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Trabajo de grado que consistió en evaluar la vulnerabilidad sísmica de varias escuelas rurales.
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ESTUDIO DE VULNERABILIDAD SÍSMICA EN LAS INSTITUCIONES EDUCATIVAS DE LA ZONA RURAL NORTE DEL MUNICIPIO DE
SINCELEJO
RAFAEL ENRIQUE BUSTAMANTE VERGARA
CARLOS MARIO CASTRO NAVARRO
JAVIER EDUARDO MARQUEZ ZABALA
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AGRÍCOLA
SINCELEJO, SUCRE
2007
1
ESTUDIO DE VULNERABILIDAD SÍSMICA EN LAS INSTITUCIONES EDUCATIVAS DE LA ZONA RURAL NORTE DEL MUNICIPIO DE
SINCELEJO
RAFAEL ENRIQUE BUSTAMANTE VERGARA
CARLOS MARIO CASTRO NAVARRO
JAVIER EDUARDO MARQUEZ ZABALA
DIRECTOR:
CARLOS ARTURO VERGARA GARAY
Ingeniero Agrícola Esp. Ciencias Ambientales
Candidato a Ms. C. en Ingeniería Civil Énfasis en Estructuras
Trabajo de grado presentado para optar al título de Ingeniero Agrícola
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AGRÍCOLA
SINCELEJO, SUCRE
2007
2
Nota de Aceptación
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
__________________________________
Jurado
__________________________________
Jurado
__________________________________
Jurado
Sincelejo, 2007.
3
DEDICATORIA
A Jehová Dios
A mi mama María Bernarda
A mi papa Rafael Enrique
A mi hermana María José
A mis mejores amigos Alexander Rodríguez, Jorge Royero, Yefry Rosario
A la bella Ana Marcela
Y a todos mis amigos
Rafael
A Dios, por permitirme seguir vivo
A mi papá y a mi mamá, por apoyarme durante toda mi vida
A mi hermanita, por aguantarme
A mis amigos de la U
A todas las personas que han estado conmigo motivándome.
Carlos Mario
A mi Dios por mi vida, la sabiduría y la perseverancia para salir adelante
A mis padres por su ayuda incondicional y sus consejos que me motivaron a continuar en esta dura labor.
A mis hermanos y familiares que me dieron su apoyo y siempre creyeron en mí
Javier
4
AGRADECIMIENTOS
Los autores del siguiente trabajo manifiestan los más sinceros agradecimientos a:
Carlos Vergara Garay, Ingeniero Agrícola, Director del trabajo, por el apoyo a la idea del proyecto y la asesoría brindada durante todo el trabajo.
Álvaro Caballero, Ingeniero Civil, por su apoyo y colaboración en el desarrollo de este trabajo.
Eva Gómez Pérez y el Centro de Laboratorios de la Universidad de Sucre, por brindarnos su colaboración en los equipos utilizados en el desarrollo de este trabajo.
Liney Jaraba y a la División de Sistemas de la Universidad de Sucre por el apoyo brindado en la investigación previa a este trabajo.
Alberto Tatis, Ingeniero Agrícola, Jefe de Departamento de Ingeniería Agrícola, por el apoyo al desarrollo de este proyecto.
La Familia Castro Navarro, por facilitarnos los medios que facilitaron la ejecución, desarrollo y finalización de este proyecto.
Los compañeros estudiantes de Ingeniería Agrícola por apoyarnos y motivarnos en el desarrollo este trabajo.
El personal de las instituciones educativas rurales visitadas por su colaboración.
Todos aquellos que de una u otra manera colaboraron para la realización de este trabajo.
5
CONTENIDO
RESUMEN 1ABSTRACT 2INTRODUCCIÓN 3ESTADO DEL ARTE 6
1 LOCALIZACIÓN 62 CONCEPTOS GENERALES 9
2.1 CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL FENÓMENO SÍSMICO
9
2.1.1 SISMOS 92.1.2 ONDAS SÍSMICAS 92.1.3 INTENSIDAD Y MAGNITUD DE UN SISMO 92.1.4 RELACIÓN ENTRE INTENSIDAD Y MAGNITUD 10
2.2 EFECTO DE LOS SISMOS EN LAS EDIFICACIONES 112.3 CONCEPTOS PREVIOS A LA VULNERABILIDAD
SÍSMICA12
2.3.1 AMENAZA O PELIGRO 132.3.2 VULNERABILIDAD 132.3.3 RIESGO ESPECÍFICO 132.3.4 ELEMENTOS EN RIESGO 132.3.5 RIESGO TOTAL 13
3 SITUACIÓN GEOLÓGICA DE COLOMBIA 134 AMENAZA SÍSMICA 155 VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LAS
EDIFICACIONES16
5.1 DEFINICIÓN 165.2 CAUSAS DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA 16
5.2.1 VULNERABILIDAD POR ORIGEN 165.2.2 VULNERABILIDAD PROGRESIVA 16
5.3 COMPONENTES DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA 165.3.1 VULNERABILIDAD FÍSICA 17
5.3.1.1 VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL 175.3.1.2 VULNERABILIDAD NO ESTRUCTURAL 17
5.3.2 VULNERABILIDAD FUNCIONAL 176 MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE LA
VULNERABILIDAD SÍSMICA18
6.1 INTRODUCCIÓN 186.2 CLASIFICACIÓN DE LAS METODOLOGÍAS 19
6.2.1 MÉTODOS CUALITATIVOS 216.2.1.1 Métodos que predicen el daño 216.2.1.2 Métodos que evalúan la capacidad sísmica 226.2.1.3 Problemas Asociados a los Métodos Cualitativos 29
6.2.2 MÉTODOS CUANTITATIVOS 296.2.2.1 Problemas Asociados a los Métodos 30
7 EVENTOS SÍSMICOS EN EL DEPARTAMENTO DE SUCRE
30
8 VULNERABILIDAD SÍSMICA EN ZONAS RURALES 321 METODOLOGÍA 35
6
1.1 SELECCIÓN DE LAS METODOLOGÍAS DE EVALUACIÓN
35
1.1.1 MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD 351.1.1.2 DESCRIPCIÓN DE LOS PARAMETROS DEL
MÉTODO37
1.1.2 MÉTODO DESARROLLADO POR HENRY PERALTA (2002) BASADO EN LA NSR-98
45
1.1.2.1 DESCRIPCIÓN DE LOS PARÁMETROS 461.1.3 MÉTODO ESTRUCTURAL HVE DESARROLLADO
POR LA WHO-EUROPA62
1.1.3.1 EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL
65
1.2 OBTENCIÓN DE DATOS EXISTENTES 711.3 PLANEACIÓN Y APLICACIÓN DE LAS ENCUESTAS 721.4 TRABAJO DE OFICINA 72
2 RESULTADOS 742.1 RESULTADOS GENERALES 742.2 MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD 75
2.2.1 RESULTADO TOTAL 752.2.2 RESULTADOS POR ITEM 76
2.2.2.1 ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE 762.2.2.2 CALIDAD DEL SISTEMA RESISTENTE 762.2.2.3 RESISTENCIA CONVENCIONAL 772.2.2.4 POSICIÓN DEL EDIFICIO Y DE LA CIMENTACIÓN 772.2.2.5 FORJADOS HORIZONTALES 782.2.2.6 CONFIGURACIÓN EN PLANTA 782.2.2.7 CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN 792.2.2.8 ESPACIAMIENTO ENTRE MUROS 792.2.2.9 TIPO DE CUBIERTA 80
2.2.2.10 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES 802.2.2.11 ESTADO DE CONSERVACIÓN 81
2.3 MÉTODO DESARROLLADO POR PERALTA 812.3.1 RESULTADOS GENERALES 812.3.2 RESULTADOS POR ÍTEM 82
2.3.2.1 ÉPOCA DE CONSTRUCCIÓN 822.3.2.2 SISTEMA ESTRUCTURAL 832.3.2.3 CONFIGURACIÓN EN PLANTA 832.3.2.4 CONFIGURACIÓN EN ALTURA 842.3.2.5 NÚMERO DE PISOS 842.3.2.6 TIPO DE CUBIERTA 852.3.2.7 CANTIDAD DE MUROS 852.3.2.8 MATERIAL DE MUROS 862.3.2.9 ESPESOR DE MUROS 86
2.3.2.10 ALTURA DE MUROS 872.3.2.11 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES 872.3.2.12 COEFICIENTE DE SITIO 882.3.2.13 TERRENO DE FUNDACIÓN 882.3.2.14 POSICIÓN DEL EDIFICIO 892.3.2.15 ESTADO DE CONSERVACIÓN 89
2.4 MÉTODO ESTRUCTURAL HVE 90
7
2.4.1 RESULTADOS GENERALES 902.4.2 RESULTADOS POR ÍTEM 90
2.4.2.1 TIPOS DE EDIFICACIÓN 912.4.2.2 MANTENIMIENTO DE LA ESTRUCTURA 912.4.2.3 NÚMERO DE PISOS 922.4.2.4 PISOS LIGEROS 922.4.2.5 IRREGULARIDAD EN PLANTA 932.4.2.6 IRREGULARIDAD VERTICAL 932.4.2.7 PISOS SOBREPUESTOS 942.4.2.8 TECHO PESADO 942.4.2.9 INTERVENCIONES DE REFUERZO 95
2.4.2.10 PENDIENTE DEL TERRENO 952.4.2.11 CATEGORÍA DE LOS SUELOS 96
3 ANALISIS DE RESULTADOS 973.1 COMPARACIÓN DE LOS MÉTODOS OBTENIDOS
CON LOS TRÉS MÉTODOS102
3.2 PANORAMA GENERAL DE LAS EDIFICACIONES ANALIZADAS
105
3.3.1 DE ACUERDO AL MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD
105
3.3.2 DE ACUERDO AL MÉTODO DESARROLLADO POR PERALTA
105
3.2.3 DE ACUERDO AL MÉTODO ESTRUCTURAL 1053.3 DE ACUERDO A LOS PARÁMETROS DE LOS
MÉTODOS106
3.3.1 MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD 1063.3.1.1 ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE 1063.3.1.2 CALIDAD DEL SISTEMA RESISTENTE 1063.3.1.3 RESISTENCIA CONVENCIONAL 1063.3.1.4 POSICIÓN DEL EDIFICIO Y DE LA CIMENTACIÓN 1063.3.1.5 FORJADOS HORIZONTALES 1073.3.1.6 CONFIGURACIÓN EN PLANTA 1073.3.1.7 CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN 1073.3.1.8 ESPACIAMIENTO ENTRE MUROS 1073.3.1.9 TIPO DE CUBIERTA 107
3.3.1.10 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES 1073.3.1.11 ESTADO DE CONSERVACIÓN 108
3.3.2 MÉTODO DESARROLLADO POR PERALTA 1083.3.2.1 ÉPOCA DE CONSTRUCCIÓN 1093.3.2.2 SISTEMA ESTRUCTURAL 1093.3.2.3 CONFIGURACIÓN EN PLANTA 1103.3.2.4 CONFIGURACIÓN EN ALTURA 1103.3.2.5 NÚMERO DE PISOS 1103.3.2.6 TIPO DE CUBIERTA 1103.3.2.7 CANTIDAD DE MUROS 1103.3.2.8 MATERIAL DE MUROS 1103.3.2.9 ESPESOR DE MUROS 111
3.3.2.10 ALTURA DE MUROS 1113.3.2.11 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES 1113.3.2.12 COEFICIENTE DE SITIO 111
8
3.3.2.13 TERRENO DE FUNDACIÓN 1113.3.2.14 POSICIÓN DEL EDIFICIO 1113.3.2.15 ESTADO DE CONSERVACIÓN 112
3.3.3 MÉTODO ESTRUCTURAL HVE 1123.3.3.1 TIPOS DE EDIFICACIÓN 1123.3.3.2 MANTENIMIENTO DE LA ESTRUCTURA 1123.3.3.3 NÚMERO DE PISOS 1123.3.3.4 PISOS LIGEROS 1123.3.3.5 IRREGULARIDAD EN PLANTA 1123.3.3.6 IRREGULARIDAD VERTICAL 1133.3.3.7 PISOS SOBREPUESTOS 1133.3.3.8 TECHO PESADO 1133.3.3.9 INTERVENCIONES DE REFUERZO 113
3.3.3.10 PENDIENTE DEL TERRENO 1133.3.3.11 CONDICIÓN DEL SUELOS 113
5 CONCLUSIONES 1146 RECOMENDACIONES 1157 BIBLIOGRAFÍA 117
9
LISTA DE TABLAS
TABLA 1. Relación Entre Intensidad y Magnitud 11TABLA 2. Matriz de Calificación de la Vulnerabilidad de Edificaciones de Mampostería, Método del Índice de Vulnerabilidad
37
TABLA 3. Matriz de Calificación para el Método de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica, desarrollado por Henry Peralta.
47
TABLA 4. Valor de (Mo) para distintas aceleraciones (Aa) 56TABLA 5. Espesor Mínimo de Muros en centímetros 59TABLA 6. Indicadores utilizados en la Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica por el Método Estructural HVE desarrollado por la WHO-Europa
64
TABLA 7. Rangos del Índice Total de Vulnerabilidad 64TABLA 8. Resultados para las tres Metodologías 74-75TABLA 9. Organización del Sistema Resistente. Método del Índice de Vulnerabilidad
76
TABLA 10. Tipología Estructural. Método del Índice de Vulnerabilidad
76
TABLA 11. Resistencia Convencional. Método del Índice de Vulnerabilidad
77
TABLA 12. Posición del Edificio. Método del Índice de Vulnerabilidad 77TABLA 13. Forjados Horizontales. Método del Índice de Vulnerabilidad
78
TABLA 14. Configuración en Planta. Método del Índice de Vulnerabilidad
78
TABLA 15. Configuración en Elevación. Método del Índice de Vulnerabilidad
79
TABLA 16.Separación Máxima entre Muros. Método del Índice de Vulnerabilidad
79
TABLA 17. Tipo de Cubierta. Método del Índice de Vulnerabilidad 80TABLA 18. Elementos No Estructurales. Método del Índice de Vulnerabilidad
80
TABLA 19. Estado de Conservación. Método del Índice de Vulnerabilidad
81
TABLA 20. Época de Construcción. Método de Peralta 82TABLA 21. Sistema Estructural. Método de Peralta 83TABLA 22. Configuración en Planta. Método de Peralta 83TABLA 23. Configuración en Altura. Método de Peralta 84TABLA 24. Número de Pisos. Método de Peralta 84TABLA 25. Tipo de Cubierta. Método de Peralta 85TABLA 26. Cantidad de Muros. Método de Peralta 85TABLA 27. Material de Muros. Método de Peralta 86TABLA 28. Espesor de Muros. Método de Peralta 86TABLA 29. Altura de Muros. Método de Peralta 87TABLA 30. Elementos No Estructurales. Método de Peralta 87TABLA 31. Coeficiente de Sitio. Método de Peralta 88TABLA 32. Terreno de Fundación. Método de Peralta 88TABLA 33. Posición del Edificio. Método de Peralta 89
10
TABLA 34. Estado de Conservación. Método de Peralta 89TABLA 35. Tipo de Edificación. Método HVE 91TABLA 36. Mantenimiento. Método HVE 91TABLA 37. Número de Pisos. Método HVE 92TABLA 38. Piso Ligero. Método HVE 92TABLA 39. Irregularidad en Planta. Método HVE 93TABLA 40. Irregularidad Vertical. Método HVE 93TABLA 41. Pisos Sobrepuestos. Método HVE 94TABLA 42. Techo Pesado. Método HVE 94TABLA 43. Intervenciones de Refuerzo. Método HVE 95TABLA 44. Pendiente del Suelo. Método HVE 95TABLA 45. Condición del Suelo. Método HVE 96TABLA 46. Puntajes Más Altos y Más Bajos en Cada Metodología 104
11
LISTA DE FIGURAS
PAGINAFIGURA 1. Localización Geográfica del Área de Estudio 6FIGURA 2. Poblaciones Comprendidas en el Estudio. 7FIGURA 3. Efecto de fuerzas laterales en las edificaciones. 12FIGURA 4. Placas Tectónicas en Colombia. 14FIGURA 5. Zonas de Amenaza Sísmica en Colombia. 15FIGURA 6. Clasificación de las Técnicas de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica según Corsanero y Petrini.
20
FIGURA 7. Clasificación de las Técnicas de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica según M. Dolce.
20
FIGURA 8. Clasificación General de los Métodos de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica.
22
FIGURA 9. Localización del Sismo del 30 de Junio de 1945, el mayor registrado en el Departamento de Sucre.
31
FIGURA 10. Sismos ocurridos en el Departamento de Sucre entre Junio de 1993 y Abril de 2001.
31
FIGURA 11. Vías en pésimo estado en la zona rural del Municipio de Sincelejo
33
FIGURA 12. Vías de Conexión entre la zona rural y la zona urbana en el Municipio de Sincelejo.
34
FIGURA 13. Irregularidad en Planta. Método del Índice de Vulnerabilidad.
42
FIGURA 14. Irregularidad Vertical. Método del Índice de Vulnerabilidad.
43
FIGURA 15. Tipo de Cubierta. Método del Índice de Vulnerabilidad. 44FIGURA 16. Tipología estructural de la edificación. 49FIGURA 17a. Regularidad en Planta. Método de Peralta. 51FIGURA 17b. Regularidad en Planta. Método de Peralta. 51FIGURA 18a. Irregularidad en Planta. Método de Peralta. 51FIGURA 18b. Irregularidad en Planta. Método de Peralta. 52FIGURA 19a. Regularidad Vertical. Método de Peralta. 52FIGURA 19b. Regularidad Vertical. Método de Peralta 53FIGURA 20a. Irregularidad en Altura. Método de Peralta 53FIGURA 20b. Irregularidad en Altura. Método de Peralta 54FIGURA 21. Cantidad Óptima de Muros. Método de Peralta 57FIGURA 22. Cantidad Aceptable de Muros 57FIGURA 23. Cantidad Deficiente de Muros 58FIGURA 24. Mampostería en Piedra 65FIGURA 25. Mampostería Reforzada 66FIGURA 26. Edificación En Buenas Condiciones 66FIGURA 27. Estructura En Malas Condiciones 67FIGURA 28. Edificación donde el primer piso se considera ligero o débil
68
FIGURA 29. Irregularidad en Planta. Método HVE 69FIGURA 30. Edificación BV-P-1 98FIGURA 31. Edificación SA-P-2 98FIGURA 32. Edificación SA-P-3 99
12
FIGURA 33. Edificación CP-LF-2 99FIGURA 34. Edificación CP-BQ-2 100FIGURA 35. Edificaciones PÑ-P-1 y PÑ-P-2 101FIGURA 36. Edificación CP-LF-3 101FIGURA 37. Edificación CP-P-8 102
13
LISTA DE GRÁFICAS
PAGINAGRÁFICA 1. Resultado Total Numérico y en Porcentajes. Método del Índice de Vulnerabilidad
75
GRÁFICA 2. Organización del Sistema Resistente. Método del Índice de Vulnerabilidad
76
GRÁFICA 3. Tipología Estructural. Método del Índice de Vulnerabilidad
76
GRÁFICA 4. Resistencia Convencional. Método del Índice de Vulnerabilidad
77
GRÁFICA 5. Posición del Edificio y Cimentación. Método del Índice de Vulnerabilidad
77
GRÁFICA 6. Forjados Horizontales. Método del Índice de Vulnerabilidad
78
GRÁFICA 7. Configuración en Planta. Método del Índice de Vulnerabilidad
78
GRÁFICA 8. Configuración en Elevación. Método del Índice de Vulnerabilidad
79
GRÁFICA 9. Separación Máxima entre Muros. Método del Índice de Vulnerabilidad
79
GRÁFICA 10. Tipo de Cubierta. Método del Índice de Vulnerabilidad 80GRÁFICA 11. Elementos No Estructurales. Método del Índice de Vulnerabilidad
80
GRÁFICA 12. Estado de Conservación. Método del Índice de Vulnerabilidad
81
GRÁFICA 13. Resultado Total Numérico y en Porcentaje. Método de Peralta.
81-82
GRÁFICA 14. Época de Construcción. Método de Peralta. 82GRÁFICA 15. Sistema Estructural. Método de Peralta 83GRÁFICA 16. Configuración en Planta. Método de Peralta 83GRÁFICA 17. Configuración en Altura. Método de Peralta 84GRÁFICA 18. Número de Pisos. Método de Peralta 84GRÁFICA 19. Tipo de Cubierta. Método de Peralta 85GRÁFICA 20. Cantidad de Muros. Método de Peralta 85GRÁFICA 21. Material de Muros. Método de Peralta 86GRÁFICA 22. Espesor de Muros. Método de Peralta 86GRÁFICA 23. Altura de Muros. Método de Peralta 87GRÁFICA 24. Elementos No Estructurales. Método de Peralta 87GRÁFICA 25. Coeficiente de Sitio. Método de Peralta 88GRÁFICA 26. Terreno de Fundación. Método de Peralta 88GRÁFICA 27. Posición del Edificio. Método de Peralta 89GRÁFICA 28. Estado de Conservación. Método de Peralta 89GRÁFICA 29 Resultado Total Numérico y en Porcentaje. Método HVE
90
GRÁFICA 30 Tipo de Edificación. Método HVE 91GRÁFICA 31 Mantenimiento. Método HVE 91GRÁFICA 32 Número de Pisos. Método HVE 92GRÁFICA 33 Piso Ligero. Método HVE 92
14
GRÁFICA 34 Irregularidad en Planta. Método HVE 93GRÁFICA 35 Irregularidad Vertical. Método HVE 93GRÁFICA 36 Pisos Sobrepuestos. Método HVE 94GRÁFICA 37 Tipo de Edificación. Método HVE 94GRÁFICA 38 Techo Pesado. Método HVE 95GRÁFICA 39 Pendiente. Método HVE 95GRÁFICA 40 Condición del Suelo. Método HVE 96GRÁFICA 41 Comparación de los puntajes obtenidos con las tres metodologías
103
15
LISTA DE ANEXOS
ANEXO A DISPOSICIÓN GEOGRÁFICA DE LAS EDIFICACIONES. MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD
120
ANEXO B DISPOSICIÓN GEOGRÁFICA DE LAS EDIFICACIONES. MÉTODO DESARROLLADO POR PERALTA
129
ANEXO C DISPOSICIÓN GEOGRÁFICA DE LAS EDIFICACIONES. MÉTODO ESTRUCTURAL HVE
138
ANEXO D TABLAS DE DATOS PARA EL CÁLCULO MEDIANTE EL MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD
147
ANEXO E ESCALA MACROSÍSMICA EUROPEA 150ANEXO F FORMATOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS POR
EDIFICACIÓN154
16
RESUMEN
Los eventos sísmicos son un peligro global que cobra miles de víctimas cada año, especialmente en las regiones donde las placas tectónicas convergen como el noroccidente de América del Sur, donde se encuentra Colombia y donde se han realizado varios estudios de vulnerabilidad sísmica, pero ninguno en las zonas rurales que durante estos movimientos sísmicos de gran intensidad resultan muy afectadas tal vez por la falta de planeación en la construcción y la ausencia de entidades que controlen esta actividad, como se puede observar en la zona rural del Municipio de Sincelejo.
