V Equipo investigador-en su primer-a visrtade inspección yevaluación de riesgosen la zonade escombros.

responsable -Lérida

CDO- y representantes del DepartamentoAdministrativo de Gestión de Riesgo de Desastres (DAGRD), inte_graron una junta técnica que identificó,,notorios problemas es_tructurales'i luego de la falla en una columna estructural a la alturadel cuarto piso. El DAGRD decidió evacuar de forma preventiva alas familias que alli habitaban, al tiempo que se iniciaron laboresde refuerzo para neutral¡zar la falla. El l2 de octubre a las 20:20horas, la Etapa 6 se desplomó en su totalidad segando la vida deun residente, dos vigilantes y nueve obreros que se encontrabanen el lugar.

I I1 de octubre del 20]3 en el barrio El poblado deMedellín, habitantes de la Etapa 6 del edificio Space,ubicado en la carrera 24 D # 1A E-120, reportaron elsonldo de Io que parecía una explosión cientro de laedificación. El mismo dÍa, ingenieros de la constructora

Con el objetivo de explicar el colapso del edificio Space yluego de evacuar los edificios Asensi y Continental, tambiénconstruidos por Lérida CDo, la Alcaldía de Medellin solicitó a iaFacultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes realizar losestudios, evaluaciones, diagnósticos y recomendaciones perti-nentes, en cuatro fases: 'l ) Elaboración de un concepto técnicosobre el edificio Space en re ación con el cumpiimiento o no deias normas técnicas legales apilcables a los procesos de diseñoy construcción de a c,me-tación, estructura y elementos no_estructurales. 2) E ¿cora: o- ie un concepto, respaldado porexpertos internac:-::) s3a:e a conceptualización general delproyecto, las or.-: :, =. :-..:rencias y problemas que presentó ala luz del es-¿l: t= ::= l: .clocimiento y de la práctica mun-dial ap ica: = 3) r., -:.:- de los estudios técnicos de detallereqJ.' ll: :.'. _-- _=:._a, sobre las causas más probables del

colapso de la Etapa 6 del edificio Space.4) Realización de los estu-dios, evaluaciones, diagnósticos y recomendaciones en relacióncon las edificaciones Continental Towers y Asensi para las cualesla Alcaldía requirió un concepto técnico para efectos de toma dedecisiones relacionadas con la seguridad y funcionalidad de las

mismas.

Concepción estnuctural de la edificaciónEl conjunto residencial Space fue gerenciado y construido porla constructora Lérida CDO, y el ingeniero calculista fue JorgeAristizábal Ochoa. La construcción se llevó a cabo durante seisetapas diferentes entre el 2006 y el 2012, aunque la licencia deurbanismo se obtuvo para un solo edificio. Dichas etapas fuerondiseñadas de manera escalonada

-cada una superaba en altura

a la anterlor- y la Etapa 6, iniciada en marzo del 20'l l, fue entre-gada a,sus propietarios en abril del 20i 3. La Etapa 6 medía 73.8 mde altura y tenía veintitrés pisos y cuatro sótanos (dos niveles deparqueo y dos niveles de zonasocial).

Evaluación según las nor.mastécnicas legales aplicablesPara esclarecer los hechos ocurridos en el edificio Space, lo pri-mero que el equipo de la Facultad de Ingenieria de Los Andesdebió determinar fue si este cumplía con los Iineamientos esta-blecidos por las Normas Colombianas de Diseño y ConstrucciónSismo-Resistente NSR-981, para lo cual se analizaron los planosrelacionados con el diseño arquitectónico hechos por LaureanoForero, el diseño estructural del lngeniero Jorge Aristizábal y elestudio de suelos, de la firma BernardoVieco, entre muchos otrosdocumentos, e información suministrada para este estudio por la

AlcaldÍa de Medellín.Se detectó una primera anomalía relaclonada con los planos

estructurales y las memorias de cálculosa, pues estos no cumplíancon la información mÍnima requerida para verificar el cumpli-miento a cabalidad de la NSR-98. De allíque solo 302 literales (58a/o) de 523 pudieron ser verificados.

Adicionalmente, los investigadores encontraron inconsisten-cias relacionadas con la clasificación del sistema estructural deSpace. Según la norma,'toda edificación o cualquier parte deella debe quedar clasificada dentro de uno de los cuatro sistemasestructurales de resistencia sísmica'l En las memorias de cálculosque reposan en la Curaduría N." 2 entregadas en el 2005, Spacefue clasificado como un sistema DUAL. En contraste, en el repor-te entregado en el 2013 después del colapso, se establece queel edificio corresponde al sistema Muros de Carga. El osetivo deestos sistemas es distribuir las cargas de la edificación ante un

con estación robótica.

eventual sismo, pero los cálculos de resistencia realizados por la

Universidad determinaron que la estructura no cumplia con losestándares de ninguno de los dos sistemas. Los ingenieros pu-dieron establecer también que los métodos de análisis sísmicousados por el calculista en el momento del diseño tampoco eranaplicables según Ia NSR-98.

