|
RIESGO
SÍSMICO EN EDIFICACIONES EDUCATIVAS
DEL
DISTRITO DE ICA
Ing. Ricardo Oviedo
Sarmiento
:
Ing. Ricardo Oviedo Sarmiento
1. INTRODUCCIÓN
Los
sismos son fenómenos naturales que ocasionan importantes perdidas
de vidas humanas y materiales. Además interrumpen la actividad económica,
comunicación y servicios públicos.
El
presente estudio se realizó ante la preocupación sobre la seguridad que
ofrecen las edificaciones educativas para resistir eventos sísmicos, y
debido a la probabilidad de que se produzca un evento sísmico de una
intensidad importante en la zona de estudio. Estas edificaciones son
importantes debido a que tienen la categoría "A" de edificaciones
esenciales según la norma E-030 de Diseño Sismorresistente de las NPE. Esto
determinó la formulación de un estudio con el fin de conocer las
edificaciones educativas de mayor vulnerabilidad y riesgo sísmico.
El
estudio realizado en el distrito de Ica, el cual tiene como objetivo
establecer los tipos de edificaciones de acuerdo a su vulnerabilidad
sísmica y determinar la cantidad y porcentaje de las edificaciones
educativas de mayor vulnerabilidad ante un evento sísmico, así como las
zonas donde se encuentran las edificaciones educativas de mayor
vulnerabilidad y riesgo sísmico.
En
el presente trabajo se presenta una metodología simplificada para
determinar la vulnerabilidad y riesgo sísmico de las edificaciones
educativas del distrito de Ica.
La
presente brindará una fuente de información importante sobre las
características de las edificaciones educativas, la cual servirá para la
prevención y mitigación de desastres naturales en el distrito de Ica, así
como las áreas donde se encuentran ubicadas la mayor cantidad de
edificaciones educativas con mayor vulnerabilidad y riesgo sísmico. Esta
información es parte de un trabajo de investigación, en el cual se estiman
los daños, se presenta la probabilidad de un sismo importante en la zona de
estudio, además se brindan alternativas de solución para la mitigación de
la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones educativas. (Ref. 1).
2. CARACTERÍSTICAS
GEOLÓGICAS Y GEOTÉCNICAS
2.1 GEOLOGÍA
La ciudad de Ica se
encuentra sobre depósitos eólicos, aluviales y fluvio-aluviales
(Ref. 2):
Depósitos
eólicos: Formados por la acumulación de arena acarreada por el viento, que
cerca al litoral forma dunas. En estos suelos la disgregación química de
las rocas es insignificante por la casi nula presencia de humedad, siendo
suelos áridos, con escasa cantidad de arcilla. Se acumulan en gran cantidad
al oeste de Ica.
Depósitos
aluviales: Distribuidos a lo largo del cauce del río Ica. Están formados
por la sedimentación del río Ica, los mismos que se caracterizan por ser
materiales de naturaleza arenosa y limosa con arcilla. Sobre estos suelos
se localiza la ciudad de Ica.
Depósitos
fluvio-aluviales: Se ubican es las estribaciones
de la cordillera que da hacia el valle de Ica. Estos depósitos provienen de
las quebradas que están al este de la ciudad de Ica y están compuestos por
materiales de mayores dimensiones que las arenas, provenientes de los
cerros circundantes y de la parte alta de las quebradas.
2.2 GEOTECNIA
La
zonificación geotécnica es aquella que delimita zonas relativamente
homogéneas, con características físico-mecánicas similares. A continuación
se presenta la distribución de suelos de Ica, la cual es el tipo de suelo
representativo de la zona (Ref. 2):
Zona
I: Esta conformada superficialmente por terrenos de cultivo (limos), en
estado semicompacto y poco húmedo (h=1.00 m). Subyaciendo al suelo anterior se presentan
suelos limosos, con presencia de óxidos y suelos arcillosos. Con baja
humedad y plasticidad. El predominio de suelos finos es notorio. Esta zona
lo conforma el oeste y sur-oeste de la ciudad. Suelo predominante: ML.