Para determinar la vulnerabilidad sísmica en las edificaciones de las escuelas rurales en Sincelejo, se utilizaron tres metodologías.
El método del Índice de Vulnerabilidad mostró que el 12% de las edificaciones se encuentran en malas condiciones (alta vulnerabilidad) para resistir un evento sísmico, el 71% están en condiciones regulares y solo el 17% se encuentran en buenas condiciones (baja vulnerabilidad).
La metodología desarrollada por Henry Peralta mostró que el 44% de las edificaciones tienen una alta vulnerabilidad sísmica, el 56% tienen una vulnerabilidad moderada y ninguna tiene una vulnerabilidad baja.
El método estructural HVE mostró que si la intensidad sísmica se mantiene debajo de 6 en la escala macro sísmica europea, todas las estructuras tienen una vulnerabilidad baja, si la intensidad sísmica alcanza un valor de 9, el 12% de las edificaciones tendría una alta vulnerabilidad sísmica, si alcanza el valor de 10, el 90% de las edificaciones tendría una alta vulnerabilidad, y si alcanza el valor de 11, todas las edificaciones tienen una alta vulnerabilidad.
Comparando los resultados de las tres metodologías, parece ser que solo 6 de las 41 edificaciones se encuentran en buenas condiciones de resistir un evento sísmico, 4 se encuentran en pésimas condiciones y el resto de las edificaciones no parecen tener la condición suficiente para resistirlo.
Palabras Clave: Vulnerabilidad, Sísmica, Escuelas, Rurales, Sincelejo
17
ABSTRACT
The seismic events are a global danger that takes thousands of victims every year, especially in the zones where the tectonic plates converge like the northwest of South America, where Colombia is and where several seismic vulnerability assessments have been done, but none on the rural zone which during these high intensity seismic movements results very damaged maybe because of the lack of planning to build, and the absence of institutions to control this activity, as it is seen in the rural zone of the Municipality of Sincelejo.
To determine the seismic vulnerability in the facilities of the rural schools in Sincelejo, three methodologies were used.
The Vulnerability Index Method showed that 12% of the facilities are in bad conditions (high vulnerability) to hold a seismic attack, 71% are in regular condition and only the 17% are in good conditions (low vulnerability).
The Methodology developed by Henry Peralta showed that 44% of the facilities have a high seismic vulnerability, 56% have a moderate vulnerability and none have a low vulnerability.
The HVE Structural Method showed that if the seismic intensities keep under 6 in the EMS-98 scale all of the structures have a low vulnerability; if the seismic intensity reaches a value of 9, 12% of the facilities have a high vulnerability; if it reaches a value of 10; 90% of the facilities have a high vulnerability and if it reaches a value of 11, all of the structures have a high vulnerability.
Making a comparison among the results of the three methodologies, it seems to be that only 6 from the 41 facilities are in good conditions to resist a seismic attack, 4 are in very bad conditions, and the rest of the facilities do not seem to be in enough conditions to resist it.
Keywords: Seismic, Vulnerability, Rural, Schools, Sincelejo
18
1. INTRODUCCIÓN
Dentro de las competencias del Ingeniero Agrícola, en Colombia, se encuentra
la de diseñar y construir obras de infraestructura rural para la adecuación del
medio productivo, para el almacenamiento de productos agropecuarios, el
procesamiento primario de productos agrícolas y la conservación de la
maquinaria agrícola, donde los componentes estructural, ambiental, económico
y de sostenibilidad se combinen para dar una respuesta óptima a los problemas
de explotación y producción1.
Para lograr estructuras rurales que cumplan con los requerimientos básicos, el
ingeniero agrícola debe aplicar las normas de diseño de estructuras en
concreto armado, precisando la normatividad que en el campo de la
construcción existe en Colombia.
En los proyecto de construcción de infraestructura rural, mucha veces resulta
necesario utilizar estructuras construidas previamente y con el fin de proteger
las inversiones económicas hechas en estos proyectos y sobre todo evitar las
pérdidas humanas, es necesario en primera instancia entender a los sismos
como una amenaza imprevista y peligrosa para las edificaciones, y por tanto
conocer cuan vulnerable es la infraestructura a utilizar y que métodos se
pueden utilizar para determinar de manera rápida y efectiva el grado de
vulnerabilidad y de riesgo sísmico en estas estructuras.
Sin embargo, a pesar del escenario sísmico en el que se sitúa el país, en
Colombia, como en la mayoría de los países en desarrollo, las edificaciones
construidas en zonas rurales, en su gran mayoría, carecen de información
referente a su diseño y construcción, tales como planos y estudios técnicos que
puedan ser utilizados para su evaluación2.
1 Marco de Fundamentación Conceptual Especificaciones de Prueba ECAES Ingeniería Agrícola Versión 6.0 ACOFI. 20052 Peralta, 2002
19
Debido a tal falta de información, resulta necesario considerar la posibilidad de
realizar evaluaciones que sin ser demasiado rigurosas, permitan la evaluación
cualitativa de el grado de vulnerabilidad sísmica de una o varias edificaciones.
La inspección visual es una manera rápida, sencilla y económica de hacer esta
evaluación, e incluso en evaluaciones más complejas, se requiere de una
inspección visual para diagnosticar acciones futuras y conocer en forma global
las edificaciones para la toma de decisiones relacionadas con la intervención
de la vulnerabilidad3.
Este tipo de evaluación contribuye a la implementación de planes de
prevención y gestión ante desastres de tipo sísmico (creación y/o ampliación de
rutas de evacuación, refuerzo de estructuras débiles, etc.), disminuyendo así la
probabilidad de pérdidas humanas y económicas luego de la ocurrencia de
eventos de esta naturaleza.
En Colombia se han adelantado varios estudios que han determinado la
vulnerabilidad sísmica de zonas urbanas, especialmente las ubicadas en la
zona de amenaza sísmica alta (Occidente y Eje Cafetero) y en centros urbanos
importantes (Bogotá y Medellín), sin embargo pocos trabajo se han realizado
en las zonas típicamente rurales, especialmente en las zonas de amenaza
sísmica intermedia y baja, estando retrasada con respecto a otros países de
América Latina y del mundo en este tipo de estudios.
La Costa Caribe Colombiana se encuentra ubicada en zonas de amenaza
sísmica intermedia y baja, por lo cual se han hecho muy pocos estudios sobre
vulnerabilidad sísmica.
En el municipio de Sincelejo, ubicado en zona de amenaza sísmica intermedia,
apenas se empiezan a realizar estudios encaminados a determinar la
vulnerabilidad sísmica dentro del casco urbano de la ciudad, sin embargo en
las zonas rurales, que es donde existe menos control sobre la construcción de
edificaciones, especialmente en cuanto a normas de sismo resistencia se
3 Peralta, 2002.
20
refiere, no se ha llevado a cabo ningún estudio que permita estimar el grado de
susceptibilidad de dichas edificaciones frente a un desastre natural de tipo
sísmico.
La evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las escuelas rurales del municipio
de Sincelejo, mediante tres metodología de observación permitirá conocer y
verificar el grado de susceptibilidad de estas estructuras que se consideran
muy importantes, debido a que la mayoría del tiempo cobija a estudiantes y
niños y también debido a que son utilizadas con frecuencia como lugar de
refugio después de un evento sísmico.
Este trabajo se constituiría en un primer paso para la evaluación sísmica del
sector rural de Sincelejo como un todo y facilitaría la implementación de
acciones que lleven a una mayor seguridad en las estas edificaciones ubicadas
en un sector muy importante dentro del municipio, especialmente tras el
ingreso de Sincelejo a la zona de amenaza sísmica intermedia en la NRS-98,
luego de estar en la zona de amenaza sísmica baja en la norma que regía
anteriormente, lo cual deja cierto grado de incertidumbre en lo concerniente al
tema sísmico.
Además de todas las razones citadas arriba, este estudio y su divulgación
permitirá aumentar las herramientas con las que cuenta el Ingeniero Agrícola
egresado de la Universidad de Sucre a la hora de evaluar estructuras que
puedan ser utilizadas en proyectos de tipo agropecuario, que al igual que las
escuelas de la zona rural del municipio de Sincelejo, son estructuras de un
piso, construidas en bloques de concreto y techos de asbesto cemento, entre
otras características importantes.
2. ESTADO DEL ARTE
21
2.1 Localización
La ciudad de Sincelejo, se encuentra ubicada al noreste del país de 9º18
latitud norte, 75º.23” latitud oeste del meridiano de Greenwich. Tiene una
extensión total de 28.134 Has, con una altura sobre el nivel del mar de
213 metros y limita al sur con el municipio de Sampués y con el
departamento de Córdoba; por el oeste con los municipios de Palmito y
Tolú; por el norte con los municipios de Tolú y Tolú Viejo y por el éste
con los municipios de Corozal y Morroa (Figura 1).
Figura 1. Localización Geográfica del Área de Estudio. Imágenes de Live Maps y DANE
22
El área urbana del municipio ocupa un total de 1.892,64 Has con un
perímetro urbano de una longitud total de 32,39 Km., y el área rural tiene
25.953 Has, para un total de 27.845 Has entre lo urbano y rural. El área
rural Norte que comprende este estudio comprende las siguientes
poblaciones (Figura 2):
Figura 2. Poblaciones Comprendidas en el Estudio. Imagen de Google Earth 2007.
1. Arroyo Arena: (9°22'24"N; 75°23'29"O4) Caserío en el municipio de
Sincelejo, departamento de Sucre, al norte de la cabecera municipal.
Comunicado al corregimiento de La Peñata por camino de herradura.
2. La Peñata: (9°20'11"N; 75°23'20"O) Corregimiento en el municipio de
Sincelejo, departamento de Sucre, al norte de la cabecera municipal, de
la cual dista 8 km por camino de herradura.
3. Las Majaguas: (9°22'1.5"N; 75°26'10"O) Corregimiento en el
municipio de Sincelejo, departamento de Sucre, al norte de la cabecera
municipal en la vía que comunica con el municipio de Toluviejo.
4. La Chivera: (9°21'39"N; 75°26'51"O) Corregimiento en el municipio de
Sincelejo, departamento de Sucre, al noroeste de la cabecera municipal,
de la cual dista 13 km.
4 Coordenadas de Google Earth, 2007.
23
5. La Arena: (9°22'32"N; 75°29'1.3"O) Corregimiento en el municipio de
Sincelejo, departamento de Sucre, al noroeste de la cabecera municipal,
de la cual dista 13 km por carretera y camino de herradura.
San Rafael (9°23'32"N; 75°30'15"O) Corregimiento del municipio de
Sincelejo, al norte de la cabecera municipal.
6. La Gulf: (9°21'40"N; 75°29'18"O) Vereda del municipio de Sincelejo,
departamento de Sucre, al noroeste de la cabecera municipal, lugar de
paso del Oleoducto Caño Limón-Coveñas.
7. Barro Prieto: (9°21'27.50"N; 75°28'22"O) Vereda del municipio de
Sincelejo, al noroeste de la cabecera municipal, cercana al paso del
Oleoducto Caño Limón-Coveñas.
8. Laguna Flor: (9°20'1"N; 75°27'58"O) Corregimiento en el municipio
de Sincelejo, departamento de Sucre, al noroeste de la cabecera
municipal, de la cual dista 12 km por camino de herradura y carretera
9. Cerrito de La Palma: (9°19'52"N; 75°26'46"O) Corregimiento en el
municipio de Sincelejo, departamento de Sucre, al noroeste de la
cabecera municipal.
10. Cruz del Beque: (9°18'40"N; 75°27'2"O) Corregimiento en el
municipio de Sincelejo, departamento de Sucre, al oeste de la cabecera
municipal.
11. Las Huertas: (9°17'21"N; 75°29'52"O) Corregimiento en el municipio
de Sincelejo, departamento de Sucre, al oeste de la cabecera municipal,
de la cual dista 15 km por camino de herradura.
12. La Pastora: (9°16'53"N; 75°28'36.92"O) Caserío en el municipio de
Sincelejo, departamento de Sucre, al suroeste de la cabecera municipal.
13. San Antonio: (9°16'51"N; 75°27'38"O) Corregimiento en el municipio
de Sincelejo, departamento de Sucre, al suroeste de la cabecera
municipal, de la cual dista 10 km por camino de herradura.
14. Buenavistica: (9°15'58"N; 75°29'5"O): Corregimiento en el municipio
de Sincelejo, departamento de Sucre, al suroeste de la cabecera
municipal.
15. Buenavista: (9°15'6"N; 75°28'42"O) Corregimiento del municipio de
Sincelejo departamento de Sucre, al suroeste de la cabecera municipal
de la cual dista 15 km por carretera.
24
1. CONCEPTOS GENERALES
1.1 CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL FENÓMENO SÍSMICO
1.1.1 Sismos: Los sismos son vibraciones de la tierra causadas por la
fractura de las rocas sometidas a esfuerzos continuos y
permanentes, que se acumulan más allá de su límite elástico, hasta
romperse y causar un desplazamiento súbito de la roca que la vuelve
elásticamente a su forma original.5
1.1.2 Ondas Sísmicas: El “golpe” terrestre provocado por la ruptura y el
movimiento súbito de las rocas, genera ondas sísmicas en todas las
direcciones, que transmiten el movimiento o el temblor de tierra. El
punto donde se inicia la ruptura se denomina FOCO o
HIPOCENTRO y el punto de la superficie terrestre, directamente
encima del foco es el EPICENTRO del sismo. Las ondas sísmicas
son de tres tipos: (1) las ondas primarias o longitudinales, que al
igual que las ondas sonoras desplazan la materia donde se mueven;
(2) las ondas secundarias o transversales “sacuden” las partículas en
ángulos rectos a la dirección en que viajan. Finalmente las ondas
superficiales el movimiento de las partículas es algo más complejo
(circular) y a medida que viajan a lo largo del suelo, hacen que tanto
el suelo como todo lo que se ubica encima de él se mueva de
manera parecida a como el oleaje oceánico empuja un barco. Los
tres tipos de ondas viajan a velocidades diferentes, incluso en el
mismo medio; las más veloces en propagarse son las ondas
longitudinales y las más lentas son las ondas superficiales6.
1.1.3 Intensidad y Magnitud de un Sismo: La INTENSIDAD de un sismo
es la evaluación de la severidad del movimiento terrestre en una
localidad determinada, o poder de destrucción. Se mide en relación a
los efectos en la vida humana y se basa en la apreciación personal
5 Curso La Tierra, Fuerzas de la naturaleza y el hombre. Universidad de Chile6 Ibíd.
25
del evaluador, se describe en términos de daño causado en los
edificios, represas, puentes y otras estructuras, que se pueden
reportar rápidamente. La intensidad de un sismo es por lo tanto una
medida relativa, que varía de una localidad específica a otra y que
dependerá de varios factores como: (1) El total de la energía
liberada; (2) La distancia al epicentro; (3) Las condiciones geológicas
del lugar (tipo de roca, estructuras, morfología, grado de
consolidación del suelo) y (4) Tipo y calidad de la construcción. La
intensidad se mide en grados, de acuerdo a escalas convencionales,
donde cada grado representa distintas condiciones de movimiento y
daños a la construcción y objetos. La Escala de Mercalli y la Escala
Macro Sísmica Europea (EMS-98) son escalas de medición de
intensidad. En cuanto a la magnitud de un sismo, ésta es una medida
física indirecta de la cantidad de energía liberada en el hipocentro del
sismo y se obtiene a través de mediciones instrumentales en las
estaciones sismológicas. Es una medida mucho más precisa que la
intensidad, la cual se basa solo en observaciones subjetivas de la
destrucción en cada lugar. La MAGNITUD es en cambio única para
cada sismo y se determina a partir de la medición directa de la
amplitud de las ondas con el periodo, hechas en los sismogramas.
Como se trata de una medida absoluta no depende de la distancia en
que se encuentra la estación. La escala de Richter se utiliza para
medir la magnitud de un sino, asignándole arbitrariamente el valor de
cero (0) a los limites bajos de detección y no tiene límite superior.
Cada grado de la escala representa, respecto al grado que le
precede, un incremento en la amplitud de onda por un factor de 107.
1.1.4 Relación entre Intensidad y Magnitud: Como las intensidad son
medidas de daños, y estos están muy relacionados con las
aceleraciones máximas causadas por las ondas sísmica, es
relacionarlos aproximadamente. Una de tantas relaciones es la
propuesta por Richter y se muestra en la siguiente ecuación8:
7 Curso La Tierra Fuerzas de la Naturaleza y el Hombre8 Richter, C. 1958, en Nava 1998, citado por Peralta 2003
26
log a (cm /s2¿¿I3−1
2)¿
Donde I es la intensidad y a es la aceleración del terreno. Esta
relación nos dice que una intensidad XI corresponde a aceleraciones
del orden de 1468 cm/s2 = 1.5g, donde g = 980cm/s2 que
corresponde a la aceleración de la gravedad en la superficie
terrestre; una intensidad de IX corresponde a 0.7g y una de VII a
0.07g. Aparentemente la aceleración mínima que percibe el ser
humano es del orden de 0.001g, correspondiente a la intensidad II9.
Las relaciones se muestran en la Tabla 1.
Relación entre Intensidad y Magnitud Según Richter
Intensidad MM Magnitud
Richter
Característica
I Hasta 2.5 Instrumental
II De 2.5 a 3.1 Muy Débil
III De 3.1 a 3.7 Ligero
IV De 3.7 a 4.3 Moderado
V De 4.3 a 4.9 Algo Fuerte
VI De 4.9 a 5.5 Fuerte
VII De 5.5 a 6.1 Muy Fuerte
VIII De 6.1 a 6.7 Destructivo
IX De 6.7 a 7.3 Ruinoso
X De 7.3 a 7.9 Desastroso
XI De 7.9 a 8.4 Muy Desastroso
XII De 8.4 a 9 Catastrófico
Tabla 1. Relación entre Intensidad y Magnitud
1.2 EFECTO DE LOS SISMOS EN LAS EDIFICACIONES
9 Peralta, 2003
27
Cuando tiembla, las edificaciones responden a las aceleraciones
transmitidas desde el suelo, a través de los cimientos de la estructura. La
inercia del edificio causa la deformación de la estructura, lo cual produce la
concentración de esfuerzos en los muros débiles o en las juntas de la
estructura resultando en daños o en el colapso total. El nivel de daño que
presente la estructura dependerá de la amplitud y e la duración del sismo.
La geología regional puede afectar el nivel y la duración del sismo, pero las
condiciones locales son inclusive más importantes; por ejemplo los
temblores en sedimentos suaves son más grandes y prolongados cuando
se comparan con los temblores experimentados en sitios de roca dura. Los
efectos de los sismos son mayores en las edificaciones de varios pisos, las
cuales también tienden a temblar por más tiempo que las edificaciones de
uno o pocos pisos, lo cual las hace más susceptibles al daño.10
Figura 3. Efecto de fuerzas laterales en las edificaciones11
1.3 CONCEPTOS PREVIOS A LA VULNERABILIDAD SÍSMICA
Para prevenir, mitigar o eliminar el impacto de un posible fenómeno
destructor (como un sismo) es necesario establecer los conceptos
fundamentales implicados como son peligro, amenaza, vulnerabilidad y
riesgo. En 1979 la UNDRO con el fin de establecer una uniformidad en la
comprensión de estos conceptos propuso su definición en el reporte
10 An Introduction to Earthquakes and Earthquake Hazards SLU EAS-A193 Class Notes11 Ibíd.
28
“DESASTRES NATURALES Y ANALISIS DE LA VULNERABILIDAD”, los
cuales han sido aceptados mundialmente:
2.3.1 Amenaza o Peligro (Hazard-H): es la probabilidad de exceder un
nivel de ocurrencia de un fenómeno natural potencialmente dañino con
una cierta intensidad, en un periodo de tiempo y en un sitio determinado.
2.3.2 Vulnerabilidad (Vulnerability-V): grado de pérdida de un elemento o
un grupo de ellos, resultante de la ocurrencia de un fenómeno natural de
una magnitud dada, expresada en una escala desde 0 (sin daño)
hasta 1 (colapso total) en cualquier escala proporcional a esta.
2.3.3 Riesgo Específico (Specific Risks-RS): es la probabilidad
esperada de pérdidas debidas a la ocurrencia de un fenómeno natural,
expresado como una función de la amenaza ó peligro y la vulnerabilidad.
Rs=V*H
2.3.4 Elementos de Riesgo (Risk Elements-E): Definidos como la
población, la edificaciones, las obras civiles, las actividades
económicas, los servicio públicos, las utilidades, la infraestructura,
entre otros, susceptibles a ser afectados por un fenómeno natural.
2.3.5 Riesgo Total (Total Risk-Rt): es el grado de pérdidas debidas a
un fenómeno natural, como una función del riesgo específico y el valor de
los elementos en riesgo.
Rt = (E) x (Rs) = (E)x (HxV)
2. SITUACIÓN GEOLÓGICA DE COLOMBIA
Colombia se encuentra situada, dentro del marco tectónico global, en la
placa suramericana que sufre un proceso de separación de la placa
29
africana. El vestigio de esa separación es una sutura en el piso del Océano
Atlántico denominada Rift; allí diariamente sale magma que conforma el
piso del Océano Atlántico originando un fenómeno de expansión y
crecimiento12.
Por situarse en la esquina noroccidental de la placa suramericana como se
puede observar en el mapa (Figura 4), Colombia se encuentra en un sitio de
choque entre la placa Pacífica y el borde de la placa suramericana; allí la
placa Pacífica empieza a penetrar debajo de ella, en un evento conocido
como subducción. La placa del Caribe también presenta una zona de
subducción y penetra a una velocidad de 1 a 2 cm por año. La placa
Pacífica penetra a una velocidad mayor, 6 cm/año.13
Figura 4. Placas Tectónicas en Colombia. Tomada de la NSR-98
Este juego de movimientos de placas produce una serie de fallas de
sentido SE-NW, como las fallas de Romeral, Cauca-Patía, Soapaga y la
del borde este de la Cordillera Oriental. También se originan fallas de
rumbo como la falla de Bucaramanga-Santa Marta que desplazo la
12 Anatomía Geológica de Colombia. Orlando Navas Camacho. 200313 Ibíd.
30
Sierra Nevada de Santa Marta, un ente tectónico de la Cordillera
Central, hacia el noroeste por varios kilómetros14.
