Un estudio de campo sobre los daños de los ascensores después de los terremotos gemelos

Una mirada a los daños y lo que hay que hacer para evitarlos en el futuro

por Ferhat Çelik, C. Erdem İmrak y Sefa Targıt

Este artículo se presentó en Elevcon 2023 en Praga, República Checa.

Palabras clave: Terremoto, ascensor, peligro, norma EN 81-77

Resumen 

Los ascensores se utilizan ampliamente para el transporte vertical de personas y mercancías en edificios. En muchos terremotos registrados en el pasado se observaron daños considerables en los ascensores. En las zonas de riesgo sísmico de Türkiye existe un parque considerable de ascensores. Cualquier edificio en una zona de riesgo sísmico debe diseñarse para resistir los impactos sísmicos. En este estudio, después de un estudio de campo de un día realizado por AYSAD (Asociación Turca de Ascensores y Escaleras Mecánicas) en Malatya y sus alrededores después de los dos terremotos, se incluyó una evaluación de los daños detectados en los ascensores examinados y la situación actual.

1. Terremotos gemelos en Türkiye

Los sistemas de elevación se ven afectados negativamente por los terremotos. Los ascensores y cajas de ascensor en zonas de riesgo sísmico requieren ciertas consideraciones adicionales a las prácticas habituales de instalación, tal y como indica la norma EN 81-77:2013. 

Türkiye es un área sísmicamente activa dentro de la compleja zona de colisión entre la Placa Euroasiática y las Placas Africana y Arábiga. El peligro sísmico más conocido e importante en Türkiye es la falla de Anatolia del Norte. La falla de Anatolia Oriental, que corre hacia el suroeste desde el este de Türkiye hasta el Mediterráneo, es otra fuente bien conocida de grandes terremotos.

Las grandes pérdidas de vidas y propiedades debidas a terremotos destructivos han sido pioneras en el desarrollo de principios de diseño de edificios resistentes a terremotos. El mapa de peligro sísmico de Türkiye se muestra en la Figura 1 (AFAD, 2018).

1.1 El terremoto de Izmit de 1999 cerca de Estambul 

Uno de los terremotos más fuertes del siglo mató a aproximadamente 20,000 personas, destruyó aproximadamente 15,500 edificios, causó daños por valor de entre 10 y 25 millones de dólares y se produjo en el noroeste de Türkiye, en la extensión oriental del Mar de Mármara, el 17 de agosto de 1999. El epicentro del terremoto fue Ubicado a unos 105 kilómetros al este de Estambul, un centro urbano de más de 10 millones de personas cerca de la ciudad de Izmit en la falla de Anatolia del Norte. El terremoto midió una magnitud de momento (Mw) de 7.5 en la escala de Richter modificada. Al terremoto le siguieron cientos de réplicas (Ozkirim & İmrak, 2004). Desafortunadamente, como después del terremoto de Izmir de 1999 no se llevaron a cabo estudios de campo en la zona del terremoto, no se evaluaron los daños a los ascensores de la región.

1.2 Los terremotos de furgonetas de 2011 

Un terremoto muy fuerte y devastador ocurrió en la provincia de Van, en el este de Turquía, con una magnitud de 7.2 Mw y se sintió en todos los países vecinos. El terremoto de Van, que ocurrió el 23 de octubre de 2011 a las 13:41 hora local, ha sido modelado en base a grabaciones de forma de onda de campo lejano. Hasta 8,321 hogares quedaron inhabitables con una población familiar promedio de alrededor de 7.6 en la provincia; es decir, alrededor de 63,000 personas se quedaron sin hogar. El número de muertos fue causado principalmente por el derrumbe de edificios en áreas urbanas (Imrak y Çelik, 2014). Después de tres días (del 25 al 27 de diciembre de 2011) de investigación de los ascensores en Erciş, Edremit y el centro de la ciudad de Van, se publicó un informe de la investigación que contenía el tipo de ascensores, el tipo de daño y evidencia fotográfica (Imrak, 2012a, 2012b, 2013). En total se examinaron e informaron 25 ascensores.

1.3 Los terremotos gemelos de 2023 cerca de Kahramanmaraş

Un terremoto de 7.8 Mw sacudió el sur y el centro de Türkiye el 6 de febrero de 2023. El epicentro se encontraba a 37 km al oeste-noroeste de Gaziantep. Le siguió un terremoto de 7.7 Mw. Este terremoto tuvo su epicentro a 95 km al noreste del primero. 

