Actualización de la seguridad estructural de los planteles educativos en la CDMX

En este artículo se da cuenta de un estudio en el que se analizaron 625 proyectos de rehabilitación del Programa de Actualización de la Seguridad Estructural de Planteles Educativos de la CDMX, elaborados por 40 firmas de diseño estructural. Se identificó el tipo de rehabilitación, así como las técnicas más frecuentes de rigidización, reforzamiento, recimentación y verticalización. Se identificó una amplia heterogeneidad en detalles, criterios de diseño y procesos constructivos, dado el gran número de despachos de cálculo que participaron.

El 19 de septiembre de 2017 se registró un sismo de magnitud 7.1 que generó daños graves a edificaciones en la zona epicentral en el estado de Puebla y en la Ciudad de México (CDMX).

Entre los daños ocurridos está el colapso de un plantel educativo privado en la CDMX. A raíz de esto, el gobierno de la entidad, a través del Instituto para la Seguridad de las Construcciones (ISC) y de la Autoridad Educativa Federal de la CDMX (AEFCM), desarrolló el “Programa de Actualización de la Seguridad Estructural de los Planteles Educativos Públicos y Privados de Conformidad con el Reglamento de Construcciones del Distrito Federal y sus Normas Técnicas Complementarias”, que consiste en la revisión numérica estructural de cada plantel educativo y, en su caso, el desarrollo del proyecto de rehabilitación y su ejecución, sustentado en los Lineamientos Técnicos para la Revisión de la Seguridad Estructural de Planteles Educativos después de un Sismo (lineamientos técnicos), publicados el 18 de septiembre de 2019 en la Gaceta Oficial de la CDMX. Este programa de actualización pretende que las condiciones de seguridad estructural de los planteles que conforman la infraestructura física educativa de la CDMX cumplan con el RCDF vigente.

Reformas a la normativa

Con el fin de establecer la metodología de la revisión de la seguridad estructural de planteles educativos, se pu- blicaron reformas a varios artículos del RCDF, entre ellos el 71, el 177 fracción IV y el 177 bis, que hace referencia a los lineamientos técnicos:

Artículo 71. Se establece que un corresponsable en seguridad estructural (CSE) haga constar, mediante una revisión numérica, que la construcción en revisión cumple con los estados límite de falla y de servicio prescritos en el RCDF y sus normas; en caso contrario, la rehabilitación estructural del inmueble será necesaria.

Artículo 71 bis. La renovación de la Constancia de Seguridad Estructural es de cada cinco años, cuando la administración lo indique, o cuando el sismo supere la aceleración de 90 cm/s2

Artículo 71 ter. Establece el proceso de emisión de la Constancia de Seguridad Estructural con sustento numérico para los casos de construcciones del grupo A y subgrupo B1 que no sean planteles educativos.

Artículo 71 quater. Se refiere al procedimiento para emitir la Constancia de Seguridad Estructural de planteles escolares aplicando los lineamientos técnicos. En caso de daño por sismo u otra acción, deberá seguirse lo estipulado en el artículo 177 bis del RCDF.

Artículo 177. En su fracción IV refiere al artículo 177 bis; relativo a planteles educativos, se les obliga a iniciar la revisión de su seguridad estructural después de un sismo intenso o cuando así lo requiera la administración.

Artículo 177 bis. Indica que los planteles escolares deben realizar la revisión de la seguridad estructural de

Actualización de la seguridad estructural de los planteles educativos en la CDMX conformidad con los lineamientos técnicos; esta será efectuada cuando así lo requiera la administración o en función de la aceleración registrada durante un sismo.

Revisión de la seguridad estructural después de un sismo

Los lineamientos para la revisión de la seguridad estructural de planteles educativos en la Ciudad de México después de un sismo establecen el procedimiento para este fin de acuerdo con el artículo 177 bis del RCDF y las normas aplicables. El proceso se compone de las etapas que se detallan a continuación.

Etapa 1. Asignación de nivel de atención prioritaria (NAP). El NAP se define aplicando el método simplificado, que considera dos variables del cuerpo en estudio: año de construcción y zona geotécnica en la que se ubica, información proporcionada al ISC por el representante legal o propietario del plantel educativo. Para asignar el NAP se aplican las tablas correspondientes de los lineamientos técnicos.

Etapa 2. Notificación de acciones prioritarias. Con el NAP asignado, se definen los tiempos límite de las acciones prioritarias para cada cuerpo del plantel educativo con la ayuda de las tablas de los lineamientos técnicos.

