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UNIVERSIDAD NACIONAL “PEDRO RUIZ GALLO” FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

“VULNERABILIDAD SÍSMICA EN EL DISTRITO DE CIUDAD ETEN APLICANDO ÍNDICES DE VULNERABILIDAD (BENEDETTI - PETRINI)” TESIS DE GRADO PARA OPTAR EL TITULO DE INGENIERO CIVIL

PRESENTADO POR: BACH. HUGO TEOBALDO NANFUÑAY GASTULO BACH. EBER SANTISTEBAN VALDERA

PRATOCINADOR: M. SC. ING. RICARDO ANTONIO SOSA SANDOVAL

LAMBAYEQUE – PERÚ – 2015

DEDICATORIAS

A mi madre María Magdalena, por ser la principal motivadora de mi tesis. A mi padre José Teobaldo, que es mi ejemplo a seguir por su rectitud y bondad. A mi hermano Edwin por su aprecio y cariño. Son ustedes el tesoro más grande que tengo. Son el cimiento donde descansan mis sueños y alegrías.

A mis familiares que no se encuentran hoy conmigo, pero que los llevo siempre en mi mente y en mi corazón. Abuelito Marcelino, Tío Felix y Tía Luisa! Sé que desde donde están me cuidan y me protegen.

Hugo T. Nanfuñay Gastulo i

Esta tesis se la dedico a mi Dios, quién supo guiarme en todo momento por el buen camino, darme fuerzas para seguir adelante y no desmayar en los problemas que se presentaban, enseñándome a encarar las adversidades sin perder nunca la dignidad ni desfallecer en el intento.

A mis padres Felix y Maximina; quienes me dieron la vida, el apoyo, consejos y amor incondicional, para alcanzar unos de mis objetivos, siendo este proyecto una manera de responder a toda la paciencia y confianza durante mis años de estudios.

Percy, Norma, Celia, Dora y José David mis hermanos Pilares fundamental en mi vida, con mucho amor y cariño, les dedico todo mi esfuerzo, en reconocimiento a todo el sacrificio puesto para que yo pueda estudiar, se merecen esto y mucho más.

A mis tíos Máximo y María Irene por el gran cariño y apoyo hacia mi persona, por sus concejos, sus palabras de aliento, que fueron de gran ayuda para poder realizar este proyecto; se les quiere mucho.

Eber Santisteban Valdera ii

AGRADECIMIENTOS En estas líneas me gustaría agradecer a todas las personas que formaron parte de mi formación profesional y personal, así como todas aquellas que hicieron posible la realización del presente proyecto de tesis.

En primer lugar agradecer a Dios por permitirme llegar hasta este punto de mi carrera profesional con salud y en compañía de mis seres queridos.

A mis padres, por su infinito amor, su trabajo y sacrificio, gracias por sus consejos, y su apoyo incondicional .La culminación de esta tesis es el fruto de todo lo que me han brindado. A mi hermano Raúl, por su aprecio y cariño, con su carisma y compañía ha hecho más llevadera mi carrera profesional al igual que la realización de mi proyecto de tesis. Espero ser el ejemplo que te motive a cumplir tus proyectos personales. A mi familia en general por siempre estar pendientes de mí, gracias por compartir conmigo buenos y malos momentos.

A mi compañero de tesis Eber Sanstisteban, por su esfuerzo y lucha para lograr nuestra meta propuesta.

A los funcionarios de la municipalidad distrital de Ciudad Eten por la facilidad prestada y la información brindada para la posible elaboración del proyecto de tesis.

Al Ing. Carlos Ramos Chimpen por ser el que nos motivó a la realización de nuestro trabajo de investigación, Al Ing. Ricardo Sosa Sandoval nuestro asesor de tesis, por su predisposición a apoyarnos; sin su asesoría no hubiera sido posible la culminación de nuestro proyecto. A mis amigos de universidad con los cuales he compartido a 5 años de vida universitaria, son incontables los buenos momentos que he pasado con ustedes, así de incontables las amanecidas realizadas. A mis amigos de siempre, de toda la vida, este momento de felicidad y orgullo lo comparto con ustedes.

Hugo T. Nanfuñay Gastulo iii

El presente trabajo de tesis primeramente me gustaría agradecerte a ti Dios por bendecirme para llegar hasta donde he llegado, porque hiciste realidad este sueño anhelado.

A mis padres Felix y Maximina, los cuales se han preocupados en mí en todo momento, por los valores que me han inculcado. Ellos son los que me han impulsado a seguir adelante, son siempre lo más importante para mí.

A mis hermanos Percy, Norma, Celia, Dora y José David, que de una u otra manera son la razón por la cual vi en este punto de mi vida, a puertas del título profesional tan anhelado.

A mis tíos Máximo y María Irene por el gran aprecio y cariño, por sus palabras de aliento, son las personas a quien les debo mi confianza y la fortaleza que tengo para seguir adelante a pesar de las adversidades.

A mis primos Rogger, Erasmo y Jorge mas que un primo ha sido un hermano siempre brindándome sus palabras de aliento, escuchando y aconsejando en todo momento.

A mi gran amigo Hugo Nanfuñay Gastulo, mi compañero de tesis. Hemos pasado los últimos meses dedicados a este proyecto, mi profunda gratitud, por su responsabilidad, y empeño durante todo el proceso así como su perseverancia, sin él no hubiera sido posible realizarlo. Gracias por tu amistad y compromiso.

Al ingeniero Carlos Jorge Ramos Chimpen, quien nos involucró en el tema de vulnerabilidad sísmica y nos incentivó a realizar esta investigación.

A nuestro asesor el ingeniero M. Sc. Ricardo Antonio Sosa Sandoval, por su apoyo brindado y buena disposición, en la revisión del proyecto, gracias a ello pudimos culminar el presente proyecto de manera satisfactoria. A todos ellos les expreso mi agradecimiento y que Dios los ilumine siempre…

Eber Santisteban Valdera iv

RESUMEN El presente trabajo de investigación evalúa la vulnerabilidad sísmica de las viviendas ubicadas en el distrito de Ciudad Eten, a fin de implementar medidas que permitan reducir la vulnerabilidad y contribuir de esta forma a mejorar el desarrollo sostenible de la población.

Las ciudades que se encuentran en zonas de amenazas sísmicas media y alta han crecido de una forma incontrolable, aumentando el riesgo de sufrir grandes pérdidas en vidas humanas y materiales como consecuencia de un evento sísmico o terremoto. Acompañado todo esto de una falta de criterios sísmicos en las estructuras antiguas, un mal control en las construcciones nuevas, mantenimiento deficiente en las existentes y problemas de estructuración Sísmica en las edificaciones. Los desastres naturales presentados en todo el mundo, dejan evidencia que los Programas de prevención y mitigación de desastres no se han aplicado correctamente, más por indiferencia qué por falta de recursos. La determinación del riesgo sísmico en una zona urbana es una herramienta muy útil para la planificación urbana.

El Distrito de Ciudad Eten no se encuentra exenta de estos problemas, debido a que no existen estudios que evidencien el estado de las estructuras. Es por eso, que surge la necesidad de hallar la vulnerabilidad sísmica del Distrito de Ciudad Eten, y para ello se utilizó el método del Índice de Vulnerabilidad de Benedetti y Petrini.

Los resultados finales de este trabajo de investigación, muestran que un gran número de estructuras presentan diferentes problemas, tanto arquitectónicos y estructurales, asociados, en un gran porcentaje, a la antigüedad de sus estructuras (con más de 30 años de construidas), las cuales no cuentan con una norma sismorresistente.

Pero el gran problema, es que hay estructuras, relativamente nuevas, con problemas de este tipo, el cual nos da entender que hay falta de control por las entidades correspondientes. Esto hace, que el método del índice de vulnerabilidad sea la más adecuada para el estudio, no solo por su trayectoria con buenos resultados en el mundo, sino también, porque son relativamente más económicas con respecto a otras metodologías. v

No obstante, los autores se han extendido hasta la evaluación de escenarios de daños, para dar una idea sobre las consecuencias que le traerían a nuestra ciudad, tras sismos de distintas intensidades, tomadas como patrón. Esta última parte es solo referencial que evalúa el riesgo sísmico del cercado de Chiclayo, asumiendo que las características son similares en todo el distrito, una hipótesis que debe ser comprobada en adelante.

Este aporte constituye, por lo tanto, el punto de partida para líneas futuras.

vi

ÍNDICE GENERAL

DEDICATORIA

i

AGRADECIMIENTO

iii

RESUMEN

v

1. CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

1

1.1 1.2 1.3 1.4

1.5 1.6 1.7

Introducción. Situación Problemática. Hipótesis. Objetivo. 1.4.1 Objetivo General. 1.4.2 Objetivos Específicos. Área de Estudios. Motivación de la Investigación. Contenido del Proyecto.

2. CAPÍTULO II: ASPECTOS GENERALES DE LA VULNERABILIDAD SISMICA 2.1 2.2

2.3

2.4

2.5 2.6 2.7 2.8

Introducción. Clases de Vulnerabilidad Sísmica. 2.2.1 Vulnerabilidad Estructural. 2.2.2 Vulnerabilidad No Estructural. 2.2.3 Vulnerabilidad Funcional. Características Generales del Distrito de Ciudad Eten. 2.3.1 Ubicación. 2.3.2 Creación. 2.3.3 Superficie. 2.3.4 Relieve. 2.3.5 Clima. 2.3.6 Recursos Naturales. 2.3.7 Población. Fundamentos de Sismología. 2.4.1 Introducción. 2.4.2 Estructura interna de la Tierra. 2.4.3 Ondas Sísmicas. 2.4.4 Sismos. 2.4.5 Placas Tectónicas. 2.4.6 Cinturón de Fuego del Pacífico. Distribución de los Sismos sobre la Tierra. Sismicidad en el Perú. Sismicidad Regional. Comportamiento Sísmico de Edificaciones. 2.8.1 Edificaciones de Adobe. 2.8.2 Edificaciones con Muros de Albañilería y Techos Rígidos. 2.8.3 Edificaciones de Concreto Armado.

2 4 4 4 4 4 5 5 5 7 8 8 8 9 10 10 10 12 12 12 12 12 12 13 13 14 17 20 26 29 31 31 35 39 40 46 51 vii

2.8.4

Defectos que inciden en el comportamiento inadecuado de las construcciones.

54

3. CAPÍTULO III: METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA 58 3.1 3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7 3.8

Introducción. Aspectos que afectan la Vulnerabilidad Sísmica. 3.2.1 Aspectos Geométricos. 3.2.2 Aspectos Constructivos. 3.2.3 Aspectos Estructurales. Metodologías para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica. 3.3.1 Métodos Analíticos. 3.3.2 Métodos Subjetivos. Ventajas y Limitaciones de los Límites Analizados. 3.4.1 Método ATC-14. 3.4.2 Método NAVFAC. 3.4.3 Método Japonés. 3.4.4 Método Venezolano. 3.4.5 Método FEMA – 178. 3.4.6 Método del I.S.T.C. 3.4.7 Metodología propuesta por Hurtado y Cardona. 3.4.8 Método de AIS. 3.4.9 Método del Índice de Vulnerabilidad. Metodología escogida para el estudio de tesis realizado. 3.5.1 Información necesaria. 3.5.2 Facilidad para ser Aplicada. 3.5.3 Credibilidad de la Metodología. Metodología Desarrollada para la evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica en Edificaciones del Distrito de Ciudad Eten. 3.6.1 Método del Índice de Vulnerabilidad (Benedetti – Petrini). 3.6.2 Índice de Vulnerabilidad para Estructuras de Mampostería. 3.6.3 Funciones de Vulnerabilidad para Estructuras de Mampostería. 3.6.4 Índice de Vulnerabilidad para Estructuras de Concreto Armado. Adaptación del Índice de Vulnerabilidad. 3.7.1 Parámetros planteados para utilizar el método. Descripción y Clases de los Parámetros del Método del Índice de Vulnerabilidad.

4. CAPÍTULO IV: SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7

Introducción. Definición de SIG. Objetivos del SIG. Importancia del SIG. Componentes de SiG. Como trabaja un SIG. Conceptos Generales de los Datos Geográficos. 4.7.1 Coordenadas Geográficas. 4.7.2 Coordenadas UTM. 4.7.3 Proyección de mapas.

59 60 61 62 62 64 65 67 69 70 70 71 71 72 73 73 74 74 75 75 76 76 77 77 78 81 85 87 87 89 112 113 114 115 115 115 117 118 118 119 120 viii

4.8 4.9 4.10 4.11 4.12

Aplicaciones en el Análisis de Vulnerabilidad. Organización de la Información en un SIG. Formas de Almacenamiento. Elementos Geométricos. ARC GIS. 4.12.1 Arc Map. 4.12.2 Arc Catalog. 4.12.3 Arc Toolbox. 4.12.4 Trabajando con las tres partes.

5. CAPÍTULO V: EVALUACIÓN DE ESCENARIO DE DAÑOS EN EL DIST. DE CIUDAD ETEN 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

Introducción. Cálculo del Índice de Vulnerabilidad. Resultados de los 11 parámetros por Clase y Tipología Estructural. Resultados del Índice de Vulnerabilidad. Resumen de los Resultados del Índices de Vulnerabilidad. Análisis de los Resultados del Índices de Vulnerabilidad.

121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 131 135 168 170 172

6. CAPÍTULO VI: CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN 6.1 Conclusiones a la metodología empleada para evaluar la vulnerabilidad sísmica. 6.2 Conclusiones referentes a los resultados obtenidos. 6.3 Recomendaciones y futuras líneas de investigación.

174 175 175 177

7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

181

8. ANEXO A: CÁLCULO DEL ÍNDICE DE DAÑO DEL DIST. DE CIUDAD ETEN

185

9. ANEXO B: SISMOS NOTABLES EN EL PERÚ

200

10.ANEXO C: FICHAS DE EVALUACIÓN SÍSMICA

211

11.ANEXO D: RESULTADOS DEL ESTUDIO DE VULNERABILIDAD SÍSMICA

265

12.ANEXO E: ESTUDIO DE SUELOS DEL DISTRITO DE CIUDAD ETEN

314

13.ANEXO F : PLANOS

352

ix

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN

Pág. 1

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

1 INTRODUCCIÓN 1.1 INTRODUCCIÓN

La superficie de la tierra está en permanente transformación. Las 12 placas que la conforman, se separan, se deslizan una al costado de la otra o chocan frontalmente. Este último, es el caso de la costa occidental de América del Sur, donde la placa oceánica de Nazca, se introduce bajo la placa continental Sudamericana, haciendo que esta se hunda cerca a las costa, y se levante en el continente. Una vez que se vence la resistencia de la placa a la deformación, el continente sale “saltando” sobe la placa oceánica. Se trata de un proceso que se repite constantemente, en cual es parte de toda la geodinámica que vive el globo. Cada vez que hay un terremoto, los continentes se desplazan. En muchas regiones del planeta se producen sismos destructivos, capaces de colapsar estructuras e interrumpir la actividad económica, las líneas de comunicación y los servicios públicos. En la mayoría de los casos, se desarrolla una cadena de acontecimientos lamentables que siguen al terremoto: incendios, avalanchas, inundaciones, etc. El sismo de San Francisco (1906), por ejemplo, concluyó en un incendio devastador que duro tres días y sumo el 90% de las pérdidas. La madrugada del 27 de febrero del 2010 (3:34 am), un terremoto de magnitud 8.8 en la escala de Richter sacudió el suelo de la nación chilena. El epicentro fue localizado en el mar, a 47 km de profundidad y 63km del litoral. Dos horas después de ocurrido el terremoto, luego de que las autoridades cancelaran la alerta de tsunami, olas de hasta diez metros azotaron el litoral, causando la muerte de decenas de personas en ciudades costeras e islas cercanas. Por si fuera poco, el colapso de edificios de concreto armado dejo varios pobladores bajo pesados escombros, haciendo que las labores de rescate se extiendan durante días, no siempre con los mejores resultados. Mientras las fuertes replicas aumentaban el temor de la gente, grupos de personas desesperadas por la ausencia de víveres, saquearon tiendas, supermercados y hasta viviendas, dejando a más de 800000 personas damnificadas. Produjo además 486 víctimas mortales y pérdidas económicas que superaron los 9000 millones de dólares. Las catástrofes que desencadenan los grandes sismos, son problemas multifactoriales que obedecen a más de un motivo; no solamente la severidad del terremoto, sino también la cercanía de la fuente sísmica, el nivel económico de las poblaciones afectadas, su grado de preparación, entre otros. En Puerto Príncipe, Haití, el país más pobre del continente, un sismo de magnitud 7.0 (12/01/10), provoco mucha más destrucción que la ocasionada en Santiago de Chile, ciudad afectada por un terremoto 500 veces mayor. Pág. 2

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

Los analistas explican, que además del estado de las construcciones, influyo la localización del epicentro, que en el caso de Haití estuvo mucho más cerca del centro poblado. En el Perú, el 15 de agosto del 2007, Pisco, Ica, Nazca, Chincha y zonas aledañas, fueron sacudidas por un terremoto de magnitud local ML = 7.0 en escala de Richter, y de Mw= 7.9 (magnitud de momento, según el Instituto Geofísico del Perú). La estación acelerográfica del CISMID, situada en el laboratorio de Mecánica de Suelos de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad San Luis Gonzaga de Ica, informo que la aceleración pico fue de 334 gals. Se reportan más de 1000 réplicas, la longitud de ruptura de falla fue de casi 150 km. El número de personas fallecidas ascendió a 595, además de 318 desaparecidos y casi 320000 damnificados, sin mencionar millones de dólares en pérdidas. La principal causa de estas grandes pérdidas, es el comportamiento sísmico inadecuado de las estructuras. Al respecto debe señalarse, que el 75 % de las víctimas que los terremotos producidos en el mundo entre 1900 y 1992, se debieron al colapso de edificios. La vulnerabilidad, se refiere al grado de daños que pueden sufrir las edificaciones durante un evento sísmico. Depende de las características de su diseño, la calidad de los materiales y la técnica de construcción. El propósito de la evaluación de la vulnerabilidad sísmica en centros urbanos es determinar posibles escenarios de daño, recurriendo a metodologías simplificadas que reducen costos, además de permitir resultados adecuados y justificados. Una herramienta relativamente recién en este tipo de estudios son los sistemas de información geográfica (SIG), que facilitan el manejo de gran cantidad de datos en forma sencilla y rápida. Nuestro país forma parte de la región sísmicamente más activa del planeta. A lo largo de toda la costa peruana convergen la placa de Nazca y la Sudamericana, produciéndose el fenómeno de subducción, un proceso de carácter cíclico. Esto implica, que cualquier evento sísmico ocurrido en el pasado tiene que volver a suceder. Sobre terremotos que afectaron la costa norte del Perú, puede mencionarse el acaecido el 23 de marzo de 1606, en Zaña, cuya intensidad ha sido estimada en VIII. Con relación a temblores cerca de Chiclayo en los últimos años, citaremos el que tuvo lugar el día 23 de febrero del 2007. Si bien no se reportan víctimas, el remezón, que duró aproximadamente 30 segundos, atemorizo a la población, sobre todo en Chiclayo donde se sintió el movimiento con mayor intensidad (IV-MM). El epicentro fue ubicado a 49 km al suroeste de Pimentel, 30 km de profundidad (bajo el mar), con magnitud local de 6.2 en la escala de Richter. En la misma zona se produjo otro sismo dos días después, el 25 de febrero del 2007, probablemente una réplica del anterior, con una magnitud local de 4.8. El 27 de junio del 2007, frente a Pimentel, un temblor de magnitud local 4.7, con epicentro ubicado Pág. 3

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

58km al suroeste de Pimentel, a 36 km de profundidad. El 16 de marzo del 2008, un sismo de ML= 4.6 e intensidad IV (MM), cuyo epicentro se localizó en la provincia de Ferreñafe, causo alarma en la población de la región de Lambayeque. El 22 de marzo del 2008, otro evento sísmico de magnitud local ML= 4.0, que, según el IGP, tenía el epicentro 6 kilómetros al este de Pimentel, a 53 km de profundidad.

1.2 Situación Problemática Se produce silencio sísmico, cuando una zona no libera energía en mucho tiempo. En las costas de Chiclayo, no se sabe cuándo ocurrió el último gran terremoto. Por los datos que se tienen, solo se sabe que no fue después del siglo XVI, por lo que la energía acumulada seria considerablemente grande. Laguna sísmica, es un área rodeada de otras donde ya ocurrieron sismos importantes. Por los catálogos sísmicos y los mapas de isosistas, se conoce que en las ciudades que rodean a Chiclayo ya han ocurrido sismos importantes, como el de Trujillo que alcanzo una intensidad máxima de IX MM, y el de Huancabamba en Piura, con una intensidad de X MM, por lo que estimarse que existe entre estas zonas una laguna sísmica correspondiente a la región de Lambayeque, donde es muy probable la ocurrencia de un terremoto. El problema radica en que las edificaciones del distrito de Ciudad Eten han sido hechas en base a adobe, ladrillo y actualmente, unas pocas con sistema aporticado de concreto armado. La mayor parte de dichos edificios no fueron concebidos en base a criterios antisísmicos, debido a la inexistencia de Normas o Códigos Sísmicos en el año de construcción.

1.3 Hipótesis Se espera que el nivel de Vulnerabilidad Sísmica de las edificaciones existentes en el distrito de Ciudad Eten, se encuentre entre “MEDIO” y “ALTO”.

1.4 Objetivo 1.4.1

Objetivo General Reconocer las zonas de alta, media y baja vulnerabilidad sísmica, en el distrito de Ciudad Eten

1.4.2

Objetivos Específicos Elaborar la base de datos de las edificaciones del distrito de Ciudad Eten, especificando sus características estructurales y constructivas.

Pág. 4

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

1.5 Área de Estudio El área a evaluar corresponde a las edificaciones construidas en el distrito de Ciudad Eten, sin considerar edificaciones vitales tales como instituciones educativas, servicios de salud.

1.6 Motivación de la Investigación El Perú es parte del Cinturón de Fuego Circumpacífico, una zona de 40000 km2 donde anualmente ocurren el 80% de los sismos en el mundo. En la costa peruana convergen, la placa oceánica de Nazca y la placa continental Sudamericana, produciéndose el fenómeno cíclico de subducción, Las nuevas tendencias en Ingeniería sísmica, reconocen la necesidad de evaluar la vulnerabilidad sísmica en los centros urbanos, como punto de partida indispensable para los estudios de riesgos sísmico y la toma de decisiones referidas a la mitigación de desastres por sismos. Además, el campo de aplicación directa del concepto de vulnerabilidad es el diseño y rediseño urbano, que requieren información para la toma de decisiones referentes, por ejemplo, a la readecuación o demolición de edificios peligrosos, la ubicación de hospitales y puestos de socoro en la zona o el diseño de vías alternativas de escape y de rápido acceso de ayuda hacia las zonas más vulnerables.

1.7 Contenido del Proyecto La presente investigación está dividida en seis capítulos, en los cuales se describe: la problemática planteada para la realización del proyecto, los trabajos de campo y de gabinete, así como la metodología seleccionada para la evaluación del problema, la elaboración de una base de datos de los elementos de estudio y finalmente la estimación de los escenarios de daño. De esta manera los capítulos de trabajo tratan los siguientes aspectos: En el Capítulo I, se mencionan algunas generalidades, además de plantear los objetivos, especificar la motivación de la investigación y resumir el contenido mismo del proyecto. En el Capítulo II, se exponen los aspectos generales de la evaluación de la vulnerabilidad sísmica, en atención a las faltas más comunes en las edificaciones. En el Capítulo III, se explica la metodología adoptada para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica. En el Capítulo IV, se hace una revisión del Sistema de Información Geográfica (SIG), mostrando las herramientas que servirán para implementar la metodología del Índice de Vulnerabilidad Sísmica. Pág. 5

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

En el Capítulo V, se muestra el cálculo de los índices de vulnerabilidad (Iv), y luego, de manera referencial, la evaluación de escenarios de daño, aplicando funciones de vulnerabilidad empleadas en una investigación anterior. En el Capítulo VI, se presentan las conclusiones, recomendaciones y líneas futuras de investigación para complementar la evaluación de la vulnerabilidad sísmica. Finalmente se presentan las referencias que se han tomado en cuenta en la elaboración del presente proyecto de tesis y se detallan los anexos.

Pág. 6

CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES

CAPÍTULO II ASPECTOS GENERALES DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Pág. 7

CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES

2. ASPECTOS GENERALES DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA 2.1 INTRODUCCIÓN Se denomina vulnerabilidad al grado de daño que sufre una estructura debida a un evento sísmico de determinadas características. Estas estructuras se pueden calificar en “más vulnerables” o “menos vulnerables” ante un evento sísmico. Se debe de tener en cuenta que la vulnerabilidad sísmica de una estructura es una propiedad intrínseca a sí misma, y, además, es independiente de la peligrosidad del lugar ya que se ha observado en sismos anteriores que edificaciones de un tipo estructural similar sufren daños diferentes, teniendo en cuenta que se encuentran en la misma zona sísmica. En otras palabras una estructura puede ser vulnerable, pero no estar en riesgo si no se encuentra en un lugar con un determinado peligro sísmico. Es preciso resaltar que no existen metodologías estándares para estimar la vulnerabilidad de las estructuras. El resultado de los estudios de vulnerabilidad es un índice de daño que caracteriza la degradación que sufriría una estructura de una tipología estructural dada, sometida a la acción de un sismo de determinadas características. La vulnerabilidad es entonces una condición previa que se manifiesta durante el desastre, cuando no se ha invertido suficiente en prevención y mitigación, y se ha aceptado un nivel de riesgo demasiado elevado. De aquí se desprende que la tarea prioritaria para definir una política preventiva es reducir la vulnerabilidad, pues no es posible enfrentarse a las fuerzas naturales con el objeto de anularlas. La importancia de los estudios de vulnerabilidad sísmica no reside únicamente en ser parte indispensable para la determinación del riesgo sísmico, sino también en ser una herramienta clave para los planes de mitigación de desastres.

2.2 CLASES DE VULNERABILADAD SÍSMICA 2.2.1

Vulnerabilidad Estructural Se refiere a que tan susceptibles a ser afectados o dañados son los elementos estructurales de una edificación o estructura frente a las fuerzas sísmicas inducidas en ella y actuando en conjunto con las demás cargas habidas en dicha estructura.

Los elementos estructurales son aquellas partes que sostienen la estructura de una edificación, encargados de resistir y transmitir a la cimentación y luego al suelo; las Pág. 8

CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES

fuerzas causadas por el peso del edificio y su contenido, así como las cargas provocadas por los sismos. Entre estos elementos se encuentran las columnas, vigas, placas de concreto, muros de albañilería de corte, etc. Debido a ello como se dirá que un buen diseño estructural es la clave para que la integridad del edificio sobreviva aún ante desastres naturales severos como lo son los terremotos.

Figura 2.1. Falla por efecto de columna corta en edificios. Pisco 2007.

2.2.2

Vulnerabilidad No Estructural Un estudio de

vulnerabilidad no estructural

busca determinar la

susceptibilidad a daños que estos elementos puedan presentar. Sabemos que al ocurrir un sismo

la estructura puede quedar inhabilitada debido a daños no

estructurales, sean por colapso de equipos, elementos arquitectónicos, etc., mientras que la estructura permanece en pie. Esto generalmente se aplica a centros educativos y centros de salud donde entre el 80% y 90% del valor de la instalación no está en las columnas, vigas, losas, etc.; sino en el mobiliario y en el diseño arquitectónico. Dentro de los elementos arquitectónicos tenemos las fachadas, vidrios, tabiques, mamparas, puertas, ventanas, escaleras, etc.

Pág. 9

CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES

Figura 2.2. Daños no estructurales sismo Japón 11 de marzo del 2011. (Kuroiwa 2012).

2.2.3

Vulnerabilidad Funcional Un estudio de la vulnerabilidad funcional busca determinar la susceptibilidad de una edificación a sufrir un “colapso funcional” como consecuencia de un sismo. Esto es sólo visible en el momento en que ocurre una emergencia. A fin de determinar en esta tercera etapa la vulnerabilidad funcional, se evalúa lo referente a la infraestructura. En primer lugar, el sistema de suministro de agua y de energía eléctrica, que son las partes más vulnerables. También son afectadas por los sismos las tuberías de alcantarillado, gas y combustibles, para lo cual se realizan investigaciones sobre su resistencia y flexibilidad.

2.3 CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL DISTRITO DE CIUDAD ETEN. 2.3.1

Ubicación El Distrito de Eten, es uno de los veinte distritos de la provincia de Chiclayo, ubicada en el Departamento de Lambayeque, a escasos 21 kilómetros de Chiclayo, en la margen izquierda del río Reque y bañado por la cercanía del océano Pacífico.

Pág. 10

CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES El Distrito de Eten, presenta los siguientes límites:  Por el norte

: Distrito de Monsefú.

 Por el Sur

: Distrito de Puerto Eten y el distrito de Lagunas.

 Por el Este

: Distrito de Reque.

 Por el Oeste

: Distrito de Puerto Eten y el Océano Pacifico.

Figura 2.3. Ubicación Geográfica del Distrito de Ciudad Eten. Fuente: Cartografía Nacional. Pág. 11

CAPÍTULO II 2.3.2

ASPECTOS GENERALES

Creación  Eten, fue creado como distrito en 1825 por Simón Bolívar.  Elevado a Villa por Ley del 26 de Octubre de 1888 expedida por Andrés A. Cáceres.  Posteriormente elevada a Ciudad por ley Nº12151 DEL 19 DE Noviembre de 1954 por Manuel Odría.

2.3.3

Superficie Su superficie es de 84.78 kilómetros cuadrados.

2.3.4

Relieve Su territorio es llano, presentando suaves ondulaciones debido a los remotos rellenos aluviales y a la constante acción del viento. Entre sus accidentes geográficos se destacan los médanos y la duna, la playa y la pampa desértica, siendo la más importante la pampa de las Delicias y la playa de Lobos. Además hacia el NE se presentan pequeñas depresiones que son conocidas como ciénaga.

2.3.5

Clima El clima durante el verano es fresco y húmedo, debido a la proximidad del mar. El invierno se presenta frío, sobre todo en las madrugadas.

2.3.6

Recursos Naturales Son escasos, al ser la mayoría de sus suelos desérticos y salitrosos, poco aptos para la agricultura. La flora natural presenta especies como sauce, pájaro bobo, carrizos, totora, hinea, grama salada, chopes, etc. La fauna es rica en especies marítimas.

2.3.7

Población Teniendo como fuente de información el Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) en base a la información estadística generada a partir de los resultados de los Censos Nacionales, siendo el último Censo de Población y Vivienda el del año 2007 “XI de Población y VI de Vivienda”, el INEI proporciona proyecciones y estimaciones anuales de población para los 24 departamentos, 195 provincias y 1838 distritos de nuestro país. Siendo la proyección de la población para el Distrito de Ciudad Eten el de 10571 habitantes para el año 2015. Pág. 12

CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES

Tabla 2.1 Últimas proyecciones y estimaciones anuales de población de la ciudad de Eten. Año 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Población 11,765 11,730 11,681 11,621 11,553 11,482 11,406 11,324 11,237 11,147 11,055 10,963 10,868 10,772 10,672 10,571

Fuente: Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI).

2.4 FUNDAMENTOS DE SISMOLOGÍA 2.4.1

Introducción Es muy poco lo que se ha podido observar directamente de la estructura interna de la Tierra; los cañones más profundos muestran apenas unos cuantos cientos de metros de las rocas más superficiales, y las perforaciones más profundas llevadas a cabo hasta la fecha no han alcanzado a penetrar y muestrear más que unos cuantos kilómetros. Sin embargo ha sido posible obtener bastantes datos acerca del interior de nuestro planeta a partir de estudios geofísicos. La sismología o seismología (del griego seísmos = sismo y logos= estudio) es una rama de la geofísica que se encarga del estudio de terremotos y la propagación de las ondas mecánicas (sísmicas) que se generan en el interior y la superficie de la Tierra. Estudia el fenómeno de los temblores que ocurren en nuestro planeta Tierra. Los sismos, terremotos o movimientos de la tierra, son vibraciones de la corteza terrestre, generadas por distintos fenómenos, como la actividad volcánica, la caída de techos de cavernas subterráneas y hasta por explosiones. Sin embargo, los sismos más severos y los más importantes desde el punto de vista de la ingeniería, son los de origen tectónico, que se deben a desplazamientos bruscos de grandes placas en que está subdividida dicha corteza. Pág. 13

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Las presiones que se generan en la corteza desde el interior de la tierra llegan a vencer la fricción que mantiene en contacto los bordes de las placas y producen caídas de esfuerzos y liberación de enormes cantidades de energía almacenada en la roca. La energía se libera principalmente en forma de ondas vibratorias que se propagan a grandes distancias a través de la roca de la corteza.

2.4.2

Estructura Interna de la Tierra. Para poder comprender cómo funciona la Tierra, es necesario saber cómo es por dentro, en cuanto a composición y en cuanto a estructura. El estudio del interior de la Tierra sugiere una estructura composicional en capas (geósferas) a las que se superpone una estructura dinámica, es decir referida al comportamiento de los materiales internos.