Carga Admisible: 1.5-2.0 Kg/cm².
NF>20m. Periodo de Vibración: 0.3-0.4 sg.
Zona
II: Esta conformada por depósitos de arenas pobremente graduadas de grano
fino a medio y redondeado, con mediano a poco contenido de finos no
plásticos, baja humedad e intercalaciones de suelos arcillosos y limosos de
poca potencia, a manera de lentes. Esta zona esta conformada por el cercado
de Ica y algunas partes de urbanizaciones cercanas. Suelo predominante: SM.
Carga Admisible: 1.0-1.5 Kg/cm².
NF>18m. Periodo de Vibración: 0.2-0.3 sg.
Zona
III: Esta constituida por arenas pobremente graduadas de color beige
amarillento, tamaño fino, ligera humedad, estado poco denso a suelto. Estos suelos son de origen eólico y cubren
grandes extensiones de terreno. El área involucrada es el norte y el
extremo oeste de la ciudad de Ica. El suelo predominante: SP. Carga
Admisible: 0.5-1.0 Kg/cm2. NF>15 m. Periodo de
Vibración: 0.4-0.5 sg.
3. PELIGRO SÍSMICO
El
Perú se encuentra en la zona sísmica más activa del mundo, es decir el
"Cinturón de Fuego del Pacífico". La placa de Nazca se mueve
aproximadamente 10 cm por año contra la placa
continental que se mueve 4 cm por año en sentido
contrario, lo cual genera una gran acumulación de energía, la cual se
libera en forma de actividad sísmica (Ref. 3).
Se
han realizado algunos estudios de grandes sismos y de zonas de laguna
sísmica (áreas donde no han ocurrido sismos en un periodo del orden del
periodo de retorno de sismos grandes), indican que la zona comprendida
entre cañete e Ica aproximadamente, no ocurre un gran evento sísmico (sismo
severo), desde 1716 aproximadamente. Esto nos da una idea de la cantidad de
energía acumulada, y la posibilidad de un evento sísmico importante en la
zona de estudio, pero sin conocer la fecha exacta. Esto ha sido considerado
en función de la distribución espacial de los sismos. Además se conoce que
para Ica se esperan aceleración de 0.35 a 0.40 gals, las cuales son
aceleraciones máximas con el 10% de probabilidad de excedencia en 50 años
(Ref. 4). En el mapa nacional de intensidades en la escala de MM, publicado
por el INDECI se esperan intensidades de VIII MM para Ica. Con lo
anteriormente mencionado se tiene una idea del peligro sísmico existente en
la zona de estudio.
4. VULNERABILIDAD
SÍSMICA
Para
la determinación de las edificaciones educativas a evaluar, se tomaron los
centros educativos (inicial, primaria, secundaria y superior) inscritos
como tales hasta en año de 1998 (Ref. 5).
Para
la evaluacion de la vulnerabilidad sismica de las edificaciones educativas, se formulo una
plantilla de evaluacion, elaborada por el autor,
la cual evalua la estructura y el grado de educacion de sus ocupantes frente a sismos.
Debido
a la variedad de sistemas constructivos empleados y materiales de
construcción utilizados, se clasificaron las edificaciones educativas en
cuatro grupos, aplicándose como base la clasificación donde el aspecto
principal a ser considerado son sus características sismorresistentes.
(Ref. 6). Además para la recopilación de la información, se visitó las
edificaciones, recopilando información importante sobre las características
propias de la edificación tales como forma, proporción, simetría, planos de
la estructura, información referente a su etapa de construcción, estado de conservacion, etc. En las edificaciones de Albañilería,
un parámetro muy importante para la determinación de la resistencia sísmica
es la densidad de los muros.
