En este trabajo se presentan los resultados de un proyecto de investigación patrocinado por la Gobernación del Estado Sucre sobre la mitigación y prevención de amenazas naturales en la ciudad de Cumaná. Quienes suscriben el trabajo contribuyeron en sus respectivas áreas de especialización, lo cual refleja la multiplicidad de problemas analizados; sus evaluaciones y respectivos resultados, fueron organizados en un informe de más de 500 páginas, respaldado por más de 300 referencias citadas en el texto. Las conclusiones y recomendaciones están dirigidas hacia dos vertientes: (i) acciones a corto y mediano plazo encaminadas a la mitigación y reducción del riesgo de eventos potencialmente destructores, y; (ii) información a incorporar en la planificación del crecimiento urbano de la ciudad.

La amenaza sísmica no es la única evaluada, es una de las más importantes, aseveración que cobra urgencia al analizar los efectos que ocasionó en Cumaná el terremoto de Cariaco de 1997, con epicentro a unos 75 km de distancia. Las lecciones y recomendaciones que aquí se presentan relativas al 'problema sismo', se consideran igualmente válidas para otras muchas ciudades del país amenazadas por estos fenómenos naturales. El riesgo de grandes inundaciones fue reducido sustancialmente con la construcción del canal de desvío del río Manzanares en 1972.

En la última Sección se anota un conjunto de conclusiones y recomendaciones sobre los temas: (a) riesgo sísmico; (b) problemas hidrometeorológicos, y; (c) restricciones derivadas de las amenazas naturales a considerar en la planificación urbana.

Palabras Clave: riesgo sísmico en zonas urbanas; mitigación de riesgo sísmico; maremotos en Venezuela; control de inundaciones en Cumaná

Abstract

This paper summarizes the results of a research project related to the prevention and mitigation of earthquakes effects, in the Cumaná urban area in eastern Venezuela. Sponsored by the Sucre State Government, the scope of the project required the contribution of specialist in several disciplines. The final report is a extensive 500 pages volume duly illustrated with maps and photographs, with some 300 references, that supports the conclusions and recommendations presented along this paper.

Cumaná has a well documented seismic history which begins with the first american reported tsunami in 1530, this being one of the main natural hazards of this urban area, particularly after the flooding control dyke of the Manzanares river was built in 1972. The effects of the 6.9 1997 Cariaco earthquake, with epicenter 75 kilometers to the east, confirms the paramount importance of seismic threat in this part of the country. The lessons learned in this event, can be extended to several large cities of Venezuela.

Key words: earthquake urban mitigation; Venezuelan tsunamies; flooding control in eastern Venezuela.

Recibido: 02/07/04     Revisado: 14/09/04     Aceptado: 20/01/05

2.1 Geología y Tectónica

Ubicada en el extremo norte de la Serranía del Interior, el área de Cumaná se encuentra en una zona de grandes espesores litológicos, con buzamiento depositacional hacia el norte.

La parte oriental de la Serranía del Interior, a la cual pertenece el estado Sucre, está separada de la cordillera de Araya-Paria por una depresión axial representada por el Golfo de Cariaco, la cual está a su vez relacionada al sistema de fallas de El Pilar. Dentro de la cronología neotectónica se describen terrazas compuestas por arenas y gravas, con espesores de sedimento de hasta 160 m.

Por su ubicación en un área de interacción de tres placas tectónicas, la región nor-oriental ha sido la de mayor actividad sísmica del país en tiempos históricos, incluido el período más reciente con información sustentada por registros instrumentales. En los modelos sismotectónicos de generación de sismos empleados en la región, considerada un área de unos 250 km de radio centrada en Cumaná se identifican unas 22 fuentes sismogénicas superficiales y siete áreas fuentes con profundidades hasta de 100 km; entre ellas resulta de particular relevancia el sistema de fallas activas de El Pilar, la cual atraviesa parte de la ciudad en sentido oeste-este. En un trabajo reciente (Ref. 2), este accidente tectónico es segmentado en cuatro tramos principales 212 km hacia el oeste de Cumaná; 103 km entre Cumaná y Casanay; 17 km entre Casanay y El Pilar; y 102 km entre El Pilar y la falla de Los Bajos en su extremo oriental. En los modelos utilizados en este trabajo (Sección 2.4), la falla de El Pilar se ha segmentado, de modo conservador, en dos partes separadas por el Cerro Caigüire con arreglo a la discontinuidad señalada por los especialistas en la materia.

En la (Ref. 10), se dan los resultados de una revisión sobre los lineamientos de fallas en el área de esa ciudad, presentándose evidencias de actividad por desplazamientos del cuaternario en la superficie del Cerro Caigüire. A partir del piedemonte del cerro, estudios más detallados de tales lineamientos se dificultan por quedar sepultados bajo material proveniente de deslizamientos y sedimentos, en parte originados por la dinámica fluvio-deltáica del área, así como por agentes antrópicos propios del urbanismo invasivo. Por tanto, la ubicación precisa de los segmentos de falla y su extensión aún requiere atención.