Con la información disponible se construyó un modelo tridi-mensional para analizar el comportamiento de las cargas gravita-cionales y las cargas sísmicas horizontales. Se evaluó la calidad delos materiales estructurales principales de acuerdo con la especi-ficación del diseñador, con los resultados de ensayos de controlrealizados durante el proceso constructivo y con los resultados deensayos hechos por la Universidad.

1 El objetivo de la NSB-98 es "pnotegen vidas humanas ante eventos sÍsmicos". Se toma como refenencia la NSB-SB y no la NSB-1 O

-que se aplica actualmente- dado que regía en el momento de inicio de la constnucción de la obna en el 2006.2 Las memorias que neposan en la Cunaduría Urbana N.'2 presentan información inconsistente con respecto a la memoria que fue

entregada en diciembne, justo después del colapso, por el ingeniero Ar.istizábal tnas solic¡tud de la Alcaldía de Medellín.

Del análisis de la información recopilada, los resultados delmodelo computacional y la evaluación de la calidad de los mate-riales, se concluyó que en el edifico Space:

. No todas las muestras de concreto y acero cumplieron con losrequerimientos de resistencia mínima a la compresión y a la

fluencia de las barras, respectivamente.. Las losas o pisos eran susceptibles de deflexiones

-deforma-ciones- verticales por encima de los máximos permitidos.. Las cargas que debian soportar los elementos estructurales

eran superiores a las correspondientes capacidades o resis-tencias de diseño de los elementos. En otras palabras, el di-seño estructural planteado para el edificio Space no cumplíacon los requisitos mínimos de capacidad de carga y, por lotanto, de seguridad establecidos.

. La estructura del edificio era susceptible de altas deforma-ciones horizontales ante cargas sísmicas. Esto implica que sunivel de seguridad frente a terremotos no cumplía con lo exi-gido por la NSR-98.

. EI diseño estructural de las pilas de cimentación que sostenianel edificio no cumplía con los requisitos mínimos exigidos porla norma para soportar las cargas gravitacionales y sísmicas.

.4. Verificación dedeflexiones en losasy vigas mediantedistanciómetroy nivel lásen.

. De los estudios geotécnicos se estableció que los sondeospara la caracterización del suelo no cumplían con Ia profundi-dad establecida por la norma.

. El edificio no cumplió con especificaciones de salldas de eva-cuación y protección contra el fuego en algunas zonas.

Finalmente, el informe en esta primera etapa reza que'ton-siderando que los graves incumplimientos en los requisitos bá-sicos de la norma NSR-98 y el colapso de la Etapa 6

-sumadoa la demolición de la Etapa 5 en febrero del2014- modificaronsustancialmente la conceptualización orlginal del edificio, elimi-nando elementos estructurales fundamentales que permitierangaranfizar la estabilidad de la estructura en su conjunto o paracualquier parte de ella, se concluye que de mantenerse en pie lasetapas I a 4, estas presentarían un alto riesgo de colapso'i

Causas más pnobablesdel colapso de la Etapa 6Para establecer las causas más probables del colapso, los inves-tigadores descartaron hipótesis sobre posibles eventos externostales como sismos, deslizamientos, explosiones o incendios in-ternos y sobrecargas extraordinarias en la edificación, diferentes

^L Ensayos decaractenización delconcreto estnuctunal.lmagen supenior,ensayos de compr.esiónde núcleos. lmageninferior, ensayosde canbonatación.

a las establecidas en el análisis de las condiciones estructuralesmismas del edificio.

5e identificó que el edificio presentó diversas evidencias deproblemas y patologías estructurales internas en los meses y díasprevios al colapso: i) Fisuras y separaclones en los muros divisoriosinternos en varios de los apartamentos de la Etapa 6. ii) Deflexio-nes verticales excesivas en las placas de entrepiso que generaronsobrecargas en los muros divisorios de mampostería y necesidadde realizar rellenos de piso, y por lo tanto, altas sobrecargas paralograr la nivelación requerida para la instalación de los termina-dos de piso. iii) Falla estructural por compresión en la columnadel eje R3 en el nivel 5 reportada en febrero del 2013. iv) Falla

estructural por compresión en la columna del eje 53 en el nivel4 reportada el '1 1 de octubre del 20l3. v) Fisuras en las columnasdel eje T registradas en informe técnico de auditoría de calidad,del orden de 3 mm desde el piso 5 al 19.

