Escuela de Ingeniería Civil Ambiental
VULNERABILIDAD SÍSMICA EN EDIFICACIONES DEL DISTRITO CHICLAYO
I.
AUTORES:
Barandiaran Meoño, Amado Miguel Briones Samame, Danny Cesar Harold Chuquicahua Zelada, Dairy Elmer Diaz Aguilar, Alex Ivan Zapata Pérez, Wilmer Darwin
II. DOCENTE:
Jury Yesenia Aquino Trujillo
III. ASIGNATURA:
Metodología de la Investigación Ciéntifica
CHICLAYO 04 DE NOVIEMBRE DEL 2014
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA
I. INFORMACIÓN GENERAL 1. TITULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:
Vulnerabilidadd Sísmica en Edificaciones del distrito de Chiclayo Vulnerabilida Chiclayo 2. AUTORES:
Barandiaran Meoño, Amado Miguel Galileo Briones Samame, Danny Cesar Harold Williams Chuquicahua Zelada, Dairy Elmer Javier Díaz Aguilar, Alex Iván Toche Zapata Pérez, Willper Darwin Filomeno 3. TIPO DE INVESTIGACIÓN INVESTIGACIÓN:: Descriptiva 4. ÁREA DE LA INVESTIGACIÓN: INVESTIGACIÓN: Estructuras 5. LOCALIDAD E INSTITUCIÓN DONDE DESARROLLARÁ EL PROYECTO
La Investigación se realizará en el departamento de Lambayeque, provincia provincia de Chiclayo, distrito de Chiclayo
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PROYECTO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA
I. INFORMACIÓN GENERAL 1. TITULO DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:
Vulnerabilidadd Sísmica en Edificaciones del distrito de Chiclayo Vulnerabilida Chiclayo 2. AUTORES:
Barandiaran Meoño, Amado Miguel Galileo Briones Samame, Danny Cesar Harold Williams Chuquicahua Zelada, Dairy Elmer Javier Díaz Aguilar, Alex Iván Toche Zapata Pérez, Willper Darwin Filomeno 3. TIPO DE INVESTIGACIÓN INVESTIGACIÓN:: Descriptiva 4. ÁREA DE LA INVESTIGACIÓN: INVESTIGACIÓN: Estructuras 5. LOCALIDAD E INSTITUCIÓN DONDE DESARROLLARÁ EL PROYECTO
La Investigación se realizará en el departamento de Lambayeque, provincia provincia de Chiclayo, distrito de Chiclayo
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DEDICATORIA
A nuestra maestra maestra por su gran apoyo, apoyo, motivación motivación y dedicación en en el curso de Metodología Metodología de la Investigación Científica, por su apoyo ofrecido en este trabajo y por habernos transmitidos los conocimientos conocimientos obtenidos.
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"El científico no busca un resultado inmediato. No espera que sus ideas avanzadas sean fácilmente aceptadas. Su deber es sentar las bases para los que vendrán, señalar el camino".
3
AGRADECIMIENTO
Este trabajo no se habría podido realizar sin la colaboración de muchas personas que han brindado su ayuda, sus conocimientos y su apoyo. A todos ellos, se les agradece de corazón por permitirnos poder culminar esta investigación.
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INDICE RESUMEN ____________________________________________________________ 6 ABSTRACT ____________________________________________________________ 7 I.
INTRODUCCIÓN _____________________________¡Error! Marcador no definido. ________________________ 10 _________________________________________ 10 _____________________________________________ 10 __________________________________________________ 10 ______________________________________________________ 11
________________________________________ 12 ___________________________________________________ 12 _______________________________________ 12 ___________________________________________ 12 ____________________________________________________ 12 ____________________________________________ 13 _____________________________________________________________ 13 __________________________________________________ 13 _________________________________________________ 14 _______________________________________ 15 _______________________________________________ 15 ____________________________________________ 15 ________________________________________________ 16 ________________________________________ 16 ________________________________ 16
__________________________________________ 17
______________________________________ 19 ___________________________________ 21 _______________________________________________ 22 __________________________________________ 23 _________________________________ 24 ___________________________________________________ 26
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La investigación aplica una metodología simple para determinar el riesgo sísmico de viviendas informales en el distrito de Chiclayo. Para ello se analizará las características técnicas así como los errores arquitectónicos, constructivos y estructurales de viviendas construidas informalmente. La mayoría de las viviendas informales se caracterizan por carecer de diseño arquitectónico, estructural y por construirse con materiales de baja calidad, generalmente estas viviendas son construidas por los mismos pobladores de la zona, quienes no poseen los conocimientos necesarios para la práctica constructiva. Para recolectar la información para este trabajo se realizaron encuestas en viviendas en una de la zona del distrito de Chiclayo, seleccionando una muestra representativa de 30 viviendas en una zona determinada, las cuales fueron seleccionadas por sus características morfológicas y por la presencia de viviendas informales de albañilería. En fichas de encuesta se recopilaron datos de ubicación, estructuración, y calidad de la construcción. Posteriormente se procesó la información en fichas de reporte donde se resume las características técnicas, elaborando un análisis sísmico simplificado por medio de la densidad de muros, determinando la vulnerabilidad, peligro y riesgo sísmico de las viviendas encuestadas. Luego con la información obtenida se detallaron los principales defectos constructivos encontrados en las viviendas encuestadas.