Hubo daños generalizados y decenas de miles de muertes. En un área de unos 350,000 km², los dos devastadores terremotos azotaron Türkiye, matando a más de 50,000 personas e hiriendo a miles. Los terremotos de magnitud 7.8 y 7.5 también destruyeron infraestructura crítica, dejando a las comunidades de la zona con una necesidad urgente de asistencia humanitaria. Los enormes terremotos gemelos que azotaron el sur de Türkiye el 6 de febrero causaron una gran destrucción en una zona de la provincia de Kahramanmaras.

Se estima que 14 millones de personas, o el 16% de la población de Türkiye, se vieron afectadas. Es el terremoto más mortífero en lo que hoy es Türkiye desde el terremoto de Antioquía de 526. Según el Observatorio Kandilli, se estimó que el MMI máximo del sismo principal alcanzó el MMI XI-XII (extremo) en Antakya y cerca del epicentro.

2. Estudio de campo y resultados en Malatya

El 6 de febrero de 2023, que afectó a un total de 11 provincias de las regiones de Anatolia sudoriental y oriental, Ekinözü-Kahramanmaraş (38.0818 N, 37.1773 W) tuvo una magnitud instrumental de Ml=7.5 (Mw=7.7) a las 04:17 hora local a las 37.1757:37.085 hora local. el epicentro, y luego Sofalaca-Şehitkamil-Gaziantep (13 N, 24 W) a las 7.4:7.6 hora local en el epicentro, la magnitud instrumental de Ml=XNUMX (Mw=XNUMX) después de dos terremotos muy severos. AYSAD realizó un estudio de campo en la provincia de Malatya. 

En Malatya, una de las provincias afectadas por el terremoto, era objetivo prioritario determinar y documentar el estado y los daños de los ascensores y componentes de hospitales, edificios residenciales y edificios industriales que sufrieron daños leves y a los que se podía acceder, y transmitir esta información. a las instituciones y organizaciones pertinentes en forma de informe.

La delegación de AYSAD revisó los huecos de ascensores, conexiones ferroviarias, salas de máquinas, maquinaria, cabinas y componentes de contrapeso de los edificios y determinó el comportamiento que exhibieron estos componentes durante el terremoto.

Debido a las continuas réplicas en la región, los intensos esfuerzos de rescate y socorro en curso y los permisos de acceso limitados a los edificios, se examinó un número limitado de edificios y ascensores durante una visita al sitio de un día.

Con base en esta explicación, solo se examinaron 16 ascensores, y la distribución de los ascensores según las alturas del edificio (número de paradas) se muestra en la Tabla 1. Incluyendo estos, también se examinó una plataforma para discapacitados accionada hidráulicamente.

Los tipos de ascensores estudiados en Malatya se dan en la Tabla 2. El objetivo era examinar tantos tipos diferentes de ascensores como fuera posible, pero se tuvo en cuenta el riesgo de réplicas y de entrar en edificios. Entre los ascensores examinados se encuentra un ascensor elevado y un ascensor panorámico, excepto en el hospital universitario, donde se examinaron varios ascensores en un gran ático y una de las salas de máquinas del edificio de poca altura no pudo ser inspeccionada. 

La distribución de los ascensores examinados según el tipo de puerta de piso y su capacidad se muestra en la Tabla 3.

Del examen de los ascensores en general se puede decir que casi ninguno de ellos fue diseñado e instalado de acuerdo con la norma EN 81-77. En particular, se ha observado que los soportes combinados de chapa no están diseñados especialmente para zonas sísmicas, y muchos de ellos presentan daños estructurales provocados por los efectos de los sismos (Figura 4).

Durante la visita al sitio se observó que los ascensores en los que estaban instalados los sensores sísmicos y contra incendios estaban ubicados únicamente en el edificio del hospital universitario. Luego del terremoto, se observó que los sensores se activaron y realizaron sus tareas. Sin embargo, no se pudo realizar el reinicio del sensor sísmico debido a la falta de organización/competencia del servicio de mantenimiento de ascensores.

Si bien hubo daños en las puertas de piso de los ascensores MRL y sus alrededores durante la visita al hospital realizada después del terremoto de Van, no hubo daños en las puertas de piso de diferentes estilos de trabajo durante las visitas realizadas en Malatya.

Aunque los contrapesos de los ascensores están compuestos de bloques de hormigón, no hubo daños si el contrapeso se desplazaba y caía hasta la parte superior de la cabina del ascensor o bien entre los ascensores observados. Sin embargo, los daños al contrapeso son los más comúnmente observados cuando los bloques de concreto se agrietan, se desplazan dentro de la estructura de acero y las zapatas del contrapeso se dañan (Figura 5).

