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R e V I S TA C I E N T Í F I C A C O N R E D vo l. 1, no. 1, e n e 2016
DIAGNÓSTICO DE DAÑOS ESTRUCTURALES
ANTE LA AMENAZA SÍSMICA
EN LA ZONA UNO DEL MUNICIPIO DE MIXCO,
DEPARTAMENTO DE GUATEMALA
Genners Arturo Barrios Garay
S
e define y delimita el área de estudio, basados en análisis documental sobre la información vinculada al tema
de investigación a nivel municipal, para regular el ordenamiento territorial y la gestión integral del riesgo, que
son los ejes transversales para garantizar el derecho a la vida y la protección de la vida de toda la población.
Las herramientas principales a incorporar son los sistemas de información geográfica, mediante
el uso de la técnica de fotointerpretación, descomponiendo y delimitando así la zona uno
del municipio de Mixco del departamento de Guatemala, en polígonos que conforman las
Geo-unidades de análisis, definiendo cada uno de estos polígonos por el uso y tipología de construcción. Se realizó el trabajo de campo que consiste en el recorrido por calles y avenidas de la zona uno de Mixco,
para el levantamiento video-gráfico, habiendo previamente realizado el trabajo de gabinete. Se genera la
información para cada una de las Geo-unidades, describiendo su tipología de construcción, coordenadas
geográficas, área en metros cuadrados y tipo de suelos. Se realizó una revisión y clasificación de la información
levantada para su análisis y correspondiente incorporación a los Sistemas de Información Geográfica. Se procesó la información obtenida de la observación de las estructuras de la población. Para la estimación
probabilística de los estados de daños se utilizó el programa SELENA (SEimic Loss Estimation Nusing a logic
tree Approach), Se necesitó para su ejecución de recursos: Financiero, Humano, Software y Administrativo.
Se realizó el análisis para la discusión de los resultados y elaboración del informe final, considerando
la necesidad de proveer y desarrollar herramientas que puedan ser utilizadas por las correspondientes
autoridades municipales para el desarrollo de planes estratégicos encaminados a la reducción del riesgo con
la visión de preparaciones previas a la ocurrencia de eventos catastróficos y reducir los efectos negativos,
haciendo uso de gráficos para la representación de datos estadísticos y áreas geográficas dañadas. Logrando
una base de datos que puedan apoyar a las autoridades locales a determinar el grado de vulnerabilidad
estructural de los edificios de la zona uno del municipio de Mixco del departamento de Guatemala.
Finalmente, se procedió al ordenamiento de toda la información y elaboración del informe final. Concluyendo con
responder la Hipótesis: “Existe una significativa vulnerabilidad estructural ante eventos de naturaleza sísmica en la
zona uno del municipio de Mixco, Guatemala”, habiéndose verificado que la hipótesis es positiva.
Genners Arturo Barrios Garay
Licenciado en Gestión Integral de Riesgo, graduado de la Universidad
San Pablo de Guatemala; ha laborado en instituciones involucradas
con la gestión del riesgo como el Instituto Geográfico Nacional -IGN- y
el Instituto Nacional de Estadística -INE-; actualmente labora para la
Dirección de Mitigación de la SE-CONRED
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A
study area within the Municipality of Mixco, Guatemala, was defined and delimited, based on documental
analysis about information at a municipal level related to the research on regulation of land and risk management.
Those are the transversal axis that would guarantee the right to life and the protection of it for all population.
The main tools incorporated to perform the analysis are geographic information systems –GIS, by using the technique of photo-interpretation, thus decomposing and delimiting the area of zone
1 in the municipality of Mixco, Guatemala, Guatemala, into polygons that make up the Geo-units of
analysis, defining each one of these polygons by means of its kind of land use and construction system.
Fieldwork was conducted consisting of a survey through the streets and avenues of zone 1 of Mixco, recording videographic
documentation based on previously held office analysis. Information is generated for each of the Geo-units, describing
their type of construction, geographic coordinates, area in square meters and soil types. A review and classification
of the information gathered was done in order to perform the corresponding analysis and incorporation into GIS.
We then processed the information obtained from the observation of the structures of the population. To estimate
probabilistically the damage states distribution, we used the program SELENA (SEimic Loss Estimation Nusing a logic
tree Approach). To do all of the above, a set of resources was needed: financial, human, software and administrative.