Vulnerabilidad sísmica, construcciones informales, riesgo sísmico, diseño estructural, control de calidad, densidad de muros, estadística.
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The research applies a simple methodology for determining the seismic risk of informal dwellings in the district of Chiclayo. This technical characteristics as well as architectural, construction and structural errors homes built will be discussed informally. Most informal dwellings are characterized by lack of architectural, structural and built with low quality materials, these homes are usually built by the same people from the area who do not have the knowledge necessary to design construction practice. To gather information for this report conducted surveys in households in two districts of the province of Chiclayo, selecting a representative sample of 30 homes in a given area, which were selected for their morphological features and the presence of informal housing masonry. In survey records location data, structure, and construction quality were collected. Subsequently the information in report cards which summarizes the technical characteristics, developing a simplified seismic analysis through the wall density, determining vulnerability, hazard and seismic risk of the surveyed households was processed. Then with the information from major construction defects found in the surveyed households were detailed.
Seismic vulnerability, informal structures, seismic hazard, structural design, quality control, wall density, statistics.
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1.1 SITUACIÓN PROBLEMÁTICA El borde occidental de América del Sur se caracteriza por ser una de las regiones sísmicamente más activas del 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 bajo la placa sudamericana, generando frecuentemente sismos de magnitud elevada. Además este tipo de fenómeno natural se debe a que nuestro país se encuentra en el anillo de fuego del pacifico zona de gran actividad volcánica, la que es asociada con este fenómeno de subducción. (Stauder 1975). Los sismos más recientes ocurridos en la costa central norte fueron en Chimbote en 1970, en Lima en 1947 y en Ica en 2007. En definitiva los terremotos de gran actividad volverán a afectar las ciudades costeras. En el departamento de Lambayeque, se ha realizado investigaciones específicamente en Pomalca, donde el gran porcentaje de viviendas de edificaciones presenta un riesgo de sismicidad elevada. (Reyes Basauri 2003). En la localidad de Chiclayo se incrementó la población con el transcurrir de los años generando un desorden urbanístico a causa de una mala planificación. La población de menos recursos, provenientes de otras regiones naturales como la cierra y la selva, debido a que en sus regiones su fenómeno de sismicidad no es tan frecuente carece de la magnitud con la que se da la región de la costa, construye sus viviendas con sus reducidos medios económicos y por ende sin asesoría técnica profesional, adecuada en la proyección en la construcción, como también restándole importancia a los materiales de calidad idóneos. En consecuencia se construyen vivienda de alta vulnerabilidad sísmica generando riesgos en la vida de cada uno de los habitantes. Por esta razón nuestra investigación analizara el nivel de la vulnerabilidad sísmica en la zona de Chiclayo. 1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿El análisis de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas informales en los distritos de Chiclayo, provincias de Chiclayo ayudará a elaborar recomendaciones para la construcción, reforzamiento y rehabilitación de viviendas en la provincia de Chiclayo? 1.3 JUSTIFICACIÓN
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De acuerdo al mapa de riesgo elaborado por INDECI (Instituto Nacional de Defensa Civil) En la región Lambayeque y la provincia de Chiclayo han ocurrido fenómenos tales como sismos a nivel de temblores e inundaciones que han afectado a la población, cuyo proceso de recuperación es lento, los cuales influyen negativamente en el desarrollo sostenible de las ciudades. En el presente trabajo de investigación se pretende realiza diferentes procedimiento como encuestas, procesamiento de información, etc. Estos con el fin de determinar el tipo de falla en la construcción de acuerdo al incumplimiento del Reglamento Nacional de Edificaciones. De tal manera que se puedan dar soluciones a la problemática existente de construcciones informales tanto para las construcciones ya realizadas como las futuras. La solución más eficaz es recomendar a las municipalidades distritales y provinciales que incluyan dentro de su plan de desarrollo metropolitano, la reducción de la vulnerabilidad de sus viviendas. Apoyando con supervisión y capacitación de la autoconstrucción de sus ciudadanos.
OBJETIVO GENERAL.