2.4.2.1 Estructura Química Ante la imposibilidad de acceder directamente al interior de la Tierra, el estudio de su interior se hace por métodos indirectos, que consisten básicamente en medidas de características físicas de la Tierra en su conjunto. Este tipo de estudios conforman una ciencia, denominada geofísica. Las capas terrestres son, de afuera a adentro: Corteza: Es la capa más fina e irregular. Sólida. Su espesor varía desde 5 km bajo los fondos oceánicos hasta más de 70 km en algunos puntos de los continentes. Es la menos densa, formada por elementos químicos ligeros, como el oxígeno, carbono, silicio, etc. Su límite con la siguiente capa forma la discontinuidad de Mohorovicic.

Manto: Mas uniforme que la corteza y mucho más grueso. Su límite se sitúa a 2900 km contado desde la superficie media (superficie del geoide). Se encuentra en estado sólido aunque tiene cierta plasticidad. Está compuesto por elementos más densos, como son el hierro y el magnesio, aunque también posee importantes cantidades de silicio, formando una roca característica denominada peridotita. Su límite con el Núcleo forma la discontinuidad de Gutenberg. Posee dos partes diferenciadas y separadas por la discontinuidad de Repetti a 670 km de profundidad: El Manto superior en la que se producen terremotos y el Manto inferior, más denso debido a un cambio en la estructura de los silicatos.

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Núcleo: Es muy denso. Compuesto básicamente por hierro, níquel y azufre, similar a un tipo de material (roca) denominado troilita, encontrado en algunos meteoritos que han caído a la Tierra (siderolitos) y cuyas propiedades físicas coinciden con las medidas para esta capa terrestre. El Núcleo externo se encuentra en estado líquido, lo que sabemos porque las "ondas s" desaparecen en él. Su límite, situado a 5100 km, se denomina discontinuidad de Wiechert o Lehman. A partir de esta discontinuidad aparece el Núcleo interno, sólido, de mayor densidad y menos azufre. Forma la parte central del planeta.

A estas capas habría que añadir las denominadas capas fluidas, es decir hidrosfera y atmósfera. Dado que son el motor de los Procesos Externos. De todas formas no conviene olvidar que si la Corteza fuese la capa más externa, nosotros estaríamos en la Tierra por la parte de afuera y no dentro de ella. El último átomo atmosférico afectado por el movimiento de rotación terrestre se sitúa a unos 10.000 km sobre la superficie de la Corteza. Éste sería el verdadero límite de la Tierra.

Figura 2.4. Capas de la tierra de acuerdo a su composición Química.

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Figura 2.5. Capas de la tierra de acuerdo a su composición Química.

2.4.2.2 Estructura Dinámica

Es una división del interior de la tierra en capas no diferenciada por su composición sino por su dinámica manifestada por el comportamiento térmico. La diferencia con respecto al modelo geoquímico se refiere fundamentalmente a sus capas más externas.

Litosfera: Es la capa más superficial, correspondiendo a la totalidad de la Corteza y la parte más superficial del manto. Su profundidad es variable (mayor bajo las cordilleras que bajo los océanos), pudiendo alcanzar unos 200 km de profundidad. Es rígida y en ella el calor interno se propaga por conducción. Forma parte activa en la convección del Manto.

Manto Sublitosférico: Formado por el resto del Manto que se encuentra bajo la Litosfera. Se encuentra en convección. Sus corrientes ascendentes coinciden con las zonas de dorsal, y sus corrientes descendentes con las zonas de subducción. En el contacto con el Núcleo presenta un nivel de transición al que se incorporan los restos de la Litosfera.

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Núcleo (o Endosfera): Es la fuente del calor interno. Su parte más externa se encuentra fundida y en convección, mientras que su parte interna es sólida y transmite el calor por conducción. El núcleo es el responsable de la generación del campo magnético terrestre.

Figura 2.6. Capas de la tierra de acuerdo a su estructura dinámica.

2.4.3

Ondas Sísmicas Las Ondas Sísmicas Son las vibraciones (ondas sonoras) emitidas tras un movimiento sísmico (terremoto). Se transmiten por todo el interior de la Tierra. La energía de un terremoto, explosión u otra fuente sísmica se mueve a través de la tierra como un frente de onda que se extiende en todas direcciones. Hay varios tipos de ondas sísmicas y cada uno se mueve de un modo diferente. Los dos tipos principales son las ondas internas y las ondas superficiales. Las ondas internas pueden viajar a través de las capas interiores de la Tierra, pero las ondas superficiales sólo se pueden mover a lo largo de la superficie del planeta, como ondulaciones sobre el agua.

Figura 2.7. Recorrido de las ondas de cuerpo y superficiales. Fuente: Facultad de Ingeniería. Universidad de Costa Rica. Pág. 17

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2.4.3.1 Ondas Internas

Las ondas P: (Ondas primarias o compresionales) Son las ondas sísmicas que más rápidamente se mueven. Lo hacen con un movimiento de empuje y tracción, que provoca que las partículas en la roca se muevan hacia adelante y hacia atrás en su lugar. Cuando la onda se mueve saliéndose del foco, las partículas se mueven acercándose y separándose a lo largo de la dirección en la que se mueve la onda. Las ondas P pueden moverse a través de sólidos, líquidos o gases. Son muy similares a las ondas sonoras, empujan y jalan la roca, así como, las ondas sonoras empujan y jalan el aire.

Las ondas S: (Ondas secundarias, de cizalla, laterales o transversales) Viajan mucho más lentamente que las ondas P. No se expanden a través de líquidos. Las ondas S hacen que las partículas se muevan de un lado a otro. Su movimiento es perpendicular a la dirección en la que viaja la onda.

Figura 2.8.Deformaciones producidas por las Ondas internas. Fuente: Instituto Nacional de Prevención Sísmica (Argentina). 2.4.3.2 Ondas Superficiales Las ondas de Love: Llevan el nombre de A.E. H. Love, un matemático británico que calculó el modelo matemático para este tipo de ondas en 1911. Las ondas de Love se mueven como una serpiente, sacudiendo el terreno de un lado a otro. Aunque viajan lentamente a partir de la fuente sísmica, son muy destructivas y son las que generalmente hacen que los edificios se derrumben durante un terremoto.

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Las ondas de Rayleigh: Se llaman así en honor a Lord Rayleigh (John William Strutt), quien predijo matemáticamente la existencia de este tipo de ondas en 1885. Una onda de Rayleigh se mueve a lo largo del terreno como una ola viaja a través de un lago u océano. Mientras avanza, mueve al terreno tanto de arriba a abajo como de un lado a otro en la misma dirección en la que se mueve la onda. La mayor parte de la sacudida que se siente durante un terremoto se debe a las ondas de Rayleigh.

Figura 2.9.Deformaciones producidas por las Ondas Superficiales. Fuente: Instituto Nacional de Prevención Sísmica (Argentina).

Aunque las ondas superficiales son por lo general las más destructivas, la mayoría de los geólogos están aún más interesados en las ondas internas. Como éstas viajan a través de la tierra, pueden proporcionar mucha información sobre su estructura. Entre otras cosas, pueden ayudar a los geólogos a localizar capas de roca que podrían contener petróleo, gas y otros minerales valiosos Al cambiar de medio de propagación, como todas las ondas, se refractan y cambian su trayectoria y su velocidad, lo que nos permite observar cambios de material en el interior de la Tierra. Estas refracciones generan "zonas de sombra" que permiten saber a qué profundidad se produce el cambio de material. A los cambios de material deducidos de los cambios bruscos en el comportamiento de las ondas p y s en el interior de la Tierra se les denomina discontinuidades.

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CAPÍTULO II 2.4.4

ASPECTOS GENERALES

Sismos Hoy en día se puede explicar los sismos y la mayor parte de sus propiedades en términos de teoría físicas, es por ello que debe esperarse sismos a causa del constante reajuste geológico de nuestro planeta. El origen de los sismos está vinculado con los fenómenos terrestres, que originan tremendas fuerzas que levantan montañas y profundizan las fosas marinas, dichos fenómenos están vinculados a la Tectónica de Placas. Un sismo es un fenómeno que se produce por el rompimiento repentino en la cubierta rígida del planeta llamada Corteza Terrestre. Como consecuencia se producen vibraciones que se propagan en todas direcciones y que percibimos como una sacudida o un balanceo con duración e intensidad variables.

2.4.4.1 Tipos de Sismos Los sismos se pueden clasificar en función de la fuente que los origina, esto es, sismos naturales y sismos artificiales; a continuación se presenta una breve descripción éstos.

A) Sismos Naturales: Los sismos de origen natural son los que en general liberan una mayor cantidad de energía y, por tanto sus efectos en la superficie son mayores.

 Sismos Tectónicos Son aquellos producidos por la interacción de placas tectónicas. Se han definido dos clases de estos sismos: Los interplaca, ocasionados por una fricción en las zonas de contacto entre las placas, y los intraplaca que se presentan lejos de los límites de placas conocidos. Estos sismos son resultado de la deformación continental por el choque entre placas, son mucho menos frecuentes que los interplaca y, generalmente de menos magnitud. Un tipo particular de sismos interplaca son llamados locales, que son producto de deformaciones de los materiales terrestres debido a la concentración de fuerzas en una región limitada. Los maremotos, también conocidos como Tsunamis, son la consecuencia de un sismo tectónico bajo el fondo del océano; éste llega a mover el agua como si fuera empujada por un gran remo. Las olas provocadas se propagan a partir de los alrededores de la fuente del terremoto a través del océano hasta que llegan a la costa.

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ASPECTOS GENERALES  Sismos Volcánicos Estos acompañan a las erupciones volcánicas y son ocasionadas principalmente por el fracturamiento de rocas debido al movimiento del magma. Este tipo de sismos generalmente no llegan a ser tan grandes como los anteriores.

 Sismos de Colapso Son los producidos por derrumbamiento del techo de cavernas y minas. Generalmente estos sismos ocurren cerca de la superficie y se llegan a sentir en un área reducida.

B) Sismos Artificiales Son los producidos por el hombre por medio de explosiones convencionales o nucleares, con fines de exploración, investigación, o explotación de bancos de materiales para la industria (por ejemplo, extracción de minerales) . Las explosiones nucleares en ocasiones son los suficientemente grandes para ser detectadas por instrumentos en diversas partes del planeta, pero llegan a sentirse sólo en sitios cercanos al lugar de pruebas.

2.4.4.2 Medición de los Sismos Existen dos medidas principales para determinar el “tamaño” de un sismo: la intensidad y la magnitud, ambas expresadas en grados. Aunque a menudo son confundidas, expresan propiedades muy diferentes.

A) Intensidad: Está relacionada a los efectos que provoca un terremoto. Depende de las condiciones del terreno, la vulnerabilidad de las construcciones y la distancia epicentral. La escala tiene carácter subjetivo y varía de acuerdo con la severidad de las vibraciones producidas y los daños provocados en un lugar determinado. Tiene en cuenta los daños causados en las edificaciones, los efectos en el terreno, en los objetos y en las personas. La primera escala de intensidad en los tiempos modernos fue desarrollada por Rosi, de Italia, y Florel, de Suiza, en el año 1880, esta escala que todavía es utilizada algunas veces para describir un terremoto tiene un intervalo de valores de I a X. Una escala más refinada, con 12 valores, fue construida en 1902 por el sismólogo y vulcanólogo italiano Mercalli, llamada escala de intensidad Mercalli modificada abreviada.

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ASPECTOS GENERALES La valoración de la intensidad sísmica es mediante una escala descriptiva, no depende de la medida del movimiento del suelo con instrumentos, sino que depende de las observaciones reales de los efectos en la zona macrosísmica. Si bien existen diferentes escalas de Intensidad, la más utilizada en el hemisferio occidental es la Mercalli Modificada (MM).

 Escala Modificada Mercalli de Intensidades de Sismos. I

: No se advierte sino por unas pocas personas y en condiciones de perceptibilidad especialmente favorables.

II

: Se percibe sólo por algunas personas en reposo, particularmente las ubicadas en los pisos superiores de los edificios.

III

: Se percibe en los interiores de los edificios y casas. Sin embargo, muchas personas no distinguen claramente que la naturaleza del fenómeno es sísmica, por su semejanza con la vibración producida por el paso de un vehículo liviano. Es posible estimar la duración del sismo.

IV

: Los objetos colgantes oscilan visiblemente. Muchas personas lo notan en el interior de los edificios aún durante el día. En el exterior, la percepción no es tan general. Se dejan oír las vibraciones de la vajilla, puertas y ventanas. Se sienten crujir algunos tabiques de madera. La sensación percibida es semejante a la que produciría el paso de un vehículo pesado. Los automóviles detenidos se mecen.

V

: La mayoría de las personas lo percibe aún en el exterior. En los interiores, durante la noche, muchas despiertan. Los líquidos oscilan dentro de sus recipientes y aún pueden derramarse. Los objetos inestables se mueven o se vuelcan. Los péndulos de los relojes alteran su ritmo o se detienen. Es posible estimar la dirección principal del movimiento sísmico.

VI

: Lo perciben todas las personas. Se atemorizan y huyen hacia el exterior. Se siente inseguridad para caminar. Se quiebran los vidrios de las ventanas, la vajilla y los objetos frágiles. Los juguetes, libros y otros objetos caen de los armarios. Los cuadros suspendidos de las murallas caen. Los muebles se desplazan o se vuelcan. Pág. 22

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ASPECTOS GENERALES Se producen grietas en algunos estucos. Se hace visible el movimiento de los árboles, o bien, se les oye crujir. Se siente el tañido de las campanas pequeñas de iglesias y escuelas. VII : Los objetos colgantes se estremecen. Se experimenta dificultad para mantenerse en pie. El fenómeno es percibido por los conductores de automóviles en marcha. Se producen daños de consideración en estructuras de albañilería mal construidas o mal proyectadas. Sufren daños menores (grietas) las estructuras corrientes de albañilería bien construidas. Se dañan los muebles. Caen trozos de estucos, ladrillos, parapetos, cornisas y diversos elementos arquitectónicos. Las chimeneas débiles se quiebran al nivel de la techumbre. Se producen ondas en los lagos; el agua se enturbia. Los terraplenes y taludes de arena o grava experimentan pequeños deslizamientos o hundimientos. Se dañan los canales de hormigón para regadío. Tañen todas las campanas. VIII : Se hace difícil e inseguro el manejo de vehículos. Se producen daños de consideración y aún el derrumbe parcial en estructuras de albañilería bien construidas. En estructuras de albañilería bien proyectadas y construidas sólo se producen daños leves. Caen murallas de albañilería. Caen chimeneas en casa e industrias; caen igualmente monumentos, columnas, torres y estanques elevados. Las casas de madera se desplazan y salen totalmente de sus bases. Los tabiques se desprenden. Se quiebran las ramas de los árboles. Se producen cambios en las corrientes de agua y en la temperatura de vertientes y pozos. Aparecen grietas en el suelo húmedo, especialmente en la superficie de las pendientes escarpadas. IX

: Se produce pánico general. Las estructuras de albañilería mal proyectadas o mal construidas se destruyen. Las estructuras de albañilería bien construidas se dañan y a veces se derrumban totalmente. Las estructuras de albañilería bien proyectadas y bien construidas se dañan seriamente. Los cimientos se dañan. Las estructuras de madera son removidas de sus cimientos. Sufren daños considerables los depósitos de agua, gas, etc. Se quiebran las tuberías (cañerías) subterráneas. Aparecen grietas aún en suelos secos. En las regiones aluviales, pequeñas cantidades de lodo y arena son expelidas del suelo.

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CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES X

: Se destruye gran parte de las estructuras de albañilería de toda especie. Se destruyen los cimientos de las estructuras de madera. Algunas estructuras de madera bien construidas, incluso puentes, se destruyen. Se producen daños en represas, diques y malecones. Se producen grandes desplazamientos del terreno en los taludes. El agua de canales, ríos, lagos, etc. sale proyectada a las riberas. Cantidades apreciables de lodo y arena se desplazan horizontalmente sobre las playas y terrenos planos. Los rieles de las vías férreas quedan ligeramente deformados.

XI

: Muy pocas estructuras de albañilerías quedan en pie. Los rieles de las vías férreas quedan fuertemente deformados. Las tuberías (cañerías subterráneas) quedan totalmente fuera de servicio.

XII : El daño es casi total. Se desplazan grandes masas de roca. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas quedan distorsionados.

B) Magnitud: Es una medida instrumental relacionada con la energía elástica liberada por el sismo, y propagada como ondas sísmicas en el interior y en la superficie de la tierra. Es independiente de la distancia entre el hipocentro y el sitio de observación, y resulta en un valor único, que se obtiene matemáticamente del análisis de los sismogramas. Existen diferentes escalas para medir la Magnitud, aunque la más difundida es la de Richter. Ésta es una escala abierta, por lo cual no tiene límite superior ni inferior; es una escala logarítmica y sus valores se expresan con números decimales. Richter definió, en 1935, el concepto de "magnitud" pensando en un parámetro que describiera, de alguna manera, la energía sísmica liberada por un terremoto. La magnitud de Richter o magnitud local, indicada usualmente por ML está definida como el logaritmo (base 10) de la máxima amplitud (Amax, medida en cm) observada en un sismógrafo Wood-Anderson estándar (un sismógrafo de péndulo horizontal muy sencillo), menos una corrección por la distancia (D) entre el epicentro y el lugar de registro, correspondiente al logaritmo de la amplitud (Ao) que debe tener, a esa distancia, un sismo de magnitud cero. La magnitud Richter se calcula mediante una expresión matemática, cuyos datos se obtienen del análisis de los registros instrumentales.

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ASPECTOS GENERALES Debido a su carácter logarítmico, cuando la amplitud del movimiento o energía liberada por el sismo varía por un factor de 10, la magnitud cambia en una unidad. Así, un sismo de magnitud 7 será diez veces más fuerte que un evento de magnitud 6, y cien veces más fuerte que uno de magnitud 5. ML= log (Amax) - log Ao (D)

Existen diferentes tipos de magnitud, destacando las siguientes: 

Magnitud de Ondas de Cuerpo (Mb): Medida de magnitud basada en la amplitud máxima de las ondas de cuerpo con periodos cercanos a 1,0 segundo.



Magnitud de Ondas de Superficie (MS): Medida de magnitud basada en la amplitud máxima de las ondas de superficie con períodos de aproximadamente 20 segundos.



Magnitud Momento (Mw): Medida de magnitud basada en el momento sísmico Mo de la fuente generadora del sismo; es una escala de magnitud establecida por H. Kanamori.

Figura 2.10. Comparaciones entre la Intensidad de Mercalli y la Escala de Richter.

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CAPÍTULO II 2.4.5

ASPECTOS GENERALES

Placas Tectónicas La capa superior del globo terrestre, ocupada por continentes y océanos, no es una masa compacta, sino que, está conformada por bloques o placas tectónicas. Estas placas están en constante movimiento, separándose unas de otras o chocando entre ellas, de ahí, que los bordes de las placas sean zonas de grandes cambios en la corteza terrestre. Existe un puñado de placas principales y docenas secundarias. Seis de las principales reciben el nombre del continente en el que se encuentran, como la Placa Norteamericana, la Placa Africana, la Placa Antártica o la Placa Sudamericana. Las placas secundarias son más pequeñas, pero no menos importantes en cuanto a su influencia sobre la estructura del planeta. Las placas conforman la litosfera, la capa superficial de la Tierra (incluye la corteza y la parte superior del manto). Las corrientes de las rocas más blandas que tienen debajo las impulsan como si se tratara de una cinta transportadora en mal estado. La actividad geológica proviene de la interacción de las placas cuando éstas se acercan o separan. Asimismo, da una explicación satisfactoria de por qué los terremotos y los volcanes se concentran en regiones concretas del planeta (como el cinturón de fuego del Pacífico) o de por qué las grandes fosas submarinas están junto a islas y continentes y no en el centro del océano. Las placas tectónicas se desplazan unas respecto a otras con velocidades de 2,5 cm/año lo que es, aproximadamente, la velocidad con que crecen las uñas de las manos. Dado que se desplazan sobre la superficie finita de la Tierra, las placas interaccionan unas con otras a lo largo de sus fronteras o límites provocando intensas deformaciones en la corteza y litosfera de la Tierra, lo que ha dado lugar a la formación de

grandes

cadenas

montañosas

(por

ejemplo

las

Himalaya, Alpes, Pirineos, Atlas, Urales, Apeninos, Apalaches, Andes,

cordilleras entre

de

muchos

otros) y grandes sistemas de fallas asociadas con éstas (por ejemplo, el sistema de fallas de San Andrés). El contacto por fricción entre los bordes de las placas es responsable de la mayor parte de los terremotos. Otros fenómenos asociados son la creación de volcanes (especialmente notorios en el cinturón de fuego del océano Pacífico) y las fosas oceánicas.

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Las 15 Placas Mayores 1. Placa Africana. 2. Placa Antártica. 3. Placa Arábiga. 4. Placa Australiana. 5. Placa del Caribe. 6. Placa de Cocos. 7. Placa Euroasiática. 8. Placa Filipina. 9. Placa India. 10. Placa Juan de Fuca. 11. Placa de Nazca. 12. Placa Norteamericana. 13. Placa del Pacífico. 14. Placa de Scotia. 15. Placa Sudamericana.

Figura 2.11.Distribucion de las 15 placas tectónicas. Fuente: USGS (Servicio Geológico de Estados Unidos). 2.4.5.1 Tipos de placas Las placas litosféricas son esencialmente de dos tipos: Pág. 27

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A. Placas oceánicas: Están cubiertas íntegramente por corteza oceánica, delgada, de composición básica: hierro y magnesio dominantes. Aparecen sumergidas en toda su extensión, salvo por existencia de edificios volcánicos intraplaca, de los cuales los destacados por altos aparecen emergidos, o por arcos insulares (de islas) en alguno de sus bordes. Los ejemplos más notables se ubican en el Pacífico: la del Pacífico, la placa de Nazca, la placa de Cocos y la placa Filipina. B. Placas Mixtas: Son placas parcialmente cubiertas por corteza continental y así mismo en parte por corteza oceánica. La mayoría de las placas es de estas características. Para que una placa sea íntegramente continental tendría que carecer de bordes de tipo divergente (dorsales) en su contorno. En teoría esto es posible en fases de convergencia y de colisión de fragmentos continentales. Así pueden interpretarse algunas subplacas que constituyen los continentes. Valen como ejemplos de placas mixtas la placa Sudamericana y la placa Euroasiática.

2.4.5.2 Límites de Placas Tectónicas. El movimiento de las placas crea tres tipos de límites tectónicos: límites convergentes, donde las placas se acercan unas a otras, límites divergentes, donde se separan, y límites transformantes, donde las placas se mueven de lado en relación unas con otras. A. Límites divergentes: En los límites divergentes de los océanos el magma surge en la superficie desde las profundidades del manto de la Tierra, separando dos o más placas y renovando el fondo oceánico. Así, montañas y volcanes se elevan por esta grieta. Una única dorsal oceánica (elevación submarina) conecta los océanos, convirtiéndola en el sistema montañoso más largo del mundo. Profundas depresiones como el Gran Valle del Rift se forman en tierra donde se separan las placas. Si éstas continúan dividiéndose, en millones de años la región oriental de África se separará del continente formando una nueva masa continental. Así, una dorsal marcaría la separación entre las placas. B. Límites Convergentes: Cuando las placas colisionan, la corteza se «comba» formando las cordilleras. India y Asia impactaron hace 55 millones de años, provocando la lenta formación del Himalaya, el sistema montañoso más alto del planeta. Mientras el choque continúa, las montañas se elevan cada vez más. Por ejemplo, el monte Everest, el pico más alto de la Tierra, podría ser mañana un poco más alto que hoy.

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ASPECTOS GENERALES Estos límites convergentes también tienen lugar cuando una placa oceánica se hunde bajo la placa continental en un proceso llamado subducción. Cuando la placa superior se eleva, también se forman sistemas montañosos. Además, la placa inferior se derrite y a menudo sale a borbotones a través de erupciones volcánicas como las que formaron algunas de las montañas de los Andes en Sudamérica. Al hundirse una placa bajo otra, se suelen formar zanjas como la Fosa de las Marianas, en el océano Pacífico Norte, el punto más profundo de la Tierra. Este tipo de colisiones también provocan la formación de volcanes submarinos que pueden transformarse en arcos insulares como Japón.

C. Límites transformantes La Falla de San Andrés es un ejemplo de límite transformante, en el que dos placas friccionan la una con la otra a lo largo de fallas de desgarre. Estos límites no crean espectaculares fenómenos como montañas u océanos, sin embargo, pueden provocar terremotos como el de 1906 que asoló la ciudad de San Francisco.

Figura 2.12. Diferentes placas tectónicas y los tres tipos de límites existentes. Fuente: USGS (Servicio Geológico de Estados Unidos).

2.4.6

Cinturón de Fuego del Pacifico El Cinturón de Fuego del Pacífico (o Anillo de Fuego del Pacífico), también conocido como Cinturón Circumpacífico, está situado en las costas del océano Pacífico y se caracteriza por concentrar algunas de las zonas de subducción más importantes del mundo, lo que ocasiona una intensa actividad sísmica y volcánica en las zonas que abarca.

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Incluye a Chile, Argentina, Bolivia, Perú, Ecuador, Colombia, Panamá, Costa Rica, Nicaragua, El Salvador, Honduras, Guatemala, México, Estados Unidos, Canadá, luego dobla a la altura de las islas Aleutianas y baja por las costas e islas de Rusia, Japón, Taiwán, Filipinas, Indonesia, Papúa Nueva Guinea y Nueva Zelanda. El lecho del océano Pacífico reposa sobre varias placas tectónicas, las cuales están en permanente fricción y por ende, acumulan tensión. Cuando esa tensión se libera, origina terremotos en los países del cinturón. Además, la zona concentra actividad volcánica constante. En esta zona las placas de la corteza terrestre se hunden a gran velocidad (varios centímetros por año) y a la vez acumulan enormes tensiones que deben liberarse en forma de sismos. El Cinturón de Fuego se extiende sobre 40 000 km (25 000 millas) y tiene la forma de una herradura. Tiene 452 volcanes y concentra más del 75 % de los volcanes activos e inactivos del mundo. Alrededor del 90 % de los terremotos del mundo y el 80 % de los terremotos más grandes del mundo se producen a lo largo del Cinturón de Fuego. La segunda región más sísmica (5-6 % de los terremotos y el 17 % de terremotos más grandes del mundo). El Cinturón de Fuego es el resultado directo de la tectónica de placas, el movimiento y la colisión de las placas de la corteza terrestre. La sección oriental del Cinturón es el resultado de la subducción de la placa de Nazca y la placa de Cocos debajo de la placa Sudamericana que se desplaza hacia el oeste. La placa de Cocos se hunde debajo de la placa del Caribe en Centroamérica. Una porción de la placa del Pacífico, junto con la pequeña placa de Juan de Fuca se hunde debajo de la placa Norteamericana. A lo largo de la porción norte del cinturón, la placa del Pacífico, que se desplaza hacia el noroeste, está siendo subducida debajo del arco de las islas Aleutianas. Más hacia el oeste, la placa del Pacífico está subducida a lo largo de los arcos de la península de Kamchatka en el sur más allá de Japón. La parte sur es más compleja, con una serie de pequeñas placas tectónicas en colisión con la placa del Pacífico, desde las Islas Marianas, Filipinas, Bougainville, Tonga y Nueva Zelanda. Indonesia se encuentra entre el cinturón de Fuego a lo largo de las islas adyacentes del noreste, incluyendo Nueva Guinea, y el cinturón Alpide a lo largo del sur y oeste de Sumatra, Java, Bali, Flores y Timor.

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Figura 2.13. Cinturón o Anillo de Fuego del Pacifico. Fuente: USGS (Servicio Geológico de Estados Unidos).

2.5 DISTRIBUCIÓN DE LOS SISMOS SOBRE LA TIERRA Los sismos se agrupan en largas y no muy anchas franjas (en términos relativos a su longitud), a lo largo de las fosas o zonas de subducción, muy especialmente a lo largo del llamado Cinturón de Fuego del Pacifico, que se inicia al sur de Sur América, se prolonga hasta la Alaska en Norte América y pasa hasta Japón para continuar hasta bien al sur de Nueva Zelandia. En promedio el 85% de la energía sísmica liberada anualmente en el mundo corresponde al mencionado cinturón. Otras franjas claramente delimitadas resultan concordantes con los dorsales oceánicos, pero la concentración sísmica es mucho menos densa que en el cinturón del Pacifico. Por último, otra notable franja se asocia con cadenas montañosas de Europa y Asia, pasando por Turquía. En esta franja han ocurrido grandes sismos.

2.6 SISMICIDAD EN EL PERÚ El borde occidental de América del Sur se caracteriza por ser una de las regiones sísmicamente más activas en el mundo. El Perú forma parte de esta región y su actividad sísmica más importante está asociada al proceso de subducción de la Placa de Nazca (oceánica) bajo la Placa Sudamericana (continental), generando frecuentemente terremotos de magnitud elevada. Un segundo tipo de sismicidad, es producida por las deformaciones corticales, presentes a lo largo de la Cordillera Andina, con terremotos menores en magnitud y frecuencia. Pág. 31

CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES

La distribución y origen de los terremotos en Perú, han sido tema de diversos estudios utilizando datos telesísmicos y regionales a fin de estudiar la geometría de la subducción de la Placa de Nazca bajo la Sudamericana o bien para delinear las zonas de mayor deformación superficial en el interior del continente. Por otro lado, el análisis de la sismicidad histórica ha permitido evaluar la periodicidad de ocurrencia de terremotos de magnitud elevada a lo largo de la costa peruana y delinear las regiones de mayor potencial sísmico. A nivel mundial, el Perú es uno de los países de mayor potencial sísmico debido a que forma parte del denominado Cinturón de Fuego del Pacífico. Dentro de este contexto, la actividad sísmica está asociada al proceso de subducción de la placa de Nazca bajo la Sudamericana y tiene su origen, en la fricción de ambas placas produciendo los sismos de mayor magnitud con relativa frecuencia y en la deformación interna de ambas placas, siendo los sismos más destructores los que se producen a niveles superficiales. El 10% de la actividad sísmica en el Perú, está producida por fallas geológicas activas, distribuidas en la cordillera de los Andes con terremotos menos frecuentes y de menor magnitud, los cuales son conocidos como terremotos interplaca (la falla se produce en el interior de la placa continental). Tavera (1993), refiere que las principales fallas activas del Perú son: Tambomachay (Cuzco), Cordillera Blanca (Ancash), Huaytapallana (Junín), Quinches (Ancash), Rioja – Moyobamba (San Martin).

Figura 2.14. Subducción de la Placa de Nazca bajo la Sudamericana.

Representado gráficamente se muestra un registró histórico de los sismos (epicentro), entre temblores y terremotos sucedidos en el Perú desde el año 1900. Las gráficas mostradas comienzan desde los 5.5º de magnitud y abarcan profundidades de hasta 700km (hipocentro). Pág. 32

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ASPECTOS GENERALES

La figura 2.15., muestra el mapa sísmico del Perú publicado por el Instituto Geofísico del Perú para el periodo 1960 al 2011 (Hernando Tavera). En este mapa, los sismos con foco Superficial, representados con círculos rojos, tienen sus epicentros en la zona oceánica y se distribuyen, de norte a sur, en dirección paralela a la línea de costa. En esta zona la ocurrencia de sismos es continua y con relativa frecuencia se producen sismos de magnitud elevada como los ocurridos en los años de 1940 (8.0Ms, Imax= VIII (MM)), 1966 (7.7Ms,Imax= VII (MM)) y 1974 (7.5Ms, Imax=VII (MM)) que afectaron con intensidades del orden de VII (MM) a la ciudad y departamento de Lima. Además se debe considerar a los sismos de 1970 y 2007 que produjeron daños parciales en Lima en donde fueron percibidos con intensidades del orden de V (MM). En general, estos sismos produjeron daños importantes en todas las localidades que se encuentran frente a la línea de costa de la región central del Perú.

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ASPECTOS GENERALES

Figura 2.15. Mapa Sísmico del Perú (periodo 1960-20011). Fuente: Instituto Geofísico del Perú. Pág. 34

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ASPECTOS GENERALES

2.7 SISMICIDAD REGIONAL Los sismos locales y regionales tienen su origen en la existencia de fallas geológicas locales. Estos movimientos telúricos son de menor magnitud, pero al producirse muy cerca de la superficie, han tienen un gran poder destructor. Todos los valles de los ríos costeros del Perú, contienen las zonas de mayor peligro sísmico. Las intensidades sísmicas relacionadas con los sedimentos aluviales tienden a ser más altas que la intensidad media observada en otros suelos de la costa Peruana. De acuerdo al Mapa de Zonificación para el territorio Peruano, el departamento de Lambayeque está ubicada dentro de una zona sísmica intermedia a alta, pues se vio afectada por numerosos efectos sísmicos durante su historia, encontrándose dentro de la Zona III, cuyas características son: 

Sismos de Magnitud 7 en la escala de Richter.



Hipocentros de profundidad intermedia y de intensidad entre VIII y IX.