La AEFCM da a conocer los tiempos límite de ejecución de cada acción prioritaria al representante del plantel mediante la Notificación de Acciones Prioritarias del Edificio Educativo. El tiempo límite total para concluir las tres acciones prioritarias varía entre 24 y 60 meses.

Etapa 3. Ejecución de acciones prioritarias. Las acciones prioritarias deben satisfacer los criterios establecidos en la Norma de Rehabilitación (N-Rehab) y en la Guía Técnica para la Rehabilitación Sísmica de Edificios Escolares de la CDMX (GT-Rehabilitación). A continuación, se describe cada acción prioritaria considerada en esta etapa: a. Revisión numérica estructural. Recibida la NAP de cada cuerpo que conforma el plantel educativo, se realiza una evaluación cuantitativa de los estados límite de servicio y de falla de la estructura analizada, así como su cumplimiento respecto a lo establecido en el RCDF y sus NTC. Cuando no se cuente con la información suficiente para llevar a cabo un modelo matemático de la estructura, se vuelven necesarios los siguientes trabajos de campo iniciales:

Levantamiento de la geometría general

– Levantamiento topográfico

– Realización de pruebas de laboratorio para obtener las propiedades de los materiales

– Realización de escaneo de elementos para definir la cantidad de refuerzo

Realización de estudio geotécnico

Concluido lo anterior, se llevan a cabo los siguientes trabajos de gabinete:

– Modelo matemático de la estructura existente

Desarrollo de la memoria de cálculo estructural

El gobierno contrata los servicios de despachos de cálculo de diseño estructural, CSE y DRO para realizar las revisiones numéricas de los planteles educativos públicos con la ayuda del CICM a través de la AMDROC.

Sí Cumple con los estados límite del RCDF y sus NTC

Se realiza el proyecto de rehabilitación siguiendo la Guía Técnica para la Rehabilitación Sísmica de Edificios Escolares de la Ciudad de México. El proyecto se remite al ISC para obtener la Constancia de Registro

El gobierno interviene la escuela según el proyecto de rehabilitación. La intervención debe estar bajo la supervisión del corresponsable en seguridad estructural

Se registra la constancia de seguridad estructural ante la alcaldía correspondiente

– Revisión de los estados límite de falla y de servicio de la estructura b. Elaboración del proyecto estructural de rehabilitación. El proyecto de rehabilitación debe cumplir con los requisitos de seguridad contra los estados de colapso y limitación de daños establecidos en el RCDF. Asimismo, debe seguir los criterios de diseño estipulados en la GT-Rehabilitación y la N-Rehab vigentes. Una vez terminado, se registra en el ISC para obtener su Constancia de Registro. c. Ejecución del proyecto de rehabilitación y registro de la Constancia de Seguridad Estructural. El constructor llevará a cabo el proyecto de rehabilitación cumpliendo con las indicaciones incluidas en él y con los requisitos constructivos establecidos en la GT-Rehabilitación. Lo anterior bajo la supervisión del CSE responsable de

Los resultados de la revisión numérica avalados por el CSE se presentan en el ISC. Si la revisión numérica demuestra que la estructura cumple con los estados límite de servicio y falla establecidos en el RCDF, se registra la Constancia de Seguridad Estructural ante la alcaldía correspondiente. En caso contrario, se elabora el proyecto de rehabilitación que subsane las deficiencias estructurales identificadas en la revisión numérica.

Actualización de la seguridad estructural de los planteles educativos en la CDMX

La AEFCM notifica a los propietarios de los planteles educativos para dar inicio al programa de actualización

El propietario inicia el proceso de revisión mediante el método simplificado Avisa a la AEFCM y al ISC indicando el nombre del CSE, número de carnet, año de construcción de cada edificio y domicilio del plantel.

El propietario recibe la notificación de acciones prioritarias con los tiempos límite para la revisión numérica, proyecto de rehabilitación y ejecución de obra, para lo cual deberá contratar los servicios de un CSE.

El propietario da aviso al ISC del resultado de la revisión numérica avalada por el CSE en el tiempo límite establecido.

Cumple con los estados límite del RCDF y sus NTC

Se realiza el proyecto de rehabilitación siguiendo la Guía Técnica para la Rehabilitación Sísmica de Edificios Escolares de la Ciudad de México. El proyecto se remite al ISC para obtener la Constancia de Registro

El gobierno interviene la escuela según el proyecto de rehabilitación. La intervención debe estar bajo la supervisión del corresponsable en seguridad estructural

Se registra la constancia de seguridad estructural ante la alcaldía correspondiente dicho proyecto. Una vez concluida la ejecución del proyecto de rehabilitación, el propietario registra la Constancia de Seguridad Estructural del edificio ante la alcaldía correspondiente (véanse figuras 1 y 2).