Analysis was performed, considering the need to provide and develop tools that can be used by the relevant municipal
authorities to develop strategic plans aimed at reducing risk with a vision of preparations prior to the occurrence of
catastrophic events and reducing the negative effects by making use of graphic material to represent statistical and
geographical areas of projected damage. Resulting in a methodology for the construction of a database to support local
authorities to determine the structural vulnerability of buildings in the area of zone 1, Mixco, Guatemala, Guatemala.
Finally, it was concluded with the answer to the question of the validity of the Hypothesis: "There is significant structural
vulnerability to seismic events in zone 1, Mixco, Guatemala, Guatemala", having verified that the hypothesis is positive.
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Introducción
de 1942 que afectó gran parte del altiplano (zona de
subducción) y el de 1976, en la falla del Motagua, que
dañó principalmente al altiplano central del país.
La presente investigación es un diagnóstico de
daños estructurales en la zona uno del municipio de
Mixco del departamento de Guatemala, el cual se
considera que dejará en manifiesto resultados que
puedan contribuir como herramientas para la toma de
decisiones, debidamente informada con la inclusión de
consideraciones de la gestión de reducción de riesgo a
desastres, por parte de las autoridades competentes,
así como a incrementar la capacidad de percepción del
riesgo sísmico en sociedad. Asimismo, se espera que,
partiendo de la información obtenida, se implementen
medidas de prevención y mitigación para reducir la
vulnerabilidad estructural al que está expuesta la sociedad
guatemalteca. En particular, que dichas medidas estén
encaminadas a proteger las obras esenciales de la zona
uno del municipio de Mixco, contribuyendo así a la
promoción de la gestión municipal para garantizar a la
población que dichas obras permanecerán prestando el
servicio, incluso posterior a la ocurrencia de un evento
de gran magnitud.
Los resultados derivados de esta investigación son
pertinentes para la municipalidad y la sociedad civil,
quienes mediante las organizaciones que inciden en el
municipio de Mixco podrán ser beneficiados al contar
con una base técnica para la propuesta y/o gestión de
proyectos que minimicen las vulnerabilidades y/o riesgos
a los que está expuesta la población.
Así mismo, el resultado de la investigación aquí
propuesta tiene potencial de servir como base para la
realización de otras investigaciones que se deriven de
ésta y amplíen el conocimiento de la caracterización
de tipologías de construcción en el marco, siendo de
utilidad para universidades y estudiantes dedicados a
la investigación científica. En especial, el diagnóstico
contribuye a la investigación con temática relacionada
con la gestión para la reducción de riesgos a desastres,
la cual proporcionará mayor conocimiento sobre los
fenómenos que afectan el municipio de Mixco.
La investigación se desarrolló de agosto a octubre del
año 2013. Esto sólo se limitó a la zona uno del municipio
de Mixco, considerando la extensión territorial del
mismo, además cumple con distintas características del
tipo de suelo y tipologías de construcción para validar
este análisis. Sin embargo, se realizó el estudio con la
visión de plan piloto puesto que se considera importante
que se le dé continuidad, replicándolo en las otras
zonas del Municipio de Mixco. En este caso, se estima
que el tiempo para poder dar un diagnóstico a nivel
municipal se incrementaría hasta dos años, después de
los cuales se contaría con una herramienta de priorización
para aplicar las medidas de mitigación asociadas a las
vulnerabilidades encontradas.
Metodología y Selección de Área
de Estudio
Se eligió la zona uno del municipio de Mixco para el
estudio propuesto, como un proyecto piloto que podría
ser replicado posteriormente a zonas con características
similares en donde se requiere de una investigación que
profundice en las serias consecuencias que puede llegar
a tener la ocurrencia del fenómeno natural del sismo
en núcleos urbanos con una vulnerabilidad estructural
significativa.
Históricamente, cada uno de los sistemas de fallas
dentro del territorio de Guatemala ha producido sismos
destructores. En el siglo XX ocurrieron 18 eventos que
generaron intensidades modificadas de Mercalli, IMM,
mayores o iguales a VII. Los más importantes, debido
al área afectada o a los daños causados, fueron el de
1902 en la zona sur-occidente (zona de subducción), los
terremotos de 1917-1918 que destruyeron a la Ciudad
de Guatemala (graben de la Ciudad de Guatemala), el
Se delimitó el área de estudio en unidades que
cumplieran con características similares de tipología de
construcción. En este proceso se generó 99 unidades
dentro del límite de la zona uno del municipio de Mixco,
de las cuales se eligieron 23 para la muestra, se realizó
el recorrido en las unidades seleccionadas y para cada
una se realizó documentación videográfica. 28
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El análisis de datos se expandió al resto de unidades,
quedando establecida el área correspondiente a las
23 unidades, como el área que sirvió de muestra para
inferir la información que permitió realizar el estudio
del diagnóstico de daños estructurales ante la amenaza
sísmica (figura1).
