3. DISEÑO HOSPITALARIO APLICANDO LA LEY
DE HOSPITAL SEGURO
Luis Enrique Espinola Carranza
Ingeniero Estructural
DISEÑO HOSPITALARIO APLICANDO LA LEY
DE HOSPITAL SEGURO
Luis Enrique Espinola Carranza
Ingeniero Estructural
4. DISEÑO HOSPITALARIO APLICANDO LA LEY
DE HOSPITAL SEGURO:
Los temas que se desarrollaran son:
• Las edificaciones esenciales y la importancia de su funcionamiento continuo
• La Política Nacional de Hospitales Seguros frente a Desastres
• Sistema de Clasificación REDi (diseño basado en resiliencia)
• FEMA P-58 (evaluación del desempeño sísmico en edificios)
• Estándar de la Funcionalidad Continua
• Hospitales diseñados utilizando el E.F.C. en el 2018:
Hospital Manuel Nuñez Butrón de Puno [40,000 m2]
Hospital Zacarias Correa Valdivia de Huancavelica [37,800 m2]
5. LAS EDIFICACIONES ESENCIALES
Los Hospitales son edificaciones esenciales, para lograr el objetivo
que funcionen a su máxima capacidad, durante y después de un
evento sísmico severo se tiene que minimizar el daño, para ello el
especialista estructural hospitalario tiene que usar estándares
internacionales adicionales a los códigos vigentes, como son el
REDi, FEMA P-58, FEMA P-695, para poder cumplir con el decreto
supremo, ya que los códigos de diseño E-030, ASCE 7-10, ASCE 7-
16, solo dan las pautas para el diseño mínimo con aisladores
sísmicos, no dan provisiones para minimizar el daño ni para lograr
el objetivo de funcionar durante y después de un terremoto
severo.
6. HOSPITAL: Solca –Portoviejo el daño de los
elementos no estructurales
Se puede apreciar como el daño en las habitaciones de hospitalización
no permiten poder seguir funcionando después del terremoto
7. HOSPITAL: IESS Manta quedo inservible después
del terremoto de ECUADOR año 2016
El daño estructural y no
estructural no permitió
seguir funcionando a su
máxima capacidad, el
Hospital estuvo sometido
a aceleraciones máximas
del suelo de 1.4g, la cual
es el doble de lo máximo
estimado en el código
Ecuatoriano .
12. • La Oficina General de Defensa Nacional del Ministerio de Salud plantea ya desde 2006
una POLITICA NACIONAL DE HOSPITALES SEGUROS ANTE DESASTRES 2006-2015
• El Gobierno del Perú promulga la Política Nacional de Hospitales Seguros Frente a
Desastres, DS-009-2010-SA del 24 de abril del 2010, la cual es actualizada con DS 027-
2017-SA del 19 de setiembre del 2017.
Estableciéndose los siguientes lineamientos:
• Lineamiento : Asegurar el cumplimiento de estándares de seguridad ante desastres
en la construcción de nuevos servicios de salud y en la operación de los existentes.
• Resultados esperados:
• Se dispone de un marco legal que asegura que los nuevos establecimientos de salud y
servicios médicos de apoyo cuentan con condiciones mínimas para iniciar su
funcionamiento o para seguir funcionando.
LA POLÍTICA NACIONAL DE HOSPITALES
SEGUROS FRENTE A LOS DESASTRES
13.
14.
15.
16. ESTANDAR ADICIONALES QUE DEBEN
USAR : SISTEMA Redi
• El Redi esta basado en la capacidad de recuperación después de un
evento severo.
• Los códigos de diseño estructural no se ocupan de como minimizar el
daño después de un gran terremoto.
• El diseño Redi es un sistema de calificación para que los propietarios y
entidades de los Ministerio de Salud tengan la capacidad de
recuperación en forma inmediata sin necesidad de reparación de los
elementos no estructurales.
17. Diseño Sísmico Basado en Resiliencia - REDi
Esta basada en la
capacidad de
recuperación inmediata,
siendo el objetivo la de
proporcionar la
funcionalidad continua a
las estructuras esenciales
18. Línea de base Resiliencia Objetivo
para el nivel de diseño
Redi ™ esta herramienta
permitirá conocer la capacidad
de recuperación de la
edificación, y a su vez el tiempo
en que puedan reanudar sus
operaciones después de un
terremoto.
23. Desarrollo de la Resiliencia
• En una tecnología fiable de control de daño, con el uso de
aislamiento sísmico de base.
