donde se ubican consultorios externos y los

servicios intermedios (Farmacia, Banco de Sangre, Rayos X, Laboratorio),

Estadstica, Emergencia y Centro Quirrgico.

Un segundo volumen de 03 pisos donde se ubican principalmente las salas de

hospitalizacin, con un total de 348 camas y un stano. Est compuesto por los

siguientes ambientes:

- SOTANO: Almacn General, Lavandera, Nutricin-Cocina, comedor y

Repostera, Patologa, Sub tablero General de Electricidad, Imprenta,

Incinerador.


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- PRIMER PISO: Centro Quirrgico, Sala de Recuperacin, Central de

Esterilizacin, Ciruga A-B (Hospitalizacin), Cuidados Intensivos

Quirrgicos.

- SEGUNDO PISO: Sala de Operaciones, Medicina A-B, C.I.Q., Pediatra,

C.I.Q.

- TERCER PISO: Ginecologa, Obstetricia, Sala de Partos, Neonatologa.

Un tercer volumen compuesto por tres pisos, incluido un stano los mismos que

corresponden al Centro de Traumatologa-Ortopedia, el cual cuenta con 100

camas. Tiene anexo un Auditorio, en donde en el pasadizo de ingreso se ha

improvisado la Unidad de Logstica; y un volumen menor de dos pisos,

correspondiente al Area Administrativa.

Un cuarto volumen independiente de dos pisos es el que est constituido por el

Instituto de Investigacin de Enfermedades de Altura de la UPCH.

Un quinto volumen es el que est constituido por dos pisos cuyos espacios

albergan las residencia mdica.

Como volmenes dispersos de un solo piso en el campus hospitalario, existen los

siguientes:

A. Emergencia Peditrica

Es preciso sealar que esta unidad se ha acondicionado por necesidades

de servicio en las instalaciones que fueron diseadas para la residencia del

Director del Hospital. Es as que sus instalaciones se han adaptado y

ampliado para albergar emergencia, peditrica pediatra y la unidad de

hidratacin.


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B. Cuna Jardn:

Compuesto por cuatro aulas: Dos salas dormitorios para nios lactantes,

Una cocina comedor, Un patio de recreacin.

C. Epidemiologa y Rehabilitacin

Es preciso sealar que estos ambientes han sido gradualmente

acondicionados en las instalaciones que constituyeron en su oportunidad

la vivienda del Jefe de mantenimiento, por lo que su esquema funcional

necesita un rediseo estructural con la finalidad de brindar las mejores

condiciones de funcionamiento para la atencin del personal y pacientes.

D. Programa de Salud Escolar del Adolescente

Su objetivo fundamental es brindar orientacin mediante el esparcimiento

a la niez y juventud de la poblacin del sector, interviniendo para tal fin

actividades con profesionales multidisciplinario por lo que su

funcionamiento est considerado como el primer centro juvenil piloto a

nivel nacional.

Este programa se desarrolla sobre un rea de 4,798 metros cuadrados.

Tiene en su primera etapa completado, una losa deportiva, rea de juegos

de uso mltiple, una sala de cmputo, administracin y un ncleo de

servicios higinicos.

Es preciso sealar que esta rea estaba contemplada como zona de

expansin hospitalaria, en la que se proyect la edificacin de una nueva

emergencia, la misma que en la actualidad cuenta con un rea permanente

til de 2,460 m2. para su desarrollo.


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E. El Instituto de Medicina Tropical

Es un centro altamente especializado dedicado a la investigacin medica

cuyos resultados constituyen un gran aporte a la medicina a nivel nacional

e internacional. Sus instalaciones cuentan con laboratorios, reas

administrativas, tpicos y hospitalizacin con 36 camas.

Ocupa un rea superficial de 6,633 m2., con caractersticas propias en sus

ingresos, reas de establecimientos y redes de agua, desage y luz,

constituyendo en conjunto un apndice fsico del campus hospitalario.

Cuenta adems con estacionamientos, jardines y zonas previstas para

desarrollo estructural y funcional, (7,500 m2.) incluyendo el Programa de

Salud Escolar del Adolescente y el rea de reserva para Emergencia.

Adems el Hospital contaba con un terreno de 160,000 m2, que se ubica

en la parte posterior del Hospital y la Universidad, que fue donado por el

Ex Presidente Dr. Alan Garca Prez a los trabajadores de la Mutual

Sanitaria para Vivienda, hoy denominada Villa Salud. En este terreno se

estaba proyectado la ejecucin de nuevas edificaciones, como la

construccin del Instituto Materno Infantil, Centro de Neuro Trauma,

Centro Oncolgico, Banco de Sangre, Trauma Center y Centro de

Endoscopias.


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2.- AREAS DE ESTUDIO

Este estudio se ha realizado slo en las edificaciones donde se encuentran los

servicios del hospital considerados crticos, es decir, aquellos servicios que no

pueden dejar de funcionar luego de ocurrido un sismo severo, y que comprenden a

los siguientes Pabellones:

1.- Pabelln X:

Sector de Ingreso a Consultorios Externos, que incluye Laboratorios,

Imaginologa y Banco de Sangre.

2.- Pabelln G:

Hospitalizacin de Ciruga B, Medicina B y Obstetricia. Almacn de

Medicinas y Depsito General.

3.- Pabelln E:

Hospitalizacin de Ciruga A, Medicina A y Ginecologa.

4.- Pabelln I:

Areas de Esterilizacin, Centro Quirrgico, Hospitalizacin de Pediatra y

Sala de Partos.

5.- Pabelln IA:

Ampliacin del Pabelln I, continan reas de Centro Quirrgico y

hospitalizacin de pediatra.

6.- Pabelln M:

Emergencia, Unidad de Cuidados Intensivos de Pediatra.

7.- Pabelln L:

Emergencia.


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3. - RESUMEN EJECUTIVO

A. COMPONENTE ESTRUCTURAL

La Organizacin Panamericana de la Salud OPS y el Ministerio de Salud a

travs de la Oficina de Defensa Nacional, acordaron iniciar el estudio de la

Vulnerabilidad Ssmica de 10 hospitales en el Per, encargando el estudio de la

Vulnerabilidad Estructural de dichos hospitales al Centro Peruano Japons de

Investigaciones Ssmicas y Mitigacin de Desastres CISMID de la Universidad

Nacional de Ingeniera. El presente informes comprende el trabajo realizado en el

Hospital Nacional Cayetano Heredia en la Ciudad de Lima.

Caractersticas Estructurales de las Edificaciones Seleccionadas:

El sistema estructural de los edificios se basa en prticos de concreto armado, con

losas aligeradas armadas en un slo sentido y zapatas de cimentacin. Sus

elementos no estructurales son muros de ladrillo. Los pabellones tienen diferenterea y el nmero de pisos varia como sigue:

Pabelln X, con un solo piso.

Pabellones G, E, I, IA con cuatro pisos.

Pabellones M y L con tres pisos.

Metodologa Empleada:

Para la determinacin de la vulnerabilidad estructural de las reas de estudio del

Hospital Cayetano Heredia frente a cargas de sismo, es necesario conocer el

comportamiento dinmico de las estructuras en las cuales stas reas se encuentran

ubicadas.


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Estudios Preliminares:

1. Estudio geotcnico de la zona de la ciudad donde el hospital se encuentraubicado, para conocer el comportamiento del suelo frente a un sismo y

evaluar las excitaciones ssmicas a las que las estructuras estaran expuestas.

Se determin que el tipo de suelo predominante es conglomerado en estados

desde sueltos a compacto, intercalados con capas de arenas medianas a

finas, limos y arcillas de buena calidad para cimentaciones. Se considera

conservadoramente valores de 4 kg./cm2 como capacidad de soporte de este

tipo de suelo.

2. Ensayos de esclerometra para conocer la uniformidad del concreto e

indirectamente la calidad del mismo. Los resultados arrojaron valores por

debajo de los 210 kg/cm2. que era el valor de diseo especificada en los

planos, considerndose valores promedio de 175 kg/cm2. Estos resultados

nos indica la necesidad de realizar ensayos de extraccin de ncleos de

concreto para verificar exactamente la calidad del concreto usado en la

construccin.

3. Ensayos de Medicin de Vibraciones.

Para determinar las frecuencias naturales de las estructuras y que sirvieron

como parmetro de control de los perodos que deban de obtenerse en los

modelos matemticos de los edificios.