Nota:

(1) Coordenadas de la localidad más afectada.

(2) Según: Catálogo de terremotos de América del Sur. Venezuela, datos de intensidades e

hipocentros. Vol 8, CERESIS, Proyecto SISRA, Lima, 289 289 p., y Ref: 16.

Figura 1. Intensidades máximas de Mercalli de sismos históricos asignadas en localidades del Estado Sucre

Se entiende por sismicidad la tasa de excedencia de eventos sísmicos por unidad de tiempo, l_s (1/año); esta se puede determinar por diferentes procedimientos función del modelo que se adopte. En este trabajo se ha aceptado que la sismicidad de la región puede ser descrita por la bien conocida relación lineal:

log l _s = a - b M_s                          M_o £ M_s £ M_m                       (2.1)

donde:

M_s = magnitud Richter de ondas superficiales;

M_o = umbral inferior de validez;

M_m = valor máximo probable de M_s asignado a la región considerada;

a y b = constantes que caracterizan la región.

La región seleccionada abarca el área donde se ubican las 22 fuentes superficiales mencionadas en la Sección 2.1; se extiende aproximadamente en el cuadrángulo: 9º N - 11.5º N y 61º W - 66º W. Los valores de a y b fueron determinados por dos vías diferentes: (i) distribución de máximos eventos sísmicos conocidos en el área entre los años los años 1766 y 2000 , a los cuales se les ha asignado foco superficial; para ello se seleccionaron los eventos máximos sucedidos en cada uno de los 13 lapsos de 18 años, con lo cual se obtuvo:

log l _s = 3.49 - 0.78 M_s                 6 < M_s £ 7.8               (2.2)

(ii) ajuste de la fórmula (2.1) a la estadística de eventos con magnitud M_s sustentada por registros instrumentales en el lapso 1918-2000, la cual arrojó:

log l_s = 4.30 - 0.90 M_s           4 £ M_s £ 6.9             (2.3)

Adoptado un criterio conservador, concordante con el modelo de la fórmula (2.1), la sismicidad de cada una de las 22 fuentes superficiales se determinó de modo proporcional a las velocidades de desplazamiento de las mismas; sus valores acumulados, incluida la sismicidad de fondo, quedan descritos por una envolvente conservadora de las fórmulas (2.2) y (2.3), con pendiente b = 0.84:

log l _s = 4.05 - 0.84 M_s            4 £ M_s £ 7.8              (2.4)

2.4 Amenaza Sísmica

Para la evaluación de la Amenaza Sísmica en la ciudad de Cumaná y alrededores, se elaboró un modelo sismotectónico con las 22 fuentes superficiales antes aludidas, tres fuentes con profundidad de 40 km y cuatro con profundidad de 100 km.

Tomando en consideración la limitada estadística de registros acelerográficos en la región, se emplearon tres relaciones de atenuación geométrica para determinar las aceleraciones esperadas en roca (A), dada la ocurrencia de un evento de magnitud M_s, con varianzas en la predicción del log A, comprendidas entre 0.33 y 0.37; la tasa media de ocurrencia anual de aceleraciones en exceso de A, denominada l_a , se determinó como valor medio de seis resultados: dos modelos de generación de sismos y el empleo de tres relaciones de atenuación para cada uno.

De este modo, los resultados del cálculo de la peligrosidad sísmica en términos de las aceleraciones máximas A (gal) en suelos tipo roca, para Cumaná se pueden describir por la probabilidad de no excedencia P para una vida útil de t años, de la forma aproximada siguiente:

P = exp { -t (A/a^*)^-b }         400 años < l_a^-1  < 2000 años          (2.6)

Donde a^* y b describen la tasa media l _a (1/año), respectivamente iguales a 79 gal y 3.8. Obsérvese que el valor de A = 0.41g que se obtiene con la fórmula (2.6) para P = 0.90 y t = 50 años, correspondiente al período medio de retorno de 475 años establecido en la Norma COVENIN 1756-2001, (Ref. 9), es prácticamente igual al valor A_o = 0.40g establecido en esa Norma para la región de Cumaná (Zona Sísmica 7). Para la construcción de los espectros de diseño, se recomienda seguir lo establecido en la Norma COVENIN 1756-2001 de acuerdo con las características del suelo local.