• Permite a los ingenieros a predecir de forma realista el
comportamiento de los edificios de grandes terremotos.
• Estos avances significativos hace posible diseñar edificios
económicamente viables que sufrirán menor daño a la
ocurrencia de un evento severo.
• El uso del Redi nos permite protegen los contenidos, los
equipamientos logrando la funcionalidad continua.
24. Resiliencia Organizacional
Es tiempo para lograr la recuperación funcional de un daño en
la edificación, no es solo el tiempo que tarda en completar
necesariamente las reparaciones provenientes por los daños
ocasionados por el terremoto, sino cuantificar la evaluación
de los daños en tiempo y costo de reparación.
25. Resiliencia Ambiental
• Una de las lecciones de los terremotos recientes es que los
riesgos externos a la construcción pueden afectar la
recuperación.
• La planificación del sitio es importante, donde las
edificaciones circundantes pueden colapsar o arrojar
escombros en las pista impidiendo la facilidad de acceso al
edificio.
• Siendo un factor importante para minimizar el tiempo de
inactividad.
26. FEMA P-58
Federal Emergency Management Agency
FEMA P-58
Metodología de Ingeniería y software que
calcula los daños esperados por terremotos
para edificaciones.
Describe una metodología general y los
procedimientos recomendados a evaluar el
funcionamiento sísmico probable basado
en sus características únicas del sitio,
estructurales y no estructurales y de
ocupación.
30. REQUISITOS PARA LOGRAR LA
FUNCIONALIDAD CONTINUA
• Los aisladores de gran capacidad de desplazamiento disminuye la fuerza
sísmica en la superestructura .
• El diseño puede hacerse de manera elástica (R=1).
• Para asegurar el comportamiento durante los movimientos símicos, se
someten a ensayos dinámicos.
• El objetivo es limitar el daño a menos del 2% de los costos de remplazo.
• Para lograr la funcionalidad continua se tiene que usar estos criterios.
1) Diseñar usando R=1 para obtener que la estructura este elástica.
2) La deriva no mayor al 3‰.
3) La aceleración espectral media de piso menor de 0.4g.
31. Importancia del uso del factor de
reducción R=1
• El espectro de la norma es un promedio de todos los registros sísmicos
posibles (históricos), por lo tanto tiene la probabilidad de ser excedido en un
50%. Al emplear un R=2 se esta utilizando la sobre resistencia de la
estructura (Ω~̴2), por lo tanto las derivas y desplazamiento de la estructura
aumentan y la probabilidad de daño es mayor al 50% del costo de remplazo
y no estaríamos cumpliendo con el propósito que los Hospitales puedan
seguir funcionando durante y después de un evento sísmico severo.
• Al emplear R=1 se asegura que la estructura permanezca elástica para
cuando se exceda al Sismo de Diseño Base (DBE) y esencialmente elástico
para cuando se exceda del Sismo Máximo Considerado (MCE).
32. Propiedades fundamentales de los aisladores
• Los aisladores tienen dos propiedades importantes como son :
La rigidez lateral efectiva “Keff”.
El amortiguamiento efectivo “ξ”.
• Es importante que los rangos rigidez y amortiguamiento efectivos del
sistema para una estructura esencial se mantengan dentro de sus
parámetros especificados en la memoria de calculo.
• Si en las pruebas del laboratorio el aislador se sale de los parámetros
especificados, los aisladores estarían fuera de rangos permisible de
rigidez y amortiguamiento para todo el sistema.
33. Consecuencias por no cumplir con los
parámetros especificados
Del gráfico se puede demostrar a menor periodo - mayor fuerza sísmica
y a mayor periodo - menor fuerza sísmica
34. No es correcto afirmar:
Aumentando el
amortiguamiento contribuye a
reducir los desplazamientos.
Cuando un sistema de
aislamiento tiene mayor
amortiguamiento reduce el
desplazamiento y el periodo,
incrementándose la fuerza
sísmica.
35. Consecuencias
• El incremento en la fuerza sísmica se traduce en mayor demanda en
columnas y vigas, en mayores derivas, por lo tanto mayor
deformación en los pórticos y finalmente mayor daño estructural y no
estructural.