Según el Mapa de Intensidades Sísmicas para el Perú, elaborado con información obtenida del Centro Regional de Intensidades Sísmicas para América Latina (CERESIS), y tomando en consideración la escala Modificada de Mercalli, el área de estudio se encuentra afectada por sismos de grado VIII, cuyas características son: 

Daño leve en estructuras especiales diseñadas.



Daños considerables en edificios corrientes y solidos con colapso parcial.



Daños grandes en estructuras de construcción pobre.



Paredes separadas de su estructura.



Caída de columnas, monumentos y paredes, etc.



Muebles pesados volcados.



Eyección de arena y barro en pequeñas cantidades.



Cambios de nivel en pozos de agua.

A continuación se menciona a los sismos más importantes ocurridos en la región norte del Perú (Fuente INDECI).

 SISMO DEL 23 DE MARZO DE 1606 Hora: 15:00 horas. Se estremeció violentamente la tierra en Zaña, Lambayeque.

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ASPECTOS GENERALES

 SISMO DEL 14 DE FEBRERO DE 1614 Hora: 11:30 horas.

Magnitud: 7.0.

Intensidad: IX en el epicentro cerca de Trujillo. Fue sentido en Zaña, Chiclayo, Chimbote y Santa con una intensidad de VIII. Tuvo un radio de percepción de 400 Km. Sus réplicas se sintieron por un lapso de 15 días. Causó la destrucción total de la ciudad de Trujillo, las villas de Zaña y Santa fueron fuertemente afectadas, hubo un total de 350 muertos. Se produjo un denso agrietamiento en la zona epicentral, parece que la licuación de suelo saturado fue un fenómeno común, este fenómeno fue acompañado por expulsiones de agua gredosa, viscosa y pestilente.

 SISMO DEL 2 DE SETIEMBRE DE 1759 Hora: 23:15 horas.

Magnitud: 6.5.

Intensidad: VI entre Lambayeque y Huamachuco. Tuvo un radio de percepción de 250 Km., fue sentido hasta Lambayeque por el Norte y Santa por el Sur. Causó 5 víctimas en Trujillo donde muchas construcciones fueron dañadas.

 SISMO DEL 20 DE AGOSTO DE 1857 Hora: 07:00 horas. Fuerte sismo en Piura, de 45 segundos de duración que destruyo muchos edificios. Se abrió la tierra, de la cual emanaron aguas negras. Daños menores en el puerto de Paita.

 SISMO DEL 28 DE SETIEMBRE DE 1906 Hora: 12:25 horas.

Magnitud: 7.0.

Intensidad: estimado entre VI y VII en Lambayeque, con epicentro entre Trujillo y Cajamarca. Fue percibido en Chachapoyas, Huancabamba, Ayabaca, Sullana, Piura, Morropón, Tumbes y Santa. Tuvo un radio de percepción de 600 Km. Causó mucha destrucción en muchas ciudades. Según comentarios de muchos investigadores parece que este sismo ha sido el mayor ocurrido en el área de Zaña.

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ASPECTOS GENERALES

 SISMO DEL 20 DE JUNIO DE 1907 Hora: 06:23 horas.

Magnitud: 6.75.

Intensidad: estimado en IV en Chiclayo, VIII en el epicentro ubicado en las coordenadas 7ºS-81ºW. Fue percibido en Chiclayo, Lambayeque, Eten. Grado IV en Olmos y menor intensidad en Trujillo y Huancabamba. En Lima fue breve con prolongado ruido.

 SISMO DEL 20 DE MAYO DE 1917 Hora: 23:45 horas.

Magnitud: 7.0.

Intensidad: estimado en VI en Chiclayo, VII-VIII en el epicentro zona de Trujillo. Se sintió en Zaña, Chiclayo, Chimbote y Casma. Causó daños en la Ciudad de Trujillo, hubo agrietamientos de algunas casas y muchos edificios públicos como la Prefectura, Hospital, Beneficencia, Iglesias, Monasterios y muchas viviendas, etc.

 SISMO DEL 21 DE JUNIO DE 1937 Hora: 10:45 horas.

Magnitud: 6.75.

Epicentro: 8.5º S-80ºW.

Profundidad Focal: 60 Km.

Intensidad: Estimado en VII en Chiclayo, VII-VIII en el epicentro. Se sintió en Lambayeque, Puerto Salaverry, Chimbote, Casma, Cajamarca, Cutervo, Callejón de Huaylas, etc. Su radio de percepción se estima en 600 Km. en el diámetro de la elipse paralela a la costa y de 180 Km. en el semi-diámetro perpendicular. Hubo fuertes daños en Trujillo, ocasionó caídas de cornisas y rajadura de paredes, derrumbamiento parcial de las torres de los templos en Salaverry y Lambayeque, y ligeros daños en Cajamarca.  SISMO DEL 8 DE MAYO DE 1951 Hora: 15:03 horas. Intensidad: Estimado en IV en Chiclayo. Movimiento sísmico regional sentido entre las paralelas 7º y 12º Latitud Sur.

 SISMO DEL 7 DE FEBRERO DE 1959 Hora: 04:38 horas Intensidad: VI, sentido en Tumbes, Chiclayo.

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ASPECTOS GENERALES El ruido y estremecimiento causaron alarma en las poblaciones de Tumbes, Paita, Piura, Talara, Sullana, Chulucanas y Chiclayo, en donde algunas familias abandonaron apresuradamente sus hogares pese a la hora.

 SISMO DEL 3 DE FEBRERO DE 1969 Hora: 23:11 horas.

Magnitud: 6.0.

Epicentro: 8º S-80.13ºW.

Profundidad Focal: 43 Km.

Intensidad: Estimado en VII. Causó gran alarma en Trujillo y Chiclayo.

 SISMO DEL 31 DE MAYO DE 1970 Hora: 15:23:27.3 horas.

Magnitud: 6.0.

Epicentro: 10.21º S-78.5ºW.

Profundidad Focal: 54 Km.

Intensidad: Estimado en VIII en la zona del epicentro y con VI en Chiclayo. Un domingo por la tarde ocurrió uno de los más catastróficos terremotos en la historia del Perú y posiblemente del hemisferio occidental. Murieron ese día 50,000 personas, desaparecieron 20,000 y quedaron heridos 150,000, según el informe de la Comisión de Reconstrucción y Rehabilitación de la Zona Afectada (CRYRZA). La mayor mortalidad debió a la gran avalancha que siguió al terremoto y que sepultó al pueblo de Yungay. La región más afectada de topografía variable, quedó comprendida entre la línea de costa y el río Marañón al Este, limitada por los paralelos 8º a 10.5º Latitud Sur que abarcó prácticamente todo el Departamento de Ancash y el Sur de los Departamentos de La Libertad y Lambayeque. Respecto a las construcciones de albañilería y concreto armado, los daños fueron menores, hubo daños estructurales, pero fueron puntuales de cuidado, y las fallas comunes fueron columnas chatas, falta de arriostramiento o por falla debida a asentamientos diferenciales de la cimentación. Los datos históricos han sido fuente de muchos estudios realizado con el fin de demostrar la probabilidad de eventos sísmicos de gran intensidad en el norte del Perú, destacando entre ellos, uno realizado por el PhD. Jorge Alva Hurtado, el cual elaboró un mapa donde muestra la distribución máxima de intensidades sísmicas en el país.

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ASPECTOS GENERALES Según la Figura 2.16., se puede apreciar que la región Lambayeque casi en su totalidad presenta una máxima intensidad sísmica de VI en la escala de Mercalli, esto concuerda con la información histórica encontrada, y se puede aceptar como la intensidad máxima más probable a presentarse durante un movimiento sísmico.

Figura 2.16. Mapa de la Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas. Fuente: Centro Peruano japonés de investigaciones Sísmicas y mitigación de desastres – CISMID.

2.8 COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE EDIFICACIONES El diseño sismo resistente exige del ingeniero estructural una compresión del comportamiento de los edificios sometidos a acciones sísmicas. La buena concepción de las obras debe existir antes de cualquier análisis estructural, puesto que los sistemas resistentes inadecuados no logran superar los problemas inherentes a su estructuración aun después de un análisis dinámico complejo. La resistencia sísmica de un edificio está ligada a su configuración, entendiéndose por configuración el tamaño y la forma de la estructura, así como la localización, el tamaño y la naturaleza de los elementos que la componen.

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Por supuesto, esta depende de ciertos requerimientos de lugar, uso y estética. Por ende, para lograr un buen diseño desde el punto de vista conceptual, no deben olvidarse los criterios de estructuración y los detalles constructivos. Además, la creatividad siempre debe estar presente en el ejercicio de la ingeniería. Para contribuir a un buen desenvolvimiento estructural, se deben tener en lo posible edificios con una forma simple y simétrica. Para evitar los puntos débiles se busca ante todo la continuidad y uniformidad en la distribución global de masa, resistencia, rigidez y ductilidad. Las discontinuidades en cualquiera de estas características producen una transmisión irregular de esfuerzos. En general, las estructuras más simples tienen mejores oportunidades de sobrevivir. En primer lugar, porque se puede predecir mejor su comportamiento sísmico total y en segundo lugar, porque los detalles estructurales simples son más fáciles de comprender y de llevar a la práctica. En el pasado, diversos estudios han demostrado que la respuesta sísmica de edificios con irregularidades difiere notoriamente con respecto a la de edificios regulares. Este fenómeno se ha observado en modelos de laboratorio como en edificios reales.

2.8.1

Edificaciones de Adobe La construcción con adobe en nuestro país se remonta a la época prehispánica. Muchas de esas edificaciones han perdurado en el tiempo, como en el caso de la Ciudadela de Chan Chan, considerada “la ciudad de barro más grande de América”, la Ciudad Sagrada de Caral, “la más antigua de América”, la Fortaleza de Paramonga o el Complejo de Pachacamac. El uso de ese material se prolongó a lo largo de nuestra historia fundamentalmente por ser de fácil acceso, y porque permitió crear ambientes con propiedades ambientales favorables, como la mitigación del ruido y la intensa temperatura externa. Sin embargo, actualmente en muchos casos no se respeta un adecuado proceso constructivo, o se ha prescindido de la asistencia técnica calificada, generando riesgos y accidentes en la seguridad y salud de las personas.

El adobe es un material de construcción de bajo costo y de fácil accesibilidad que es elaborado por comunidades locales. Las estructuras de adobe son generalmente autoconstruidas, porque la técnica constructiva tradicional es simple y no requiere consumo adicional de energía. Profesionales calificados (ingenieros y arquitectos)

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generalmente no están involucrados con este tipo de construcción y de allí la designación de “construcción no ingenieril”.

Además de ser una tecnología constructiva simple y de bajo costo, la construcción de adobe tiene otras ventajas, tales como excelentes propiedades térmicas y acústicas. Sin embargo, las estructuras de adobe son vulnerables a los efectos de fenómenos naturales tales como terremotos, lluvias e inundaciones. La construcción tradicional de adobe tiene una respuesta muy mala ante los movimientos telúricos, sufriendo daño estructural severo o llegando al colapso, causando con ello pérdidas significativas en términos de vida humana y daño material. La deficiencia sísmica de la construcción de adobe se debe al elevado peso de la estructura, a su baja resistencia y a su comportamiento frágil. Durante terremotos severos, debido a su gran peso, estas estructuras desarrollan niveles elevados de fuerza sísmica, que son incapaces de resistir y por ello fallan violentamente. Daño material y pérdidas humanas considerables han ocurrido en áreas donde este material se ha usado. Los modos típicos de falla durante terremotos son severo agrietamiento y desintegración de muros, separación de muros en las esquinas y separación de los techos de los muros, lo que en la mayoría de casos, lleva al colapso.

2.8.1.1 Comportamiento Sísmico en las Construcciones de Adobe.

En la actualidad la mayoría de viviendas elaboradas de adobe se pueden apreciar en las ciudades costeras, especialmente en los departamentos de Lima, La Libertad, Lambayeque y Piura. La antigüedad de estas construcciones puede ser en algunos casos mayor a 100 años. Si bien esta tecnología no forma parte importante de la tecnología actual, representa un porcentaje importante de las viviendas habitadas por nuestra población rural y urbana.

Las fallas en las construcciones de adobe pueden atribuirse, principalmente, a su poca resistencia en la tracción y reducida adherencia entre el adobe y el mortero. La mayoría de las viviendas de adobe no presentan refuerzos horizontales ni verticales que conecten los techos con los muros que lo soportan, por lo que el techo y el entrepiso son considerados diafragmas flexibles. En consecuencia, se asume que los muros actúan independientemente.

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Existen diversos factores que influyen en el análisis de muros de adobe, como la condición de la base del muro, la longitud libre del muro, la calidad de mano de obra, la calidad del mortero, el estado de conservación del muro y las condiciones de la cimentación.

La esbeltez es un parámetro de análisis sísmico. La figura muestra las dimensiones de un muro típico: la altura del entrepiso h, el espesor t y la longitud L.

Figura 2.17. Dimensiones de un Muro de Adobe.

La esbeltez de un muro (λ) es la relación entre su altura (h) y su espesor (t). Los muros se clasifican en gruesos (λ < 6), intermedios (6 < λ < 8) y delgados (λ > 8) de acuerdo con su esbeltez. Las paredes delgadas de adobe pueden resultar inestables tan pronto como se formen fisuras a través de ellas, producidas por esfuerzos internos debidos a sismos. Una pared gruesa de adobe está lejos de perder estabilidad después que la primera fisura se desarrolla. Se puede entonces concluir que los muros gruesos tienen mayor posibilidad de supervivencia frente a los sismos que los muros delgados (Torrealva 2003).

El análisis sísmico se realiza para los efectos de flexión, volteo y corte. Se verifican los esfuerzos actuantes que se dan en cada muro (Meli et al. 1978 y Vargas et al.1978). Los efectos de flexión y volteo corresponden a la reacción de los muros al ser sometidos a fuerzas fuera de su plano, mientras que el efecto de corte corresponde a la reacción del muro al ser sometido a fuerzas dentro del plano.

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A. Análisis por Flexión Los momentos flectores internos en los muros pueden describirse por sus componentes vertical y horizontal. Fallas registradas en sismos anteriores indican que las grietas en las esquinas de los muros son las primeras en originarse al alcanzarse la resistencia de tracción en el adobe. (Meli et al. 1978). Las fuerzas sísmicas generan en los encuentros de los muros transversales y las esquinas superiores grandes esfuerzos de tracción que forman, en principio, grietas en las partes superiores y posteriormente, la separación de dichos muros. Este tipo de falla se presenta ya que el adobe tiene poca resistencia a la tracción.

Figura 2.18. Falla en tracción por Flexión en las esquinas.

Estudios realizados en modelos a escala sometidos a ensayos dinámicos, demuestran que los muros que no son portantes son más vulnerables a fallar por flexión que los muros sobre los cuales se apoyan las vigas del techo. Estas vigas sirven de arriostre lateral a los muros mientras no se exceda la fuerza de fricción (Torrealva 2003).

Si la luz del muro es corta éste se comportará como un elemento empotrado a los muros transversales. Si la luz es muy grande, la parte central se apoyará directamente en el suelo, mientras que la parte restante actuará como un voladizo empotrado al muro transversal respectivo (Meli 1978).

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Figura 2.19. Condiciones Iniciales de Borde para cada Muro.

B. Análisis por Volteo Los muros longitudinales, sometidos a cargas sísmicas distribuidas, se agrietan desde las esquinas superiores al alcanzarse la resistencia a tracción del adobe y se separan de los muros transversales. Al producirse esta separación, los muros longitudinales pierden los arriostres en sus extremos y se comportan como elementos en voladizo independientes, sometidos a fuerzas sísmicas que generan flexión y producen, en la mayoría de casos, el volteo de los muros.

Figura 2.20. (Izq.) Muestra un esquema de falla por volteo en un muro y (Der.) Muestra de una vivienda de cuyos muros han colapsado por volteo. El volteo también puede producirse posteriormente a una falla por corte en un muro. Luego de fallar por corte, el muro se encuentra separado en fracciones y por acción de las fuerzas sísmicas se produce el volteo del muro.

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La Figura 2.21., muestra el diagrama de cuerpo libre de un muro sometido a la acción de fuerzas de volteo. Cada muro es un sólido rígido que gira en torno a un punto (O). Los momentos actuantes son contrarrestados por el momento resistente generado por el peso de los muros. Si se logra vencer al momento resistente del sólido entonces se concluye que el muro volcará o colapsará (Vargas et al. 1978). El muro se desploma, provocando el colapso del techo, causa principal de pérdidas humanas y materiales.

Figura 2.21. Muro sometido a la acción de fuerzas de Volteo.

C. Análisis por Corte Las grietas que se originan por fuerzas cortantes en el plano del muro, generalmente presentan una orientación diagonal siguiendo las juntas verticales y horizontales de los adobes (falla escalonada). Esta falla está directamente relacionada con la resistencia de la mampostería a la fuerza cortante. La falla se da en las juntas ya que, el mortero posee poca resistencia a esfuerzos de corte

Figura 2.22 .Esquema con Falla ocasionada por esfuerzos de Corte.

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Figura 2.23 .Vivienda con Falla ocasionada por esfuerzos de Corte.

2.8.2

Edificaciones con Muros de Albañilería y techos Rígidos La albañilería confinada es la técnica de construcción que se emplea normalmente para la edificación de una vivienda. En este tipo de construcción se utilizan ladrillos de arcilla cocida, columnas de amarre, vigas soleras, etc. En los primeros años del siglo XX, muchas viviendas unifamiliares (casas de 1 a 3 pisos) y viviendas multifamiliares (edificios de 3 a 5 pisos) se levantaron usando albañilería simple de ladrillo macizo, tanto para muros portantes como no portantes. En estos edificios antiguos, los muros portantes tienen 0.25m de ancho independientemente del número de pisos. Los muros no portantes interiores usualmente tienen 0.25 o 0.15m de ancho y se denominaban muros de amarre. Muchos de estos edificios han soportado varios sismos, muy probablemente a que están sobre suelo de buena calidad y a que cuentan con una alta densidad de muros en las direcciones principales de la estructura.

Figura 2.24. Edificio Antiguo de Albañilería Simple en Lima.

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Aproximadamente desde 1940 se introdujo las columnas de concreto como elementos de confinamiento en muros portantes, los que además funcionaban como arriostres para carga perpendicular a su plano. Este tipo de refuerzo en la albañilería en el Perú aún carecía de estudios experimentales y de ingeniería. Luego, la necesidad de mayores espacios en construcciones urbanas llevó al uso de muros más delgados, de 0.15m o menos, reduciendo la densidad de muros (área de muros respecto al área en planta).

El terremoto de 1970 produjo algunos colapsos de edificios de 2 pisos en Chimbote, los que eran de albañilería simple (sin columnas). Este terremoto mostró claramente la necesidad de incorporar refuerzos a estas edificaciones. La albañilería confinada se volvió el sistema constructivo más popular para edificaciones de baja y mediana altura en las ciudades.

En los últimos 30 años, el crecimiento de construcciones populares e informales han mal interpretado la manera como debe trabajar la albañilería confinada. Se piensa equivocadamente que las columnas y vigas de concreto son más importantes que el muro de albañilería, es decir se le presta cada vez menos atención a la calidad del muro (materiales y mano de obra). Tan es así, que se usan erradamente ladrillos huecos y ladrillos tubulares para muros portantes de carga vertical y de sismo. En una estructura de albañilería confinada, los muros proveen la resistencia y rigidez lateral, mientras que los confinamientos proporcionan la ductilidad. Para el adecuado comportamiento de una edificación de albañilería se debe tener en cuenta lo siguiente:  Integración de Elementos Estructurales Este tipo de edificación se caracteriza por construirse primero el muro de albañilería, en segundo lugar se vacía el concreto de los elementos verticales de confinamiento (columnas); y finalmente, se vacía el concreto del techo en conjunto con el de las vigas. Esta secuencia constructiva produce una adecuada adherencia entre los materiales involucrados y un comportamiento integral de la estructura.

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Figura 2.25. Secuencia en la construcción de la Albañilería Confinada.  Uso de Ladrillos Sólidos Puede emplearse ladrillos sólidos de arcilla, sílico-calcáreos o de concreto, que presenten hasta un 30% de perforaciones en su cara de asentado; de otro modo, la unidad calificaría como hueca y terminaría triturándose ante los sismos severos, lo que resulta peligroso. Las unidades huecas, a diferencia de las sólidas, se trituran por las continuas aberturas y cerramientos de las grietas diagonales, perdiéndose parte del área del muro y la resistencia en la etapa inelástica, según se ha observado en diversos experimentos. Cabe indicar que podría emplearse unidades huecas, sólo si se llegase a demostrar que los muros se comportarán elásticamente (sin grietas diagonales) ante los sismos severos.

Figura 2.26. Diferencia entre uso de unidades huecas y unidades sólidas.

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 Uso de Diafragmas Rígidos Las losas aligeradas o macizas se comportan como laminas axialmente rígidas para cargas contenidas en su plano, por lo que al estar integradas a los muros, uniformizan sus desplazamientos laterales ante los sismos, además de proveerles arriostramiento en sus bordes horizontales. Sólo en el último techo podría emplearse diafragmas flexibles, con la condición de que existan vigas soleras de concreto armado que arriostren horizontalmente a los muros.

Figura 2.27. Diafragmas Flexibles en el último nivel: (izq.) Con viga solera, (der.) sin viga solera.  Adecuado proceso constructivo Experimentalmente se ha observado que defectos importantes en la construcción reducen sustancialmente la resistencia de los muros, tanto a carga vertical como a carga sísmica, por lo que esos errores deben evitarse. Entre estos errores se tiene: grosores de juntas de mortero mayores que 15mm, cangrejeras en las columnas, secuencia constructiva inadecuada, etc.

2.8.2.1 Comportamiento Sísmico en las Construcciones de Albañilería. A. Falla por Corte En edificios bajos, de 1 a 3 pisos, la deformación por corte es predominante y se manifiesta por grietas diagonales en el paño del muro. Si las grietas atraviesan unidades y juntas de mortero en forma pareja, esto indica que la adherencia es adecuada entre las unidades, lo cual es ideal puesto que así se logra una mayor capacidad resistente del muro. Si en cambio las grietas son escalonadas, pasando básicamente por las juntas dejando las unidades enteras, la adherencia es baja, y la resistencia del muro es baja. Los ensayos en muretes pequeños ayudan a observar esta propiedad. Pág. 49

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Figura 2.28.Falla por Corte. PISCO 2007. B. Volcamiento Se han reportado fallas de la albañilería en los últimos pisos por cargas sísmicas perpendiculares al plano del muro. Esto se debe a errores cometidos en el proceso constructivo, donde primero se construyeron las columnas para luego levantar la albañilería, perdiéndose la acción de arriostramiento vertical que deberían proporcionar las columnas. Esta secuencia constructiva no integra a la albañilería con las columnas.

Figura 2.29.Falla por Volcamiento. PISCO 2007.

C. Falla por Cizalle Este tipo de falla se ha detectado en las juntas de construcción columna-solera y columna-cimentación. Los estribos en las columnas no controlan este tipo de falla horizontal, que debe ser evitada mediante refuerzo vertical y área de concreto.

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D. Efectos de Alféizar El alféizar de ventanas reduce la altura efectiva del muro rigidizándolo; lo cual hace que el muro absorba fuerza cortante en exceso, por lo que es conveniente aislarlo del alféizar. También se recomienda este aislamiento porque el muro principal es portante de carga vertical, mientras que en el alféizar la carga vertical es nula; esa diferencia de cargas causa desplazamientos relativos que muchas veces producen la fisuración de la albañilería en la zona de encuentro, formándose una junta vertical que da lugar a que el alféizar quede sin arriostre en ese borde ante cargas sísmicas perpendiculares a su plano.

Figura 2.30. (Izq.) Efectos de alfeizar, (Der.) aislamiento de alfeizar.

2.8.3

Edificaciones de Concreto Armado La obtención de la respuesta dinámica de una estructura requiere previamente la definición del movimiento del terreno (en caso sísmico) tanto como de las características estructurales del mismo y de la estructura propiamente dicha. El análisis es practicado, no a la propia estructura sino a un modelo mecánico de la misma. La definición del modelo depende del tipo de estructura analizado y pretende brindar una serie de relaciones entre acciones y respuesta que describan un modelo matemático del problema.

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A. Características dinámicas de edificios de concreto reforzado Siendo el sismo un fenómeno dinámico, las características de los edificios expuestos a dichos movimientos tienen que ser definidas en los términos  Asumamos que el edificio de un piso de la figura 2.31, puede ser representado por una masa concentrada “m” y una columna de rigidez “k”; se convierte entonces en un modelo de un grado de libertad, es decir que es necesario un solo parámetro, en este caso “x”, para fijar la posición de la masa “m” en cualquier instante “t”.

Figura 2.31. Idealización de un edificio de un piso en un modelo de 1 grado de libertad. El periodo “T”, se define por: √ Note en la fórmula que T crece cuando lo hace m y se reduce cuando k aumenta, es decir, el periodo de vibración crece cuando mayor es la masa y se reduce cuando la estructura es más rígida.  Modelo de un edificio 3 pisos En la figura 2.32(a) y 2.32 (b).se muestra esquemáticamente en planta y elevación, un edificio de 3 pisos constituido por 4 pórticos paralelos idénticos, cuyos pesos se concentran a nivel de cada losa de techo. Si cada peso se divide entre g se tiene m1=p1/g, m2=p2/g, m3=p3/g .En la figura el edificio idealizado es un modelo de 3 grados de libertad cuyo sistema de ecuaciones es:

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[

̈ ] { ̈ } +[ ̈

]{ }

Figura 2.32. Idealización de un edificio de 3 pisos en un modelo de 3 grado de libertad. Se tienen 3 ecuaciones con 3 incógnitas, por lo general el sistema tiene soluciones definidas, constituidas por 3 raíces W1,W2,W3

que son las

frecuencias en radianes por segundo y 3 vectores que son los modos de vibración representados esquemáticamente en la fig2.33.

Figura 2.33. Formas de modo y periodos de vibración de un edificio de 3 pisos.

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ASPECTOS GENERALES En edificios bajos como el ejemplo de 3 pisos, el primer modo aporta casi la totalidad de la cortante de entrepiso. Como puede observar, todas las masas están al mismo lado y las fuerzas de inercia resultante tienen el mismo sentido que gráficamente podría representarse como en la Fig.2.34. El diagrama de corte de cada uno de los entrepisos Se obtiene sumando de arriba hacia bajo cada una de dichas fuerzas, es decir H=F1+F2+F3.

Figura 2.34. Formas de modo y periodos de vibración de un edificio de 3 pisos. En un edificio de n pisos en el último modo n, las masas se ubican a cada lado por lo tanto tiene signos contrarios y tienden a cancelarse mutuamente; en la base H la cortante es casi nula. En la Fig 2.34, note que el corte se incrementa conforme se baja de nivel. La máxima acumulación se produce en el primer piso y se le denomina corte basal H, que es igual a la suma de todas las fuerzas concentradas. El amortiguamiento de los edificios de concreto reforzado es pequeño, y no influye de manera significativa sobre el valor de T ni sobre los modos de vibración.

2.8.4

Defectos que inciden en el comportamiento inadecuado de las construcciones Piso blando El daño que sufren las estructuras por piso blando puede concluir en el colapso total de la misma, ya que el daño se produce en la parte baja de la estructura lo cual la inutilizada parcial o totalmente a tal punto de no tener reparación.

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CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES

El Piso Blando se presenta cuando un nivel tiene una rigidez mucho menor que el resto, y es más crítico cuando este se encuentra en el primer nivel. F i g u r a 2 . 3 5 . Fallas por piso blando. Foto izquierda sismo pisco, Perú 2007 y Foto derecha sismo Kobe, Japón 1995. Columna corta Se tiene columna corta cuando se presenta una disminución de la altura efectiva (luz libre) de una columna debido a un elemento que se restringe su desplazamiento en sentido lateral. Durante un sismo, una columna normal y una columna corta, de igual sección transversal, experimentan el mismo desplazamiento horizontal pero como la columna corta es más rígida que la normal, atrae una fuerza sísmica mayor a la de diseño, por este presenta daños significativos.

Figura 2.36. Fallas por columna corta. Foto izquierda sismo Arequipa, Perú 2001 y Foto derecha sismo Pisco, Perú 2007.

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CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES

Irregularidad en planta Es preferible que la estructura en planta tenga la forma de un cuadrado, si esto no es factible que sea rectangular con una relación de lado mayor a lado menor, que sea menor o igual a 2. Ahora bien si tiene salientes como en el caso de la fotografía es irregular en planta y se deben tomar las precauciones del caso para que esta no sufra daño.

Figura 2.37. Fallas irregularidad en planta sismo Maule, Chile 2012. Irregularidad en elevación En la figura 2.38., se aprecia que en el cuarto piso el área de construcción es menor a la de los pisos inferiores, este edificio también tuvo problemas de torsión en planta ya que era de forma de ‘’L”. Lo mejores que los edificios en elevación sean rectos, sin entrantes ni salientes.

Figura 2.38. Fallas irregularidad en Elevación sismo Ecuador, 1998.

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CAPÍTULO II

ASPECTOS GENERALES

Juntas de separación sísmicas Los daños más graves por choque entre edificios adyacentes, ocurren cuando los pisos de estos edificios no coinciden a la misma altura. En este caso, la losa del último piso del edificio más bajo puede golpear a media altura las columnas o muros del otro. Es por ello que se debe considerar juntas de separación sísmica entre edificios adyacentes. El objetivo es evitar choques entre ellos, que pueden producir daños muy fuertes en ambos.

Figura 2.39. Fallas por falta de juntas de separaciones sísmicas, México 1985. Falla llamada Edificio Abierto Esta se da en edificios esquineros cuyas paredes laterales se encuentran adosadas a las construcciones medianeras, creándose pórticos muy fuertes en los extremos por la presencia de la mampostería, y pórticos muy débiles en las fachadas ya que normalmente tienen solo ventanas. El daño se produce en los pórticos débiles por torsión en planta.

Figura 2.40. Fallas: Edificio abierto, sismo en Pisco, Perú 2007. Pág. 57

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

CAPÍTULO III METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

3. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA. 3.1 INTRODUCCIÓN En la actualidad el porcentaje de edificios construidos con materiales frágiles o poco dúctiles como es la mampostería, sigue siendo superior a los de hormigón armado y acero, acentuándose este porcentaje en los países en vías de desarrollo. Estos edificios en muchos casos se encuentran expuestos a un riesgo sísmico potencial real, es decir, la ocurrencia de un terremoto provocaría inevitablemente daños en una menor o mayor medida, dependiendo de la calidad estructural de los mismos. Este fenómeno no es exclusivo de las zonas con una actividad sísmica alta, en zonas de sismicidad moderada o baja, la ocurrencia de un sismo puede producir daños materiales considerables, especialmente en los edificios antiguos y en aquellos que fueron construidos sin considerar una normativa sismorresistente. Las líneas de investigación actuales sobre riesgo sísmico se han enfocado al estudio del comportamiento sísmico de los edificios, gracias al importante desarrollo alcanzado en los métodos de análisis estructural y a las técnicas experimentales que permiten conocer las características mecánicas de los edificios construidos, además del mejoramiento de las normas de diseño sismorresistente para la construcción de nuevos edificios. Sin embargo, a pesar de estos avances siguen ocurriendo grandes catástrofes ocasionadas por los terremotos, debido al colapso de los edificios. Las razones pueden ser que los métodos de análisis o las normas sismorresistentes no han sido lo suficientemente eficaces para reducir el daño en los edificios o quizás que los programas de mitigación de riesgo sísmico no se han aplicado correctamente en el caso que existan. Probablemente esta última es la más factible, es decir, por la falta de programas de planeación, las consecuencias tanto de pérdidas humanas como de daños en los edificios han sido devastadores. Los programas de planeación o programas de mitigación sísmica, permiten tomar las medidas adecuadas en las zonas donde se ha determinado que el riesgo sísmico es alto. Para esto se necesita que la metodología elegida para evaluar la calidad estructural o vulnerabilidad sísmica de los edificios se adecue a los objetivos planteados en el estudio. Es decir, aplicar metodologías detalladas implicaría costos muy elevados que en muchos casos no son viables e inclusive inadecuados, si es una zona de baja peligrosidad, sin embargo, aplicar metodologías simplificadas podría eliminar aspectos importantes para conocer el comportamiento general de un área. Pág. 59

CAPÍTULO III

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Por tal motivo, se eligió una metodología que no se encuentre en ninguno de los dos extremos, tratando de aprovechar las ventajas de cada uno de ellos, para realizar estudios a nivel urbano adecuados. En el Perú los edificios de albañilería de ladrillos de arcilla y adobe, materiales frágiles; son los sistemas estructurales más usados en la construcción de viviendas en zonas urbanas, superando ampliamente a los de concreto armado y acero. Acompañado todo esto de una falta de criterios sísmicos en las estructuras antiguas, un mal control en las construcciones nuevas, manteniendo deficiente en las existentes y problemas de estructuración sísmica en las edificaciones. El distrito de Ciudad Eten no se encuentra extensa de estos problemas, es por eso, que surge la necesidad de hallar la vulnerabilidad sísmica del centro de la ciudad y sus alrededores, por medio del método del índice de Vulnerabilidad, para así determinar el daño esperado para diferentes aceleraciones sísmicas, utilizando como herramienta principal, la tecnología de Sistema de Información geográfica SIG y una completa información de las edificaciones a estudiar. Los estudios de vulnerabilidad son recientes, y debido a su importancia se han convertido hoy en día en uno de los principales frentes de investigación en ingeniería sísmica. La mayoría de los estudios de vulnerabilidad de edificaciones de mampostería están basados en datos obtenidos a partir de inventarios actualizados de las estructuras y de daños registrados ante efectos sísmicos; sin embargo, estos estudios sólo son aplicables a las zonas de donde provienen los datos obtenidos. Por esta razón es importante proponer una metodología adaptable a regiones donde no se cuente con suficiente información sobre daños de estructuras.

