VULNERABILIDAD SISMICA DE EDIFICACIONES EDUCATIVAS

7/29/2019 VULNERABILIDAD SISMICA DE EDIFICACIONES EDUCATIVAS

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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERA

ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS

MRIDA-VENEZUELA

VULNERABILIDAD SSMICA DE EDIFICACIONES EDUCACIONALES BASADA ENEL DESEMPEO. UN CASO DE ESTUDIO: LICEO BOLIVARIANO EJIDO,MUNICIPIO CAMPO ELAS, EJIDO, ESTADO MRIDA.

Br. Yuzmary Vanessa Canela Goyo

C.I.: V-17.894.967

Tutor: Prof. Pedro J. Montilla M.

C. I.: 5.348.280

Trabajo presentado como requisito parcial para optar al ttulo de Ingeniero Civil

(INFORME DE AVANCEPRIMER PERODO)

Abril, 2012.


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INTRODUCCION

La vulnerabilidad ssmica de edificaciones educacionales se ha convertido en un tema degran preocupacin actual a nivel mundial. Debido a su carcter, uso e importancia son

consideradas como instalaciones esenciales, porque all se alberga un nmero importante de nios

y adolescentes, a los cuales se les exige asistencia obligatoria por prolongados periodos de tiempo

diarios, corriendo de esta manera, dependiendo de la vulnerabilidad estructural y de la amenaza

ssmica en la zona de asentamiento de la edificacin sede, grandes riesgos ante la ocurrencia de

movimientos ssmicos en ese lapso. Las edificaciones educacionales construidas en nuestro pas

entre los aos setenta a ochenta, distribuidas como edificaciones modelo por todo el territorio

nacional, fueron diseadas con las normativas vigentes para la poca del Ministerio de Obras

Pblicas (MOP).

Tomando en cuenta que estas edificaciones educacionales modelo de la dcada de los

setenta, en el pasado reciente, durante la ocurrencia de sismos fuertes en el pas, han tenido un

comportamiento ssmico deficiente y que actualmente dichas edificaciones siguen en

funcionamiento, sin que hasta el presente hayan sido objeto de intervencin alguna, genera gran

preocupacin en la comunidad tcnica y cientfica, preocupacin que se incrementa con el paso

del tiempo, especialmente por los avances tecnolgicos y en investigaciones de la Ingeniera,

tanto Estructural como Sismorresistente, y las evidencias y lecciones a nivel mundial que han

dejado los terremotos del pasado que ocasionaron daos de incalculables prdidas, tanto humanas

como materiales, con alto impacto en edificaciones con escaso, bajo o deficiente diseo

sismorresistente y por consiguiente, inadecuado desempeo ssmico. As qued demostrado para

nuestro pas, durante la ocurrencia del Terremoto de Cariaco del 9 Julio de 1997 (Ms=6,8), con

epicentro entre las poblaciones de Cariaco y Casanay, Estado Sucre, Venezuela, que derrumbcuatro edificaciones educacionales, provocando la muerte de 23 personas entre estudiantes y

profesores. Las edificaciones derrumbadas corresponden a dos tipologas bien definidas, las

cuales colapsaron totalmente (Lpez et al., 2004).


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En particular, el Liceo Raimundo Martnez Centeno (LRMC) estaba constituido por dos

mdulos similares e independientes, con configuracin en planta en forma de C y separados

por una junta de construccin. Ambos mdulos unidos dan la apariencia de una planta

rectangular anular (Figura 1). Un mdulo tena tres pisos y al otro se le agreg un piso adicionalen una pequea zona (Lpez et al., 2004). Su comportamiento durante el sismo fue fatal, ya que

colapso con el desplome de los dos edificios dejando as 18 estudiantes muertos. La edificacin

del LRMC, por ser una edificacin modelo a construir en el pas durante la dcadas de los setenta

y los ochenta, tiene una configuracin muy similar a la del Liceo Bolivariano Ejido, an

cuando, la edificacin fue construida en un nico mdulo, por lo que no tiene junta de dilatacin

(Figura 2). Se decidi analizar la Vulnerabilidad Ssmica, basada en el desempeo, de este liceo por

las razones dadas anteriormente y por ser una edificacin tipo, con caractersticas arquitectnicas

y estructurales similares al LRMC, y por el hecho que esta edificacin educacional ha venido

presentando problemas de comportamiento estructural para las cargas verticales de servicio,

situacin que, eventualmente, pudiera representar evidencia de una mayor vulnerabilidad.

El Liceo Bolivariano Ejido, est ubicado en el Municipio Campo Elas, Ejido, Estado

Mrida, fue proyectado en el ao 1970, con modificaciones agregadas para el ao 1974,

relacionadas con la resistencia del Acero, aumento del macizado y disminucin de la longitud de

volado del nervio en losas de entrepiso; proyecto a cargo de la Direccin de Edificios del MOP,

designado como EDUCACION BASICA PARA 1440 ALUMNOS-TIPO 1974, en el que se

consider el estado Mrida como Zona Ssmica Tipo 3 y, muy posiblemente, su construccin se

ejecut entre los aos 1974 y 1975, ya que la inauguracin y entrada en funcionamientofue en el

ao 1975, por lo que, hasta ahora tiene treinta y siete (37) aos de servicio ininterrumpido.

Actualmente, esta edificacin es considerada, segn la Norma Venezolana para Edificaciones

Sismorresistentes vigente COVENIN 1756-2001, como:

GRUPO A: Edificaciones que albergan instalaciones esenciales, de funcionamiento vital

en condiciones de emergencia o cuya falla pueda dar lugar a cuantiosas prdidas humanas

o econmicas.

Zona Ssmica: 5 (cinco).


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Tipo I: Prticos, cuyos ejes de columnas se mantengan continuos hasta la fundacin.

ND3: Requiere la aplicacin de todos los requisitos adicionales para el diseo en zonas

ssmicas establecidos en las Normas COVENINMINDUR.