2.5 La Planicie Aluvial y el Mapa del Subsuelo

La capital del estado Sucre se ha desarrollado en la planicie aluvial alimentada por descargas de la vertiente norte de la serranía del Turimiquire, con una extensión aproximada de 7000 ha. Esta planicie es el resultado de una dinámica fluvial que ha estado funcionando durante el cuaternario reciente. Por su topografía muy plana, el río Manzanares se encuentra asociado a un área de divagación a lo largo de una franja holocena bastante bien definida. La planicie aluvial del río Manzanares termina en el área donde sale al mar, con una típica forma de abanico fluviogeomorfológica; esto es evidenciado por la gran cantidad de meandros abandonados a lo largo y ancho de su llanura de desborde o inundación (Figura 2). Esta posición geomorfológica es típica de los ríos de gran capacidad y competencia, los cuales construyen geoformas de las cuales se puede deducir su dinámica sedimentaria.

Figura 2. Dinámica fluviogeomorfológica de la planicie aluvial del río Manzanares

Salvo el Cerro Caigüire y otras elevaciones de menor extensión, esta llanura tiene una cota que no excede unos 5 metros sobre el nivel del mar; por esta razón se observa parcialmente inundada en fotos aéreas hasta los años 50, especialmente en áreas costeras del oeste y norte actualmente urbanizadas.

Estos sedimentos muy recientes, con espesores mal conocidos y niveles freáticos a menos de 2 metros de la superficie, configuran características particulares que tienden a modificar, de modo desfavorable para los edificios altos, las vibraciones del terreno generadas por sismos. Solo las normas muy recientes como la COVENIN 1756-2001 (Ref. 9), han incorporado en sus requerimientos medidas preventivas contra tales fenómenos. En la Ref. 10 se recoge la información contenida en un conjunto de 123 estudios de suelos, cuyos valores de SPT fueron corregidos para uniformarlos al valor N₆₀. En esta corrección se siguió siguiente el criterio:

  N₆₀ = C_n E_m N                             (2.7)

Donde:

C_n = Factor de corrección por confinamiento, estimado como: (1/s ^'_o )^0.5;

s ^'_o = Esfuerzo efectivo vertical a la profundidad considerada;

E_m= Factor de corrección por energía del martillo = 0.75;

N = Número de golpes del ensayo SPT no corregido.

Hecha la clasificación de cada estudio de suelos con arreglo a los criterios de la Norma COVENIN 1756-2001, se elaboró un mapa a escala 1:25.000 con la delimitación de los suelos de la ciudad; este mapa constituye la mejor información disponible en la actualidad sobre la zonificación del subsuelo de la planicie aluvial, en el cual también se han señalado áreas identificadas como potencialmente licuables en caso de sismo (Figura 3).

Figura 3. Mapa de zonificación de subsuelos del área urbana de Cumaná

2.6 Hidrometeorología

Las Antillas menores, ubicadas en el extremo oriental del mar Caribe, anualmente sufren los efectos de decenas de tormentas, algunas con rango de huracán, que se forman y desarrollan en el océano Atlántico; el nor-oriente venezolano forma parte del extremo sur-este del mar Caribe. No obstante, la estadística conocida sobre eventos hidrometeorológicos como son tormentas y vientos huracanados, revela que esta última región es menos propensa a ser afectada por tales fenómenos, a diferencia de otras ubicadas más al norte.

En la Ref. 10 se recoge un conjunto de 27 eventos hidrometeorológicos de interés para el área de Cumaná y regiones vecinas, sucedidos entre 1541 y 1999. Aún cuando aquellos eventos cuyas trayectorias son conocidas siguieron rutas más al norte y al oriente de Cumaná, como fueron los de Octubre de 1892 y Junio de 1933 calificados como grandes huracanes (véanse las Ref. 12 y 25), su área de influencia pudiera afectar Cumaná.

En todo caso, el análisis de la distribución de valores extremos de vientos máximos registrados en la Estación Cumaná en el lapso 1984-2001, conduce a resultados concordantes con los valores establecidos en la Norma COVENIN que establece las acciones del viento sobre las edificaciones (Ref. 8), con velocidades de diseño para Cumaná de 88 km/hora para períodos medios de retorno de 50 años; este pronóstico se considera que puede ser mejorado con un registro más amplio en el tiempo.

Finalmente debe anotarse que la variable hidrográfica ha controlado el desarrollo o expansión de la ciudad. Hoy en día, el río Manzanares desemboca al mar hacia el extremo noroeste de la ciudad; discurre desde Puerto Madera en el piedemonte del Turimiquire a lo largo de numerosos meandros ya abandonados. La distribución de caudales máximos Q (m³/seg) se basó en el registro de máximos instantáneos de la estación Guaripa entre 1941 y 1992, estación ubicada aguas arriba del dique que controla el río Manzanares desde 1972. El mejor ajuste para la distribución de máximas crecientes, se puede describir por la relación:              

                  log Q = 2.589 + 0.189 log T                          (2.5)

donde T (años) es el período medio de retorno.