Teniendo
en cuenta estos criterios, se tomo como base la clasificación de las
edificaciones educativas formulada por el Ing. Julio Kuroiwa
(Ref. 6), la cual propone cuatro tipos de edificaciones:
TIPO
I: Construcciones Sísmicamente Muy débiles.-
Construcciones de tierra conocidas como adobe. Estas edificaciones por lo
general tienen techos ligeros y flexibles constituidos por vigas de madera,
troncos o caña gruesa; y la cobertura planchas onduladas de zinc, asbesto
cemento o materiales similares. Edificaciones con una inadecuada
distribución de muros, y una densidad insuficiente para resistir eventos
sísmicos. Observándose un inadecuado estado de conservación.
TIPO
II: Construcciones Sísmicamente Débiles.-
Construcciones de madera y/o caña, cuyos miembros estructurales están
debilitados por la acción de insectos o descompuestos por la acción de
sucesivos procesos de humedecimiento y secado, con techo ligero y flexible.
Construcciones
de concreto reforzado con estructuración inadecuada para resistir sismos
por la presencia de columnas cortas, excentricidad, poca rigidez lateral en
una de las direcciones principales, insuficiente separación con el bloque
adyacente o edificios vecinos y con otras deficiencias estructurales. No
diseñadas para resistir sismos, concreto de baja resistencia y ausencia de
muros de corte para tomar cargas laterales. Construcciones antiguas con un
inadecuado estado de conservación y reparación.
TIPO
III: Construcciones Livianas y Normales.- Construcciones Livianas, que
tienen poco peso propio. Construcciones de albañilería, constituido por
muros de albañilería de ladrillo, unidas con mortero arena-cemento, con
columnas de confinamiento de concreto reforzado y techo rígido y pesado,
con baja densidad de muros (menor de 12 cm/m²) en una o ambas direcciones.
De
concreto reforzado, cuyo sistema resistente esta constituido por columnas y
vigas de concreto reforzado conformando pórticos espaciales, con techos de
losas aligeradas, con muros de relleno generalmente de ladrillo cocido o
bloques de concreto, con algunos muros de concreto reforzado, sin tener una
concepción ideal para resistir sismos pudiendo tener el proyecto o
construcción uno de los defectos señalados como construcción débil.
Concreto de resistencia normal en las estructuras (f'c=210
kg/cm²).
TIPO
IV: Construcciones Sismorresistentes.- Construcciones con muros de
albañilería, unidas con mortero arena cemento, con techo rígido y pesado,
con columnas de confinamiento de concreto armado, con densidad de muros
igual o superior a 12 cm/m²
en ambas direcciones.
Construcciones
de concreto reforzado, cuyo sistema resistente esta constituido por
columnas y vigas de concreto reforzado conformando pórticos espaciales, con
techos de losas aligeradas, con muros de relleno. Concebidas, diseñadas y
construidas para resistir sismos utilizando modernas técnicas
sismorresistentes con muros de corte de concreto reforzado simétricamente
distribuidos en planta y elevación, capaces de controlar la deformación
lateral dentro de los limites que evitan las
fallas de elementos frágiles como vidrios o muros de relleno aun en caso de
sismos intensos. Concreto de buena calidad (f'c=210
kg/cm²). Buena mano de
obra y supervisión.