3.2 ASPECTOS QUE AFECTAN LA VULNERABILIDAD SÍSMICA La vulnerabilidad sísmica de las viviendas depende de una serie de factores y detalles que deben evaluarse con mayor cuidado. Estos aspectos contemplan los siguientes parámetros:

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CAPÍTULO III 3.2.1

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Aspectos Geométricos  Irregularidad en planta de la edificación.

Figura 3.1 .Irregularidad en altura.  Cantidad de muros en las dos direcciones principales (frente o ancho y fondo o largo).

Figura 3.2 .Cantidad de muros en las dos direcciones.  Irregularidad en altura.

Figura 3.3 .Irregularidad en altura. Pág. 61

CAPÍTULO III 3.2.2

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Aspectos Constructivos  Calidad de las juntas de mezcla entre tabiques.  Tipo y disposición de los ladrillos o tabiques.  Calidad de los materiales.

Figura 3.4.Juntas llenas entre unidades de Albañilería. 3.2.3

Aspectos Estructurales  Muros confinados o reforzados.

Figura 3.5.Muros confinados y reforzado. 

Detalles de columnas y vigas de confinamiento.

Figura 3.6.Detalles de columnas y vigas de confinamiento.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA  Vigas de Amarre.

Figura 3.7.Detalles de vigas de amarre.

 Características de las aberturas o vanos en los muros.

Figura 3.8. Características de las aberturas o vanos en los muros.

 Tipo y disposición de pisos.  Detalle y características de cimentación.

Figura 3.9. Cimentación forma cuadros cerradas.

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CAPÍTULO III

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3.3 METODOLOGÍAS PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA La literatura que hace una revisión general de las metodologías existentes para la valuación de la vulnerabilidad sísmica de edificios es extensa. Sin embargo es difícil, desde un punto de vista teórico, hacer una clasificación completa de dichos métodos. Las dificultades surgen cuando se observan las características intrínsecas de cada uno de ellos Así, por ejemplo, los métodos que se pueden clasificar dentro de la rama de la vulnerabilidad calculada, utilizan la técnica de la modelización analítica de estructuras para simular el comportamiento de las mismas bajo fuerzas dinámicas. Sin embargo estos métodos no son del todo analíticos, ya que durante la fase de calibración del modelo requieren de la utilización extensiva de ensayos de laboratorio, los cuales permiten comprobar la eficacia del método para predecir el daño observado en la estructura. Más aún, debido a que generalmente las pruebas de laboratorio se efectúan a nivel de elementos estructurales aislados tales como los nudos viga-columna, para facilitar la identificación de los parámetros sensibles del modelo, estos métodos requieren de una combinación ponderada del daño calculado para dichos elementos con el fin de obtener un índice global de daño. Este índice por sí solo no es suficiente para evaluar el comportamiento sísmico de un edificio. Para darle una fluidez práctica, su valor numérico debe ser “calibrado” con el daño real observado en las estructuras, después de ocurrido un terremoto. Por otra parte, los métodos que se pueden clasificar dentro de la rama de vulnerabilidad observada, están basados en la observación del daño ocurrido en estructuras durante terremotos, a falta de estos, de la opinión subjetiva de expertos. Ahora bien, durante la fase de desarrollo de estos métodos que se llamarán en adelante métodos subjetivos muchas veces se utilizan características totalmente objetivas desde el punto de vista estructural como, por ejemplo, la utilización del coeficiente sísmico como una medida de la capacidad de la estructura para resistir fuerzas horizontales o la utilización de un parámetro de respuesta tal como el desplazamiento del último piso para determinar el daño en la estructura. Otra diferenciación de los métodos existentes se tiene, observando la aplicación práctica de cada uno de ellos. Así, por ejemplo, los métodos subjetivos o cualitativos son más apropiados para la evaluación de la vulnerabilidad de edificios a gran escala, desde una zona urbana hasta toda una región, debido a la relativa facilidad de estos para analizar un gran número de estructuras a menor costo. Pág. 64

CAPÍTULO III

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Por otro lado, los métodos analíticos o cuantitativos pueden ser apropiados para el análisis detallado de estructuras particulares o de aquellas que requieren un tratamiento especial. Asimismo, una combinación de los dos métodos anteriores puede resultar un análisis muy interesante desde el punto de vista práctico: todas las estructuras se analizan por un método simplificado y relativamente rápido, aquellas que no pasan este primer test debido a su baja capacidad para resistir fuerzas horizontales, se recomiendan para un nuevo análisis por uno de los métodos más sofisticados y costosos. Una vez descritas las múltiples posibilidades para clasificar los métodos para la evaluación de la vulnerabilidad queda claro la inconveniencia que puede resultar el escoger un tipo muy particular de clasificación. 3.3.1

Métodos Analíticos La evaluación de la vulnerabilidad de edificios existentes por medio de métodos analíticos se basa en los mismos principios utilizados para el diseño de construcciones. Esto quiere decir que los edificios poco dúctiles, como los construidos en mampostería o en muros de fábrica, así como los edificios de hormigón construidos sin el reforzamiento adecuado, de aquellos elementos que llegan a presentar grandes deformaciones durante los terremotos, pueden ser evaluados bajo cargas estáticas y en el rango elástico debido a que dichas estructuras no tienen la capacidad de experimentar grandes deformaciones plásticas sin antes fallar. Por el contrario cuando un pórtico de hormigón armado se somete a movimientos sísmicos fuertes, algunas de sus vigas y columnas pueden llegar a tener deformaciones muy importantes en el rango plástico y, por lo tanto, un análisis dinámico inelástico llega a ser un requisito indispensable para una evaluación confiable de su vulnerabilidad. La literatura disponible para la evaluación de estructuras existentes por métodos analíticos se concentra, primordialmente, en la modelización de edificios de concreto armado.

3.3.1.1 Problemas Asociados con los Métodos Analíticos Los problemas asociados con los métodos analíticos, básicamente, provienen de las dificultades intrínsecas de la modelación matemática de las estructuras reales.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Es importante recalcar que existen múltiples incertidumbres en la evaluación del daño, sin embargo se pueden señalar dos de las más importantes: el modelo para el análisis estructural y la selección de los movimientos sísmicos del terreno. Respecto a la primera, se puede afirmar que las propiedades actuales de los materiales y de los elementos estructurales pueden llegar a ser muy diferentes de las asumidas para el análisis y en la mayoría de los casos desconocidas. Es difícil desde el un punto de vista matemático tener en cuenta el daño sufrido por la estructura antes del análisis y poder hacer una evaluación precisa de las condiciones iniciales, que permitan una evaluación confiable de la respuesta obtenida después del análisis. Además es difícil mediante un único parámetro relacionar la respuesta calculada con el daño. Respecto a la segunda, es difícil identificar aquellas características del movimiento del terreno que describen la capacidad destructiva de un terremoto y por esta razón, el movimiento del terreno es una de las fuentes más grande de incertidumbre. Todas estas fuentes de incertidumbre deben de ser incluidas durante la fase de interpretación probabilística de los métodos analíticos, con el objeto de deducir propiedades de daño que puedan ser aplicadas en casos reales y que dichas propiedades resulten en una evaluación confiable de la vulnerabilidad sísmica de los edificios. Además, otro inconveniente que surge para la aplicación práctica de los métodos analíticos en los estudios de riesgo se debe al hecho que el daño usualmente se requiere en términos económicos como por ejemplo, el índice de daño económico el cual es la relación entre el costo de reparación y el costo total de la construcción. Sin embargo, los indicadores de daño que se utilizan en estos métodos, solo tienen en cuenta el daño de los elementos estructurales y es difícil en la práctica encontrar una correlación consistente entre dichos índices y el daño económico. Por otro lado, un elevado porcentaje de los daños económicos que se esperan por la ocurrencia de un sismo de baja a media intensidad, pueden ser debidos únicamente a los daños ocasionados en los elementos no estructurales. Se ha llegado a obtener mediante algunos métodos, buenas correlaciones entre la respuesta medida y la respuesta simulada por el modelo. Sin embargo, el éxito de tales ensayos se debe generalmente a que las respuestas obtenidas están gobernadas por Pág. 66

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA un comportamiento localizado de flexión uniaxial y no por mecanismos más complicados o difíciles de analizar en la práctica. Esto se hace posible, por ejemplo, anclando rígidamente las cimentaciones de los modelos, con lo cual se eliminan las dificultades adicionales provenientes del comportamiento suelo – estructura. También si las cargas laterales se aplican dentro de un mismo plano de simetría, se eliminan por completo los efectos indeseables de torsión. Más aun, la mayoría de las simulaciones que se efectúan en la práctica constituyen únicamente del análisis de pórticos planos, en donde los efectos de los elementos tales como muros y escaleras, presentes en una estructura real, son ignorados. En conclusión, debido al impreciso e incompleto entendimiento de comportamiento estructural de los edificios de concreto armado no es posible, hasta el momento, predecir analíticamente con suficiente confiabilidad la vulnerabilidad sísmica de dichas estructuras. La evaluación de estructuras por métodos analíticos, pueden llegar a ser una labor muy difícil de implementar a gran escala. Por esta razón, se siguen buscando métodos alternativos que permitan un análisis rápido de la vulnerabilidad sísmica. Sin embargo, la evaluación confiable de la vulnerabilidad de edificios muy particulares nunca podrá ser afectada por procedimientos distintos a los métodos analíticos y es aquí donde el desarrollo de este tipo de métodos debe proseguir.

3.3.2

Métodos Subjetivos Debido a que el número de edificios que existen en una zona urbana pueden llegar a ser muy grandes, se ha visto la necesidad de desarrollar métodos que permitan un cálculo rápido de la vulnerabilidad. En teoría, estos métodos no son desarrollados para obtener una evaluación precisa de la vulnerabilidad de edificios sino, más bien, para dar una idea sobre el comportamiento sísmico que se puede esperar de toda una zona urbana como herramienta imprescindible en los planes de mitigación de desastres. Una de las características más importantes de estos métodos es la de introducir la opinión subjetiva del experto y la utilización de datos empíricos como fuente de conocimiento para la evaluación de la vulnerabilidad.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Hoy en día existe un consenso general entre los investigadores en reconocer que la experiencia acumulada durante los terremotos, tiene un valor incalculable en el momento de establecer los procedimientos necesarios para la evaluación sísmica de edificios existentes y que, desafortunadamente, este tipo de información es difícil de implementar en los métodos analíticos. Generalmente, los métodos subjetivos o cualitativos hacen uso de formularios de encuestas o de levantamiento, los cuales son rellenados por personal capacitado durante las investigaciones de campo. Existen básicamente dos tipos de formularios: de levantamiento de daños y de levantamiento de vulnerabilidad. Los primeros se utilizan para recoger los datos de daños de las estructuras, después de ocurrido un terremoto. Estos datos se utilizan para múltiples propósitos, como por ejemplo, para saber a cuánto ascienden las pérdidas materiales o para el estudio de la vulnerabilidad de las estructuras por medio de un análisis estadístico. Los segundos se utilizan para recoger los datos sobre las características de las estructuras, tales como, sus dimensiones, tipos de material, etc.; necesarias para la determinación de su vulnerabilidad.

3.3.2.1 Problemas Asociados con los Métodos Subjetivos Como ya se mencionó, los métodos subjetivos no permiten una evaluación precisa de la vulnerabilidad de las estructuras; sin embargo, llega a ser la única herramienta disponible en los casos para los que la modelación matemática por medio de los métodos analíticos es muy costosa, compleja o involucra factores cuyo comportamiento es difícil de predecir. En este sentido, la opinión del experto y una base de datos empíricos extensa, parece ser la solución a los problemas no resueltos hasta el momento. La opinión subjetiva del experto, en la mayoría de los casos, resulta ser una base de conocimiento difícil de transmitir y de “calibrar”, por lo que los métodos que se basan en este tipo de información deben utilizar conceptos simples, generales y fácilmente comprensibles por el usuario. Lo anterior resulta, generalmente, en metodologías adaptadas a las tipologías y a las prácticas de construcción características de cada país e inclusive de cada región, lo que dificulta su aplicación en otros lugares.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Así, por ejemplo, los métodos que utilizan matrices de probabilidad de daño son muy apropiados porque la definición de estas matrices es generalmente sencilla y el cálculo del riesgo específico se simplifica enormemente pero, por otro lado, obliga a adoptar tipologías estructurales muy generales, las cuales son difícilmente adaptables a regiones con prácticas constructivas distintas. Además, estas tipologías por ser tan reducidas, disminuye el nivel de “resolución” en la evaluación de la vulnerabilidad en zonas urbanas. Por otra parte, los métodos basados en los códigos de construcción, además de no dar una estimación del daño, son elaborados con los criterios y las formulas adoptadas por un código de construcción en particular, lo que dificulta su adaptación para otras regiones donde, por ejemplo, el nivel de desarrollo o las políticas de protección civil son diferentes.

3.4 VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LOS MÉTODOS ANALIZADOS Es evidente que para el desarrollo de estudio de vulnerabilidad sísmica a gran escala (VSG), como es el caso de este estudio, no se pueden utilizar metodologías analíticas. La disponibilidad de información estructural para cada una de las viviendas, el tiempo que necesita, la calibración de los modelos, entre otros factores, hicieron que estas metodologías fueran descartadas, para este tipo de trabajo. Para escoger adecuadamente una metodología adecuada de estudio de vulnerabilidad sísmica que pudiera ser aplicada, se analizaron las ventajas y desventajas de cada una de las metodologías subjetivas investigadas. Se tomaron como parámetros básicos para esta elección: el tipo de información necesaria vs Disponibilidad para desarrollarla; facilidad para ser aplicada en el distrito de Ciudad Eten donde las tipologías estructurales son variadas; la oportunidad que daba la metodología para unir esfuerzos con la oficina de Catastro Municipal, experiencias en otras ciudades donde la metodología haya sido usada; existencia de funciones de vulnerabilidad para la metodología, de tal forma que la vulnerabilidad de las viviendas pudiera asociarse como un probable índice de daño.

A continuación se analizan cada una de las metodologías subjetivas o cualitativas:

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CAPÍTULO III 3.4.1

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Método ATC-14 Este método fue desarrollado por Applied Technology Council “Evaluating the Seismic Resistance of Existing Building”, en 1987. Basándose en la identificación de los puntos débiles del edificio con base en la observación de daños en edificios similares ocurridos en eventos sísmicos previos.

Limitaciones  Inicialmente se identifican aquellos edificios que significan un riesgo para la vida humana. Es decir, aquellas que se clasifican como edificaciones indispensables, que deben seguir con su normal funcionamiento durante y después del sismo.  Evalúa los esfuerzos cortantes actuantes, los desplazamientos relativos en el entrepiso y ciertas características especiales del edificio. En el caso de muros estructurales se debe hacer una verificación de los esfuerzos de corte. Estos dos aspectos hacen que este método sea dispendioso ya que se necesitan de herramientas básicas de ingeniería para la adquisición y correcta interpretación de los datos, limitando la recolección a personas especializadas. Además, este no es un método para estimar la vulnerabilidad a gran escala, VSG, en una zona o región, ya que primero se hace una clasificación de las estructuras que van a ser parte de la evaluación, para luego así entrar al análisis respectivo. Cabe mencionar, que este método no tiene en cuenta el daño producido por uno o más sismos, por lo que no predice que afectada se podrá ver en el momento en que un determinado movimiento la afecte. 3.4.2

Método NAVFAC Este método determina el índice de daños que un determinado sismo puede causar a una estructura. Propuesto en 1988 por G. Matzamura, J. Nicoletti y S. Freeman con el nombre “Seismic Desing Guidelines for Up- Grading Existing Buildings”. Ventajas  Es aplicable a cualquier tipo de estructura. Realiza una estimación de un posible daño, al comparar la capacidad de la estructura que se determina por medio del coeficiente de corte basal resistente, el desplazamiento al tope de la estructura y el periodo fundamental, con la demanda del sitio. Pág. 70

CAPÍTULO III

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Limitaciones  Su principal problema es que no toman en cuenta la falla prematura de los elementos más débiles. Es un método dispendioso porque involucra cálculos matemático y conceptos ingenieriles que no cualquier persona posee, por lo que se necesita, en el momento de la correlación, mano de obra calificada. Además, el análisis de vulnerabilidad para cada estructura conlleva un tiempo considerable, a causa de los cálculos indirectos que se deben realizar. 3.4.3

Método Japonés Ventajas  Evalúa la estructura, la forma del edificio y la peligrosidad de los elementos no estructurales. Este último aspecto es importante puesto que la mayoría de métodos solo tienen en cuenta los elementos que hacen parte del sistema sismo-resistente, olvidando la importancia que tienen los elementos no estructurales como muros, instalaciones eléctricas, sanitarias, etc. Su importancia radica en que una de las mayores causas de muerte durante un evento sísmico es por el desprendimiento de estos elementos, muchas veces y aunque suene contradictorio, sin el daño de elementos estructurales considerables. Limitaciones  Solo es aplicable a edificaciones de concreto reforzado de mediana y baja altura construidas mediante métodos convencionales.  Requiere criterio especializado para el dictamen de ciertos parámetros con los que deben cumplir la estructura para poder evaluar.

3.4.4

Método Venezolano Es un método que por su alto grado de detalle en cuanto a la obtención y la manipulación de la información, no es muy práctico para un estudio de vulnerabilidad de edificaciones en gran volumen. Desarrollado por I. Rivera, D. Grisolia y B. Sarmiento de la universidad de los Andes de Mérida.

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CAPÍTULO III

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Limitaciones  Aplicable en edificios bajos, de concreto reforzado o de mampostería.  En el caso que no existan planos se hace un levantamiento de las dimensiones generales del edificio y de la estructura, con todas las especificaciones de los elementos resistentes a fuerzas laterales.  Inspección detallada del edificio examinado cuidadosamente su sistema estructural, las posibles deflexiones de losas y vigas, agrietamientos, deterioro de los materiales constituyentes de la estructura, conexiones y apoyos entre los elementos etc. 3.4.5

Método FEMA – 178 = FEMA -310 FEMA-178, es un procedimiento preparado por el Building Seismic Safety Council de EE.UU. Este documento presenta una guía para determinar qué tan vulnerable y peligrosa (en cuanto a pérdidas de vida) es una estructura existente. Se incluye una guía en forma de lista para determinar algunas zonas o puntos débiles dentro de la estructura que podría precipitar el colapso local o total de la estructura. Ventajas  Puede ser utilizado para llevar a cabo la evaluación y diagnostico sísmico de cualquier edificación existente. Limitaciones  La evaluación por este método busca encontrar las deficiencias estructurales que determinan los puntos o zonas débiles y vulnerables de la estructura, para poder hacer recomendaciones de reforzamiento, implicando un minucioso conocimiento de la cantidad de refuerzo, tanto a flexión como a cortante, y su distribución, utilizando para esto los planos. Lo que implica, que si no se tiene conocimiento de ellos, se deben emplear métodos costosos para averiguar cuanto refuerzo tiene un elemento determinando, elevando el precio del estudio.  Carece de funciones de vulnerabilidad para relacionar de forma continua, el daño experimentado por la estructura cuando se somete a un movimiento sísmico.

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CAPÍTULO III 3.4.6

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Método del I.S.T.C. Este método ha sido desarrollado por el Istituto di Scienzia e Tecnica delle Costruzioni (I.S.T.C) y la Universita degli Studi di Padova.

Ventajas  Es un método que utiliza unas fichas de levantamiento de la información muy parecidas a las utilizadas por el método del Índice de Vulnerabilidad, teniendo en cuenta 7 ítems de vulnerabilidad que consideran las características geométricas y estructurales del edificio afectadas por sus respectivos pesos de acuerdo a su importancia. También utiliza funciones de vulnerabilidad, con la diferencia que estas funciones no sirven para estimar un daño en la estructura, sino que se limita a clasificar la estructura entre un rango de vulnerabilidad especifico  El I.S.T.C. desarrolló un programa que a partir de la información recogida por las fichas de levantamiento calcula la clase de vulnerabilidad que corresponde a cada estructura y realiza un análisis estadístico para los grupos de edificios. Limitaciones  Su uso se limita a estructuras soportadas por muros de mampostería, con tipologías constructivas parecidas, es decir, mampostería reforzada de 2 a 3 pisos de altura a lo sumo, edificios contiguos o conjuntos de edificios. 3.4.7

Metodología propuesta por Hurtado y Cardona Esta metodología fue desarrollada por los ingenieros Omar Darío Cardona y Jorge Eduardo Hurtado en 1990 y es una propuesta para calcular la vulnerabilidad sísmica de edificaciones de uno y dos pisos. Ventajas  A diferencia de los anteriores métodos que no estiman el daño, esta metodología lo clasifica de acuerdo a una escala que va desde el numeral uno, SIN DAÑO, hasta el numeral seis, EDIFICACION PARCIAL O TOTALMENTE COLAPSADA POR INESTABILIDAD.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Limitaciones  No tiene en cuenta los efectos de la irregularidad en planta y en altura, aunque se podrían adaptar según las consideraciones de la norma E-030 Diseño Sismorresistente con los coeficientes que alternan el valor R.

3.4.8

Método de AIS La Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, ha publicado el documento “Manual de Construcción, Evaluación y Rehabilitación Sismorresistente de Viviendas de Mampostería”, donde en su capítulo II presenta un método de evaluación de grado de vulnerabilidad sísmica de viviendas de mampostería. Ventajas  Especifica claramente los aspectos de los cuales depende la vulnerabilidad en una edificación, es decir, la geometría de la estructura, aspectos constructivos y aspectos estructurales.  El lenguaje es claro y no tiene palabras difusas ni muy técnicas, lo que lo hace muy eficaz para la autoconstrucción o para aquellas construcciones que no van a tener a un técnico de supervisor. La autoconstrucción es una práctica muy común en Perú, y así se ha construido la gran parte de este país, por lo que documentos como éste incentivan al mejoramiento de la calidad de la construcción y el comportamiento estructural sin elevar de una manera exagerada el costo de la vivienda. Limitaciones  Esta metodología no relaciona el daño sufrido por la estructura con la vulnerabilidad propiamente dicha. Sólo indica qué tan vulnerable es en una escala que va desde BAJA hasta ALTA.

3.4.9

Método del Índice de Vulnerabilidad Ventajas  Es un método que permite calcular la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones de mampostería de una forma rápida y sencilla.

Esta

metodología se ha venido utilizando desde el año 1982, tiempo en el cual ha tenido varias modificaciones para facilitar tanto la tarea de recolección, como la de incluir una mejor descripción de los daños a medida que ocurrían eventos sísmicos. Pág. 74

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA  Las instrucciones sobre cada uno de los parámetros y sus respectivas calificaciones están descritos de forma tal que una persona con los conocimientos básicos del tema pueda llenar los formularios de una manera objetiva.  Utiliza funciones de vulnerabilidad que relaciona el daño esperado en la edificación con la vulnerabilidad sísmica propia, lo que es muy importante para una primera aproximación en la cuantificaron de las pérdidas económicas directas. Un estudio de este tipo puede indicar antes de la ocurrencia de un terremoto, a cuánto pueden ascender las pérdidas económicas, sirviendo a los dirigentes de las ciudades para la toma de decisiones respectivas.

Limitaciones  Como el método está propuesto básicamente para edificaciones europeas constituidas en algunos casos con muros de piedra, y además, teniendo en cuenta que el control de calidad en la construcción es mejor que la peruana, es necesario hacer ciertas modificaciones al método, sin incurrir claro está, en la esencia propia del mismo, manteniendo los mismos 11 parámetros, pero de acuerdo con la forma y los materiales constructivos locales, modificando sus respectivos pesos y adecuándolos a las exigencias de nuestra norma.

3.5 METODOLOGÍA ESCOGIDA PARA EL ESTUDIO DE TESIS REALIZADO De los métodos presentados en este trabajo se escogió, para ser aplicado en el distrito de Ciudad Eten, el Método del índice de vulnerabilidad. A continuación se detallan las características que se buscaba en la metodología final para este estudio. 3.5.1

Información Necesaria La información necesaria para completar los 11 parámetros que presentaba el método no se podían obtener directamente de la información que maneja la oficina de Catastro Municipal del distrito de Ciudad Eten para cada una de las viviendas del distrito. Sin embargo y tomando como base el conocimiento de los autores de esta tesis, se alcanzaba obtener información indirecta sobre estas viviendas a través de la información que se maneja en Catastro Municipal. Como información directa que ayudaba a obtener información indirecta de las viviendas del distrito se pueden mencionar básicamente 4 datos: año de construcción de la edificación, ubicación de la misma, uso de suelo en la que se ubican y materiales que la componen. Pág. 75

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Los parámetros del método, de los que no se poseía información fueron complementados con visitas de campo y con ciertos parámetros asumidos por los autores basados en consultas a ingenieros de mayor experiencia.

3.5.2

Facilidad para ser aplicada en el Distrito de Ciudad Eten El método, por ser originario de Italia, podía fácilmente ser tachado de no aplicable para el distrito de Ciudad Eten por las diferencias de tipología estructural que se manejan en los dos países. Una vez estudiado el método se llegó a la conclusión que sí era aplicable para el distrito siempre y cuando se le modificaran, ampliaran y/o suprimieran ciertas características.

3.5.3

Credibilidad de la Metodología La credibilidad de la metodología radica en su amplia aplicación a nivel internacional y a los resultados satisfactorios que, según Caicedo, Barbat, Canas, Aguiar “Vulnerabilidad sísmica de edificios “ésta ha brindado. El método del índice de vulnerabilidad ha sido ampliamente utilizado en Italia durante los últimos 30 años y su gran aceptación en este país ha quedado demostrada por el GNDT (Grupo Nazionale per la Difesa Dei Terremoti) que lo ha adoptado para los planes de mitigación de desastres a nivel gubernamental. El proyecto europeo SERGISAI (Seismic risk evaluation through integrated use of Geographical Information Systems and Artificial Intelligence techniques) ha utilizado este método como modelo para calcular la vulnerabilidad de los edificios europeos. La ciudad de Barcelona, por ejemplo, ha sido estudiada a través de este método y en América Latina se cuenta con el caso de Cuenca, Ecuador, así como en la ciudad de Cali, Colombia y otros. El método proporciona, después de más de 10 años de estudio, funciones de vulnerabilidad que relacionan las aceleraciones horizontales pico del terreno y los índices de vulnerabilidad con índices de daño esperados. Esta es una gran ventaja con respecto a otros métodos puesto que no se limitan a dar un número que indique la vulnerabilidad de la edificación sino que alcanza resultados del grado de daño que puede sufrir el edificio después de un sismo.

Pág. 76

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

3.6 METODOLOGÍA DESARROLLADA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA EN EDIFICACIONES DEL DISTRITO DE CIUDAD ETEN Y SUS MODIFICACIONES 3.6.1

Método del Índice de Vulnerabilidad (Benedetti – Petrini) El procedimiento propuesto por D. Benedetti y V. Petrini en Italia, bien se puede definir como un método indirecto el cual fue adoptado por el Gruppo Nazionale Difesa dai Terremoti (GNDT) del C.N.R (Italia) desde el año 1982, con el propósito de determinar de una manera rápida y sencilla la vulnerabilidad sísmica de edificaciones existentes. Tal procedimiento se

fundamenta en el análisis de una serie de

información sobre las características de los elementos constitutivos de una edificación que se colecciona a través de formularios de vulnerabilidad. El procedimiento posee la características de ser subjetivo, basado en el juicio de expertos, permite estimar la vulnerabilidad en función de un cierto número de parámetros que representan la predisposición de una edificación a sufrir daño debido a un evento sísmico. Particularmente algunos

parámetros comprenden el comportamiento de los

elementos estructurales, mientras otros

el comportamiento del conjunto

constructivo. La vulnerabilidad de la edificación V es asignada de modo convencional, usando un índice numérico que varía entre 0 (Para edificaciones que respetan la normatividad sísmica vigente) y 100 (Para edificaciones con características de baja calidad) en base a un número de parámetros definidos .Para cada uno de los parámetros se le atribuye una de las 4 clases A,B,C y D; la calificación ‘’A’’ si es óptima y la ‘’D’’ si es desfavorable, (Para las edificaciones de concreto armado se definen 3 clases A, B, C). Para cada parámetro se fijan algunas descripciones que permiten asignar la edificación a una de las clases con un grado alto de objetividad. Cada clase cuenta con una puntuación, atribuida con anterioridad (Ki), a veces esta varia de parámetro a parámetro, Además cada parámetro posee un peso atribuido (Wi) que refleja la importancia de cada uno de los parámetros dentro del sistema resistente de la edificación. El índice de vulnerabilidad está definido como la suma ponderada de los puntajes de cada parámetro.

Pág. 77

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Los puntajes y pesos de cada parámetro fueron determinados a través del análisis estadístico y la opinión de expertos de los datos de daño recolectados en terremotos sucedidos en diferentes regiones de Italia ocurridos desde el año 1976. Con respecto al formulario de levantamiento este consta de dos niveles, los cuales se han diseñado con el propósito de tener dos grados de aproximación. El primer nivel sirve para seleccionar los edificios más peligrosos desde el punto de vista estructural y posteriormente, dichos edificios se investigan con el segundo nivel para obtener una apreciación más exacta de la vulnerabilidad. El primer nivel incluye los datos generales del edificio, tales datos incluye: Ubicación, dimensiones, utilización, tipología estructural, además de un apartado para la recopilación de la extensión y el nivel de daño que se utiliza para las investigaciones post-terremotos. Sin embargo no forma parte fundamental del método ya que no influye para nada en el cálculo del índice de vulnerabilidad. Por el contrario, en el segundo nivel se recopilan los datos y parámetros fundamentales para el cálculo del Índice de vulnerabilidad, que consiste a su vez de dos apartados distintos, uno de ellos está destinado a la evaluación de edificios de mampostería y el otro a edificios de concreto armado. La escala que se utiliza para calificar los diferentes parámetros que influyen en el comportamiento de los edificios de mampostería sé conoce cómo la escala de vulnerabilidad de Benedetti – Petrini. Esta escala, la cual permite una estimación cuantitativa de la vulnerabilidad del edificio y forma la base fundamental del método del índice de vulnerabilidad, ha sido propuesta por estos dos autores

3.6.2

Índice de Vulnerabilidad para Estructuras de Mampostería El método del índice de vulnerabilidad (Benedetti y Petrini, 1984) identifica los parámetros más importantes que controlan el daño en los edificios causados por un terremoto. El método califica diversos aspectos de los edificios tratando de distinguir las diferencias existentes en un mismo tipo de construcción o tipología. Ésta es una ventaja sobre los métodos que clasifican las construcciones por tipología, material o año de construcción como son el ATC–13 y las escalas de intensidad EMS– 98, MSK, entre otros. Esta metodología considera aspectos como la configuración en planta y elevación, el tipo de cimentación, los elementos estructurales y no estructurales, el estado de conservación, y el tipo y calidad de los materiales para Pág. 78

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA evaluar los parámetros que calificados individualmente en una escala numérica (afectada por un peso W, que trata de enfatizar su importancia relativa en el resultado final), proporciona un valor numérico de la calidad estructural o vulnerabilidad sísmica de los edificios de concreto. En total son once parámetros que calificados con su valor máximo se obtiene un índice de 382.5 (el valor mínimo es 0.0). La Tabla 3.1, muestra los once parámetros considerados en la calificación de las estructuras, los valores correspondientes a los coeficientes de calificación posible Ki de acuerdo a la condición de la calidad (de A – óptimo– a D –desfavorable–) y a los factores de peso Wi, asignados a cada parámetro.

Los factores Ki se obtuvieron de una manera subjetiva basada en la experiencia de los investigadores y de los datos reales obtenidos en cada evento sísmico. Finalmente, el índice de vulnerabilidad global de cada edificio se evalúa utilizando la ecuación. ∑

Clase Ki

Parámetros

Peso Wi

1. Tipo y organización del sistema resistente.

A 0

B 5

C 20

D 45

2. Calidad del Sistema Resistente.

0

5

25

45

0.25

3. Resistencia Convencional.

0

5

25

45

1.50

4. Posición del edificio y cimentación.

0

5

25

45

0.75

5. Diafragmas horizontales.

0

5

15

45

1.00

6. Configuración en planta.

0

5

25

45

0.50

7. Configuración en elevación.

0

5

25

45

1.00

8. Distancia máxima entre los muros o columnas.

0

5

25

45

0.25

9. Tipo de Cubierta.

0

15

25

45

1.00

10. Elementos no Estructurales.

0

0

25

45

0.25

11. Estado de Conservación.

0

5

25

45

1.00

1.00

Tabla 3.1. Escala numérica del índice de vulnerabilidad para edificaciones de mampostería (Benedetti - Petrini).