3. AMENAZA SÍSMICA
En la Figura 5 se puede apreciar las zonas de amenaza sísmica en
Colombia. La zona de Alta Amenaza (en rojo) incluye la Cordillera
Occidental y todo el corredor o Andén Pacífico, que demarca la zona de
choque de placas y subducción de la placa Pacífica. El borde de la
Cordillera Oriental es una zona de alta amenaza sísmica debido a la falla
frontal de la cordillera que la delimita geológicamente con el piedemonte
llanero15. Los colores amarillos corresponden a zonas con amenaza sísmica
intermedia. La menor amenaza se denota por colores verdes; la parte
oriental del territorial hacia la Orinoquia y Amazonia colombianas, presenta
amenaza sísmica baja16. La parte suroccidental y noroccidental del
departamento de Sucre (dentro de la cual se ubica el municipio de
Sincelejo) se encuentran en zona de amenaza sísmica Intermedia. El resto
del departamento se encuentra en zona de amenaza sísmica baja.
14 Ibíd.15 Anatomía Geológica de Colombia. Orlando Navas Camacho. 200316 Ibíd.
31
Figura 5. Zonas de Amenaza Sísmica en Colombia. Fuente Ingeominas
4. VULNERABILIDAD SÍSMICA DE EDIFICACIONES
4.1 Definición: La vulnerabilidad sísmica es el grado de susceptibilidad
de una o un grupo de edificaciones, a sufrir daños parciales o totales,
representados en bienes materiales y en vidas humanas, que pueden
ocasionar la pérdida de la funcionalidad, por la ocurrencia de
movimientos sísmicos de intensidad y magnitud dadas, en un periodo
de tiempo y en sitio determinado17. Es una propiedad intrínseca de la
estructura, una característica de su comportamiento que puede
entenderse como la predisposición intrínseca de un elemento o un
grupo de elementos a ser afectado o ser susceptible a sufrir daño ante
la ocurrencia de un evento sísmico determinado18
4.2 Causas de la Vulnerabilidad Sísmica: Una edificación o grupo de
edificaciones, puede ser vulnerable debido a dos condiciones:
17 Peralta, 200318 Salvador Safina Melone. Vulnerabilidad Sísmica de Edificaciones Esenciales. 2002
32
4.2.1 Vulnerabilidad Por Origen: Es el grado de susceptibilidad o
predisposición de las estructuras físicas, socio-económicas y
medioambientales, constituidas y construidas sin ningún tipo de
control ni planificación, las cuales pueden sufrir daño o pérdida a
causa de un fenómeno natural19.
4.2.2 Vulnerabilidad Progresiva: Es el grado de susceptibilidad o
predisposición de las estructuras físicas, socioeconómicas y
medioambientales, en gran parte transformadas sin ningún tipo de
control ni planificación, que pueden sufrir daño o pérdida a causa de
un fenómeno natural.
4.3 Componentes de la Vulnerabilidad Sísmica: La vulnerabilidad
puede ser física o funcional20.
4.3.1 Vulnerabilidad Física: Es el grado de susceptibilidad o
predisposición de los elementos estructurales y no estructurales a
sufrir daño o pérdida, puede ser de tipo estructural o no estructural21.
4.3.1.1 Vulnerabilidad Estructural: La Vulnerabilidad Estructural está
asociada a la susceptibilidad de los elementos estructurales a
sufrir daño debido a un sismo, lo que se ha llamado daño sísmico
estructural. El mismo comprende el deterioro físico de aquellos
elementos o componentes que forman parte integrante del
sistema resistente o estructura de la edificación y es el que
tradicionalmente ha merecido la atención prioritaria de los
investigadores22.
4.3.1.2 Vulnerabilidad No Estructural: La vulnerabilidad no estructural
está asociada a la susceptibilidad de los elementos no
estructurales de sufrir daño debido a un sismo, lo que se ha
llamado daño sísmico no estructural. El mismo comprende el
deterioro físico de aquellos elementos o componentes que no
forman parte integrante del sistema resistente o estructura de la
edificación y que pueden clasificarse en componentes
19 Peralta, 200320 Cardona, 199021 Peralta, 200322 Safina, 2002
33
arquitectónicos (puertas, ventanas, parapetos, etc.) y
componentes electromecánicos (ductos, canalizaciones,
equipos, etc.) que cumplen funciones importantes dentro de las
instalaciones23. Los elementos no estructurales pueden llegar a
convertirse en elementos potencialmente peligrosos cuando no se
encuentran ligados o amarrados adecuadamente al resto de la
edificación, introduciendo cambios en la estructuración y en los
mecanismo de transmisión de las cargas, que pueden propiciar su
falla24
4.3.2 Vulnerabilidad Funcional: La vulnerabilidad funcional se define
como la susceptibilidad de la edificación para seguir prestando el
servicio para el que fue construida. Este término se aplica a
edificaciones como hospitales, clínicas y centros de salud que deben
permanecer no solo en pie sino funcionando, ya que aunque
desarrollen un buen desempeño estructural, se puede presentar un
colapso funcional, que puede ser más grave que una falla en los
elementos de la propia estructura25.
5. MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA
6.1 Introducción: La vulnerabilidad sísmica es una propiedad intrínseca de
la estructura, una característica de su propio comportamiento ante la acción
de un sismo descrito a través de una ley causa-efecto, donde la causa es el
sismo y el efecto es el daño26. Existen varias metodologías y técnicas que
varios autores han propuesto para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica
de diferentes tipos de instalaciones. Estas metodologías de evaluación
dependen principalmente de los siguientes factores27:
Naturaleza y objetivo del estudio
Información Disponible
23 Ibíd.24 Peralta, 2003.25 Peralta, 200326 Sandi citado por Safina27 Safina
34
Características del elemento que se pretende estudiar
Metodología de evaluación empleada
Resultado esperado
Destinatario de esta información
La selección de una determinada metodología está íntimamente relacionada
con la escala del análisis y las características de los elementos bajo estudio;
así por ejemplo, el estudio de riesgo sísmico de elementos particulares o
aislados como edificios, puentes, presas, etc. generalmente se basa en
evaluaciones deterministas de la vulnerabilidad, mientras que el estudio del
riesgo sísmico de sistemas territoriales o categorías de elementos como
tipos de edificios, líneas vitales, etc, generalmente se basa en enfoques
probabilistas que permitan aplicaciones regionales del modelo a diferentes
escalas, con la ventaja adicional, que pueden organizarse y tratarse con
sistemas de información geográfica28.
La medida que se emplee en el estudio depende del modelo adoptado y
puede estar orientado a cuantificar los efectos sobre la población, los daños
en la población, los daños en las edificaciones, la afectación de los
sistemas, etc. Estos efectos normalmente se expresan en parámetros
monetarios. Entre los principales usuarios de estos estudios destacan por
una parte, las autoridades públicas regionales o locales, interesadas en
conocer la relación costo/beneficio asociadas al nivel de riesgo implícito en
la adopción de políticas de inversión, impuestos, leyes, ordenación y
planificación del territorio y por otra parte los organismo de protección civil y
de seguridad social, a quienes interesa conocer los niveles de riesgo
existentes en las instalaciones, las perdidas posibles debidas a un sismo,
definir la necesidad de intervención o reforzamiento, gestionar recursos,
trazar planes de emergencia, etc.29
Todas estas condicionantes han motivados a algunos investigadores a
proponer diversos esquemas de clasificación como un esfuerzo para tratar
de canalizar o sistematizar las diferentes metodologías propuestas, que en
28 EC-SERGISAI, citado por Safina.29 OPS, citado por Safina
35
resumida cuenta tienen como objetivo general, predecir el daño debido a un
sismo con la menor incertidumbre posible.
6.2 CLASIFICACIÓN DE LAS METODOLOGÍAS.
En cuanto a las técnicas de evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las
edificaciones una de las clasificaciones más reconocida y completa se debe
a Corsanero y Petrini (1960), quienes las agrupan en función del tipo de
resultado que producen como: Técnicas Directas; permiten predecir
directamente y en una sola etapa, el daño causado por un sismo. Destacan
en este grupo los llamados métodos tipológicos y los métodos mecánicas.
Técnicas Indirectas; determinan un índice de vulnerabilidad como primer
paso, para luego relacionar el daño con la intensidad sísmica. Técnicas
Convencionales; introducen un índice de vulnerabilidad independiente de la
predicción del daño. Se usan básicamente para comparar la vulnerabilidad
relativa de diferentes construcciones ubicadas en áreas de igual sismicidad.
Técnicas Híbridas; combinan elementos de los métodos descritos
anteriormente con juicios de los expertos30.
Figura 6. Clasificación de las Técnicas de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica según
Corsanero y Petrini.
Sobre la base de esta clasificación, Dolce, M (1994) propone un nuevo
criterio de clasificación producto de examinar separadamente las etapas
fundamentales que comprende un análisis de vulnerabilidad. Considera tres
tipos de métodos: Métodos Estadísticos; basados en un análisis estadístico
de las construcciones, caracterizadas por los datos de entrada. Métodos
Mecánicos; en los cuales se estudian los principales parámetros que
gobiernan el comportamiento dinámico de las estructuras como la
30 Safina
36
TÉCNICAS DE EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA
TÉCNICAS DIRECTAS
TÉCNICAS INDIRECTAS
TÉCNICAS CONVENCIONALES
TÉCNICAS HÍBRIDAS
TÉCNICAS DE EVALUACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA
ductilidad. Métodos basados en Juicios de Expertos; donde se evalúan
cualitativamente y cuantitativamente los factores que gobiernan la respuesta
sísmica de las edificaciones31.
Figura 7. Clasificación de las Técnicas de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica
según M. Dolce.
Una clasificación más simplificada agrupa las metodologías para evaluar
la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones existentes en dos
categorías, los métodos cualitativos y los métodos cuantitativos.
6.2.1 Métodos Cualitativos: En términos generales se pueden definir
los métodos cualitativos, aquellos en el que la construcción recibe una
calificación determinada de acuerdo a aspectos tales como su estado de
conservación, su irregularidad en planta y en altura, su relación con el
suelo, etc.32 Este tipo de métodos no precisa de cálculos muy
sofisticados.
Los métodos cualitativos son los más apropiados para la evaluación de
edificaciones a gran escala, debido a que arrojan resultados más rápidos
para un sin número de tipologías constructivas que puedan ser
determinantes para la toma de decisiones en el ámbito de la mitigación
del riesgo, en una región determinada. Caicedo et al (1994) clasifica los
métodos cualitativos en dos grupos: los que predicen daño y los que
evalúan la capacidad.
6.2.1.1 Métodos que predicen el daño: Estiman el daño de una
estructura a través de dos tipos de relaciones matemáticas: las matrices
de probabilidad de daño y las funciones de vulnerabilidad. Las matrices
31 Ibíd.32 Reque Cordoba, 2006
37
Métodos Estadísticos Métodos Mecánicos Métodos basados en Juicios de Expertos
de probabilidad de daño, definen la distribución del daño sísmico de una
tipología estructural para una intensidad sísmica dada y se deducen de
observaciones en daños post-sísmicos en los diferentes tipos de
edificaciones. Las funciones de vulnerabilidad son relaciones
matemáticas que expresan de forma continua el daño que experimenta
una estructura cuando es sometida a un movimiento sísmico, estas
funciones se deducen por medio de regresiones estadísticas, a partir de
los datos de daño observados como consecuencia de terremotos
anteriores y se expresan como curvas que relacionan el grado de daño
del edificio, con un parámetro de respuesta estructural o del movimiento
del terreno.
Figura 8. Clasificación General de los Métodos de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica.
38
METODOS PARA EVALUAR LA VULNERABILIDAD SÍSMICA
MÉTODOS CUALITATIVOS MÉTODOS CUANTITATIVOS
Métodos que predicen daño
Métodos que evalúan la
capacidad sísmica
Métodos con base en códigos de construcción
Métodos con base en un sistema de
calificación
FEMA 154 ATC-21 ATC-14 OTROS
Método del Índice de Daño Método del Índice de Vulnerabilidad Método propuesto por Peralta Método HVE estructural
Matrices de probabilidad de daño
Funciones de Probabilidad
6.2.1.2 Métodos que evalúan la capacidad sísmica: Estos métodos
evalúan la capacidad sísmica relativa de una estructura. Existen dos tipos
de métodos, los que comparan la capacidad actual de la estructura con la
exigida por un determinado código de construcción y los que califican de
forma empírica las diferentes características de las estructuras.
Métodos con base en códigos de construcción: Estos métodos
utilizan los mismos criterios para el diseño de nuevas edificaciones y
parten de los procedimientos recomendados por los códigos de
construcción. La literatura en lo referente a este tipo de métodos en
el ámbito mundial es muy extenso, sin embargo los métodos más
comentados son los desarrollados por el ATC (Applied Technology
Council) y el FEMA.
Los métodos FEMA son procedimientos desarrollados por el
“Building Safety Council” de los Estados Unidos. Plantean para la
evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones existentes,
una serie de interrogantes que sirven para determinar las zonas o
puntos vulnerables de una edificación. Para el análisis se utilizan
procedimientos simples, calificando mediante variables lógicas,
como falso o verdadero, aspectos estructurales, pórticos,
diafragmas, conexiones y amenazas geológicas, entre otras,
comparando los requisitos con los que se diseñó la edificación con
los requerimientos sísmicos actuales. Uno de estos códigos es el
FEMA 154: Rapid Visual Screening of Buildings for Potential
Seismic Hazards (Evaluación Visual Rápida de Edificios para
Riesgos Sísmicos Potenciales) el cual es bastante útil cuando no se
tiene acceso a información de la edificación. Este método
inicialmente establece tres tipos de formato de evaluación
dependiendo de si la amenaza sísmica del sitio es baja, media o
alta, luego dependiendo del tipo de la edificación (madera,
mampostería no reforzada, estructuras en acero, etc. En total 12
tipos de edificación) se le asigna al edificio un puntaje básico, el cual
es modificado por parámetros como: la condición de conservación,
39
la regularidad vertical, la presencia de pisos ligeros, torsión, la
irregularidad en planta y el tipo de suelo.
El ATC-21 con el mismo nombre del FEMA 154 (Rapid Visual
Screening for Potential Seismic Hazards) tiene la misma estructura,
consistente en asignarle una calificación inicial a la edificación y
luego los diferentes parámetros de la metodología le van sumando o
restando a dicha estructuras dependiendo de las características de
la edificación en sí.
El ATC-14 clasifica la edificación analizada dentro de una de 15
tipologías estructurales establecidas en el método y evalúa el riesgo
sísmico potencial de cualquier tipo de estructura. El método
identifica inicialmente, los edificios que representen un riesgo para la
vida humana durante un movimiento sísmico, en términos de
posibilidad de colapso del edificio. El método evalúa los esfuerzos
cortantes actuantes, los desplazamientos relativos en el entrepiso y
ciertas características del edificio.
Métodos con base en un sistema de calificación: Estos métodos
utilizan una escala de valores para calificar la calidad de las
diferentes características estructurales, constructivas, funcionales o
arquitectónicas de una edificación, a las que se les asigna un valor
numérico (a veces afectados por factores de ponderación o
corrección), cuya suma total representa la vulnerabilidad sísmica.
Entre estos métodos se encuentran:
Método de evaluación de campo33: emplea cinco
formularios para el levantamiento de información general y
estructural, que se utilizan para catalogar la edificación como
buena, regular, pobre o muy pobre, de acuerdo con el puntaje
obtenido y al nivel de intensidad para el sitio.
Método del factor de decisión34: este método analiza una
serie de características de la edificación como la
funcionalidad, el criterio de confianza, la ubicación del edificio,
33 Culver et al, 1975; en Caicedo et al, 1994, citados por Peralta, 200334 General Services Administration, 1976, en Caicedo et al, 1994, citados por Peralta, 2003
40
y la sismicidad del sitio, a las cuales se les asigna un factor
numérico. A la suma de dichos números se le denomina
factor de decisión, el cual determinan el tipo de análisis que
se debe utilizar para evaluar la resistencia sísmica de la
edificación.
Método del Índice de Daño35: Evalúa la vulnerabilidad
sísmica mediante la determinación del índice de daño (Id), el
cual describe la capacidad sísmica de la estructura. Consiste
en asignar un valor numérico (Vi) que califica la edad, el
número de pisos, la proximidad de los edificios, el
mantenimiento, la cimentación, la densidad y localización de
los muros, los detalles constructivos, los elementos no
estructurales, los diafragmas, el sistema estructural, la masa,
la rigidez, las irregularidades y los daños anteriores. A cada
una de estas características se le asigna un peso (Wi) de
acuerdo con la importancia global para la resistencia del
edificio. El índice de daño se calcula mediante la expresión:
Id= ΣVi∗WiΣWi
Para valores de Id menores de 0.4 se considera que el riesgo
sísmico de la estructura es aceptable, si el Id supera este
valor se debe utilizar otro procedimiento más sofisticado para
la evaluación de la edificación.
Método del Índice de Vulnerabilidad36: este método
considera once parámetros para calificar la vulnerabilidad
sísmica de edificaciones de mampostería no reforzada (MNR)
y edificaciones de hormigón armado. Estos son el tipo de
organización y calidad del sistema resistente, la resistencia
convencional, la posición del edificio y la cimentación, los
entrepisos, la configuración en planta, la configuración en
elevación, la separación máxima entre muros, el tipo de
cubierta, los elementos no estructurales y el estado de
35 Uzcátegui & Quintero 1988, en Caicedo et al, 1994, citados por Peralta, 200336 Petreni & Benedetti, 1984, citados por Peralta, 2003
41
conservación. Los parámetros son calificados en función de la
escala numérica desarrollada para este método, en la cual se
asigna una calificación Ki a cada valor de la escala de
gradación desde A hasta D donde A es óptimo y D es
pésimo. Una vez obtenidas las calificaciones parciales (A, B,
C, D), de cada uno de los parámetros analizados, estas son
afectadas por un factor de peso según el grado de
importancia de cada parámetro en relación con los demás. A
partir de los valores obtenidos, se cuantifica la vulnerabilidad
global de la edificación mediante una suma ponderada, a este
valor se le conoce como Índice de Vulnerabilidad, según la
expresión:
Iv=(∑i=1
11
Ki∗Wi)
Donde Ki es la calificación asignada y Wi es el coeficiente de
peso, Iv es el índice de vulnerabilidad. A partir del índice de
vulnerabilidad se puede estimar el nivel de daño que puede
sufrir una edificación en función de la aceleración del terreno.
Método Empírico37: Lleva a cabo un análisis cualitativo de
las características de la construcción, tales como la calidad y
estado de la misma, configuración y forma, tipo de estructura,
características del suelo y de la fundación, estabilidad de
componentes no estructurales. Estos aspectos se califican
subjetivamente como Vulnerabilidad Alta (A), Media (M) y
Baja (B), con un criterio riguroso y conservador. Una vez
calificado cada aspecto se suman los valores respectivos
para obtener un resultado o parámetro global. Sí el parámetro
supera el valor de 150 la edificación será altamente
vulnerable, entre 90 y 150 será considerada vulnerable y por
debajo de 90 será considerada segura.
Método propuesto por Peralta: este método está basado en
8 parámetros principales que son Época de Construcción,
Tipología Estructural, Geometría, Peso, Rigidez, Elementos
37 Cardona, 1989
42
no Estructurales, Suelos y Cimentación y Estado de
Conservación. A su vez el parámetro Geometría esta
subdividido en Configuración en Planta y Configuración en
Altura; el parámetro Peso se encuentra subdividido en
Número de Pisos y Tipo de Cubierta; el parámetro Rigidez se
subdivide en Tipo de Mampostería, Espesor de Muros,
Cantidad de Muros y Altura de Muros; y finalmente el
parámetro Suelos y Cimentación se subdivide en Coeficiente
de Sitio, Terreno de Fundación y Posición del Edificio y la
Cimentación38.
A cada uno de estos parámetros (o sub-parámetros de
acuerdo al caso) se le asigna un grado de vulnerabilidad
sísmica, ya sea Alta, Moderada o Baja, la cual se traduce en
una calificación numérica de 50, 25 y 5 respectivamente.
Luego se suman estas calificaciones (ya que no se
encuentran modificadas por un factor de peso) y se obtiene
un Indicador Global de la Vulnerabilidad Sísmica, que si es
mayor de 375 se considera una vulnerabilidad alta, entre 150
y 375, vulnerabilidad media y menor de 150, vulnerabilidad
baja39.
Método HVE estructural propuesto por la WHO-Europa:
Este método hace una clasificación de las edificaciones de
acuerdo a su tipo; estableciendo tres grupos para edificaciones
de mampostería y 7 para edificaciones de concreto armado de
acuerdo con diferencias en la estructuración de dichas
edificaciones, cada uno de estos grupos se le asigna un
puntaje básico. Para edificaciones de mampostería el método
considera 10 factores Mantenimiento, Número de Pisos, Pisos
Ligeros, Irregularidad en Planta, Irregularidad Vertical, Pisos
Sobrepuestos, Techos Pesados, Intervenciones de Refuerzos,
Pendiente del Terreno y Condiciones del Suelo. Al puntaje
básico se le suman o se le restan puntos a medida que se
38 Peralta, 200339 Ibíd.
43
evalúan los diferentes factores, y al final se establece un Índice
Total de Vulnerabilidad, que a diferencia de otros métodos no
determina directamente la vulnerabilidad de la edificación, sino
que se compara con la Intensidad Sísmica; esto resulta en que
un Índice de Vulnerabilidad puede estar relacionado con
diversos niveles de vulnerabilidad dependiendo de la
Intensidad Sísmica.
Otros Métodos: Otros métodos basados en un sistema de
calificación son: El método de Velasco & Tassios, desarrollado
en el proyecto Microzonificación Sismogeotécnica de Popayán;
El Método de la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica
(AIS) desarrollado dentro del Manual de Construcción,
Evaluación y Rehabilitación Sismo Resistente de Viviendas de
Mampostería; El Método Argentino desarrollado en 1987 por la
Unidad de Riesgo Sísmico y Desarrollo Local, para la
evaluación de la vulnerabilidad sísmica del Gran Mendoza; El
Método Italiano ISTC desarrollado por el “Istituto di Scienza e
Tecnica delle Costruzioni” y la “Universitá degli Studi di Padova
y adaptado para el estudio de Vulnerabilidad Sísmica de
Viviendas de Adobe en la Zona de Coelemu (8ª región de
Chile); El Método Japonés desarrollado por Hirosawa en 1992
es utilizado para la evaluación de edificaciones de Hormigón
Armado de mediana y baja altura construidas mediante
método convencionales; El Método NAVFAC, desarrollado por
G. Matzamura, J. Nicoletti y S. Freeman con el nombre de
Seismic Design Guidelines for Up-Grading Existing Buildings y
es aplicable a cualquier tipo de estructura; El Método
Venezolano desarrollado por I. Rivera de U, D. Grisolia de C. y
R. Sarmiento de la Universidad de los Andes de Mérida,
Venezuela, este es aplicable a edificios de hormigón armado o
Mampostería; El Método Mexicano desarrollado por J. Iglesias
de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) evalúa la
capacidad sísmica de edificios de Hormigón Armado de
mediana altura; El Método PERCAL describe la vulnerabilidad
44
de una estructura en términos de aceleración basal resistente
última, la aceleración basal resistente elástica, el periodo
fundamental de vibración de la estructura y función de daños;
El método desarrollado por Hurtado que evalúa la
vulnerabilidad sísmica de las edificaciones construidas en
mampostería confinada y no confinada, generalmente de uno o
dos pisos mediante el cálculo de la resistencia sísmica al
cortante y la ductilidad en la dirección más desfavorable
teniendo en cuanta la longitud y espesor de sus muros, al igual
que el peso de la vivienda40.