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4. Anlisis Dinmico de las Estructuras

Se generan modelos matemticos para realizar el anlisis estructural

dinmico de las estructuras. Estos modelos son analizados utilizando el

programa de cmputo ETABS (Extender Three Dimensional Analysis ofBuilding Systems) versin 5.4 de Computers and Structures Inc. Berkeley,

California.

Verificada la validez del modelo estructural y los valores de la resistencia

mecnica de los materiales, la demanda ssmica para diversas excitaciones

ser calculada mediante ETABS.

5. Anlisis de la Vulnerabilidad Estructural

Se utiliza el mtodo de evaluacin de la vulnerabilidad estructural basado en

el ndice de Hirosawa de segundo orden. Este mtodo considera la

resistencia de la estructura, su configuracin geomtrica, el nivel de daos

actuales, y otros parmetros en la evaluacin del ndice ssmico de la

estructura Is, que indica una medida de la resistencia del sistema. Este

ndice es comparado con el llamado ndice ssmico de juicio de la estructura

Iso, que est relacionado directamente con la excitacin ssmica extrema

que podra presentarse en el sistema. Esta comparacin corrobora la

tendencia de los resultados obtenidos de la comparacin demanda-

resistencia del sistema.

RESUMEN DE LA EVALUACION SISMICA

Pabelln Anlisis Dinmico Mtodo deHirosawa

X V. ALTA V. ALTAG V. ALTA V. ALTAF V. ALTA V. ALTAI V. ALTA V. ALTA

IA V. ALTA V. ALTAM V. ALTA V. ALTAL V. ALTA V. ALTA


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CONCLUSIONES:

Debido a las discontinuidades de los elementos que forman los prticos, el

sistema estructural de los pabellones G, E, I e A es mucho ms flexible,producindose mayores desplazamientos durante un evento ssmico, la que los

hace ms vulnerables.

Como conclusin final, las edificaciones estudiadas no poseen capacidad

sismoresistente, por lo que no podran resistir el sismo mximo probable que

se ha considerado, con un perodo de retorno para 100 aos y una aceleracin

de 350 gals. Los daos que se produciran seran principalmente del tipo

estructural, por lo que, se recomienda rigidizar estas edificaciones, en ambas

direcciones utilizando placas de concreto armado, a fin de evitar los

desplazamientos que se generaran en las actuales circunstancias.

RECOMENDACIONES:

Realizar un estudio de reforzamiento con la finalidad de dotar de capacidad

sismoresistente a las edificaciones en estudio, a travs de elementos que

proporcionen mayor rigidez a stas.


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B. COMPONENTE NO-ESTRUCTURAL

1. LINEAS VITALES

Las Lneas Vitales estn constituidas por la red de suministro de energa elctrica,

las redes de abastecimiento de agua potable, de suministro de agua caliente, de

generacin de vapor, el sistema de evacuacin de aguas residuales, los sistemas de

suministro de oxgeno, de aire acondicionado de aire comprimido y el sistema de

comunicaciones.

El sistema de distribucin de energa elctrica se encuentra sobrecargado, la

potencia contratada de 400 KW resulta insuficiente por causas que es necesario

detectar y por los servicios instalados en los ltimos aos, en particular los

administrados por la Universidad Cayetano Heredia. Existe la necesidad de

realizar un mantenimiento y de verificar la estabilidad ssmica de los equipos de

transformacin, tableros y cables de la sub estacin dotndolos de implementos

esenciales, de repuestos y de seguridad para su operacin, en particular en el

estado de emergencia. El Tablero general y los tableros de distribucin a los

diferentes servicios, en especial al rea crtica, no han tenido mantenimientoadecuado, sus redes se hayan sobrecargadas por esta causa, las interrupciones

ocurren con frecuencia. Es imprescindible la confeccin de un plano unifilar de los

sistemas de alto y bajo voltaje. El sistema de emergencia, un grupo electrgeno de

380 KVA de potencia, funciona con normalidad. Existe un grupo electrgeno que

requiere su reparacin y dotarlo de un sistema de bateras, asimismo es necesario

aumentar la capacidad de almacenamiento de combustible para alcanzar una

autonoma de 36 horas.

El suministro de agua potable es mediante dos ingresos desde la red pblica, pero

el abastecimiento es de 12 a 14 horas al da. El consumo es de 900 m3

aproximadamente al da, dando un promedio mayor de 2.25 m3 por cama que es

excesivo. Hay necesidad de analizar las causas de este consumo, puede deberse a

prdidas en la red o por los equipos deteriorados o mal uso del agua. El agua es


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almacenada en dos cisternas de 90 m3. y en cuatro tanques elevados de 45 m3

cada uno. Su capacidad de 360 m3 de almacenamiento le da una autonoma al

hospital de slo 10 horas. Las redes de fierro galvanizado con ms de 25 aos

requieren ser cambiadas en su mayora, asimismo el sistema de bombeo requiere

reparaciones. Las estructuras de los tanques, cisternas y tuberas necesitan ser

evaluados en su resistencia ssmica con mayor profundidad. El estudio de las

edificaciones indica alta vulnerabilidad con desplazamientos, que las tuberas

rgidas de fierro galvanizado no los resistirn.

El suministro de agua caliente est inoperativo hace varios aos y es probable que

las tuberas estn corrodas, sin posibilidad de ser usadas.

La generacin de vapor se efecta por tres calderos, sus instalaciones necesitan ser

mantenidas. Los revestimientos de las tuberas requieren ser separados. Las

instalaciones rgidas de las tuberas requieren ser cambiadas a conexiones

flexibles. Los anclajes de los equipos de tratamiento de agua necesitan ser

mejorados. La autonoma de funcionamiento de los calderos es de 15 das.

El sistema de evacuacin de desages sufre continuos atoros que producen aniegos

con frecuencia en los pisos y colectores. Despus de 30 aos de su instalacin se

encuentran en mal estado.

El hospital no tiene una central de produccin de aire acondicionado. Algunos

servicios como la Sala de Operaciones, U.C.I., Neonatologa, entre otros,

satisfacen sus necesidades con equipos exclusivos.

El abastecimiento de oxgeno y aire medicinal a Areas Crticas se efecta desde

una central con dos tanques ubicados en lugar separado de las edificaciones.

Adems las salas se proveen de oxgeno por medio de balones con relativa

seguridad en la presin, control de los tanques y almacenamiento de los balones.


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Los sistemas de comunicacin lo constituyen el servicio telefnico y el radio. El

hospital tiene cinco lneas directas y alrededor de 100 anexos. Los servicios de

Emergencia, de Ginecologa, Centro Quirrgico tienen lnea directa, adems de la

Direccin y Logstica. El servicio de radio permite comunicar al Hospital con los

hospitales del MINSA. El hospital no tiene sistema de intercomunicacin.

RECOMENDACIONES:

1. Realizar el mantenimiento de la Sub Estacin y dotarla de implementos para

maniobras con seguridad y con repuestos.

2. Mejorar el anclaje del transformador y confeccionar un plano unifilar de los

circuitos.

3. Instalar circuitos de alimentacin en tableros de transferencia, identificando los

circuitos que alimentan las reas criticas. Verificar el consumo de energa.

4. Revisar las cisternas y bombas de agua. Detectar las causas por alto gasto, que

sobrepasa 2.25 m3. diarios por cama.

5. Cambiar tuberas con alta corrosin en las reas crticas.

6. Instalar un nuevo sistema de suministros de agua caliente.

7. Reparar y/o cambiar tuberas de vapor.

8. Instalar adecuadamente los calderos y equipos de bombas, verificar sus anclajes

y estabilidad ssmica.

9. Ampliar y mejorar sistema hidroneumtico.

10. Cambiar progresivamente las tuberas de desage.

11. Instalar una planta de tratamiento de aguas residuales.

12. Instalar un sistema central de aire acondicionado en las reas crticas.

13. Instalar un sistema central de gases, evitar el uso de balones que presenta

riesgos ssmicos.

14. Comunicar al Hospital por radio con todos los hospitales del sistema.15. Capacitar en forma continua los operadores de radio, telfono, fax, para un

mejor uso de los equipos.

