Escrito por: Briar Goldwyn, Cole Velasquez, Yarelis Gonzales, and Meredith Lochhead
En Puerto Rico, isla localizada en el caribe vulnerable a los huracanes y los terremotos, se estima que más de la mitad de la construcción comercial y residencial está construida de manera informal.1 Mientras que la vivienda informalmente construida provee acceso para individuos de bajo ingreso, no les garantiza la tenencia de tierras. De igual forma, los mismos carecen de la oportunidad o el interés a participar en el proceso de la construcción formal. Este tipo de viviendas puede presentar altos riesgos de seguridad, especialmente en regiones propensas a desastres naturales, como el Caribe.2 Para entender este contexto, nuestro estudio examina y prioriza las modificaciones según los recursos disponibles para reducir la probabilidad del daño y la destrucción de viviendas con estructuras de madera durante futuros vientos huracanados en Puerto Rico.
Llevamos a cabo distintas entrevistas a ingenieros, arquitectos, constructores, y propietarios de casas alrededor de Puerto Rico para crear una lista de las características en el diseño de viviendas y representar las variaciones en el área de la construcción informal en la isla. Empezamos por crear cuatro tipos de casas comunes: tres casas con estructura de madera, incluyendo una de un solo piso con techo a cuatro aguas, otra con techo a dos aguas y una de dos pisos con techo a dos aguas; finalmente una casa de concreto armado con techo a dos aguas. Asumimos que cada techo consiste de cerchas de madera y paneles de metal acanalados, reflejando las prácticas comunes en la construcción. Estudiamos el efecto de cada modificación en el calibre y el tipo de paneles de metal; la distancia entre los tornillos que los sujetan; uniones de correas (alfajías), cerchas, y paredes; la distancia entre las alfajías y las cerchas; el deterioro del material; el refuerzo en las paredes de madera, y el refuerzo en las casa de concreto armado y albañilería.
Imagen: Techo con estructura de madera
Luego, para cada tipo de casa, calculamos la velocidad del viento en la que fallaba el techo. La velocidad del viento es cuantificada usando la misma por un periodo de tres segundos donde se representa la velocidad de viento en que ocurre un fallo en un 50% del tiempo, tomando en consideración el grado de duda en la carga del viento y la capacidad del techo. También, este análisis demuestra cuáles componentes en el techo y en las paredes fallarían primero. Algunos modos de falla causan consecuencias más serias para la estructura y los ocupantes. Por ejemplo, la falla entre la unión de las cerchas y las paredes resulta en la pérdida total del techo, mientras que la falla en los clavos y tornillos de los paneles de metal solo resulta en la pérdida de los paneles.
Nuestros hallazgos revelaron las modificaciones necesarias para techos de madera ya existentes y las recomendaciones para estructuras nuevas en madera. Según los resultados, dimos prioridad a las recomendaciones para reducir fallas severas como ya antes vistas en cada tipo de casa.
Basado en el estudio, primero, recomendamos reforzar las uniones entre las cerchas y las paredes para evitar una falla que resulte en la pérdida del sistema del techo y paredes. Nuestro análisis demuestra que los constructores deben usar anclajes en cada unión entre las cerchas y las paredes, evitar clavar los clavos/tornillos de manera entrecruzada para conectar los mismos, y por último evitar construir la estructura del techo sin conectarla apropiadamente a las paredes, más común en las casas de mampostería.
Segundo, los constructores deben reforzar las uniones entre las correas (alfajías) y las cerchas utilizando anclajes en cada unión, ya que la unión débil entre correas y cerchas fue el primer componente a fallar en estructuras de madera. Si los anclajes no están disponibles, los constructores pueden usar una “abrazadera de madera” (o conexión de “cleat”, con clavos, con un diámetro de 0.2 pulgados, reforzando la unión.
Imagen: "Abrazadera de madera” (conexión de “cleat”)
Por último, los constructores deben reforzar la conexión entre los paneles de metal y el techo, el cual era el modo más predominante en las fallas, pero no es una falla tan seria como la falla de las uniones entre las cerchas y las paredes o entre las correas y las cerchas. La conexión entre los paneles y clavos/tornillos puede ser reforzada al clavarlos con un espacio no más de seis pulgadas en cada correa, al interior y exterior, lo cual mejora el desempeño con cualquier tamaño o tipo de clavo; instalar calibre 26 de paneles de hierro galvanizado acanalados o más gruesos, como calibre 24 si disponible; instalar paneles trapezoidales en vez de paneles acanalados; usar los clavos de paraguas para conectar los paneles a las correas; y remplazar paneles oxidados o pintar los paneles con pintura resistente al óxido. Nuestro análisis dio a luz a recomendaciones para la reconstrucción o construcción de techos nuevos. Los constructores deben reducir el espacio de las correas a 2 pies (0.6 metros) o menos y el espacio de las cerchas a 4 pies (1.2 metros) para mejorar el desempeño del techo. Nuestros resultados indicaron que la carga de viento reducida en un techo a cuatro aguas lleva a una reducción de las cargas totales y mejora el desempeño; constructores deben construir los techos a cuatro aguas en vez de a dos aguas si es posible, aunque reconocemos que los constructores están acostumbrados a la construcción de los techos a dos aguas. Finalmente, el deterioro de la madera reduce el desempeño y, por tanto, cuando sea posible, los propietarios deben reemplazar la madera deteriorada por madera tratada.
Imagen: Techos a dos aguas y a cuatro aguas
Idealmente, todos estos cambios y recomendaciones se realizan para incrementar la seguridad del hogar, pero cada cambio por sí mismo es una mejora. El cambio más fácil a realizar es reducir el espacio entre los clavos/tornillos, ya que solo requiere la instalación de más clavos sin quitar o reemplazar materiales.
En general, basado en las variaciones en la construcción de hogares y los materiales disponibles en las ferreterías en Puerto Rico, los resultados del estudio fueron utilizados para crear recomendaciones viables para modificar las casas y mejorar la seguridad. Hemos estimado que los materiales incluidos en las recomendaciones cuestan desde un mínimo de $5, para disminuir el espacio entre los clavos en los paneles, hasta el máximo de $400-$500 para reemplazar todos los paneles del techo. Esperamos compartir la lista de las recomendaciones priorizadas a las organizaciones comunitarias, los propietarios, y los constructores alrededor de Puerto Rico para así cambiar las percepciones de las prácticas en la construcción segura de hogares, y finalmente, mejorar la seguridad de las viviendas en caso de huracanes.