- Contribuir en la disminución de la vulnerabilidad en las viviendas informales de albañilería confinada en el distrito de Chiclayo. Esto involucra conocer las características de las viviendas informales, realizar un análisis de la vulnerabilidad sísmica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS. - Identificar los sistemas constructivos de mayor utilización en la construcción de viviendas informales en el distrito de Chiclayo. - Evaluar el tipo de suelo y determinar su importancia en la vulnerabilidad sísmica de las estructuras del distrito de Chiclayo. - Determinar el rol que desempeña la mano de obra especializada y el conocimiento técnico necesario en la construcción de estructuras sismorresistentes.
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2.1 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Según Carrillo,2008 : “ Debido
a la actualización de los códigos de diseño sísmico, los requerimientos y la demanda sísmica con los cuales deben diseñarse las nuevas estructuras, comúnmente son mayores que los utilizados durante la etapa de diseño de edificaciones existentes. La mayoría de los estudios de vulnerabilidad que deben realizarse, se efectúan utilizando métodos simplificados incluidos en los códigos de diseño sísmico. Sin embargo, en la mayoría de los casos, son demasiado conservadores y poco representativos del comportamiento real de las estructuras. Usando un enfoque de diseño por desempeño, es posible tener una estimación más acertada de dicho comportamiento, permitiendo, en la mayoría de los casos, disminuir o eliminar los costos de una rehabilitación estructural”. El estudio de los daños causados por los terremotos destructores del presente siglo evidencia que el hospital se encuentra entre sus principales afectados. Las consecuencias de un sismo en una instalación hospitalaria no solo se presentan por el pánico de los funcionarios y pacientes o por el colapso parcial o total de su estructura, los que son ampliamente difundidos por los medios de comunicación, sino también por las pérdidas parciales o totales de la capacidad de función del sistema y por lo tanto de su capacidad de atender las demandas de la comunidad. Está pérdida de función no está necesariamente asociada a que ocurra daño en la estructura sino también al nivel de organización y a la seguridad del equipamiento y de los contenidos. (Cassano M., 2009)
Según Vizconde Campos, Evaluacion de la vulnerabilidad sismica de un edificio existente: Clinica San Miguel-Piura, 2004: “En el Perú muy poco se ha investigado
este tema y mucho menos se ha aplicado a instalaciones de salud de un modo minucioso, ya que muchas veces carece de una buena supervisión. Se le aplicó un estudio de vulnerabilidad a la clínica San Miguel, por ser la clínica más prestigiosa del departamento y albergar a muchas personas durante las 24 horas del día, además de hallarse en una zona potencialmente licuable y con un nivel freático alto ya que se encuentra en un alto riesgo sísmico. Dentro de esta tesis se evalúan varias edificaciones, con el método de inspección visual rápida, entre ellas la Clínica San Miguel dando así un primer acercamiento a la evaluación de su vulnerabilidad sísmica. Por otro lado ya se ha realizado un índice de susceptibilidad por sismo, de tal manera que se pudo estimar el número probable de viviendas estableciéndose una metodología para poder determinarlo. 10
Se tomó en cuenta dos criterios para ese cálculo: en función de lo ocurrido en sismos recientes en México y en función de datos a nivel mundial. El artículo también estableció una estrategia para disminuir la vulnerabilidad sísmica de las viviendas en un determinado municipio. Por último se procedió a reforzar las estructuras identificadas por los medios establecidos, utilizando procedimientos de acuerdo al caso presentado y reportándolo a la municipalidad correspondiente ”. Según Laucata Luna, Análisis
de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas
informales en la ciudad de Trujillo , 2013 menciona que: “Con el fin de determinar el
riesgo ´sismo de viviendas de albañilería confinada construidas informalmente en la ciudad de Trujillo. En esta evaluación se recolectó información de un grupo de viviendas, las cuales se eligieron por distintas características para así lograr una evaluación más setera y aprovechable. Habiendo hecho la recolección de datos, el proceso de los mismos se dio en gabinete, obteniendo un resumen de características técnicas, elaborando un análisis sísmico simplificado por medio de la densidad de muros, determinando la vulnerabilidad y peligro y riesgo sísmico de las viviendas encuestadas. Terminado este proceso se describieron los principales defectos constructivos encontrados en estas viviendas, así se dio origen a la elaboración de una cartilla para la construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería de la costa peruana ”.