16. Instalar adecuadamente los equipos telefnicos, de radio, antenas y otros.


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2. ELEMENTOS ARQUITECTONICOS, EQUIPAMIENTO Y

MOBILIARIO EN GENERAL

La determinacin de la Vulnerabilidad Ssmica de los Elementos Arquitectnicos,

Equipamiento y Mobiliario General y del Equipamiento y Mobiliario Mdico, se ha

realizado a partir de la hiptesis que contempla la ocurrencia de dos sismos en la

ciudad de Lima, con aceleraciones del orden de a=350 gals. y un periodo de retorno

de 100 aos (intensidad probable del sismo VIII MM).

METODOLOGIA APLICADA:

La ejecucin del estudio de vulnerabilidad comprendi tres etapas claramente

diferenciadas:

a.- Elaboracin de un inventario de elementos crticos priorizados (checklist)

b.- Determinacin de los probables daos que sufrirn los elementos No-

Estructurales con referencia al diagnstico estructural y al de las Lneas

Vitales (Situaciones Crticas).

c.- Aplicacin de alternativas de solucin o de recomendaciones tcnicas a fin de

mitigar y reducir los probables daos (Reduccin de Dao).

El desarrollo de cada etapa requiri de un marco terico especfico.

La realizacin del inventario estuvo determinada por lo siguientes aspectos:


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- reas de estudio: El proyecto determin la realizacin del estudio de

Vulnerabilidad en sectores del Hospital definidos como reas Crticas:

Emergencia, Centro Quirrgico, U.C.I., Banco de Sangre, Laboratorio,

Imaginologa, Farmacia, Esterilizacin, Hospitalizacin y Mantenimiento.

- Priorizacin de los elementos no-estructurales en las reas Crticas

designadas de acuerdo a los siguientes criterios:

1.- Los estndares mnimos establecidos para cada rea crtica en el

Manual de Acreditacin de Hospitales del Per (1996).

2.- Los tipos de Riesgo que se originan debido a fallas de origen ssmico

en el Componente No-Estructural:

[[Riesgo para la Vida

sRiesgo de Prdida del Bien

n Riesgo de Prdida Funcional

En la etapa de situaciones crticas, los probables daos se determinaron por:

1.- Los desplazamientos que sufrir la estructura de acuerdo al anlisis del

comportamiento estructural de las edificaciones que contienen a las reas

crticas (diagnstico estructural).

2.- Ubicacin de los elementos crticos al interior y exterior de la edificacin.

3.- Configuracin fsica ( geometra) de cada elemento crtico.

4.- Calidad de la instalacin y medio de soporte de los elementos criticos.

5.- Interrupcin de los servicios bsicos (Lneas Vitales)

6.- Deficiencia en el mantenimiento y conservacin de la infraestructura.

En la etapa de reduccin de dao, la reduccin del dao se determin separando en

dos grados de complejidad las soluciones a ser aplicadas.


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1.- Soluciones de baja complejidad: referidas a aquellas soluciones que por ser

simples y de bajo costo pueden ser aplicadas por el propio personal del

hospital, luego de recibir un curso de capacitacin.

2.- Soluciones complejas: referidas a aquellas soluciones que escapan al

conocimiento tcnico del personal del hospital. Estas soluciones exigen de la

participacin de profesionales expertos en el diseo de medidas correctivas

sismo-resistentes para elementos no-estructurales (no necesariamente

involucran en todos los casos costo alto).

3.- Elaboracin de un plan: Desarrollando Actividades y Responsabilidades para

la Mitigacin y aplicacin en cada una de los Componentes para la reduccin

del riesgo, Planes de Contingencia, cuyo objetivo es lograr un hospital

seguro.

Como producto final del estudio se han elaborado dos cuadros que nos muestran en

forma resumida la situacin del componente; los contenidos de estos cuadros son los

siguientes:

- SITUACIN DEL COMPONENTE, CUADRO A:

Aqu se muestra el resultado a partir del catastro fsico realizado para obtener

el inventario de los elementos crticos. La situacin hallada est determinada

por cuatro niveles de valoracin: Optima, Aceptable, Insuficiente y Crtica.

- SITUACIN DEL COMPONENTE, CUADRO B:

Los resultados que se muestran en este cuadro estn determinados por el

diagnstico estructural y nos muestran el nivel de dao probable, el tipo de

riesgo y la vulnerabilidad de cada rea crtica.


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HOSPITAL NACIONAL CAYETANO HEREDIA SAN MARTN DEPORRES/MINSA

VULNERABILIDAD NO-ESTRUCTURAL

SITUACIN DEL COMPONENTECuadro A

COMPONENTE:ARQUITECTNICO/MOB.Y EQUIPAMIENTO GRAL./MOB.Y EQUIP.MEDICO

SITUACIN ACTUAL DE LOS COMPONENTESREA CRITICA UBICACIN ARQUITECTONICO MOB. Y EQUI.

GRAL.MOB. Y EQUI.

MEDICO

EMERGENCIAPabelln MPabelln L1er. Piso

2 2 2

CENTROQUIRRGICO

Pabelln IA

Pabelln I1er. Piso 2 2 2

U.C.I.Pabelln G1er. Piso 2 2 2

BANCO DE SANGREPabelln X

1er.Piso 2 2 2

LABORATORIOPabelln X1er. Piso 2 2 2

IMAGENOLOGIAPabelln X1er. Piso 1 1 1

ESTERILIZACINPabelln I1er. Piso 2 2 2

FARMACIAArea Ascensores

1er. Piso 2 3 3

HOSPITALIZACINPabelln G1er. Piso 1 2 2

MANTENIMIENTOrea patio1er. Piso 2 2 3

PUNTAJE Max. 30 p. 18 20 20

PROMEDIO Max. 100% 60% 66% 66%

(C) CRITICA = 3 Promedio de los 3 Componentes = 64%(I ) INSUFICIENTE = 2(A) ACEPTABLE = 1 Situacin de los Componentes:(O) OPTIMO = 0 De Insuficiente a Crtico


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HOSPITAL NACIONAL CAYETANO HEREDIA-RIMAC/MINSA

VULNERABILIDAD NO-ESTRUCTURAL

SITUACIN DEL COMPONENTE

Cuadro BCOMPONENTE:

ARQUITECTNICO/MOB.Y EQUIPAMIENTO GRAL./MOB.Y EQUIP.MEDICO

DIAGNOSTICO DIAGNOSTICO DEL COMPONENTEREA CRITICA UBICACIN ESTRUCTURAL NIVEL DE

DAOTIPO DE RIESGO VULNERABILIDAD

EMERGENCIAPabelln

M/L1er. Piso

VulnerabilidadAlta

Moderadoa

Perdida[

Mediaa

Alta

CENTRO

QUIRRGICO

Pabelln 1A1er. Piso

VulnerabilidadAlta

Moderadoa

Perdida [ Alta

U.C.I.Pabelln

E2do. Piso

VulmerabilidadAlta

Moderadoa

Prdida[ Alta

BANCO DESANGRE

PabellnX

1er. Piso

VulnerabilidadAlta

Moderadoa

Perdida[

Mediaa

Alta

LABORATORIOPabelln

X1er. Piso

VulnerabilidadAlta

Moderadoa

Perdida[

Mediaa

Alta

IMAGENOLOGIA

Pabelln

X1er. Piso

Vulnerabilidad

Alta

Moderado

aPerdida [ Media

ESTERILIZACINPabelln

I1er. Piso

VulnerabilidadAlta

Moderadoa

Perdida[

Mediaa

Alta

FARMACIAPabelln

M1er. Piso

VulnerabilidadAlta

Moderadoa

Prdida[ Alta

HOSPITALIZACINPabelln

E1er. Piso

VulnerabilidadAlta

Moderadoa

Prdida[ Media

MANTENIMIENTOSector

Manteni-

miento

VulnerabilidadAlta Moderado [ Media

* Informacin entregada por el CISMID-UNI.

Tipo de Riesgo:[ : Riesgo para la Vida : Riesgo de Perdida del Bien : Riesgo de Perdida Funcional

Nivel de Dao:- Leve - Moderado - Prdida

Vulnerabilidad:


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- Baja - Media - Alta


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RESULTADOS DEL ESTUDIO

Del anlisis de los resultados obtenidos en el presente estudio, el hospital Cayetano

Heredia presenta para el Componente una situacin definida como Crtica, esto

principalmente debido al extendido deterioro de su planta fsica (elementos

arquitectnicos), el cual est comprometido por la aplicacin de un inadecuado

criterio estructural en su edificacin.