A
continuación se presentan los resultados del presente trabajo:
Distribución de los tipos de
edificaciones educativas
|
ZONAS
|
TIPO I
|
TIPO II
|
TIPO III
|
TIPO IV
|
|
ZONA I
|
0.0
|
1.0
|
34.0
|
9.0
|
|
ZONA II
|
23.0
|
2.0
|
82.0
|
12.0
|
|
ZONA III
|
1.0
|
0.0
|
25.0
|
5.0
|
Distribución de tipos de
edificaciones educativas en porcentaje
|
ZONAS
|
TIPO I
|
TIPO II
|
TIPO III
|
TIPO IV
|
|
ZONA I
|
0.0
|
0.5
|
17.5
|
4.6
|
|
ZONA II
|
11.9
|
1.0
|
42.3
|
6.2
|
|
ZONA III
|
0.5
|
0.0
|
12.9
|
2.6
|
Distribución de tipos de
edificaciones por zonas en porcentaje (%):
|
ZONAS
|
TIPO I
|
TIPO II
|
TIPO III
|
TIPO IV
|
|
ZONA I
|
0.0 %
|
2.3 %
|
77.3 %
|
20.4 %
|
|
ZONA II
|
19.3 %
|
1.7 %
|
68.9 %
|
10.1 %
|
|
ZONA III
|
3.2 %
|
0.0 %
|
80.7 %
|
16.1 %
|
Numero de niveles por tipo de
edificación
|
# PISOS
|
TIPO I
|
TIPO II
|
TIPO III
|
TIPO IV
|
|
1 PISO
|
23
|
3
|
38
|
20
|
|
2 PISOS
|
1
|
-
|
76
|
2
|
|
3 PISOS
|
-
|
-
|
23
|
4
|
|
4 PISOS
|
-
|
-
|
4
|
-
|
Vulnerabilidad sísmica por zonas:
|
ZONAS
|
VULNERABILIDAD
SISMICA
|
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
|
Distribución de los tipos de
edificaciones en el distrito de Ica y su vulnerabilidad:
|
TIPO
|
CANTIDAD
|
PORCENTAJE
|
VULNERABILIDAD
|
|
TIPO I
|
24
|
12 %
|
Alta
|
|
TIPO II
|
03
|
2 %
|
Alta
|
|
TIPO III
|
141
|
73 %
|
Media
|
|
TIPO IV
|
26
|
13 %
|
Baja
|
5. RIESGO SÍSMICO
Se
denomina Peligro Sísmico a la probabilidad de que ocurra dentro de un
período específico de tiempo y dentro de una zona determinada, un evento
sísmico de una intensidad determinada.
Se
denomina Vulnerabilidad Sísmica de una estructura al grado de daño debido a
la ocurrencia de un movimiento sísmico de una intensidad determinada.
En
conclusión el Riesgo Sísmico es la consecuencia de la combinación del
peligro sísmico y la vulnerabilidad sísmica:
PELIGRO
+ VULNERABILIDAD = RIESGO
El
Riesgo se incrementa con el factor de vulnerabilidad, considerando que el
peligro es un fenómeno natural que no puede ser eliminado o reducido.
La
determinación del riesgo sísmico se realiza sobre la base de las
proyecciones de las clases de daños para los diferentes tipos de
edificaciones, lo cual es muy difícil de determinar, debido a que toma en
cuenta parámetros tales como: distancia epicentral,
profundidad focal, interacción suelo estructura, espectros sísmicos, etc.;
con todos estos datos se puede calcular la respuesta sísmica y estimar los
posibles daños. Debido a la cantidad de edificaciones con diferentes
características, y a las limitaciones para la investigación de estos
parámetros, se ha tomado como referencia el trabajo realizado por el Ing.
Julio Kuroiwa (Ref. 7), el cual esta sobre la
base del estudio de destrucción de diferentes tipos de edificaciones que
estuvieron sometidas a diferentes intensidades sísmicas en el país,
preparando tablas para estimar el grado de destrucción que sufrirían las
edificaciones.
Se
ha determinado el riesgo sísmico de las edificaciones educativas, teniendo
en cuenta las siguientes consideraciones:
Riesgo Alto.- Las edificaciones educativas tendrán probablemente
los siguientes daños ante la intensidad máxima probable del evento sísmico:
daños graves, colapso parcial y colapso total.
Riesgo Medio.- Las edificaciones educativas tendrán probablemente
las siguientes clases de daños ante la intensidad máxima probable del
evento sísmico: pequeñas fisuras, fisuras, grietas y con posibilidad de
daños estructurales importantes.
Riesgo Bajo.- Las edificaciones educativas tendrán probablemente
las siguientes clases de daños ante la intensidad máxima probable del
evento sísmico: probablemente no sufrirán daños o sufrirán daños leves.