6.2.1.3 Problemas Asociados a los Métodos Cualitativos: Caicedo et
al (1994) citado por Peralta (2003) afirma que los métodos subjetivos
no permiten la evaluación precisa de la vulnerabilidad de las
edificaciones. A pesar de esto llegan a ser la única herramienta
disponible en los casos para los cuales la modelización matemática, por
medio de métodos cuantitativos, es muy costosa, compleja o involucra
factores cuyo comportamiento es difícil de predecir
6.2.2 Métodos Cuantitativos: Los métodos cuantitativos sirven para
profundizar en los resultados obtenidos de los métodos cualitativos, cuando
estos últimos no entreguen resultados determinantes sobre la seguridad de
la estructura41.
Para realizar un análisis de vulnerabilidad utilizando métodos cuantitativos
es necesario contar con información básica como: características de los
materiales utilizados en la edificación, caracterización del suelo donde se
encuentra emplazada la estructura y planos estructurales entre otra
información42.
40 Peralta, 200341 Reque Cordoba, 200642 Ibíd.
45
Generalmente los análisis cuantitativos son realizados mediante
modelamiento de modelos equivalentes matemáticos de la estructura, en
las cuales se deben considerar aspectos tales como43:
El área del edificio y número de pisos
El sistema estructural sismo-resistente.
El área de los elementos resistentes ales como columnas y
muros.
Las irregularidades estructurales en la edificación de análisis,
etc.
6.2.2.1 Problemas Asociados a Los Métodos Cuantitativos: Los
problemas asociados con los métodos cuantitativos, provienen
básicamente de las dificultades intrínsecas de la modelización
matemática de las estructuras reales. Las múltiples incertidumbres para
evaluación del daño sísmico de una estructura, surgen desde el
planteamiento de las hipótesis del modelo para el análisis estructural y
la selección de los movimientos sísmicos del terreno. Así mismo, las
propiedades reales 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, estas son sencillamente desconocidas44.
Con relación a la selección de los movimientos sísmicos del terreno
resulta complejo identificar las características del movimiento que
describen la capacidad destructiva de un sismo, razón por la cual el
movimiento del terreno es una de las fuentes de mayor incertidumbre45.
Es por todo lo anterior que resulta muy difícil, hasta el momento,
predecir analíticamente con suficiente confiabilidad la vulnerabilidad
sísmica de dichas estructuras por los métodos cuantitativos; además la
evaluación de estructuras por este tipo de metodologías puede llegar a
ser una labor muy difícil de ejecutar a gran escala46
43 Ibíd.44 Peralta, 200345 Ibíd.46 Ibíd.
46
6. EVENTOS SISMICO EN EL DEPARTAMENTO DE SUCRE
Según datos del INGEOMINAS el mayor evento sismico registrado en el
departamento de sucre tuvo lugar el 30 de junio de 1945 a las 6:18:28
(UT) con epicentro en los 9.5ºN 75.30ºO, con una magnitud de 5 en las
escala de Richter y una intensidad máxima de VI, a aproximadamente
25 Km al noreste del casco urbano del municipio de Sincelejo.
Figura 9. Localización del Sismo del 30 de Junio de 1945, el mayor registrado en el
departamento de Sucre. Fuente INGEOMINAS
47
CONVENCIONESProfundidad, Km.
<30
30-70
70-120
120-180 >180
Magnitud, Ml0 - 3
3 - 4
4 - 5
5 - 6
6 - 7
Figura 10. Sismos Ocurridos en el departamento de sucre entre Junio de 1993 y Abril de 2001.
Fuente INGEOMINAS
De acuerdo al INGEOMINAS entre Junio de 1993 y Abril de 2001 se
presentaron 13 sismos a una profundidad inferior a 30 Km: 2 con
magnitud entre cero (0) y tres (3); 7 con magnitud entre tres (3) y cuatro
(4); y 4 con magnitudes entre cuatro (4) y (5). Así mismo se presentaron
4 eventos sísmicos en profundidades entre 30Km y 70 Km: uno con
magnitud de cero (0) a tres (3) y otros 3 con magnitudes de tres (3) a
cuatro (4). (Ver Figura 10)
7. VULNERABILIDAD SÍSMICA EN ZONAS RURALES
Entendiendo el sector rural como aquel sector asociado
predominantemente con aquellas actividades económicas agropecuarias
o basadas en el uso de los recursos naturales, lo que incluye la actividad
forestal y pesquera, así como actividades como ecoturismo o
procesamiento agroindustrial, puede observarse que estas actividades
se desarrollan generalmente en pueblos aislados y centros poblados
pequeños.
En el año 2004, América Latina y el Caribe contaba con una población
rural de 125.7 millones de personas, lo que representa un 23% del total
de acuerdo al informe de la FAO “El Estado Mundial de la Agricultura y
48
la Alimentación 2003-2004”; Colombia según datos del DANE cuenta
con una población rural cercana a los 10 millones de personas, el 24%
de la población del país.
A pesar de que la mayoría de la población de América Latina (Colombia
incluida) y el Caribe se encuentra en los centros urbanos, la pobreza es
un fenómeno rural, según datos de la CEPAL, en América Latina en el
año 2004, el 41.7% de la población total era pobre y de ese total el
58.1% habitaba en zonas rurales.
La Pobreza, la precariedad, la marginalidad económica y social son
problemas que continúan afectando a la mayoría de la población de las
zonas rurales en los países de la región
Figura 11. Vías en pésimo estado en la zona rural del Municipio de Sincelejo
El terremoto ocurrido en Perú el 15 de Agosto de 2007, dejó en claro
que las zonas rurales (al menos en América Latina) son muy vulnerables
a los eventos de carácter sísmico; y las causas están directamente
relacionadas con lo establecido arriba entre ellas podemos citar47:
Elevados Niveles de Pobreza (Pocos recursos para la adquisición
o construcción de vivienda segura sísmicamente, o la reparación
de las mismas; además del poco acceso a la información y a
recursos educativos)
Carencia de institucionalidad tanto nacional como local que
oriente el Desarrollo Rural, formule políticas, diseñe estrategias y
acciones coherentes (Esto se traduce en la inexistencia de planes
de contingencia ante eventos naturales, o siquiera planes de
prevención a la comunidad, así como presencia nula de
47 Acciones Estratégicas en el sector de la Agricultura y el Desarrollo Rural, Oteyza y Gozen, 2006
49
autoridades que regulen la utilización del terreno y la calidad de
las construcciones en la zona)
Elevada Dispersión Geográfica (Que en caso de eventos sísmicos
dificulta las labores de rescate al repartirse en una zona extensa.
Ver figura )
Escasa Organización Comunitaria (Para la gestión de recursos
para la atención y prevención de desastres)
Inadecuado Manejo de los Recursos Naturales.
Deficiente Infraestructura Física.
Deficiente prestación de Servicios Públicos
Escaso acceso a la tecnología y al conocimiento.
Baja capacitación del recurso humano y escasas oportunidades
para lograrla.
Figura 12. Vías de Conexión entre la zona rural norte y la zona urbana en el municipio
de Sincelejo. Imagen Original de Google Earth 2007.
Pero sin duda la deficiente estructura física así como la falta de
regulación las construcciones son las causantes directas del desastre
durante el evento sísmico; mientras que la obstrucción de vías por
deslizamientos y caída de puentes, el mismo estado de las vías (ver
Figura 9) así como la dispersión geográfica (ver figura 10) y la escasa
50
organización de la comunidad agravan el desastre después del evento
sísmico. Las otras variables como el escaso acceso a la tecnología, al
conocimiento y la baja capacitación del recurso humano dificultan la
prevención antes del evento sísmico. Por tanto es comprensible que las
zonas rurales (al menos en América Latina y El Caribe, incluyendo
Colombia) sean más vulnerables ante los eventos sísmicos causando
pérdidas humanas y económicas significativas para dicho sector.
51
1. METODOLOGÍA
Los procedimientos que se utilizaron para completar la evaluación de la
vulnerabilidad sísmica de las instituciones educativas de la zona rural norte
del municipio de Sincelejo comprenden:
Selección de las Metodologías de Evaluación
Obtención de Datos Existentes
Planeación y Aplicación de las Encuestas
Trabajo de Oficina
1.1 SELECCIÓN DE LAS METODOLOGÍAS DE EVALUACIÓN:
Las metodologías se seleccionaron de tal manera que consistieran en
análisis visuales rápidos y teniendo en cuenta la tipología estructural de la
zona del estudio, que corresponde en su mayoría a edificaciones de
mampostería no reforzada, de un solo piso y cubierta de asbesto-cemento;
esto con el fin de que el estudio encajara con el perfil y grado de
conocimientos en estructuras del Ingeniero Agrícola.
Los métodos seleccionados debido a su aplicación en las edificaciones
predominantes en la zona del estudio fueron los siguientes:
Método del Índice de Vulnerabilidad.
Método desarrollado por Henry Peralta (2002) Basado en la NSR-98.
Método Estructural HVE Desarrollado por la WHO-Europa.
1.1.1 MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD
Este método fue desarrollado por un grupo de investigadores italianos
(Petrini y Benedetti) en 1982, a partir de la información de daño en
edificios provocados por terremotos desde 1976. A partir de esta
información se elaboró una gran base de datos con el índice de
52
vulnerabilidad para cada edificación y el daño sufrido por terremotos de
determinada intensidad48.
El método del índice de vulnerabilidad propuesto por estos autores
considera once parámetros para calificar la vulnerabilidad sísmica de
edificaciones de mampostería no reforzada (MNR) y edificaciones de
hormigón armado (HA). Éstos son el tipo de (1) organización y (2) calidad
del sistema resistente, (3) la resistencia convencional, (4) la posición del
edificio y la cimentación, (5) los entrepisos, (6) la configuración en planta,
(7) la configuración en elevación, (8) la separación máxima ente muros, (9)
el tipo de cubierta, (10) los elementos no estructurales y (11) el estado de
conservación. Estos parámetros se han compilado en un formulario de
levantamiento, el cual se viene utilizando desde el año 1982, con el
propósito de determinar de una forma rápida y sencilla la vulnerabilidad
sísmica de edificios existentes
Cada uno de estos parámetros tiene cuatro opciones de calificación (A, B,
C, D) con un valor numérico de calificación dependiendo de cada ítem el
cual es afectado por un coeficiente de peso que depende de la importancia
del parámetro dentro de la vulnerabilidad sísmica de la edificación (ver
Tabla 1).
A partir de los valores obtenidos, se cuantifica la vulnerabilidad global de la
edificación mediante una suma ponderada, a este valor se le conoce como
Índice de Vulnerabilidad (Iv), según la expresión:
El valor que toma Iv oscila entre 0 y 382.5, por tanto si el Iv divido entre
382.5 genera un valor menor al 20%; la vulnerabilidad de la edificación es
bueno. Si el valor del Iv se encuentra entre 20% y 40%, la vulnerabilidad
de la edificación es regular; si el valor del Iv es mayor del 40%, la
vulnerabilidad de la edificación es mala.
# Parámetro Ki A Ki B Ki C Ki D Peso
48 Evaluación del Riesgo Sísmico en Zonas Urbanas. Ulises Mena Hernández. 2002.
53
Wi1 Organización del sistema resistente 0 5 25 45 1,00
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 25 45 1,00
6 Configuración en planta 0 5 25 45 0,50
7 Configuración en elevación 0 5 25 45 1,00
8 Separación máxima entre muros 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
Tabla 2. Matriz de calificación de la vulnerabilidad de edificaciones de mampostería, Método del
Índice de Vulnerabilidad
1.1.1.2 DESCRIPCIÓN DE LOS PARÁMETROS DEL MÉTODO
1.1.1.2.1 Organización del Sistema Resistente: Con este parámetro se
evalúa el grado de organización de los elementos verticales
prescindiendo del tipo de material. El elemento significativo es la
presencia y la eficiencia de la conexión entre las paredes ortogonales
con tal de asegurar el comportamiento en "cajón" de la estructura. Se
escoge una de las siguientes categorías:
A) Edificio construido de acuerdo con las recomendaciones de la Norma Sismo Resistente Colombiana.
B) Edificio que presentan conexiones realizadas mediante vigas o collares de amarre y enmarque de muros, utilizada para transmitir las cargas verticales aplicadas a los muros en todos los niveles de la estructura.
C) Edificios que no presentan el tipo de conexiones del punto B, pero presentan buena ligazón entre sus paredes ortogonales resistentes.
D) Edificio que no tiene sus paredes resistentes bien ligadas.
Para la evaluación de este parámetro se optó por el siguiente criterio: los
edificios confinados se clasifican en el ítem A, los semiconfinados que
no presentan vigas de amarre en toda la planta se clasifican en el ítem
C, y los que no presentan confinamiento se corresponde al ítem D.
54
Calidad del Sistema Resistente: Con este parámetro se determina el
tipo de mampostería más frecuentemente utilizada, diferenciando, de
modo cualitativo, su característica de resistencia con el fin de asegurar la
eficiencia del comportamiento en "cajón" de la estructura. La atribución
de un edificio a una de las cuatro clases se efectúa en función de dos
factores: por un lado, del tipo de material y de la forma de los elementos
que constituyen la mampostería. Por otro lado, de la homogeneidad del
material y de las piezas, por toda la extensión del muro. Se escoge una
de las siguientes categorías:
A) Mampostería de ladrillo o bloque de buena calidad, con unidades homogéneas y de tamaño constante a lo largo de todo el panel de mampostería, existiendo ligamento entre todas las unidades.
B) Mampostería de ladrillos o bloques con unidades no muy homogéneas en todo el panel.
C) Mampostería de ladrillo de baja calidad y sin buen ligamento entre unidades.
D) Mampostería de ladrillo de mala calidad sin ligamento entre unidades.
Resistencia Convencional: Con la hipótesis de un perfecto
comportamiento en "cajón" de la estructura, la evaluación de la
resistencia de un edificio de mampostería puede ser calculada con
razonable confiabilidad. El procedimiento utilizado requiere del
levantamiento de los datos:
N: número de pisos.
At : área total cubierta en (m2).
Ax,y : área total de los muros resistentes en el sentido X e Y
respectivamente en (m2). El área resistente de los muros inclinados un
ángulo a diferente de cero, respecto a la dirección considerada, se debe
multiplicar por (cos a)2.
tK: resistencia a cortante característica del tipo de mampostería en
(Ton/m2). En el caso de que la mampostería se componga de diferentes
materiales, el valor de tK se determina como un promedio ponderado de
los valores de resistencia a cortante para cada uno de los materiales ti ,
55
utilizando como factor de peso el porcentaje relativo en área A i de cada
uno de ellos.
i
iiK A
Att
h: altura media de los pisos en (m).
Pm: peso específico de la mampostería en (Ton/m3).
Ps: peso por unidad de área del diafragma en (Ton/m2).
El coeficiente sísmico C, se define como el factor entre la fuerza
horizontal resistente al pie del edificio dividido entre el peso del mismo y
está dado por la expresión:
tt
15.11
0
0
K
K
a
Nq
Nq
aC
Donde,
yx AAA ;min
yx AAB ;max
tAAa /0 AB /
sm
t
PPA
hBAq
El valor de q representa el peso de un piso por unidad de área cubierta
y es igual al peso de los muros más el peso del diafragma horizontal,
asumiendo que no existen variaciones excesivas de masa entre los
diferentes pisos del edificio.
Finalmente, la atribución de este parámetro dentro de una de las cuatro
clases A, B, C, D se hace por medio del factor CC /a , en donde C es
un coeficiente sísmico de referencia que se toma como 0.4.
A) Edificio con a ³ 1.B) Edificio con 0.6 £ a < 1.C) Edificio con 0.4 £ a < 0.6.
56
D) Edificio con a < 0.4.
Para este parámetro se tuvieron en cuenta las siguientes
consideraciones, correspondientes a los materiales y estructuras
predominantes en la zona:
La esfuerzo cortante máximo para paneles de mampostería (t) es de 18 T/m2, que corresponde a bloques huecos, ladrillos macizos de buena calidad.
El peso específico de la mampostería es 1.3 T/m3. El peso por unidad de área de forjado es 0.2 T/m3
Las áreas totales resistentes de muros en la dirección x fueron tomadas
en la distancia más corta de las edificaciones y las áreas totales
resistentes de muros en la dirección y fueron tomadas en la distancia
más larga de las edificaciones.
Posición del edificio y de la 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 y la presencia de empuje no equilibrado
debido a un terraplén. Se escoge una de las siguientes categorías:
A) Edificio cimentado sobre terreno estable con pendiente inferior o igual al 10%. La fundación está ubicada a una misma cota. Ausencia de empuje no equilibrado debido a un terraplén.
B) Edificio cimentado sobre roca con pendiente comprendida entre un 10% y un 30% o sobre terreno suelto con pendiente comprendida entre un 10% y un 20%. La diferencia máxima entre las cotas de la fundación es inferior a 1 metro. Ausencia de empuje no equilibrado debido a un terraplén.
C) Edificio cimentado sobre terreno suelto con pendiente comprendida entre un 20% y un 30% o sobre terreno rocoso con pendiente comprendida entre un 30% y un 50%. La diferencia máxima entre las cotas de la fundación es inferior a 1 metro. Presencia de empuje no equilibrado debido a un terraplén.
D) Edificio cimentado sobre terreno suelto con pendiente mayor al 30% o sobre terreno rocoso con pendiente mayor al 50%. La diferencia
57
máxima entre las cotas de la fundación es superior a 1 metro. Presencia de empuje no equilibrado debido a un terraplén.
Forjados Horizontales: La calidad del esquema resistente de piso tiene
una notable importancia para garantizar el correcto funcionamiento de
los elementos resistentes verticales. Se escoge una de las siguientes
categorías:
A) Edificio con sistemas de forjado, de cualquier naturaleza, que satisfacen las condiciones:
1. Ausencia de planos a desnivel.2. Deformabilidad despreciable en el plano del forjado 3. Conexiones eficientes entre sistema de forjado y panel
B) Edificio con diafragma como los de la clase A, pero que no cumplen con la condición 1.
C) Edificio con diafragmas como los de la clase A, pero que no cumplen con las condiciones 1 y 2.
D) Edificio cuyos diafragmas no cumplen ninguna de las tres condiciones.
Para la evaluación de este parámetro se tuvo en cuenta la siguiente
consideración: los edificios confinados se clasificaron como A, debido a
que cumplen las tres condiciones; para los semiconfinados y no
confinados se clasifican como D.
Configuración en Planta: El comportamiento sísmico de un edificio
depende de la forma en planta del mismo. En el caso de edificios
rectangulares es significativo la relación b1 = a / L entre las dimensiones
en planta del lado menor y mayor. También es necesario tener en
cuenta las protuberancias del cuerpo principal mediante la relación b2 = b
/ L. En la Figura 6.21 se explica el significado de los dos valores que se
deben reportar, para lo cual se evalúa siempre el caso más
desfavorable.
58
Figura 13. Irregularidad en Planta. Método del Índice de Vulnerabilidad. Fuente Chavarría et al.
2001
La asignación de este parámetro dentro de una de las cuatro clases, se
realiza con base en las condiciones:
A) Edificio con b1 ³ 0.8 ó b2 £ 0.1.
B) Edificio con 0.8 > b1 ³ 0.6 ó 0.1 < b2 £ 0.2.
C) Edificio con 0.6 > b1 ³ 0.4 ó 0.2 < b2 £ 0.3.
D) Edificio con 0.4 > b1 ó 0.3 < b2.
Configuración en Elevación: En el caso de edificios de mampostería,
sobre todo para los más antiguos, la principal causa de irregularidad está
constituida por la presencia de porches y torretas. La presencia de
porches se reporta como la relación porcentual entre el área en planta
del mismo y la superficie total del piso. La presencia de torretas de
altura y masa significativa respecto a la parte restante del edificio se
reporta mediante la relación T/H, tal como se indica en la Figura 6.22.
No se deben tener en cuenta las torretas de modesta dimensión tales
como chimeneas, escapes de ventilación, etc.
También se reporta la variación de masa en porcentaje ± DM/M entre
dos pisos sucesivos, siendo M la masa del piso más bajo y utilizando el
signo (+) si se trata de aumento o el (-) si se trata de disminución de
59
masa hacia lo alto del edificio. La anterior relación puede ser sustituida
por la variación de áreas respectivas ± DA/A, evaluando en cualquiera
de los dos casos el más desfavorable.
Figura 14. Irregularidad Vertical. Método del Índice de Vulnerabilidad. Fuente Chavarría et al.
2001
La asignación de este parámetro, dentro de una de las cuatro clases, se
realiza con base en las condiciones:
A) Edificio con -DM/M < 10%.
B) Superficie porche < 10% ó 10% £ -DM/M < 20%.
C) Superficie porche = 10% @ 20% ó -DM/M > 20% ó T/H < 2/3.
D) Superficie porche > 20% ó DM/M > 0 ó T/H > 2/3.
Espaciamiento Máxima entre Muros: Con este parámetro se tiene en
cuenta la presencia de muros maestros intersectados por muros
transversales ubicados a distancia excesiva entre ellos. Se reporta el
factor L/S, donde L es el espaciamiento de los muros transversales y S
el espesor del muro maestro, evaluando siempre el caso más
desfavorable.
La asignación de este parámetro, dentro de una de las cuatro clases, se
realiza con base en las condiciones:
A) Edificio con L/S < 15.
60
B) Edificio con 15 £ L/S < 18.
C) Edificio con 18 £ L/S < 25.
D) Edificio con L/S ³ 25.
Tipo de Cubierta: Se tiene en cuenta con este parámetro, la capacidad
del techo para resistir fuerzas sísmicas. Se escoge una de las
siguientes categorías:
A) Edificio con cubierta estable, y provisto de viga cumbrera. Edificio con cubierta plana.