Adicionalmente la ejecucin indiscriminada de obras de ampliacin y remodelacin

los que no han contemplado criterios sismo resistentes adecuados, han generado que

los componentes arquitectnicos presenten serias deficiencias en su instalacin

(tabiques no arriostrados), juntas constructivas inadecuadas, divisiones sin

proteccin estructural, etc.. Asimismo, el equipamiento y mobiliario, tanto mdico

como general, se encuentra inadecuadamente instalados y muchas veces ubicado en

reas inapropiadas. Todo estos sumado a un pobre mantenimiento brindado a lo

largo de los aoss trae como resultado la situacin que arriba se indica.

En conclusin y ante los resultados del estudio estructural (edificaciones con falta de

capacidad sismo resistente), es necesario que el hospital proceda a elaborar un plan

de contingencia en donde se determinen qu equipos del hospital requieren ser

protegidos, y cules son los sectores que puedan considerarse como zonas de

seguridad a fin de ubicar all aquellos equipos mviles priorizados.

Debido a que existirn daos estructurales, es necesario indicar que estos generarn

daos a los elementos arquitectnicos, por lo que cualquier solucin no-estructural

de este elemento pasa primero por la aplicacin de medidas correctivas de ndole

estructural.


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C. COMPONENTE FUNCIONAL Y ORGANIZATIVO

El litoral central del Per registra histricamente una elevada amenaza ssmica

habiendo sufrido Lima, la capital del pas, una gran destruccin por terremotos en

1586, 1687 y 1746. En el Distrito San Martn de Porres, donde asienta el Hospital

Nacional Cayetano Heredia, HNCH, el sismo mximo probable, cuya magnitud

podra alcanzar los 8.0 grados Richter, producira intensidades de VIII a IX M.M.

A esta amenaza se suman la elevada vulnerabilidad de la vivienda predominante en

el distrito calificada como antigua, tugurizada y precaria, y la de un entorno social

en crisis.

Por su ubicacin, en el cono norte de Lima con una poblacin de 2.8 millones de

habitantes, por su jerarqua, hospital nacional de referencia, y por su nivel

tecnolgico, IV, este nosocomio tiene importancia estratgica en la hiptesis de

ocurrencia de un terremoto destructor en la regin.

El sismo previsto podra ocasionar tan slo en el cercano distrito del Cercado la

destruccin de unas 20 mil viviendas provocando lesiones a 30,000 personas de las

cuales un 10% de las cuales tendra tal nivel de gravedad que requerira de

atencin hospitalaria. En el segundo distrito de influencia directa del hospital, el

Rmac, se podran esperar efectos y daos parecidos. Al mismo tiempo, la

infraestructura hospitalaria ms antigua de la ciudad podra sufrir daos a causa

del sismo y salir de operacin por fallos fsicos o funcionales. La amenaza ssmica

y la vulnerabilidad urbana en la Capital son elevadas.

Las actuales condiciones de la vivienda facilitaran su colapso ante el sismo con la

posibilidad de atrapamiento de las vctimas cuyo rescate y traslado se vera adems

dificultado por la estrechez y ocupacin comercial de la va pblica. Esto

retardara el acceso de los heridos a este hospital el cual, adems, deber recibir

pacientes graves transferidos de los hospitales que hubieran quedado inoperativos.


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La organizacin y gerencia del HNCH se desenvuelven dentro de las pautas de su

administrador, el Ministerio de Salud, esforzndose sus directivos y personal en

mejorar tanto la gestin como la tecnologa asistencial dentro de los lmites que

imponen las limitaciones presupustales y la extendida pobreza de la poblacin

atendida. En los servicios hay jefaturas asistenciales y docentes, esto incide en la

organizacin y en los procesos hospitalarios no siempre positivamente.

Los procesos hospitalarios se cumplen en un marco de descentralizacin

insuficiente y no se registra la aplicacin de instrumentos de control de calidad. El

hospital cumple con actividades inherentes a mltiples niveles de complejidad

tecnolgica, atiende una demanda de volumen exagerado y promueve activamente

las prestaciones de programas de salud para lo cual ha instalado carpas en los

jardines y ha construido nuevas instalaciones. No puede acoger todas las demandas

de hospitalizacin y refiere a otros hospitales unos 1,700 pacientes cada ao. Esta

fuente de vulnerabilidad requiere ser atendida con un proceso integral y sostenido

de descentralizacin y fortalecimiento de la red perifrica de instalaciones de

salud.

El hospital est situado en una zona conveniente para el acceso de ocupantes de

zonas densamente pobladas de su rea de influencia directa pero tiene tambin

afluencia de pacientes de otros distritos incluye referencias de todo el pas- por

ser un hospital docente con servicios avanzados de investigacin clnica.

Las autoridades del establecimiento consideran que el incremento de la poblacin

bajo su cobertura, 4.5 veces en los ltimos 25 aos, sobre una infraestructura que

no ha crecido significativamente, ha llevado al nosocomio a la utilizacin y

ocupacin excesiva de sus espacios y a un empobrecimiento progresivo de sus

instalaciones. Ampliaciones que han ocupado reas libres, y remodelaciones para

funcionalizar espacios y procesos, han incrementado la vulnerabilidad de accesos y

circulaciones. No se dispone de un Plan Director que armonice el desarrollo de la


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infraestructura ni de un programa de mitigacin que reduzca la vulnerabilidad de

antiguas y nuevas obras. Esta vulnerabilidad es de nivel muy alto. Se recomienda

la implementacin de un Plan Director y la institucionalizacin de la mitigacin a

travs de un programa permanente normado y presupuestado.

La ubicacin del Departamento de Emergencia es poco funcional por su lejana al

exterior, su sealizacin insuficiente y la estrechez de su patio de ambulancias. Su

distribucin interior es producto de sucesivas modificaciones que han resultado en

exagerada subdivisin interna, ocupacin del espacio y duplicidad de usos. Su

personal tiene experiencia en la atencin de urgencias y emergencias colectivas

pero la organizacin del Departamento hasta hace poco, no haba implementandoel triage permanente en Admisin lo cual redundaba en el ingreso de un elevado

volumen de casos no urgentes que compartan los escasos espacios y recursos

disponibles compitiendo con la atencin de las vctimas graves. No hay

especialistas titulados en Medicina de Emergencias y parte de la atencin es

realizada por profesionales en formacin de post grado. El equipamiento y

suministros cubren fronterizamente las necesidades cotidianas y son evidentemente

insuficientes para afrontar situaciones de emergencia colectiva y desastres. Elhospital no cuenta con un Plan de Desastres. La vulnerabilidad de Emergencia en

lo estructural es alta, en lo no-estructural es de media a alta, y en lo organizativo y

funcional es muy alta. Se recomienda una revisin total del proceso, establecer el

triage como una actividad permanente sincronizando todo esto con un sostenido

esfuerzo institucional para descentralizar la atencin de urgencias fortaleciendo la

contencin en la red de establecimientos perifricos.

El Centro Quirrgico aunque adyacente a Emergencia resulta como sta en zona

de trnsito para el personal, sus redes de abastecimiento de lneas vitales son

inadecuadas al igual que su equipamiento, suministros y bioseguridad. La

vulnerabilidad de sus componentes estructurales y no estructurales es alta. Sus 6

quirfanos satisfacen con esfuerzo la demanda cotidiana y en situacin de desastre

ocurrido en horas crticas dispondran de reservas de ropa e instrumental apenas


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para 3 pacientes graves y 8 con lesiones moderadas. Su vulnerabilidad es muy

alta, se recomienda una implementacin general de sus instalaciones,

equipamientos y suministros incluyendo lneas vitales.

Las unidades centrales de laboratorio clnico y de radiodiagnstico atienden

requerimientos cotidianos con limitaciones siendo crtica su capacidad para

contingencias. El Banco de Sangre tiene ubicacin accesible y satisface solicitudes

con la bioseguridad conveniente pero no dispone de reserva de bolsas para recibir

donacin masiva. Su vulnerabilidad es de nivel medio. Se recomienda

implementacin de equipos y suministros y mejora de sus instalaciones.

La Unidad de Cuidados Intensivos Quirrgicos tiene ubicacin conveniente, la

Unidad de Cuidados Intensivos generales tiene accesos sencillos, sin embargo sus

espacios estn sobreocupados y su equipamiento y suministros as como su

capacidad operativa para atender desastres son exiguos. La vulnerabilidad de sus

estructuras es alta, igual ocurre con el componente organizativo y funcional. Se

recomienda una implementacin general de sus instalaciones, equipamientos y

suministros.