Pág. 79

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA De los valores obtenidos en los estudios post–terremoto en Italia, con respecto al índice de vulnerabilidad y daño en los edificios se obtuvieron correlaciones para diferentes intensidades, utilizando funciones de vulnerabilidad. Dichas funciones relacionan el índice de vulnerabilidad (IV) con un índice de daño económico global (ID) para un intensidad dada. Un ejemplo de estas funciones se puede ver en la figura .3.10. (Angeletti et al, 1988), fruto de varios análisis de los levantamientos después de los terremotos en las localidades de Venzone y Barrea en Italia y expresadas matemáticamente de la siguiente manera:

[

]

En donde los coeficientes 𝜌, k y A dependen de la intensidad sísmica I como en la siguiente tabla. En esta tabla se muestra el valor de dichos coeficientes para diferentes grados de intensidad sísmica en la escala MCS, que según el manual práctico de observación sismológica de la WDC-A es equivalente a la escala MSK.

Figura 3.10. Funciones de índice de vulnerabilidad propuesta por Angeletti et al, 1988. I

𝜌

k

A

6

-0.8934

-0.00115

-325.75729

7

-0.03505

-2.07 E-5

-484.56637

8

-0.00861

4.643 E-4

-369.08006

9

0.05

0.00108

-259.31143

10

0.17

0.00239

-211.40255

Tabla 3.2. Coeficientes de regresión para las funciones de vulnerabilidad de Angeletti

Pág. 80

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Evidentemente, estas funciones de vulnerabilidad sólo se pueden aplicar a las zonas en donde se realizó el estudio, ya que depende de factores como el tipo de material, forma constructiva, tipo de suelo y al factor subjetivo de las personas que realizan los levantamientos, entre otras razones, por lo que la aplicación directa de las funciones en algún otro sitio podría conducir a resultados erróneos e inclusive, dependiendo del objetivo del estudio peligrosos. Sin embargo, la metodología del índice de vulnerabilidad sí se puede exportar a otros sitios, en donde se requiera realizar estudios de riesgo sísmico, como ha sido el caso de España, en el que por primera vez se obtuvieron funciones de vulnerabilidad fuera de Italia utilizando dicha metodología. El índice de vulnerabilidad se puede entender como un valor que ayuda a evaluar la falta de seguridad en los edificios ante cargas sísmicas, además forma parte de la definición de las funciones de vulnerabilidad, las cuales relacionan el índice de vulnerabilidad IV con el índice de daño global de las estructuras. El daño observado en los edificios después de un terremoto o la simulación por ordenador del daño estructural utilizando modelos mecánicos o matemáticos, permiten deducir por medio de métodos probabilistas las funciones de vulnerabilidad. El índice de daño global ID, caracterizado por el estado estructural de un edificio completo después de un sismo puede ser definido como la combinación ponderada de los valores describiendo el estado post–terremoto de los diferentes componentes estructurales tales como los elementos verticales y horizontales, los muros y los componentes no estructurales. El resultado final es el índice de daño en un rango de valores entre 0 y 100%.

3.6.3

Funciones de Vulnerabilidad para estructuras de Mampostería Para obtener funciones de vulnerabilidad se necesita el levantamiento de daño de los edificios de mampostería no reforzada y de las estructuras de concreto afectados por los terremotos. Este estudio se realizó en España, después de la ocurrencia dos sismos en la región de Almería, al suroeste de España el 23 de diciembre de 1993 y 4 de enero de 1994, cuya intensidad máxima estimada en el sitio fue de VII en la escala MSK, cuyo uso es muy extendido en España y los países europeos, obteniendo resultados que apreciaremos más adelante. El tipo y la extensión de daño se analizaron y clasificaron para cada parte estructural y no estructural de los edificios y se correlacionaron con el índice de daño definido por la metodología del índice de vulnerabilidad. La calidad estructural o vulnerabilidad sísmica de los edificios se evaluó siguiendo las recomendaciones de la misma metodología. Pág. 81

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Una vez calculado el índice de vulnerabilidad y el índice de daño para cada edificio se realizó un análisis estadístico, con el cual se obtuvo una función de vulnerabilidad para los edificios de mampostería no reforzada correspondiente a una intensidad de VII en la escala MSK. En la siguiente figura se muestran los datos del levantamiento realizado, así como la función obtenida a partir de una regresión polinomial de grado tres, comparándola con las funciones propuestas por Angeletti et al, (1988) para las intensidades VI, VII y VIII de la escala MCS (Mercalli–Cancani–Sieberg) utilizada en Italia. La comparación es posible debido a la similitud que existe entre los grados de intensidad definidos por las escalas MCS y MSK. Los resultados permitieron obtener la primera función observada de un estudio post– terremoto en España y la primera obtenida fuera de Italia utilizando el método del índice de vulnerabilidad (Yépez, 1994).

Figura 3.11. Función de vulnerabilidad observada para edificios de mampostería no reforzada en España para un nivel de intensidad de VII en la escala MSK (Yépez, 1994). Las funciones propuestas por Angeletti et al, 1988 se representan por líneas discontinuas. El levantamiento de las estructuras dañadas en la región de Almería permitió obtener sólo una función de vulnerabilidad, correspondiente a una intensidad VII en la escala MSK. Con el objeto de obtener funciones de vulnerabilidad para otros niveles de intensidad fue necesario recurrir a procesos de simulación por ordenador. El primer paso de este proceso fue simular la función de vulnerabilidad para una intensidad VII (MSK) y calibrarla con la función de vulnerabilidad observada del grafico anterior. Se generó de una manera aleatoria información de 60 edificios hipotéticos, respondiendo a las características reales de edificios existentes en el área de estudio.

Pág. 82

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Se consideró una ley de distribución de probabilidad uniforme para los datos. Cada parámetro que requiere la metodología italiana se estimó en base a los datos generados y, de esta manera, se calculó el índice de vulnerabilidad IV. Con los datos de los edificios se realizaron análisis estructurales con el objeto de determinar el índice de daño global para cada intensidad macrosísmica ID. La relación propuesta por Chung and Shinozuka (1988) se utilizó para determinar este índice de daño global mediante una suma ponderada del índice de daño de cada piso individual normalizándolo y expresándolo como porcentaje. Con los puntos obtenidos, se realizó un análisis regresional obteniendo la curva continua gruesa. Esta muestra además la función de vulnerabilidad observada. La función ajustada a los puntos simulados en el gráfico, constituye una primera iteración de un proceso para calibrar los pesos correspondientes a los 11 parámetros que intervienen en el cálculo de la vulnerabilidad de los edificios de forma que la función simulada coincida con la observada en la campaña de Almería. Después de 2 iteraciones se consiguió que la forma de las funciones observada y simulada fuera muy similares alcanzando un coeficiente de correlación del 90%. Una vez que el proceso de simulación se realizó para una intensidad VII en la escala MSK, se efectuaron varias simulaciones para intensidades VI, VIII y IX de la misma escala, utilizando los pesos Wi obtenidos en el proceso anterior. El resultado final se muestra en la figura de abajo, en donde se muestran las cuatro curvas generadas para las intensidades consideradas anteriormente.

Figura 3.12. Función de vulnerabilidad simulada para intensidad VII MSK (curva gruesa) y función de vulnerabilidad observada (curva delgada). Cada punto corresponde a por lo menos un edificio generado. Pág. 83

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Una vez que el proceso de simulación se realizó para una intensidad de VII en la escala MSK, varias simulaciones para las intensidades de VI, VIII y IX en la escala MSK se realizaron utilizando los pesos Wi calibrados obtenidos en el proceso anterior. El resultado de las funciones simuladas para las diferentes intensidades se muestra en la siguiente figura, en donde además se superponen con las funciones de vulnerabilidad propuestas por Angeletti et al, 1988, representadas por las líneas discontinuas para observar las diferencias entre ambas regiones.

Figura 3.13. Función de vulnerabilidad para los edificios de mampostería no reforzada para diferentes niveles de intensidad en la escala MSK (Yépez, 1996). Las líneas discontinuas delgadas representan las funciones italianas propuestas por Angeletti et al. (1988).

Las funciones de

vulnerabilidad obtenidas se

representan por regresiones

polinómicas, cuyos coeficientes para las diferentes intensidades se muestran en la siguiente tabla. ( ) En donde a1, a2 y a3 son los coeficientes obtenidos en el cálculo de la regresión.

Intensidad

a1

a2

a3

Correlación (%)

VI

0.0048

-0.0014

0.000086

80

VII

0.0170

-0.0025

0.000140

89

VIII

-0.0047

0.0012

0.000190

88

IX

-0.1500

0.0280

-0.000039

91

Tabla 3.3. Valores de los coeficientes de las funciones de vulnerabilidad para los edificios de mampostería, obtenidos en el cálculo de las regresión polinómicas.

Pág. 84

CAPÍTULO III 3.6.4

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Índice de Vulnerabilidad para Estructuras de Concreto Armado Para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las estructuras de concreto armado, se utiliza un procedimiento similar al explicado anteriormente. Primero, se elabora una tabla similar a la propuesta para los edificios de mampostería considerando las características más importantes que influyen en el comportamiento sísmico de las estructuras, sin embargo, en este caso se asignan solamente tres calificaciones a diferencia de las cuatro propuestas para los edificios de mampostería. Una vez evaluado cada parámetro se realiza una suma ponderada utilizando los factores de peso, para obtener el índice de vulnerabilidad final mediante la siguiente expresión: (∑

)

Las funciones de vulnerabilidad simuladas para los edificios de concreto armado se muestran en las figuras 3.14. y 3.15. Estas funciones se generaron para dos tipos de estructuración: a) para edificios de concreto armado con pórticos sismorresistentes. b) para edificios de concreto armado con losas reticulares. La diferencia más importante es que los edificios del primer tipo de estructuración se comportan mejor ante un sismo que los segundos por tener una mejor capacidad de deformación, lo que permite una mayor liberación de energía.

Clase Ki A

B

C

Peso Wi

1. Tipo y organización del sistema resistente.

0

1

2

4.0

2. Calidad del Sistema Resistente.

0

1

2

1.0

3. Resistencia Convencional.

-1

0

1

1.0

4. Posición del edificio y cimentación.

0

1

2

1.0

5. Diafragmas horizontales.

0

1

2

1.0

6. Configuración en planta.

0

1

2

1.0

7. Configuración en elevación.

0

1

3

2.0

8. Distancia máxima entre los muros y columnas.

0

1

2

1.0

9. Tipo de Cubierta.

0

1

2

1.0

10. Elementos no Estructurales.

0

1

2

1.0

Parámetros

11. Estado de Conservación. 0 1 2 1.0 Tabla 3.4. Escala numérica del índice de vulnerabilidad IV para las estructuras de concreto armado (Benedetti y Petrini 1984).

Pág. 85

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA La función de vulnerabilidad correspondiente a una intensidad de I en la escala MSK no se representa para los edificios aporticados con vigas y columnas, debido a que los índices de daño eran menores a un 5%, por lo que pueden considerarse despreciables. Para los edificios aporticados con losas y columnas los valores para una intensidad de IX no se incluyen ya que se ha calculado que en este caso la mayoría de los edificios colapsarían.

Figura 3.14. Función de vulnerabilidad para edificios de concreto armado con pórticos sismorresistentes para las intensidades VII, VIII y IX en la escala MSK (Yépez, 1996).

Figura 3.15. Función de vulnerabilidad para edificios de concreto armado de losas reticulares para las intensidades VI, VII y VIII en la escala MSK (Yépez, 1996) Pág. 86

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Finalmente, las funciones de vulnerabilidad se obtuvieron utilizando un ajuste polinomial mediante técnicas de mínimos cuadrados, cuyo resultado tienen la siguiente forma: ( ) En donde a, b, c y d corresponden a los coeficientes obtenidos en el cálculo de la regresión.

Intensidad

a

b

c

d

Correlación (%)

VII

3.6

0.00027

0.00087

0.00

68.1

VIII

-6.1

1.1

0.0115

0.00013

96.1

IX

-49.8

6.2

-0.14

0.00191

91.5

Tabla 3.5.Valores de los coeficientes de las funciones de vulnerabilidad para los edificios de concreto armado aporticados con vigas y columnas, obtenidos en el cálculo de las regresión polinómicas. Intensidad

a

b

c

d

Correlación (%)

VI

-2.9

0.31

0.0

0.0

84.1

VII

1.7

1.0

-0.11

0.00012

67.1

VII

10.3

1.5

-0.63

0.002

83.7

Tabla 3.6.Valores de los coeficientes de las funciones de vulnerabilidad para los edificios de concreto armado aporticados con losas reticulares, obtenidos en el cálculo de las regresión polinómicas.

3.7 ADAPTACIÓN DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD Para adaptar el método del índice de vulnerabilidad al distrito de Ciudad Eten se plantearon dos preguntas específicas  ¿Los 11 parámetros planteados por el método del Índice de Vulnerabilidad son suficiente para evaluar la vulnerabilidad sísmica de las viviendas?  ¿Las instrucciones que presenta el método del Índice de Vulnerabilidad para asignar una de las clases A, B, C, D de cada parámetro necesitan adaptarse o se pueden dejar igual que el método original? 3.7.1

Parámetros planteados para utilizar el método El método del Índice de Vulnerabilidad plantea como bien se explica 11 parámetros para evaluar la vulnerabilidad sísmica de viviendas de mampostería. Con el objetivo de determinar si estos 11 parámetros eran suficientes para realizar dicha evaluación en las viviendas, se comparó con lo que el Reglamento Nacional de Construcción propone. Pág. 87

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Acogiendo ciertas adaptaciones a las clases de algunos parámetros, como bien se mostrara más adelante, se pudo observar que casi en su totalidad, el método del Índice de Vulnerabilidad satisface las exigencias del Reglamento Nacional de Construcciones. En la siguiente tabla se muestra los puntos análogos encontrados entre lo exigido por el reglamento y lo presentado por el método del Índice de Vulnerabilidad. Parámetro

Componentes Propuestos por el Reglamento

Parámetro 1

Asesoría técnica y criterios estructuración en adobe y albañilería – norma del 2003’.

Parámetro 2

Calidad del material y proceso constructivo, Norma E 060, E 070, E 080.

Parámetro 3

Factores sismorresistentes (Z, U, C, S, R, Tp) Norma E 060, E 070, E 080 – Cortante Basal.

Parámetro 4

Condiciones Geotécnicas: tipo de suelo muy rígido, intermedio y flexible – Norma E 030.

Parámetro 5

Consideraciones para diafragmas Norma E 030, E 060, E 070, E 080.

Parámetro 6

Configuración estructural. (Irregularidades estructurales en planta). Norma E 030 (Art 11)

Parámetro 7

Configuración estructural. (Irregularidades estructurales en altura). Norma E 030 (Art 11)

Parámetro 8

Densidad de muros en las edificaciones Norma E 070 y 080

Parámetro 9

Calidad en la unión de la cobertura liviana con el sistema resistente

Parámetro 10

Conexión de los elementos no estructurales Norma E 070 (cap. 9, cap. 10)

Parámetro 11

Condición actual de la vivienda.

Tabla 3.7.Comparación entre el Reglamento Nacional de Construcciones y los parámetros propuestos por el Índice de Vulnerabilidad italiano.

Pág. 88

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Se puede observar que los puntos contemplados en el Reglamento de una u otra forma, tenía un parámetro análogo en la metodología italiana. Consecuentemente no se adiciono ningún parámetro nuevo al método original del índice de vulnerabilidad, simplemente se modificaron los ya propuestos para enriquecer el trabajo. A continuación se presentan todos los parámetros que se tuvieron en cuenta para este estudio. Parámetros 1. Organización del sistema resistente. 2. Calidad de sistema resistente. 3. Resistencia convencional. 4. Posición del edificio y cimentación. 5. Diafragmas horizontales. 6. Configuración en planta. 7. Configuración en elevación. 8. Distancia Máxima entre muros o columnas. 9. Tipo de cubierta. 10. Elementos no estructurales. 11. Estado de Conservación. Tabla 3.8.Parámetros utilizados en este estudio para el método del Índice de Vulnerabilidad

3.8 DESCRIPCIÓN Y CLASES DE LOS PARÁMETROS DEL MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD La asignación de los once parámetros del formulario de encuesta se lleva a cabo con la ayuda de las siguientes instrucciones. En estas se describe el fundamento teórico de cada uno de los parámetros con el objeto de proporcionar al observador de campo un criterio de selección. Para asignar las clases A, B, C y D a cada parámetro de la metodología se tuvo en cuenta lo expuesto en la metodología original, las recomendaciones presentadas en el reglamento nacional de construcción, consultas a Ingenieros, revisión de estudios anteriores, la información de la oficina de Catastro Municipal y visitas de campo. A continuación se exponen las clases A, B, C y D modificadas, ampliadas u originales de cada uno de los once parámetros ya definidos en la metodología.

Pág. 89

CAPÍTULO III  Parámetro 1:

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Tipo y Organización del sistema resistente

Para los edificios de mampostería, se evalúa el grado de organización del sistema resistente vertical de la estructura sin tomar en cuenta el material utilizado. Se enfatiza en la necesidad de tener en cuenta la presencia y eficacia de las conexiones entre elementos resistentes verticales ortogonales, procurando de esta manera considerar la posible semejanza del comportamiento de la estructura analizada con el de una estructura ortogonal cerrada, tipo cajón. Además, se hace un especial énfasis en el uso de una norma sismorresistente para la construcción del edificio, así como la intervención de un profesional a fin. Para evaluar este parámetro se tomó en cuenta la norma sismorresistente de 1997 debido a que esta norma propone una mejor resistencia a las edificaciones, lo cual fue comparado con sismos posteriores a su vigencia.

En los edificios de concreto armado ocurre el mismo fenómeno, es decir, la aplicación de la norma sismoresistente es muy importante ya que el parámetro analiza las características del sistema sismorresistente; también se considera la participación de un profesional a fin. Por lo tanto, el valor del parámetro 1, se asignara de acuerdo a los puntos descritos a continuación: Adobe A : Edificaciones de adobe según norma E 080. B

: Edificaciones de adobe con elementos de arriostre horizontales y verticales pero sin asesoramiento técnico.

C

: Edificaciones de adobe sin elementos de arriostre en sus cuatro lados, sin asesoría técnica, pero con adecuada distribución de muros y regularidad.

D : Edificaciones de adobe sin elementos de arriostre en sus cuatro lados, sin asesoría técnica y sin adecuada distribución de muros. Edificaciones de quincha y tapial. Albañilería A : Edificaciones de albañilería que cumplan la norma E 070. B

: Edificaciones que no cumplen con al menos un requisito de la norma E 070.

C

: Edificaciones que presentan vigas y columnas que confinan solo parcialmente los muros portantes debido a deficiencias en el proceso constructivo.

D : Edificaciones sin vigas ni columnas de confinamiento o autoconstrucción sin ningún tipo de orientación técnica. Paredes ortogonales deficientemente conectadas. Pág. 90

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Concreto Armado

A : Año de construcción mayor a 2003 y asesoría técnica. B

: Año de construcción menor a 2003 y asesoría técnica.

C

: Sin asesoría técnica.

 Parámetro 2:

Calidad del Sistema Resistente

Para las edificaciones de adobe y albañilería con este parámetro se evalúa el tipo de mampostería utilizada, diferenciándola cualitativamente por su resistencia. Aquí se tienen en cuenta la tipología estructural resumida en dos factores: 1. El tipo de material utilizado y la forma del elemento de mampostería. 2. La homogeneidad de dicho material y de los elementos a lo largo de la estructura. Con el fin de asegurar la eficiencia del comportamiento en “cajón” de la estructura. En los edificios de concreto armado se evalúa de una forma similar la calidad del sistema resistente, considerando además características como la mano de obra o la calidad de ejecución que estarán evaluados por la presencia de una asistencia técnica adecuada. En ambos tipos de edificios el parámetro se evalúa a partir de la información que se cuenta en la base de datos, correspondiente al material utilizado en la construcción de las diferentes partes del edificio y el año de construcción, con lo que se trata de diferenciar las distintas épocas del proceso constructivo. En ambos casos el valor del parámetro se asigna de acuerdo a lo siguiente. Adobe A : El sistema resistente del edificio presenta las siguientes tres características: 

Unidades de adobe de buena calidad y resistencia con piezas homogéneas y de dimensiones constantes por toda la extensión del muro.



Presencia de buen amarre entre unidades de adobe.



Mortero de barro de buena calidad con espesor de la mayoría de juntas continuas y homogéneas tal como mencionan las normas.

B

: El sistema resistente del edificio no presenta una de las características de la clase A.

C

: El sistema resistente del edificio no presenta dos de las características de la clase A.

D : El sistema resistente del edificio no presenta ninguna de las características de la clase A.

Pág. 91

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Albañilería A : El sistema resistente del edificio presenta las siguientes tres características: 

Ladrillo de buena calidad y resistencia con piezas homogéneas y de dimensiones constantes por toda la extensión del muro.



Presencia de buen amarre entre unidades de albañilería.



Mortero de buena calidad con espesor de 10 - 12 mm.

B

: El sistema resistente del edificio no presenta una de las características de la clase A.

C

: El sistema resistente del edificio no presenta dos de las características de la clase A.

D : El sistema resistente del edificio no presenta ninguna de las características de la clase A. Concreto Armado A : Año de construcción mayor a 2003 y asesoría técnica. B

: Año de construcción menor a 2003 y asesoría técnica.

C

: Sin asesoría técnica.

 Parámetro 3:

Resistencia convencional

Para las edificaciones de adobe y albañilería con este parámetro se evalúa la fiabilidad de la resistencia que puede presentar el edificio frente a cargas horizontales. Aquí se realizan unos cálculos sencillos, en la que se tienen en cuenta la resistencia de los muros en las direcciones principales. Para este parámetro se decidió utilizar la metodología propuesta por Hurtado y Cardona, en donde se determinó escoger la clase, no por el factor a como acontece con el método del Índice de Vulnerabilidad, sino por la demanda de ductilidad DD. Esta metodología fue desarrollada en 1990 y se desarrolla de la siguiente manera: 1. Determinar Ax y Ay que son las áreas totales resistentes de muros (m2) en la dirección x y y respectivamente, cuyo valor para este trabajo se inferirá de los estudios realizados. Cuando los paneles resistentes no siguen las direcciones ortogonales x o y, sino que forman un ángulo b diferente de cero con dichos ejes, los valores de Ax y de Ay se evalúan multiplicando dichas áreas por (cos b)2. Las curvas mostradas tanto de adobe, albañilería y concreto armado se han comprobado para viviendas del Distrito de Ciudad Eten, con un índice de confiabilidad del 95 %.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Área de Muros para edificaciones de Adobe en la dirección X Área de Muros en X (m2)

7.00 6.00 5.00 4.00 3.00

y = 0.3546x0.5801 R² = 0.9361

2.00 1.00 0.00 0

20

40

60

80

100

120

140

Área total de la Construcción (m2)

Figura 3.16. Área de muros de mampostería de adobe, en función de la dimensión en planta del edificio para el eje X.

Área de Muros para edificaciones de Adobe en la dirección Y Área de Muros en Y (m2)

14.00 12.00 10.00 8.00

6.00

y = 0.1071x0.9758 R² = 0.9836

4.00 2.00 0.00 0

20

40

60

80

100

120

140

Área total de la Construcción (m2)

Figura 3.17. Área de muros de mampostería de adobe, en función de la dimensión en planta del edificio para el eje Y.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Área de Muros para edificaciones de Albañilería en la dirección X Área de Muros en X (m2)

4.00 3.50 3.00 2.50 2.00

y = 0.2128x0.5801 R² = 0.9361

1.50 1.00 0.50 0.00

0

20

40

60

80

100

120

140

Área total de la Construcción (m2)

Figura 3.18. Área de muros de mampostería de ladrillo de arcilla, en función de la dimensión en planta del edificio para el eje X.

Área de Muros para edificaciones de Albañilería en la dirección Y Área de Muros en Y (m2)

8.00 7.00 6.00 5.00 4.00

y = 0.0643x0.9758 R² = 0.9836

3.00 2.00 1.00 0.00 0

20

40

60

80

100

120

140

Área total de la Construcción (m2)

Figura 3.19. Área de muros de mampostería de ladrillo de arcilla, en función de la dimensión en planta del edificio para el eje Y.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Área de Muros para edificaciones de Concreto Armado en la dirección X 2.00

Área de Muros en X (m2)

1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80

y = 0.0028x1.316 R² = 0.9113

0.60 0.40 0.20 0.00 0

20

40

60

80

100

120

140

Área total de la Construcción (m2)

Figura 3.20. Área de muros para edificaciones de concreto armado, en función de la dimensión en planta del edificio para el eje X.

Área de Muros en Y (m2)

Área de Muros para edificaciones de Concreto Armado en la dirección Y 2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00

y = 0.0034x1.2564 R² = 0.8786

0

20

40

60

80

100

120

140

Área total de la Construcción (m2)

Figura 3.21. Área de muros para edificaciones de concreto armado, en función de la dimensión en planta del edificio para el eje Y.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

2. Determinar la resistencia cortante menos favorable, considerando la menor área de muros en un plano en el primer piso de la edificación. La resistencia cortante se calcula como: VR = min (Ax, Ay). V

….Ec 3.6

Donde V es el valor de la resistencia a cortante de los muros, cuyo valor se calcula en ensayos experimentales de muestras de los edificios de estudio. Cuando este valor no se obtiene experimentalmente, se pueden recurrir a los valores que se muestran en la siguiente tabla.3.9 y 3.10.

Valores recomendados de esfuerzo cortante máximo para mampostería de edificios históricos. Propiedades mecánicas de algunos tipos de mampostería de edificios históricos. Material

Peso Volumétrico

Resistencia a Compresión

Resistencia a cortante kg/cm2

Módulo de Elasticidad

Adobe

1.8

2–5

0.5

3000

Bloques de lepetate con mortero de lodo

1.8

5 – 10

0.5

5000

Ladrillo con mortero de lodo

1.6

5 – 10

1.0

5000

Ladrillo con mortero de cal

1.6

15 –20

2.0

10000

Mampostería de piedra irregular con mortero de cal

2.0

10 –15

0.5

5000

Mampostería de piedra de buena calidad

2.0

30

2.0

20000

Tabla 3.9. Valores recomendados de esfuerzo cortante máximo para mampostería de edificios históricos. Fuente: Ingeniería Estructural de los edificios históricos, (Roberto Meli, México).

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Así como también se pueden utilizar datos del siguiente cuadro.

Valores recomendados de esfuerzo cortante máximo para paneles de mampostería (Yépez, 1996) Tipo de material Ladrillo macizo, calidad regular.

Esfuerzo cortante (Tn/m2) 6 – 12

Piedra mal tallada.

2

Piedra bien tallada.

7–9

Ladrillo macizo, buena calidad.

18

Bloque macizo, mortero – Cemento.

18

Mampostería nueva. Ladrillo macizo.

20

Mampostería nueva. Bloque macizo.

20

Mampostería nueva. Ladrillo/ Bloque Hueco.

18 Tabla 3.10.Valores recomendados de esfuerzo cortante máximo para paneles de mampostería (Yépez, 1996). Para este trabajo se utilizó los siguientes valores promedio, v = 15 tn/m2 para mampostería confinada, v = 7.5 tn/m2 para mampostería no confinada y v = 5 tn/m2 para mampostería de adobe y piedra irregular. 3. Calcular el peso de la edificación que es resistido por la estructura (W), lo cual será la contribución tanto del peso de los muros, peso de los pisos y cubiertas. W = N*(Ax + Ay)*h*Pm + M*Ps*At + Ac*Pc ….. Ec 3.7 En donde: At

: Área total construida en planta (m2).

Ax, Ay

: Áreas totales resistentes de muros (m2) en las direcciones X y Y respectivamente.

h

: Altura Promedio de entrepiso (m).

N

: Número de pisos de la edificación.

Pm

: Peso específico de la mampostería (tn / m3).

Ps

: Peso por unidad de área del diafragma horizontal (tn / m2).

M

: Es el número de diafragmas horizontales.

Ac

: Área total de cubierta (m2).

Pc

: Peso por unidad de cubierta (tn / m2).

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Valores para Pm: 

Para mampostería de adobe se utilizará 1.6 tn/m3.



Para mampostería de ladrillo solido se utilizara 1.8 tn/m3.



Para otro tipo de material como mampostería de caliza, granito y otro se utilizó los valores según a los pesos unitarios que proporciona la norma u otra bibliografía.

Valores para Ps: 

Para valores de aligerados se utilizará 0.3 tn/m2.



Para valores de diafragmas abovedados de un promedio de espeso de 0.40 m se utilizara 0.70 tn/m2.

Para otros valores de diafragmas horizontales se utilizara la siguiente tabla:

Descripción del forjado

Peso (Kg/m2) Rango

Promedio

40 – 70

55

2. Viguetas de madera y bovedillas de yeso.

100 – 160

130

3. Viguetas de madera y tablero de ladrillo.

60 – 140

100

4. Viguetas metálicas y bovedillas de ladrillo.

130 – 280

205

5. Viguetas metálicas y mortero ligero.

160 – 390

275

6. Viguetas de concreto y bovedillas de ladrillo.

180 – 290

235

7. Viguetas de concreto y bloques huecos.

100 – 180

440

8. Losa de concreto armado.

190 – 480

335

9. Losa aligerada de concreto armado.

200 – 320

260

10. Losa de cerámica armada.

150 – 240

195

1. Viguetas de madera y entarimado.

Tabla 3.11.Diafragmas tipo, utilizado para el cálculo de coeficiente. Valores para Pc 

Para valores de coberturas de teja y barro se utilizará 0.16 tn/m2.



Para valores de coberturas de zinc se utilizará 0.01 tn/m2.



Para valores de coberturas de asbesto cemento se utilizará 0.05 tn/m2.

Para el valor del área de cubierta se considera un 20% más del área construida, debido a los aleros y pendientes que tienen las viviendas de la zona, este incremento solo será para construcciones que tienen pendientes.

Pág. 98

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

4. Calcular el coeficiente sísmico resistente CSR, es decir, el porcentaje del peso de la edificación que es resistido por la estructura, como cortante horizontal en la dirección más desfavorable. CSR = VR/W

….. Ec 3.8

5. Calcular el coeficiente sísmico exigido CSE el cual será el valor del espectro de aceleraciones de diseño para un periodo de vibración dado, tal como menciona el reglamento sismorresistente. Para mampostería de adobe (E – 080)

:

CSE = SUC

Para albañilería (E – 030)

:

CSE = ZUSC/R

…. Ec 3.9 …. Ec 3.10

6. Calcular la demanda de ductilidad DD como la relación: DD = CSE W/VR

…. Ec 3.11

7. Se podrá clasificar con la siguiente adaptación: A

: DD < 0.50

B

: 0.50 ≤ DD < 1.00

C

: 1.00 ≤ DD < 1.50

D

: 1.50 ≤ DD

Para los edificios de concreto armado, requiere de cálculos estructurales simplificados, en base a una relación entre el cortante actuante en la base y el cortante resistente de la estructura. El cortante actuante se define a partir de un espectro elástico de respuesta, mientras que el cortante resistente está basado en la capacidad a cortante del sistema estructural. De esta forma, la fuerza sísmica de referencia F en el piso n puede calcularse mediante la expresión: ∑ ∑

Donde Wi y hi con el peso y la altura del piso i, respectivamente. Z, U, C, S son parámetros del reglamento sismorresistente.

Pág. 99

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

La evaluación del parámetro requiere del cálculo de un coeficiente αh, que representa la relación entre la fuerza resistente y la fuerza de diseño mediante las relaciones:

(

)

Donde At

: Área total en planta (m2).

Ax, Ay

: Áreas totales de las secciones resistentes (de concreto armado y de mampostería) en los sentidos X y Y respectivamente.

A0

: Valor mínimo entre Ax y Ay partido por At.

h

: Altura media de los pisos (m).

Pm

: Peso específico de los elementos del sistema resistente (tn/m3).

Ps

: Peso por unidad de área del sistema resistente (tn/m2)

τ

: Resistencia de la cortante de los elementos del sistema resistente, obtenida como una ponderación entre los valores de resistencia cortante (τi) de cada uno de los materiales que constituyen el sistema resistente estructural (en este caso, hormigón). En la siguiente ecuación se puede apreciar que el factor de ponderación son los porcentajes relativos de las áreas contribuyentes de los elementos del sistema resistente. ∑ ∑

Para calcular los coeficientes αh se utiliza la altura máxima, área total construida, el material utilizado en el sistema resistente, los muros y el tipo de diafragma, así como el esfuerzo máximo a cortante, tipo de suelo y área de muros en las direcciones X y Y. Por último, el cálculo del parámetro para concreto armado será de la siguiente manera: A

: αh ≥ 1.20

B

: 0.60 ≤ αh < 1.20

C

: αh < 0.60 Pág. 100

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

 Parámetro 4:

Posición del edificio y cimentación

Con este parámetro se evalúa hasta donde es posible por medio de una simple inspección visual, la influencia del terreno y de la cimentación en el comportamiento sísmico del edificio. Para ello se tiene en cuenta algunos aspectos, tales como: 

La consistencia y la pendiente del terreno



La eventual ubicación de la cimentación a diferente cota



La presencia de empuje no equilibrado debido a un terraplén



Presencia de humedad, sales, etc.