B) Edificio con cubierta estable y bien conectada a los muros, pero sin viga cumbrera. Edificio con cubierta parcialmente estable y provista de viga cumbrera.
C) Edificio con cubierta inestable, provista de viga cumbrera.
D) Edificio con cubierta inestable, sin viga cumbrera.
Figura 15. Tipo de Cubierta. Método del Índice de Vulnerabilidad
Elementos No Estructurales: Se tiene en cuenta con este parámetro la
presencia de cornisas, parapetos o cualquier elemento no estructural
que pueda causar daño a personas o cosas. Se trata de un parámetro
secundario, para fines de la evaluación de la vulnerabilidad, por lo cual
no se hace ninguna distinción entre las dos primeras clases. Se escoge
una de las siguientes categorías:
A) Edificio sin cornisas y sin parapetos ni balcones. Edificio con cornisas bien conectadas a los paneles, con chimeneas de pequeña
61
dimensión y de peso modesto. Edificio con balcones que son extinciones de los forjados estructurales.
B) Edificio sin cornisas y sin parapetos ni balcones. Edificio con cornisas bien conectadas a los paneles, con chimeneas de pequeña dimensión y de peso modesto. Edificio con balcones que son extinciones de los forjados estructurales.
C) Edificio con elementos externos a la estructura, de pequeña dimensión y mal conectados a la estructura principal
D) Edificio que presenta chimeneas o cualquier otro tipo de elemento en el techo, mal vinculado a la estructura. Parapetos u otros elementos de peso significativo, mal construidos, que pueden caer en caso de terremoto. Edificio con balcones construidos posteriormente a la estructura principal y conectada a ésta de modo deficiente.
Estado de Conservación: Se reporta una de las clases:
A) Muros en buena condición, sin daños visibles.
B) Muros que presentan agrietamiento tipo capilar no extendido en todo el panel, con excepción de los casos en los casos en que dicho agrietamiento ha sido provocado por terremotos.
C) Muros con grietas de tamaño medio entre 2 a 3 milímetros de ancho o con agrietamiento tipo capilar de origen sísmico. Edificio que no presenta lesiones pero que se caracteriza por un estado mediocre de conservación de la mampostería.
D) Muros que presentan, un fuerte deterioro de sus materiales constituyentes o con agrietamiento de espesor superior a 3 milímetros.
1.1.2 MÉTODO DESARROLLADO POR HENRY PERALTA (2002)
BASADO EN LA NSR-98
Esta metodología fue desarrollada por el Ingeniero Civil Henry Peralta en
el año 2002 en su Trabajo de Grado Escenarios de vulnerabilidad y daño
sísmico de las edificaciones de mampostería de uno y dos pisos en el
barrio San Antonio, Cali – Colombia; Esta metodología se presentó como
respuesta a la inexistencia de una metodología estándar aplicable en su
totalidad a cualquier región.
Con base en los fundamentos teóricos de la sismo resistencia y en el
estudio de las causas de falla sísmica de edificaciones por terremotos
62
ocurridos en el pasado, el autor determinó una serie de parámetros
denominados Indicadores de Vulnerabilidad Sísmica. Cada uno de
estos indicadores recibe una calificación que puede ser 50, 25 ó 5,
correspondiendo, el primer y máximo valor a una condición desfavorable
como Vulnerabilidad Alta, el segundo a una condición intermedia como
Vulnerabilidad Moderada y el tercero a una condición favorable como
Vulnerabilidad Baja, de acuerdo a los criterios de calificación que se
describen más adelante. Una vez calificado cada indicador, se procede a
sumar los valores respectivos para obtener el grado de vulnerabilidad
física global cualitativa de la edificación de acuerdo a la siguiente
expresión.
Donde GV es el grado de vulnerabilidad sísmica y donde Iv es el indicador
de vulnerabilidad. Sí el parámetro supera el valor de 150 la edificación
calificará con Vulnerabilidad Baja, entre 150 y 375 calificará con
Vulnerabilidad Moderada y por último si está por encima de 375,
calificará con Vulnerabilidad Alta.
La matriz para la calificación de la vulnerabilidad sísmica, está compuesta
por ocho indicadores de vulnerabilidad básicos, estos son: (1) época de
construcción, (2) sistema estructural, (3) geometría, (4) peso de la
edificación, (5) rigidez, (6) elementos no estructurales, (7) suelo y
cimentación, y (7) el estado de conservación. Dentro de estos indicadores
se consideran unos subindicadores, que pueden ser considerados en un
menor o mayor número dependiendo el grado de detalle de la evaluación
que se quiera realizar. Estos parámetros se muestran en la tabla 2.
1.1.2.1 DESCRIPCIÓN DE LOS PARAMETROS
Los parámetros propuestos por Peralta para la evaluación de la
vulnerabilidad presentados en su Trabajo de Grado Escenarios de
vulnerabilidad y daño sísmico de las edificaciones de mampostería de uno
y dos pisos en el barrio San Antonio, Cali – Colombia como parámetros
63
que inciden de manera importante en el comportamiento sísmico de una
edificación son:
Nº Indicadores de VulnerabilidadGrado de Vulnerabilidad Sísmica
Alta Moderado Bajo
1 Época de Construcción 50 25 5
2 Tipología Estructural 50 25 5
3.1 Configuración en planta 50 **** 5
3.2 Configuración en altura 50 **** 5
4.1 Número de Pisos 50 **** 5
4.2 Tipo de cubierta 50 25 5
5.1 Tipo de Mampostería 50 **** 5
5.2 Espesor de Muros 50 25 5
5.3 Cantidad de Muros 50 25 5
5.4 Altura de Muros 50 **** 5
6 Elementos No Estructurales 50 25 5
7.1 Coeficiente de sitio 50 25 5
7.2 Terreno de fundación 50 25 5
7.3 Posición del edificio y la cimentación 50 25 5
8 Estado de Conservación 50 25 5Tabla 3. Matriz de Calificación para el método de Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica
desarrollado por Henry Peralta (2002)
Época de Construcción: Mediante este indicador se pueden
identificar los estilos arquitectónicos y las características constructivas,
técnicas y prácticas constructivas, nivel de diseño, normas y materiales
utilizados en una determinada época. Igualmente, interesa este dato
para compararlo con la fecha del código de construcción vigente.
Los parámetros utilizados para calificar este indicador, tienen en cuenta
tres periodos:
Edificaciones construidas antes de 1985
Este periodo reúne las edificaciones construidas antes de la vigencia
de la ley 1400 del 23 de junio de 1983, Código Colombiano de
Construcciones Sismo Resistentes, CCCSR-84. Este parámetro recibe
la calificación de 50, que corresponde a un grado de vulnerabilidad
alta debido a:
Antigüedad de las construcciones cuyos materiales posiblemente han perdido sus propiedades resistentes.
Baja calidad inicial de los materiales de construcción. Baja calidad o falta de control en la mano de obra. Errores de estructuración y forma de la edificación. Mutilaciones o adiciones mal concebidas, para cambio de uso.
64
Falta de mantenimiento. Incumplimiento de las mínimas normas de diseño y construcción
sismo resistente establecidas en el código de construcción.
Edificaciones construidas entre 1985 y 1998
El segundo periodo se establece entre 1985 y 1998. A partir de 1984
con la expedición del CCCSR-84. Este parámetro recibe la calificación
de 25 que corresponde a un grado de vulnerabilidad Moderada,
debido a que:
Las edificaciones construidas en este periodo, por lo general presentan todavía deficiencias estructurales y constructivas, incumpliendo en gran medida los requerimientos del CCCSR-84.
A pesar de la existencia de este código de diseño y construcción sismo resistente, su aplicabilidad fue un proceso lento en los sectores populares, durante el periodo en mención, debido a la falta de medidas estrictas para el cumplimiento de las normas y de control por parte de las autoridades competentes (Licencias de Construcción).
Edificaciones construidas después de 1998
El tercer periodo se establece a partir de 1998, para el cual se
considera que las edificaciones, cuentan con las mínimas normas de
construcción sismos resistentes estipulados en el Titulo E de la NSR-
98, a no ser que mediante la inspección visual se compruebe lo
contrario. Este parámetro recibe la calificación de 5 que corresponde a
un grado de vulnerabilidad baja, debido a que:
La edificación fue diseñada y construida, como lo especifica la nueva Ley de Diseño y Construcción Sismo Resistente NSR-98, aplicando las mínimas normas estipuladas en el Titulo E de la misma.
Se supone que las edificaciones cuentan con una licencia de construcción.
Sistema estructural (resistencia sísmica): Mediante este indicador
se determina el tipo de sistema resistente que compone la tipología
estructural de la edificación, de muros portantes, que pueden estar
confinados o reforzados. Para el caso específico de este estudio, las
edificaciones se determinaron tres clasificaciones:
65
1. Edificaciones con tipología estructural de muros portantes de mampostería confinada (MC).
2. Edificaciones de mampostería parcialmente confinada (MPC).
3. Edificaciones de mampostería no confinada (MNC).
Los parámetros utilizados para calificar este indicador, son:
Edificación en mampostería no confinada (MNC).
Las edificaciones construidas antes de la vigencia del CCCSR-84, se
componen de muros portantes de mampostería no reforzada ni
confinada. Por lo tanto, estas edificaciones clasifican en el sistema
estructural (MNC). En los casos en que no fue posible determinar y
demostrar mediante una inspección visual la existencia de
confinamiento en los muros, se asume que la edificación clasifica en
(MNC). Este parámetro recibe la calificación de 50 que corresponde a
un grado de vulnerabilidad alta.
FIGURA 16. Tipología estructural de la edificación. Fuente ACIS
Edificación en mampostería parcialmente confinada (MPC)
Se considera que la mampostería confinada se desarrolla a partir de
1985 con la expedición del CCCSR-84. Este parámetro recibe la
calificación de 25 que corresponde a un grado de vulnerabilidad
moderada, estableciéndose los siguientes criterios para su clasificación.
Las edificaciones construidas en el periodo comprendido entre 1985 y
1998, presentan todavía deficiencias constructivas, que no están
acordes con lo estipulado en el CCCSR-84, como la utilización de acero
66
liso como refuerzo principal, la parcialidad en la utilización del
confinamiento en muros, falta de amarres, etc. Por lo tanto, esta
edificación clasifica como sistema estructural de muros portantes (MPC).
Donde no es posible determinar y demostrar mediante una inspección
visual la parcialidad del confinamiento en los muros, se asume que las
edificaciones califican como (MNC).
Edificación en mampostería confinada (MC).
Se considera que las edificaciones construidas después de 1998
cuentan con las mínimas normas de construcción sismo resistente. Por
lo tanto las edificaciones clasifican como sistema estructural de muros
portantes en (MC). Este parámetro recibe la calificación de 5, que
corresponde a un grado de vulnerabilidad baja. Donde no es posible
determinar y demostrar mediante una inspección visual la existencia de
confinamiento en los muros, se asume que la edificación califica como
(MNC).
Geometría (forma de la edificación): Con base en los criterios
establecidos en el marco teórico de este trabajo, éste indicador
considera y califica el grado de vulnerabilidad sísmica de acuerdo
con la configuración geométrica en planta y en altura de la edificación
de la manera siguiente:
Configuración en planta.
Los criterios establecidos para la calificación de este indicador de
vulnerabilidad se realizan a partir de la determinación de la
regularidad o irregularidad de la edificación en planta, mediante la
medición de las área construidas (se considera la parte de la vivienda
con cubierta) y área libre (que corresponde a las áreas de patios o
corredores). Además de la determinación del ancho y largo de la
edificación. Teniendo como base la cartografía disponible del sector
en estudio o las cartas catastrales).
Regularidad en planta
Una edificación es regular en planta si:
67
a. L <= 3a (Largo menor o igual tres veces su ancho).
Figura 17a. Regularidad en Planta. Método de Peralta. Fuente ACIS
a. Su área en planta cumple alguna de las condiciones mostradas.
Donde A es el área construida de la edificación.
Figura 17b. Irregularidad en Planta. Método de Peralta. Fuente ACIS
Su calificación será de 5, que corresponde a vulnerabilidad baja.
Irregularidad en planta
Una edificación presenta irregularidad en planta si:
a. L > 3a (Largo mayor a tres veces su ancho)
Figura 18a. Irregularidad en Planta. Método de Peralta
b. Su área en planta cumple con las condiciones siguientes
Su calificación será de 50 que corresponde a vulnerabilidad alta.
68
Figura 18b. Irregularidad en Planta. Método de Peralta
Configuración en Altura
Los criterios establecidos para la calificación de este parámetro se
establecen a continuación:
Regularidad en altura
La edificación es regular si:
a. No presenta escalonamientos ni retrocesos o voladizos
excesivos.
Figura 19a. Regularidad Vertical. Método de Peralta. Fuente ACIS
b. la diferencia entre las áreas del piso inferior con respecto al
superior no supera el 20 % y el piso superior está alineado con el
piso inferior. Su calificación será de 5 que corresponde a un grado
de vulnerabilidad baja.
69
Figura 19b. Regularidad Vertical. Método de Peralta. Fuente ACIS
Irregularidad en altura
a. Presenta escalonamientos y retrocesos o voladizos excesivos
Figura 20a. Irregularidad en Altura. Fuente ACIS
b. la diferencia entre las áreas del piso inferior con respecto al
superior supera el 20 % y el piso superior de la edificación no está
alineado con el piso inferior. Este indicador recibe una calificación
de 50 que corresponde a vulnerabilidad alta.
Figura 20b. Irregularidad en Altura. Método de Peralta. Fuente ACIS
Peso de la edificación.
El peso de una edificación influye de manera importante en el
comportamiento sísmico del edificio. Entre más pesada sea una
edificación las fuerzas actuantes sobre los componentes de la
edificación serán mayores, lo que significa que si estas no están
diseñadas para soportar este tipo de solicitaciones, podrán fallar
70
ocasionado graves daños. Este método establece dos criterios que
permiten de una manera cualitativa identificar los factores
determinantes que inciden en el peso de una edificación, como el
número de pisos y el peso de la cubierta, para los cuales se
establecieron los siguientes criterios.
Número de pisos.
Entre más pisos tenga una edificación su peso será mayor y por lo
tanto las fuerzas inerciales se incrementarán. Por tanto:
Edificaciones de dos ó más pisos
Si la edificación tiene dos o más pisos, calificará con un valor de 50
que corresponde a vulnerabilidad alta.
Edificaciones de un piso
Si la edificación es de un piso, calificará con un valor de 5 que
corresponde a vulnerabilidad baja.
Tipo de cubierta.
Cuando una cubierta es muy pesada puede ocasionar un efecto de
péndulo invertido causando grandes esfuerzos sobre los elementos
de apoyo. Además, si no está debidamente amarrada o conectada
con la estructura del edificio puede provocar la falla súbita de los
muros de soporte, produciendo un efecto de volcamiento. Para
calificar la incidencia del peso de la cubierta en el comportamiento
sísmico de la edificación, se clasificaron según su peso.
Edificaciones con cubierta pesada: Pueden estar constituidas por
teja de barro, por losas aligeradas ó macizas, y por la combinación
de teja de barro más teja de asbesto cemento. La calificación
asignada es 50 que corresponde a vulnerabilidad alta.
Edificaciones con cubierta de peso moderado: Conformadas por
teja de asbesto cemento. La calificación asignada es 25 que
corresponde a vulnerabilidad moderada.
Edificaciones con cubierta liviana: Conformadas por teja de zinc.
La calificación asignada es de 5 que corresponde a vulnerabilidad
baja.
Rigidez de la edificación.
71
Esta propiedad constituye en factor importante dentro del
comportamiento sísmico de una edificación, debido a que de ella
dependen las deformaciones que pueda tener frente a las
solicitaciones sísmicas. De acuerdo con lo anterior una estructura
muy flexible o poco sólida tiende a deformarse más y se pueden
generar daños graves en paredes, elementos no arquitectónicos e
instalaciones. Por lo tanto, debe existir una uniformidad en la
distribución de la resistencia y ductilidad en cada uno de los
componentes de la edificación. Para calificar la rigidez se
determinaron los siguientes parámetros.
Cantidad de muros (resistencia sísmica de muros en las dos
direcciones).
Este indicador califica la vulnerabilidad sísmica en términos de la
estimación de la mínima cantidad de muros que debe tener una
edificación en cada una de sus dos direcciones, de acuerdo con su
espesor y la zona sísmica en donde se encuentre. Para el cálculo de
la longitud mínima de muros la Asociación Colombiana de Ingeniera
Sísmica establece la siguiente ecuación (AIS, 2001):
Lo = (Mo x Ap)/t
Donde:
Ap = área en m² de la planta (Si la cubierta es liviana, lámina, asbesto
cemento, Ap se puede multiplicar por 0.67).
t = espesor de muros en mm.
Lo = Longitud total de muros en una dirección.
Mo= coeficiente que se obtiene de la tabla siguiente.
72
Zona Sísmica Aa Mo
Alta 0.4 33
0.35 30
0.3 25
0.25 21
Intermedia 0.2 17
0.15 13
0.1 8
Baja 0.05 4
Tabla 4. Valor de (Mo) para distintas aceleraciones (Aa)
Cantidad óptima de muros
Sí existen muros estructurales en las dos direcciones principales de la
edificación y estos están confinados o reforzados y hay una longitud total
de muros en cada una de las dos direcciones principales al menos igual
al valor dado por la ecuación arriba mostrada, la edificación calificará
con un valor de 5 que corresponde a vulnerabilidad
Figura 21. Cantidad Óptima de Muros
Cantidad aceptable de muros
Sí la mayoría de muros se concentran en una dirección, en un 60 %, ó
los muros cumplen con la condición dada en la formula anterior, pero no
están confinados ni reforzados, la edificación calificará con un valor de
25 que corresponde a vulnerabilidad moderada.
73
Figura 22. Cantidad Aceptable de Muros
Cantidad deficiente de muros
Más del 70 % de los muros están en una dirección ó la longitud total de
muros estructurales en cualquier dirección es mucho menor que la
calculada con la ecuación arriba expresada. La edificación calificara con
un valor de 50 que corresponde a vulnerabilidad alta.
Figura 23. Cantidad Deficiente de Muros
Material de muros (calidad de la mampostería y morteros de
pega).Califica la calidad de la mampostería utilizada en la
construcción de las edificaciones. Se puede decir que las
edificaciones construidas en unidades de mampostería de ladrillo
pegado con morteros compuestos por cemento y arena, son más
resistentes a fallar. De acuerdo con lo anterior se establecieron los
siguientes criterios que califican la vulnerabilidad, teniendo en cuenta
el tipo de mampostería y mortero de pega utilizados
Material de muros de comportamiento deficiente: Las
edificaciones cuyos muros están conformados por unidades de
mampostería de adobe y mortero de barro reciben una calificación de
50 que corresponde a vulnerabilidad alta.
74
Material de muros de comportamiento aceptable: Las
edificaciones cuyos muros están conformados por unidades de
mampostería de ladrillo de arcilla cocida y mortero compuesto por cal
y arena popularmente llamado “calicanto” ó “argamasa” reciben una
calificación de 25, que corresponde a una vulnerabilidad moderada.
Material de muros de comportamiento óptimo: Las edificaciones
cuyos muros están conformados por unidades de mampostería de
ladrillo de arcilla cocida y mortero compuesto por cemento y arena
reciben una calificación de 5, que corresponde a una vulnerabilidad
baja.
Espesor de Muros: De acuerdo con la Asociación Colombiana de
Ingeniería Sísmica (AIS, 2001), los muros portantes o estructurales
de una de una edificación deben tener espesores mayores o iguales
a los mínimos de acuerdo a la zona de amenaza sísmica de una
región determinada. Entre mayor sea el espesor de los muros de una
edificación, mayor será la resistencia a los esfuerzos generados por
la carga sísmica, proporcionándole una mejor estabilidad así como
una mejor transmisión de las cargas, tanto estáticas como dinámicas,
y una mayor rigidez.
Amenaza
Sísmica
Número de niveles de construcción
Un Piso Dos Pisos
1er Piso 2do Piso
Alta 11 11 10
Intermedia 10 11 9.5
Baja 9.5 11 9.5
Tabla 5. Espesor mínimo de muros en centímetros.
Esta metodología plantea los siguiente criterios para la calificación de
este indicador, teniendo como fundamento teórico que entre mayor
sea el espesor de un muro mayor será su resistencia y estabilidad
frente a las solicitaciones estáticas y dinámicas.
75
Espesor de muros <= 15 cm: Si el espesor de los muros es menor o
igual a 15 cm, recibe una calificación de 50 que corresponde a
vulnerabilidad alta.
Espesor de muros > 15 cm < 40 cm: Si el espesor de los muros es
mayor a 15 cm y menor a 40, recibe una calificación de 25, que
corresponde a vulnerabilidad moderada.
Espesor de muros > = 40 cm: Si el espesor de los muros de es
mayor a 40 cm, recibe una calificación de 5, que corresponde a
vulnerabilidad baja.
Altura de muros.
De acuerdo con AIS (2001), los muros portantes o estructurales de
edificaciones de 1 y 2 pisos no deben ser muy esbeltos. Entre mayor
altura tenga un muro, dependiendo de las cargas a que sea
sometido, tenderá a pandearse o a flexionarse, siendo expuesto a
mayores deformaciones, afectando la rigidez global de la edificación.
De esta forma, se sabe que la altura de un muro no debe ser mayor a
20 veces su espesor (CISMID, 1980). En este orden de ideas, se
establecieron los siguientes criterios para la calificación de la
vulnerabilidad por altura de muros:
Altura óptima de muros: Si la altura de los muros es menor o igual
a 20 veces su espesor recibirá una calificación de 5, lo cual
corresponde a vulnerabilidad baja.
Altura de muros deficiente: Si la altura de los muros es mayor a 20
veces su espesor, recibirá una calificación de 50, que corresponde a
una vulnerabilidad alta.
Elementos no estructurales.
En este indicador se tiene en cuenta la presencia de áticos o
parapetos, cornisas, aleros, voladizos, adornos, antepechos o
cualquier otro elemento no estructural, que pueda fallar o causar
daño a las personas. De acuerdo con la anterior se establecieron los
siguientes criterios de calificación:
76
Elementos no estructurales susceptibles a caerse: Si el edificio
presenta elementos no estructurales susceptibles a caerse como los
mencionados anteriormente, calificará con 50, lo cual significa
vulnerabilidad alta.
Elemento no estructurales bien amarrados: Si no presenta
elementos no estructurales susceptibles a caerse como los
mencionados anteriormente, la edificación calificará con 5, lo cual
significa vulnerabilidad baja.
Suelo y cimentación.
Las características geotécnicas de los depósitos sobre el cual se
asienta una edificación influyen en la respuesta sísmica de la misma.
