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Evaluación
de la Vulnerabilidad Sísmica de lAs edificaciones Educativas del Distrito
de Ica
Ing. Ricardo Oviedo Sarmiento
"El presente trabajo de investigación forma parte del
trabajo de investigación realizado por el autor sobre el riesgo que
presentan los locales de los centros que imparten enseñanza en los diferentes
niveles en el distrito de Ica"
DESCRIPCIÓN DE LAS EDIFICACIONES
Las
edificaciones educativas son de uso público que aglomeran gran cantidad de
personas, por eso el RNC, las ubica en la categoría “A”, como una
edificación esencial, cuya función no debería interrumpirse inmediatamente
después de que ocurra un sismo.
A continuación
se describirán algunas características de las edificaciones:
ADOBE
Las edificaciones
de adobe, tienen unidades de dimensiones promedio de 0.40m x 0.60m x 0.12m.
Algunas de las cuales son construcciones muy antiguas. Estas estructuras
tienen cimentación de piedra con barro, algunas presentan un sobrecimiento de unidades de arcilla, la mayoría
presenta un piso de madera, con un techo ligero flexible de madera o caña,
sobre la cual existe una cobertura de la denominada "torta de
barro".
Las
edificaciones con una antigüedad de varias décadas, construidas en el
centro de la ciudad, tienen muros de aproximadamente 50 centímetros de
espesor y una altura de 3.5 a 4.5 metros. Las edificaciones antiguas poseen
un cimiento y sobrecimiento alto de ladrillo de
arcilla cocida.
Se ha observado
que como característica común, que no se han reparado los errores
constructivos en algunas de ellas y tampoco los daños producidos por
eventos sísmicos en las edificaciones. Observándose un inadecuado estado de
conservación, con el inminente peligro que se tiene.
ALBAÑILERÍA
Edificaciones de
albañilería, su cimentación es de concreto simple, además, tienen unidades
de arcilla cocida, que se encuentran unidas entre sí con un mortero de
arena-cemento, con columnas de confinamiento, con techo rígido y pesado de
concreto armado, con viga collar y algunas con una adecuada densidad de
muros.
Las
edificaciones de albañilería, con muros de ladrillo, columnas y vigas de
confinamiento, con un diafragma rígido conformado por una losa aligerada de
concreto reforzado. Algunas de estas edificaciones poseen asimetría en la
distribución de los muros. Además, no existe continuidad vertical en
algunas de ellas.
Estas
construcciones generalmente tienen un techo rígido de concreto armado de un
espesor de 20 cm, el cual tiene viguetas en una
sola dirección, generalmente la más corta. Esta losa cumple las funciones
de un diafragma rígido, la cual distribuye las fuerzas sísmicas
horizontales a los muros, de una manera uniforme, éstos
muros son los que unen los techos y el cimiento, transmitiendo las cargas
verticales. Debido a que la losa aligerada se desplaza horizontalmente, con
toda la carga, los muros tienden a fallar por corte.
CONCRETO ARMADO
Edificaciones de
concreto armado, con columnas esbeltas y vigas peraltadas, con vigas collar
y techo rígido y pesado. Tiene elementos no estructurales como muros de
albañilería. Las edificaciones de concreto armado, poseen un diafragma
rígido de una losa aligerada de concreto armado. Además, poseen columnas y
vigas de concreto armado. Poseen elementos no estructurales rígidos, que en
la mayoría de los casos se encuentra adosado a la estructura de modo que
impide su libre deformación, alterando las características dinámicas de la
estructura.
Varios de éstos
centros educativos son de reciente construcción y tienen, además, una
arquitectura típica, la cual fue aplicada a varios centros educativos en la
costa peruana, incluyendo Ica. Éstos centros
educativos iluminan sus aulas mediante ventanas que ocupan todo el espacio
de los paños entre columnas en la dirección más larga del pabellón. En la
dirección más corta de los pabellones se utiliza muros de ladrillo para
separar los ambientes.
El acceso a las
aulas en algunos casos es a través de un pasadizo cubierto por un techo de
concreto armado soportado por columnas. Se presenta la configuración típica
de las denominadas ventanas bajas, algunas de ellas de 1.30 de alféizar en
la parte posterior del pasadizo. En la pared frontal hacia el pasadizo de
los ambientes se presentan muros de ladrillo, en dirección longitudinal,
adosados a uno y otro lado de las columnas, formando ventanas altas.