La extrapolación de esta expresión obtenida con valores de A hasta unos 140 km² (área de la cuenca del río Mamo) para los 1000 km² de la cuenca del Manzanares, puede no ser enteramente válida. Por otro lado, las isoyetas de la vertiente norte de la cordillera de la Costa son del orden de 600 a 800 mm/año, a diferencia de las de la serranía del Turimiquire que van de 800 a 1000 mm/año con base a la estadística del período 1951-1970 que se da en la Ref. 21. Tomando en consideración que (Q_m / Q₁₀₀) en el Litoral Central es del orden de 1.38 y que Q₁₀₀ alcanza unos 900 m³/seg en el Manzanares, la cifra de 2000 m³/seg empleada en la Ref. 10 es conservadora si se acepta la extrapolación de la fórmula (2.6); su período de retorno es de 5900 años. En la Ref. 10 se concluye que el dique se mantiene operativo hasta crecidas de unos 3000 m³/seg, asociadas a períodos medios de retorno en exceso de unos 6 mil años (fórmula 2.5), con lo cual el riesgo de inundación de la ciudad es marginal. El caudal regulado por el dique es de unos 200 m³/seg cuyo período medio de retorno es de 33 años.

2.7 Otras Amenazas Naturales

En forma muy breve a continuación se deja constancia de otras amenazas naturales identificadas en la Ref. 10, que ameritan atención.

2.7.1  De origen Geológico

La presencia de fallas reconocidamente activas en el área urbana de Cumaná, resulta relevante cuando se evalúan edificaciones esenciales. Los estudios de sitio, práctica usual para la selección de emplazamientos, comienzan por el despiste de fallas activas y el mejor conocimiento de las condiciones geotécnicas. Algo similar puede decirse sobre posibles deslizamientos y deslaves; al respecto, en la Ref. 10 se señalan evidencias en el piedemonte del cerro Caigüire. Igualmente, se llama la atención sobre la necesaria evaluación del riesgo de taponamiento del río Manzanares aguas arriba del dique, como consecuencia de un posible macrodeslizamiento; las eventuales acciones preventivas deben formar parte de planes bien definidos por parte de Protección Civil.

Finalmente, se hace mención a una amenaza de fuente distante, constituida por la posible explosión de un volcán submarino, actualmente en etapa de crecimiento, ubicado al sur-occidente de las islas Grenadinas; dado que el arribo de la perturbación es del orden de 1 hora y es un fenómeno que puede ser avisado a tiempo, Protección Civil debe tener planificadas las medidas pertinentes.

2.7.2 Agentes Ambientales de Deterioro

Por sus condiciones de temperatura, humedad y salinidad ambiental, algunas obras de concreto armado de Cumaná han sido severamente afectadas por fenómenos de corrosión. Las causas de este tipo de daños han sido estudiadas a la luz de experiencias venezolanas en la Ref. 23; en sus Secciones XVII.10 a XVII.12 se tratan las causas, así como los aspectos de prevención y reparación. Estos últimos son similares a las prescripciones establecidas en los Artículos 4.5 y 7.7 de la Norma COVENIN 1753 vigente, para la ejecución de nuevas obras.

Las razones anteriores sustentan la recomendación dirigida a disuadir el empleo de estructuras portantes metálicas, especialmente si son de paredes delgadas, salvo que se aseguren onerosos programas de mantenimiento periódico.

En Octubre de 1957, cuando suceden los sismos de Carúpano-Río Caribe-San Juan de Las Galdonas, fuertemente sentidos en la capital del estado, su población llegaba a las 60 mil almas; es decir, 5 veces menor que la actual.

Las proyecciones de población hechas por OCEI para el 2020, sobrepasan los 330 mil habitantes.

De acuerdo con la información disponible sobre las edificaciones existentes en el área de Cumaná, descontando las áreas de circulación, parques, cerros y colinas no habitadas, en forma muy gruesa se estima que en la actualidad hay unas 2100 ha. ocupadas por edificaciones. En ellas, alrededor de 250 mil personas ocupan edificaciones de 1 y 2 niveles, con un estimado de 140 a 160 hab/ha. Unas 35 a 45 mil personas ocuparían edificaciones de 3 a 5 niveles, con un estimado de 230 a 350 hab/ha. y, por último, se ha estimado que entre 11 y 15 mil personas habitan edificios de más de 5 niveles con densidades habitacionales que pueden exceder los 650 hab/ha.