Como se plantea, el Liceo Bolivariano Ejido es una edificacin educacional de gran

importancia para la poblacin de Ejido y el estado Mrida, ya que presenta una elevada

utilizacin, albergando una poblacin estudiantil de novecientos cincuenta (950) alumnos. En la

sede del Liceo, en horario Nocturno, funciona el Liceo Nocturno Ejido de una poblacin

estudiantil aproximada de quinientos sesenta y nueve (569) alumnos, como tambin en esta

misma sede, desde hace aproximadamente un (1) ao, funciona, los fines de semana, la Misin

Sucre, con una poblacin estudiantil de doscientos (200) estudiantes, es decir, en la edificacinsede del Liceo Bolivariano Ejido existe una matrcula de mil setecientos diecinueve (1.719)

estudiantes, que habitan las instalaciones del Liceo todos los das de la semana y en todos los

horarios; por tanto, es de vital importancia llevar a cabo todo los objetivos planteados para el

Trabajo de Grado, para lograr de manera eficiente y racional resultados, lo ms acertados y

cercanos a la realidad posible, fundamentados en la investigacin cientfica que sirvan de soporte

a las mejoras o intervencin futura del sistema estructural de la edificacin sede del Liceo

Bolivariano Ejido, con miras a su rehabilitacin para propiciar un adecuado comportamiento

ante las excitaciones ssmicas ms probables en la regin, ya que la zona de asentamiento de esta

edificacin pertenece a los Andes Venezolanos, regin de alta amenaza ssmica, adicionalmente,

evitar de esta manera futuras prdidas importantes de vidas humanas y materiales.

Este documento se presenta como Informe de Avance del Trabajo de Grado I, Perodo o

Fase I, del Trabajo de Grado formal que constituye requisito parcial para optar al Ttulo de

Ingeniero Civil de la Repblica Bolivariana de Venezuela, el cual continua en curso para ser

presentado de forma definitiva, al culminar el actual semestre A-2012, con el Trabajo de GradoII, cuya conclusin presenta muy buenos pronsticos para terminar en el lapso planteado.


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Figura 1. Planta del primer piso del Liceo Raimundo Martnez Centeno. Dimensiones en metros.

Figura 2. Planta del primer piso del Liceo Bolivariano Ejido. Dimensiones en metros.


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UBICACIN GEOGRFICA Y DESCRIPCION DEL LICEO BOLIVARIANO EJIDO

El Liceo Bolivariano Ejido se encuentra ubicado al Sur del estado Mrida,

especficamente en la poblacin de Ejido, Avenida 25 de Noviembre, diagonal al Instituto

Universitario Tecnolgico de Ejido, IUTE, Parroquia Montalbn, Municipio Campo Elas, estado

Mrida, Venezuela (Figura 3).

Se trata de una edificacin educacional de construccin tradicional, constituida por un

sistema estructural de prticos ortogonales de concreto armado, consta de un nico mdulo de

forma rectangular simtrica, con una abertura central, cuenta con cinco (5) tramos en la direccin

transversal, para seis (6) ejes de columnas, correspondientes a la fachada principal, y seis (6)

tramos iguales en la direccin longitudinal, para siete (7) ejes de columnas, correspondientes a la

fachada lateral (Figura 2). Los prticos transversales tienen vigas planas, mientras que los

prticos longitudinales presentan vigas profundas. El Liceo posee tres niveles; Planta Baja (PB),

Primer Piso (1) y Segundo Piso (2); de los cuales, los niveles Planta Baja y Primer Piso ocupan

toda la planta de la edificacin, mientras que el Segundo Piso, en la direccin longitudinal,

originalmente ocupaba los dos (2) ltimos tramos; en la edificacin existente, ocupa los ltimos

tres (3) tramos en direccin longitudinal (Figura 4). El proyecto original no contemplaba el

techado de la parte restante del Segundo Piso, que quedaba como terraza descubierta, la

edificacin existente posee techado en la terraza (Figura 4).

La edificacin fue proyectada y construida en un terreno con desniveles, el cual fue

necesario terracear para lograr la rasante requerida, por lo que una parte de la edificacin, la que

corresponde a la fachada lateral izquierda, muy probablemente, quedo fundada sobre terreno de

relleno.


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Figura 3. Imgenes Satelitales con la ubicacin geogrfica del LBE, Mrida, Estado Mrida y Vista

frontal de la Edificacin. Fuente: Cortesa de Google Earth, 2012.


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Figura 4. Vista lateral derecha del LBE. (a) Proyecto Original (PO), (b) Edificacin Existente (EE).

Fuente: Elaboracin Propia.


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OBJETIVOS PROPUESTOS ALCANZADOS

A continuacin se establece un balance de los objetivos planteados segn el Cronograma

de actividades para el periodo establecido del Trabajo de Grado I y su nivel de realizacin

alcanzado en el lapso previsto. Asimismo, se presentan los posibles objetivos planteados para la

fase posterior, Fase II o Trabajo de Grado II, que fueron alcanzados en este primer perodo.

OBJETIVOS ALCANZADOSPERODO I - TRABAJO DE GRADO I:

Revisin Bibliogrfica del tema. Preparacin del tema.

Bsqueda y recopilacin de planos, arquitectnicos y estructurales, y especificaciones

tcnicas de la edificacin tipo seleccionada.

Elaboracin de planos originales de diseo arquitectnico y estructural.

Planificacin de trabajo de campo, de recoleccin de datos de la geometra

(dimensiones de elementos estructurales y arquitectnicos, configuracin estructural y

arquitectnica de la edificacin).

Realizacin del trabajo de campo, consistente en la recoleccin de la informacin

requerida de la edificacin. Medicin en sitio de la geometra y configuracin

estructural y arquitectnica de la edificacin, tabiquera y elementos estructurales.

Determinacin en sitio de la resistencia del concreto.

Elaboraciones de planos reales, arquitectnicos y estructurales, de la edificacineducacional.

Correlacin entre el diseo y la construccin. Lo especificado en los planos versus lo

dispuesto en la obra, lo construido. Estimacin de cargas sobre la estructura.


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OBJETIVOS PROPUESTOS NO ALCANZADOS

Se refiere a aquellos objetivos establecidos en el cronograma de actividades para el

Trabajo de Grado I, Fase I del Trabajo de Grado, que no pudieron ser llevados a cabo y sern

ejecutados en la siguiente etapa, Fase II o Trabajo de Grado II.

