Hospital Santa Gema en Yurimaguas: Aisladores sísmicos en la selva

El Hospital Santa Gema en Yurimaguas es el primer edificio en la selva que contará con aisladores sísmicos. Posee una distribución de espacios a través de bloques que, en algunos casos, comparten la cimentación y un uso de corredores que permite un correcto funcionamiento del hospital sin interferencias.

El Hospital Santa Gema de Yurimaguas se ubica en el Lote 01 de la Manzana G del Asentamiento Humano Moralillos - Aguamiro I Etapa, en el distrito de Yurimaguas, provincia de Alto Amazonas, departamento de Loreto. Es un terreno parcialmente ocupado, cuya área total es de 24,567 m².

El proyecto, actualmente en construcción, posee un nivel de Categoría II-1, por lo que tendrá capacidad de prestar servicios de atención ambulatoria, hospitalización y emergencia en las especialidades de medicina interna, ginecología y obstetricia, cirugía general y pediatría. También se desarrollarán atenciones obstétricas y neonatales esenciales.

La edificación se plantea independiente respecto de la edificación existente en la parcela y separándose de la línea del canal de desagüe que atraviesa el terreno por la mitad.

Una condicionante del diseño era concentrar la edificación en la menor superficie posible con la finalidad de reducir al máximo la ocupación de la obra en la parcela. Igualmente, era importante no forzar ningún tipo de excavación en el edificio hospitalario para facilitar su funcionamiento, teniendo en cuenta, además, la escasa diferencia topográfica del terreno.

Se consiguió disponer de accesos diferenciados y separados en el nivel +1, por lo que no ha existido la necesidad de proyectar ninguna excavación para pisos por debajo de la rasante, para diferenciar estas entradas.

El edificio se compone de 12 bloques, uno de ellos correspondiente al “Centro Materno Infantil Aguamiro” ya existente en el terreno. Los otros 11 restantes se distribuyen en Bloques 1,2,3 y 4 que conforman la Plataforma del Hospital de dos pisos; Bloques 5,6 y 7 correspondiente a la Torre de Hospitalización de cuatro niveles; Bloque 8A, 8B y 8C de Servicios Generales de dos pisos y Bloque 9 de un nivel destinada a los pacientes con TBC.

 

El Hospital Santa Gema de Yurimaguas se divide en 12 bloques. Algunos bloques comparten la cimentación para evitar juntas mayores entre estructuras. Por ejemplo los bloques 2 y 3 comparten la cimentación al igual que el 5,6 y 7.

 

ARQUITECTURA

Arquitectónicamente, uno de los objetivos en el diseño del proyecto fue conseguir que futuras alteraciones que se produzcan no supongan como resultado un edificio nuevo, sino que la flexibilidad y modularidad de la propuesta, pueda absorber los ajustes necesarios, bien por omisión, modificación y/o ampliación.

Se procuró un diseño donde se puedan desarrollar funcionalmente los diversos componentes del tejido hospitalario, con soluciones de acceso en extremos opuestos y en edificios distintos, lo que facilitará que no se produzcan cruces no deseados entre los distintos usuarios. Se diferencian las circulaciones de pacientes ambulatorios y de la de pacientes internados.

Se optó por una solución tipológica (condicionada por los límites del terreno y por la topografía existente) de carácter lineal. Ejes básicos de circulación horizontal que albergan todos los núcleos de circulación vertical y de instalaciones centralizadas, que sirven de columna vertebral del edificio. Esta solución lineal permite una fácil comprensión del edificio y facilita la protección de vías de evacuación protegidos en caso de emergencia.

El edificio se distribuye en Servicios Generales que tiene dos niveles y cuenta con un acceso independiente. Está situado en la zona Este de la parcela, al Sur del Centro Materno-Infantil Aguamiro. En su primer nivel se encuentran Almacenes, Lavandería, Nutrición y Dieta, Gases Medicinales, Residuos Sólidos y Cisterna. En el piso dos existen dos volúmenes pequeños para las unidades de Mantenimiento y el GLP.

El hospital también tiene un bloque de TBC. Se encuentra en la esquina noreste de la parcela, al lado del Centro Materno-Infantil Aguamiro, aislado del resto de bloques. Es de un solo nivel y posee un acceso independiente.