De estas edificaciones, se seleccionaron dos escuelas, un hospital, dos ambulatorios y una estación de bomberos para realizar evaluaciones cuantitativas de su vulnerabilidad a sismos; estas evaluaciones dieron como resultado que todas esas edificaciones requieren adecuación a la normativa sismorresistente vigente en el país. Adicionalmente, se efectúo una evaluación cualitativa, en función de su configuración estructural, año del proyecto y tipo de suelo (véase Sección 4.4), de las siguientes edificaciones esenciales: (i) un hospital y 14 ambulatorios; (ii) ocho escuelas básicas; (iii) cinco estaciones de bomberos y (iv) diez edificios públicos. En la Tabla 2 se presentan los resultados de las evaluaciones cualitativas y cuantitativas realizadas en edificaciones esenciales de la ciudad de Cumaná. En dicha tabla podemos notar que en el 73% de las edificaciones evaluadas el índice de vulnerabilidad es alto o medio, lo cual indica que requieren ser adecuadas a la normativa vigente.

3.3 Edificios de más de 5 Niveles

De acuerdo con la información disponible, en Cumaná hay alrededor de 90 edificios de más de 5 niveles, predominantemente fundados sobre pilotes. Vistos los efectos que sobre estas edificaciones tuvo el sismo de Cariaco de 1997 (Refs. 13 y 16), su exposición a estos fenómenos telúricos representa un problema de innegable importancia, comentario cuya pertinencia se extiende a muchas otras ciudades del país.

Con base a un muestreo hecho en Cumaná durante los meses de Octubre y Noviembre de 2002, se ha establecido que: (i) el número medio de niveles de este grupo de edificaciones es cercano a 8; entre los más altos destaca el conjunto Terrazas Cumanesas (3 edificaciones similares) con 17 niveles de altura; (ii) aproximadamente algo más del 50% de esas edificaciones fueron proyectadas y/o construidas con anterioridad al cambio de normas promulgado a fines de 1982; (iii) de acuerdo con los datos recopilados un 14 % de los edificios se encuentran fundados en suelos tipo S1, un 61 % en suelos tipo S2 y un 25 % fundados en suelos tipo S3 (Ref. 10). Solo un porcentaje muy pequeño estaría fundado en suelos potencialmente licuables, aún cuando, por el limitado espesor de algunos de esos estratos y por los sistemas de fundación predominantes, no necesariamente resulta ser un agravante de su vulnerabilidad; este porcentaje se ha incluido entre los suelos tipo S3.

En forma independiente y esencialmente desconectado de la información globalizable antes aludida, el inventario de edificios expuestos a sismos ha ido aumentando en la medida que la demanda de vivienda urbana se ha mantenido o incluso ha crecido, comentario este válido para numerosas ciudades del país. En el mejor de los casos, esa industria se ciñe a los esporádicos cambios de normas que, como quedó dicho, van a la zaga de nuevas y reveladoras evidencias.

Obviamente, sismos locales, especialmente si son destructores, pueden acelerar esta secuencia.

4.2 Cambios en los Coeficientes Sísmicos de Diseño

Es sabido que el desempeño esperado de las estructuras bajo las acciones sísmicas depende: tanto del cumplimiento de las normas sísmicas, como del de las correspondientes al diseño de los miembros y uniones que las conforman. En la Tabla 3 se anotan los cambios más importantes en los criterios de uso predominante entre nosotros, para el diseño de estructuras portantes de concreto armado, con énfasis en los aspectos sísmicos, sucedidos entre 1947 y 2003.

Notas:

(1) Nueva versión presentada en 2003, actualmente en tramitación ante SENCAMER.

(2) Véanse las Referencias: 1,6,7,8,17,18,19 y 20.

También es un hecho reconocido, que los detalles de armado del acero de refuerzo exigido en las normas condiciona la capacidad de absorber y disipar energía en el rango de deformaciones inelásticas, aquí designada ductilidad D; la respuesta elástica se caracteriza por D = 1. Modelos simplificados comúnmente adoptados en las normas permiten reducir las fuerzas de diseño inversamente con D, incluyendo fenómenos de sobrerresistencia y otros mecanismos de reserva; en la Tabla 4 se anotan rangos de valores de D frecuentemente asignados en la evaluación de edificaciones existentes.

En la Tabla 5 se comparan los cocientes Y resultado de dividir: (i) los coeficientes sísmicos que se obtienen con la aplicación de las normas vigentes (se considera que los documentos de 1998 y 2001 son similares), entre; (ii) los coeficientes exigidos en las normas que tuvieron vigencia en los lapsos 1967-1982 y 1982-2001, para dos tipos de suelos, todos reconciliados a nivel cedente (C_y /C_adm » 1.67); a los fines de esta comparación, las diferencias en la caracterización de suelos tipo S1 y tipo S3 dadas en las versiones 1982 y 2001 de la norma, pueden ser obviadas.