Medicin y determinacin en sitio del acero de refuerzo en elementos estructurales,

dimetros y separaciones.

Observacin: Con referencia al objetivo planteado para la medicin y determinacin en

sitio del acero de refuerzo, es necesaria la utilizacin de un Mtodo No Destructivo para

los elementos estructurales de la edificacin en estudio, como por ejemplo, el empleo de

equipos digitales especializados de alta precisin, ya sean del tipo Escner Digital

(Deteccin de Campo Magntico a travs de una Sonda) o Equipos basados en

Ultrasonidos. Lamentablemente, en los actuales momentos, el Laboratorio de Materiales

y Ensayos de la Universidad de Los Andes no cuenta con dichos equipos especializados,

pero cuenta con un equipo de menor precisin y confiabilidad, el cual se est planificando

usar conjuntamente con otros medios de inspeccin, ligeramente invasivos, que a modo de

corroboracin y/o certificacin permitan la deteccin, de la manera ms precisa y

confiable posible, de los aceros de refuerzo, longitudinal y transversal, en algunos

miembros estructurales seleccionados al azar. Adicionalmente, para el segundo periodo de

tiempo del Trabajo de Grado en progreso, se pretende buscar ayuda econmica o logstica

para la obtencin de un equipo ms actualizado y sofisticado que sea de utilidad prctica

para llevar a cabo el objetivo planteado con relacin a esta importante actividad.


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ACTIVIDADES REALIZADAS Y LAPSO DE EJECUCIN PARA LOS OBJETIVOS

CUMPLIDOS

En esta seccin se presenta un resumen de las actividades realizadas y su lapso de

ejecucin, relacionadas con los objetivos cumplidos, de manera cronolgica y por semanas.

En primera instancia y antes de comenzar formalmente el Trabajo de Grado I, se visit el

Liceo Bolivariano Ejido, ubicado en la poblacin de Ejido, Municipio Campo Elas del Estado

Mrida, cumplindose con la presentacin formal y personal del equipo de trabajo, tutor y

bachiller responsable del trabajo, ante los directivos representantes legales del Liceo, al mismo

tiempo, se les notific por escrito sobre la intencin de trabajar, investigar y analizar la estructura

para comprender su probable comportamiento, con miras a lograr prever posibles daos futuros,

que pudieran llegar a ser irreparables, por causa de un evento ssmico de magnitud considerable,

obtenindose, un tiempo despus, la debida autorizacin afirmativa del Liceo Bolivariano Ejido

para realizar trabajos de inspeccin y recoleccin de la informacin bsica y de levantamiento

fsico de la edificacin (Anexo 1).

A continuacin, fueron programadas las actividades, por semanas, dejando establecida y

especificada cada una de ellas en el periodo correspondiente al semestre en curso, previamente

organizado, acordado y revisado por el tutor y la bachiller responsable. El progreso del Trabajode Grado I fue constantemente evaluado en reuniones pautadas semanalmente entre el tutor y la

tutorada, avanzando as, de manera coordinada y exitosa, segn lo establecido. Seguidamente, en

la Tabla 1, se presenta de forma detallada el desarrollo de las actividades por semanas y el

porcentaje de ejecucin alcanzado a la fecha.


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Tabla 1. Actividades realizadas y Porcentaje de Ejecucin por Semanas. Trabajo de Grado I.

SEMANA DE TRABAJO

ACTIVIDAD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 PORCENTAJE DEEJECUCION

RevisinBibliogrfica

100%

Recopilacin Planosy Especificaciones

Tcnicas 100%Planificacin

Trabajo Campo.Trabajo de Campo.

Levantamiento yMediciones

100%

Elaboracin deplanos, original y

real.100%

Correlacin DiseoOriginal Vs Real.

Estimacin Cargas100%

Observaciones sobre las actividades realizadas en el perodo.

En esta seccin se presentan algunas observaciones de inters, relacionadas con las

actividades realizadas, en orden cronolgico, por semanas.

Semanas 1 a 4.

Las actividades previstas en este periodo fueron; Revisin Bibliogrfica, Recopilacin

de Planos y Especificaciones Tcnicas, Planificacin del Trabajo de Campo.

Durante este lapso se investig sobre los antecedentes ssmicos del pas, su impacto y

consecuencias sobre las estructuras de concreto armado y el dao ocurrido en ellas, comotambin los xitos y fracasos del diseo sismorresistente para los aos setenta y ochenta, y su

comparacin con el diseo sismorresistente de la actualidad; tambin se revisaron las Normas

Venezolanas para Edificaciones Sismorresistentes, COVENIN 1756-2001, vigentes y la

evolucin de la misma a travs del tiempo, conforme a la necesidad de salvar vidas, evitando


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siempre el colapso total o parcial de las edificaciones, en especial aquellas estratgicas o de vital

importancia para pas, como es el caso de las edificaciones educacionales.

Se estudi a profundidad las edificaciones educacionales, analizando la vulnerabilidad,

dao y riesgo ssmico de las edificaciones existentes en el pas, ya que son edificaciones

clasificadas por la Normas COVENIN 1756-2001 vigentes como esenciales, las cuales deben

permanecer en funcionamiento luego de la ocurrencia de un sismo de moderada a elevada

magnitud, pudiendo sufrir daos reparables, pero que puedan ser ocupadas inmediatamente luego

del sismo. Esta necesidad se ha convertido en un tema de preocupacin nacional y mundial,

porque las mencionadas estructuras albergan nios y adolescentes por largos periodos de tiempo,

lo cual aumenta la potencialidad de daos en estas edificaciones que no estn adecuadas para

soportar exitosamente sismos de magnitud considerable, tal como qued demostradoel da 09 de

Julio de 1997, en el terremoto de Cariaco, en el noreste del pas, con epicentro localizado entre

las poblaciones de Cariaco y Casanay del estado Sucre, que coincidencialmente, produjo el

colapso de cuatro (4) edificaciones educacionales de la poblacin de Cariaco. Entre las

edificaciones educacionales que colapsaron se encuentran un (1) edificio de la Escuela Bsica