Reyes Basauri, Karla Antuhane, Vulnerabilidad Sísmica de las edificaciones de la ciudad de Pomalca, Chiclayo, 2013 “La necesidad de vivienda para los habitantes de la provincia de Chiclayo tiene relación directa con el incremento demográfico. A mayor población corresponde una mayor necesidad de viviendas. El poblador con requerimiento de vivienda, generalmente de escasos recursos económicos, se ingenia para conseguir un terreno en los pueblos jóvenes o asentamientos humanos. Luego para lograr su vivienda, emplea sus tiempos libres, consiguiendo su objetivo en numerosas etapas y en periodos de lazo muy variables. Dependiendo de su economía, utiliza la mano de obra a su alcance generalmente de escasa destreza. La tesis Vulnerabilidad sísmica de las edificaciones de la ciudad de Pomalca. elaborada en Chiclayo, tiene como finalidad proponer el plan de uso de suelos y el reforzamiento sísmico de las viviendas del distrito de Pomalca, región Lambayeque. Para ello, se realizó un diagnóstico, en el cual se identificó mediante la ficha de verificación, que el 63% de las viviendas son de adobe y albañilería. Siendo una de las causas principales que incrementa la vulnerabilidad sísmica de la edificación, sumando a ella el tipo de suelo, el cual mediante los ensayos de sondajes eléctricos verticales, se obtuvo un suelo blando o flexible con estratos de gran espesor. Aunando ambos parámetros se determinó que para la ciudad de Pomalca, se espera una intensidad máxima probable de IX en la escala de Mercalli, con un máximo de 70% de daño 11
estructural en viviendas de adobe. Obtenidos los resultados, se infirió que es conveniente reforzar las viviendas de adobe, y mantener una zonificación para el uso de suelo”.
2.2.
BASES TEÓRICO-CIENTIFICAS
La sismicidad es el estudio de los sismos que ocurren en algún lugar en específico. Un lugar puede tener alta o baja sismicidad, lo que tiene relación con la frecuencia con que ocurren sismos en ese lugar. Un estudio de sismicidad es aquel que muestra un mapa con los epicentros y el número de sismos que ocurren en algún período. La sismicidad tiene ciertas leyes. Una de las más usadas es la ley de Charles Francis Richter que relaciona el número de sismos con la magnitud. Los temblores y terremotos se producen cuando ocurren movimientos de la corteza de la Tierra a través de fallas o fracturas. (Benito & Jiménez, 1999) Si retrocedemos en el tiempo, de acuerdo a Giner y Molina (2001) la idea de que los terremotos representaban una reacción elástica a un fenómeno de generación de esfuerzos fue propuesta por primera vez por Hooke en su “A discourse on the causes of earthquakes” publicado en 1705. En el siglo XIX, los primeros sismólogos modernos
Mallet (1810-1881) y Milne (1880 - 1913) empiezan a mostrar interés por localizar el punto o zona del interior de la Tierra donde se produce el evento sísmico y buscar una relación con las fracturas existentes en la corteza terrestre (fallas). Lyell (1868) consideró que los terremotos eran un agente importante en el dinamismo de la Tierra, al observar las fracturaciones y cambios en la elevación del terreno que estos producían. A pesar de ser el primero en describir cuidadosamente las fracturas y deformaciones producidas por varios terremotos, al igual que sus contemporáneos Mallet y Milne, aún creían que la causa inmediata de los terremotos era de origen térmico, bien debida a la actividad volcánica o contracción térmica. (Carrillo , 2008) La primera conexión clara entre los terremotos, las fallas y los procesos tectónicos fue hecha por G.K. Gilbert (1884), basándose para ello en las observaciones de los efectos del terremoto de Owens Valley en 1872 en California, en la extensa zona de ruptura de falla de San Andrés y en una gran cantidad de medidas geodésicas. Con toda la anterior información, Reid (1910) propuso el primer modelo mecánico de cómo se producía la fractura, en esencia, vigente hoy en día y conocido como Teoría del Rebote Elástico. (Carrillo , 2008)
Según Andrés y Rodríguez (2008) relaciona la estructura interna de la tierra con los movimientos sísmicos y clasifica los sismo de la siguiente manera: Son producidos cuando la corteza de la Tierra se rompe y se mueve a lo largo de una falla o fractura. Al igual que en otras partes del mundo, la corteza de la Tierra en Centroamérica está fracturada en grandes segmentos que se mueven en varios sentidos y 12
a diferentes velocidades, empujándose o estirando los unos de los otros. Al principio, las rocas de la corteza resisten dichos movimientos pero, a medida que las presiones aumentan, la corteza empieza a romperse. El sismo es el movimiento que se produce durante esas rupturas. Si la ruptura es grande, se puede sentir un temblor de tierra. (Escudero Puente, 2011) Igualmente, si uno está cerca del sitio de ruptura, es más posible que sienta el temblor que si está alejado de él. Para simular un sismo se puede, por ejemplo, deslizar un bloque de madera sobre una superficie áspera y sentir claramente las vibraciones que este movimiento provoca. Un temblor de tierra es similar, pero de tamaño mucho mayor. Los sismos ocurren en superficie o más comúnmente en profundidad. El epicentro es el punto de la superficie terrestre bajo el cual ocurrió un sismo, es decir que se define con dos coordenadas: latitud y longitud. El hipocentro, en cambio, es el punto de la Tierra donde ocurrió el sismo, es decir que se define con tres coordenadas: latitud, longitud