Asimismo, posee una Torre de Hospitalización. Tiene cuatro pisos de altura y en estos se distribuyen las áreas de Anatomía Patológica, Albergue Materno, Medicina Física y 2 áreas de Farmacia, ubicamos a U.V.I, Neonatología y Hospitalización Pediátrica (11 camas), Hospitalización Ginecológica y Obstétrica; y el cuarto de Hospitalización Quirúrgica y Médica.

Delante de esta Torre se halla la Plataforma del hospital. Posee dos niveles. Está dividido en tres cuerpos con patios intermedios que permiten la entrada de luz y ventilación. En el primer piso están las áreas de Emergencia, Consulta Externa, Diagnóstico por Imagen y Patología Clínica. En el segundo se ubican Confort Médico, Administración, Banco de Sangre, Central Estéril, Administración, Dirección, Informática, Centro Quirúrgico y Centro Obstétrico.

“Este hospital implementa un sistema de hospedaje para familiares dado que muchos pacientes vienen acompañados desde caseríos o pueblos aislados. También cuentan con un equipamiento digital con presencia de telemedicina para realizar un diagnóstico desde cualquier parte del mundo. Todos los ambientes emplean aire acondicionado para el control térmico y generamos un techo con doble cobertura (losa y cobertura metálica) para impermeabilizarlo y así protegerlo de las constantes lluvias”, menciona el arquitecto Eduardo Dextre.

También señala que la presencia de los aisladores sísmicos generó la aparición de juntas sísmicas de 30 cm entre los bloques. “En edificaciones hospitalarias no teníamos la experiencia de trabajar con juntas tan grandes porque lo convencional está en el orden de cinco a 10 centímetros. pero se resolvieron con detalles estándar”, detalla.

Toda esta edificación suma una superficie ocupada en la parcela de 9,200 m², de los cuales, 7,402 m² corresponden a las nuevas edificaciones. El terreno disponible tiene un área de 24,567 m².

Vistas de la entrada principal, del ingreso de emergencia, de la Torre de Hospitalización, del la zona de TBC y de la zona de Servicios Generales. La edificación cuenta en total con 13 deslizadores, ubicados principalmente en la zona de escaleras y pits de ascensores, así como 28 aisladores situados, casi todos, debajo de cada columna de los siete bloques.

INGENIERÍA

Los 11 bloques se levantarán bajo el sistema constructivo tipo pórtico con concreto armado. Siete serán aislados: los bloques 1,2,3,4 de dos pisos y los bloques 5,6 y 7 de cuatro pisos.

Cimentación. Algunos bloques comparten la cimentación para evitar juntas mayores entre estructuras. Por ejemplo, los bloques 2 y 3 comparten la cimentación al igual que el 5,6 y 7. Entre ellos la junta sísmica varía entre 8 a 10 cm pero están separados del perímetro por 45 cm.

Se ha cimentado a una profundidad de 2.75 cm, empleando zapatas conectadas de 60 cm en los bloques de dos pisos y plateas de cimentación de 60 cm en los bloques de cuatro niveles. Dado el tipo de suelo (arcilla orgánica de baja plasticidad) con una capacidad portante de 1.23 kg/cm2, se empleó una resistencia de concreto de fc=280 kg/cm2. Los bloques que comparten la cimentación se separan luego del semisótano aislado.

Estructura. El sistema constructivo empleado es pórtico de concreto armado con resistencia de concreto de fc=245 kg/cm2. En esta edificación las losas se confunden con las vigas. “Por un requerimiento del constructor, las losas deberían encofrarse con las vigas sin dejarlas expuestas. Por ello propusimos losas planas de 45 cm que confunden con las vigas ‘chatas’ de 45 cm de peralte”, detalla el ingeniero Edward Quiroz.

La edificación cuenta en total con 13 deslizadores, ubicados principalmente en la zona de escaleras y pits de ascensores, así como 28 aisladores situados, casi todos, debajo de cada columna de los siete bloques.

AISLACIÓN SÍSMICA

La aislación de edificaciones consiste en colocar una interfase flexible entre el suelo y la estructura de forma que se reduzcan considerablemente las solicitaciones sísmicas a las que ésta estaría sometida. Así, se puede optar por un diseño con un factor de reducción de fuerza sísmica menor y se puede obtener como resultado una edificación que no sufrirá daños y permanecerá totalmente operativa durante y después de un evento sísmico. Las reducidas aceleraciones también protegen a los elementos no estructurales y a los contenidos de la edificación.