L Medición dedesplazamientosverticales y honizontalesen columna fallada 53.

El edificio también sufrió asentamientos totales y diferencialesque estaban por encima de los valores admisibles establecidospor la normativa vigente. La información disponible indica queen las columnas Q3, R3, 53, 55 de la Etapa 6 se registraron asen-tamientos totales que superaron los máximos admisibles, mien-tras que en las columnas R3, 53 y 55 se registraron asentamientosdiferenciales por encima de los valores máximos admitidos. Loanterior, según los investigadores, pudo obedecer a un dimensio-namiento deficiente de la cimentación en combinación con losproblemas presentados durante la construcción de las pilas decimentación, que indican que al menos una de las pilas no que-dó construida con las especificaciones establecidas en el diseño(profundldad y diámetro de la base).

.L Repnesentación esquemáticadel pnoceso constnuct¡vo delos pilares de cimentación.

La evaluación de las condiciones estructurales del edificio per-mitió concluir que la causa principal del colapso estuvo asociadaa una clara deficiencia en el dimensionamiento y diseño de loselementos estructurales principales, lo que generó una falta decapacidad estructural en los mismos ante las cargas gravitaciona-les impuestas. La falta de capacidad, a su vez, estaba asociada a las

dimensiones de los elementos de acuerdo con las propiedadesde los materiales y con el acero de refuerzo interno especificado.

De igual manera, el edificlo presentaba una deficiencia en eldimensionamiento de los elementos estructurales de entrepi-so (vigas y placa), por lo cual se presentó una redistribución decargas a elementos no-estructurales, como muros divisorios enmampostería, lo que generó una sobrecarga considerable porcuenta de los rellenos requeridos para la nivelación de loJ pisos.Los altos niveles de sobreesfuerzo en elementos ertócturalesprincipales, como las columnas, ocasionaron probl/mas de de-formación excesiva y flujo plástico, que a su vez c{usaron redis-tribuciones internas de fuerzas que llevaron finalm\nte a la fallaestructural de los elementos críticos. \

Según el informe, una secuencia probable para.el colapso deledificio es la sigulente: en la fase final de construcc¡ón, y antes quese presentaran los asentamientos diferenciales registrados, la co-lumna crítica del edificio correspondía a la del eje R3 en el nivel 5,que fue prec¡samente la columna que evidenció falla estructural enfebrero del 2013. Posteriormente, los asentamientos diferencialesreportados generaron una redistribución interna de cargas en loselementos estructurales principales que llevaron a que la columnacrítica del edificio, al considerar los asentamientos diferenciales re-gistrados, fuera la columna del eje 53, la que precisamente presentófalla estructural el 1 I de octubre del 2013. Ante los excesivos asen-tamientos diferenciales presentados luego de la falla, se ocasionóuna redlstribución importante de cargas a los muros divlsorlos enmampostería los cuales jugaban un papel fundamental para evitarel colapso del edificio en el mismo ¡nstante en que se generó la fallaestructural de la columna del eje 53.

.¿\ Evidencia de la fallade la columna B3en febreno del 2O'l 3.

.L Falla estructunal de lacolumna S3 a la altura

:: #H'rÍ."r":,?3i;1"

Por último, según el concepto de los investigadores, el deto-nante final del colapso de la edificación ocurrido el 12 de octubredel 2013 pudo ser alguno de los siguientes:. Los efectos de la redistribución progresiva de cargas debido

a los asentamlentos diferenciales registrados en las columnasde la Etapa 6.

. Los efectos de la redistribución progresiva de cargas y las altasexcentricidades generadas por el movimiento de la estructuradurante la falla de la columna 53 en el piso 4, que generó unafalla progresiva en los muros de mampostería con lo cual la

estructura perdió su capacidad total de carga.

. Los trabajos hechos en la noche del 1 1 de octubre gracias a

los cuales, de acuerdo con los reportes de los residentes y el

material filmico disponible, se intervendría la columna fallada

Las evaluaciones analíticasde confiabilidad estructunal indicanque la pnobabilidad de falla deledificio, en las condiciones en quese encontraba al final de la fase deconstrucción, ena cencana al 1OO %.

mediante la instalación de elementos de refuerzo metálicos,puntales de soporte y otras actividades que no están docu-mentadas.