El Departamento de Emergencia, el Centro Quirrgico y la Unidad de Cuidados

Intensivos Quirrgicos tienen relaciones de contigidad fsica pero con las otras

Areas Crticas las relaciones funcionales se complican por la disposicin

laberntica de la circulacin, lo abigarrado de su ocupacin y la gran cantidad de

barreras fsicas y humanas. Las vas de seguridad son generalmente pasillos

ocupados por equipos o atestados de personas, no son infrecuentes las

construcciones en las vas de circulacin. Grandes ventanales e imgenes religiosas

podran crear obstruccin para la evacuacin en caso de desastre. Las vas de

circulacin externas tienen estrecheces y oquedades peligrosas. Las originales

reas exteriores de seguridad as como las de expansin para asistencia masiva en

desastres han sido ocupadas por nuevas edificaciones o son usadas para el parqueo

de vehculos. Las medidas para proteccin contra incendios son totalmente


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insuficientes y no se cuenta con un plan para evacuar las instalaciones. Aunque se

dispone de un plano para una evacuacin terica y utilizacin de los escasos

espacios remanentes los dispositivos y recursos para su habilitacin y

funcionalizacin an no han sido establecidos. La vulnerabilidad de las relaciones

funcionales es muy alta. Se recomienda una evaluacin tcnica general de las

mismas que incluya la racionalizacin de la ocupacin y uso de las vas de

seguridad y de las reas libres en base a los resultados de este estudio, deben

proscribirse nuevas construcciones y el parqueo de vehculos del personal debe

establecerse en terrenos aledaos con poco o ningn uso.

La autonoma de la planta elctrica de emergencia es de slo 4 a 6 horas aunque

las caractersticas de anclaje, fijacin y conexiones del sistema podran facilitar su

exclusin a causa de un sismo, no se dispone de bancos de bateras para afrontar

esta eventualidad. Se prioriza el abastecimiento contingente a Emergencia, Centro

Quirrgico y Banco de Sangre. Se dispone de combustible en Casa de Fuerza para

autonoma de calderos entre 1 a 15 das pudiendo recargarse los tanques que

abastecen los grupos elctricos. La reserva de agua alcanzara tericamente para

una 10 horas de funcionamiento de la instalacin pero podra en la prctica ser

inferior dado el abastecimiento por horas desde la red externa, igualmente podra

sufrir interrupciones por daos no-estructurales o agotarse rpidamente en caso de

incendio en las instalaciones. Los suministros crticos en general atienden

necesidades cotidianas pero no podran cubrir las demandas extraordinarias de un

desastre. La vulnerabilidad estructural y no estructural de las instalaciones de

servicios generales y suministros crticos es elevada, igualmente alta es la

vulnerabilidad de su componente funcional. Se recomienda una evaluacin

completa del sistema para reducir su vulnerabilidad y eventuales prdidas, y

ampliar la autonoma de abastecimientos crticos poniendo nfasis en la seguridad

en la disponibilidad de agua y del funcionamiento de los grupos electrgenos.

No se haba establecido un ambiente para un Comando para contingencias por no

haber un Comit Hospitalario para Desastres el cual recin se reactualiz en


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septiembre de 1997. Las telecomunicaciones en uso son incipientes y no garantizan

una operatividad ni segura ni fluida en caso de desastres. La vulnerabilidad es alta.

Se recomienda implementar sistemas alternos de telecomunicaciones con recursos

adecuados a las responsabilidades del establecimiento y enlazadas con los

organismos sectoriales y los organismos de servicios pre hospitalarios.

El hospital es el principal mbito docente-asistencial de la Universidad Peruana

Cayetano Heredia. No se han implementado cursos universitarios permanentes de

pregrado ni postgrado en emergencias y desastres. El personal de las reas crticas

no ha tenido o no ha actualizado su capacitacin en gestin para desastres. Se

recomienda reducir esta fuente de vulnerabilidad empleando recursos de la

Universidad.

Se puede concluir que el componente funcional y organizativo de las Areas

Crticas del Hospital Nacional Cayetano Heredia, de Lima, registra una

vulnerabilidad de nivel alto para desastres ssmicos.

Se recomienda implementar un Plan Director que armonice el desarrollo de la

infraestructura hospitalaria con las necesidades de la poblacin y las estrategias

sectoriales. Asimismo se recomienda institucionalizar la mitigacin a travs de un

programa permanente normado y presupuestado con el propsito de reducir

progresivamente la vulnerabilidad tanto de la organizacin y los procesos

hospitalarios como la de las viejas y nuevas construcciones. Tan importante como

la implementacin general del establecimiento y el reforzamiento de algunos de sus

procesos ser la descentralizacin y el fortalecimiento de la red de establecimientos

perifricos. Se debe instar la implementacin de una red ciudadana para asistencia

en emergencias y desastres.

La extensin territorial y el volumen de poblacin bajo influencia del

establecimiento al igual que la elevada amenaza ssmica y la vulnerabilidad urbana

y social subyacentes obligan el liderazgo del HNCH en el caso de un terremoto


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destructor en la regin. Este esfuerzo no debe ser exclusivamente sectorial sino

debe lograr el compromiso de agentes de otros sectores y de la colectividad.


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4.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES

A. CONCLUSIONES

El crecimiento de la planta fsica ha sido inorgnico, expuesto a

sucesivas ampliaciones y modificaciones. La estructuracin del hospital

en general es deficiente. No existe uniformidad de la calidad del

concreto, comprometiendo la resistencia de los elementos estructurales.

Las edificaciones estudiadas no poseen capacidad sismoresistente, por loque no podran resistir el sismo mximo probable que se ha considerado,

con un perodo de retorno para 100 aos y una aceleracin de 350 gals.

Debido a que existirn daos estructurales, es necesario indicar que

estos generarn daos a los elementos arquitectnicos, por lo que

cualquier solucin no-estructural de este elemento pasa primero por la

aplicacin de medidas correctivas de ndole estructural.

El actual abastecimiento de las lneas vitales es insuficiente, vindose

agravado por la demanda creciente y su deterioro progresivo, situacin

que se vera magnificada ante la eventualidad de un sismo.

La exagerada subdivisin y ocupacin de los ambientes limitan las

circulaciones, a lo que tambin ha contribuido negativamente el

incremento desmesurado de su poblacin de cobertura, lo cual agotara

rpidamente la escasa reserva funcional para contingencias.


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B. RECOMENDACIONES:

Es necesario realizar un estudio de reforzamiento estructural con la

finalidad de dotar de capacidad sismoresistente a las edificaciones

estudiadas, a travs de elementos, tipo placas de concreto armado en

ambas direcciones, que proporcionen mayor rigidez a stas, a fin de

evitar los desplazamientos que se generaran en las actuales

circunstancias.

Ante los resultados del estudio estructural, es necesario que el hospitalproceda a elaborar un plan de contingencia en donde se determinen que

equipos del hospital requieren de ser protegidos, y cuales son los sectores

que puedan considerarse como zonas de seguridad a fin de ubicar all

aquellos equipos mviles priorizados.

Se debe proceder a acciones de mitigacin de la vulnerabilidad de las

lneas vitales.

Es conveniente que el hospital cuente con un Plan Director de

ordenamiento y re-estructuracin del hospital en su conjunto, y se debe

capacitar al personal del establecimiento en aspectos de proteccin contra

desastres.