        Notas:

          (1) Válido para edificaciones de concreto armado Tipo I, entre 4 y 20 niveles, ubicadas en los

             dos tipos de suelos indicados; los valores de D empleados son los de la Tabla 4.

          (2) Según zonificación de la Norma COVENIN 1756-2001.

Por tanto, en la Tabla 5 se dan los valores de Y obtenidos como:

Y = (C_y)₂₀₀₁ / (C_y)_{lapso indicado}                                          (4.1)

donde:

C_y = m S_a/D                                                            (4.2)

m = Factor de modificación de cortantes correspondiente al período fundamental T_a y

al tipo de suelo indicado;

S_a = Ordenada espectral para el período fundamental T_a y el tipo de suelo indicado;

T_a = Período fundamental estimado con las fórmulas de la norma;

D = Valores de la Tabla 4.

Con los criterios de la Tabla 3 y valores asignados según la Tabla 4, en las Figuras 4a y 4b se ilustran los cambios cuantitativos de los coeficientes sísmicos de diseño que resultan para dos grupos de edificaciones de concreto armado: 1 nivel en suelos tipo S1 y 10 niveles en suelos tipo S3.

Figura 4. Cambios en los coeficientes sísmicos de diseño para edificaciones de concreto armado ubicadas en Cumaná, con arreglo a las normas e hipótesis indicadas en el texto: a) 1 nivel, suelo tipo S1; b) 10 niveles, suelo tipo S3

Además de los incrementos en los cortantes que se constatan en la Tabla 5, la información globalizable anotada más arriba justifica nuevas exigencias de análisis ya incorporadas en las normas sísmicas más modernas. Así, las penalizaciones por irregularidades tanto en planta como en elevación, la superposición de los efectos de las dos componentes ortogonales horizontales y los correspondientes efectos torsionales, el número de niveles y la eventual flexibilidad de los pisos (diafragmas), pueden modificar los métodos exigidos de análisis desde los más conocidos hasta otros de mayor rigor para poder tomar en cuenta las situaciones citadas.

Interesa destacar aquí los muy desfavorables efectos que han tenido las configuraciones irregulares, tanto en planta como en elevación, en la respuesta dinámica de edificios de cualquier altura. De allí que en la nueva Norma COVENIN 1756-2001, solo se consideran regulares aquellas edificaciones que no están tipificadas como irregulares en la Sección 6.5.2 de esa norma. En la Tabla 6 se sintetiza la caracterización de tales irregularidades.

(1) Según la Sección 6.5.2 de la Norma COVENIN 1756-2001

4.4 Vulnerabilidad y Acciones de Mitigación

El desfase de la Normativa con la realidad reflejada en análisis que pasan a ser obsoletos comparados con los vigentes y el empleo de fuerzas cortantes hasta más de 2 veces menores que las vigentes según se muestra en la Tabla 5, puede conducir a situaciones críticas.

Es el caso del edificio Miramar de Cumaná, que alcanzó el estado de ruina debido al terremoto de Cariaco de Julio de 1997 con irreparables pérdidas de vidas. Aún con las limitaciones de información que se han señalado en el contenido de la memoria de cálculo de esa edificación (Ref. 13), los resultados del análisis detallado que se presentan en esa misma referencia demuestran que su desempeño, estrictamente, no es imputable al incumplimiento de la Norma vigente para el momento en que fue proyectado: la estructura estaba en capacidad de resistir coeficientes sísmicos que exceden los exigidos en esa Norma de 1967 y, de los análisis hechos, se infiere que el movimiento asociado a los coeficientes de la Norma muy probablemente fue excedido. Treinta años antes, en Julio de 1967, se alcanzó una conclusión similar sobre la mayoría de los edificios que sufrieron daños estructurales graves o que también alcanzaron el estado de ruina en Caracas y Caraballeda, con la pérdida de más de 300 vidas; así fue reconocido por las más altas autoridades que evaluaron ese caso, evidenciado por la celeridad con la cual se modificó la norma vigente para ese momento (Ref. 19).

Podrían citarse aquí situaciones comparables en otros sismos catastróficos de los últimos años ('información globalizable'); baste recordar el terremoto de México de Septiembre de 1985, donde la principal diferencia con los dos sismos venezolanos recién citados, es la de que el total de víctimas se estimó en más de 7 mil y el número de edificios altos arruinados se acercó a las 3 centenas.