un evento sísmico. En el presente estudio se subdividió
el territorio de la zona uno del municipio de Mixco en
99 unidades territoriales de naturaleza relativamente
homogénea. A estas unidades de estudio unitarias, las
denominaremos Geo-unidades, las cuales deben ser
descritas en términos de los polígonos que demarcan su
área, así como de las coordenadas del centroide que les
represente. Es decir, las coordenadas de un punto dentro
del polígono que serán utilizadas como las coordenadas
representantes de la Geo-unidad en la presentación de
los resultados.
Debido a la naturaleza sísmica de nuestro territorio,
existe una diversidad de condiciones en los distintos
territorios en los que se ha realizado construcción de
edificaciones. Estas condiciones, como por ejemplo el
tipo de suelo, la topografía, la tipología de construcción,
etc. dependiendo de sus características pueden llegar a
representar elementos de vulnerabilidad en las estructuras.
Por tanto es importante caracterizar la distribución de
los suelos donde se construyen las edificaciones cuando
se pretende analizar los posibles daños que un territorio
pudiera sufrir en sus estructuras ante la ocurrencia de
Estas Geo-unidades se consideran suficientemente
homogéneas en términos de sus características de suelo,
uso estructural y tipologías de construcción, observadas
previamente por fotointerpretación, que servirán como
los elementos básicos del análisis para la construcción
del diagnóstico de daños estructurales.
Figura 1: La imagen muestra la distribución de unidades en la zona uno del municipio de
Mixco. Las unidades en color rojo indican las que fueron utilizadas como muestreo.
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El trabajo de campo consistió en el recorrido por calles
y avenidas de la zona uno de Mixco, para el levantamiento
video-gráfico, habiendo previamente realizado el trabajo
de gabinete, se genera la información para cada una de
las Geo-unidades, describiendo sus características. Para
el análisis del diagnóstico de daños estructurales ante la
amenaza sísmica, se requiere que para cada Geo-unidad
se establezca la siguiente información:
la información obtenida en evaluaciones de campo,
como la compilación y obtención de datos geográficos
existentes. Las herramientas principales a incorporar son
los sistemas de información geográfica, mediante el uso
de la técnica de fotointerpretación, descomponiendo
y delimitando así la zona uno del municipio de Mixco
del departamento de Guatemala, en polígonos que
conforman las Geo-unidades de análisis, definiendo
cada uno de estos polígonos por el uso y tipología de
construcción.
• Distribución de tipología de construcción, de las
diferentes tipologías de construcción típicas del país
se identifican y se cuentan el número de edificaciones
que corresponden a cada una de ellas dentro de la
Geo-unidad.
Posteriormente se realizó el trabajo de campo que
consiste en el recorrido por calles y avenidas de la zona
uno de Mixco, para el levantamiento videográfico, previo
haber realizado el trabajo de campo. Se realizó el análisis
de muestreo para determinar que Geo-unidades podrían
utilizarse para expandir esta información a toda la zona
uno del municipio de Mixco.
• Coordenadas geográficas, estas identifican de
forma única cada Geo-unidad en los Sistemas de
Información Geográfica, por tanto debe de existir
solamente un par de coordenadas que lo describen
(latitud y longitud). En el presente estudio se eligió
el centroide del polígono de la Geo-unidad para
representar estas coordenadas.
Obtenidas las bases de los datos de campo, se
procedió a la generación de información para cada
una de las Geo-unidades, describiendo su tipología de
construcción, coordenadas geográficas, área en metros
cuadrados y tipo de suelos.
• Área en metros cuadrados, nos permite realizar la
extrapolación, a través de la densidad de la muestra
de tipologías de construcción, para tener un estimado
de la distribución de las tipologías en la Geo-unidad
completa.
Para la estimación determinística de los estados de
daños, se utilizó el programa SELENA (SEimic Loss
Estimation Nusing a logic tree Approach), el cual es
una herramienta que permite calcular el grado de daño
ocasionado por un sismo en un grupo de sistemas
estructurales específicos o en estructuras detalladas
(Molina & Lindholm, 2010). Aunque es tema fuera del
alcance del presente estudio, el programa también tiene
la capacidad de determinar las pérdidas económicas y
humanas, como también la cantidad de víctimas mortales
o víctimas de diferentes tipos de lesiones, aspectos que
en la presente investigación no formaban parte del
objetivo principal.