y profundidad. (Andrés & Rodríguez, 2008) Son sismos provocados por rupturas de la corteza de la Tierra pero, en este caso, las rupturas están relacionadas con el movimiento de los magmas. Generalmente, son de tamaño muy pequeño, solo perceptibles con instrumentos especialmente diseñados, por lo que no son peligrosos. Más bien, cuando estos sismos son detectados, pueden constituir señales preventivas, ya que indican que un volcán puede estar reactivándose. (Escudero Puente, 2011) Es un tipo de sismo causado por el movimiento de un magma en la corteza. Como cualquier fluido que se mueve por un canal (por ejemplo, el aire en una trompeta), el magma causa vibraciones y ruido al moverse por una fractura o un conducto subterráneo. El tremor no es peligroso y es muy útil, ya que ofrece información a los vulcanólogos sobre el movimiento del magma en profundidad. (Escudero Puente, 2011)
Para Benito y Jiménez (1999) la peligrosidad sísmica se define como la probabilidad de excedencia de un cierto valor de la intensidad del movimiento del suelo, producido por terremotos, en un determinado emplazamiento y durante un periodo de tiempo dado. Por otro lado, el documento Natural Disasters and Vulnerability Analysis divide los fenómenos naturales capaces de provocar desastres en tres categorías, a saber: fenómenos meteorológicos e hidrológicos, terremotos y volcanes. Propone que se apliquen a todos los fenómenos mencionados las definiciones siguientes:
Peligrosidad o amenaza «H» (natural hazard): Probabilidad de que ocurra un fenómeno natural potencialmente desastroso en un lugar determinado y dentro de un período de exposición definido previamente. Vulnerabilidad «V» (vulnerability): Nivel de la pérdida ocasionada en un elemento o conjunto de elementos amenazados si ocurre un fenómeno natural de una 13
magnitud determinada. Se valora en una escala que va del 0 al 1: sin daños y pérdida total, respectivamente. Elementos amenazados «E» (elements at risk): Valor económico de la población, de los edificios y obras civiles, de las actividades económicas, de los servicios públicos e infraestructuras, etc., amenazados dentro de un área geográfica determinada, incluidas las pérdidas económicas indirectas presentes y futuras. Riesgo «R» (risk): número de muertos y de heridos, pérdidas materiales e interrupción de la actividad económica a causa de cierto fenómeno natural. Por consiguiente, el riesgo es función de la peligrosidad, de la vulnerabilidad y de los elementos amenazados Los sismos sacuden la Tierra durante pocos minutos y no pueden ser predecibles del todo, terminan rápidamente y causan diferentes problemas. En primer lugar, es necesario localizar dónde se encuentran las fallas, determinar su tamaño y estimar su potencial para causar sismos, ya que no todas las fallas provocan sismos. Luego, se debe procurar que las construcciones (edificios, puentes, casas) de las cercanías sean lo suficientemente fuertes para resistir los potenciales sismos. Comúnmente, los grandes sismos provocan deslizamientos de tierras, por lo que la estabilidad de los terrenos debe ser también considerada. A menudo, tras los grandes sismos ocurren incendios que pueden causar severos daños adicionales. Desafortunadamente, muchos viejos edificios no han sido construidos para resistir grandes sismos, o la planificación y las normas utilizadas para su construcción no fueron suficientemente buenas. Por lo tanto, aún existen elevadas probabilidades de que ocurran daños y desastres. Entonces, ¿qué hacer en caso de sismo? En varios lugares, como en edificios públicos por ejemplo, deberían existir espacios de refugio en caso de sismo. Por supuesto, estos
espacios deben ser cámaras reforzadas que resistan las sacudidas. Durante un fuerte sismo, es una buena idea buscar refugio en zonas abiertas, estando siempre atentos a los objetos que empiezan a desprenderse y a caer. Como medida preventiva, hemos de intentar localizar caminos alternativos de escape ya que, en Centroamérica, cada ciudadano tiene elevadas probabilidades de experimentar al menos un terremoto en su vida.
Se denomina vulnerabilidad al grado de daño que sufre una estructura debido a un evento sísmico de determinadas características. Estas estructuras se pueden calificar en “más vulnerables” o “menos vulnerables” ante un evento sísmico.
(Laucata Luna, 2013) 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 14
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 o amenaza sísmica. 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. (Laucata Luna, 2013)
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 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. (Carrillo , 2008) 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 los hospitales y clínicas donde entre el 80% y 90% del valor de la instalación no está en las columnas, vigas, losas, etc.; sino en el diseño arquitectónico, en los sistemas electromecánicos y en el equipo médico contenido dentro del hospital. Dentro del sistema electromecánico podríamos mencionar las líneas tuberías, apoyos de equipos, la conexión de los equipos, etc. De igual forma, dentro de los elementos arquitectónicos tenemos las fachadas, vidrios, tabiques, mamparas, puertas, ventanas, escaleras, etc.; y que una vez afectados todos estos elementos obligan a la paralización del servicio dentro del hospital, lo que afectaría directamente a las personas que necesiten ayuda en un momento dado. (Laucata Luna, 2013).