CLASIFICACIÓN DE LAS EDIFICACIONES EDUCATIVAS
Para determinar
la vulnerabilidad de las edificaciones educativas, es necesario
clasificarlas en un determinado número de categorías. Básicamente para
desarrollar un esquema de clasificación se debe de tener en cuenta el grado
de resistencia sísmica que presenta la edificación. La resistencia sísmica
de la edificación influye en el
comportamiento sísmico de la edificación, esta resistencia depende de
varias características, tales como la forma y proporción, tanto en planta y
elevación, la simetría de la
edificación, la continuidad en planta y elevación de los elementos
resistentes, los materiales, procedimiento constructivo, etc.
Debido al número
considerable de edificaciones educativas, se evaluó utilizando una ficha de
evaluación. El objetivo de la evaluación utilizando una ficha de
evaluación, es el de determinar rápida y económicamente las edificaciones
educativas que presentan mayor vulnerabilidad sísmica, las cuales pueden
causar pérdidas de vidas humanas, grandes pérdidas económicas, así como se
puede interrumpir su función como edificación esencial después de la
ocurrencia de un sismo.
En la
clasificación de las edificaciones educativas, intervienen varios criterios
conceptuales, los cuales tienen relación directa con las características de
la arquitectura de la edificación, la parte estructural, los materiales, el
procedimiento constructivo, la adecuada supervisión técnica y otros
factores.
TIPOS DE EDIFICACIONES
TIPO I: Construcciones sísmicas muy débiles
TIPO II: Construcciones sísmicamente
débiles
TIPO III: Construcciones livianas y normales
TIPO IV: Construcciones sismorresistentes
DETERMINACIÓN DEL NIVEL DE VULNERABILIDAD
METODOLOGÍA EMPLEADA
Para la
evaluación de las edificaciones educativas se considero aquellas que están
inscritas en el padrón de centros educativos de la Dirección Regional de
Educación de Ica del año de 1998.
La metodología
empleada para la determinación de la vulnerabilidad de las edificaciones
educativas, es a través de una ficha de evaluación, la cual está dirigida a
obtener información necesaria para la determinación del grado de vulnerabilidad.
Para la
recopilación de la información, se visitó las edificaciones, recopilando
información de las características propias de la edificación. Se evaluó las
edificaciones educativas representativas del centro educativo. Además, se recopiló
información sobre los planos de la estructura, información referente a su
etapa de construcción, etc. La metodología empleada fue la adecuada de
acuerdo a los recursos disponibles, tanto humanos como económicos y también
de acuerdo a la necesidad de precisión.
Las
edificaciones educativas fueron visitadas, con las respectivas
restricciones que ésto conlleva, luego de acuerdo
a los criterios empleados para esta evaluación se clasificó a las
edificaciones.
Para la
determinación de la calidad sismorresistente de las edificaciones
educativas de albañilería confinada, se tuvo en consideración un método, el
cual fue desarrollado después del sismo de Ancash
de 1970.
CONSIDERACIONES PARA LA EVALUACIÓN DEL
NIVEL DE VULNERABILIDAD
Las consideraciones
para la evaluación de las edificaciones educativas, se encuentran en la
FICHA DE EVALUACIÓN, que el autor ha elaborado para el presente trabajo.
OBTENCIÓN DE LA MUESTRA
Para la
obtención de la muestra se trato de obtenerla de la mejor manera posible y
con una adecuada precisión, obviamente con las limitaciones de información
del caso.
En varias de las
edificaciones educativas evaluadas no se contó con el apoyo necesario en lo
referente a la información importante para su evaluación. Varias de las
edificaciones no contaban con los planos de proyecto, ni con el expediente
técnico. Incluso los encargados se negaban a brindar información sobre la
etapa de la construcción de la edificación. Esta información hubiese sido valiosa para el presente estudio. Con los
inconvenientes mencionados se realizó la evaluación, llegándose a
resultados satisfactorios.
Las
edificaciones educativas tienen muchas características en común, que
podrían influir notablemente en el comportamiento sísmico de la edificación.