Valentn Valiente (EBVV) (Figura 5) y dos (2) edificios del Liceo Raimundo Martnez

Centeno (LRMC) (Figura 6), los cuales tenan una configuracin estructural y tipologa

arquitectnica Tipo Antiguo I y Tipo Cajetn, respectivamente, que fueron adoptadas por losorganismos oficiales competentes como diseo tipo para todo el pas durante las dcadas

correspondientes a los aos setenta y ochenta. Por tal motivo se decidi investigar, analizar,

estudiar, procesar y realizar un anlisis estructural basado en el desempeo de la edificacin

educacional Liceo Bolivariano Ejido ya que se presume deficiencias a nivel constructivo, alta

vulnerabilidad a sismos moderados y elevados por su tipologa Tipo Cajetn, la cual corresponde

con la del Liceo Raimundo Martnez Centeno (LRMC), por lo que, en atencin a la experiencia

adquirida en el mencionado sismo, es probable esperar un comportamiento sismorresistente

inadecuado (Figura 7 y 8).


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Figura 5. Colapso de la EBVV. Fuente: Middle America Seismograph Consortium, 1997.

Figura 6. Aplastamiento del primer entrepiso (Planta Baja) en ambos edificios del LRMC.Fuente: Lpez y Espinoza, 1997.


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Figura 7. Comparacin del comportamiento del LRMC, Sismo Cariaco 1997, con detalle del LBE. Vistadel interior de las edificaciones.Fuente: Adaptada de Lpez y Espinoza, 1997.

Figura 8. Comparacin del comportamiento del LRMC, Sismo Cariaco 1997, con detalles del LBE.Vista de una columna de ambas edificaciones. Fuente: Adaptada de Lpez y Espinoza, 1997.


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El tema planteado en este Trabajo de Grado, es de especial inters analizarlo y divulgarlo,

porque las edificaciones educacionales objeto de la investigacin propuesta se encuentran

distribuidas por todo el territorio nacional y, que a pesar de lo ocurrido en la poblacin de

Cariaco, estado Sucre, ao 1997, en algunos casos, se ha continuado con la construccin delmismo tipo de edificaciones educacionales. En Venezuela, segn estadsticas del Sistema

Nacional de Control de Estudio (SINACOES) del Ministerio del Poder Popular para la Educacin

(MINPPE), existe un total de 28.878 planteles educativos registrados (Figura 9) (SINACOES,

2008). Probablemente funcione un nmero mayor, pero hasta ahora incierto de edificios

educacionales. En la Figura 9 se muestra la distribucin de planteles educativos por cada estado

de Venezuela, segn el Registro Escolar Nacional 2007-2008, donde se aprecia que en el estado

Zulia se encuentran registrados 2.718 planteles que representan el 9,41% del total nacional,

Miranda con 2.013 para un 6,97%, luego Lara, Barinas, Bolvar, Aragua, Carabobo y Distrito

Capital con 1.979, 1.735, 1.705, 1.563, 1.445 y 1.437 respectivamente, los cuales representan el

50,5% del total (Lpez et al., 2011).

Figura 9. Distribucin de planteles educativos por Estado. Informacin procesada del Registro EscolarNacional 2007-2008. Fuente: SINACOES, 2008, citada por Lpez et al., 2011.


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Por otra parte, se estudi la metodologa ms adecuada a utilizar para la realizacin del

anlisis por desempeo de la edificacin escolar escogida. El anlisis o evaluacin por

desempeo forma parte importante de la ingeniera sismorresistente actual, de manera tal de

abordar racionalmente el comportamiento ssmico de una estructura ante la excitacin impuestapor el sismo, y de esta forma realizar un estudio ms apegado a la realidad, lo cual exige un nivel

de anlisis y conocimiento completo, tanto de la metodologa adecuada a utilizar como de la

edificacin, materiales y tipologa estructural, y un estudio profundo de todos los factores y

componentes que caracterizan la estructura, para as lograr los resultados ms precisos y

confiables posibles, con relacin a su comportamiento ante la probable ocurrencia de eventos

ssmicos futuros, es decir, obtener las solicitaciones y respuestas estructurales de inters, segn

los objetivos propuestos y variables en estudio, para poder predecir de manera adecuada el

posible dao que experimentar la edificacin ante las demandas impuestas por un sismo

moderado o elevado.

Concluida la revisin bibliogrfica bsica, se realiz la Recopilacin de Planos y

Especificaciones Tcnicas. El tutor acadmico suministr los Planos Estructurales y

Arquitectnicos originales del Liceo Bolivariano Ejido, los cuales datan del ao 1970, con

modificaciones agregadas para el ao 1974, con referencia a la Resistencia del Acero, Aumento

del Macizado y Disminucin del Nervio en Volado en la losas de entrepiso; proyecto a cargo dela Direccin de Edificios del MOP, designado como EDUCACION BASICA PARA 1440

ALUMNOS-TIPO 1974, en el que se consider el estado Mrida como Zona Ssmica Tipo 3. Se

efecta as un estudio y revisin profunda de los planos originales y se procedi al comienzo del

proceso de digitalizacin de la edificacin, mediante el software Autodesk Revit Structural,

Student Version.

Por ltimo, para este periodo, se realiz la Planificacin del Trabajo de Campo en las

instalaciones del Liceo Bolivariano Ejido, con la finalidad de proceder correcta y

apropiadamente al levantamiento completo de la edificacin, preparando con anticipacin los

equipos, papelera, instrumentacin, material consumible, modo de traslado, organizacin, etc.,

estudiando la forma ms adecuada de trabajar cmoda y efectivamente, as como, tomar en


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cuenta las horas y das de funcionamiento del Liceo a los fines de hacer ms eficiente el trabajo,

sin interrumpir considerablemente las actividades en dicha instalacin educacional.

Semanas 5 a 12.

La actividad prevista en este periodo fue; la Realizacin del trabajo de Campo, que

consisti en el levantamiento de todos los elementos estructurales y no estructurales del Liceo

Bolivariano Ejido, que consto de; hacer una inspeccin visual del edificacin educacional, en la

cual nos percatamos de cambios en la distribucin interna del mismo, es decir, cambios en de

ubicacin de los elementos estructurales y la mampostera ya sean por incrementada o eliminada.