• Tipo de suelos, que en este estudio se describen
en términos de la rigidez como característica física
del terreno. Es importante conocer esa rigidez
para cada Geo-unidad puesto que podría significar
amplificación de la onda sísmica en ese punto.
Se realizó una revisión y clasificación de la
información levantada para su análisis de tal manera
que la información a cada uno de los atributos arriba
mencionados pudiera ser incorporada a los Sistemas de
Información Geográfica.
Se inicia por definir y delimitar el área de estudio,
basados en análisis documental sobre la información
vinculada al tema de investigación a nivel municipal,
estudio sobre la amenaza sísmica en América Central,
y planteamientos metodológicos, tomando en cuenta
los fenómenos demográficos que se consideran para la
aplicación de normas y reglamentos con lineamientos
básicos y políticas nacionales que regulen el ordenamiento
territorial y la gestión integral del riesgo. Éstos son los
ejes transversales para garantizar el derecho a la vida y
la protección de la vida de toda la población.
Posteriormente se realizó el análisis de la información
obtenida para la discusión de los resultados y elaboración
del informe final de tesis. Considerando la necesidad
de las autoridades municipales de proveer y desarrollar
planes estratégicos encaminados a la reducción del
riesgo con la visión de preparación previa a la ocurrencia
de eventos catastróficos y reducir los efectos negativos,
se hizo uso de gráficos para la representación de datos
estadísticos, áreas geográficas dañadas en los tres
escenarios producidos con el software SELENA. Como
producto adicional, se logró la creación de una base
de datos que puede servir como materia prima para
la formulación de estudios potenciales que permitan
el acceso a estimaciones de grado de riesgo de
determinada área.
Se procede a la preparación de herramientas y
aplicación para obtener información sobre el tema de
la amenaza sísmica en referencia al área de estudio, con
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más reciente la sequía, son eventos de impacto directo
a la sociedad guatemalteca, así como a la economía, los
cuales afectan directamente la calidad de vida de los
guatemaltecos.
Finalmente se procedió al ordenamiento de toda la
información, y elaboración del informe final.
Selección de Técnicas
de Recolección de Información
En algunos casos esta problemática se puede atribuir
a la forma en que la población hace uso del territorio,
ya que no existe un plan de ordenamiento territorial, a
distinto nivel organizativo, que guíe, oriente y norme el
buen uso del territorio.
La metodología propuesta para la presente
investigación toma en cuenta las características que
determinan la amenaza sísmica de Guatemala, con sus
diferentes fuentes de origen, mediante la utilización de
un método híbrido con un componente determinístico
para el cálculo de la distribución de movimiento del suelo
ante la ocurrencia de un sismo determinado, pero con un
componente probabilístico para la estimación del estado
de daño que cada determinada estructura pudiera
sustentar por el sismo en cuestión. Esta metodología
híbrida se considera pertinente pues nos permite, desde
el planteamiento, definir la amenaza sísmica a la que
está expuesto todo inmueble ubicado en la zona uno
del municipio de Mixco y a la vez permite incorporar los
elementos estimados de la amenaza a la estimación de
daños para las tipologías de construcción características
en el municipio. Por tanto, la metodología permite
estimar escenarios de daños en las estructuras, por lo
que permite crear las bases para analizar la vulnerabilidad
estructural ante la amenaza sísmica de las viviendas
del municipio de Mixco, con el fin de estimar el grado
de riesgo con base en probables escenarios de daños
estructurales característicos ante la ocurrencia de un
sismo determinado.
La actividad sísmica que afecta al territorio nacional
se debe a su ubicación geográfica (INSIVUMEH, 2013).
El entorno tectónico de Guatemala está controlado
por la interacción de tres placas tectónicas principales:
las placas de Norte América, Cocos y del Caribe. En
el interior del territorio, la frontera entre las placas del
Caribe y de Norte América se expresa por dos sistemas
paralelos de fallas del tipo lateral izquierdo: Chixoy
Polochic, al Norte, y Motagua al Sur. Al Oeste, estos
sistemas de fallas se aproximan a la cadena volcánica,
resultado de la interacción entre las placas de Cocos
y del Caribe. Al Sur, la zona de subducción es una
manifestación importante de este entorno tectónico y
constituye la principal fuente sísmica activa, además de
dar origen a la constante actividad volcánica registrada en
los últimos años (Monterroso, 2003). Todo esto hace de
la región centroamericana una zona con amenaza sísmica
relativamente alta, que históricamente ha registrado
recurrentemente la ocurrencia de terremotos que han
afectado a los diferentes países expuestos a tal amenaza.