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Anli sis de la Vul nerabi l idad Ssmica en Hospital es del Per MINSA/ECHO/OPS-OMS

Hos ital Nacional Ca etano Heredia - Rimac/MI NSA

Seccin II

Componente

Estructural

AUTORES:Ing. Jorge Gallardo TapiaIng. Denys Parra MurrugarraIng. Mara del Pilar Rivera LunaBach. Sandro Pacherres Ato

COORDINADOR:Dr.Ing. Carlos Alberto Zavala


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NDICE

COMPONENTE ESTRUCTURAL

INTRODUCCIN 7

1. CARACTERSTICAS ESTRUCTURALES DE LASEDIFICACIONES SELECCIONADAS 10

A. El Pabelln X 10B, C, D Los Pabellones G, F e Y 10E. El Pabelln IA 10

F y G El Pabelln M, L de Emergencia 11

2. METODOLOGA 12

3. ESTUDIO GEOTCNICO 15

A. Introduccin 151. Antecedentes 152. Objetivos de la Evaluacin Geotcnica 15

B. Geologa del rea de Estudio 16C. Profundidad del Nivel fretico 17D. Caractersticas Geotcnicas generales del Conglomerado de Lima 18E. Consideraciones Ssmicas 21

1. Intensidades 212. Zonificacin Ssmica 213. Tipo de suelo y perodo predominante 224. Magnitud 225. Aceleracin Mxima 22

4.- ESTUDIO ESTRUCTURAL 31

A. Descripcin de los Modelos Estructurales Adoptados 31B. Descripcin del Estado de los Materiales 38C. Comportamiento Dinmico de la Estructura frente a sismos

probables. 381. Anlisis Dinmico del Sistema Estructural 382. Anlisis por Cargas de Gravedad 463. Combinaciones de Carga 46


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4. Respuesta Dinmica de las Estructuras 48

a. Respuesta Dinlica del Pabelln E 48b. Respuesta Dinmica del Pabelln G 49

c. Respuesta Dinmica Pabelln Y 49d. Respuesta Dinmica Pabelln IA 50e. Respuesta Dinmica Pabelln L 50f. Respuesta Dinmica Pabelln M 51

D. Estimafcin de la Resistencia de la Estructura 51E. Demanda Ssmica y Resistencia de la Estructura 59

1. Demanda y Resistencia Estructural del Pabelln X 602. Demanda y Resistencia Estructural del Pabelln E 623. Demanda y Resistencia Estructural del Pabelln G 654. Demanda y Resistencia Estructural del Pabelln Y 80

5. Demanda y Resistencia Estructural del Pabelln IA 896. Demanda y Resistencia Estructural del Pabelln M 987. Demanda y Resistencia Estructural del Pabelln L 106

5.- ANLISIS DE LA VULNERABILIDAD ESTRUCTURALMEDIANTE EL METODO DE INDICE ESTRUCTURAL 115

6.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 119

A. Conclusiones 119B. Recomendaciones 123

7.- REFERENCIAS 125

8.- ANEXOS 127

A. Resultados de las Mediciones con Microtemor 129B. Graficos de la Transformada de Fourier 137C. Resultados del Ensayo de Esclerometra. 145D. Resultados del Mtodo del Indice Estructural de Hirosawa. 149


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INTRODUCCIN

La Organizacin Panamericana de la Salud "OPS" y el Ministerio de Salud a travs

de la Oficina de Defensa Nacional, acordaron iniciar el estudio de la Vulnerabilidad

Ssmica de 10 hospitales en el Per, encargndose el estudio de la Vulnerabilidad

Estructural de dichos hospitales al Centro Peruano Japons de Investigaciones

Ssmicas y Mitigacin de Desastres "CISMID" de la Universidad Nacional de

Ingeniera. El presente informe comprende el trabajo realizado en el Hospital

Nacional Cayetano Heredia.

ANTECEDENTES

El Hospital Nacional Cayetano Heredia, anteriormente hospital Centro de Salud del

Rmac pertenece al Ministerio de Salud. Fue inaugurado en 1967 durante el

gobierno del Arquitecto Fernando Belande Terry. Fue construido y equipado por el

Fondo Nacional de Salud y Bienestar Social, en ejecucin del plan bienal de obras

de salud. El hospital se edific en un extenso terreno del distrito de San Martn dePorres, est situado en la avenida Honorio Delgado. Comenz a funcionar en 1969

para atender a una poblacin estimada en ochenta mil habitantes residentes en la

margen derecha del ro Rmac. En la actualidad otorga asistencia a una poblacin de

2.8 millones de habitantes de los 8 distritos del Cono Norte Rmac, San Martn de

Porres, San Juan de Lurigancho, Independencia, Los Olivos, Comas, Puente Piedra

y Ancn.

Aparte de las actividades asistenciales, ejerce funciones docentes, teniendo a su ladola Universidad Peruana de Ciencias Mdicas y Biolgicas Cayetano Heredia. Desde

1991 el nosocomio lleva el nombre de Hospital Nacional Cayetano Heredia.

Desde su inauguracin hasta la fecha, ha sido objeto de varias remodelaciones y

ampliaciones as como de construccin de nuevos ambientes.


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SELECCIN DE REAS DE ESTUDIO

Este estudio es aplicado a las edificaciones donde se realizan los servicios del

hospital considerados "crticos", es decir, aquellos servicios que no pueden dejar de

funcionar luego de ocurrido un sismo severo, y puedan seguir brindando atencin,

entre los cuales se encuentran las reas de Emergencia, Unidad de Cuidados

Intensivos, Centro Quirrgico, etc., por consiguiente las edificaciones que se

seleccionaron fueron:

1.- El Pabelln X; que corresponde al sector de ingreso a consultorios, donde se

ubican tambin laboratorios de Hematologa, Inmunologa, Bioqumica,

Bacilos, otros.

2.- El Pabelln G; que corresponde a Hospitalizacin de Ciruga y de Medicina

y Almacn de Medicinas y Depsito General

3.- El Pabelln E; que corresponde a Hospitalizacin Ciruga, Medicina.

4.- El Pabelln I; que corresponde a reas de Esterilizacin, Centro Quirrgico,

Pediatra.

5.- El Pabelln IA, ampliacin donde continua las reas de Centro Quirrgico y

Hospitalizacin.

6.- Pabelln M de Emergencia, Rayos X, Traumatologa, Odontologa y

Farmacia, Unidad de Cuidados Intensivos Pediatra.

7.- Pabelln L de Emergencia, Recuperacin y Tpicos.

Nota.- Plano de ubicacin de Areas de Estudio, ver figura adjunta.


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1. CARACTERSTICAS ESTRUCTURALES DE LAS

EDIFICACIONES SELECCIONADAS

A. EL PABELLN X.

Es una edificacin aporticada de un piso de concreto armado, compuesta de

columnas y vigas, tiene como techo una losa aligerada armada en un solo

sentido y su cimentacin es del tipo zapatas. En su interior se han utilizado

tabiquera de muros de ladrillo como elementos divisorios de ambientes.

B, C, D. LOS PABELLONES G, E e I.

Los pabellones G, "E" e "I" tienen 4 pisos. Son edificios aporticados de

concreto armado compuesto por columnas y vigas, con techo aligerado

armado en un solo sentido y su cimentacin es del tipo zapata. En su interior

se han utilizado muros de albailera como elementos divisorios de

ambientes.

E. EL PABELLN IA

El Pabelln "IA" tiene 4 pisos. Es un edificio aporticado de concreto

armado compuesto por columnas y vigas, con techo aligerado armado en un

solo sentido y su cimentacin es del tipo zapata. En su interior se han

utilizado muros de albailera como elementos divisorios de ambientes.


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F y G. PABELLN M y L DE EMERGENCIA,

Los Pabellones "M" y "L" tienen 2 pisos y 1 stano. Son edificios

aporticados de concreto armado compuesto por columnas, muros y vigas, con

techo aligerado armado en un solo sentido y su cimentacin es del tipo zapata.

En su interior se han utilizado muros de albailera como elementos divisorios

de ambientes.


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2. METODOLOGA EMPLEADA

Para la determinacin de la vulnerabilidad estructural de las reas en estudio del

Hospital Naional Cayetano Heredia frente a cargas de sismo, es necesario conocer

el comportamiento dinmico de las estructuras donde se ubican los pabellones

"crticos" mencionados.

En primera instancia se realiz un estudio geotcnico de la zona de la ciudad donde

el hospital se encuentra ubicado. Este estudio tiene como objetivo proporcionar la

informacin necesaria para clasificar y conocer referencialmente el comportamientofrente a las acciones ssmicas del suelo donde las estructuras se encuentran

construdas. Asimismo, el estudio geotcnico proveer la informacin necesaria

acerca de las caractersticas de los sismos de mayor grado destructivo que podran

presentarse en la vida til de la edificacin.

Como segunda parte del estudio, se presenta el anlisis estructural del

comportamiento dinmico de las estructuras frente a los efectos ssmicos msprobables que podran presentarse durante la vida til del hospital. Para tal efecto

los resultados del estudio geotcnico sern evaluados a fin de determinar las

excitaciones ssmicas a las que las estructuras estaran expuestas. Esto determinar

la demanda de esfuerzos a la que se somete las estructuras durante los eventos

ssmicos.