Las diferentes características de las edificaciones motivó a clasificar a
las edificaciones educativas en cuatro grupos, utilizando como base los
criterios de clasificación descritos anteriormente; encontrándose los
siguientes los siguientes tipos de edificaciones,
en las cuales mencionamos las características más importantes encontradas:
Tipo I: Edificaciones sísmicamente
muy débiles
Tipo II: Edificaciones sísmicamente
débiles
Tipo III:
Edificaciones sísmicamente semi-resistentes
Tipo IV: Edificaciones sísmicamente
resistentes
RESULTADOS OBTENIDOS
Se encontró una
cantidad considerable de edificaciones educativas que estaban destinadas
inicialmente para un fin distinto, las cuales se adoptaron para centros educativos. Las
edificaciones educativas que fueron diseñadas y construidas para centros
educativos, reciben la clasificación de la categoría “A” (edificaciones
esenciales), según la actual Norma E-030. Estas edificaciones según su
clasificación deberán usar en su diseño un coeficiente de uso de 1.5, el
cual es mayor al de las demás categorías de acuerdo a su importancia. Este
factor influye directamente en la fuerza cortante en la base de la
estructura. Además, para las edificaciones educativas se utiliza una carga
viva de 300 kg/m², la
cual influye directamente en el peso de la estructura, y por ende en su
comportamiento dinámico.
Se encontró
varias instituciones que impartían diferentes niveles educativos, tales
como inicial, primaria y secundaria. Además, se encontró que varias
instituciones en las mismas instalaciones impartían los diferentes niveles
en ambientes distintos o en horarios distintos.
En
el siguiente cuadro se puede observar que predominan las edificaciones
educativas de 2 niveles, las cuales se encuentran distribuidas en todo el
distrito de Ica:
Pisos por tipo de edificación
|
# PISOS
|
TIPO I
|
TIPO II
|
TIPO III
|
TIPO IV
|
|
1 PISO
|
21
|
3
|
30
|
18
|
|
2 PISOS
|
-
|
1
|
63
|
2
|
|
3 PISOS
|
-
|
-
|
21
|
3
|
|
≥4 PISOS
|
-
|
-
|
4
|
-
|
Distribución de tipos de edificaciones
por zonas del distrito de Ica
|
ZONAS
|
TIPO I
|
TIPO II
|
TIPO III
|
TIPO IV
|
|
ZONA I
|
0.0
|
1.0
|
31.0
|
9.0
|
|
ZONA II
|
20.0
|
3.0
|
68.0
|
8.0
|
|
ZONA III
|
1.0
|
0.0
|
19.0
|
6.0
|
Distribución de tipos de edificaciones
por zonas en porcentaje (%):
|
ZONAS
|
TIPO I
|
TIPO II
|
TIPO III
|
TIPO IV
|
|
ZONA I
|
0.0 %
|
2.4 %
|
75.6 %
|
22.0 %
|
|
ZONA II
|
20.2 %
|
3.0 %
|
68.7 %
|
8.1 %
|
|
ZONA III
|
3.8 %
|
0.0 %
|
73.1 %
|
23.1 %
|
Distribución de edificaciones de cada
tipo en porcentaje (%):
|
ZONAS
|
TIPO I
|
TIPO II
|
TIPO III
|
TIPO IV
|
|
ZONA I
|
0.0 %
|
25.0 %
|
26.3 %
|
34.1 %
|
|
ZONA II
|
95.2 %
|
75.0 %
|
57.6 %
|
34.8 %
|
|
ZONA III
|
4.8 %
|
0.0 %
|
16.1 %
|
26.1 %
|
Distribución total de edificaciones en
el distrito de Ica en porcentaje:
|
ZONAS
|
TIPO I
|
TIPO II
|
TIPO III
|
TIPO IV
|
|
ZONA I
|
0.0 %
|
0.60 %
|
18.68 %
|
5.42 %
|
|
ZONA II
|
12.05 %
|
1.81 %
|
40.96 %
|
4.82 %
|
|
ZONA III
|
0.60 %
|
0.0 %
|
11.44 %
|
3.62 %
|
Vulnerabilidad sísmica por zonas:
|
ZONAS
|
VULNERABILIDAD
SÍSMICA
|
EDIFICACIONES
PREDOMINANTES
|
|
ZONA I
|
Media - Baja
|
Tipo III Y IV
|
|
ZONA II
|
Baja - Media
|
Tipo IV Y III
|
|
ZONA III
|
Media - Baja
|
Tipo III Y IV
|
Cantidad de los tipos de edificaciones
en el distrito de Ica y su vulnerabilidad:
|
TIPO
|
CANTIDAD
|
PORCENTAJE
|
VULNERAB.
|
|
TIPO I
|
21
|
11.65 %
|
Alta
|
|
TIPO II
|
04
|
2.41 %
|
Alta
|
|
TIPO III
|
118
|
71.08 %
|
Media
|
|
TIPO IV
|
23
|
13.86 %
|
Baja
|
|