La presente investigación contempla realizar un
mapeo del estado actual de la infraestructura en que se
encuentran las viviendas de la zona uno del municipio
de Mixco, analizando factores estructurales para obtener
escenarios de daños ante la ocurrencia de potenciales
sismos que podrían llegar a ocasionar cuantiosas pérdidas,
provocando daño en las estructuras. Considerando, sin
embargo, que puede ser reducido el impacto, si en las
actividades realizadas previamente a la ocurrencia del
sismo, se adoptan medidas de mitigación con base
técnica para la gestión de reducción del riesgo, así
como medidas de precaución y preparación para resistir
y recuperarse, y si los pobladores son debidamente
capacitados, a través de una adecuada sensibilización
ante la presencia de la amenaza sísmica, considerando
que ésta es real e irrefutable y no se encuentra bajo
el control de nadie el reducirla. Por todo lo anterior,
los esfuerzos deben encaminarse a la reducción de la
vulnerabilidad y el fomento de la resiliencia.
Se desarrolló el procedimiento para la observación
de campo, que permitió identificar y clasificar en las
tipologías típicas de construcción las edificaciones de
la zona uno de Mixco, con el objetivo de poder realizar
un conteo de edificaciones por tipología en cada geounidad de una conjunto de muestra en la zona uno.
Esto, a su vez, permite obtener algunas funciones de
densidad de distribución de tipologías de construcción
que nos permite aproximar los valores de conteo de
edificaciones por tipología en cada geo-unidad del
conjunto universo del estudio, que es la zona uno.
Con esta información es posible estimar los valores de
probabilidad para cinco diferentes estados de daño (sin
daño, daño leve, daño moderado, daño severo y colapso)
mediante metodologías probabilísticas para las tipologías
constructivas propias de la zona uno del municipio.
Antecedentes
Se desarrolló el procedimiento para la observación
de campo, que permitió obtener algunas funciones de
vulnerabilidad y de los estudios analíticos del riesgo
Los diferentes fenómenos naturales: huracanes,
terremotos, erupciones volcánicas, deslizamientos y
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sísmico para ciertas tipologías constructivas propias del
municipio.
En ella expone sobre los movimientos de los
continentes, compara el desplazamiento de éstos, los
que coinciden de forma desde un cuerpo común. La
deriva continental, la define como el desplazamiento
de las masas continentales una respecto a otra. Dicha
hipótesis supone que el conjunto de continentes actuales
formaron una sola masa del Período Geológico Pérmico,
denominado como PANGEA que significa “toda la tierra”
y que data de hace más de 225 millones de años. A partir
de allí se fue dando un desplazamiento lento y continuo
de los contenientes durante el tiempo.
En la era del Período Geológico Triásico, se forman
dos masas a las que se les denomina, LAURASIA Y
GONDWANALAND, que datan aproximadamente de
200 millones de años aproximadamente. Posteriormente,
aparece la era del Período Geológico Jurásico, hace 135
millones de años, luego aparece el Período Geológico
Cretáceo, de hace 65 millones de años, hasta el Período
Actual en el que se presenta la distribución geográfica de 5
contenientes. Dicha teoría fue confirmada por científicos,
durante los años 50 y 60 del siglo pasado, mediante
la constatación de mediciones geográficas. Para el año
de 1968, la teoría ha sido bastamente aceptada por la
comunidad científica y, desde entonces, se le conoce
como la Teoría de Placas Tectónicas (o Tectónica de
Placas). Para entender esta teoría, es importante tomar en
cuenta que los efectos del comportamiento del interior
de la tierra. Desde la perspectiva de la composición
química, se considera que la tierra está compuesta por
tres capas, a saber, la corteza, el manto y el núcleo. Sin
embargo, la teoría de la tectónica de placas no puede ser
explicada sólo a nivel de composición química, además
se deben tomar en cuenta las propiedades físicas de las
capas superiores (la corteza y el manto).
A nivel nacional, en Guatemala la amenaza sísmica
es importante y ha estado presente a lo largo de
nuestra historia, lo que hace necesario que la población
incremente su nivel de preparación y percepción ante la
persistente presencia de dicha amenaza.
El 04 de Febrero de 1976, por activación de la falla del
Motagua, ocurrió un sismo de magnitud 7.5 en la escala
de Richter, fenómeno que ha reportado para nuestro
territorio el mayor saldo de vidas humanas durante el
siglo XX con aceleraciones del suelo altas y destrucción
de miles de viviendas (INSIVUMEH, 2013).
