MSC. ING. Ricardo Oviedo Sarmiento INGENIERO ESTRUCTURAL

 

 

 

 

EvaluaciÓn de la Vulnerabilidad Sísmica de lAs edificaciones Educativas del Distrito de Ica

 

 ICA - PERU -  OCTUBRE DE 1999

 Organizado por: Ministerio de Educacion - CTAR ICA

 

PONENCIA

Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica de lAs edificaciones Educativas del Distrito de Ica

"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/, 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

VULNERABILIDAD

TIPO I

21

11.65 %

Alta

TIPO II

04

2.41 %

Alta

TIPO III

118

71.08 %

Media

TIPO IV

23

13.86 %

Baja