Avances del programa de actualización

Planteles privados

A diciembre de 2022, el 99% de los planteles educativos privados de la CDMX contaban con una NAP y se encontraban en la etapa de la revisión numérica estructural. Los planteles educativos que no han iniciado el proceso de revisión de la seguridad estructural han sido notificados nuevamente a través de un oficio reiterativo por parte de la AEFCM.

Al momento, 277 planteles privados (12.8%) han terminado su revisión numérica; el resultado es que

Álvaro Obregón, 20 Xochimilco, 92

Tlalpan, 9

Tláhuac, 82 Magdalena Contreras, 5

Azcapotzalco, 7

Benito Juárez, 26

Coyoacán, 47

Cuajimalpa de Morelos, 6

Cuauhtémoc, 148

Gustavo A. Madero, 7 Iztapalapa, 176

Tabla 1. Técnicas

Clave Técnica

1 Adición de muros de concreto reforzado

2 Adición de contravientos metálicos

3 Ligue de muro de mampostería-estructura

4 Adición de muros diafragma de mampostería

5 Adición de vigas

6 Adición de columnas

7 Adición de contrafuertes

8 Adición de contravientos CRP

9 Cambio de muros de panel aislado prefabricado a muros diafragma de mampostería

10 Tensores metálicos

(tabla 1)

246 cuerpos requieren un proyecto de rehabilitación con el fin de cumplir los estados límite estipulados en el RCDF. Por otra parte, 434 cuerpos cumplen con dichos estados límite.

Actualización de la seguridad estructural de los planteles educativos en la CDMX

Tabla

Clave Técnica

1 Malla en muros diafragma (aplanado estructural)

2 Encamisado de concreto en columnas de concreto

3 Adición de castillos en muros de mampostería

4 Encamisado con ángulos y soleras de acero en vigas de concreto

5 Encamisado con ángulos y soleras de acero en trabes de concreto

6 Adición de dalas en muros de mampostería

7 Encamisado de concreto en vigas de concreto

8 Encamisado con placas de acero en columnas de concreto

9 Encamisado con fibras de carbono (CFRP) en vigas de concreto

10 Rehabilitado de soldaduras de conexiones, adición de cartelas y refuerzo de conexiones

11 Reforzamiento de losa con perfiles IR empotrados en muro existente

12 Refuerzo de contravientos metálicos con placas, perfiles o secciones más robustas

13 Perfiles de acero en lecho inferior o placas en lecho superior de vigas de concreto

14 Reforzamiento en patín inferior con placa en vigas metálicas

15 Reforzamiento de columnas IR con placas en los patines

16 Adición de atiesadores para prevenir pandeo general, local o ambos

17 Encamisado con fibras de carbono (CFRP) en columnas de concreto

18 Reforzamiento de columnas IR con placas para convertirlas en sección cajón

19 Reforzamiento de vigas IR al centro de la losacero

20 Encamisado con placas de acero en vigas de concreto

21 Adición de armadura en lecho bajo de losa

22 Cambio de tipo de piezas en muros de mampostería por mejor capacidad

23 Adición de ménsulas de refuerzo en volado

24 Adición de columnas y trabes metálicas a marcos metálicos formando micromarcos

25 Reforzamiento de columnas IR con perfiles T formando una + 26 Reforzamiento de vigas IR con placas para convertirlas en sección cajón

27 Perfiles metálicos a columnas en lecho inferior de losa

28 Montenes con mayor peralte para cubiertas ligeras 29 Sobrelosa de concreto 30 Tensores metálicos circulares en cubierta ligera

Planteles públicos

A diciembre de 2022, el 40.6% de los planteles educativos públicos en la CDMX contaban con la revisión numérica de sus estados límite. De los 5,250 cuerpos revisados, 2,119 requieren un proyecto de rehabilitación, y se han realizado hasta el momento 1,161, que representan el 54.8% del total de cuerpos a rehabilitar.

Análisis de las técnicas de rehabilitación

Se realizó un análisis del Programa de Actualización en el mes de noviembre de 2021. Para entonces, el ISC contaba con 625 proyectos de rehabilitación de planteles públicos.