Las cimentaciones o el sistema de apoyo sobre el cual la edificación
transmite sus cargas puede ser afectada por hundimientos,
deslizamientos o pérdidas de la capacidad portante del suelo, lo cual
puede hacer altamente vulnerable una edificación. Se definieron 3
parámetros o indicadores que pueden caracterizar la vulnerabilidad
de una edificación sobre un tipo de suelo determinado estos son:
Coeficiente de sitio.
Perfil de Suelo S-1: Si la edificación se asienta sobre un tipo de
perfil de suelo S1, se califica con 5, que corresponde a
vulnerabilidad baja.
Perfil de suelo S-2 ó S-3: Si la edificación se asienta sobre un tipo
de perfil de suelo S2 o S3, se califica con 25, que corresponde a
vulnerabilidad moderada.
Perfil de suelo S-4: Si la edificación se asienta sobre un tipo de perfil
de suelo S4, se califica con 50, que corresponde a vulnerabilidad
alta.
Terreno de fundación
77
Este parámetro califica el grado de consistencia del suelo y la
estabilidad de los depósitos de suelo sobre los cuales se asientan las
edificaciones, a partir de los siguientes criterios:
Suelo de consistencia firme
Si la edificación se asienta sobre un suelo de consistencia firme,
calificará con 5, que corresponde a vulnerabilidad baja.
Suelo de consistencia intermedia
Si la edificación se asienta sobre un suelo de consistencia mediana,
calificará con 25, que corresponde a vulnerabilidad moderada.
Suelo de consistencia blanda: Si la edificación se asienta sobre un
suelo de consistencia blanda, calificará con 50, que corresponde a
vulnerabilidad alta.
Posición del edificio y la cimentación.
Con este parámetro se evalúa, hasta donde sea posible, por medio
de una inspección visual la influencia del terreno y la cimentación en
el Comportamiento sísmico del edificio, para ello, se tienen en cuenta
la pendiente del terreno y el tipo de cimentación de la edificación. Los
criterios para la calificación de la vulnerabilidad son:
Pendiente del terreno < = 30 %: Si la edificación está asentada
sobre una pendiente inferior o igual al 30% y su cimentación tiene
presencia de vigas de amarre, recibe una calificación de 5, que
corresponde a vulnerabilidad baja.
Pendiente del terreno > 30 % y < 50 %: Si la edificación está
asentada sobre una pendiente entre el 30% y el 50%, recibe una
calificación de 25, que corresponde a vulnerabilidad moderada.
Pendiente del terreno > 50 %: Si la edificación está asentada sobre
una pendiente mayor al 50%, recibe una calificación de 50, que
corresponde a vulnerabilidad alta.
Estado de conservación.
78
Este parámetro tiene en cuenta el estado de conservación en que se
encuentre la edificación y califica su vulnerabilidad de acuerdo con
los siguientes criterios:
Edificación en buen estado: Si la edificación está en buen estado,
es decir, la estructura, la unidad de construcción y el aspecto físico
demuestran calidad, resistencia y conservación, recibe una
calificación de 5 que corresponde a vulnerabilidad, que corresponde
a una vulnerabilidad baja.
Edificación en regular estado: Si la edificación está en regular
estado, es decir, la estructura, la unidad de construcción y el aspecto
físico demuestran que ha sufrido deterioro en cuanto a calidad,
resistencia y conservación, recibe una calificación de 25 que
corresponde a una vulnerabilidad moderada.
Edificación en mal estado: Si la edificación está en mal estado, es
decir, cuando la construcción ha entrado en una franco deterioro de
la estructura, unidad arquitectónica y estado ruinoso de los
materiales con que fue construida, recibe una calificación de 50 que
corresponde a una vulnerabilidad alta
1.1.3. METODO ESTRUCTURAL HVE DESARROLLADO POR LA WHO-
EUROPA
Este método fue desarrollado inicialmente para establecer la vulnerabilidad
sísmica en los centros hospitalarios en Europa, sin la utilización de
conocimientos avanzados en Ingeniería Estructural, software y enormes
cantidades de datos; así como para establecer un método de evaluación
uniforme, que pudiese aplicarse en cualquier región de Europa y por
extensión del mundo.
Este método consiste en una evaluación preliminar, que se utiliza para
identificar los posibles elementos débiles en la estructura analizada,
determinar prioridades para evaluaciones más profundas y posibles
medidas de mitigación. Aunque este método se diseñó teniendo en cuenta
las características de las edificaciones de los centros hospitalarios y de
79
salud en Europa, es fácilmente adaptable a cualquier tipo de edificación, ya
que los conceptos en que se basa, son los mismos que se utilizan en
cualquier método de evaluación de la vulnerabilidad sísmica. El aspecto que
diferencia a este método de los otros es que utiliza la Escala Macro-Sísmica
Europea (EMS-98) para determinar la posible demanda sísmica.
Este método conocido como Evaluación Integrada de Vulnerabilidad (HVE,
por sus siglas en inglés), se diseñó para el desarrollo de evaluaciones
preliminares de vulnerabilidad, donde se identifiquen elementos débiles en
la edificación, donde se determinen las prioridades para investigaciones
más profundas donde sea necesario realizarlas. El método HVE es método
híbrido, principalmente cualitativo que utiliza el análisis visual rápido
combinado con el juicio de quien realiza el análisis. El proceso de
evaluación depende del nivel de sismicidad.
El análisis visual rápido se basa en la recolección de datos de la edificación
mediante la observación de quien ejecuta el procedimiento. Los datos
recolectados son procesados para finalmente arrojar el nivel de
vulnerabilidad de la edificación en el aspecto estructural.
El método consta de 11 parámetros para realizar la calificación: (1) Indice
Básico de Vulnerabilidad, relacionado con el tipo de estructura de la
edificación; (2) Mantenimiento; (3) Número de Pisos; (4) Pisos Ligeros; (5)
Irregularidad en Planta; (6) Irregularidad Vertical (7) Pisos Sobrepuestos; (8)
Techo Pesado; (9) Intervenciones de Refuerzo; (10) Pendiente del terreno;
(11) Condición del suelo. De acuerdo al tipo de estructura presente en la
edificación se escoge el Índice Básico de Vulnerabilidad y a medida que se
evalúan los parámetros siguientes este Índice Básico se ve afectado por
índices modificadores, diferentes en cada parámetro (Ver Tabla 5).
Luego de finalizado el proceso se obtiene el índice total de vulnerabilidad,
que se compara con la Intensidad Sísmica (EMS-98) y se establece el nivel
de vulnerabilidad para las diversas intensidades. (Ver Tabla 6)
80
# Indicador
1 Básico (Tipo de Edificación)
37 (M1,2) 37 (M3,1) 31(M3,4) 35 (M5)
2. Mantenimiento Bueno (-2) Malo (+2)
3 Número de Pisos 1-2 (-1) 3-5 (+1) 6+ (+3)
4. Pisos Ligeros Sí (+2) No (0)
5. Techo Pesado Sí (+2) No (0)
6. Pendiente del Suelo Sí (+1) No (0)
7. Intervenciones Refuerzo Si (-2) No (0)
8. Pisos Sobrepuestos Si (+2) No (0)
9. Irregularidad Vertical Sí (+1) No (0)
10. Irregularidad en Planta Sí (+2) No (0)
11. Condiciones del Suelo A (-2) B (0) C (+2)
Tabla 6. Indicadores utilizados en la evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica por el método
Estructural HVE desarrollado por la WHO-Europa
Intensidad Sísmica
Nivel de VulnerabilidadBajo Moderado Alto
1 <89 89-105 >1052 <81 81-97 >973 <73 73-89 >894 <65 65-81 >815 <57 57-73 >736 <49 49-65 >657 <41 41-57 >578 <33 33-49 >499 <25 25-41 >41
10 <17 17-33 >3311 <9 9-25 >2512 <1 1-17 >17
Tabla 7. Rangos del Índice Total de Vulnerabilidad
1.1.3.1 EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL
TIPOS DE EDIFICACIÓN:
Este parámetro determina el tipo de estructura que compone la edificación, incluyendo materiales y sistema de soporte de cargas, se clasifica como sigue a continuación:
EDIFICIOS M1, 2 (Valor: 37)
81
Figura 24. Mampostería en Piedra
Mampostería de Piedra, sin refuerzo alguno. Cargas soportadas total o parcialmente por muros y particiones. Las Piedras se ubican de tal forma que mejoran la resistencia de
la estructura. No incluyen las edificaciones construidas en ladrillo. Mortero de calidad regular.
EDIFICIOS M3, 1 (Valor: 37)
Edificaciones de máximo 2 pisos. Muros de Mampostería No Reforzada Cargas soportadas total o parcialmente por los muros y las
particiones. Mampostería No Confinada
EDIFICIOS M3, 4. (Valor: 31)
Edificaciones hasta de 3 pisos Muros de Mampostería No Reforzada Presencia de Elementos (Vigas, Columnas) Reforzadas Sistema Resistente Formado por Muros No Reforzados y
Elementos Reforzados Mampostería Confinada
EDIFICIOS M5 (Valor: 35)
Edificios de mampostería, con mampostería reforzada No más de tres pisos Muros de Mampostería solida reforzada
82
Figura 25. Mampostería Reforzada
MANTENIMIENTO DE LA ESTRUCTURA
En este parámetro se considera las acciones de mantenimiento que se han
aplicado a la estructura, se considera:
BUENO (Valor: -2): Se le asigna esta calificación a aquella a las que se
le han aplicado acciones de mantenimiento y no presenten grietas,
rajaduras y se vean en buen estado.
Figura 26. Edificación En Buenas Condiciones
MALO (Valor: +2): Se le asigna esta calificación a aquellas edificaciones
a las que no se les han aplicado acciones de mantenimiento y que se
encuentran deterioradas, en su estructura o en sus elementos
arquitectónicos, generalmente la señal principal de una mala conservación
de la edificación es la presencia de huecos, grietas o un mal aspecto
general de la edificación.
83
Figura 27. Estructura En Malas Condiciones
NÚMERO DE PISOS
En este parámetro se considera el número de pisos de la edificación y se le
asignan valores como se en lista a continuación:
Uno a Dos Pisos (1-2): Valor -1
Tres a Cinco Pisos (3-5): Valor +1
Más de 6 Pisos (+6): Valor +3
PISOS LIGEROS (PISOS DÉBILES)
En edificaciones de varios pisos en algunas ocasiones se presenta el caso
de que la estructura presenta discontinuidad en sus elementos verticales,
dejando espacios abiertos que afectan el comportamiento estructural de la
edificación.
En caso de que la edificación presente este tipo de discontinuidades se le
asigna el Valor de +2, en caso de no presentar pisos ligeros se le asigna
el Valor Nulo, es decir cero (0).
84
Figura 28. Edificación donde el primer piso se considera ligero o débil.
IRREGULARIDAD EN PLANTA
Aunque el método no especifica las condiciones para declarar una
estructura como irregular en planta, el FEMA 154, al cual declara que “esta
condición (irregularidad en planta) es descrita generalmente como existente
en aquellos edificios que en planta tienen formas de “L”, “T”, “E”, “U”, “H” o
“X” la cual suele ser común en las escuelas. Otra condición encontrada en
las escuelas es una discontinuidad en la fuerza en planta (como una amplia
área multipropósito adyacente a las aulas de clase)”49
Con base en esta información las estructuras que presentan estas
condiciones descritas se consideran irregulares para este método y se le
asigna un Valor de +2, en caso de que las edificaciones en planta
presenten formas rectangulares o cuadradas, se le asigna el Valor Nulo (0).
49 A guidebook to FEMA 154-Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazards: A Handbook-For the use in the screening of school buildings. 1994.
85
Figura 29. Irregularidad en Planta. Método HVE
IRREGULARIDAD VERTICAL
El método tampoco especifica cuando se presenta la irregularidad vertical,
sin embargo varios autores la definen como la discontinuidad en la
resistencia, la solidez, la geometría o la masa de un piso con respecto a los
pisos adyacentes50. Cuando se trate de edificaciones de más de un piso y
se presente una discontinuidad como la anteriormente descrita se le asigna
a este parámetro un Valor de +1. Para edificaciones de un piso o para
edificaciones de varios pisos que no presente esta discontinuidad, se le
asigna el Valor Nulo (0).
PISOS SOBREPUESTOS
Cuando a una edificación luego de tener cierto tiempo de haber sido
construida, se le adiciona uno o varios pisos, el peso total de la estructura
aumenta, mientras que la resistencia generalmente se mantiene igual, por
50 Dr. Durgesh C. Rai, Seismic Evaluation and Strengthening of Existing Buildings. 2005.
86
tanto la existencia de pisos sobrepuestos aumenta la vulnerabilidad de la
estructura frente a un evento sísmico. Para este parámetro, cuando la
edificación presente uno o varios pisos sobrepuestos, se le asigna un Valor
de +2. En caso de no presentarlos se le asigna el Valor Nulo (0).
TECHO PESADO
Las cubiertas pesadas pueden ocasionar una carga importante para una
edificación durante un evento sísmico. Las edificaciones con techos de tejas
de barro o aquella cuya cubierta consista en placas hechas en concreto de
tipo reforzado son consideradas como techo pesado y se les asigna un
Valor de +2. A las edificaciones con techos de asbesto cemento, zinc y
palma; comunes en las edificaciones de la región se les asigna el Valor
Nulo (0)
INTERVENCIONES DE REFUERZO
Las edificaciones son intervenidas en ocasiones para mejorar su estructura
y para adaptarse a las nuevas normas de construcción en cierta región. En
caso de que dichas intervenciones se hayan realizado, se le asigna un
Valor de -2, lo cual es un factor positivo dentro de la evaluación; en caso de
que no haya sido intervenida entonces se le asigna el Valor Nulo (0).
PENDIENTE DEL TERRENO
La pendiente del terreno ejerce una influencia significativa en la
vulnerabilidad de una edificación, ya que mientras más grande sea dicha
pendiente, mayor la probabilidad de un movimiento significativo del terreno
o deslizamiento, la literatura europea51 establece que cuando las pendientes
alcanzan valores del 30% el peligro de avalanchas y deslizamientos
incrementa. Por otro lado la literatura norteamericana52 considera que los
terrenos inclinados alcanzan esta categoría cuando su pendiente es del
51 Avalanches Danger, 200452 Steep Slope Development Permit Area Guidelines, City of Nanaimo, Canada
87
20%. Tomando la pendiente más baja tenemos que en caso de que la
pendiente igual o mayor al 20% se presente se le asigna a este parámetro
un Valor de +1, en caso de presentar una pendiente menor a este valor se
le asigna el Valor Nulo (0).
CATEGORÍA DE LO SUELOS
De acuerdo con el EC-8 (Eurocode 8) los suelos se clasifican en las
siguientes categorías:
Tipo A (Valor -2): Roca, depósitos compactos de arena, grava
o arcilla muy consolidados.
Tipo B (Valor 0): Depósitos de arena densa, gravas o arcillas
moderadamente consolidados.
Tipo C (Valor +2) Depósitos de suelo muy sueltos.
El FEMA, en el cual se basa este método, reconoce que para una
edificación de uno o dos pisos, con una altura igual o inferior a 7.7 m se
puede asumir un suelo tipo D, que en la escala de esta categoría tendría
un valor de +1, ya que el FEMA maneja 5 categorías (A,B,C,D,E) que en
esta metodología corresponderían a calificaciones de (-2,-1,0,+1,+2)
1.2 OBTENCIÓN DE DATOS EXISTENTES
Durante esta etapa del estudio, se realizó una búsqueda de datos existentes
como planos, estudios de suelo e información referente a la construcción de las
instituciones educativas de la zona rural del municipio de Sincelejo, sin
embargo, para las construcciones más antiguas está información sencillamente
es inexistente. Para las construcciones más recientes se pudo consultar los
planos existentes de algunas de las edificaciones.
1.3 PLANEACIÓN Y APLICACIÓN DE LAS ENCUESTAS
88
Una vez seleccionados los métodos se procedió a utilizar un formato de
encuesta para realizar el trabajo de campo (Ver ANEXO A), este formato
incluía los parámetros para las tres metodologías utilizadas. Debido a que
estas escuelas rurales solo prestan servicio en la jornada matinal, se realizaron
las encuestas en ese horario, en días programados en los meses de abril,
mayo y junio, previa autorización de la Secretaría Municipal de Educación de
Sincelejo.
En la planeación de las visitas se tuvo en cuenta el factor transporte, ya que
además de que no existe un transporte continúo hacia estos centros poblados,
la lluvia deja intransitables algunos de los pasos viales, haciendo literalmente
imposible la llegada a ellos. Además para facilitar el trabajo con los datos y ser
más eficientes en el proceso de oficina se le asignó un código a cada
edificación
Una vez en la Institución Educativa se procedió a realizar la identificación del
grupo de trabajo y la autorización de la Secretaría de Educación Municipal y se
procedía a entrevistar a las personas con más tiempo en la institución para
obtener datos como la fecha de construcción, constructores, intervenciones
previas y aplicación de mantenimiento. Algunos de los datos se confrontaron
con pobladores locales, habitantes del centro poblado que en la mayoría de los
casos corroboraron la información obtenida en las Instituciones Educativas.
1.4 TRABAJO DE OFICINA
La información recopilada en las inspecciones visuales y en las entrevistas
realizadas en la Instituciones Educativas y en los centros poblados se
sistematizó y analizó con ayuda del software Microsoft Excel, siguiendo las
indicaciones de cada metodología, obteniéndose los niveles de vulnerabilidad
sísmica de cada edificación de acuerdo a los tres métodos seleccionados. Para
la metodología del Índice de Vulnerabilidad se utilizó la Hoja de Cálculo
desarrollada por el Ingeniero Álvaro Caballero Guerrero, en formato Excel para
mampostería no reforzada.
89
90
2. RESULTADOS
2.1 RESULTADOS GENERALES
CODIGO I. DE V. PERALTA HVEBV-BVT-1 REGULAR MODERADA 39
BV-BVT-2 REGULAR ALTA 39
BV-P-1 MALA ALTA 41
BV-P-2 REGULAR MODERADA 39
BV-P-3 REGULAR MODERADA 39
CP-BQ-1 BUENA MODERADA 33
CP-BQ-2 BUENA MODERADA 33
CP-LF-1 REGULAR MODERADA 31
CP-LF-2 MALA ALTA 39
CP-LF-3 BUENA MODERADA 29
CP-P-1 REGULAR MODERADA 39
CP-P-2 REGULAR MODERADA 39
CP-P-3 REGULAR ALTA 39
CP-P-4 REGULAR ALTA 41
CP-P-6 BUENA MODERADA 33
CP-P-8 BUENA MODERADA 33
CP-P-10 REGULAR MODERADA 39
DN-LM-1 REGULAR MODERADA 39
DN-LM-2 REGULAR ALTA 39
LA-BP-1 REGULAR MODERADA 39
LA-BP-2 REGULAR ALTA 39
LA-LC-1 REGULAR MODERADA 41
LA-LC-2 REGULAR ALTA 39
LA-LG-1 MALA ALTA 39
LA-LG-2 REGULAR ALTA 39
LA-P-1 REGULAR ALTA 41
LA-P-2 REGULAR ALTA 39
LA-P-3 REGULAR ALTA 39
LA-P-5 REGULAR MODERADA 39
PÑ-AA-1 REGULAR MODERADA 39
PÑ-P-1 BUENA MODERADA 29
PÑ-P-2 BUENA MODERADA 31
PÑ-P-3 REGULAR ALTA 41
SA-LH-1 REGULAR ALTA 35
SA-LH-2 REGULAR ALTA 39
SA-LP-1 REGULAR MODERADA 39
SA-LP-2 REGULAR MODERADA 39
SA-P-1 REGULAR MODERADA 39
91
SA-P-2 MALA ALTA 39
SA-P-3 MALA ALTA 39
SR-P-1 REGULAR MODERADA 39
Tabla 8. Resultados para las tres metodologías
2.2 MÉTODO DEL INDICE DE VULNERABILIDAD
2.2.1 RESULTADO TOTAL
7
29
5
# EDIFICACIONES
BUENAREGULARMALA
17%
71%
12%
% EDIFICACIONESBUENA REGULAR MALA
GRÁFICA 1. Resultado Total Numérico y en Porcentajes. Método del Índice de Vulnerabilidad
92
2.2.2 RESULTADOS POR ITEM
2.2.2.1 ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE
Organización del Sistema Resistente NÚMERO %A 7 17,07B 0 0,00C 34 82,93D 0 0,00
Tabla 9. Organización del Sistema Resistente. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D0
5
10
15
20
25
30
35
Organización del Sistema Resistente
NÚMERO
GRÁFICA 2. Organización del Sistema Resistente. Método del Índice de Vulnerabilidad
2.2.2.2 TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL
TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL NÚMERO %A 41 100B 0 0C 0 0D 0 0
Tabla 10. Tipología Estructural. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Tipología Estructural
NÚMERO
GRÁFICA 3. Tipología Estructural. Método del Índice de Vulnerabilidad
93
2.2.2.3 RESISTENCIA CONVENCIONAL
RESISTENCIA CONVENCIONAL NÚMERO %A 40 97,56B 0 0,00C 0 0,00D 1 2,44
Tabla 11. Resistencia Convencional. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D0
5
10
15
20
25
30
35
40
Resistencia Convencional
NÚMERO
GRÁFICA 4. Resistencia Convencional. Método del Índice de Vulnerabilidad
2.2.2.4 POSICIÓN DEL EDIFICIO Y CIMENTACIÓN
POSICIÓN DEL EDIFICIO Y CIMENTACIÓN NÚMERO %A 41 100B 0 0C 0 0D 0 0
Tabla 12. Posición del Edificio y Cimentación. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Posición del Edificio y Cimentación
NÚMERO
GRÁFICA 5. Posición del Edificio y Cimentación. Método del Índice de Vulnerabilidad
94
2.2.2.5 FORJADOS HORIZONTALES
FORJADOS HORIZONTALES NÚMERO %A 7 17,07B 0 0,00C 0 0,00D 34 82,93
Tabla 13. Forjados Horizontales. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D 0
5
10
15
20
25
30
35
Forjados Horizontales
NÚMERO
GRÁFICA 6. Forjados Horizontales. Método del Índice de Vulnerabilidad.
2.2.2.6 CONFIGURACIÓN EN PLANTA
CONFIGURACIÓN EN PLANTA NÚMERO %A 22 53,66B 3 7,32C 9 21,95D 7 17,07
Tabla 14. Configuración en Planta. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D0
5
10
15
20
25
Configuración en Planta
NÚMERO
GRÁFICA 7. Configuración en Planta. Método del Índice de Vulnerabilidad
95
2.2.2.7 CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN
CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN NÚMERO %A 41 100B 0 0C 0 0D 0 0
Tabla 15. Configuración en Elevación. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Configuración en Elevación
NÚMERO
GRÁFICA 8. Configuración en Elevación. Método del Índice de Vulnerabilidad
2.2.2.8 SEPARACIÓN MÁXIMA ENTRE MUROS
SEPARACIÓN MÁXIMA ENTRE MUROS NÚMERO %A 0 0,00B 0 0,00C 1 2,44D 40 97,56
Tabla 16. Separación Máxima entre Muros. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D0
5
10
15
20
25
30
35
40
Separación Máxima Entre Muros
NÚMERO
GRÁFICA 9. Separación Máxima entre Muros.