Conforme a la continuidad del trabajo de campo se procedi a medir en sitio tomando nota de lasdimensiones de los elementos como de su ubicacin con respecto a los planos originales, de esta

manera se apreci y confirmo la nueva distribucin de la edificacin, algunos de estos elementos

medidos; columnas, vigas, losas, volados de la losa, escaleras, paredes, ventadas, puertas,

machones, correas, antepechos. Lo cual tomo varias semanas para la culminada adecuada de la

etapa del levantamiento del edificio por completo. En seguida se procedi a la digitalizacin de

los Planos Estructurales Existentes del Liceo Bolivariano Ejido.

Semanas 13 a 16.

Este lapso de tiempo fue destinado a realizar, la Elaboracin de Planos Reales,

Arquitectnico y Estructurales, de la edificacin y la Correlacin entre el diseo y la

Construccin. En esta etapa se procedi a culminar la digitalizacin de los Planos de la

Edificacin Existente, y as poder comparar correctamente con los Planos del Proyecto Original

de los aos setenta.

En la Tabla 2 se presenta la comparacin entre los Planos Originales y los Planos Reales

del Liceo Bolivariano Ejido, con las dimensiones de los elementos estructurales y su ubicacin

segn los planos originales, columnas (Tabla 2) y las vigas (Tablas 3).


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Tabla 2. Dimensiones de columnas especificadas en el proyecto original y las obtenidas en las medicionesrealizadas en la edificacin existente del LBE.

NIVELUBICACIN

IDENTIFICACIN

(EjeXEjeY)

DIMENSIONESProyecto Original

(bxh) (cmxcm)

DIMENSIONESEdificacin Existente

(bxh) (cmxcm)A1 35x35 35x35,5

PB

B1 35x35 35X36C1 35x35 35x35,5D1 35x35 35x35,5E1 35x35 35X36F1 35x35 34,5X35,5A2 35x35 35x35,5B2 35x35 35,5X35,5C2 35x35 34,5X36D2 35x35 34,5X36

E2 35x35 35x35,5F2 35x35 35,5X35A3 35x35 35x35,5B3 35x35 35x35,5C3 35x35 35x35,5D3 35x35 35x35,5E3 35x35 35,5x35,5F3 35x35 35x35A4 35x35 34,5x36B4 35x35 35,5x40E4 35x35 36x40F4 35x35 35,5X35

A5 35x35 35x35,5B5 35x35 35,5x40C5 35x35 35,5x35D5 35x35 35x35,5E5 35x35 36x40F5 35x35 35,5x35A6 35x35 35,5x34,5B6 40x40 35,5x40C6 35x35 36x40D6 35x35 35x40E6 35x35 35,5x35

F6 35x35 34,5x35,5A7 35x35 35x35,5B7 35x35 35,5x35C7 35x35 35x35,5D7 35x35 35x35,5E7 35x35 35x35,5F7 35x35 35x35


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Tabla 2. Dimensiones de columnas especificadas en el proyecto original y las obtenidas en las medicionesrealizadas en la edificacin existente del LBE (Continuacin).

NIVELUBICACIN

IDENTIFICACIN(EjeXEjeY)

DIMENSIONESProyecto Original(bxh) (cmxcm)


(bxh) (cmxcm)

1

A1 35x35 35x35,5B1 35x35 35x36C1 35x35 35x36D1 35x35 34,5x35,5E1 35x35 35x35F1 35x35 35x35A2 35x35 35x35B2 35x35 35x35C2 35x35 35x35D2 35x35 34x35

E2 35x35 35x34,5F2 35x35 35,5x35A3 35x35 36x35B3 35x35 35x35C3 35x35 35,5x35D3 35x35 35x35E3 35x35 35,5x34,5F3 35x35 35x35A4 35x35 35x35B4 35x35 35x35E4 35x35 35x35,5F4 35x35 35x35A5 35x35 35x35B5 35x35 36x35,5C5 35x35 35x34,5D5 35x35 35,5x35E5 35x35 35x34,5F5 35x35 35x35A6 35x35 36x34,5B6 35x35 35x35C6 35x35 35,5x35,5D6 35x35 35,5x35E6 35x35 35x35

F6 35x35 35x35A7 35x35 35x35B7 35x35 35x35C7 35x35 34,5x35,5D7 35x35 35x35E7 35x35 35x35F7 35x35 35,5x35


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Tabla 2. Dimensiones de columnas especificadas en el proyecto original y las obtenidas en las medicionesrealizadas en la edificacin existente del LBE (Continuacin).

NIVELUBICACIN


DIMENSIONESProyecto Original(bxh) (cmxcm)


(bxh) (cmxcm)

2

4A 35x35 35x354B 35x35 34,5x35,54E 35x35 35x354F 35x35 35x355A 35x35 35x355B 35x35 35x355C 35x35 35x355D 35x35 35x355E 35x35 35x35

5F 35x35 35x356A 35x35 35x356B 35x35 35x346C 35x35 35x35.56D 35x35 35x356E 35x35 35x35,56F 35x35 35,5x357A 35x35 35x357B 35x35 35x357C 35x35 35x357D 35x35 35x35

7E 35x35 35x357F 35x35 35x35


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Tabla 3. Dimensiones de vigas longitudinales especificadas en el proyecto original y las obtenidas en lasmediciones realizadas en la edificacin existente del LBE.

NIVELUBICACIN

IDENTIFICACIN(EjeY/EjeX)

DIMENSIONESProyecto Original

(bxh) (cmxcm)


(bxh) (cmxcm)

PB

A(1-7) 35x70 35x86

B(1-7) 35x70 35x86

C(1-3) 35x70 35x87

C(5-7) 35x70 35x86

D(1-3) 35x70 35x87

D(5-7) 35x70 35x87

E(1-7) 35x70 35x87

F(1-7) 35x70 35x86

1

A(1-7) 35x70 35x86B(1-7) 35x70 35x87

C(1-3) 35x70 35x86

C(5-7) 35x70 35x88

D(1-3) 35x70 35x88

D(5-7) 35x70 35x87,5

E(1-7) 35x70 35x87

F(1-7) 35x70 35x87,5

2

A(5-7) 35x70 34x86,5

B(5-7) 35x70 35x86,5C(5-7) 35x70 35x86

D(5-7) 35x70 35x70

E(5-7) 35x70 35,5x88

F(5-7) 35x70 35x70


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Comparacin entre las dimensiones especificadas en los planos del Proyecto Original (PO) y

las mediciones realizadas en la Edificacin Existente (EE).