La eventual instalación de puntales de soporte en la zona defalla de la columna sin generar la suficiente continuidad hasta

el nivel de cimentación, Io cual pudo haber ocasionado unaredistribrución de cargas interna que sirvió como detonantefinal del colapso al producir la falla súbita de otros elementoscomo muros divisorios de mamposteria que estaban sopor-tando altas cargas o de las vigas principales del edificio.

La eventual elimlnación de muros de mampostería adyacen-tes o cercanos a la columna fallada en el eje 53 para realizar

los trabajos de intervención, considerando que dichos murospudieron estar ejerciendo dos funciones estructurales princi-pales como son el confinamiento mismo de la columna falla-

da para evitar su desplazamiento vertical progresivo ante la

falla de la misma y la toma de carga directa ante la deficienciaestructural de la columna fallada.

Las evaluaciones analíticas de confiabilidad estructural indi-can que la probabilldad de falla del edificio en las condicionesen que se encontraba al final de la fase de construcción, aun sin

considerar la ocurrencia de asentamientos diferenciales o fallas

en las columnas, era cercana al 100 0/0. Tamblén se encontró que,

de haberse dimensionado adecuadamente las columnas del edi-ficio, de acuerdo con la normativa vigente, la probabilidad de fallade la columna crítica del edificio habría sido muy baja (inferior

al 0.1 o/o), aun considerando la ocurrencia de los asentamientosdlferenclales registrados.

Por último y a juicio de los especialistas y expertos de la Fa-

cultad de Ingeniería de la Universidad de los Andes, de habersediseñado cumpliendo la totalidad de los requisitos aplicables dela Ley 400 de 1997 y sus decretos reglametarios (NSR-98), la es-

tructura del edificio Space no habría presentado el colapso en las

condiciones impuestas. r

La lngenienía For-ensepaso a pasoEsta disciplina ha permitido establecer las causas de colapsos como el delas Tonres Gemelas en Nueva York en el 2OO1 , del Tacoma Bridge en 1 g4O,ambos en Estados Unidos, y del edificio Space en Medellín en el 2O13.

sicomo los médicos forenses formulan hipótesis sobrelas causas de la muerte de una persona, los ingenierospueden reconstruir con algún grado de certeza quéocasionó una falla de un sistema o una estructura o si

esta cumple con el servicio para el cual fue diseñada.El ingeniero Juan Francisco Correal, director del Departamen-

to de Ingeniería Civily Ambiental de la Universidad de los Andesy coordinador de la investigación sobre el desplome del edificioSpace, explica que el trabajo comienza por recopilar la informa-ción del sistema o de la estructura. Incluye datos como estudiosprevios de diseño, memorias de cálculo, planos de diseño y deconstrucción y registros de calidad de los materiales usados.

Después, se modelan numéricamente en el computador las

condiciones en que estaba el edificio o sistema antes de colapsarEntre otras variables, se tiene en cuenta información relacionadacon la geometría, secciones de vigas y columnas, condicionesde apoyo, diafragmas y elementos no-estructurales. Simultánea-mente, se hace, un estudio experimental sobre las propiedadesde los materiales y el suelo de la construcción.

Una vez se tiene el modelo de geometría y materiales, losinvestigadores empiezan a poner cargas supuestas y a formularhipótesis sobre lo ocurrido. El modelo del computador ayuda a

determinar las me.jores hipótesis o causas de la falla, pues, comoenfatiza el ingeniero Correal, difícilmente pueden concluir conabsoluta certeza porque siempre hay un grado de incertidum-

bre. Agrega que para interpretar los datos se requiere conoci-miento especializado e interdisciplinario, porque las fallas pue-den obedecer a razones geotécnicas, de estructura, de diseño, deconstrucción y de materiales, entre otras.

Lo importante, enfatiza el académico, es aprender de loserrores para extraer recomendaciones tendientes a implementarcambios en normativas, en diseños, en construcciones, en man-tenimlentos o lncluso en procedimientos.

Monteros denivelación delosas aligeradoscon poliestinenoexpandidoencontrados en lazona de escombros.

Toma de muestrasde aceno denefuenzo en la zonade escombnos dela Etapa 6.

Algunos casosEn un evento como el colapso de las Torres Gemelas en NuevaYork, ocurrido el 11 de septiembre de 2001, los investigadoresmodelaron los dos edificios con su geometria y los materiales re_colectados en el sitio del siniestro y formularon hipótesis de lascausas de su desplome. Entre ellas, estaban la ruptura de múlti_ples columnas por el choque de los aviones y la destrucción delos recubrimientos de los entrepisos por efecto del fuego causa-do por el combustible de alto poder calorífico.