Los componentes dañados de las instalaciones de ascensores por este terremoto se enumeran a continuación:

• Los contrapesos se salieron de sus rieles y algunos chocaron con los vagones.
• Cables de izado dañados o fuera de sus gavillas
• Soportes de riel rotos o dañados
• Cable del gobernador colgado
• Zapata de guías de rodillos rota o floja
• Cables de compensación fuera de sus ranuras o dañados
• Algunas cajas de ascensores se derrumbaron y los coches quedaron enterrados en el fondo. 

Todos los daños enumerados anteriormente se han observado en ascensores accionados por cable. En el campo sólo se pudieron examinar dos ascensores hidráulicos. Se determinó que estos ascensores funcionaban sin problemas cuando estaban energizados (Figura 6). Durante la investigación tras el terremoto de Van no se observaron daños en los ascensores hidráulicos.

Para garantizar un daño mínimo a los sistemas de ascensores en caso de un terremoto, se deben tomar las siguientes contramedidas:

• Interruptores sísmicos que utilizan energía sísmica para activar funciones útiles.
• Medidas para el contrapeso como soportes de caja, tirantes, alambre cargado eléctricamente con anillo de desplazamiento
• Un carril guía de tamaño adecuado
• Conjunto de guía de rodillos
• Placa de retención
• Marcos estructurales de soporte para edificios aislados sísmicamente.
• Otras medidas de protección, como protectores de cuerda y protectores contra enganches.

3. Discusiones y conclusiones

EN 81-77 especifica las disposiciones especiales y reglas de seguridad para ascensores de pasajeros y mercancías cuando estos ascensores están instalados permanentemente en edificios que cumplen con EN 1998-1 (Eurocódigo 8) y define requisitos adicionales para EN 81-20 y EN 81. -50. 

La norma EN 81-77 comenzó a aplicarse en Türkiye en 2014 después del terremoto de Van en 2011. Los elementos de cálculo y diseño explicados en esta norma no estaban presentes en los ascensores examinados en el campo después del terremoto de Van. Esta norma fue revisada en 2020 y 2022 y entró en vigor en Türkiye.

En los años posteriores al terremoto de Izmir de 1999 y al terremoto de Van de 2011, se esperaba que la norma EN 81-77 se utilizara para los ascensores instalados en zonas con riesgo de terremotos. Sin embargo, lamentablemente, las mismas deficiencias estructurales y la inaplicación de la norma EN 81-77 se encontraron en los ascensores instalados en edificios en la zona sísmica después de los dos terremotos de 2023.

Los ascensores hidráulicos que no tienen contrapeso y son duraderos con su estructura cilíndrica que absorbe las sacudidas pueden utilizarse más convenientemente en edificios de poca altura en regiones sísmicas. 

Referencias

1.AFAD (2018). Türkiye Deprem Tehlike Haritaları İnteraktif Web Uygulaması (Aplicación web interactiva de mapas de peligro sísmico de Türkiye). Presidencia de Gestión de Emergencias y Desastres del Ministerio del Interior de Turquía (AFAD). tdth.afad.gov.tr

2. CEN (2022). Safety rules for the construction and installations of lifts – Particular applications for passenger and goods passenger lifts - Part 77: Lifts subject to seismic conditions. EN 81-77. 

3. Imrak, CE (2012a). Una encuesta sobre el efecto de los terremotos de furgonetas de 2011 en los ascensores. Elevator World 59 (6), 40-45.

4. Imrak, CE (2012b). Los efectos de los terremotos de Van en los ascensores. Ascensores 41 (6), 44-65.

5. Imrak, CE (2013). Una encuesta sobre el efecto de los terremotos de 2011 en Van, Türkiye, en los ascensores. Elevator World India 6 (1), 34-39.

6. İmrak, CE y Çelik, F. (2014). Efecto del terremoto de Van de 2011 en los ascensores. Actas de ELEVCON 2014, París, 114-124.

7. Cuerpo Médico Internacional (2023). Situación de los terremotos en Siria y Turquía Informe #7, 8 de marzo de 2023.

8. Fundación Internacional de Ayuda y Desarrollo de la Media Luna Azul (2023), Terremotos en Kahramanmaraş, Informe de situación n.° 20, 6 de abril de 2023.

9. Ozkirim, M e Imrak, CE (2004). Contramedidas para ascensores en la zona de riesgo sísmico de Estambul. Actas de ELEVCON 2004, Estambul, 18-19.