Se puede observar que en el Proyecto Original (PO) se mantiene uniformidad en las

dimensiones de las columnas en todos los niveles, todas de seccin transversal cuadrada, casi la

totalidad de ellas, con dimensiones de treinta y cinco centmetros por treinta y cinco centmetros

(35x35 cmxcm), exceptuando a la columna B6 de la Planta Baja, cuyas dimensiones

originalmente eran de cuarenta centmetros por cuarenta centmetros (40x40 cmxcm) y todas

cuentan con doscientos ochenta centmetros (280 cm) de altura en todos los niveles.

Como puede observarse en la Tabla 2, las dimensiones de las columnas en la Edificacin

Existente (EE), cambian ligeramente en sus dimensiones, y por lo tanto, son bastante parecidas a

lo especificado en los planos del PO, situacin que se repite en todos los niveles. Sin embargo,

hay tres modificaciones apreciables resaltadas en la Tabla 2 que, a juicio de los inspectores,

pudieran resultar importantes y quizs determinantes en el comportamiento estructural de esta

edificacin ante la ocurrencia de un evento ssmico de magnitud considerable. Se trata de la

disminucin en obra de las dimensiones de la seccin transversal de la columna B6 en el nivel

PB, la cual estaba proyectada con dimensiones de cuarenta centmetros (40 cm) de lado, y fue

construida con dimensiones de treinta y cinco con cincuenta centmetros por cuarenta centmetros

(35,5x40 cmxcm). Igualmente existen dos columnas en el nivel PB, columnas B4 y E4, cuyas

dimensiones fueron incrementadas de treinta y cinco centmetros (35 cm) de lado cada una, en el

proyecto original, a treinta y cinco con cincuenta centmetros por cuarenta centmetros (35,5x40

cmxcm) y treinta y seis centmetros por cuarenta centmetros (36x40 cmxcm), respectivamente.

Esto ser parte a considerar en la evaluacin del desempeo propuesta en el presente trabajo.

Con relacin a las Vigas longitudinales, en el PO estaban diseadas como vigas

profundas de treinta y cinco centmetros por setenta centmetros (35x70 cmxcm) en los seis (6)

ejes establecidos, mientras que en la direccin transversal, como ya se ha dicho, existen vigas

planas de veinte y cinco centmetros por cuarenta y cinco centmetros (25x45 cmxcm) en los siete

ejes existentes, mantenindose esta combinacin en todos los niveles de la estructura. En la Tabla

3 se puede notar que las vigas profundas de la EE no conservan una altura uniforme,


24/44

encontrndose, en algunos casos, diferencias medidas en tramos de vigas consecutivos. Con

respecto a las vigas planas de la EE, motivado a que no hubo manera de determinar el ancho de

construccin y por razones prcticas y constructivas, se asumi que, muy probablemente, el

ancho de estas vigas debe ser el mismo ancho de las columnas en la direccin perpendicular a lasvigas transversales, es decir, en la direccin longitudinal. De esa manera, las dimensiones de las

vigas transversales planas quedan de treinta y cinco centmetros por cuarenta y cuatro centmetros

(35x44 cmxcm) en todos los ejes y niveles.

Es de sealar que todas las vigas longitudinales de la edificacin existente fueron

reforzadas en la cara inferior de la viga, en la zona central de la viga, separada de las caras de las

columnas extremas, con dos pletinas metlica de dimensiones seis centmetros por un centmetro

(6x1 cmxcm) cada una, fijada a la viga mediante pegamento epxico especial, a modo de

refuerzo en la zona de traccin para momento positivo.

En las Figuras 10, 11, 12, 13, 14 y 15 se muestran los planos en planta de cada nivel del

PO y la EE, para poder facilitar el anlisis comparativo entre ellos.


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Figura 10. Plano Planta Baja del PO del LBE.


26/44

Figura 11. Plano Planta Baja de la EE del LBE.


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La losa de entre piso en ambos casos es de forma rectangular con una abertura central

pronunciada y volados, tanto externos como internos, cuyo espesor, para el proyecto original

estaba especificado como de cuarenta y cinco centmetros (45 cm), mientras que en la edificacin

existente fue construida de cuarenta y cuatro centmetros (44 cm) de profundidad.

Con respecto a la mampostera el PO mantiene uniformidad con los cerramientos,

tabiquera divisoria y dems elementos no estructurales, es decir, las paredes estaban establecidas

para ser construidas con bloques de arcilla de 15 cm de espesor para toda la edificacin, en

paredes divisorias interiores y de cerramiento exterior; sin embargo, en la EE se realizaron

modificaciones en la ubicacin y distribucin de la tabiquera interna, as como, se determin

que posee paredes con diferentes espesores, que van desde los 15 cm hasta los 23 cm. Las

longitudes de ventanas, en ambos casos, estn establecidas entre caras de columnas, no existiendo

ningn cambio o modificacin en este sentido.

En cuanto al mortero de sobrepiso, nivelacin y pendiente, colocado en el segundo nivel

de la EE, en la parte que qued como terraza visitable, actualmente techada, se determin que

para, poder construir la pendiente adecuada para conducir el agua que recolectaba la losa

expuesta a la intemperie, hacia los bajantes de drenaje del edificio, se coloc una capa muy

gruesa de este material, de aproximadamente 20 cm de espesor en su parte ms gruesa, lo que

representa una carga permanente considerable sobre la losa de entrepiso del segundo nivel.