• El mayor daño estructural y no estructural no permitirá que el
Hospital funcione a su máxima capacidad, por lo tanto no tendrá
funcionalidad continua después de un sismo severo
48. Momentos Mx P-delta en la zona aislada
Aplicación para
el calculo del
P- delta y su
redistribución,
el 50% en el
aislado y el
otro 50% al no
aislado
49. Momentos My P-delta en la zona aislada
Aplicación para
el calculo del
P-delta y su
redistribución
el 50% en el
aislado y el
otro 50% al no
aislado
50. ESTRUCTURA NO AISLADA
Aplicación para el
calculo del P-delta
y su redistribución
el 50% en el
aislado y el otro
50% al no aislado
51. Momentos Mx P-delta en la zona no aislada ampliada
Aplicación para
el calculo del
P-delta y su
redistribución
el 50% en el
aislado y el
otro 50% al no
aislado
52. Momentos My P-delta en la zona no aislada
ampliada
Aplicación para
el calculo del P-
delta y su
redistribución,
el 50% en el
aislado y el
otro 50% al no
aislado
53. H. Manuel Nuñez B. - Derivas Máximas
MAXIMOS DESPLAZAMIENTOS
SISMO EN LA DIRECCION X-X (cm)
Nivel Relativo h (entrepiso) Distorsión (‰) Limite
5 0.312 480 0.65 3.00
4 0.331 480 0.69 3.00
3 0.332 480 0.69 3.00
2 0.285 480 0.59 3.00
1 0.260 480 0.54 3.00
MAXIMOS DESPLAZAMIENTOS
SISMO EN LA DIRECCION Y-Y (cm)
Nivel Relativo h (entrepiso) Distorsión (‰) Limite
5 0.312 480 0.65 3.00
4 0.348 480 0.73 3.00
3 0.358 480 0.75 3.00
2 0.338 480 0.70 3.00
1 0.333 480 0.69 3.00
54. H. Manuel Nuñez B. – Espectros Medianos de Piso
Ica
2007
Lima
1970
55. H. Manuel Nuñez B. – Espectros Medianos de
Piso
Ecuador
–
Chone
2016
• La aceleración media para el Sismo de Lima 1970 es de 195cm/s2 (0.20g)
• La aceleración media para el Sismo de Ica 2007 es de 188 cm/s2 (0.19g)
• La aceleración media para el Sismo de Chone 2016 es de 189 cm/s2 (0.19g)
En todos los casos la aceleración espectral media del edificio es menor que 0.4g.
56. H. Manuel Nuñez B. – Desplazamientos
verticales máximos
Placa Seleccionada: PL-20
57. H. Manuel Nuñez B. – Desplazamientos verticales
Ica 2007
Sismo
X
Sismo
Y
-0.6mm
-0.4mm
-0.7mm
-0.4mm
58. H. Manuel Nuñez B. – Desplazamientos verticales
Lima 1970
Sismo
X
Sismo
Y
-0.6mm
-0.24mm
-0.7mm
-0.34mm
59. H. Manuel Nuñez B. – Desplazamientos verticales
Ecuador
2016
Sismo
X
Sismo
Y
-0.34mm
-0.35mm
-0.50mm
-0.06mm
60. H. Zacarias Correa - Derivas Máximas
MAXIMOS DESPLAZAMIENTOS
SISMO EN LA DIRECCION X-X (cm)
Nivel D. Relativo h (entrepiso) Distorsión (‰) Limite (‰)
4 0.139 480 0.29 3.00
3 0.137 480 0.29 3.00
2 0.127 480 0.26 3.00
1 0.120 480 0.25 3.00
MAXIMOS DESPLAZAMIENTOS
SISMO EN LA DIRECCION Y-Y (cm)
Nivel D. Relativo h (entrepiso) Distorsión (‰) Limite (‰)
4 0.133 480 0.28 3.00
3 0.132 480 0.28 3.00
2 0.126 480 0.26 3.00
1 0.122 480 0.25 3.00
0
1
2
3
4
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50
Piso
Distorsión (‰)
Derivas Máximas en x
0
1
2
3
4
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50
Piso
Distorsión (‰)
Derivas Máximas en y
62. H. Zacarias Correa – Espectros Medianos de
Piso
Ecuador
2016
• La aceleración media para el Sismo de Lima 1970 es de 174 cm/s2 (0.18g)
• La aceleración media para el Sismo de Ica 2007 es de 192cm/s2 (0.20g)
• La aceleración media para el Sismo de Chone 2016 es de 181 cm/s2 (0.19g)
En todos los casos la aceleración espectral media del edificio es menor que 0.4g.