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Un estudio de la vulnerabilidad funcional busca determinar la susceptibilidad de un hospital o clínica 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. Estos aspectos funcionales incluyen también un análisis detallado de las áreas externas, vías de acceso a exteriores y su conexión con el resto de la ciudad; las interrelaciones, circulaciones primarias y secundarias, privadas y públicas y los accesos generales y particulares de las áreas básicas en que se subdivide el hospital. Se analiza la posibilidad de inutilización de ascensores, acumulación de escombros en escaleras y pasillos, como así también el atascamiento de puertas. (Carrillo , 2008)
a. CONCEPTO DE SUELO EN EDIFICACIONES
Según Juárez Badillo (2005) es común creencia la de que le suelo es un agregado de partículas orgánicas e inorgánicas, no sujeta a ninguna organización. Pero en realidad se trata de un conjunto con organización definida y propiedades que varias “vectorialmente”. En la dirección vertical generalmente sus suelos tienen, perfil y este es un hecho del que se hace abundante aplicación. “Suelo” es un
término del que hacen uso diferentes profesantes. La interpretación varia de acuerdo con sus respectivos intereses. Para el agrónomo, por ejemplo, la palabra se aplica a la parte superficial de la corteza capaz de sustentar vida vegetal, siendo esta interpretación demasiado restringida para el ingeniero. Para el geólogo es todo material intemperizado en el lugar en que ahora se encuentra y con contenido de material orgánica cerca de la superficie, esta definición peca de parcial en ingeniería, al no tomar en cuenta los materiales transportados no intermperizados posteriormente a su transporte. Para los fines de esta obra, la palabra suelo representa todo tipo de material terroso, desde un relleno de desperdicio, hasta areniscas parcialmente cementadas o lutitas suaves. Quedan excluidos de la definición las rocas sanas, ígneas o metamórficas y los depósitos sedimentarios altamente cementados, que no se ablanden o sesintegren rápidamente por acción de la intemperie. El agua contenida juega un papel tan fundamental en el comportamiento mecánico del suelo, que debe considerarse como parte integral del mismo. 16
DEFINICIÓN DE TÉMINOS BÁSICOS : “La vulnerabilidad sísmica es el nivel de daño que pueden sufrir las edificaciones realizadas por el hombre durante un sismo. La vulnerabilidad refleja la falta de resistencia de una edificación frente a los sismos” (Bommer, 1998). Depende de las características del diseño de la edificación, de la calidad de materiales y de la técnica de construcción. “El riesgo sísmico es definido como una función de la vulnerabilidad
sísmica y del peligro sísmico, que de forma general se puede expresar como: Riesgo = Peligro x Vulnerabilidad (Kuroiwa, 2002). Esta evaluación de riesgo es en forma individual para cada estructura. “Cuando se desea calcular el riesgo sísmico de una determinada zo na,
entonces la ecuación del riesgo sísmico se ve afectada por la densidad poblacional: Riesgo = Peligro x Exposición x Vulnerabilidad x Costo”. (Bommer, 1998). En este caso el riesgo sísmico es
medido en términos de pérdidas de vidas o económicas. “La exposición es el número de personas o viviendas de la zona, o el valor productivo del
comercio del lugar. El costo está relacionado al número de personas en cada vivienda o valor monetario de reparación de cada vivienda” (Bommer, 1998). “En la actualidad, los procedimientos y
herramientas para el análisis de la vulnerabilidad y peligro sísmico se encuentran muy avanzados. Las teorías para el análisis de la vulnerabilidad van desde técnicas directas de campo, basada en observaciones, hasta técnicas probabilísticas con análisis computacionales no lineales de las estructuras”. (Bonett, 2003).
“Una
acción tiene variación dinámica cuando su variación en el tiempo es rápida y da origen a fuerzas de inercias comparables en magnitud con las fuerzas estáticas”. (Bozzo Rotondo & Barbat Barbat, 2000) “Los
conceptos de resistencia y desempeño se han considerado como sinónimos. Sin embargo, con las enseñanzas aprendidas de los sismos ocurridos durante los últimos 25 años, se ha generado un importante cambio sobre la concepción de que al incrementar la resistencia se aumenta la seguridad y se reduce el daño. Por lo tanto, algunos códigos de diseño sismo resistente han sido actualizados haciendo énfasis en cambiar la concepción de resistencia por desempeño ”. (Carrillo , 2008) “Una
función de vulnerabilidad muestra en forma continua el grado de daño que puede lograr un tipo de estructura específica cuando está expuesta a una acción sísmica determinada. Las funciones de vulnerabilidad se calculan a partir de los datos de daño observados o son 17
construidas artificialmente ”. (Chio Cho, Gomez Araujo, & Maldonado Rondón, 2007) : “Toda estructura responde dinámicamente ante la acción de cargas o deformaciones, generando fuerzas inerciales iguales a su masa por la aceleración (segunda ley de Newton, ecuación dinámica de equilibrio). Para cargas o deformaciones aplicadas de una manera lenta, que es el caso de cargas muertas y vivas no dinámicas, las fuerzas inerciales pueden despreciarse, lo que hace posible un análisis estático de la estructura ”. (Oviedo & Duque, 2006)
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II. MATERIALES Y METODOS.