Por otra parte, a la edificacin le fue adicionada, posteriormente a su construccin, una

estructura metlica de techo para cubrir la parte del segundo nivel que qued como terraza

visitable y a la intemperie (Figuras 3, y 4). Esta estructura fue realizada con columnas de perfiles

tubulares de acero estructural y vigas de celosa y correas de techo con tubos para carpintera

metlica. La cubierta de techo consiste en lminas climatizadas tipo ACEROLIT. Tambin se

observ, que a toda la losa de techo del segundo nivel le fue construida una estructura metlica de

sobretecho, tambin formada por perfiles tubulares para carpintera metlica y cubierta de lmina

climatizada tipo ACEROLIT.


28/44

Figura 12. Plano del Primer Piso del PO del LBE.


29/44

Figura 13. Plano del Primer Piso de la EE del LBE.


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Figura 14. Plano del Segundo Piso del PO.


31/44

Figura 15. Plano del Segundo Piso dela ER.


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Determinacin de la Resistencia a la Compresin del Concreto

Se procedi a conseguir de forma experimental los valores aproximados de la resistenciadel concreto de la edificacin existente del Liceo Bolivariano Ejido, mediante el Ensayo

ESCLEROMTRICO No Destructivo del Concreto Armado utilizado para la construccin de la

edificacin, con la utilizacin del Instrumento de Medicin Esclermetro, el cual fue facilitado

por el Laboratorio de Materiales y Ensayos, de la Universidad de Los Andes, para el avance del

Trabajo de Grado I. El Esclermetro es un instrumento de medicin de la compresin que resiste

el concreto, su funcionamiento consiste en una pesa tensada con un muelle. Dicha pesa tensada es

lanzada contra el concreto y se mide su rebote (R), el cual dicta valores aproximados de la

resistencia del concreto. El Esclermetro empleado es de la Marca PROCEQ; Modelo Sudogo;

Serie 6389 * 6389; Fecha de Calibracin 2009-05-06; Certificado clc-f-05/2009/152 (Figura

16), con el equipo, suministrada por el proveedor, viene una tarjeta o tabla de equivalencia, donde

se especifica, segn el valor R arrojado por el instrumento y el ngulo de aplicacin del equipo

contra el elemento estructural en estudio (), el valor de la Resistencia del Concreto (Figura 17).

El procedimiento empleado para la utilizacin del instrumento fue:

Se escogieron al azar Columnas y Vigas por cada nivel de la edificacin, con ello seobtendrn valores aproximados de la Resistencia del Concreto en estos elementos.

Se coloc el instrumento para las columnas y vigas a noventa grados (90) con respecto a

la cara vertical del elemento ensayado, para un ngulo de aplicacin del equipo = 0.

Ejerciendo fuerza contra el elemento estructural, manteniendo la presin hasta que se

produjo el rebote de la pesa, luego se presiono el botn especial para fijar la medicin del

rebote realizada por el instrumento.

Se ley el valor de R capturado por el instrumento al sujetar el rebote.

El procedimiento se repiti cinco (5) veces para cada elemento estructural (Figura 18).

Finalmente, para la obtencin del valor de la resistencia a la compresin del concreto en

cada medicin se ingresa en la Tarjeta de equivalencia del Esclermetro PROCEQ,

Sudogo y se obtiene el valor aproximado de la resistencia. El valor definitivo se


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determina realizando el promedio aritmtico de los resultados obtenidos para los cinco (5)

puntos de cada elemento estructural y en cada Nivel. El valor final del concreto para cada

elemento estructural ser el promedio obtenido en todas las mediciones. En el caso de las

losas de entrepiso, por razones constructivas, se tomar como valor de la resistencia delconcreto a la compresin el valor que resulte representativo de la resistencia del concreto

a la compresin de las vigas del entrepiso respectivo. Los valores obtenidos en el ensayo

escleromtrico realizado a la edificacin existente se presentan en las Tablas 4 y 5.

Tabla 4. Resultados del ensayo Escleromtrico para la determinacin de la resistencia a la compresindel concreto en columnas y vigas del LBE.

NIVEL

ELEMENTO

ESTRUCTURAL

UBICACIN


MEDICINEQUIPO

REBOTE (R)(= 0)

RESISTENCIAA LA

COMPRESIN(Kgf/cm)

RESISTENCIA

PROMEDIO(Kgf/cm)

PB COLUMNA D3

42 380

38842 38044 42042 38042 380

PB COLUMNA C5

40 350

38242 38048 48042 38038 320

PB COLUMNA D6

38 320

36442 38044 42042 38038 320

1 COLUMNA D3

42 380

38442 38044 42044 42038 320

1 COLUMNA C5

46 450

426

44 420

44 42044 42044 420

1 COLUMNA D6

42 380

41642 38048 48044 42044 420


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Tabla 4. Resultados del ensayo Escleromtrico para la determinacin de la resistencia a la compresindel concreto en columnas y vigas del LBE (Continuacin).

NIVELELEMENTO

ESTRUCTURAL

UBICACINIDENTIFICACIN

(EjeXEjeY)

MEDICINEQUIPO

REBOTE (R)(= 0)

RESISTENCIAA LA

COMPRESIN(Kgf/cm)

RESISTENCIAPROMEDIO

(Kgf/cm)

2 COLUMNA C5

38 320

35040 35040 35040 35042 380

2 COLUMNA D6

38 320

33840 35040 35038 32040 350

PB VIGA C(5-7)

48 480

44844 42048 48048 48042 380

PB VIGA D(5-7)

48 480

45046 45044 42046 45046 450

1 VIGA C(5-7)

44 420

418

44 420

46 45040 35046 450

1 VIGA D(5-7)

48 480

47448 48048 48048 48046 450

2 VIGA C(5-7)

40 350

40244 42042 38042 380

48 480

2 VIGA D(5-7)

42 380

41048 48040 35044 42044 420


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Tabla 5. Resultados Finales del ensayo Escleromtrico para la determinacin de la resistencia a lacompresin del concreto en columnas y vigas del LBE.