Riesgo Sísmico de las edificaciones
educativas del distrito de Ica
|
TIPO DE EDIFICACION
|
CANTIDAD
|
PORCENTAJE
|
RIESGO
SISMICO
|
|
Sísmicamente Muy débil
|
24
|
12 %
|
Riesgo Alto
|
|
Sísmicamente Débil
|
03
|
2 %
|
Riesgo Alto
|
|
Semirresistente
|
141
|
73 %
|
Riesgo Medio
|
|
Sismorresistente
|
26
|
13 %
|
Riesgo Bajo
|
6. CONCLUSIONES
En
el distrito de Ica, existen un 14% de edificaciones educativas con un
riesgo sísmico alto, estas edificaciones principalmente se encuentran en el
cercado de Ica, la cual es la zona más antigua de la ciudad.
Se
han encontrado un 73% de edificaciones educativas con un riesgo sísmico
medio, las cuales se encuentran distribuidas en las diferentes zonas, predominantemente
en las áreas urbanas periféricas del cercado de Ica.
Edificaciones
educativas con un Riesgo sísmico bajo (13%), se encuentran distribuidas en
las diferentes zonas del distrito de Ica.
En
la zona II, en el casco antiguo están casi el total de las edificaciones
educativas tipo I (11.9%), y en las urbanizaciones periféricas, predominan
las edificaciones tipo III ( 42.3%).
En
la zona I, correspondiente a la zona sur-oeste de la ciudad, predominan las
edificaciones educativas tipo III (17.5%).
En
la zona III, correspondiente a la parte nor-oeste
de la ciudad y una las áreas pobladas más recientes, predominan las
edificaciones educativas tipo III (12.3%).
Para
la mitigación del riesgo sísmico, se debe reducir la vulnerabilidad de la
estructura. Se deben considerar dos casos. El primero es el de una futura
estructura, la reducción de su vulnerabilidad se puede lograr cumpliendo
todas las normas sismorresistentes, mejoramiento de la tecnología, calidad
de la construcción, etc. El segundo caso es el de una estructura ya
existente, para reducir su vulnerabilidad se evalúa la estructura y se
decide entre su reforzamiento, rehabilitación o demolición.
Se
recomienda la elaboración de un MAPA DE MICROZONIFICACION DE DESASTRES
NATURALES EN ICA. El cual debe establecer las zonas de mayor vulnerabilidad
ante desastres naturales. El cual se debe obtener superponiendo los mapas
de cada uno de los peligros naturales que amenazan a Ica, incluyendo los
lugares donde podrian existir fallas activas, y
calificarlos en alto, medio y bajo.
REFERENCIAS
- OVIEDO SARMIENTO RICARDO,
"RIESGO SÍSMICO EN EDIFICACIONES EDUCATIVAS DEL DISTRITO DE
ICA", Ica, 1999. https://oviedos.tripod.com/oviedo.htm
- ALVA HURTADO JORGE,
"MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE LA CIUDAD DE ICA", X CONIC - CISMID,
Lima 1994.
- TAVERA HERNAN, "LA TIERRA,
TECTONICA Y SISMICIDAD", Instituto Geofísico del Perú, Lima, 1993
- CERESIS,
http://www.dgf.uchile.cl/salsa/ceresis/ceresis_info.htm , Perú, 1999
- DIRECCION REGIONAL DE EDUCACION
DE ICA, "PADRON DE CENTROS EDUCATIVOS - AÑO 1998", Ica 1998.
- KUROIWA JULIO, "ESCALA DE
INTENSIDADES MERCALLI MODIFICADA PARA LOS PAISES ANDINOS (M.M.A.-92)", XI CONIC, Trujillo, 1997
- KUROIWA JULIO, "CURSO DE
CAPACITACION PARA CAPACITADORES", Ministerio de Educación, Lima,
1996
E-030-97
|