3.1 FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS Las viviendas construidas informalmente en el distrito de Chiclayo, serán sísmicamente vulnerables.
VARIABLES - OPERACIONALIZACIÓN
Determinar el rol que desempeña la mano de obra especializada y el conocimiento técnico necesario en la construcción de estructuras sismorresistentes Variables INTERVINIENTE
Dimensiones
Sub Dimensiones
Ubicación
Indicadores Tipo de suelo
La vivienda cuenta con
V U
Estructuración
L
viviendas
de
N
junta sísmica. Dispone
de
una
Malo
adecuada densidad de
Regular
muros.
Bueno
Los tabiques cuentan
E
con arriostre.
R A
Calidad
del
concreto
(Presencia
de
B
Conocimiento
I
técnico
L
procesos
del encofrado.
Regular
I
constructivos
Adecuados
Bueno
D A
en
los
cangrejeras). Utilización
adecuada
Malo
recubrimientos (Refuerzos expuestos a la intemperie).
19
D
S Calificado visualmente de
Í
forma cualitativa.
S M I
Mano de Obra
Malo
Condiciones de seguridad
Regular
del trabajador.
Bueno
Herramientas que dispone el trabajador.
C
Selección de mano de
A
obra en función del precio
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III.
Se realizaron distintos ensayos en muestras de suelos inalterados, para de esta forma ir cumpliendo con los objetivos trazados, para definir el indicador de “tipo de suelo” se realizaron pruebas de granulometría,
contenido de humedad, índice líquido, etc. De esta forma se logró clasificar al suelo como tipo: “arena arcillosa”.
Estos ensayos se realizaron con una muestra obtenida en la provincia de Chiclayo(a espaldas de metro de Sta. Elena.)
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Se contribuyó con un documento de apoyo para futuros planes de contingencia frente a desastres naturales.
Se analizó y elaboró una caracterización de las viviendas informales, con esto se llegó a conocer su vulnerabilidad sísmica.
Mediante una evaluación se realizó la identificación de los sistemas constructivos más utilizados en viviendas con un alto índice de vulnerabilidad sísmica.
Los ensayos realizados al suelo en estudio determinaron su grado de importancia en la construcción de viviendas.
Se determinó los grados de importancia que tiene la mano de obra especializada como también la mano de obra no especializada, con esto se establecieron ítems de trabajos donde se puedan desarrollar sin causar ningún daño en la estructura.
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El estudio de campo para mayor eficacia deberá contar con el mayor número de referencias fotográficas, con el fin de lograr una mejor caracterización y clasificación de los problemas que se originan a causa la vulnerabilidad sísmica.
Es importante elaborar encuestas con preguntas certeras y concretas, par que la información recabada sea lo más cercana posible a la realidad.
La evaluación de casos debe ser referenciada y ubicada estratégicamente con el fin de tener una variedad de casos en zonas distintas de la zona en estudio, con esto se logra un mejor conocimiento y aplicación de propuestas con el fin de que sean de utilidad para cualquier caso que se pueda encontrar en la zona descrita.
Para los ensayos realizados es necesario contar un conocimiento básico de normas y procedimientos para la realización de los mismos, ya que de esa manera el trabajo tendrá una mejor eficacia al diseñar y c onstruir una vivienda.