En los últimos años, la región centroamericana ha sido
impactada por fenómenos naturales como: terremotos,
maremotos, huracanes, movimientos de terreno.
Guatemala no ha sido la excepción de estos embates
de la naturaleza, que han dejado como saldo víctimas
humanas, daños materiales (Carreteras, viviendas, áreas
de cultivo, etc.) un impacto negativo. Esto se refleja en la
pérdida de la biodiversidad, degradación de los suelos,
entre otros, que son nuestra base fundamental de la
economía (Agricultura).
En el Marco de la Política Centroamericana de la
Gestión Integral del Riesgo, los países que conforman
el Sistema de la Integración Centro Americana, en
junio 2012, a través de sus jefes de estado, adquirieron
compromisos orientados a reducir y prevenir el riesgo
de desastres, con una visión de desarrollo integral y
seguro en Centroamérica (CEPREDENAC, 2006). Dicha
política contiene lineamientos, compromisos y acciones
generales y de mediano plazo que garanticen la gestión
del riesgo y el tema de la integralidad.
Esta región, de acuerdo a sus propiedades físicas se
subdivide en Litósfera, Astenósfera y el Manto Inferior
(Figura 2).
En Guatemala, los estudios y evaluación de la amenaza
sísmica se basan principalmente en tres fuentes sísmicas
activas en el país: la zona de subducción, el sistema de
fallas del Norte y en segundo plano por importancia, el
sistema de fallas en el altiplano de la república (Molina
& Benito, 2009). Se han realizado tres estudios a nivel
nacional y uno a nivel específico para la ciudad de
Guatemala. Los resultados han permitido evidenciar
los efectos producidos por la actividad sísmica y las
condiciones geológicas predominantes de la república
de Guatemala sobre los núcleos urbanos.
Aspectos Conceptuales
La Teoría Tectónica de Placas, introducida por el
geofísico alemán Alfred Wegenner1 en el año de 1912,
cuando presenta su tesis sobre la deriva continental.
Figura 2: Composición Interna de la Tierra.
Fuente: Merian-Webster Inc.
1 Teoría del origen de la Deriva Continental, Alfred Lothar Wegener, 1880-1930
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Marco Tectónico Regional
Y Sismicidad
La Litósfera está sometida, en algunas zonas, a
procesos provocados por material que sube a la superficie
desde la Astenósfera y en otras a descenso de material
debido al hundimiento de material en la Astenósfera.
Por esta razón, la Litósfera se encuentra actualmente
dividida en varios bloques, a los que se les denomina
Placas Tectónicas. El Servicio Geológico de los Estados
Unidos USGS (siglas en inglés) tomando en consideración
esta teoría tectónica, presenta la siguiente descripción y
representación gráfica (Figura 3):
El continente Americano, geográficamente, está
ubicado de tal forma que se ve afectado por la interacción
de tres placas tectónicas. Es en ésta zona en donde se
registra la actividad sísmica principal de la región (Figura
4), interactuando con la actividad volcánica. La mayoría
de sismos destructivos son de magnitudes entre someras
y grandes, 5.5 ≤ M ≤ 8.0, asociados a fuentes interplaca
e intraplaca.
• Placas principales:
Placa Sudamericana, Placa Norteamericana, Placa
Euroasiática, Placa Indo australiana, Placa Africana,
Placa Antártica, Placa pacifica.
• Placas secundarias:
Placas de Cocos, Placa Nazca, Placa Filipina, Placa
Arábiga, Placa Escocesa, Placa Juan de Fuca, Placa
del Caribe.
• Otras placas:
Placa de Ojotsk, Placa Amuria, Placa del Explorador,
Placa de Gorda, Placa Somalí, Placa de la Sonda.
Figura 4: Mapa Tectónico de Mesoamérica.
Fuente: (Dewey & Suarez, 1991)
• Microplacas:
Placa de Birmania, Placa Yangtze, Placa de Timor,
Placa Cabeza de Pájaro, Placa de Panamá, Placa
de Rivera, Placa, Placa de Pascua, Placa de Juan
Fernández.
Geomorfológicamente hablando, el sector norte
de Centroamérica se encuentra conformado por la
cadena montañosa desde el Sur de México a través de
Guatemala, Honduras y el Norte de Nicaragua y se pierde
en la costa caribeña. Estas sierras están conformadas por
un número de sub-cadenas paralelas, compuestas por
depósitos metamórficos, separados por fallas y grabens
(Figura 5).
Figura 3: Distribución de las placas tectónicas.