Los resultados obtenidos en el ensayo escleromtrico, con uso del EsclermetroPROCEQ, Modelo Sudogo, nos indican la magnitud de la Resistencia a la Compresin del

concreto que se utiliz al construir el Liceo Bolivariano Ejido, arrojando valores comprendidos

entre 344 a 407 Kg/cm para las columnas y entre 406 y 449 Kg/cm para las vigas de la

edificacin educacional en estudio, resultando como promedio para la resistencia a la compresin

en toda la estructura de concreto armado un valor de 404 Kg/cm. Se presume que para la poca

de construccin del mencionado liceo se utilizaron materiales de alta calidad, adems de que la

preparacin de la mezcla de concreto fue muy buena y muy bien dotada de cemento y controlada

en cuanto a la relacin aguacemento, no logrando establecer comparaciones con el Proyecto

Original ya que, en los planos obtenidos del proyecto original, no se cuenta con las

especificaciones tcnicas relacionadas con la resistencia de los materiales de construccin; sin

embargo, para la ingeniera y la industria de la construccin de la poca, estos resultados lucen

algo extraordinarios, por lo que sern sometidos a una reevaluacin y anlisis ms rigurosos, pues

parecen altos, por lo que, ser necesario, adems de nuevos ensayos escleromtricos, tratar de

utilizar otras tcnicas para precisar y afinar ms este importante dato estructural.

NIVELRESISTENCIA A LA

COMPRESIN DEL CONCRETO

ENSAYO ESCLEROMTRICO(Kg/cm)

COLUMNA VIGASPB 378 4491 407 4462 344 406

PROMEDIOTOTAL 404


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Figura16. Esclermetro PROCEQ, Sudogo, utilizado en el Ensayo Escleromtrico para la Medicin de laResistencia a la compresin del Concreto.

Figura 17. Tabla de equivalencia del Esclermetro PROCEQ Sudogo.


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Figura 18. Manejo del equipo Esclermetro PROCEQ Sudogo en los elementos estructurales del LBE.

FACTIBILIDAD DEL TRABAJO

1. Tiempo.

De acuerdo con el Cronograma de Actividades previsto para la primera parte del

Trabajo de Grado I, se puede apreciar que las actividades cumplidas alcanzan un

porcentaje de alrededor del 95% del trabajo propuesto, a pesar de no haberse logrado uno

de los objetivos planteados, el cual no es de una cuanta considerable, lo que evidencia

que se trabaj adecuadamente en el tiempo correspondiente para las actividades pautadas,

considerndose satisfactorio el desarrollo alcanzado hasta ahora.

Se trata de una investigacin viable desde el punto de vista de uso y disponibilidaddel tiempo previsto y, desde el punto de vista de pertinencia y justificacin, acertada, ya

que con el trabajo hasta el momento realizado se ha podido comprobar que la edificacin

en estudio Liceo Bolivariano Ejido, presenta ciertas incongruencias constructivas y

modificaciones en obra que pudieran comprometer su adecuado comportamiento ante


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cargas ssmicas, adems de una tipologa (Tipo Cajetn) que en terremotos del pasado ha

tenido un mal comportamiento sismorresistente, porque ha llegado al colapso, provocando

la muerte de nios y maestros. Es importante acotar que el trabajo planteado est

enfocado en determinar las solicitaciones que, al igual como ocurrido con otrasedificaciones similares, pudieran causar un mal comportamiento estructural en esta

edificacin educacional tipo, la cual, de antemano ya presenta problemas de

comportamiento estructural. Esta evaluacin ssmica basada en el desempeo estructural

del Liceo Bolivariano Ejido permitir evidenciar las probables debilidades localizadas

en los diferentes elementos estructurales que componen el sistema estructural de la

edificacin, con miras a plantear las posibles medidas de prevencin, mitigacin o de

rehabilitacin, con suficiente antelacin, para as evitar, primordialmente, la prdida de

vidas humanas y, consecuencialmente, la irreparable prdida socio-econmica que

representara el dao grave o colapso de esta importante instalacin educacional para la

zona. Esta investigacin toma carcter prioritario y urgente en virtud del inadecuado

comportamiento estructural ya presentado por la edificacin y por estar asentada en una

zona de alta amenaza ssmica como lo es la regin de los Andes Venezolanos.

En vista de la culminacin a tiempo para el Trabajo de Grado I, se prev que para

el nuevo periodo que apenas comienza, Trabajo de Grado II, el tiempo disponible sea

suficiente para la entrega completa del trabajo de grado para aspirar al Ttulo de Ingeniero

Civil de la Repblica Bolivariana de Venezuela.

2. Recursos Disponibles.

Equipos y Materiales.

A continuacin se presentan los equipos y materiales disponibles, utilizados para

ejecutar la primera etapa del trabajo de investigacin.

Cmara fotogrfica digital de 3X Zoom.

Plotter.


39/44

Impresora Multifuncional.

Computadora Porttil HP Intel Core Duo

Cinta mtrica de 5m. y 25m.

Escuadra de albail.

Nivel de albail.

Esclermetro Sudogo PROCEQ.

Papelera y material consumible.

Recursos Humanos.

Se cuenta con el apoyo de La Fundacin Venezolana de InvestigacionesSismolgicas (FUNVISIS) y de la Fundacin para la Prevencin del Riesgo Ssmico,

Gobernacin del estado Mrida y Universidad de Los Andes (FUNDAPRIS), para la

facilitacin de informacin reciente referente al tema en estudio. Como tambin, se cuenta

con el apoyo del personal del Laboratorio de Materiales de la Facultad de Ingeniera de la

Universidad de Los Andes y de la Direccin del Liceo Bolivariano Ejido.

3. Financiamiento.

Para esta etapa de la investigacin no se cont con financiamiento por parte de

ninguna institucin. Sin embargo, para la segunda parte del trabajo se est considerando

recurrir al apoyo del CDCHTA de la Universidad de Los Andes, instancia que cuenta con

un programa para el financiamiento de este tipo de trabajos de investigacin conducentes

a grado.


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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

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ANEXOS


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Anexo 1. Carta de Solicitud emitida por la Universidad de los Andes para desarrollar el presenteTrabajo de Grado I ante el Liceo Bolivariano Ejido y Constancia de Aceptacin porparte del Liceo Bolivariano Ejido.

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VULNERABILIDAD SISMICA DE EDIFICACIONES EDUCATIVAS