Algo similar hicieron para estudiar las causas de la caídadel puente Tacoma Bridge en Estados Unidos, sucedida el 7de noviembre de 1940 poco después de su inauguración porefecto de los fuertes vientos. y también en el colapso del NewWorld Hotel en Singapur, el l5 de marzo de 19g6. lgual queSpace, ese edificio se derrumbó por fallas estructurales y causó33 muertos.

Para los estudios de Ingeniería Forense, la Facultad de In_geniería de Los Andes cuenta con el Laboratorio Integrado delngenieria Civil y Ambiental, er cuar está certificado para rearizarnumerosos ensayos. Esto significa que tiene un control de calidaddel proceso, que la certeza de los resultados de las pruebas es altay que la variabilldad va a ser la menor posible.

El análisis de SpaceEl análisis forense del edificio Space se sustentó en la informaciónoriginal del proyecto, conformada principalmente por planosa rqu itectónicos, pla nos estructu ra les i nicia les, planos arq u itectó_nicos y estructurales modificados para la Etapa 6 y estudios desuelos, en las versiones más actualizadas disponibles, proporclo_nados por la Alcaldía de Medellin.También tuvleron en cuenta loscambios de d jseño ocurridos durante la construcción, que fueronaprobados por el ingeniero diseñador y adoptados por el cons_tructor de la estructura.

Los investigadores partieron de la base de que Space era unedificio de concreto estructural con algunos muros estructuralesen mampostería reforzada y muros divisorios en mamposteriaque no hacían parte del sistema principal ante cargas grav¡tacio_nales y sísmicas. Estaba conformado por se¡s torres, pero, al noexistir juntas de expansión o aislamiento entre ellas, estructural-mente const¡tuian una sola edificación continua

El estudio incluyó elementos como verificación y propieda_des del acero de refuerzo, toma de muestras y propiedades delconcreto y de piezas muretes de mamposteria, trabajos en geo_mática y reconocimiento geológico y geotécnico acompañadode pruebas de laboratorio.

Los pasos principales de la reconstrucción forense fueron:I Para verificar la calidad del acero de refuerzo se basaron en

la norma NTC-2289. Seleccionaron puntos de chequeo encolumnas y vigas e hicieron ensayos con un equipo HILTI 1.Ferroscan FS10, en los que determinaron la ubicación delrefuerzo principal y su disposiclón interna, así como losdiámetros de las barras y espesores promedio del recubri-miento.

Para determinar la calidad del concreto y de los agregados uti-lizados, la densidad y la resistencia a la compresión, tomaronmuestras de núcleos del material usado en la obra, las com-pararon con los documentos existentes y las ensayaron en ellaboratorlo. Los ensayos de compresión se hicieron con la nor-ma NTC-3658.

Analizaron las propiedades de la mamposteria según los do-cumentos de la constructora.Tomaron muestra de muretes ytas sometieron a ensayo a compresión según la norma NTC-

3495.

Verificaron las alturas de los entrepisos en diferentes nivelesde la estructura, asícomo las deflexiones de vigas en los sóta-nos de las etapas I a 4.

Hicieron trabajos en geomática para obtener una evaluaciónespacial sobre la ubicación de los principales elementos del

edificio Space y de su zona aledaña. Estos trabajos incluyerontres actividades princlpales:

Determinación de la verticalidad y horizontalidad del edificiopara conocer el desplazamiento de las columnas y losas des-pués del colapso de la Etapa 6 y para comparar los resultadoscon respecto a su estado original. Para obtener medicionesexactas de las diferentes juntas, placas y columnas se usó unaestación robótica y se complementó con un GPS de alta pre-cisión para georreferenciar las mediciones.

Curvas de nlvel del terreno y modelo digital del entorno para es-

tablecer las condlciones geotécnicas de Space y sus alrededores.

Video de inspección de estructuras no accesibles debido al

debilitamiento de la estructura o por riesgo para las personas.

El reconocimiento geológico y geotécnlco pretendía estable-cer un modelo que soportara el diagnóstico de las causas delcolapso. Tuvieron en cuenta mapas geológicos regionales ylocales, así como el informe de Microzonificación Sísmica delos municipios antioqueños de Barbosa, Copacabana, Saba-neta, La Estrella, Caldas y Envigado. También consultaronfotografias aéreas de 1970 para establecer las característicasfisiográficas y topográficas del área antes de Ia construcciónde Space. En el reconocimiento de campo estuvieron acom-pañados por geólogos de la AlcaldÍa de Medellín. r

A Canade los suelosde la zona.

<( Ensayos delaboratorio enpnesencia defamilias afectadas,asegunadoras yrepresentantesde Lérida CDO.

2.

3.