Los aisladores son dispositivos que cuentan con una elevada rigidez a cargas verticales, pero son flexibles frente a solicitaciones laterales. Por ende, las fuerzas transmitidas a la estructura por un sismo severo generan desplazamientos del orden de 30 cm en la interfase de aislación, pero derivas menores en la superestructura.

El proyecto “Mejoramiento de los Servicios de Salud del Hospital II-1 Santa Gema de Yurimaguas-Region Loreto” se enfoca en el uso de aisladores elastoméricos, que aprovechan la flexibilidad de un material similar al caucho para conseguir una baja rigidez lateral, pero lo combinan con planchas de acero para elevar la rigidez vertical.

Al realizar un análisis del comportamiento de diferentes tipos de estructuras con aisladores, se comprobó que ciertas estructuras se benefician de la aislación más que otras, siendo la esbeltez y el periodo de vibración los factores más influyentes. Como ventaja adicional a la reducción de las fuerzas, se ha encontrado, por ejemplo, que la aislación concentra la participación modal a solo un modo por cada dirección, reduciendo así, la incertidumbre del comportamiento sísmico.

El estudio Quiroz y Arauco Ingenieros seleccionó una de las estructuras analizadas y la diseñó con el fin de observar las ventajas en el comportamiento estructural y diferencias en los costos. Se observó que el uso de concreto y acero en la superestructura disminuye, pero aumenta en la cimentación. No se estima una reducción importante en costo, sino un incremento por los aisladores. No obstante, estos se notan al cuantificar los costos indirectos como las pólizas de seguros y el costo de cese de operación de una estructura esencial durante una emergencia.

Diseño. En el caso de estructuras sísmicamente aisladas, el enfoque de diseño es diferente porque la transmisión de las fuerzas se reduce sustancialmente y no es necesario el uso de elementos estructurales con una gran capacidad de resistencia ni tampoco de una elevada rigidez como en el diseño convencional.

En este caso, el parámetro a controlar es el gran desplazamiento que se da en el sistema de aislación. Este desplazamiento del sistema de aisladores es la base para el procedimiento de diseño pues los parámetros estructurales como el amortiguamiento equivalente (resultado del incremento que se da en el amortiguamiento estructural por la adición del sistema de aislamiento) y el periodo efectivo dependen de esta variable. Sin embargo, debe encontrase un balance entre la flexibilización de la estructura y la disminución del amortiguamiento equivalente debido al incremento de los desplazamientos en la interfase de aislación.

Sistema de losas y losas. En las edificaciones del proyecto se repartió la carga sobre los aisladores y se usó un sistema de losas y vigas en forma de enmallado entre la estructura y el nivel del sistema de aisladores, de tal forma que los aisladores se encuentren ubicados debajo de cada punto de intersección de la malla.

De esta forma, las cargas provenientes de la estructura se reparten uniformemente sobre la losa y luego éstas se transfieren por medio de las vigas a cada uno de los aisladores, ubicados debajo de cada intersección de la cuadricula que forman las vigas.

La importancia de este sistema también radica en el hecho de que se uniformizan los desplazamientos. Además, fue necesario evaluar en este sistema la separación entre el centro de masa y el de rigidez para evitar que efectos de torsión generen esfuerzos excesivos en los aisladores.

 

 

Jefe de Proyecto: Arq. Eduardo Dextre Morimoto. Arquitectura: Arquitectos José Cotrina Vílchez y Ángel Janampa Jaúregui. Estructuras: Ing. Edward Quiroz Rojas. Sanitarios: Ing. Santos Anyosa Lujan. Mecánica: Ing. Miguel Perez Cerna. Eléctrico: Ing. Carlos García Huayaney. Electrónico: Ing. Jorge Rioja Sipion. Informática: Ing. Adolfo Ascanio. Mecánica de suelos: Manuel Catacora. Metrados y presupuestos: Ing. Teresa Vergaray. Equipamiento médico: Dr. Samuel Torres. Impacto ambiental: Ing. María Aliaga Martínez.

 

Publicado en Ed. 33 revista Proyecta. Lima-Perú.