La evaluación de este parámetro parece incompleta y difícil, ya que la observación de cotas de cimentación no siempre es posible a simple vista, requiriéndose examinar los planos estructurales de la cimentación (Yépez et al, 1995), pero esto es muchas veces complicado, debido a que la mayoría de las estructuras en estudio son antiguas y no presentan planos de este tipo, o están incompletos. Adobe A : Edificaciones de adobe cimentada según la norma E – 080, sin presencia de humedad o sales. B

: Edificaciones de adobe cimentada según la norma E – 080, con presencia de humedad o sales.

C

: Edificaciones de adobe cimentado sin proyecto aprobado ni asesoría técnica, además presencia de sales y humedad.

D : Edificaciones de adobe cimentado sin proyecto aprobado ni asesoría técnica, además presencia de sales y humedad. Estado de conservación deteriorado. Albañilería A : Edificación cimentada sobre suelo rígido y según la norma E – 070, sin presencia de humedad ni sales. B

: Edificación cimentada sobre suelo intermedio y flexible, según la norma E – 070, sin presencia de humedad ni sales.

C

: Edificación cimentada sobre suelo intermedio y flexible, según la norma E – 070, con presencia de humedad y sales.

D : Edificación cimentada sin proyecto aprobado ni asesoría técnica, con presencia de sales y humedad. Estado de conservación deteriorado.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Concreto Armado

A : Edificación cimentada sobre suelo intermedio o flexible, según la norma de diseño sismorresistente E – 030. B

: Edificación cimentada sobre suelo intermedio o flexible, según la norma de diseño sismorresistente E – 030. Presencia de sales y humedad.

C

: Edificación cimentada sin proyecto aprobado ni asesoría técnica, y presencia de sales y humedad.

 Parámetro 5:

Diafragmas horizontales

En ambas construcciones (mampostería y concreto armado), la calidad del sistema resistente del piso tiene una notable importancia al influir en el buen funcionamiento de los elementos resistentes verticales. A partir de las experiencias con terremotos pasados, se ha observado que es de singular importancia que el sistema de diafragmas horizontales se encuentre bien conectado al sistema resistente vertical, que pueda transmitir tantos las cargas verticales que soporta el edificio, como las horizontales debidas al sismo hacia los paneles y de allí a la cimentación. Cuando dichas conexiones no se encuentran en estado aceptable, la vibración lateral de los paneles resistentes tiende a separarlos de los diafragmas horizontales, provocando la caída de estos últimos y el desarrollo de un mecanismo de falla con características de reacción en cadena con el resto del sistema; dicha reacción se producirá como consecuencia de altas cargas de impacto. Por otro lado, la deficiencia de estas conexiones genera inestabilidad en la estructura global, permitiendo los diafragmas horizontales su capacidad de arriostrar los muros, aumentando con ello drásticamente la longitud de pandeo de los paneles y llegándose así a un debilitamiento drástico de su capacidad de recibir cargas. En resumen, este efecto podría causar el colapso total y violento de todo el edificio. Este parámetro, en ambas construcciones se calculara con la información del tipo de diafragmas horizontales y desniveles de estos, así como su tipo de conexiones. Adobe A : Edificación con diafragma compuesto de una losa aligerada, apoyada sobre vigas de concreto armado. B

: Edificación con techo compuesto de caña y vigas de madera en buen estado.

C

: Edificación con techo compuesto de caña y vigas de madera en estado deflectado.

D : Edificación sin diafragma. Cubierta de eternit.

Pág. 102

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Albañilería

A : Edificaciones con diafragma que satisfacen las siguientes condiciones. 1. Ausencia de planos a desnivel. 2. La deformabilidad del diafragma es despreciable. 3. La conexión entre el diafragma y el muro es eficaz. B

: Edificación que no cumple con una de las condiciones de la clase A.

C

: Edificación que no cumple con dos de las condiciones de la clase A.

D : Edificación que no cumple con ninguna de las condiciones de la clase A. Concreto Armado A : Edificaciones con diafragmas que satisfacen las siguientes condiciones: 1. Ausencia de planos a desnivel. 2. La deformabilidad del diafragma es despreciable (Ideal de concreto armado). 3. La conexión entre el diafragma y el muro es eficaz. B

: Edificación que no cumple con una de las condiciones de la clase A.

C

: Edificación que no cumple con dos de las condiciones de la clase A.

 Parámetro 6:

Configuración en Planta

El comportamiento sísmico de un edificio depende en parte de la forma en planta del mismo. La asignación de las edificaciones posibles se puede explicar definiendo los parámetros b1 = a/L y b2 = b/L, donde: a

: Representa la dimensión menor del edificio.

L

: Representa la dimensión mayor del edificio.

b

: Representa la dimensión de los elementos que sobresalgan de las dimensiones principales a y L de la planta.

Figura 3.22.Formas originales en planta consideradas en la metodología del índice de vulnerabilidad.

Pág. 103

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

El método evalúa la condición de simetría en planta de los edificios, proponiendo los valores más altos del parámetro cuando las dimensiones en planta se asemejan a secciones cuadradas, sin protuberancias adicionales y castigando las secciones excesivamente alargadas o con protuberancias demasiado grandes, las cuales pueden provocar problemas de torsión en planta y concentraciones de esfuerzos en las esquinas y en los elementos más alejados de los centros de gravedad y rigidez. La implementación de este parámetro dentro del sistema de información geográfica, impide evaluar el parámetro como lo indica la metodología original, lo que obliga a desarrollar un método alternativo para evaluar dicha regularidad. Debido a que este parámetro depende de la geometría de la planta del edificio, el método propuesto es el siguiente para ambos tipos de edificios.

Figura 3.23.Forma general de una planta considerada para el cálculo del parámetro 6 (configuración en planta del edificio).

Figura 3.24.La ampliación de las zonas próximas al centroide permiten observar los valores considerados para el cálculo del parámetro. Las elipses indican la zona ampliada.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Sean P1, P2,..., Pi,... Pn, los puntos de la forma geométrica anterior correspondientes a las coordenadas (X1, Y1), (X2, Y2),..., (Xi, Yi),..., (Xn, Yn), que definen la planta de cada edificio. El centroide o centro de gravedad (xg,yg) se obtiene de las siguientes ecuaciones:

∑ ∑ ∑ ∑

En donde Ai, son las áreas parciales auxiliares de la figura que sirven para obtener el centro de gravedad y se obtienen al multiplicar xi*yi. Se calcula además, un valor medio de los puntos más alejados de la figura en donde cruza una línea imaginaria que pasa por el centro de gravedad, en donde, xmin, xmax, ymin y ymax , corresponden a los valores de los puntos Pxmin, Pxmax, Pymin y Pymax, respectivamente. (

)

(

)

Una vez calculados estos valores se sustituyen en las ecuaciones, con lo que se obtienen los valores de la regularidad en las direcciones x e y de la estructura. El valor máximo obtenido, permitirá obtener el parámetro 6. |

|

|

|

|

|

|

|

(

)

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Adobe y Albañilería

A : IR ≤ 0.10 B

: 0.10 < IR ≤ 0.50

C

: 0.50 < IR ≤ 1.00

D : IR > 1.00

Concreto Armado A : IR ≤ 0.25 B

: 0.25 < IR ≤ 0.75

C

: IR > 0.75

 Parámetro 7:

Configuración en elevación

En el caso de edificaciones de adobe y albañilería, se reporta la variación de masa en porcentaje ± ΔA/A entre dos pisos sucesivos, siendo A el área del piso más bajo y utilizando el signo (+) si se trata de aumento o el (-) si se trata de reducción de área hacia lo alto del edificio. La irregularidad en elevación de edificios de concreto armado suele estar determinada por configuraciones como la presentada en la figura 3.25. Para evaluar dicho parámetro se consideran las dimensiones de H y T, cuya relación se utiliza para evaluar este parámetro. Se puede apreciar fácilmente, que el método califica favorablemente la existencia de variaciones excesivas en la masa de dos pisos consecutivos. Por lo tanto, la evaluación de este parámetro se realiza utilizando la variación de la altura en el edificio, es decir, los valores de la altura mínima (obtenido de H-T) y máxima del edificio (H). El valor del parámetro se obtiene calculando RL que es la relación entre las dos alturas o altura promedio del edificio.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Figura 3.25.Formas originales consideradas para la evaluación del parámetro 7.

Adobe y Albañilería A : Edificio con: ± ΔA/A ≤ 10% B : Edificio con: 10% < ± ΔA/A ≤ 20% C : Edificio con: 20% < ± ΔA/A ≤ 50%; Presenta discontinuidad en los sistemas resistentes D : Edificio con: ± ΔA/A ≥ 50%; Presenta irregularidades de piso blando. Concreto Armado A : RL > 0.66 B : 0.33 < RL ≤ 0.66 C : RL ≤ 0.33; Presenta irregularidades en el sistema resistente vertical.  Parámetro 8:

Distancia máxima entre muros o columnas

Para los edificios de mampostería, se tiene en cuenta el posible espaciamiento excesivo entre los muros ubicados transversamente a los muros maestros. La clasificación se define en función del factor L/S, donde S es el espesor del muro maestro y L es el espaciamiento máximo entre los muros transversales. Este parámetro indica que al aumentar el espaciamiento máximo, producto de la eliminación de muros internos secundario, se altera la vulnerabilidad sísmica del edificio. Este es un típico efecto de las ampliaciones y remodelaciones arquitectónicas que se realizan en las construcciones existentes, generalmente como consecuencia del cambio de uso de ciertos pisos en las edificaciones. Por otra parte para el caso de los edificios de concreto armado, a diferencia de los edificios de mampostería, analiza el tipo de conexión entre elementos críticos resaltando la importancia que tienen las uniones vigas-columnas o losa-columnas.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

1. Para muros de mampostería de ladrillo de arcilla y concreto, se tomó un espesor promedio de 23 cm y 13 cm respectivamente. 2. Para muros de mampostería de adobe, con espesores promedio de 40 cm. Por otra parte para los edificios de concreto armado, como se comentó califica la conexión entre elementos críticos, es decir, evalúa el tipo de unión entre los elementos resistentes verticales y horizontales, cuyos valores dependen de detalles constructivos entre ambos elementos. Como esta información no se encuentra en la base de datos y en general es difícil obtenerla se recurre al parámetro de asistencia técnica de un profesional a fin, asumiendo su buen comportamiento cuando existe la intervención de dicha persona; agregando a esta la utilización de la norma sismorresistente.

Adobe A : Edificio con L/S < 4.7 B

: Edificio con 4.7 ≤ L/S ≤ 5.6

C

: Edificio con 5.6 ≤ L/S ≤ 7.8

D : Edificio con L/S ≥ 7.8 Albañilería A : Edificio con L/S < 15 B

: Edificio con 15 ≤ L/S ≤ 18

C

: Edificio con 18 ≤ L/S ≤ 25

D : Edificio con L/S ≥ 25 Concreto Armado A : Año de construcción mayor 2003 y con asistencia técnica B

: Año de construcción menor 2003 y con asistencia técnica

C

: Sin asistencia técnica

 Parámetro 9:

Tipo de Cubierta

En el caso de los edificios de mampostería y concreto armado la influencia del tipo de cubierta en el comportamiento sísmico de un edificio es muy importante, factores como su tipología y peso determinan dicho comportamiento. Según las observaciones de campo se pudieron apreciar dos tipos de cubiertas: eternit y calamina; y combinaciones entre estas.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Las dos características de la clase A de este paramento están englobadas por la asistencia técnica, ya que una construcción con dicha asistencia tendrá buenas conexiones y comportamiento estructural eficiente. Por lo tanto para este parámetro soló se utilizó los campos de asistencia técnica y tipo de material de cubierta.

Adobe y Albañilería A : Cubierta estable debidamente amarrada a los muros con conexiones adecuadas y de material liviano. Edificación con cubierta plana. B

: Cubierta inestable de material liviano y en buenas condiciones.

C

: Cubierta inestable de material liviano y en malas condiciones.

D : Cubierta inestable en malas condiciones y con desnivel.

Concreto Armado A : Cubierta estable debidamente amarrada a las vigas con conexiones adecuadas y material liviano. Edificación con cubierta plana. B

: Cubierta inestable de material liviano y en buenas condiciones.

C

: Cubierta inestable en malas condiciones y con desnivel.

 Parámetro 10: Elementos no Estructurales Se tiene en cuenta con este parámetro la presencia de balcones, cornisas, parapetos, tanques elevados o cualquier otro elemento no estructural que pueda causar daño. Se trata de un parámetro secundario para fines de evaluación de la vulnerabilidad, por lo cual no se hace ninguna distinción entre las dos primeras clases, tanto para adobe como albañilería. Adobe y Albañilería A : Edificación que no contenga elementos no estructurales mal conectados al sistema resistente. B

: Edificación con balcones y parapetos bien conectados al sistema resistente.

C

: Edificación con balcones y parapetos mal conectadas al sistema resistente. Elementos deteriorados debido a su antigüedad.

D : Edificación que presenta tanques de agua o cualquier otro tipo de elemento en el techo, mal conectado a la estructura. Parapetos u otros elementos de peso significativo, mal construido, que se pueden desplomar en caso de un evento sísmico.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

Edificios con balcones construidos posteriormente a la estructura principal y conectada a esta de modo deficiente y en mal estado. Concreto Armado A : Que cumplan con la clase A o B de mampostería. B

: Edificio con parapetos mal conectados al sistema resistente.

C

: Edificio que presenta tanques de agua o cualquier otro tipo de elemento en el techo, mal conectado a la estructura. Parapetos u otros elementos de peso significativo, mal construido, que se pueden desplomar en caso de un evento sísmico. Edificios con balcones construidos posteriormente a la estructura principal y conectada a esta de modo deficiente

 Parámetro 11: Estado de Conservación. Por último, este parámetro, enteramente subjetivo califica de una manera visual la presencia de desperfectos internos la estructura, así como posibles irregularidades como productos de fallos en el proceso constructivo. Es obvio que la edad de la construcción en este caso juega un papel importante, debido que el estado de conservación dependerá de la antigüedad de los edificios, ya que el material de construcción se deteriora con los años lo que lleva a la perdida de la capacidad de resistencia. Adobe A : Edificación en buenas condiciones, sin fisura alguna. B

: Edificación sin fisuras pero cuyos componentes están levemente deteriorados.

C

: Edificación con fisuras y además cuyos componentes estructurales estén deteriorados.

D : Muros con fuerte deterioro en sus componentes, hay presencia de agrietamientos producto de fallas por flexión, por momento y corte. Albañilería A : Muros en buena condición, sin fisuras visibles. B

: Muros en buena condición pero con pequeñas fisuras, menores a dos (02) milímetros

C

: Edificación que no presenta fisuras pero en mal estado de conservación; o muros con fisuras de tamaño medio de dos a tres milímetros.

D : Muros con fuerte deterioro en sus componentes.

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CAPÍTULO III

METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA Concreto Armado

A : Buen estado B

: Ligeramente dañado.

C

: Mal estado de conservación.

Las calificaciones de cada uno de los 11 parámetros de cada tipología estructural se sintetizan en fichas de evaluación para cada caso. Con estas fichas se procedió a realizar la visita técnica a las edificaciones ingresando a la mayoría de ellas, para de esta manera poder evaluar cada parámetro correspondiente y determinar el índice de vulnerabilidad (IV). Los resultados se muestran en los mapas de vulnerabilidad por tipología, que se presentan en el anexo de planos. En las edificaciones en las cuales no se pudo ingresar, se trató de registrar la mayor cantidad de datos posibles como tipología estructural, configuraciones en planta y elevación, diafragmas horizontales, elementos estructurales, estado de conservación, etc., para luego, de acuerdo a la similitud con otras edificaciones, en las cuales se tiene la ficha de evaluación completa, evaluar el índice de vulnerabilidad.

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CAPITULO IV

SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA - SIG

CAPÍTULO IV SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG)

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SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA - SIG

4. SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA (SIG) 4.1 INTRODUCCIÓN La aparición de nuevas tecnologías de la información y la comunicación ha propiciado el desarrollo de nuevas aplicaciones y nuevas maneras de entender y gestionar nuestro entorno, con un gran impulso de todo lo relacionado con la localización, la movilidad, la temática, etc. La tecnología de los Sistemas de Información Geográfica puede ser utilizada para la gestión de los recursos e infraestructuras (redes eléctricas, carreteras...), la arqueología, la logística, la gestión de los activos inmobiliarios, equipamientos, la evaluación de impacto ambiental, evaluación de riesgo sísmico o la planificación urbana, protección civil, análisis de mercados, por citar algunos ejemplos. En el siglo XIX con un avance tecnológico basado en el conocimiento científico de la tierra, se produjo grandes volúmenes de información geomorfológica que se debía cartografiar. La orientación espacial de la información se conservó con la superposición de mapas temáticos especializados sobre un mapa topográfico base. La fotografía aérea y particularmente las imágenes de satélite han permitido la observación periódica de los fenómenos sobre la superficie de la corteza terrestre. La información producida por este tipo de sensores ha exigido el desarrollo de herramientas para lograr una representación cartográfica de este tipo de información. Hace casi 30 años, un gran número de geógrafos crearon un sistema de almacenamiento y organización de información espacial en un ordenador, sin llegar a darle un nombre propio (ESRI, 1995). Fue en el inicio de la década pasada, cuando este proyecto llegó a ser conocido como Sistema de Información Geográfica (SIG). Con estos sistemas paralelamente se fueron desarrollando aplicaciones importantes como la cartografía de alta resolución, la planificación del uso de suelo, gestión de recursos naturales, evaluación y planificación ambiental, investigación ecológica, comunicaciones, investigación demográfica, servicios, aplicación a negocios, entre otras muchas. El interés de los SIG continuó creciendo gracias a que son un medio de integración de la información de manera que ayudan a entender y orientar algunos de los problemas con mayor riesgo a los que se enfrenta el mundo actual, como la deforestación tropical, la lluvia ácida, la urbanización rápida, el crecimiento incontrolable de la población, la hambruna, el esparcimiento de enfermedades e impactos de cambios en nuestro clima y, Pág. 113

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actualmente, el riesgo sísmico (aunque no es un problema nuevo, su implementación en los SIG, resulta ser relativamente reciente). Un SIG ayuda a organizar los datos con respecto a estos problemas y a entender su relación espacial, creando una base de datos para hacer más sensibles e inteligentes la tomas de decisiones. Además, la reducción de los costos en los equipos informáticos ha permitido también que los SIG incrementen rápidamente su uso.

4.2 DEFINICION DE SIG Un SIG puede definirse como un útil informático que permite almacenar, manejar, tratar y representar la información geográfica. La información se almacena y se maneja en una base de datos geográficos, que combina datos geométricos (localización y forma) y temáticos. Cada tema de información está representado por una capa, conjunto de objetos elementales de la misma naturaleza. Una capa reúne la representación cartográfica de objetos espaciales y la tabla de información estadística que está asociada a ella. Un SIG se define también como un conjunto de métodos, herramientas y datos que están diseñados para actuar coordinada y lógicamente en la captura, almacenamiento, análisis, transformación y presentación de toda información geográfica y sus atributos con el fin de satisfacer múltiples propósitos.

En un sentido más genérico, el SIG son herramientas que permiten a los usuarios a crear consultas interactivas, analizar la información espacial, editar datos, mapas y presentar los resultados de todas estas operaciones. Los SIG permiten cruzar informaciones contenidas en la base de datos de diferentes formas. Por una parte, los lazos existentes entre las características geométricas y temáticas de los objetos permiten selecciones de subconjuntos a partir, ya sea de requerimientos relativos a atributos estadísticos, ya sea, de requerimientos denominados espaciales, provenientes de herramientas gráficas. Los principales sistemas informáticos (softwares) para SIG utilizados en la actualidad son ArcGis, ArcInfo, Arcview, GRASS, MapInfo, IDRISI, GéoConcept entre otros.

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4.3 OBJETIVOS DEL SIG  Objetivos generales: Representar en un sistema de información los diferentes elementos geográficos para la descripción, análisis, planificación y modelamiento de los sistemas territoriales simples y complejos así como también para integrar información socioeconómica.

 Objetivos específicos:  Localizar espacialmente los elementos geográficos y sus procesos.  Normalizar y estandarizar la recolección de datos.  Analizar, almacenar, actualizar y manejar datos georeferenciales en un proceso.  Permite el desarrollo y ejecución de modelos simples y complejos para la toma de decisiones.  Facilitar la presentación grafica de los resultados en mapas y reportes automatizados.

4.4 IMPORTANCIA DEL SIG Las soluciones para muchos problemas frecuentemente requieren acceso a varios tipos de información que solo pueden ser relacionados por geografía o distribución espacial. Solo la tecnología SIG permite almacenar y manipular la información usando geográfica y para analizar patrones, relacionados, y tendencias en la información, todo tendiente a contribuir a tomar mejores decisiones.

4.5 COMPONETES DE SIG El sistema de información geográfica está compuesto de elementos informáticos diseñados para permitir la adquisición, gestión, manipulación, análisis, modelado, representación y salida de datos geográficos referenciados, para resolver problemas complejos de planificación y gestión.

Estos principales componentes del SIG lo constituyen: El hardware, el software, la información, los recursos humanos y las metodologías para resolver los problemas.

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Figura 4.1. Principales componentes de un sistema de información geográfica.

En conjunto los componentes, de un SIG permiten representar de manera digital los datos geográficos (adquisición, codificación y almacenamiento), manejar de manera eficiente la codificación para editar, actualizar, manejar y

almacenar los datos, brindarlos

eficientemente para consultas complejas y crear formas de salida compatibles para diferentes usuarios como puede ser con tablas ,gráficos, etc.  Hardware Es el equipo de cómputo con el que opera un SIG. Actualmente, un SIG corre en un amplio rango de tipos de hardware, desde servers de computadoras centralizados hasta computadoras desktop utilizados en configuraciones individuales o red. Una organización requiere de hardware suficiente específico para cumplir necesidades de aplicación.  Software El software de SIG provee las funciones y herramientas necesarias para almacenar, analizar y mostrar información geográfica.  Información Es el componente más importante de un SIG es la información. Primero se requiere tener de buenos datos de soporte para que el SIG pueda resolver los problemas y contestar a preguntas de la forma más acertada posibles. La obtención de buenos datos generalmente se absorbe entre un 60 y 80% del presupuesto de implementación del SIG.

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 Personal La tecnología de SIG es de valor limitado sin un personal que maneja el sistema y desarrolle planes para aplicarlo. Frecuentemente, sin personal, los datos se desactualizan y se manejan equivocadamente.  Metodologías. Para que un SIG tenga una implementación exitosa debe basarse en un buen diseño y la definición de reglas claras de las actividades. Que serán los moldes y practicas operativas exclusivas en cada organización.

4.6 COMO TRABAJA UN SIG Un SIG almacena información real en capas temáticas, que pueden ser vinculadas junto con la geografía.

Figura 4.2.Representacion en capas temáticas.

A cada objeto contenido en una categoría se le asigna un número único de identificación. Cada objeto está caracterizado por una localización (atributos gráficos con relación a unas coordenadas geográficas), y por un conjunto de descripciones (atributos no gráficos), relacionados por un modelo de datos. El análisis espacial de datos se realiza mediante numerosas operaciones (lógicas y matemáticas) ejecutadas por la SIG y entre ellas los procesos más comunes son la superación y la reclasificación de mapas.

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4.7 CONCEPTOS GENERALES DE LOS DATOS GEOGRAFICOS Todos los SIG permiten representar el “mundo real” por medio de elementos característicos transformados en formato digital. Estos elementos del “mundo real”, se consideran datos espaciales o geográficos y se obtienen a partir de los mapas de la Tierra en dos y tres dimensiones (Figuras 4.3).

Figura 4.3.Ejemplos de mapas planos y tridimensionales utilizados para obtener los elementos que se utilizan en un proyecto SIG.

Se utiliza la palabra Globo para identificar a la tierra en tres dimensiones y entiéndase por Mapa para identificarla en dos dimensiones. La información geográfica contiene una referencia explícita, tal como una coordenada geográfica (longitud y latitud) o coordenada UTM(x, y), y una referencia de implícita tal como una dirección, código postal o nombres de extensión de censo. Estas referencias geográficas permiten ubicar aspectos del mundo real, tales como un bosque, ríos, ciudades, etc., y sucesos o eventos naturales, tales como un sismo o huracanes. 4.7.1 Coordenadas geográficas Para representar el número real se utiliza un sistema de coordenadas en el cual, la localización de elementos está dado por los valores de latitud y longitud en unidades de grados, minutos y segundos. La longitud varía de 0 a 180 grados en el hemisferio este y de 0 a 180 grados en el hemisferio oeste, de acuerdo con las líneas imaginarias denominadas meridianos.

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Mientras que la latitud varía de 0 a 90 grados en el hemisferio norte y de 0 a 90 grados en el hemisferio sur, de acuerdo con las líneas imaginarias denominadas paralelas o líneas ecuatoriales. El origen de este sistema de coordenadas queda determinado en el punto donde se encuentran la línea ecuatorial y el meridano de Greenwich.

Figura 4.4.Division de la tierra en meridianos y paralelos. 4.7.2 Coordenadas UTM El sistema de coordenadas UTM o Universal transversal de Mercator, es un sistema de coordenadas basado en la proyección geográfica transversal de mercator, que se construye como la proyección de Mercator normal, pero en lugar de hacerla tangente al Ecuador, se la hace tangente a un meridiano. A Diferencia el sistema de coordenadas tradicional, expresadas en longitud y latitud, las magnitudes en el sistema UTM se expresan en metros. El sistema de coordenadas UTM, la tierra se divide en este a oeste en 60 husos (separados 6° y numerados del 1 al 60) y de sur a norte en 20 bandas (designadas por letra de la C a W, separados 8° y la X por 12°). En el sistema UTM se realizan proyecciones sobre un cilindro transversal hipotético que gira alrededor del eje Norte-Sur. Debido a que la deformación crece a medida que nos separamos del ecuador, la proyección queda limitada entre los paralelos: 84° N y 80° S y se completa con una proyección polar estereográfica para las regiones septentrionales del planeta (UPS).

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4.7.3 Proyección de mapas La representación más sencilla de la Tierra es mediante una esfera o en forma más correcta un esferoide (Globo Terrestre), sin embargo, por algunas limitaciones que tienen estos en su uso, se necesita transformar sus elementos a una superficie plana o en otras palabras en un mapa. A este proceso se le llama “proyección de mapas”, el cual consiste en representar los paralelos y meridianos de una superficie esférica en una superficie plana, utilizando formulaciones matemáticas para proyectar la posición global L, M (longitud y latitud) a la posición plana x, y, Figuras 4.5 y 4.6

Figura 4.5. Representación del Globo Terrestre mediante coordenadas de longitud y latitud.

Figura 4.6. Proyección del Globo Terrestre a coordenadas cartesianas x, y.

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4.8 APLICACIONES EN EL ANALISIS DE VULNERABILIDA. Los sistemas de información geográfica SIG han demostrado ser una herramienta valiosa para la administración, consulta, visualización y análisis de datos, y por ende para su aplicación en temas relacionados con la ingeniería civil. En el presente proyecto se están utilizando para fines solicitados, finalmente, esto solo ha permitido vislumbrar el amplio rango de aplicaciones que tiene los SIG, en donde se espera que el área de ingeniería civil siga trabajando. Dentro de las ventajas que se presenta el SIG en las aplicaciones esta la discretizacion de la información en sistemas de pequeñas unidades que pueden almacenarse en una base datos divididas en dos temas principales: por una parte la información referente a la ubicación o localización georreferenciada de los elementos de estudio, y por la otra, la información descriptiva de los mismos. Es decir, por una parte en forma geométrica se representan los elementos, que se pueden describir por medio de diferentes temas, por ejemplo un elemento geométrico georrenferencial que representan una ciudad puede estar acompañado de información en forma tubular como el uso de suelo, tamaño de la población, geología, topografía, etc., relacionados por un indicador común. La capacidad del SIG para obtener y representar los resultados de los análisis y mapas temáticos resulta fundamental en cualquier estudio geográfico, en especial en los estudios de riesgo y vulnerabilidad sísmica. Estos mapas permiten mostrar los posibles escenarios de daños de la zona de estudio, con la cual se pueden estimar localizaciones y regiones con riesgo símico más alto, sitios con efectos locales de los suelos más marcados, estructuras más vulnerables, Estimaciones de perdida más esperadas, dando una idea global del problema y sentando las bases para dar soluciones al mismo, mediante planes de mitigación de vulnerabilidad sísmica. Por desarrollarse dentro de un marco multidisciplinario, las aplicaciones de los SIG son importantes para determinar con ventajas comparativas y competitivas los espacios geoeconómicos.

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Al respecto los SIG sirven para realizar una serie de acciones en el campo profesional.  Planificar y optimizar la gestión de una institución.  Promover el desarrollo sostenible integral y/o sectorial de una región.  Optimizar y modernizar el ordenamiento urbano de la localidad.  Preservar el medio ambiente y el uso racional de los recursos naturales.  Obtener con precisión y calidad mapas relativos a las distintas áreas económicas y sociales.  Realizar estudios y planeamientos para la reducción de desastres. 4.9 ORGANIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN EN UN SIG Los SIG tienen la mecánica de organizar los elementos geométricos en grupos de la misma clase, es decir aquello que estos elementos u objetos geométricos están representando, un polígono puede representarse como un lote de terreno, y un conjunto de polígonos un grupo de lotes, por lo tanto es válido considerar que son de la clase ´´lotes de terrenos’’ .Y podremos tener diferentes clases de elementos, como puntos que son ‘’sitios de interés’’, líneas o cadenas de líneas que son ‘’Arroyos’’, polígonos irregulares y complejos que son ‘’Distritos’’ o ´’Reservas ecológicas´´,etc. Tema: se le denomina así a cada clase de los elementos geométricos que representan objetos afines geográficamente. Rasgo:(Feature): A cada uno de los objetos contenidos en un tema se le denomina Rasgos, Facción o ‘’Feature’’, es decir un tema es un grupo de rasgos. Atributos: Son los diferentes parámetros asociados a los rangos y que los describen de acuerdo a lo que persigue el tema, pueden ser nombre, cantidades, fechas, (SI/NO).La relación entre informaciones gráfica y tabular de la base de datos se logra mediante un atributo de unión al que se le asigna un objeto identificador al interior de una categoría o cobertura. Este identificador posee dos componentes, uno es gráfico y el otro no lo es. Al componente grafico se le otorga un código y se da el mismo código al componente alfanumérico. Esta relación se efectúa en el software.

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CAPITULO IV

4.10

SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA - SIG

FORMAS DE ALMACENAMIENTO. El desarrollo de las bases de datos espaciales y de atributos es una de las operaciones

esenciales en los SIG. Se estima que tal operación puede llegar a consumir hasta un 80% del esfuerzo invertido en un proyecto, sin embargo la ausencia de variables espaciales o de atributos en las bases de datos haría imposible cualquier operación analítica. Existen dos formas de almacenamiento:  Modelo Raster: Es la transformación del espacio en pequeños rectángulos o cuadrados, de tal manera que el tamaño de esos elementos define la resolución de la imagen. Estas cuadriculas o elementos de imagen, llamadas también pixeles (del inglés Picture Element), contienen valores numéricos que están representados por entidades cartográficas y atributos a la vez. La organización de datos de este modelo es muy simple, permitiendo realizar con gran facilidad algunos procesos de análisis como superposición de planos con dispositivos baratos. Sin embargo, su limitación está en que genera gráficos de baja calidad, no puede realizarse análisis complejos y requiere de gran volumen de almacenamiento.  Modelo vectorial: Este modelo permite conectar los puntos de los contornos de los elementos de las imágenes (conectividad) y adherir unos a otros (adherencia), las relaciones topológicas llegan ser entidades más complejas. Ejemplo de tales elementos son los nodos (intersecciones), líneas o arcos (segmentos) y áreas (poligonización) de una zona geográfica. Los procedimientos de análisis en este modelo son más laboriosos pero más precisos que el raster y conlleva a una mejor resolución analítica de intersecciones entre arcos, líneas y determinación de áreas. La información sobre elementos geográficos es almacenada como una colección de coordenadas puntuales X, Y, originando puntos, líneas y polígonos. El modelo vector es muy útil para describir elementos discretos. Hoy en día los SIG combinan ambos tipos de modelos según la precisión de los datos con los que se va a operar.

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CAPITULO IV

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Figura 4.7. Las estructuras de datos de uso general (raster y vectorial) para representar la realidad geográfica.

4.11

ELEMENTOS GEOMETRICOS Los datos geométricos o datos espaciales permiten modelar los elementos del mundo real cuya posición es única en un sistema de coordenadas específico. Las formas más usadas para modelar los elementos del mundo real son los puntos, líneas y polígonos en su representación más básica (Figura 4.8), y superficies continuas, parrillas, etc., para modelos más complejos.  Puntos: los puntos se utilizan para las entidades geográficas que mejor pueden se expresadas por un único punto de referencia. En otras palabras, la simple ubicación. Por ejemplo, las localizaciones de los pozos, picos de elevaciones o puntos de interés. Los puntos transmiten la menor cantidad de información de estos tipos de archivo y no son posibles las mediciones. También se pueden utilizar para representar

zonas a una escala pequeña. Por ejemplo, las

ciudades del mundo estarán representadas por puntos de polígonos.  Líneas o polilíneas: las líneas unidimensionales o polilineas son usadas para rasgos lineales como ríos, caminos, ferrocarriles, rastros, líneas topográficas o curvas de nivel. De igual forma que en las entidades puntuales, en pequeñas escalas pueden ser utilizados para representar polígonos. En los elementos lineales pueden medirse la distancia.