2.2.2.9 TIPO DE CUBIERTA
96
TIPO DE CUBIERTA NÚMERO %A 2 4,88B 39 95,12C 0 0,00D 0 0,00
Tabla 17. Tipo de Cubierta. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D0
5
10
15
20
25
30
35
40
Tipo de Cubierta
NÚMERO
GRÁFICA 10. Tipo de Cubierta. Método del Índice de Vulnerabilidad
2.2.2.10 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
ELEMENTOS NO ESTRCUTURALES NÚMEROS %A 11 26,83B 0 0,00C 30 73,17D 0 0,00
Tabla 18. Elementos No Estructurales. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D0
5
10
15
20
25
30
Elementos No Estructurales
NÚMEROS
GRÁFICA 11. Elementos No Estructurales. Método del Índice de Vulnerabilidad
2.2.2.11 ESTADO DE CONSERVACIÓN
ESTADO DE CONSERVACIÓN NÚMERO %A 9 21,95
97
B 24 58,54C 7 17,07D 1 2,44
Tabla 19. Estado de Conservación. Método del Índice de Vulnerabilidad
A B C D0
5
10
15
20
25
Estado de Conservación
NÚMERO
GRÁFICA 12. Estado de Conservación. Método del Índice de Vulnerabilidad
.3 MÉTODO DESARROLLADO POR PERALTA.
.3.1 RESULTADOS GENERALES
23
18
# EDIFICACIONES
MODERADAALTA
98
56%
44%
% EDIFICACIONES
MODERADA ALTA
GRÁFICA 13. Resultado Total Numérico y en Porcentaje. Método de Peralta.
.3.2 RESULTADOS POR ITEM
.3.2.1 ÉPOCA DE CONSTRUCCIÓN
EPOCA DE CONSTRUCCION NUMERO %ANTES DEL 1985 22 53,7DESPUES DEL 1998 14 34,1ENTRE 1985-1998 5 12,2
Tabla 20. Época de Construcción. Método de Peralta.
ANTES DEL 1985 ENTRE 1985-1998 DESPUES DEL 19980
5
10
15
20
25
Época de Construcción
NUMERO
GRÁFICA 14. Época de Construcción. Método de Peralta
2.3.2.2 SISTEMA ESTRUCTURAL
SISTEMA ESTRUCTURAL NUMERO %
99
CONFINADO 7 17,1SEMICONFINADO 15 36,6NO CONFINADO 19 46,3
Tabla 21. Sistema Estructural. Método de Peralta.
CONFINADO SEMICONFINADO NO CONFINADO0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Sistema Estructural
NUMERO
GRÁFICA 15. Sistema Estructural. Método de Peralta.
2.3.2.3 CONFIGURACIÓN EN PLANTA
CONFIGURACION EN PLANTA NUMERO %L<3a 40 97,56L>3a 1 2,44
Tabla 22. Configuración en Planta. Método de Peralta.
L<3a L>3a0
5
10
15
20
25
30
35
40
Configuración en Planta
NUMERO
GRÁFICA 16. Configuración en Planta. Método de Peralta
2.3.2.4 CONFIGURACIÓN EN ALTURA
CONFIGURACIÓN EN ALTURA NÚMERO %
100
REGULAR 32 78,05IRREGULAR 9 21,95
Tabla 23. Configuración en Altura. Método de Peralta.
REGULAR IRREGULAR0
5
10
15
20
25
30
35
Configuración en Altura
NÚMERO
GRÁFICA 17. Configuración en Altura. Método de Peralta
2.3.2.5 NÚMERO DE PISOS
NÚMERO DE PISOS NÚMERO %UN PISO 40 97,6DOS PISOS 1 2,4
Tabla 24. Número de Pisos. Método de Peralta.
UN PISO DOS PISOS0
5
10
15
20
25
30
35
40
Número de Pisos
NÚMERO
GRÁFICA 18. Número de Pisos
2.3.2.6 TIPO DE CUBIERTA
TIPO DE CUBIERTA NÚMERO %
101
ASBESTO-CEMENTO 41 100ZINC 0 0TEJA DE BARRO O LOZA MACIZA O ALIGERADA 0 0
Tabla 25. Tipo de Cubierta. Método de Peralta.
ASBESTO-CEMENTO ZINC TEJA DE BARRO O LOZA MACIZA O ALIGERADA
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Tipo de Cubierta
NÚMERO
GRÁFICA 19. Tipo de Cubierta. Método del Índice de Vulnerabilidad
2.3.2.7 CANTIDAD DE MUROS
CANTIDAD DE MUROS NÚMERO %CANTIDAD ÓPTIMA DE MUROS 0 0CANTIDAD ACEPTABLE DE MUROS 0 0CANTIDAD DEFICIENTE DE MUROS 41 100
Tabla 26. Cantidad de Muros. Método de Peralta.
CANTIDAD ÓPTIMA DE MUROS
CANTIDAD ACEPTABLE DE MUROS
CANTIDAD DEFICIENTE DE MUROS
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Cantidad de Muros
NÚMERO
GRÁFICA 20. Cantidad de Muros. Método de Peralta.
2.3.2.8 MATERIAL DE MUROS
102
MATERIAL DE MUROS NÚMERO %MAMPOSTERIA ADOBE Y MORTERO BARRO 0 0LADRILLO DE ARCILLA COCIDA (ARTESANAL) 0 0LADRILLO COCIDO Y BLOQUE (INDUSTRIAL) 41 100
Tabla 27. Material de Muros. Método de Peralta.
MAMPOSTERIA ADOBE Y
MORTER
O BARRO
LADRILL
O DE ARCILL
A COCIDA (ARTES
ANAL)
LADRILL
O COCIDO Y BLO
QUE (INDUSTR
IAL)
010203040
Material de Muros
NÚMERO
GRÁFICA 21. Material de Muros. Método de Peralta
2.3.2.9 ESPESOR DE MUROS
ESPESOR DE MUROS NÚMERO %<= 10 CM 14 34,15ENTRE 15 Y 40 CM 27 65,85> 40 CM 0 0
Tabla 28. Espesor de Muros. Método de Peralta.
<= 10 CM ENTRE 15 Y 40 CM > 40 CM0
5
10
15
20
25
30
Espesor de Muros
NÚMERO
GRÁFICA 22. Espesor de Muros. Método de Peralta
2.3.2.10 ALTURA DE MUROS
ALTURA DE MUROS NÚMERO %
103
ALTURA < 20*ESPESOR 19 46,34ALTURA > 20* ESPESOR 22 53,66
Tabla 29. Altura de Muros. Método de Peralta.
ALTURA < 20*ESPESOR ALTURA > 20* ESPESOR17.5
18
18.5
19
19.5
20
20.5
21
21.5
22
Altura de muros
NÚMERO
GRÁFICA 23. Altura de Muros. Método de Peralta
2.3.2.11 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES
ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES NÚMERO %ELEMENTOS SUSCEPTIBLES A CAERSE 41 100ELEMENTOS NO SUSCEPTIBLES A CAERSE 0 0
Tabla 30. Elementos No Estructurales. Método de Peralta.
ELEMENTOS SUSCEPTIBLES A CAERSE ELEMENTOS NO SUSCEPTIBLES A CAERSE
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Elementos no Estructurales
NÚMERO
GRÁFICA 24. Elementos No Estructurales. Método de Peralta
2.3.2.12 COEFICIENTE DE SITIO
COEFICIENTE DE SITIO NÚMERO %
104
S1 0 0S2/S3 41 100S4 0 0
Tabla 31. Coeficiente de Sitio. Método de Peralta.
S1 S2/S3 S40
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Coeficiente de Sitio
NÚMERO
GRÁFICA 25. Coeficiente de Sitio. Método de Peralta
2.3.2.13 TERRENO DE FUNDACIÓN
TERRENO DE FUNDACIÓN NÚMERO %SUELO FIRME 0 0SUELO INTERMEDIO 41 100SUELO BLANDO 0 0
Tabla 32. Terreno de Fundación. Método de Peralta.
SUELO FIRME SUELO INTERMEDIO SUELO BLANDO0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Terreno de Fundación
NÚMERO
GRÁFICA 26. Terreno de Fundación. Método de Peralta
2.3.2.14 POSICIÓN DEL EDIFICIO
105
POSICIÓN DEL EDIFICIO NÚMERO %PENDIENTE < 30% 41 100PENDIENTE ENTRE 30% Y 50% 0 0PENDIENTE MAYOR DEL 50% 0 0
Tabla 33. Posición del Edificio. Método de Peralta.
PENDIENTE < 30% PENDIENTE ENTRE 30% Y 50%
PENDIENTE MAYOR DEL 50%
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Posición del Edificio
NÚMERO
GRÁFICA 27. Posición del Edificio. Método de Peralta
2.3.2.15 ESTADO DE CONSERVACIÓN
ESTADO DE CONSERVACIÓN NÚMERO %BUENA 19 46,34REGULAR 13 31,71MALA 9 21,95
Tabla 34. Estado de Conservación. Método de Peralta.
BUENA REGULAR MALA0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Estado de conservación
NÚMERO
GRÁFICA 28. Estado de Conservación. Método de Peralta
.4 MÉTODO ESTRUCTURAL HVE
106
2.4.1 RESULTADOS GENERALES.
22
4
1 0.1
27
5
# Edificaciones
PUNTAJE 29 PUNTAJE 31 PUNTAJE 33 PUNTAJE 35 PUNTAJE 37 PUNTAJE 39 PUNTAJE 41
5%5%
10%2%0%
66%
12%
% Porcentaje PUNTAJE 29 PUNTAJE 31 PUNTAJE 33 PUNTAJE 35 PUNTAJE 37 PUNTAJE 39 PUNTAJE 41
GRÁFICA 29. Resultado Total Numérico y en Porcentaje. Método HVE.
2.4.2 RESULTADOS POR ITEM
2.4.2.1 TIPO DE EDIFICACIÓN
107
TIPO DE EDIFICACIÓN NÚMERO %M1,2 0 0M3,1 33 80,49M3,4 8 19,51M5 0 0
Tabla 35. Tipo de Edificación. Método HVE
M1,2 M3,1 M3,4 M50
5
10
15
20
25
30
35
Tipo de Edificación
NÚMERO
GRÁFICA 30. Tipo de Edificación. Método HVE.
2.4.2.2 MANTENIMIENTO
MANTENIMIENTOMANTENIMIENTO %
BUENO 5 12,20MALO 36 87,80
Tabla 36. Mantenimiento. Método HVE
BUENO MALO0
5
10
15
20
25
30
35
40
Mantenimiento
MANTENIMIENTO
GRÁFICA 31. Mantenimiento. Método HVE.
108
2.4.2.3 NÚMERO DE PISOS
NÚMERO DE PISOS NÚMERO %1 a 2 41 1003 a 5 0 0Más de 6 0 0
Tabla 37. Número de Pisos. Método HVE
1 a 2 3 a 5 Mas de 60
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Número de Pisos
NÚMERO
GRÁFICA 32. Número de Pisos. Método HVE.
2.4.2.4 PISO LIGERO
PISO LIGERONÚMERO %
SI 41 100NO 0 0
Tabla 38. Piso Ligero. Método HVE
SI NO0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Piso Ligero
NÚMERO
GRÁFICA 33. Piso Ligero. Método HVE.
109
2.4.2.5 IRREGULARIDAD EN PLANTA
IRREGULARIDAD EN PLANTA NÚMERO %SI 6 14,63NO 35 85,37
Tabla 39. Irregularidad en Planta. Método HVE
SI NO0
5
10
15
20
25
30
35
Irregularidad en Planta
NÚMERO
GRÁFICA 34. Irregularidad en Planta. Método HVE.
2.4.2.6 IRREGULARIDAD VERTICAL
IRREGULARIDAD VERTICAL NÚMERO %SI 0 0NO 41 100
Tabla 40. Irregularidad Vertical. Método HVE
SI NO0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Irregularidad vertical
NÚMERO
GRÁFICA 35. Irregularidad Vertical. Método HVE.
2.4.2.7 PISOS SOBREPUESTOS
110
PISOS SOBREPUESTOS NÚMERO %SI 0 0NO 41 100
Tabla 41. Pisos Sobrepuestos. Método HVE
SI NO0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Pisos Sobrepuestos
NÚMERO
GRÁFICA 36. Pisos Sobrepuestos. Método HVE.
2.4.2.8 TECHO PESADO
TECHO PESADO NÚMERO %SI 1 2,44NO 40 97,56
Tabla 42. Techo Pesado. Método HVE
SI NO0
5
10
15
20
25
30
35
40
Techo Pesado
NÚMERO
GRÁFICA 37. Techo Pesado. Método HVE.
2.4.2.9 INTERVENCIONES DE REFUERZO
INTERVENCIONES DE REFUERZO NÚMERO %SI 0 0
111
NO 41 100Tabla 43. Intervenciones de Refuerzo. Método HVE
SI NO0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Intervención de Refuerzo
NÚMERO
GRÁFICA 38. Intervención de Refuerzo. Método HVE.
2.4.2.10 PENDIENTE DEL SUELO
PENDIENTE DEL SUELO NÚMERO %SI 0 0NO 41 100
Tabla 44. Pendiente del Suelo. Método HVE
SI NO0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Pendiente
NÚMERO
GRÁFICA 39. Pendiente. Método HVE.
2.4.2.11. CONDICIÓN DEL SUELO
112
CONDICIÓN DEL SUELO NÚMERO %
A 0 0
B 0 0
C 41 100Tabla 45. Condición del Suelo. Método HVE
A B C 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Condición del Suelo
NÚMERO
GRÁFICA 40. Condición del Suelo. Método HVE.
3. ANALISIS DE RESULTADOS
Es necesario aclarar que los resultados obtenidos en el estudio de
vulnerabilidad sísmica de las edificaciones de la escuelas rurales del municipio
113
de Sincelejo (Zona Norte), se llevaron a cabo utilizando métodos cualitativos,
donde los resultados pueden ser afirmados o rectificados en la medida que se
realicen estudios con un grado mayor de detalle. Por lo tanto estos resultados
deben constituir una base importante para adelantar otros estudios que
permitan evaluar la vulnerabilidad de las construcciones rurales y urbanas en el
departamento de Sucre.
El conjunto de las edificaciones para un mismo evento sísmico, reaccionaran
en forma diferente frente a la intensidad que se presente, y teniendo en cuenta
que las edificaciones se encuentra alejadas hasta 16 kilómetros, las
intensidades sísmicas variarán de un sitio a otro y por ende el daño que
sufrirán.
De las 41 edificaciones analizadas se encontró que las más vulnerables son las
siguientes:
1. BV-P-1: Esta edificación se encuentran entre las más vulnerables,
obteniendo calificaciones altas en los tres métodos. Esto se explica por
su condición de edificio antiguo, que además se encuentra deteriorado
con grietas y signos de reparación superficial como la aplicación de
mortero en grietas de cierto tamaño y también que es irregular en planta.
La situación es preocupante ya que la mayoría de la población
estudiantil, además de la biblioteca y la oficina de docentes se haya
alojada allí.
Como se ve en la fotografía además de estos factores que hacen de
esta edificación muy vulnerable sísmicamente, las vigas superiores se
utilizan para colocar elementos que fácilmente puede caer en un evento
sísmico dañando al que se encuentre debajo de ellos, incluso llegando a
producirse pérdidas humanas.
114
Figura 30.Edificación BV-P-1
2. SA-P-2: También se encuentra en los tres métodos con puntajes altos y
la razón principal es que es una edificación muy antigua, sin embargo la
situación es preocupante ya que además de la parte de rectoría y oficina
de docentes, esta instalación se utiliza para la sala de informática. Por lo
cual pocas personas se encuentran en esta edificación a lo largo del día.
Sin embargo ya que el material de la institución se encuentra en esta
edificación, la funcionalidad de la institución se vería amenazada en
caso de un sismo.
Figura 31. Edificación SA-P-2
115
3. SA-P-3: Esta edificación sin duda es la que peor aspecto presenta, de
las 41 edificaciones y se encuentra entre los más altos puntajes de las
tres metodologías. Es preocupante que se siga impartiendo clases en
esta edificación; además de su conservación es una edificación muy
antigua como la anterior y no cumple ningún código sísmico.
Figura 32. Edificación SA-P-3
4. CP-LF-2: Sí bien esta estructura no se ve en tan mal estado como la
anterior, también se encuentra incluida en los puntajes más altos de las
tres metodologías, debido a que a pesar de que se encuentra pintada,
es la edificación más antigua de la institución y presenta numerosas
grietas, además de que sus muros no están confinados y sus aberturas
en los muros (puertas y ventanas) son bastante grandes.
Figura 33. Edificación CP-LF-2
116
Así mismo los resultados indican que las edificaciones menos vulnerables
dentro de las analizadas son las siguientes:
1. CP-BQ-1 y CP-BQ-2: Estas edificaciones son de construcción reciente y
fueron construidas bajo la normatividad sismo resistente vigente, con el
mismo diseño. Su apariencia es bastante buena y lo interesante en este
caso es que la edificación destinada a los baños construida en la misma
época ya es inservible. Los muros están confinados. Se encuentra con
puntajes bajos en las tres metodologías.
Figura 34. Edificación CP-BQ-2
2. PÑ-P-1 y PÑ-P-2: Estas edificaciones construidas por un convenio entre
PLAN internacional y FENAVIP (Federación Nacional para la Vivienda
Popular) son de construcción reciente y siguen un diseño moderno y único
en todas las edificaciones visitadas y según los planos consultados son la
primera etapa de un proyecto más grande que incluye otras edificaciones y
un proyecto de arborización. Sus muros son confinados y cuenta con un
techo elevado sostenido por una estructura metálica. Sin duda es diseño
actual y sismo resistente.
117
Figura 35. Edificaciones PÑ-P-1 y PÑ-P-2
3. CP-LF-3: Esta edificación también construida con dineros de una ONG
privada, es una edificación sencilla de mampostería confinada. Está muy
bien conservada ya que los docentes se han esmerado por cuidarla, ya
que según información obtenida en el lugar, el proceso de consecución
de estas edificaciones fue bastante escabroso. La edificación fue
construida con criterios sismo-resistentes. Se encuentra en las
calificaciones más bajas para los tres métodos
Figura 36. Edificación CP-LF-3
4. CP-P-8: Es similar a la anterior, ya que ambas fueron construidas con
recursos internacionales (por la misma ONG para el mismo periodo de
tiempo) y presentan muros hechos de ladrillo de arcilla confinados con
columnas y vigas reforzadas. Este bloque además de las aulas incluye
118
baños. La Edificación cumple con la normatividad sismo resistente por
ser de construcción reciente.
Figura 37. Edificación CP-P-8
El resto de las edificaciones, que son la mayoría no coinciden en los tres
métodos entre los puntajes más altos ni en los más bajos. Constituyen el
diseño clásico de la escuela rural, de un piso, techos de asbesto cemento y dos
aulas, cualquier plan de acción anti-sísmica debería contemplar sus refuerzos y
labores de mantenimiento, para proteger a la población estudiantil y preservar
su calidad de instalación pública al servicio de la comunidad, dada cualquier
emergencia.
3.1 COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS CON LOS TRES
MÉTODOS
Observando la gráfica de la página siguiente podemos observar un patrón
similar entre los métodos del Índice de Vulnerabilidad y el Método desarrollado
por Henry Peralta, la razón lógica a este hecho es que el método desarrollado
por Peralta tiene parámetros similares y un patrón de calificación semejantes al
Índice de Vulnerabilidad.
119
BV-BVT-
1
BV-P-1
BV-P-3
CP-BQ-2
CP-LF-2
CP-P-1
CP-P-3
CP-P-6
CP-P-1
0
DN-LM-2
LA-B
P-2
LA-LC
-2
LA-LG
-2
LA-P
-2
LA-P
-5
PÑ-P-1
PÑ-P-3
SA-LH
-2
SA-LP
-2
SA-P
-2
SR-P
-10
100
200
300
400
500
600
indice de vu...
Edificaciones
Pu
nta
je
Gráfica 41. Comparación de los puntajes obtenidos con las tres metodologías.
120
Debido a que el método HVE cuenta con un número inferior de parámetros y le
asigna un valor importante a uno de ellos (el factor básico basado en el tipo de
edificación) con diferencias mínimas para los diferentes tipos de mampostería.
En nuestra zona la diferencia máxima es de 6 puntos entre los dos tipos de
mampostería que se encuentran para el método HVE.
Como se observa en la tabla para los valores más altos de cada método
existen 3 coincidencias, de entre los siete valores más altos para cada método;
mientras que existen 6 coincidencias, de entre los siete valores más bajos para
cada método.
CODIGO INDICE PERALTA HVE CODIGO INDICE PERALTA HVE
BV-BVT-1 107,5 310 39 CP-P-1 107,5 310 39
BV-BVT-2 120 355 39 CP-P-2 107,5 335 39
BV-P-1 170 520 41 CP-P-3 110 425 39
BV-P-2 130 335 39 CP-P-4 130 335 41
BV-P-3 107,5 310 39 CP-P-6 26,25 295 33
CP-BQ-1 38,75 270 33 CP-P-8 38,75 250 33
CP-BQ-2 38,75 270 33 CP-P-10 102,5 315 39
CP-LF-1 102,5 360 31 DN-LM-1 140 335 39
CP-LF-2 160 425 39 DN-LM-2 150 380 39
CP-LF-3 38,75 250 29 LA-BP-1 107,5 310 39
LA-BP-2 107,5 380 39 PÑ-P-1 33,75 270 29
LA-LC-1 107,5 335 41 PÑ-P-2 33,75 225 31
LA-LC-2 120 380 39 PÑ-P-3 127,5 430 41
LA-LG-1 153,75 430 39 SA-LH-1 110 400 35
LA-LG-2 127,5 360 39 SA-LH-2 107,5 380 39
LA-P-1 113,75 355 41 SA-LP-1 107,5 310 39
LA-P-2 96,25 380 39 SA-LP-2 107,5 285 39
LA-P-3 123,5 380 39 SA-P-1 130 335 39
LA-P-5 121,25 360 39 SA-P-2 160 430 39
PÑ-AA-1 127,5 360 39 SA-P-3 170 430 39
SR-P-1 140 335 39Tabla 46. Puntajes Más Altos y Más Bajos en Cada Método
Edificaciones con Puntaje Más Alto
Edificaciones con Puntaje Más Bajo
3.2 PANORAMA GENERAL DE LAS EDIFICACIONES ANALIZADAS
121
3.2.1 DE ACUERDO AL MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD
De acuerdo a este método el panorama no es nada alentador de 41
edificaciones solo 7 (el 17%) obtuvieron una calificación de “BUENA” y de las
34 restantes 5 llegaron hasta la calificación “MALA”. Por lo que de acuerdo a
esta metodología estas edificaciones requieren un estudio más profundo de los
parámetros estructurales y no estructurales que juegan un papel importante en
el comportamiento sísmico de las estructuras analizadas.