De la revisión anterior se puede afirmar que: (a) los sucesivos cambios de normas sísmicas sucedidos en Venezuela desde 1967 hasta el 2001 han resultado en el incremento progresivo de las solicitaciones sísmicas de diseño hasta más del doble, salvo en ciertos rangos de alturas; (b) a partir del año 1982, en las normas de diseño se incorpora el efecto de los depósitos de suelos blandos, similares a los que predominan, por ejemplo, en la planicie del río Manzanares; con anterioridad, este efecto no era reconocido en las normas venezolanas; (c) si bien a partir de 1967 se incorporan prescripciones normativas destinadas a incrementar la capacidad de absorción y disipación de energía de las estructuras de concreto armado (el "nodo sísmico"), no es sino hasta 1982 cuando se establece una relación explícita entre las fuerzas de diseño y el detallado del refuerzo; (d) el efecto desfavorable de configuraciones irregulares, expresamente penalizadas en las normas más recientes, era ignorado en documentos ya obsoletos como por ejemplo la Norma de 1967.

De las observaciones anteriores se desprende la recomendación general de proceder a revisiones, inicialmente cualitativas, sobre edificaciones existentes de varias plantas, proyectadas y diseñadas con normas obsoletas, especialmente si presentan irregularidades como las que se anotan en la Tabla 6 y se encuentran fundadas en suelos blandos (tipo S3); el resultado de esas evaluaciones cualitativas señalará la conveniencia de continuar con análisis más detallados. En la Tabla 7 se sintetizan los criterios recién propuestos; la inclusión del suelo tipo S2 se fundamenta en una argumentación similar a la presentada para la Tabla 5.

Nota: Véanse las Referencias: 6, 9, 18, 19, 20 y 22.

Este valor es similar al obtenido en la evaluación realizada en el marco del proyecto de investigación aplicada (Ref. 10) que sustenta esta contribución y similares a los que fueron encontrados para esta ciudad en la Ref. 24. Por esas razones se estima que los valores de los movimientos máximos del terreno no deberían sufrir cambios importantes en futuras normativas.

Aún cuando el mecanismo generador de este problema en las costas de Cumaná es mal conocido, en forma aproximada se han identificado las áreas costeras que resultaron afectadas por eventos históricos.

Tomando esa información como base, la costa de Cumaná entre el norte de San Luis y El Peñón, se considera amenazada por oleajes o marejadas de cierta altura. Como criterio general de prevención y tomando en consideración criterios establecidos en localidades del Pacifico como: El Callao, Arica, Tumaco y otras, se recomienda diferenciar: (a) áreas adyacentes a la línea de costa, y (b) áreas alejadas de esa línea; a su vez, es preciso distinguir las zonas no urbanizadas de aquellas urbanizadas. De este modo se pueden diferenciar los siguientes cuatro niveles de riesgo: (1) Riesgo Elevado: áreas en las cuales se esperan daños importantes en las edificaciones, pérdida de bienes, y riesgo de víctimas y heridos; (2) Riesgo Moderado: algunos daños en edificaciones y en bienes materiales; el riesgo de víctimas y heridos, es bajo; (3) Riesgo Bajo: similar a los efectos de una marejada; pérdidas materiales muy limitadas; el riesgo de víctimas y heridos se considera remoto; (4) Riesgo Despreciable: efectos despreciables por eventuales incursiones aisladas del agua.

Para la zonificación de los riesgos anteriores en el caso particular de Cumaná, una orientación sobre las áreas críticas resulta de la aplicación de los criterios antes referidos según el esquema de la Tabla 9. En la Figura 5 se presenta un mapa de Cumaná en donde se indican las áreas afectadas por maremotos en el periodo 1530-2000.

Figura 5. Áreas de Cumaná afectadas por maremotos según descripciones conocidas; 1530-2000

En la calificación de la peligrosidad a inundaciones y deslaves se ha seguido el mismo criterio aplicado por el Instituto de Mecánica de Fluidos de la UCV (IMF) para la elaboración del mapa de riesgo del Avila (vertiente norte y sur) (Ref. 14). De acuerdo con el IMF se adoptaron los cuatro niveles de peligrosidad que se dan en la Tabla 10, siguiendo los criterios establecidos en el proyecto PREVENE (Ref. 4) anotados en la Tabla 11; en esta tabla h denota la altura de inundación en metros y v la velocidad del agua en m/seg.

Fuente: Modificado de la Ref. 14, p. 19 a 21, el cual está basado en: Prevene, Aporte a la prevención de desastres naturales en Venezuela, PNUD, Caracas, 2001. Estos criterios fueron empleados por el IMF para establecer la peligrosidad de áreas urbanas con períodos de retorno de 100 años y aplicado en la preparación de los mapas de riesgo por inundación ó deslaves.

En los correspondientes mapas de las cuencas de las vertientes de la cordillera de la costa, hay extensas áreas ocupadas por viviendas formales e informales, calificadas como de peligrosidad alta.

El calificativo de peligrosidad de la Tabla 10 es consecuencia de la aplicación de los criterios, identificados por su color, que se dan en la Tabla 11; en esta se distinguen los efectos de "inundación" de los correspondientes a "alud torrencial". Para el diseño de los canales de alivio, según la Ref. 15 se han seleccionado eventos con períodos medios de retorno de 100 años.