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CAPITULO IV

SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA - SIG  Polígonos: Los polígonos bidimensionales se utilizan para representar elementos geográficos que cubren un área particular de la superficie de la tierra. Estas entidades pueden representar lagos, límites de parques naturales, edificios, provincias, o los usos del suelo, por ejemplo. Los polígonos transmiten la mayor cantidad de información en archivos con datos vectoriales y en ellos se pueden medir el perímetro y el área.

Figura 4.8. Representacion de elementos geográficos en el modelo vectorial. 4.12

ARC GIS Arc Gis es un sistema de información geográfica (SIG) integrado, que consiste entre partes claves:  El software ArcGis Desktop es un conjunto integrado de aplicaciones

SIG

avanzadas.  El ArcDE Gateway es un interfaz para administrarlas geodatabase (forma corta para base de datos geográfica) en un sistema de administración de bases de datos (DBMS).  El software ArcIMS es un SIG orientado al internet para distribuir datos y servicios. El ArcGIS es un sistema de partes que pueden se organizadas en un desktop individual o pueden ser distribuidas en una red de computadoras heterogéneas de estaciones de trabajo y de servidores. ArcGIS usa modelos de datos inteligentes SIGA para representar la geografía y proporciona todas las herramientas necesarias para crear y trabajar con datos geográficos, incluye herramientas para todas las actividades SIG: edición y Pág. 125

CAPITULO IV

SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA - SIG

automatización de datos, mapeo y actividades basadas en mapas, administración de datos, análisis geográfico y organización de datos y aplicaciones para internet. El ArcGIS Desktop es un conjunto de aplicaciones integradas: ArcMap, ArcCatalog y ArcToolbox. Usando estas tres aplicaciones juntas, usted puede realizar cualquier tarea SIG desde una simple hasta una avanzada, incluyendo mapeo, administración de datos, análisis geográficos, edición de datos y geoprocesamiento. Además, ArcGIS le permite tener acceso a abundantes recursos y datos espaciales disponibles en internet a través de los servicios de ArcIMS o almacenados en base de datos ArcSDE. 4.12.1 ArcMap ArcMap es la aplicación central de ArcGIS Desktop. Es la aplicación SIG usada para todas las actividades basadas en mapeo, incluyendo cartografía, análisis de mapas y edición. En esta aplicación usted trabaja con mapas. Los mapas tienen un diseño de página que contiene una ventana geográfica, o una vista con una serie de capas, leyendas barras de escalas, flechas indicando el norte y oros elementos. Permite realizar mapas a partir de capas o datos espaciales, elegir colores y simbología interrogar a las bases de datos, analizar relaciones espaciales y diseñar mapas o salidas impresas.

Figura 4.9. El ArcMap se utiliza para todas las tareas de mapeo y edición así como para análisis basados en mapas. Pág. 126

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4.12.2 ARC CATALOG: La aplicación ArcCatalog le ayuda a organizar y administrar sus datos SIG. Incluye herramientas para explorar y encontrar información geográfica, para grabar y ver metadatos, para una rápida visión de cualquier conjunto de datos y para definir la estructura del esquema de sus capas de datos geográficos. Las operaciones básicas con el Arc Catalog son:  Formatos de datos  Formatos de datos para las capas  Formatos de datos de imagen  Formatos de datos tubulares.

Figura 4.10. Permite visualizar sus datos SIG y obtener una vista preliminar de la información geográfica. A la izquierda, los datos son presentados con una estructura de árbol. A la derecha podemos ver el contenido de los archivos espaciales en miniatura. Si hacemos clic sobre la pestaña Preview, podemos pre visualizar una capa de forma ampliada y también podemos obtener datos relativos al origen y contenidos de ese archivo, seleccionando la pestaña metada.

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4.12.3 ARC TOOLBOX Arc toolbox es una aplicación sencilla que contiene muchas herramientas SIG usadas para el geoprocesamiento. Permite convertir los datos espaciales de un formato a otro, así como introducir un sistema de referencia o cambiar proyecciones de los datos. La aplicación Arc Toolbox en ArcGIS, es una versión reducida. En la versión ArcInfo están incluidas varias herramientas de análisis así como de estructuración topológica y tratamiento de datos. En algunos casos dispone de un asistente que te ayuda a realizar una operación paso a paso.

Figura 4.11. ArcToolbox para ArcInfo viene con un completo conjunto de herramientas para el geoprocesamiento, la conversión de datos, la administración de hojas me mapa, el análisis de coberturas, la proyección de, mapas y mucho más.

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SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA - SIG

4.12.4 TRABAJANDO CON LAS TRES PARTES ArcMap, ArcCatalog y ArcToolbox han sido diseñadas para trabajar juntas con el fin de desempeñar todas las actividades SIG. Por ejemplo, usted puede buscar y encontrar un documento mapa en ArcCatalog, luego abrirlo en Arc Map haciendo un doble clic en el catálogo. Usted puede luego editar y mejorar sus datos usando las herramientas disponibles en el ambiente de edición de ArcMap. Usted puede buscar datos de otro sitio a través de las conexiones de bases de ArcCatalog. Una vez haya encontrado los datos en los que está interesado, puede arrastrarlos y dejarlos como una capa en ArcMap. También puede arrastrar y dejar datos de ArcCatalog sobre las herramientas en ArcToolbox; use las herramientas de ArToolbox para la conversión de datos, proyección y análisis.

Figura 4.12. Conjugando las tres partes: ArcMap, ArcCatalog y ArcToolbox han sido diseñados para trabajar juntas con el fin de desempeñar todas las actividades SIG.

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CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

CAPÍTULO V EVALUACIÓN DE ESCENARIO DE DAÑOS EN EL DISTRITO DE CIUDAD ETEN.

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CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

5. EVALUACIÓN DE ESCENARIO DE DAÑOS EN EL DISTRITO DE CIUDAD ETEN. 5.1 INTRODUCCIÓN En este capítulo se desarrollará el estudio de vulnerabilidad sísmica de las edificaciones del distrito de Ciudad Eten, provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque. Se define los conceptos utilizados y se describe la metodología empleada, presentando por último los resultados obtenidos. La metodología Aplicando Índices de Vulnerabilidad (Benedetti - Petrini) permite evaluar la calidad estructural de los edificios mediante la calificación de 11 parámetros. Sin embargo, al realizar un estudio a nivel urbano donde se consideran miles de edificaciones, la información requerida puede ser muy amplia, ocasionando inevitablemente que algún dato sea muy difícil de obtener, caso en el cual se puede deducir a partir de estudios estadísticos realizados en trabajos anteriores.

5.2 CALCULO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD Los índices de vulnerabilidad de las edificaciones del distrito de Ciudad Eten se calcularon aplicando dos ecuaciones: una para las edificaciones de adobe y albañilería, y otra para los edificios de concreto armado.

Ecuación utilizada para edificaciones de mampostería (adobe y ladrillo de arcilla).

∑

Ecuación utilizada para edificaciones de concreto armado.

(∑

)

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CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Construcciones de Tierra En el distrito de Ciudad Eten dentro de las construcciones con tierra utilizadas tenemos: Adobe, se construye con bloques presecados asentados con mortero de barro. El adobe es un bloque macizo de tierra sin cocer, el cual puede contener paja u otro material que mejore su estabilidad frente a agentes externos. Quincha, consiste en marcos rectangulares de madera, asegurados con travesaños y rellenados con cañas. La tierra se usa para revestir este entramado, usualmente se aplica sobre estas un revestimiento de barro y paja, sobre el cual se puede colocar un acabado final de propio barro o una capa de yeso. Las construcciones de adobe, además de su tecnología constructiva simple y de bajo costo, tienen otras ventajas, tales como sus propiedades térmicas y acústicas. Sin embargo, son vulnerables a los efectos de terremotos, lluvias e inundaciones. La construcción tradicional de adobe ofrece una respuesta deficiente ante los sismos, sufriendo daños estructurales severos, o llegando al colapso, según la intensidad del movimiento, ocasionando pérdida de vidas humanas y cuantiosos daños materiales. El inadecuado comportamiento sísmico se debe al elevado peso del material, su baja resistencia, y su naturaleza frágil. Daño material e innumerables pérdidas humanas se han producido durante terremotos severos, en áreas donde se ha usado este material, debido a su gran peso, estas estructuras desarrollan niveles elevados de fuerza sísmica, que son incapaces de resistir y por ello fallan violentamente.

Figura 5.1. Edificaciones de adobe en la CA. Manuel C. Bonilla cuadra N° 01. Pág. 132

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Construcciones de Albañilería El sistema estructural que más se utiliza en el Perú y Sudamérica para las construcciones de viviendas en zonas urbanas es la denominada albañilería de ladrillos de arcilla. La principal fuente de daño de estas construcciones frente a un sismo es la no existencia de un control de calidad adecuado durante la etapa constructiva y una deficiente configuración estructural. El construir una vivienda sin seguir las normas de diseño sísmico y las normas de diseño de albañilería puede producir daño estructural. En el distrito de la Ciudad Eten existen muchas edificaciones de albañilería construidas informalmente, en este grupo se han considerado las edificaciones de albañilería simple y reforzada (confinada o armada).

Figura 5.2 Edificación de albañilería confinada ubicada en Av. Mariscal Ramón Castilla.

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Construcciones de Concreto Armado. Se encuentran en menor número en la zona de estudio. El año de construcción es un parámetro referencial para evaluar este tipo de estructuras. Estas edificaciones se identifican por las mayores dimensiones de vigas y columnas, en comparación a los elementos de confinamiento de las edificaciones de albañilería. También por la separación existente entre pórticos y tabiques, para lo cual se consideran juntas. Los pórticos están conformados por vigas y columnas. Son flexibles ante la acción de las fuerzas de inercia horizontales generadas por los movimientos sísmicos. Si son bien diseñados y bien construidos pueden alcanzar gran ductilidad. El concreto armado, es un material compuesto por concreto y barras de acero corrugado. Es muy utilizado en todo el mundo debido a las grandes ventajas que posee, entre ellas la disponibilidad de sus componentes (piedra, arena, agua, cemento y acero) y de la mano de obra. Las ventajas de este material en las estructuras sismorresistente son:  Adaptabilidad para conseguir diversas formas arquitectónicas.  Posibilidad de conseguir ductilidad, resistencia y rigidez.  Factibilidad para lograr diafragmas rígidos horizontales.  Capacidad resistente a los esfuerzos de compresión, flexión, corte y tracción.  Durabilidad.  Monolitismo entre losas, vigas y columnas.

Las desventajas de este material están asociadas al peso de los elementos que se requieren en las edificaciones por su gran altura; por ejemplo, si se tienen luces grandes o volados grandes, las vigas o losas resultan de dimensiones grandes. Asimismo, elementos arquitectónicos (no estructurales) como cornisas, tabiques, o muebles pueden ser cargas gravitatorias importantes y además, aumentan la fuerza sísmica por su gran masa. También, su adaptabilidad al logro de formas diversas ha traído como consecuencia, configuraciones arquitectónicas muy modernas e impactantes, pero con deficiente comportamiento sísmico. Los concretos pueden tener diferentes resistencias a la compresión. La resistencia mínima recomendable por la NTE- 060 para estructuras sismorresistente es de 210 kg/cm2.

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CAPÍTULO V

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Figura 5.3 Edificación de concreto armado, ubicado en la intersección de las calles CA. 8 de Octubre y CA. Lima.

5.3 RESULTADOS DE LOS 11 PARAMETROS POR CLASE Y TIPOLOGIA ESTRUCTURAL Para obtener los índices de vulnerabilidad de cada una de las ediciones del Distrito de Ciudad Eten se realizaron visitas de campo periódicas a la zona en estudio. De esta forma se pudo analizar cada parámetro de la metodología del índice de vulnerabilidad para luego asignar las correspondientes calificaciones, obteniendo mediante la aplicación de la fórmula que caracteriza al método, el respectivo Índice de Vulnerabilidad para cada edificación de acuerdo a la tipología estructural. Se consideraron en la zona de estudio un total de 3732 agrupadas en tres tipologías, como se detalla en la siguiente tabla:

TIPOLOGÍA

EDIFICACIONES N° Lotes

%

Adobe

1956

52.41%

Albañilería

1761

47.19%

Concreto Armado

15

0.40%

TOTAL

3732

100%

Tabla 5.1. Distribución de Edificaciones por tipología.

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EDIFICACIONES EN EL DISTRITO DE CIUDAD ETEN Conc.Armado, 15

Albañilería, 1760

Adobe, 1957

Gráfico 5.1 Distribución de Edificaciones por tipología

La aplicación de la metodología del Índice de vulnerabilidad consistió en evaluar las 3732 edificaciones del distrito de Ciudad Eten utilizando una ficha de evaluación correspondiente a cada tipología.

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CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SISMICA MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD FICHA DE EVALUACIÓN PARA ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA - TIPOLOGIA ADOBE DATOS REFERENCIALES Fecha: …………………………………… Ubicación:………………………………. …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… Manzana:……………………………….. …………………………………………… Lote:…………………………………….. Propietario:……………………………… …………………………………………… …………………………………………… Uso actual:……………………………… ……………………………………………

PARÁMETRO CLASE ELEMENTO DE EVALUACIÓN TIPO Y Marcar según lo observado: 1 ORGANIZACIÓN Asesoría técnica DEL SISTEMA Nueva construcción y/o Reparación según Norma. RESISTENTE Elementos de arriostre horizontales y verticales Adecuada distribución de muros y regularidad Edificación de Quincha Marcar según lo observado: 2 CALIDAD DEL Mamposteria de buena calidad. S.R. Muros con mamposteria artesanal. Buena trabazón en mamposteria. Mortero de buena calidad (9-12mm). Especificar segùn lo observado en la estructura: 3 RESISTENCIA Número de pisos: (N):……………………...………………………

……………………………………………

CONVENCIONAL

……………………………………………

Ax: Área de muros en X (m2):……………………………………. Ay: Área de muros en Y (m2): …………………………………… h :Altura promedio de entrepiso (m):……………………………. M :Número de diafragmas:………………………………………… Ps :Peso del diafragma (ton/m2):…………………………………. At :Área techada (m2):……………………………………………. Ac:Área de cubierta (m2):………………………………………… Pc: Peso de cubierta (ton/m2:) …………………………………...

POSICIÓN DEL 4

EDIFICIO Y DE LA CIMENTACIÓN

Marcar según lo observado: Presencia de sales Presencia de filtraciones Estado de conservación deteriorado Marcar según lo observado:

5

DIAFRAGMAS HORIZONTALES

Discontinuidades abruptas. Buena conexión diafragma-muro. Deflexión del diafragma. Especificar los siguientes parámetros:

6

CONFIGURACIÓN

a: …………………………………

EN PLANTA

b: ………………………………… L: ………………………………… Especificar y marcar según lo observado:

7

CONFIGURACIÓN

Aumento o reducción de masas o áreas: ………………………..

EN ELEVACIÓN

%T/H: ……………………………………………………………….. Piso blando: Irregularidad del S.R. Especificar:

8

DIST. MAXIMA

L(espaciamiento de muros trans en metros):………………

ENTRE MUROS

S(espesor del muro maestro en metros):………………….. Factor L/S:…………………………………………………….. Marcar según lo observado:

9

TIPO DE CUBIERTA

Cubierta estable. Conexión cubierta-muro adecuada. Cubierta plana. Material liviano. Cubierta en buenas condiciones Calificar con B(bueno), R(regular) y M(malo) segùn

10

ELEMENTOS

conexión al S.R.:

NO ESTRUCTURALES

10.1.-Corniza y parapetos 10.2.-Tanques de agua prefabricados. 10.3.-Balcones y volados. 10.4.-Pequeños elementos.

11 ESTADO DE

Marcar segúnde lo observado en la estructura: 11.2.- Estado conservacion: Bueno Malo

CONSERVACIÓN

12.2.- Muros en buena condición, sin fisuras visibles.

Regular

12.3.- Edificio que no presenta fisuras pero en mal estado de conservacion. 12.4.- Muros que presentan fisuras pequeñas. 12.5.- Muros con fisuras de tamaño medio y/o producidas por sismos. 12.6.- Muros con fuerte deterioro en sus componentes.

Pág. 137

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SISMICA MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD FICHA DE EVALUACIÓN PARA ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERÍA - TIPOLOGIA ALBAÑILERIA DATOS REFERENCIALES Fecha: …………………………………… Ubicación:………………………………. …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… Manzana:……………………………….. …………………………………………… Lote:…………………………………….. Propietario:……………………………… …………………………………………… …………………………………………… Uso actual:……………………………… ……………………………………………

PARÁMETRO CLASE ELEMENTO DE EVALUACIÓN TIPO Y Marcar según lo observado: 1 ORGANIZACIÓN Asesoría técnica DEL SISTEMA Nueva construcción y/o Reparación según Norma. RESISTENTE Elementos de arriostre horizontales y verticales Deficiencias en confinamiento y proceso de construccion Muros sin confinar o autoconstrucción. Marcar según lo observado: 2 CALIDAD DEL Mamposteria de buena calidad. S.R. Muros con mamposteria artesanal. Buena trabazón en mamposteria. Mortero de buena calidad (9-12mm). Especificar segùn lo observado en la estructura: 3 RESISTENCIA Número de pisos: (N):……………………...………………………

……………………………………………

CONVENCIONAL

……………………………………………

Ax: Área de muros en X (m2):……………………………………. Ay: Área de muros en Y (m2): …………………………………… h :Altura promedio de entrepiso (m):……………………………. M :Número de diafragmas:………………………………………… Ps :Peso del diafragma (ton/m2):…………………………………. At :Área techada (m2):……………………………………………. Ac:Área de cubierta (m2):………………………………………… Pc: Peso de cubierta (ton/m2:) …………………………………...

POSICIÓN DEL 4

EDIFICIO Y DE LA CIMENTACIÓN

Marcar según lo observado: Presencia de sales Presencia de filtraciones Estado de conservación deteriorado Marcar según lo observado:

5

DIAFRAGMAS HORIZONTALES

Discontinuidades abruptas. Buena conexión diafragma-muro. Deflexión del diafragma. Especificar los siguientes parámetros:

6

CONFIGURACIÓN

a: …………………………………

EN PLANTA

b: ………………………………… L: ………………………………… Especificar y marcar según lo observado:

7

CONFIGURACIÓN

Aumento o reducción de masas o áreas: ………………………..

EN ELEVACIÓN

%T/H: ……………………………………………………………….. Piso blando: Irregularidad del S.R. Especificar:

8

DIST. MAXIMA

L(espaciamiento de muros trans en metros):………………

ENTRE MUROS

S(espesor del muro maestro en metros):………………….. Factor L/S:…………………………………………………….. Marcar según lo observado:

9

TIPO DE CUBIERTA

Cubierta estable. Conexión cubierta-muro adecuada. Cubierta plana. Material liviano. Cubierta en buenas condiciones Calificar con B(bueno), R(regular) y M(malo) segùn

10

ELEMENTOS

conexión al S.R.:

NO

10.1.-Corniza y parapetos 10.2.-Tanques de agua prefabricados.

ESTRUCTURALES

10.3.-Balcones y volados. 10.4.-Pequeños elementos.

Marcar según lo observado en la estructura: 11 ESTADO DE

11.2.- Estado de conservacion:

CONSERVACIÓN

12.2.- Muros en buena condición, sin fisuras visibles.

Bueno

Regular

Malo

12.3.- Edificio que no presenta fisuras pero en mal estado de conservacion. 12.4.- Muros que presentan fisuras pequeñas. 12.5.- Muros con fisuras de tamaño medio y/o producidas por sismos. 12.6.- Muros con fuerte deterioro en sus componentes.

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CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD FICHA DE EVALUACIÓN PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO

DATOS REFERENCIALES

PARÁMETRO

Fecha: …………………………………. TIPO Y 1

ORGANIZACIÓN

………………………………………….

DEL SISTEMA

Manzana:………………………………

RESISTENTE

Lote:…………………………………… Propietario:…………………………….

Año de construcción: Asesoría técnica: Marcar según lo observado:

2

…………………………………………

CALIDAD DEL

Estado de materiales:

Bueno

Malo

S.R.

Proceso constructivo:

Bueno

Deficiente

………………………………………… Uso actual:…………………………….

ELEMENTO DE EVALUACIÓN Completar y marcar según lo observado:

Ubicación:……………………………… ………………………………………….

CLASE

Especificar según lo observado en la estructura: 3

………………………………………….

RESISTENCIA

N : Número de pisos :………………………………………….

CONVENCIONAL

Ax: Área de muros en X (m2):………………………………..

…………..……………………………..

Ay: Área de muros en Y (m2): ……………………………….

N° de pisos…………………………….

h : Altura promedio de entrepiso (m):………………………. Ps : Peso del sistema resistente (ton/m2):………………….. Ac :Área de cubierta (m2):…………………………………… Pc :Peso de cubierta (ton/m2):………………………………. POSICIÓN DEL 4

EDIFICIO Y DE LA CIMENTACIÓN

Marcar según lo observado: Presencia de sales Presencia de filtraciones Marcar según lo observado:

5

DIAFRAGMAS HORIZONTALES

Discontinuidades abruptas. Buena conexión diafragma-elemento vertical. Deflexión del diafragma.

6

CONFIGURACIÓN EN PLANTA

Especificar los siguientes parámetros: a: ………………………………;

b: ………..……………………

L: …………………………………………………………………… Especificar y marcar según lo observado: 7

CONFIGURACIÓN

Aumento o reducción de masas o áreas:………………………..

EN ELEVACIÓN

%T/H:……………………………………………………………….. Piso blando: Irregularidad del S.R. Columna corta: Especificar:

8

DIST. MÁXIMA

L(espaciamiento de columnas en metros):…………………….

ENTRE COLUMNAS

S(espesor del columna maestra en metros):…………………. Factor L/S: ………………………………………………………… Marcar según lo observado:

9

TIPO DE CUBIERTA

Cubierta estable. Conexión cubierta-elemento vertical adecuada. Cubierta plana. Material liviano. Cubierta en buenas condiciones.

10

ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES

Calificar con B(bueno), R(regular) y M(malo) según conexión al S.R.: 10.1.-Corniza y parapetos 10.2.-Tanques de agua prefabricados. 10.3.-Balcones y volados. 10.4.-Pequeños elementos.

11 ESTADO DE CONSERVACIÓN

Estructuras de concreto armado en: Buen estado. Ligeramente dañado.

Mal estado de conservación.

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CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Parámetro 01: Tipo y Organización del Sistema Resistente La asignación de las clases A, B, C, y D en este parámetro ha sido en base al año de construcción de la edificación y visualización de elementos resistentes, así como su proceso constructivo. Además, se hace un especial énfasis en el uso de la norma sismorresistente para la construcción del edificio.

CLASE A B C D TOTAL

ADOBE N° Lotes % 0 0.00% 4 0.20% 1758 89.88% 194 9.92% 1956 100%

ALBAÑILERÍA N° Lotes % 7 0.40% 519 29.47% 1193 67.75% 42 2.39% 1761 100%

CONC.ARMADO N° Lotes % 14 93.33% 1 6.67% 0 0.00% 15 100%

Tabla 5.02. Resultados del parámetro 1 para las edificaciones evaluadas. La tabla 5.02 se presentan los resultados de la evaluación del parámetro 1, para cada tipología. En albañilería se asignó la clase “C” a las edificaciones construidas sin asesoría técnica (autoconstrucción), mientras que la clase “D” fue asignada a las edificaciones en la que se observa vicios construidos que hacen imposible el comportamiento tipo “cajón” Casi la totalidad de las edificaciones de adobe, debido a la ausencia de elementos de confinamiento, carecen de esa capacidad de comportamiento tipo de “cajón”. En concreto, se ha asignado la categoría “B” a las construcciones con asesoría técnica, que por su antigüedad son anteriores a los códigos sísmicos. La categoría “A” corresponde a edificios recientes construidos teniendo en cuenta modernos criterios sismorresistente.

Figura 5.4 Edificaciones de Adobe en la Ca. Huáscar cuadra 2 esquina con Manuel c Bonilla. Pág. 140

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

En la figura 5.4 se muestra dos viviendas de Adobe construidas sin asesoría técnica. Además se aprecia la falta de arriostres. Con techo de caña y barro, esto hace difícil el comportamiento tipo cajón.

Figura 5.5. Edificaciones de Albañilería con deficiencia en confinamiento, en el segundo piso no presenta elementos de arriostre ya sea viga y columnas y sin diafragma rigido.Esquina de CA. Miguel Grau y CA. José Olaya. En la figura 5.5 nos muestra una estructura de albañilería simple con ausencia de elementos de arriostre ya sea columnas y vigas en el segundo nivel y sin diafragma rígido, Estas deficiencia en confinamiento demuestra la informalidad en la construcción. Esta estructura fue calificada con la asignación ‘’D’’.

Figura 5.6. Edificaciones de Albañilería simple con deficiencia en confinamiento, en el segundo piso presenta columna pero no vigas y sin diafragma rígido. Ca.Pedro Ruiz Gallo cuadra 1. Pág. 141

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Parámetro 02: Calidad del Sistema Resistente El uso de materiales de baja calidad, así como de mano de obra no calificada, debido a la inestable situación económica, de la población del Distrito de Ciudad Eten que impide la posibilidad de contar con profesionales y recurren a la construcción informal. ADOBE

CLASE

ALBAÑILERÍA

CONCRETO ARMADO

N° Lotes

%

N° Lotes

%

N° Lotes

%

A

4

0.20%

10

0.57%

7

46.67%

B

7

0.36%

589

33.45%

8

53.33%

C

1369

69.99%

1071

60.82%

0

0.00%

D

576

29.45%

91

5.17%

-

-

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla 5.03 Resultados del parámetro 2 para las edificaciones evaluadas. La asignación de las clases A, B, C y D en este parámetro en las construcciones de albañilería ha sido por el uso constante de ladrillos artesanales, los que generalmente no cumplen con los requisitos mínimos para ser usados en la construcción. Esto puede constatarse por el porcentaje mínimo de la clase “A”, categoría a la cual permanecen las edificaciones con mampostería de buena calidad. Por el contrario tenemos gran porcentaje de las clases B y C, debido a la falta de guía profesional, ni mano de obra adecuada, y recurren a la construcción informal, agravándose el problema por la falta de cuidado en el asentado de los ladrillos, lo cual conlleva a muros con juntas de excesivo o pequeño espesor, o espesores de junta de dimensiones variables. Es por eso que la mayoría de edificaciones de albañilería se ubican en la categoría C. “El espesor recomendable por adhesión, para condiciones normales de asentado, esta entre 9 a 12 mm… No son aceptables, porque reducen la resistencia a la compresión de la albañilería, juntas excesivas de mortero, tampoco lo son aquellas insignificantes, porque reducen su resistencia a la tracción” (Albañilería; Gallegos, Casabonne; 2005) Las edificaciones de adobe son, por lo general, las más antiguas, de épocas donde no había materiales hechos en industrias, ni especificaciones mínimas de uso, por lo que la calidad actual de estos en su mayoría es mala. Por eso la evaluación de este parámetro para la tipología adobe esta entre las categorías “C” y “D”. En las construcciones de concreto armado el problema es un poco menor, sin embargo el menor porcentaje están calificadas en la clase “A”, ya que no existe una verdadera Pág. 142

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

supervisión en la ejecución de obras, lo que da como resultado elementos con una resistencia de concreto menor a la proyectada.

Figura 5.7. Edificaciones de Albañilería con mal proceso constructivo de asentado, ladrillo de mala calidad y estado de mortero no homogéneo. intersección de la Ca.Mansiche y Ca.8 de octubre. Se observa en la Fig. 5.7 una vivienda donde los muros que están conformados están desplomados y con distintas calidades de unidades de albañilería, además se observa el mal proceso constructivo y el mal estado de los ladrillo en el segundo nivel. Esta calificación de este parámetro está en “D”.

Figura 5.8. Edificaciones de Adobe ubicada Ca. Bolognesi.

Pág. 143

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

En la Fig.5.8 se observa una vivienda de adobe está en la categoría ‘’D’’, debido a que esta es una edificación muy antigua, de épocas donde no existían materiales hechos en industrias, ni especificaciones mínimas de uso, por lo que tiene muros con mampostería artesanal, con mortero de mala calidad y en situación crítica.

Fig. 5.06 b.

Figura 5.9. Edificaciones de Albañilería con mampostería de buena calidad y buena trabazón. Pasaje los suspiros. En la Fig.5.9 se muestra una vivienda en donde se aprecia que las unidades de albañilería son de buena calidad, pues son piezas homogénea y de dimensiones contantes. Asimismo el mortero es de espesor uniforme y hay una buena trabazón entre las unidades. Se le asigno la calificación ‘’A’’ en este parámetro. Parámetro 03:

Resistencia Convencional

La asignación de las clases A, B, C, D en este parámetro estuvo en medida del nivel de resistencia de una edificación y la probable fuerza a la que está sometida la misma. ADOBE

CLASE

ALBAÑILERÍA

CONC.ARMADO

N° Lotes

%

N° Lotes

%

N° Lotes

%

A

2

0.10%

2

0.11%

6

40.00%

B

195

9.97%

709

40.26%

8

53.33%

C

1282

65.54%

974

55.31%

1

6.67%

D

477

24.39%

76

4.32%

-

-

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla 5.04 Resultados del parámetro 3 para las edificaciones evaluadas.

Pág. 144

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Para el caso de construcciones de adobe los porcentajes más altos fueron asignados a las clases C y D, debido a que estas edificaciones tienen una densidad de muros en la dirección más corta que es insuficiente para resistir la fuerza sísmica, debido a su gran peso. Ya que un metro cuadrado de muro de adobe de espesor 0.40 m es 2.4 veces el peso de un metro cuadrado de muro de ladrillo de arcilla de espesor 0.15 m. En las edificaciones de albañilería el problema que se encontró es básicamente el mismo en la dirección más corta tiene una densidad de muros insuficiente. También la presencia de instalaciones sanitarias no completas normalmente en el diseño estructural (en el caso de que exista), disminuye considerablemente la resistencia. Para las edificaciones de concreto armado el problema es menos grave, la mayoría de las viviendas están en las categorías “A” y “B”; aunque no debemos dejar de considerar, que cuando se ejecutan

sin un proyecto aprobado, no tienen elementos debidamente

diseñados para resistir la fuerza sísmica, pero en menor porcentaje.

Figura 5.10. Vivienda de albañilería con deficiente proceso constructivo Ca. Miguel Grau cuadra 4. En la Fig.5.10 se muestra deficiente proceso constructivo de las edificaciones del distrito Ciudad Eten, como se puede apreciar hay tuberías que atraviesan el muro de albañilería y también parte de las vigas de confinamiento, dejando expuesto el acero de refuerzo, lo que disminuye su resistencia proyectada. La calificación calculada fue ‘’C’’.

Pág. 145

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.11. Vivienda de adobe con agrietamiento. Pasaje suspiros.

En la Fig. 5.11 se muestra el agrietamiento en el muro de una vivienda de adobe, lo que disminuye su resistencia, además de encontrarse en un mal estado de conservación. La calificación asignada fue ‘’D’’.

Figura 5.12. Vivienda de adobe Ca. Manuel C. Bonilla.

En la Fig. 5.12 se aprecia el muro de una vivienda cuyo sistema de resistencia se encuentran con notable deteriro.se le asigno la calificación ‘’D’’.

Pág. 146

CAPÍTULO V

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Figura 5.13. Vivienda de albañilería sin elementos de arriostre y presencia de sales Ca. Manuel C. Bonilla.

En la Fig. 5.13 se muestra una vivienda sin elementos de arriostre (vigas y columnas), además se puede ver la presencia de húmeda y sales. Parámetro 04:

Posición del edificio y cimentación.

La asignación de las clases A, B, C y D en este parámetro ha sido en base a la visualización en campo de los elementos resistentes, a la aplicación de la norma de diseño sismorresistente vigente.

CLASE

ADOBE

ALBAÑILERÍA

CONC.ARMADO

N° Lotes

%

N° Lotes

%

N° Lotes

%

A

3

0.15%

19

1.08%

3

20.00%

B

7

0.36%

542

30.78%

12

80.00%

C

1100

56.24%

1090

61.90%

0

0.00%

D

846

43.25%

110

6.25%

-

-

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla 5.05 Resultados del parámetro 4 para las edificaciones evaluadas. Para las edificaciones de adobe debido a la presencia de humedad y sales se les asigno la calificación “C” y si además el estado de conservación del edificio es deteriorado se le asigno con la calificación “D”. Para las edificaciones de albañilería se calificó con las asignaciones “B” y “C”, debido a la falta de asesoría técnica en las construcciones de

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CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

albañilería, impide asumir que estén correctamente cimentadas, además de estar asentadas en un suelo flexible. Para los edificios de concreto armado, la asignación de las calificaciones se realizó, de igual manera, aunque el problema es menos grave, la mayoría de las viviendas están en las categorías “A” y “B”.