Fuente: http//USGS.gov
Figura 5: Sismicidad de la región (1973-2002), las estrellas muestran sismos con M > 7.2.
Fuente: (Monterroso, 2003).
Figura 5: Derecha: Mapa de fallas regional de Centroamérica. Fuente: (CEPREDE
2002), las estrellas muestran sismos con M > 7.2 Fu
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Sismicidad
Guatemala se encuentra en un punto de concurrencia
de tres placas tectónicas, la de Norteamérica, la del
Caribe y la de Cocos (Figura 7).
Figura 5: Sismicidad de la región (1973-2002), las estrellas muestran sismos con M > 7.2.
Fuente: (Monterroso,
2003). Sismicidad de la región onal de Centroamérica. Fuente: (CEPREDENAC, 2008). Izquierda: s estrellas muestran sismos con M > 7.2 Fuente (Monterroso, 2003) La cadena
montañosa inicia en la costa Pacífica de
) Nicaragua y se extiende a través de todo Costa Rica y
Panamá hasta la frontera con Colombia. Sumado a eso
se marca la cadena volcánica y mesetas del Terciario,
abarcando el Sur de Guatemala, Salvador, Nicaragua y
Costa Rica.
Antecedentes De Estudios
En La Región
A nivel regional, es importante notar el apoyo de
la cooperación internacional, que se materializa en
proyectos. Este es el caso del proyecto de cooperación
Escandinava (Suecia y Noruega) denominado “Reducción
del Riesgo Sísmico en Guatemala, El Salvador y
Nicaragua con cooperación regional a Honduras, Costa
Rica y Panamá”. En el marco de la ejecución de este
proyecto se realizó una actualización de la información
científica referente al riesgo sísmico, en términos de
Amenaza Sísmica. La contribución de estos nuevos
mapas es que, a pesar de obtener mapas de amenaza
sísmica nacional, estos se realizaron a partir de un mapa
regional, evitando problemas artificiales que introduce
la separación por división política nacional, eliminando
los artificios matemáticos de frontera (Figura 6).
Figura 7: Marco Tectónico de Guatemala: Los triángulos sólidos
representan volcanes. Las líneas sólidas representan la localización del
sistema de fallas Chixoy-Polochic (CPFS) y el sistema de fallas de Motagua
(MFS), el cual continúa hacia el mar frente a honduras como la zona de
fractura de Swan (SFZ). La frontera de la zona de subducción, i.e. la trinchera
mesoamericana, MAT, se indica por la línea dentada (Monterroso, 2003).
Hacia el Sur del país, la frontera entre las placas
de Cocos y del Caribe se manifiesta con la zona de
subducción, que es la región en la que la placa de
Cocos se hunde por debajo de la placa del Caribe.
Como resultado de este proceso, nuestro país cuenta
con la cadena volcánica, que es paralela a la frontera
de las placas. Esta es la zona que ha generado mayor
activad sísmica en el país, sin embargo dicha activad
se genera a profundidades relativamente grandes, por
lo que sus efectos aunque perceptibles, generalmente
no son graves. Por otro lado, la principal manifestación
geológica estructural de la frontera entre las placas de
Norteamérica y del Caribe, es el sistema de fallas ChixoyFigura Polochic-Motagua,
6: Mapa de Amenaza Sísmica en el cual atraviesa nuestro país. Es en la
América
Central
Términos de PGA
falla
deenMotagua
que se generó el destructivo terremoto
(Aceleración Pico del Suelo) (gal) para
delPR=1,000
4 de años.
febrero de 1976.
Es importante notar que, en el istmo de Centroamérica
y particularmente en Guatemala, un elemento
importante que constituye parte del riesgo sísmico ante
el cual la población se encuentra vulnerable, son los
Figura 6: Mapa de Amenaza Sísmica en América Central
en Términos de PGA (Aceleración Pico del Suelo) (gal) para PR=1,000 años .
34
R e V I S TA C I E N T Í F I C A C O N R E D vo l. 1, no. 1, e n e 2016
deslizamientos inducidos por sismos. Particularmente,
las poblaciones del sector frágil de la economía, de los
sectores de los numerosos asentamientos humanos en
barrancos. Asimismo, las tipologías de construcción no
cuentan con una regulación a nivel nacional que incluya la
componente preparación sismo resistente. Sobre todo en
la construcción informal que se da en el interior del país
en donde uno de los principales métodos constructivos
es el bajareque.
destructivos en Guatemala durante el último siglo, del
cual es importante notar, por ejemplo, lo devastador
del mencionado terremoto del 4 de febrero de 1976
que dejó un conteo de fatalidades de más de 23,000
personas (Tabla 1).