Desde el punto de vista de su geología, geomorfología, geotécnia y amenazas naturales, en la planicie donde se ha desarrollado Cumaná se han identificado cinco grandes áreas con ciertas restricciones:

a) Cerro Caigüire: Aparte de otros cerros de menor extensión, alguno de ellos ya urbanizado como el que ocupa parte de la UDO, el cerro Caigüire tiene una superficie en planta del orden de unas 500 a 550 ha, de las cuales aproximadamente un 15 a 20% se pueden considerar urbanizadas. Por su relieve, geología y fallamiento, una parte sustancial de este accidente natural requiere importantes obras de infraestructura y precauciones especiales para adecuarlo como área urbanizable.

Aún cuando se ignoran aquí otras variables urbanas que escapan al alcance de estas consideraciones, los órdenes de magnitud de las evaluaciones anteriores permiten explorar alternativas de planificación urbana con una baja densidad urbana. Esto permitirá considerar, en ciertas áreas, eventuales limitaciones en el crecimiento vertical de las edificaciones sin afectar el desarrollo de la ciudad.

6. Conclusiones y Recomendaciones

Entre las conclusiones y recomendaciones relevantes sobre la amenaza sísmica destacan las siguientes: (1) en los últimos 35 años se desarrolla la Ingeniería Sísmica de edificios altos, lo cual ha repercutido en sustanciales modificaciones de las correspondientes normativas de diseño; (2) en ese lapso, la población de Cumaná pasa de 100 mil a 300 mil habitantes; (3) tal crecimiento favorece soluciones habitacionales multipisos que, al igual que en muchas otras ciudades del país, no siempre satisfacen los requerimientos normativos más recientes; (4) en este trabajo se establecen criterios para facilitar la identificación de edificaciones que requieren evaluaciones sísmicas más detalladas; (5) la concordancia de los movimientos máximos del terreno con fines de diseño establecidos en la norma vigente, con los resultados de estudios recientes sobre la amenaza sísmica del área de Cumaná, permite adelantar que no son de esperar cambios apreciables en el futuro; (6) aún cuando los mecanismos de generación de maremotos en el área son mal conocidos, se recomiendan criterios generales de tipo preventivo.

Con relación a los problemas de origen hidrometeorológico, se retienen aquí las cuatro conclusiones siguientes: (a) hecho un levantamiento topográfico del canal de desvío del río Manzanares, las evaluaciones cuantitativas revelan que el dique está en capacidad de cumplir sus funciones para caudales con períodos medios de retorno en exceso de unos 6 mil años, lo cual minimiza el riesgo de inundaciones catastróficas aguas abajo del dique; (b) con la información disponible, áreas de la margen derecha del canal pueden quedar bajo las aguas del río con crecientes esperadas cada 50 a 100 años; se dan los criterios empleados en las vertientes del Ávila para establecer niveles de peligrosidad por inundaciones o deslaves; (c) información recabada sobre un total de 27 eventos hidrometeorológicos sucedidos entre 1541 y 1999, no se consideran concluyentes para un pronunciamiento sobre el riesgo de vientos huracanados en el área urbana de Cumaná; (d) la distribución de velocidades máximas de viento con los datos disponibles en el lapso 1984-2001, confirma las velocidades máximas para el diseño contra viento dadas en la Norma COVENIN correspondiente (Ref. 8); por el escaso número de años del lapso de registros, esta conclusión puede sufrir cambios.

Por último, en este trabajo se anotan áreas con algunas restricciones derivadas de las amenazas naturales para el desarrollo urbano. Se concluye que la ciudad prácticamente puede duplicar su población actual, manteniendo una densidad habitacional relativamente baja, de unos 150 hab/ha; por tanto, a las tasas de incremento de población actual, el crecimiento urbano a lo largo de este siglo puede planificarse con arreglo a estrategias de desarrollo urbano que incorporen limitaciones en la altura de las edificaciones. Esta conclusión ignora la consideración de otras variables urbanas que escapan al alcance de este trabajo. Se recomienda elevar estas conclusiones, así como los mapas elaborados en la Ref. 10, a las Comisiones del estado Sucre que elaboran el Plan de Desarrollo Urbano de la ciudad.

7. Agradecimiento

Los autores agradecen a la Gobernación del Estado Sucre por la confianza que ha depositado en ellos, así como a los organismos estadales y municipales del Estado Sucre que, de una u otra manera, contribuyeron en la ejecución del proyecto, cuyos resultados se sintetizan en este artículo. Igualmente a los Ingenieros Arnaldo Gutiérrez y Venancio Carrillo por sus comentarios y acertadas sugerencias al texto original.