Por otro lado, la resistencia de las estructuras (Criterios de Vulnerabilidad) serevaluada utilizando los llamados criterios de falla simplificados que se presentan

generalmente en este tipo de estructuras, basados en frmulas empricas que

consideran el refuerzo de la seccin as como la calidad de los materiales

involucrados en las secciones vigas, columnas y placas existentes en la estructura.

Esto se evala en base a los planos estructurales de la edificacin que


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proporcionarn la informacin necesaria para el calculo de la resistencia de las

estructuras.

Con la finalidad de verificar la resistencia mecnica de los materiales de las

estructuras, se llevaron a cabo ensayos de esclerometra, para verificar el esfuerzo

de diseo del concreto que se presenta en los planos estructurales.

Posteriormente se generan modelos matemticos para el anlisis estructural dinmico

de las estructuras. Estos modelos sern analizados utilizando el programa de

cmputo ETABS (Extended Three Dimensional Analysis of Building Systems)

versin 5.4 de Computers and Structures Inc. Berkeley, California.

Conocida la respuesta dinmica del modelo matemtico, se lleva a cabo la

verificacin de las caractersticas dinmicas del mismo y su validez representativa de

la estructura mediante ensayos de medicin de vibracin de la estructura mediante

microtrepidaciones. De esta manera la calibracin del modelo y la efectividad de las

cargas existentes y su influencia sobre la masa del edificio sern estudiadas.

Verificada la validez del modelo estructural y los valores de la resistencia mecnica

de los materiales, la demanda ssmica para diversas excitaciones ser calculada

mediante ETABS.

Los resultados de la respuesta ssmica que demanda las excitaciones sern

comparados con la resistencia de la estructura, lo que indicar la tendencia de la

estructura a ser vulnerable o no, a partir de una evaluacin demanda-resistencia.Aqu se presentarn los mximos esfuerzos as como desplazamientos mximos

posibles que muestra el sistema estructural para las diversas solicitaciones ssmicas.

La tendencia descrita en el prrafo anterior ser verificada utilizando el mtodo de

evaluacin de la vulnerabilidad estructural basado en el ndice de Hirosawa de

segundo orden. Este mtodo considera la resistencia de la estructura, su


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configuracin geomtrica, el nivel de daos actuales, y otros parmetros en la

evaluacin del ndice ssmico de la estructura Is que indica una medida de la

resistencia del sistema. Este ndice es comparado con el llamado ndice ssmico de

juicio de la estructuraSoque est relacionado directamente con la excitacin ssmica

extrema que podra presentarse en el sistema. Esta comparacin corroborar la

tendencia de los resultados obtenidos en la comparacin demanda-resistencia del

sistema.


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3. ESTUDIO GEOTCNICO

A. INTRODUCCIN

1. Antecedentes

Con la finalidad de evaluar la vulnerabilidad ssmica del Hospital Nacional

Cayetano Heredia, el Ministerio de Salud y la OPS estn llevando a cabo un

proyecto que considera la evaluacin estructural, no estructural y funcional de

este Hospital. En este sentido, se ha visto por conveniente llevar a cabo la

Evaluacin Geotcnica del rea del Hospital en base a la informacin

existente de las condiciones del suelo en otras reas de la ciudad.

2. Objetivos de la Evaluacin Geotcnica

El presente informe servir de base a los especialistas estructurales para

considerar algunos parmetros de diseo que involucre el comportamiento del

suelo de cimentacin de las estructuras a considerar en el anlisis de

vulnerabilidad ssmica.

Es necesario subrayar que las conclusiones y recomendaciones que deriven

del presente informe son slo referenciales, debido a la ausencia de un

programa de exploracin geotcnica que hubiera permitido evaluar

apropiadamente las caractersticas geotcnicas de los suelos de cimentacin

del referido Hospital.


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B. GEOLOGIA DEL AREA EN ESTUDIO

El subsuelo del rea en estudio tiene su origen en la poca Cuaternaria durante la

ltima etapa del Pleistoceno, es decir, hace aproximadamente un milln de aos.

Los materiales existentes pertenecen al cono de deyeccin del ro Rmac

constituido por un depsito fluvio aluvional. El material generado es un

conglomerado de compacidad variable.

El abanico del ro Rmac tiene en la actualidad una extensin aproximada de 300

Km2, con su lmite oriental cerca de Vitarte y su lmite occidental sobre la lnea

costera. Hacia el sur limita con el macizo de Morro Solar y por el norte cubre

parte del abanico del ro Chilln.

El rea de distribucin de sedimentos cerca de la superficie en el abanico cortado

por el ro Rmac muestra generalmente capas gravosas con aglomerantes areno-

limosos con una amplia granulometra cuyas partculas se vuelven ms finas

hacia el oeste.

En general el suelo predominante es el conglomerado en estados desde suelto a

compacto, intercalados con capas de arenas medias a finas, limos y arcillas, de

buena calidad para las cimentaciones.

Segn Martnez (1978), el rea donde se localiza el Hospital Cayetano Heredia

se encuentra en un zona correspondiente a un conglomerado suelto. Debido a

que no se ha efectuado excavaciones y/o calicatas de exploracin no ha sido

posible la verificacin del perfil estratigrfico en esta zona, sin embargo, esta

condicin del suelo fue verificada hasta aproximadamente 1.50 metros de

profundidad en las excavaciones realizadas para el Estudio Geotcnico de

Cimentacin del Puente Peatonal frente a la Puerta N3 de la UNI (Parra, 1993),

incrementando su compacidad a mayores profundidades. Por otro lado, durante

la exploracin de campo para el Estudio Geotcnico de Cimentacin de la Sala


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de Lectura y Oficina de Asuntos Estudiantiles de la Universidad Cayetano

Heredia (CISMID-UNI, 1995), adyacente a la zona del Hospital, se determin

una compacidad media del material gravoso.

Debido a la homogeneidad del depsito gravoso existente en gran parte de la

ciudad de Lima, verificado a travs de numerosos Estudios de Suelos con Fines

de Cimentacin llevados a cabo por diversos consultores y tambin por el

CISMID de la UNI, se puede concluir que a nivel de cimentacin de las

estructuras del mencionado Hospital predominan los suelos gravosos

correspondiendo probablemente a una clasificacin GP, grava pobremente

graduada limpia y con matriz arenosa.

Se presentan en este Informe en las Figuras N1 y N2 los Mapas Geolgico y

de Mecnica de Suelos de Lima presentados por Martnez (1978), con la

ubicacin del rea en estudio.

C. PROFUNDIDAD DEL NIVEL FRETICO

No se dispone informacin acerca de pozos de agua en la zona, sin embargo se

estima que el nivel fretico se encuentra muy por debajo de la profundidad de

influencia de las estructuras de cimentacin.


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D. CARACTERSTICAS GEOTCNICAS GENERALES DEL

CONGLOMERADO DE LIMA

El suelo gravoso de origen fluvio aluvional que constituye el material de

cimentacin de una gran cantidad de estructuras de la ciudad de Lima, ha sido

caracterizado por diversos autores como un suelo de gran resistencia mecnica y

baja compresibilidad. Debido a la forma en que ha sido depositado y a su edad

geolgica (Cuaternario pleistocnico), este conglomerado se presenta en estados

desde sueltos y medianamente compactos superficialmente a compactos y muy

compactos a mayores profundidades, con lentes y pequeos espesores de arenas

limpias, limos arcillosos y arcillas limosas que tpicamente se presentan en forma

de intercalaciones pero siempre con predominio de la grava. Eventualmente el

conglomerado se encuentra cubierto por un espesor variable de terreno de cultivo

compuesto por arenas arcillosas y limos y arcillas arenosas.