Cada proyecto de rehabilitación corresponde a un cuerpo estructuralmente independiente que pertenece a un plantel educativo. En la figura 3 se muestra el número de planteles educativos con proyecto de rehabilitación por alcaldía. Los proyectos de rehabilitación estudiados fueron realizados por 40 firmas de diseño estructural, lo cual propició una variedad de criterios de selección de técnicas de rehabilitación.

Técnicas de rigidización utilizadas

Con estas técnicas se busca incrementar la rigidez del edificio para disminuir los desplazamientos que se pueden presentar ante cargas

Actualización

Técnica

1 Adición de trabes de liga en cimentación

2 Adición de zapatas aisladas a la cimentación, así como ampliación de existentes

3 Ampliación de dados en zapatas o losas existentes por ampliación de columnas

4 Adición o encamisado de contratrabes

5 Adición de pilotes en aumento de losa de cimentación de zapatas corridas

6 Refuerzo de losa de cimentación con aumento de acero de refuerzo

7 Adición de zapatas corridas a la cimentación en muros nuevos

8 Adición de losa de cimentación a zapatas corridas

9 Adición de aleta estructural para refuerzo de cajón de cimentación

10 Ampliación de cajón de cimentación a los extremos

11 Adición de dalas de desplante y placas base para columnas metálicas

12 Ampliación de losa de cimentación en extremos

13 Mejoramiento de suelo con inclusiones de suelo-cemento laterales. Algunas de las técnicas y su frecuencia de uso se muestran en la tabla 1.

Técnicas de reforzamiento

Estas técnicas buscan aumentar la capacidad resistente de columnas, vigas, muros, cubiertas y losas. Las más usadas en esta categoría, así como su frecuencia de uso, se muestran en la tabla 2.

Técnicas de recimentación

Tienen como objetivo la intervención de la cimentación existente para aumentar su capacidad o para recibir nuevos elementos. Las técnicas y su frecuencia de uso se muestran en la tabla 3.

Técnicas de verticalización

La técnica de verticalización empleada fue la subexcavación; se aplicó en dos casos dentro del programa de actualización. Es importante señalar que, a pesar de que muchas de las escuelas se encuentran en suelo blando, muy pocas presentan desplomos provocados por asentamientos diferenciales que ameriten una verticalización.

Técnicas de mantenimiento

Estas técnicas fueron recomendadas principalmente a estructuras con elementos metálicos. Se detectó que el mantenimiento dado a los elementos metálicos en las estructuras de planteles educativos no ha sido el adecuado (véase tabla 4).

Conclusiones

El sismo ocurrido el 19 de septiembre de 2017 mostró que cerca del 80% de los edificios con daño grave o

Clave Técnica Frecuencia

1 Colocar tornillos y tuercas faltantes (secciones metálicas) 10 planteles

2 Limpieza de secciones, primera y acabado (secciones metálicas) 31 planteles colapso fueron construidos antes de 1985. Se probó entonces que, además de la zona geotécnica, uno de los factores que influyen en la alta vulnerabilidad símica de algunas edificaciones es la edad, directamente relacionada con la reglamentación con la que fueron diseñadas. Aunado a lo anterior, se demostró que la normativa vigente provee criterios de diseño adecuados de acuerdo con las condiciones de exposición y peligro sísmico existentes en la CDMX, a diferencia de reglamentaciones pasadas con especificaciones de diseño sísmico más someras.

Por lo anterior, y con la premisa de que es inadmisible que edificaciones que albergan a uno de los sectores más sensibles de la sociedad presenten un alto grado de vulnerabilidad sísmica, el programa de actualización tiene como objetivo la reducción de dicha vulnerabilidad en las edificaciones escolares existentes a través de la revisión de la seguridad estructural y su rehabilitación en caso de definirse necesaria.

En el análisis de los proyectos de rehabilitación se encontró que existe preferencia por las técnicas “clásicas” de rehabilitación; una de las más empleadas es la adición de muros de concreto, el encamisado de elementos con concreto reforzado o con elementos de acero y el encamisado de muros de mampostería con aplanado estructural

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KAMEL

ATHIE FLORES Licenciado en Economía con maestría y doctorado en Administración Pública. Presidente de la Junta Central de Agua y Saneamiento de Chihuahua. Presidió la Comisión de Agua Potable y Saneamiento en la LXII legislatura de la Cámara de Diputados; fue director local de la Conagua en Chihuahua y rector de la Universidad Tecnológica de Chihuahua.