Figura 5.14. Vivienda de albañilería con presencia de sales .Ca José Olaya.

Figura 5.15. Vivienda de albañilería con presencia de humedad y sales .Ca Ricardo Palma. En la fig. 5.14 y 5.15 se aprecian las viviendas de albañilería con presencia de humedad y sales, lo que disminuye su resistencia.

Pág. 148

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.16. Vivienda de adobe con presencia de humedad y sales. Ca. Daniel Alcides Carrión.

Parámetro 05:

Diafragmas Horizontales

La ejecución de un proyecto sin planos aprobados hace que se observen deficiencias ocasionadas por la mala práctica constructiva. CLASE

ADOBE N° Lotes

%

ALBAÑILERÍA N° Lotes %

CONC.ARMADO N° Lotes %

A

0

0.00%

326

18.51%

11

73.33%

B

43

2.20%

564

32.03%

4

26.67%

C

1111

56.80%

770

43.73%

0

0.00%

D

802

41.00%

101

5.74%

-

-

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla 5.06 Resultados del parámetro 5 para las edificaciones evaluadas.

Mas del 90% de las edificaciones de adobe son antiguas dentro de las clases “C” y de “D”, ya que en su mayoría poseen techos flexibles de madera y caña, muchos en estado deflectado, o bien tienen únicamente un cobertura liviana (calamina o eternit). Ninguno de ambos se comporta como diafragma rígido, los muros, en caso de solicitación sísmica, actuaran como si estuvieran en voladizo.

Pág. 149

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Las construcciones de albañilería tienen en general un buen comportamiento de diafragma. En el caso de concreto armado, se pueden observar que la mayoría se comportan como losas rígidas.

Figura 5.17. Vivienda de albañilería con mal conexión de muro y diafragma en el segundo nivel, Ca. Manuel C Bonilla.

Figura 5.18. Vivienda de albañilería con mal conexión de muro y diafragma Ca. Gonzales Prada cuadra 6.

Pág. 150

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.19. Vivienda de albañilería con mal conexión de muro y diafragma Ca. Pedro Ruiz. En la figura 5.19 se observa una mala conexión del muro y diafragma, además también podemos observar la presencia de sales y falta de arriostre horizontal (vigas).

Figura 5.20. Vivienda de albañilería con mal conexión de muro y diafragma Ca. Gonzales Prada.

Pág. 151

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.21. Vivienda de albañilería con mal conexión de muro y diafragma Ca. Huáscar.

Parámetro 06:

Configuración en planta

La asignación de las clases A, B, C y D en este parámetro ha sido en base a la simetría en planta. Puede observarse en la Tabla 5.07 que buen número de edificaciones guardan una aceptable simetría en planta, con algunos casos donde hay notables formas irregulares (triangular, ’’L’’, Etc.), lo que genera efectos de torsión en la estructura.

CLASE

ADOBE N° Lotes

%

ALBAÑILERÍA N° Lotes %

CONC.ARMADO N° Lotes %

A

1488

76.07%

985

55.93%

12

80.00%

B

429

21.93%

727

41.28%

3

20.00%

C

36

1.84%

48

2.73%

0

0.00%

D

3

0.15%

1

0.06%

-

-

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla. 5.07 Resultados del parámetro 6 para las edificaciones evaluadas. El método evalúa la condición de simetría en planta de los edificios, proponiendo los valores más altos del parámetro cuando las dimensiones en planta se asemejan a secciones cuadradas, sin protuberancias adicionales y penalizándose las secciones excesivamente alargadas o con protuberancias demasiado grandes, las cuales pueden provocar problemas de torsión en planta y concentraciones de esfuerzos en las esquinas y en los elementos más alejados de los centros de gravedad y de rigidez. Pág. 152

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.22. Detalle en Irregularidad en planta Ca. Diego Ferre #711.

En la figura 5.22 se puede observar claramente que el edificio ha sido estructurado basado en una configuración en planta en forma de ‘’L’’, y no como dos bloques por separado como deberían de haber sido estructurados. En este caso es muy notorio que el centro de rigidez, eje en torno al cual tiene a rotar el edificio, y el centro de masas, a través del cual pasa la fuerza sísmica horizontal ‘’H’’, no coinciden, lo que quiere decir que están separados por una excentricidad ‘’e’’, resultado un momentos torsor ‘’He’’, que provocara vibraciones y podrá ocasionar fuertes daños en la vivienda.

Figura 5.23. Detalle de irregularidad en planta, ausencia de junta sísmica Ca.8 de octubre.

Pág. 153

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.24. Detalle de irregularidad en planta, ausencia de junta sísmica Ca.Rcardo Palma. Parámetro 07: Configuración en Elevación. La asignación de las clases A, B, C y D en este parámetro ha sido en base a la inadecuada configuración en elevación que conlleva a problemas como el piso blando, el cual se produce cuando hay un cambio brusco de rigidez entre pisos consecutivos. También se encuentra que elementos que conforman parte del sistema resistente no son continuos en toda la altura de la edificación. En la mayoría de las construcciones se observó que no presentan irregularidad en altura.se encontró también con mucha frecuencia, que elementos que conforman parte del sistema resistente no son continuos en toda la altura de la edificación, esto mayormente en la dirección más corta como en fachadas. ADOBE

CLASE

ALBAÑILERÍA

CONC.ARMADO

N° Lotes

%

N° Lotes

%

N° Lotes

%

A

1918

98.06%

1503

85.35%

14

93.33%

B

31

1.58%

224

12.72%

1

6.67%

C

7

0.36%

28

1.59%

0

0.00%

D

0

0.00%

6

0.34%

-

-

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla 5.08 Resultados del parámetro 7 para las edificaciones evaluadas.

Pág. 154

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.25. Reducción de masas en el último nivel de la vivienda de albañilería Ca. Bolognesi.

Figura 5.26. Reducción de masas en el segundo nivel de la vivienda de albañilería Ca. Ricardo Palma.

Pág. 155

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.27. Reducción de masas en el segundo nivel de la vivienda de adobe .esquina Manuel Bonilla y Daniel Alcides Carrión.

En la

Figura 5.28. Se aprecia piso blando en el primer nivel de la vivienda de albañilería Ca. Quiñones. Fig. 5.28 se puede observar piso blando debido a que hay un cambio brusco de rigidez del primer y segundo nivel, también se puede apreciar la falta de elementos de arriostre horizontal como son las vigas. Pág. 156

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.29. Vivienda de albañilería con discontinuidad en elementos resistentes. Esquina Ricardo Palma y Lima En la Fig. 5.29 se puede observar la informalidad en la construcción, por la falta de elementos de arriostre en el segundo nivel. Parámetro 08: Distancia Máxima entre Elementos Resistentes (muros o columnas) Se evaluó en base a la distancia máxima entre muros para edificaciones de adobe y albañilería. En el caso de concreto armado, en base a la distancia máxima entre columnas. ADOBE

CLASE

ALBAÑILERÍA

CONC.ARMADO

N° Lotes

%

N° Lotes

%

N° Lotes

%

A

0

0.00%

0

0.00%

8

53.33%

B

0

0.00%

7

0.40%

7

46.67%

C

105

5.37%

650

36.91%

0

0.00%

D

1851

94.63%

1104

62.69%

-

-

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla 5.09 Resultados del parámetro 8 para las edificaciones evaluadas.

Pág. 157

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.30. Se precia una excesiva separación de muros transversales y perpendiculares a los muros maestros, Ca. Bolognesi.

Parámetro 09: Tipo de Cubierta En este parámetro se clasificaron los diferentes tipos de cubierta encontrados según la capacidad que tengan para resistir la fuerza sísmica. Cuando estas cubiertas no son lo suficientemente estables, fallaran, y los muros sobre los que se apoya actuaran en voladizo, siendo vulnerable ante acciones perpendiculares a su plano. En el caso de los edificios de mampostería la influencia del tipo de cubierta en el comportamiento sísmico de un edificio es muy importante. Factores como su tipología y peso determinan dicho comportamiento. La evaluación del parámetro se realiza utilizando el campo correspondiente a la edad de los edificios y el material utilizado en la construcción de la cubierta.

CLASE

ADOBE

ALBAÑILERÍA

CONC.ARMADO

N° Lotes

%

N° Lotes

%

N° Lotes

%

A

75

3.83%

910

51.68%

14

93.33%

B

81

4.14%

370

21.01%

1

6.67%

C

1282

65.54%

423

24.02%

0

0.00%

D

518

26.48%

58

3.29%

-

-

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla 5.10 Resultados del parámetro 9 para las edificaciones evaluadas. Pág. 158

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Gran parte de las edificaciones existente en la zona de estudio utilizan como cubierta a las calaminas, eternits y caña con barros, siendo estos elementos inestables y calificados con las clases ‘’C’’ y ‘’D’’, pues la falta de una longitud de apoyo adecuada de los elementos principales de la cubierta facilita que se presente la pérdida del apoyo y el consecuente colapso de la estructura por los desplazamientos inducidos en los muros portantes. Cuando la cubierta está compuesta por una losa aligerada, según sus características se clasificaran con ‘’A’’ y ’’B’’, porque el vaciado de la mismo es monolítico con la viga.

Figura 5.31. Vivienda de abobe con cubierta de calaminas en malas condiciones, la cual no tiene una adecuada unión con el muro.Ca .Prolongación 28 de julio. En la Fig. 5.31. Se puede observar la vivienda de adobe con cubierta en estado deteriorado y la cual no permite una adecuada unión con los muros, además los muros están en estado deteriorados.

Figura 5.32. Vivienda de albañilería con cubierta de calaminas en malas condiciones, la cual no tiene una adecuada unión con el muro Ca. Huáscar.

Pág. 159

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

En la Fig.5.32. Se puede observar una vivienda de albañilería con cubierta de calaminas en malas condiciones, además de no tener elementos de arriostre horizontal.

Figura. 5.33. Vivienda de albañilería con cubierta de eternits en buenas condiciones, la cual tiene una adecuada unión con el muro Ca .Huáscar. En la Fig.5.33 Se puede observar una vivienda de albañilería con cubierta de eternits en buenas condiciones, además de no tener elementos de arriostre horizontal en el segundo nivel.

Figura. 5.34. Vivienda de albañilería con cubierta de caña y barro en malas condiciones, la cual no tiene una adecuada unión con el muro Ca .Miguel Grau. Pág. 160

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Parámetro 10: Elementos no Estructurales Este parámetro considera elementos que no tienen función estructural, pero cuyo desplome representa un peligro. Se intenta tener en cuenta el efecto de los elementos que no forman parte del esquema estructural resistente, tales como cornisas, parapetos, balcones o cualquier elemento que sobresalga de la estructura y cuya caída pueda provocar víctimas.

CLASE

ADOBE

ALBAÑILERÍA

CONC.ARMADO

N° Lotes

%

N° Lotes

%

N° Lotes

%

A

1366

69.84%

892

50.65%

9

60.00%

B

66

3.37%

383

21.75%

6

40.00%

C

413

21.11%

437

24.82%

0

0.00%

D

111

5.67%

49

2.78%

-

-

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla 5.11 Resultados del parámetro 10 para las edificaciones evaluadas.

Gran parte de las edificaciones presentan pequeños elementos no estructurales con algunas deficiencias al ser conectados a la estructura. Las construcciones antiguas de adobe presentan en algunos casos parapetos, estos son enmarcados dentro de la clase ‘’C’’, mientras que aquellos elementos no estructurales de mayor peso que constituyen mayor peligro, son situados dentro de la clase ‘’D’’, como por ejemplo los tanques elevados mal conectados al sistema resistente.

Figura 5.35. Vivienda de albañilería donde se observa un tanque mal apoyado Ca.Ricardo Palma. Pág. 161

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.36. Vivienda de albañilería donde se observa un tanque mal apoyado Ca. Unión y Progreso. Se aprecia en estas imágenes Fig.5.36 el inadecuado proceso constructivo para el apoyo de tanques elevados en la estructura, estas probablemente se desplomen y causen daño.

Figura 5.37. Vivienda de albañilería donde se observa un tanque mal apoyado Ca. Quiñones. Se aprecia en la Fig.5.37 el inadecuado proceso constructivo donde se ha ubicado el tanque elevado sobre muros de albañilería y madero sin adecuado elementos estructurales que lo sostengan.

Pág. 162

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.38. Vivienda de albañilería donde los parapetos no están confinados esquina de Ramón Castilla y 28 de Julio. Se aprecia en la Fig.5.38 el inadecuado proceso constructivo donde los parapetos no están debidamente confinados pudiendo generar daño ante un probable desplome.

Figura 5.39. Vivienda de albañilería donde los parapetos no están confinados esquina Pedro Ruiz y Atahualpa.

Pág. 163

CAPÍTULO V

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Figura 5.40. Vivienda de albañilería donde los parapetos no están confinados Ca. Simón Bolívar. Parámetro 11: Estado de Conservación La antigüedad de las edificaciones de las edificaciones de adobe produce el deterioro de las propiedades mecánicas de sus materiales, haciendo que en caso de un terremoto su capacidad de soportarlo sea mínima. Por eso se las ha clasificado, en su mayoría, en las categorías “C” y “D”. Existe también un porcentaje de edificaciones antiguas de albañilería y concreto armado. ADOBE

CLASE

ALBAÑILERÍA

CONC.ARMADO

N° Lotes

%

N° Lotes

%

N° Lotes

%

A

11

0.56%

603

34.24%

13

86.67%

B

54

2.76%

660

37.48%

2

13.33%

C

1247

63.75%

427

24.25%

0

0.00%

D

644

32.92%

71

4.03%

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla 5.12 Resultados del parámetro 11 para las edificaciones evaluadas.

Pág. 164

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.41. Viviendas de adobe en mal estado de conservación. Pasaje los suspiros.

Figura 5.42. Viviendas de adobe en mal estado de conservación. Esquina de Pasaje los suspiros y Miguel Grau.

Pág. 165

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Figura 5.43. Viviendas de adobe en mal estado de conservación. Esquina de Ca. Las Delicias y Miguel Grau.

Figura 5.44. Viviendas de albañilería con muros en mal estado de conservación en el segundo nivel Ca. Ricardo Palma.

Pág. 166

CAPÍTULO V

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Figura 5.45. Viviendas de albañilería con presencia de húmeda y sales, esquina de la Ca. 28 de Julio y Atahualpa

Figura 5.46. Viviendas de albañilería con presencia de húmeda y sales, esquina de la Ca. Suspiros y Bolognesi.

Pág. 167

CAPÍTULO V

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Figura 5.47. Edificación en buen estado, sin presencia de fisuras Ca. Bolognesi.

5.4 RESULTADOS DEL INDICE DE VULNERABILIDAD Una vez evaluado el índice de vulnerabilidad (IV) para cada edificación, el cual varia de 0 a 382.5 para mampostería y de 0 a 94.12 para concreto armado según la metodología propuesta, se procede a normalizar el Índice de Vulnerabilidad (IVn), en un rango de 0 a 100. Para poder interpretar mejor los resultados obtenidos se definieron los siguientes rangos de vulnerabilidad.  Baja Vulnerabilidad

0 ≤ IVn < 20

 Media Vulnerabilidad

20 ≤ IVn < 40

 Alta Vulnerabilidad

40 ≤ IVn ≤ 100

Los rangos de vulnerabilidad se tomaron como referencia de Quispe (2004).En este estudio se evaluaron 3732 edificaciones, de las cuales 1956 son de adobe (52.41%) ,1761 son de albañilería (47.19%), y 15 son de concreto armado (0.40%). Los resultados en detalle de la vulnerabilidad de cada tipología se muestran en los siguientes cuadros.

Pág. 168

CAPÍTULO V

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Resultados del índice de vulnerabilidad: ADOBE

Gráfico 5.2. Rangos de vulnerabilidad para edificaciones de Adobe. Casi la totalidad de edificaciones de adobe presentan una alta vulnerabilidad. El adobe por su gran peso atrae considerable fuerza sísmica, la cual no puede resistir por ser un material que se comporta frágilmente ante movimientos horizontales. Además las construcciones son antiguas, lo que ha producido el deterioro propiedades de los materiales que lo constituyen.

Resultados del índice de vulnerabilidad: ALBAÑILERIA

Gráfico 5.3. Rangos de vulnerabilidad para edificaciones de Albañilería. Pág. 169

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Varios aspectos influyen en que un edificio de albañilería tenga vulnerabilidad de media a alta, la mayoría de los cuales son resultado de la construcción informal. Entre estos aspectos podemos resumir deficiente proceso constructivo, uso materiales de mala calidad, falta de densidad de muros, ampliaciones, muros no confinados etc.

Resultados del índice de vulnerabilidad: CONCRETO ARMADO

Gráfico 5.4. Rangos de vulnerabilidad para edificaciones de concreto armado. En edificios de concreto armado son pocos las edificaciones existentes en el distrito de Ciudad Eten y en ellos predomina la vulnerabilidad baja, debido al buen estado que se encuentran las edificaciones.

5.5 RESUMEN DE LOS RESULTADOS DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD TIPOLOGÍA: ADOBE, ALBAÑILERÍA Y CONCRETO. ARMADO Rango de Vulnerabilidad

ADOBE N° Lotes %

ALBAÑILERÍA N° Lotes %

CONC.ARMADO N° Lotes %

BAJA

0

0.00%

546

31.01%

15

100.00%

MEDIA

55

2.81%

902

51.22%

0

0.00%

ALTA

1901

97.19%

313

17.77%

0

0.00%

TOTAL

1956

100%

1761

100%

15

100%

Tabla 5.13. Resultados de los rangos de vulnerabilidad para edificaciones de Adobe, Albañilería y concreto armado.

Pág. 170

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Grafico 5.5. Resultados de los rangos de vulnerabilidad para edificaciones de Adobe, Albañilería y concreto armado.

Rango de Vulnerabilidad

EDIFICACIONES EVALUADAS N° Lotes %

BAJA

561

15.03%

MEDIA

957

25.64%

ALTA

2214

59.32%

TOTAL

3732

100%

Tabla 5.14. Resultados de los grados de vulnerabilidad para edificaciones de Adobe, Albañilería y concreto armado. En la tabla 5.14 se puede observar que la mayoría de los edificios se encuentran en el grupo de vulnerabilidad media a alta es decir, el 59.32% (2214) de los edificios de adobe, albañilería y concreto armado tiene un índice de vulnerabilidad alta, mientas que el 25.64 % (957) presenta un índice de vulnerabilidad media, y el 15.03% (561) presenta un índice de vulnerabilidad baja. Esto significa que existe un grado de vulnerabilidad de media a alta en el distrito de Ciudad Eten, como consecuencia entre otros motivos de la falta del uso de una normativa sismoresistente, al tipo de suelo en el que se encuentra edificados o a la antigüedad de los edificios. En el plano se zonificación sísmica del distrito de Ciudad Eten, se muestran además algunos de los edificios considerado esencial por el ayuntamiento (hospitales, instituciones educativas, iglesias, estaciones de policía, etc.), para los cuales no se ha calculado la vulnerabilidad, por lo menos en esta etapa, porque requieren de un estudio más detallado.

Pág. 171

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

Sin embargo, la ubicación de estos edificios puede servir para realizar un mejor análisis del riesgo sísmico del distrito.

5.6 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD

La evolución urbana y el crecimiento demográfico de los centros poblados, sin ningún tipo de orientación técnica como sucede en la mayoría de las ciudades en nuestro país, la ocupación de áreas no aptas para habilitaciones urbanas, ya sea por su valor agrológico o por sus condiciones físico geográfico , donde la ocupación del suelo es producto de invasiones, se presenta vulnerabilidad sísmica elevada debido al proceso de autoconstrucción de viviendas, las cuales son construidas sin criterio antisísmico. Los propietarios de estas edificaciones tienen bajos ingresos lo que los motiva a optar por autoconstruir sin asesoramiento técnico. En cuanto a las edificaciones de adobe, estas presentan efectos constructivos que facilitan que la construcción falle. De tal manera que no cumplen con los requisitos establecidos en la norma E-080 del RNE (Edificaciones de adobe) principalmente en lo que respecta a la utilización de refuerzo y arriostre, como la viga collar y refuerzo, tanto horizontal como vertical. La vulnerabilidad para edificaciones

de albañilería se ve afectada por un regular

porcentaje de deficiencias en calidad de muros portantes, es decir, se aprecia en muchas edificaciones gran cantidad de muros trabajados donde se utilizan ladrillos artesanales de arcilla ,pandereta y bloques de concreto vacíos para su construcciones .De acuerdo a la norma E-070 del RNE, estas unidades de albañilería están prohibidas de emplear porque se trituran, perdiéndose drásticamente la resistencia y rigidez de los muros. A estas deficiencias en edificaciones de albañilería se agregan la mala calidad de mortero y la ausencia de uniformidad de juntas entre las unidades de albañilería, pues encontramos diversas medidas de juntas en un mismo muro las cuales varían en algunos casos de 9 mm a 4 mm. Otra de las consideraciones que afectan la vulnerabilidad de edificaciones tanto como albañilería y concreto armado, es un tipo de falla común en muchas edificaciones la cual se denomina: columna corta, la cual confina alfeizares altos hechos de albañilería y cuando ocurre un sismo, la losa de techo se desplaza horizontalmente y arrastra a la columna, que se ve restringida de desplazarse al entrar en contacto con la parte superior del alfeizar

Pág. 172

CAPÍTULO V

EVALUACIÓN DE ESCENARIOS DE DAÑOS

(elemento rígido), generándose una gran distorsión angular en la parte libre de la columna(columna corta),que provoca la fractura diagonal(falla por corte). Una falla bastante influyente en la vulnerabilidad en las edificaciones de albañilería es el problema de ‘’piso blando’’ (o problema P-Δ), se debe a que este piso es muy flexible con relación a los pisos superiores(rigidez por los tabiques), con lo cual, al producirse un sismo el desplazamiento lateral

(Δ), del ‘’piso blando’’ será muy elevado y generara una

excentricidad de las cargas verticales (P) provenientes de los pisos superiores que se desplazan como solido rígido. Esta excentricidad produce momentos flectores importantes en los extremos de las columnas del ‘’piso blando’’. Si esos momentos (usualmente de segundo orden), no han sido contemplados en el diseño, adicionándolos a los momentos flectores producidos por la traslación sísmica (momentos del primer orden), entonces se formaran rotulas plásticas en los extremos de las columnas, flexibilizantes aún más el ‘’piso blando’’, para terminar finalmente colapsando el edificio. A todas estas deficiencias en las edificaciones se le suma muchas más pero en menor incidencias, como por ejemplo un mal soporte para tanques elevados, la mala conexión para cubiertas de eternit o calaminas, parapetos no confinados que ante la carga sísmica perpendicular a su plano será inevitable su volcamientos, la humedad y salitre que debilitan los muros de las edificaciones, debido a la napa freática elevada.

Pág. 173

CAPÍTULO VI

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

CAPÍTULO VI CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

Pág. 174

CAPÍTULO VI

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

6 CONCLUSIONES,RECOMENDACIONES Y FUTURAS LINEAS DE INVESTIGACION

6.1 Conclusiones a la metodología empleada para evaluar la vulnerabilidad sísmica.  El método del índice de vulnerabilidad es adecuado para implementarlo y adaptarlo en grandes ciudades (aplicación a nivel urbano).

 El método del índice de vulnerabilidad es importante porque nos permite evaluar una construcción de forma breve, para mitigar su grado de vulnerabilidad, con el fin de reducir el número de víctimas ante un evento sísmico.

 El método ha permitido configurar una base de datos con información de la gran mayoría de las edificaciones del distrito de Ciudad Eten.

 Los parámetros que tienen mayor incidencia en la evaluación de las edificaciones son los tres primeros, es decir: tipo y organización del sistema resistente, calidad del sistema resistente y la resistencia convencional.

6.2 Conclusiones Referentes a los Resultados Obtenidos

 La metodología aplicada ha permitido evaluar las edificaciones, obteniendo zonas de vulnerabilidad sísmica para edificaciones de adobe, albañilería y concreto armado en el distrito de Ciudad Eten.

 Se ha elaborado una base de datos para las diferentes tipologías de edificaciones del distrito de Ciudad Eten, para que sean utilizados en estudios referentes a vulnerabilidad sísmica y riesgo sísmico.

 Casi la totalidad de las edificaciones de adobe del distrito presenta una vulnerabilidad alta. Con un porcentaje de 97.19%.

 La vulnerabilidad alta en las edificaciones de adobe del distrito de Ciudad Eten se debe en gran parte a su antigüedad, principalmente a que ofrecen una mala resistencia convencional, además casi no poseen ductilidad. Esto sumado a la presencia de humedad

Pág. 175

CAPÍTULO VI

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

y sales en casi la totalidad de ellas, lo que origina un pésimo comportamiento sísmico de las edificaciones de adobe.

 Las edificaciones de albañilería presentan una vulnerabilidad entre baja a media, teniendo una mayor porcentaje para vulnerabilidad media 51.22%.  Las edificaciones de

concreto armado en el distrito Ciudad Eten son pocas, estas

edificaciones presentan una vulnerabilidad baja, esto se debe a que han recibido asesoría técnica, un proceso constructivo eficiente y consideraron parámetros sísmicos, estas edificaciones han sido construidas recientemente.

 La vulnerabilidad para edificaciones de albañilería en la zona de estudio se ven afectadas por un regular porcentaje de deficiencias en calidad de muros portante, es decir, se aprecia en muchas edificaciones gran cantidad de muros trabajados con unidades de albañilería artesanal, la cual no provee una buena resistencia ante acciones sísmicas por lo mismo que dicho material no contiene un control de calidad y no nos puede asegurar una resistencia confiable.  En las edificaciones de albañilería hay gran deficiencias en elementos de confinamiento tanto vertical como horizontal.

 Otra deficiencia en las edificaciones de albañilería del distrito de Ciudad Eten es la mala calidad del mortero y la ausencia de uniformidad de juntas entre las unidades de albañilería, pues encontramos diversas medidas de juntas en un mismo muro las cuales varían en algunos casos de 9mm a 4mm.  Además de estas fallas, se le suma una más, la cual es bastante determinante en la vulnerabilidad en las edificaciones de albañilería y concreto armado, pues este es un fenómeno en la cual los primeros niveles presentan menos grado de resistencia y/o masa con respecto a los pisos superiores.  A todas estas deficiencias en las edificaciones de albañilería se le suma una más pero en menor incidencia, ya sea un mal soporte para tanques elevados, o la no existencia de una buena conexión para cubiertas ya sean eternit o calaminas, y tijerales mal anclados al sistema resistente.

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CAPÍTULO VI

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

 Las zonas de mayor vulnerabilidad sísmicas están dispersas en la zona norte, en los sectores N° 03 y 04, delimitado por la Ca. 28 de julio y José Olaya, Ca Enrique Bruning y Ca. Pachacutec. Pues encontramos gran cantidad de edificaciones de adobe.  Otra área con un alto grado de vulnerabilidad es el sector 01; delimitado por la Ca. 28 de julio, Miguel Grau y Ca. ganaderos, Ca. José maría Arguedas, donde el 85% de las edificaciones encuestadas en dicho sector pertenecen a la tipología de adobe. Asimismo, los habitantes de dicho sector siguen construyendo con este material, por lo que les resultaría necesario el conocimiento de técnicas re reforzamiento.

 Es fundamental transferir los resultados obtenidos a los organismos con responsabilidad de gestión en protección civil y en la planificación de gestión de emergencia, para elaborar planes de mitigación.

6.3 Recomendaciones y futuras líneas de investigación

El presente proyecto de investigación fue desarrollado teniendo en cuenta una serie de información recopilada por diversos investigadores y la implementación del método del índice de vulnerabilidad. Para la ampliación de este tipo de evaluaciones a otras estructuras o infraestructuras como las líneas vitales y en general para su utilización a nivel de la región Lambayeque, es imprescindible la participación de las entidades estatales con el gobierno regional, gobierno provincial y distrital, universidades, INDECI y la inclusión de la empresa privada, para lo cual, si tenemos en cuenta un enfoque realista y de acuerdo al sistema político del Perú, es muy difícil de poder conseguir. A pesar de ello, son las propias universidades, las que deberían ser los pioneros en la investigación implementando laboratorios y creando centros de investigación debidamente equipados.

De la experiencia recopilada en la ejecución del presente trabajo de investigación se pone de manifiesto la dificultad de este tipo de estudios de vulnerabilidad sísmica. La única herramienta disponible eficaz para reducir el daño sísmico está en la reducción de la vulnerabilidad de las edificaciones y ello pasa por un conocimiento de las mismas. Las principales recomendaciones y líneas de investigación sugeridas en el presente estudio de detallan a continuación.

Pág. 177

CAPÍTULO VI

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

 Recomendaciones a los estudios realizados  Promover los estudios de vulnerabilidad sísmica en todos los distritos de la región de Lambayeque, evaluando la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones.

 Tomar como base los resultados obtenidos en el presente estudio de investigación para futuros trabajos futuros, principalmente la base de datos, la cual de ser implementada y actualizada periódicamente.

 Se recomienda realizar el ensayo de microtrepidaciones y la zonificación geotécnica para toda el área del distrito de Ciudad Eten y también para los distritos aledaños como puerto Eten, Reque, Monsefu y en general para las provincias de Lambayeque y ferreñafe, de la mano con los estudios de vulnerabilidad sísmica, para que cuando se tenga información, realizar el estudio de riesgo sísmico de las ciudades ,el cual ya será un estudio muy completo, que serviría para la localización de las nuevas estructuras en unas zonas consideradas de bajo riesgo sísmico e impidiendo la construcción en zonas de alto riesgo. De igual forma sirve de referencia para la localización de los puestos de salud, bomberos, defensa civil, y todas aquellas entidades que tienen que ver con la prevención y mitigación de desastres.

 Recomendaciones de la metodología  Es conveniente desarrollar funciones de vulnerabilidad propias para diversas zonas de la región Lambayeque para poder determinar una función de vulnerabilidad general, siempre y cuando las características de las zonas sean homogéneas, caso contrario se deberá independizar dichas funciones de cada zona. Lamentablemente estas funciones de vulnerabilidad se obtienen haciendo un levantamiento de daños. El cual se hace inmediatamente después de ocurrido algún evento sísmico.

 Si la vulnerabilidad sísmica para edificaciones es un tema poco tratado en nuestra región, la investigación para determinar la vulnerabilidad sísmica de otro tipo de construcciones como colegios, puentes, carreteras y líneas vitales es casi nula. Aparte de ello, nuestro país en general tiene un peligro potencial considerable y consecuentemente la infraestructura regional y nacional se ve afectada, por lo que se hace indispensable desarrollar metodologías que evalúan la vulnerabilidad sobre Pág. 178

CAPÍTULO VI

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

dichas construcciones. Para lograr estos objetivos se debe de realizar ensayos, modelamientos estructurales y aplicar metodologías acorde con la situación real de las edificaciones encontrándonos con un gran y común problema que es el económico.

 Recomendaciones referentes a los resultados obtenidos  La Municipalidad Distrital de Ciudad Eten, debe tomar los resultados de este estudio para actualizar sus planes de prevención y mitigación de desastres, tomando como referencias principalmente las zonas que son más vulnerables, realizando planes, junto con los dueños de las edificaciones vulnerables y realizar mejoramientos, y si es necesario ,el refuerzo de la estructura.

 Realizar un trabajo de capacitación sobre cultura de prevención para evitar que los fenómenos naturales se conviertan en desastres, además para explicar a la población del peligro potencial con la cual están viviendo y las acciones que deberían tomar antes, durante y después de un terremoto. Las personas que llevarían a cabo esta capacitación serian trabajadores del Gobierno Distrital de Ciudad Eten, Gobierno Regional, INDECI, UNPRG, y otros, a quienes se les capacitara para que ellos mismos capaciten a la población.  Se necesita orientar un plan de desarrollo distrital, mediante la participación ciudadana y la concertación de organizaciones locales y el gobierno local para la ejecución de programas y proyectos de desarrollo.

 Es necesario que los revisores municipales de los planos de estructuras y de arquitectura, sean personas calificadas y entrenadas para detectar problemas que podrían presentarse en las edificaciones ante los sismos.



Asimismo, es necesario que la Municipalidad Distrital de Ciudad Eten, en coordinación con el colegio de ingenieros-Sede Lambayeque, nombren inspectores que constaten continuamente en la obra el cumplimiento de los planos de estructuras y de las normas nacionales.

Pág. 179

CAPÍTULO VI

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

 Para las edificaciones de adobe, se recomienda en lo posible, la no utilización de estos sistemas constructivos, y de no ser así estos deben regirse estrictamente a lo establecido en la Norma E-080 del RNE, para edificaciones de Adobe y a recomendaciones de estudios para este tipo de construcciones.

 Para edificaciones de albañilería con techo ligero y flexible, se recomienda colocar una viga collar continua de concreto reforzado de tal forma que confine horizontalmente los muros, así podrá aumentar la resistencia en estas edificaciones, de tal manera se evita que vibre como borde libre. De ser posible se deberá agregar columnas para que confinen verticalmente el muro.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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