Debido al tamao de los granos y a la presencia de bolonera en diferentes

proporciones, y debido tambin a la no existencia de equipos de laboratorio de

grandes dimensiones, es que los parmetros de resistencia de este tipo de suelos

no pueden ser determinados utilizando procedimientos convencionales de

laboratorio. Un tipo de ensayo de campo til y eventualmente utilizado en este

tipo de materiales es el ensayo de corte directo in-situ. Varios de estos ensayos

fueron llevado a cabo por primera vez entre 1971 y 1972 por la Universidad

Nacional de Ingeniera bajo la direccin del Ing. Genaro Humala Aybar, con

propsito del Proyecto METRO de Lima. Los resultados de estos ensayos de

corte, as como los de permeabilidad y pesos volumtricos se presentan en la

siguiente Tabla:


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Tabla N1: Ensayos In-Situ Realizados en Lima Metropolitana

TIPOS DE ENSAYOS

Ubicacin Corte Directo in-situPermea-bilidad

PesoVol.

z(m)

()

c

(Kg/cm2)

K

(cm/seg)

m(T/m3)

Hospital del Empleado(Av. Arenales)

7.96 * * 4.6 2.2

Esquina Avs. Abancay y N. de

Pirola (frente al Ministerio deEducacin)

6.20 37 0.60 7.7 2.2

Esquina Jirones Cusco y Camana 8.60 40 0.40 7.8 2.2

z = profundidad

= ngulo de friccin interna del suelo

c = cohesin

K = coeficiente de permeabilidad

m= peso volumtrico* no se pudo obtener valores de y c debido a errores en el ensayo

Como se puede observar los valores del ngulo de friccin interna obtenidos de

los ensayos anteriormente indicados son bastante elevados y coinciden con los

valores presentados en la literatura para este tipo de materiales. Por lo tanto, se

puede concluir que la resistencia mecnica y capacidad de carga de este tipo de

suelos es elevada, habiendo sido atribuidos conservadoramente valores de 4.0

Kg/cm2 para condiciones tpicas de cimentacin, esto es:

Profundidad de cimentacin Df= 1.50 m.

Ancho de zapata B = 1.00 m.


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Por otro lado, la compresibilidad de este tipo de suelos es muy baja, siendo los

asentamientos que se pueden producir de naturaleza inmediata, es decir que

ocurren durante la construccin, no habindose reportado daos en edificaciones

como consecuencia de asentamientos diferenciales. Ensayos de carga estticos y

cclicos realizados por el CISMID-UNI en este tipo de suelo, utilizando placas

circulares rgidas de 30 cm de dimetro, proporcionan los resultados presentados

en la Tabla N2:

Tabla N2: Resultados de Ensayos de Carga en la Grava de Lima

Lugar Ensayo Profund.

(metros)

Carga

Mxima

(Kg/cm2)

Asent.

Mximo

(mm)

Mdulo de

Elasticidad

(Kg/cm2)

Atarjea

Embalse Regulador

N2 - SEDAPAL

EP-1

EP-2

EP-3

2.50

1.90

2.00

10.0

10.0

10.0

3.17

1.44

2.25

--

1890

3000

Santa Anita

PIMU- IPEN

EP-1

EP-2

EP-3

1.50

1.50

1.50

8.00

8.00

8.00

1.49

2.77

2.83

--

--

--

San Borja

Ministerio de

Energa y Minas

EP-1

EP-2

2.00

2.00

8.00

12.00

2.34

3.58

--

--

Como se puede observar los asentamientos observados en este tipo de suelo son

aproximadamente 3 mm para cargas del orden de 10 o 12 Kg/cm2, confirmando

su naturaleza rgida y escasa compresibilidad. Los valores obtenidos del Mdulo

de Elasticidad en ensayos de carga cclicos son relativamente altos.


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E. CONSIDERACIONES SSMICAS

1. Intensidades

Segn el anlisis sismotectnico, existen en el mundo dos zonas muy

importantes de actividad ssmica conocidas como el Crculo Alpino Himalayo

y el Crculo Circumpacfico. En esta ltima donde se localiza el Per, han

ocurrido el 80% de los eventos ssmicos en el mundo. Por lo tanto, nuestro

pas est comprendido entre una de las regiones de ms alta actividad ssmica.

La fuente de datos de intensidad ssmica que describe los principales eventos

ssmicos ocurridos en el Per son presentados por Silgado (1978). En la

Figura N3 se presenta el Mapa de Distribucin de Mximas Intensidades

Ssmicas observadas en el Per que est basada en isosistas de sismos

peruanos y datos de intensidades de sismos histricos y reciente (Alva et.al.

1984).

De lo anterior se concluye que de acuerdo al rea ssmica donde se ubica la

zona en estudio existe la posibilidad de que ocurran sismos de intensidades

del orden de IX en la escala de Mercalli Modificada.

2. Zonificacin Ssmica

Dentro del territorio peruano se han establecido diversas zonas, las cuales

presentan diferentes caractersticas de acuerdo a la mayor o menor presencia

de los sismos. Segn el Mapa de Zonificacin Ssmica presentado en la

Figura N4, la localidad de Lima se encuentra comprendida en la Zona I

correspondindole una sismicidad alta.


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3. Tipo de Suelo y Perodo Predominante

De acuerdo a las Normas de Diseo Sismo Resistente del Reglamento

Nacional de Construcciones, el suelo de cimentacin del Hospital Cayetano

Heredia corresponde a un suelo tipo I, con un perodo predominante de

Ts=0.3 seg.

4. Magnitud

En el Estudio de Peligro Ssmico en el Per realizado por Castillo y Alva

(1993), se establece que la magnitud mxima para la fuente sismognica en la

cual se en encuentra la zona en estudio es de 8.0, correspondiendo este valor

a un sismo localizado en la zona de subduccin superficial.

5. Aceleracin Mxima

En las Figuras N5 y N6 se presentan los mapas de isoaceleraciones en roca

basal que pueden ocurrir en el Per con una excedencia de 10% en un tiempo

de vida til de 50 y 100 aos respectivamente tomado del Estudio de Peligro

Ssmico de la referencia. Las Figuras N7 y N8 presentan los Mapas de

Isoaceleraciones de la zona en estudio para 50 y 100 aos de vida til

respectivamente. Por otro lado, la metodologa propuesta en este estudio

proporciona valores de aceleraciones mxima conservadores, por lo tanto,para la evaluacin de la aceleracin mxima en la zona en estudio se ha

considerado conveniente disminuir los valores obtenidos aplicando un factor

de reduccin de 2/3, con lo cual se obtendrn los valores de las aceleraciones

efectivas a nivel del roca basal. Este factor de reduccin considera el valor

promedio de la aceleracin en lugar del valor de pico que ocurre en solo un

instante de tiempo. Finalmente, para la obtencin de las aceleraciones


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superficiales, necesarias en el anlisis estructural se ha estimado la posible

amplificacin que podran sufrir las ondas ssmicas propagndose

verticalmente a travs del suelo gravoso de gran potencia. La Tabla N3

presenta un resumen de los valores de aceleracin obtenidos considerando

tiempos de vida til de 50 y 100 aos.

Tabla N3 : Valores de Aceleracin Obtenidos para la Zona en Estudio

Tiempo de Vidatil

(aos)

AceleracinMxima

(g)

AceleracinEfectiva

(g)

AceleracinSuperficial

Estimada

(g)

50 0.42 0.28 0.50

100 0.50 0.33 0.60


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4. ESTUDIO ESTRUCTURAL

A. DESCRIPCIN DE LOS MODELOS ESTRUCTURALES ADOPTADOS

El comportamiento dinmico de las estructuras ha sido determinado

mediante la generacin de un modelo matemtico en el que se considera la

contribucin de los elementos estructurales tales como vigas y columnas en

la determinacin de la rigidez lateral de cada nivel de la estructura. Las

fuerzas de sismo son del tipo inercial por lo que es necesario precisar la

cantidad y distribucin de la masa en los pisos para poder completar los

requisitos del modelo.

Debido a la existencia de elementos no estructurales como paneles de

madera, muros de albailera, tabiquera, etc., se ha comprobado en

diversos estudios que la contribucin de estos elementos no estructurales

afectan el comportamiento dinmico de las estructuras en el rango elstico,

por lo que es necesario, para estos efectos el considerar la contribucin de

estos elementos en la rigidez lateral de las estructuras. Un modelo de murofrgil frente a distorsiones excesivas de piso, al que denominaremos

elementos galleta han sido considerados para el anlisis ssmico de las

estructuras en estudio.

Luego, utilizando elementos viga, columna y galleta, los sectores en

estudio han sido modelados, considerando de esta forma elementos

estructurales as como los principales elementos no estructurales quecontribuiran de alguna manera en la rigidez lateral del sistema estructural.

Los modelos son siete y representan estructuras aisladas para los pabellones

mencionados anteriormente. Los modelos estructurales se presentan a

continuacin:

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