3.2.2 DE ACUERDO AL MÉTODO DESARROLLADO POR PERALTA
De acuerdo al método desarrollado por Peralta, todas las edificaciones son
vulnerables, donde el 44% (18 edificaciones) se consideran como de alta
vulnerabilidad. En comparación con el método anterior, este es más estricto, lo
cual es lógico teniendo en cuenta, de que a pesar de que su autor dice que es
un método aplicable en cualquier sitio, para edificaciones de mampostería, su
aplicación inicial era para edificaciones situadas en la ciudad de Cali, ciudad
con una amenaza sísmica alta.
Sin embargo al igual que el método anterior nos indica cuales son las
edificaciones más dañadas y que necesitan análisis más profundos.
3.2.3 DE ACUERDO AL MÉTODO ESTRUCTURAL HVE
Ya que este método considera la vulnerabilidad como función de la intensidad
se observa que todas las edificaciones, de acuerdo a esta metodología, tienen
una vulnerabilidad sísmica baja si las intensidades son menores a 6 en la
escala macrosismica europea (EMS-98). Las edificaciones con vulnerabilidad
sísmica más alta (41) son las que este método considera que poseen una
vulnerabilidad baja para intensidades menores o iguales a 6 en la escala de
EMS-98. Las edificaciones con calificaciones de 33, 35 y 39, de acuerdo a este
método tienen una vulnerabilidad sísmica baja hasta intensidades de 7, para
las edificaciones con calificación de 29 y 31 son de vulnerabilidad baja hasta
una intensidad de 6. Estos resultados se explican por el hecho de que las
122
edificaciones son menores de 3 pisos y a que existe una uniformidad en las
calificaciones de los parámetros que este método califica.
Sin embargo de los tres métodos, este es el único que dice que si las
intensidades no son altas, el peligro es mínimo. A pesar del pésimo estado de
algunas de las edificaciones.
3.3 DE ACUERDO A LOS PARÁMETROS DE LOS MÉTODOS
3.3.1 MÉTODO DEL INDICE DE VULNERABILIDAD
3.3.1.1 TIPO Y ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE: Se observó
que el 17.07% de las edificaciones fueron construidas de acuerdo con las
normativas sismo resistentes, bajando así su grado de vulnerabilidad, ya que
corresponden a la categoría A bajando así su grado de vulnerabilidad, ya que
corresponden a la categoría A que da un valor de cero (0) y el 82.93% (34) de
las edificaciones corresponden a la categoría C que aumenta su grado de
vulnerabilidad.
3.3.1.2 CALIDAD DEL SISTEMA RESISTENTE: Todas las edificaciones (41)
están construidas con bloques y ladrillos de buena calidad con unidades
homogéneas y de tamaño constantes a lo largo de todo el panel existiendo
ligamento, disminuyendo así la vulnerabilidad.
3.3.1.3 RESISTENCIA CONVENCIONAL: Por lo menos el 97.56% (40) de las
edificaciones presenta un valor de A, indicando un comportamiento de
estructura ortogonal cerrada tipo cajón, disminuyendo así su grado de
vulnerabilidad, la edificación faltante presenta un valor de D, por lo cual su
vulnerabilidad aumenta.
3.3.1.4 POSICION DEL EDIFCIO Y CIMENTACIÓN: Se identificó que el 100%
de las edificaciones están localizadas en terreno con pendiente que no
exceden el 10% y con todo el plano de cimentación a una misma cota,
descartándose así empujes no desequilibrados, por lo que su grado de
123
vulnerabilidad disminuye.
3.3.1.5 FORJADOS HORIZONTALES: Aquí el 17.07% de las edificaciones son
confinadas, disminuyendo así su vulnerabilidad, ya que le corresponde la clase
A y el 82.93% de las edificaciones son semiconfinadas y no confinadas
generando así un grado E, que corresponde a una vulnerabilidad muy alta..
3.3.1.6 CONFIGURACIÓN EN PLANTA: Alrededor del 53.66% de las
edificaciones presenta buena regularidad en planta tomando la clase A, el
7.32% de las edificaciones presenta poca regularidad en planta tomando así la
clase B disminuyendo así su vulnerabilidad, el 21.95% de las edificaciones
presenta irregularidad en planta tomando así la clase C y el 17.07% de las
edificaciones presenta irregularidad tomando así su clase C y generando
consigo una alta vulnerabilidad.
3.3.1.7 CONFIGURACION EN ELEVACION: Todas las edificaciones no
presentan configuración en altura (100%), ya que ninguna de ellas tiene
torretas ni porches generando consigo un grado de vulnerabilidad baja.
3.3.1.8 ESPACIAMIENTO MAXIMO ENTRE MUROS: Alrededor del 97.56% de
las edificaciones presenta un espaciamiento máximo de muros con valores de
L/S > 25 por lo que toman la clase D, lo que aumenta su vulnerabilidad y el
2.44% de las edificaciones presenta un espaciamiento máximo entre muros con
valores entre 18 y 25 para L/S; lo cual disminuye su vulnerabilidad.
3.3.1.9 TIPO DE CUBIERTA: El 95.12% de las edificaciones presenta cubierta
tipo B que es estable y bien conectad a los paneles de mampostería y el
4.88% de las estructuras presenta cubierta tipo A que es estable con viga
cumbrera y de soporte por lo que la vulnerabilidad es baja.
3.3.1.10 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES: Se observó que el 26.83% de
las estructuras no presenta cornisas, parapetos, ni balcones clasificando en la
clase A o B lo que reduce su vulnerabilidad y el 73.17% de las estructuras
entran en la clase C, que presentan elementos externos a las estructura
124
aumentando así su vulnerabilidad.
3.3.1.11 ESTADO DE CONSERVACIÓN: El 21.95% de las edificaciones
presentan los paneles en buenas condiciones entrando así en la clase A y
reduciendo su vulnerabilidad, el 58.54% presenta los paneles con
agrietamiento tipo capilar no extendido en todo el panel calificando así en la
clase B aumentando así un poco de vulnerabilidad, el 17.07% de las
edificaciones presenta paneles con grietas de mediano espesor entre 2mm y
3mm clasificando así en la clase C, generando un aumento de la vulnerabilidad
y el 2.44% de las edificaciones presenta paneles con gran deterioro en las
características físicas de los materiales de construcción y con agrietamiento
mayor a 3mm clasificando así en la clase D con una vulnerabilidad alta.
3.3.2 MÉTODO DESARROLLADO POR PERALTA
Los resultados de la NRS-98 muestran que el 65.9%(27 edificaciones) de las
edificaciones fueron construidas antes de 1998, lo cual se corresponde con el
82.92% (34 edificaciones) de edificaciones con sistema estructural no
confinado, pues las edificaciones se construyeron antes de que la norma sismo
resistente se convirtieran en tema de consulta obligatorio para el gremio de la
construcción. La fecha de construcciones es una de las principales causas de
la vulnerabilidad de las edificaciones, pues antes de 1998 y a pesar de que
existía evidencia de la importancia del confinamiento en las estructuras, estas
no eran utilizadas.
Los resultados del método de vulnerabilidad con la Norma Sismo resistente del
98 (Peralta Buritacá, Henry) muestran que el 43.9% (18 edificaciones) de las
edificaciones tienen vulnerabilidad alta y 56.097% (23 edificaciones) presentan
vulnerabilidad moderada. Estos resultados comparados con los del método del
índice vulnerabilidad (75.61% de las edificaciones tienen vulnerabilidad media),
nos muestran que muchas de las edificaciones que son
calificadas con vulnerabilidad media en el mencionado método, les
corresponde un valor de vulnerabilidad alta en este método.
125
Analizando cada ítem del método de la Norma Sismo resistente de 1998
se presenta lo siguiente:
3.3.2.1 ÉPOCA DE CONSTRUCCIÓN: Los resultados muestran que el 56.1%
de las edificaciones fueron construidas antes de 1985 (23 edificaciones), el
9.8% entre 1985-1998 (4 edificaciones) y el 34.1% después de 1998. Estos
resultados nos indican que el 65.9 % de las edificaciones fueron construidas
antes de 1998, de ahí que el 82.9% de los sistemas estructurales no son
confinados. Antes de 1998 y a pesar de que existir una norma sobre el
confinamiento de la mampostería, esta no se realizaba, pues no existía
un convencimiento de la importancia de los sistemas confinados.
Sin embargo hay una diferencia del 17 % entre los dos indicadores lo
cual muestra que a pesar de que el 34.1 % de las edificaciones fueron
construidas después de 1998, solo la mitad de las edificaciones
construidas después de 1998 son confinadas. El hecho de que se
continúe construyendo después del año de 1998 sin tener en cuenta la
Norma Sismo resistente es preocupante, pues si las alcaldías son las
encargadas de hacer cumplir las normas de construcciones no se
justifica que estas autoridades las incumplan en sus construcciones.
3.3.2.2 SISTEMA ESTRUCTURAL: El 82.9 % de las edificaciones tienen un
sistema estructura no confinado y el 17.1% es confinado. Algunas
edificaciones que se podrían considerar semiconfinado, fueron clasificadas
como no confinadas, pues no tienen una continuidad en el semiconfinamiento.
Además de considerar lo dicho sobre este ítems por el método del
índice de vulnerabilidad que no considera el semiconfinamiento si este
no se cumple para toda la edificación. Estos resultados son los
esperados para estas edificaciones que fueron construidas sin tener en
cuenta los principios de la norma sismo resistente de 1998, debido a
que fueron construidas antes de 1998 o que fueron construidas después
de 1998, pero sin cumplir la normatividad
3.3.2.3 CONFIGURACIÓN EN PLANTA: El 97.56 % de las edificaciones tiene
una forma regular lo cual es lo esperados, pues estas edificaciones debido a
limitantes económicas se construyen en las formas más simples posibles, pues
126
las entidades públicas no cuentan con presupuestos para hacer edificaciones
con formas más complejas.
3.3.2.4 CONFIGURACIÓN EN ALTURA: El 78.05 % de las edificaciones tiene
una forma regular en altura y 21.95 % es irregular en altura. El porcentaje de
las edificaciones con forma regular es del 78.05 %, pues lo que se busca con
las construcciones de las escuelas es que estas tengan formas simples,
para bajar costos de construcción.
3.3.2.5 NÚMERO DE PISOS: El 97.6% de las edificaciones son de un piso. Lo
cual es lo esperados en las áreas rurales donde debido a las tradiciones y
costumbres de la zona no justifican la construcción de edificios de dos pisos,
pues hay suficiente espacio para construir horizontalmente, además de que los
costos y complejidad de las construcciones hacen muchas veces
inviables estas estructuras.
3.3.2.6 TIPO DE CUBIERTA: El 100 % de las edificaciones tiene cubierta tipo
asbesto-cemento, debido a que este material es el más popular de la zona,
pues es económico, duradero y tiene características que lo hacen adecuado en
el clima caliente.
3.3.2.7 CANTIDAD DE MUROS: El 100% de las edificaciones tiene cantidad
deficiente de muros debido a que no cumple con el titulo E de la norma sismo
resistente de 1998, que exige que los muros deben estar confinados en una
cantidad mínima en los ejes x e y. Además de no tener áreas huecas. Esto no
lo cumple ninguna edificación, pues generalmente este título es desconocido
por ingenieros y técnicos de la construcción.
3.3.2.8 MATERIAL DE MURO: El 100% de los materiales de la construcción
utilizado son ladrillo cocido y bloques de cemento-arena, lo cual es lo esperado
en la zona, pues estos materiales han sido utilizados tradicionalmente en la
zona por la buena calidad de los mismos, ya que en la región no se
desarrollo fabricas artesanales de materiales para muros, por lo cual
no hay ladrillos de arcilla artesanal y y adobe y mortero de barro
3.3.2.9 ESPESOR DE MUROS: El 34.15 % de los muros tiene menos de 10 cm
de espesor, el 65.85 % entre 15-40 cm. Estos resultados corresponden a los
127
dos tipos de bloques utilizados en la zona el de 10 cm y e 15 cm. El más
utilizado actualmente es el de 10 cm y el más utilizado antiguamente es el de
15 cm.
3.3.2.10 ALTURA DE MURO: El 46.34 % de las edificaciones tiene altura
menor a 20 veces el espesor de muro (altura deficiente) y el 53.66% tiene
altura mayor a 20 veces el espesor de muro (altura optima). Este resultado
arroja que este factor debido a las características climáticas de la
zona se busca un buen volumen de ventilación lo cual influye
negativamente en la vulnerabilidad al aumentar la altura de muros.
3.3.2.11 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES: El 100% de las edificaciones
tiene elementos no estructurales susceptibles a caer como ventiladores,
televisores, cables, repisas, tableros, etc. Debido que estos no se amarran de
forma adecuada
3.3.2.12 COEFICIENTE DE SITIO: El 100% de las edificaciones pertenece al
tipo de suelo S3. Lo anterior se determino de esta forma, pues no se cuenta
con estudios geotécnicos de toda la zona que permitan determinar esto y la
norma recomienda que cuando esto se desconoce se toma el coeficiente de
sitio de un suelo S3.
3.3.2.13 TERRENO DE FUNDACIÓN: El 100 % de las edificaciones esta en
suelo intermedio que corresponde a una edificación cimentada sobre rocas
sedimentarias de mediana dureza o sobre suelos arcillosos. La zona del
estudio está conformada por roca sedimentarias en su mayoría areniscas y
suelos arcillosos de consistencia dura y es sobre estos dos tipos de terrenos de
cimentación sobre los que se encuentran las edificaciones
3.3.2.14 POSICIÓN DEL EDIFICIO: El 100 % de las edificaciones tiene
pendientes menor del 30%, pues las escuelas estar asentadas en terrenos de
pendientes que no sobrepasan el 4%.
3.3.2.15 ESTADO DE CONSERVACIÓN: El 46.34 % de las edificaciones está
en buen estado, el 31.71% está en regular estado y el 21.95 % en mal estado.
Lo anterior se debe a que muchas de estas escuelas nunca se les ha hecho
128
mantenimiento desde su construcción y las bien conservadas no son muy
antiguas
3.3.3 MÉTODO ESTRUCTURAL HVE
3.3.3.1 TIPO DE EDIFICACIÓN: De las cuatro tipos de edificaciones de
mampostería que reconoce el método, en las edificaciones analizadas solo se
encontraron de dos tipos: las M3,1 con el mayor porcentaje, 80.49% y las M3,4
con el 19.51%. No existen ni edificaciones con mampostería reforzada, ni
edificaciones construidas en mampostería en piedra. Solo las edificaciones
más recientes se clasifican como M5, debido que sus muros se encuentran
confinados. El resto de edificaciones cuyos muros no se encuentran confinados
se clasifican como M3,1.
3.3.3.2 MANTENIMIENTO: Las edificaciones nuevas son a las que se les ha
asignado un mantenimiento bueno y solo constituyen el 12.2% de las
edificaciones, al resto no se les hace mantenimiento casi que de ningún tipo,
solo en ocasionas se curan las grietas y se pintan, pero no constituye un
mantenimiento estructural integral.
3.3.3.3 NÚMERO DE PISOS: Todas las edificaciones (100%) son menores de
3 pisos lo cual es explicable por la cantidad de alumnos, los recursos limitados
y el espacio disponible.
3.3.3.4 PISO LIGERO: Ya que 40 de las 41 edificaciones analizadas son de un
piso y que la única edificación de dos plantas tiene continuidad estructural. El
100% de las edificaciones no tienen pisos ligeros.
3.3.3.5 IRREGULARIDAD EN PLANTA: El 85.37% de las edificaciones son
regulares en planta lo cual se explica a que la mayoría de las edificaciones
siguen el mismo diseño rectangular en planta, solo algunas de las más
antiguas o de las más recientes cambian el diseño y son irregulares.
3.3.3.6 IRREGULARIDAD VERTICAL: Como 40 de las 41 edificaciones son de
129
un piso, y la única edificación de dos pisos el area de la primera planta es igual
a la de la segunda y tienen una altura similar, el 100% de las edificaciones son
regulares verticalmente, según este método.
3.3.3.7 PISOS SOBREPUESTOS: Ya que ninguna de las edificaciones posee
una placa superior sobre la cual sea posible construir, ninguna es capaz de
sostener un piso sobrepuesto, por tanto el 100% de las edificaciones carece de
ellos.
3.3.3.8 TECHO PESADO: Solo la edificación de dos plantas, cuyo techo es una
placa de concreto se considera como una edificación con techo pesado, esa
edificación constituye el 2.44% de las edificaciones, el resto tiene cubiertas de
asbesto cemento.
3.3.3.9. INTERVENCIONES DE REFUERZO: A ninguna de las edificaciones se
les ha realizado jamás una intervención de refuerzo, tal vez las edificaciones
nuevas por provenir de recursos de Organizaciones No Gubernamentales,
puedan llegar a ser intervenidas en caso de que sea necesario. El 100% de las
edificaciones no tiene intervenciones de refuerzo.
3.3.3.10 PENDIENTE: Todas las edificaciones (100%) se encuentran en
terrenos relativamente planos, con pendientes inferiores al 20% que es lo que
este método estipula.
3.3.3.11 CONDICIÓN DEL SUELO: Obedeciendo la recomendación del FEMA,
en el cual se baso este método se le asigno una calificación media-baja que
correspondería a un valor entre B y C (+1), a todas la edificaciones analizadas,
por carecer de estudios geotécnicos.
5. CONCLUSIONES
130
El panorama general de las edificaciones analizadas es bastante desalentador
debido a que son muy pocas las edificaciones que soportarían un sismo sin
colapsar, lo cual pone en riesgo la vida de las personas que se encuentren
dentro de ellas, en su mayoría menores de edad, sí el sismo se presenta en las
horas de la mañana, que es la jornada donde se concentra la mayoría de la
población escolar en la zona rural del Municipio de Sincelejo.
Las edificaciones de las escuelas son de baja complejidad en su forma debido a
que los presupuestos que se manejan en construcción de escuelas rurales son
mínimos. Esto hace menos vulnerable las edificaciones; por otro lado no se
han realizado esfuerzos para la protección y recuperación de las
edificaciones, pues muchas edificaciones tienden a deteriorarse por el paso
de los años, trayendo como consecuencia el aumento de la vulnerabilidad.
Las escuelas rurales de la zona Noroccidental de Sincelejo presentan una
vulnerabilidad por origen debido a que la mayoría de las edificaciones se
construyeron con técnicas que no consideraban la sismo resistencia para su
estructuración, así mismo, ha existido una vulnerabilidad progresiva debido
al deterioro de las estructuras. La causa más común de vulnerabilidad
sísmica, es la falta de confinamiento en muros, la cual ocasiona daños
graves en edificaciones durante los sismos. Por lo tanto, es muy probable
que si ocurren movimientos con condiciones e intensidades similares, se
presenten este tipo de daños en las edificaciones de las escuelas rurales
del noroccidente de Sincelejo.
El método desarrollado por Peralta, debido a que considera más parámetros y
todos tienen un peso igual a los otros restringe mas los resultados; El método
estructural HVE, debido a que considera pocos parámetros y a su forma de
calificación de los mismos, genera resultados muy cercanos para todas las
edificaciones; El método del Índice de Vulnerabilidad generó resultados más
diversificados que los resultados obtenidos en mediante las otras dos
metodologías, por lo cual indica que es el más completo y adecuado para las
edificaciones de mampostería de la zona rural del Municipio de Sincelejo.
6. RECOMENDACIONES
131
Ampliar el universo de edificaciones: Debido a que la metodología
desarrollada para la estimación de la vulnerabilidad sísmica de las
edificaciones de las escuelas del noroccidente de las zonas rurales de
Sincelejo fue diseñada para ser aplicada a gran escala es pertinente
que se realicen estudios de vulnerabilidad en centros médicos rurales y
en las iglesias presentando un especial interés estas edificaciones
destinadas para albergar a un gran número de personas, esto de
acuerdo con lo estipulado en la Norma Colombiana de Diseño y
Construcción Sismo resistente NSR-98 (Capitulo A-10 "Edificaciones
Construidas Antes de La vigencia de la Presente Versión del
Reglamento").
Refinamiento del estudio de vulnerabilidad sísmica: Debido a que
el método utilizado para el diagnóstico de la vulnerabilidad sísmica
de las edificaciones de 1 y 2 piso de las escuelas del noroccidente
de las zonas rurales de Sincelejo , está basado en apreciaciones
subjetivas, se recomienda a partir de los resultados obtenidos en este
estudio como una primera aproximación, desarrollar trabajos con
un mayor grado de detalle y refinamiento, a las edificaciones
prioritarias que componen la zona rural noroccidental de Sincelejo , en
donde se involucren ensayos de laboratorio de materiales y
modelamiento de las estructuras de estas edificaciones, con el
fin de evaluar con precisión los parámetros físicos que las hacen
vulnerables y de esta manera plantear propuestas de reforzamiento.
Evaluar la vulnerabilidad sísmica de las líneas vitales: Se
recomienda realizar estudios de evaluación de vulnerabilidad sísmicas
de las líneas vitales como las redes de acueducto,
alcantarillado, energía teléfono etc.
Herramientas para la planificación: Con relación a los resultados
propios de este proyecto estos deben servir como una herramienta
para la planificación, así como una base para diseñar y promover
programas de prevención de desastres mediante la intervención de la
vulnerabilidad, preparativos, campañas educativas y de información
pública.
En cuanto a las edificaciones:
132
Las edificaciones que no poseen confinamiento podrían confinarse
para disminuir esta que es la principal causa de vulnerabilidad
sísmica. Esto se puede hacer de forma simple haciendo columnas
y vigas que confinen las paredes.
Se debe capacitar y concientizar a los maestros de obra sobre las
implicaciones que tiene la construcción de edificios que no cumplan
la norma sismo resistente.
La Secretaria de planeación debe velar por el cumplimiento de la
NSR-98 en el área urbana y rural.
Se debe realizar un plan de mejoramiento de las escuelas rurales
con base al estudio realizado el cual podría ser financiado por el
Ministerio de educación, la UNESCO, la alcaldía de Sincelejo y la
gobernación de Sucre.
7. BIBLIOGRAFÍA
133
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