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Aldama Ojeda, A., Gómez Soberón, C., & Guillén López, B. (2008). Elaboracion de una metodología para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica. Teoría y aplicaciones, 41-48. Andrés, P., & Rodríguez, R. (2008). Evaluación y Prevención de riesgos eventuales en Centroamérica. En Volcanismo y Sismicidad (págs. 4647). Girona: ISBN. Benito, B., & Jiménez, E. (1999). Peligrosidad Sísmica. Física de la Tierra(11), 13-47. Bozzo Rotondo, L., & Barbat Barbat, H. (2000). Diseño sismoresistente de estructuras. Lima: Megabyte. Carrillo , J. (2008). Evalucación de la vulnerabilidad sísmica de estructuras utilizando un diseño por desempeño. Dyna, 75 (155), 91-102. Cassano M., A. (2009). Analisis de estructuras bajo acciones sismicas. Paraná: Universidad tecnologica nacional de Argentina. Chio Cho, G., Gomez Araujo, I., & Maldonado Rondón, E. (2007). Indice de vulnerabilidad sísmica en edificaciones de mampostería basado en la opinión de expertos. EIA, 149-168. Escudero Puente, P. (2011). Maqueta para el analisis de edifcicaciones. Barcelona: Facultad nautica. Laucata Luna, J. E. (2013). Análisis de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas informales en la ciudad de Trujillo. Lima: PUCP. Maldonado Rondón, E., Chio Cho, G., & Gomez Araujo, I. (julio-diciembre de 2007). Indice de vulnerabilidad simsica basado en la opinion de expertos. Ingenieria y Universidad Javeriana, 11 (2), 149-168. Nación Perú. (2013). Reglamento Nacional de edificaciones. Lima, Lima, Perú: Megabyte. Oviedo, J., & Duque, M. (Diciembre de 2006). Sistema de control de respuestas sismicas en edificaciones. EIA(6), 105-120. Ramírez de Alba, H., Pichardo Leweinstein, B., & Arzate Cruz, S. (2007). Estimación de la vulnerabilidad sísmica de viviendas en zonas urbanas. Ingeniería, 11(1), 13-23. Reyes Basauri, K. (2003). Vulnerabilidad sismica de las edificaciones de la ciudad de Pomalca. Tesis, Chiclayo.
24
Stauder , W. (1975). Machinisms And Distribution Of Chillian Earthquakes with relation to subduction of the oceanic Plate. . L.A: J. Geohys. Visconde Campos, A. (2004). Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica de un Edificio Existente: Clínica San Miguel de Piura. Tesis, Universidad de Piura, Piura, Piura.
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VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LA VIVIENDA INFORMAL EN LA PROVICIA DE CHICLAYO
FICHA DE ENCUESTA
. I. Información General
Nombre: _________________________________________ Lugar de procedencia: 1. Lambayeque ( ) 6.San Martín ( ) 7.Otros ( ): _________
2.Piura ( )
3.Cajamarca ( )
4. Amazonas ( )
5.Tumbes ( )
Número de miembros que residen en la vivienda: ________ Fecha de inicio y término de la construcción de su vivienda: _________/_________ Tiempo de residencia de la familia: __________ N° pisos actual: __________
N° pisos proyectados: _________
II. Datos Técnicos
1.
¿Su vivienda dispone de planos?: 1. Si ( )
2.
¿Recibió asesoría técnica para la construcción de su vivienda? 1. Si ( )
3.
2. No ( )
Pase
2.No (
)
a la pregunta 4
¿Qué tipo de asesoría técnica recibió para la construcción de su vivienda?
1. Ingeniero ( ) 2. Maestro de obra ( ) 4.
¿Qué material cumple el papel fundamental en la construcción?: 1.
5.
Concreto ( )
3. Ladrillo ( )
¿Se han realizado los ensayos respectivos en la obra?: 1. Si (
6.
2. Acero ( )
)
2.No ( )
¿Se han realizado estudios técnicos en la obra?: 1. Si (
)
2.No ( )
ENSAYOS REALIZADOS EN LA VIVIENDA 1. Granulometría ( ) 6.Consolidacion ( )
2.Humedad ( ) 3.Peso Específico ( )
4.Gravedad Específica ( )
5.Corte Directo ( )
7.Peso Volumétrico y compactado ( ):
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DESCRIPCION DE LOS MÉTODO DE OBSERVACION
Fecha: 10 / _____ / 2014 Mes día año Encuestador: ___
27
MÉTODO
INSTRUMENTO
ELEMENTOS DE LA POBLACIÓN
Observación
Ficha de observación
Viviendas unifamiliares. Viviendas multifamiliares. Maestros de obra.
Entrevistas
Guía de Entrevista
Obreros. Propietarios de las viviendas. Ingenieros supervisores.
Encuestas
Ingenieros residentes.
Cuestionario con preguntas
Ingenieros proyectistas. Ingenieros inspectores.
ÍTEM
UNIDAD
PAPEL BOND A4
PAQUETE
1
15
15
LAPIZ
UNIDAD
5
1
5
LAPICERO
UNIDAD
5
2
10
UNIDAD
1
25
25
TINTA LIQUIDA PARA IMPRESORA
UNIDAD
5
10
50
FOTOCOPIAS DE ARTICULOS Y OTROS
UNIDAD
300
0.05
15
UNIDAD
0
0
0
MOVILIDAD
PASAJES
1
50
50
CD'S
UNIDAD
20
1.5
30
DVD'S
UNIDAD
20
2.5
50
MATERIALES DE USB 8GB ESCRITORIO
MATERIALES BIBLIOGRAFICOS LIBROS DIGITALES DE CONSULTA SERVICIOS
COSTO UNITARIO
DESCRIPCIÓN
TOTAL
CANTIDAD
TOTAL
S/. 250.00
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