Geología Local
El municipio de Mixco se encuentra en un altiplano que
está principalmente compuesto de depósitos volcánicos,
en su mayor proporción del periodo cuaternario. El
suelo de tipo Pómez cuaternaria, es material de origen
volcánico que se caracteriza por la presencia de poros
que le permite absorber y retener el agua, además de
hacerla ligera. Sus poros cerrados le confieren una baja
densidad, por lo que el comportamiento al impacto es
muy ligero. Aunque es de dureza media, debido a su alta
friabilidad el poder abrasivo es muy bajo, produciendo
un efecto muy suave sobre la superficie trabajada (Figura
8). El suelo de este tipo es predominante en el municipio
de Mixco. Por otro lado, las Tovas Volcánicas Cuaternarias
que también son de origen volcánico semi-consolidado
con granulometría gruesa y semi-abrasivo, también se
encuentran frecuentemente en la zona uno de Mixco.
Este material se utiliza como materia prima para la
construcción (Monterroso, David A., En Preparación).
Antecedentes y Condicionantes
Del Riesgo Sísmico En Guatemala
Guatemala es un país donde la actividad sísmica es
alta. Los más extremos desastres, en los últimos 35 años,
han sido de origen sísmico. Las pérdidas resultantes
fueron altas y contribuyeron a un desequilibrio mayor
en la economía del país. En la historia reciente, uno de los
mayores desastres del país se produjo con génesis en un
evento sísmico, el terremoto del 4 de Febrero de 1976.
A partir del mencionado terremoto, se han realizado
diferentes estudios para cuantificar la amenaza sísmica,
así como reportes que resumen los grandes eventos
ocurridos en la región. Sin embargo, la investigación
en términos de cuantificación del riesgo sísmico a
nivel nacional continua siendo necesaria, a pesar de
que el historial de eventos sísmicos con alto impacto
establece claramente la necesidad de realizar dichos
estudios. Basta con revisar el historial de terremotos
Fecha
H:M Lat. N Lon. W
Profundidad
Poblaciones más afectas
1902 0419
02:24
14.00
91.00
Subducción
San Marcos, Quetzaltenango
y Totonicapán.
1913 0308
16:05
14.30
90.35
Cortical
Cuilapa, Barberena,
Santa Rosa.
1918 0125
01:18
14.60
90.53
Cortical
1930 0714
22:40
14.20
90.15
1942 0806
23:36
13.90
1950 1023
16:13
1976 0204
2013 1107
Io
Imax MM/ Ms
IX
7.5
VIII
VIII
5.9
Guatemala, Amatitlán.
VIII
VIII
6.2
Cortical
Santa María Ixhuatán,
S. Juan Tecuaco.
VIII
VIII
6.9
90.80
Subducción
Sacatepéquez
y Chimaltenango.
VIII
7.9
14.30
91.70
65
San Marcos.
IX
7.3
09:01
15.30
89.20
5
San Juan
y San Pedro Sacatepéquez
IX
7.5
10:35
14.06
93.31
33
San Marcos, Quetzaltenango y
Sololá
Tabla 1: Historial de Terremotos Destructivos En el Último Siglo
Modificado de (Molina & Benito, 2009). Fecha= Año, mes y día; H:M = hora y minuto; Lat. N = latitud
Norte; Lon. W = longitud Oeste; Profundidad = cortical (< 20 Km), subducción (> 20 Km) o en Km.;
Poblaciones más afectadas = lugares con la IMM máxima; Io = intensidad epicentral;
Imax = intensidad máxima; MM = MS para eventos en el siglo XX.
35
7.2
R e V I S TA C I E N T Í F I C A C O N R E D vo l. 1, no. 1, e n e 2016
provocados dado un movimiento sísmico). Entonces,
podemos expresar el Riesgo Sísmico, Rs, en términos
de la Amenaza Sísmica, As, la Vulnerabilidad Sísmica
Estructural, Vse, la exposición, Eh, y el costo económico
de recuperación, Cer, por medio de la siguiente ecuación:
Ecuación 1
R s = f (As ,Vse , E h ,C e )
La cual podemos expresar por medio de un operador
multiplicador general como:
Ecuación 2
Figura 8: Mapa de geología local: El color amarillo indica suelo de tipo Pómez,
el color verde olivo indica suelo de tipo tova volcánica del cuaternario.
Las líneas sólidas indican Fallas geológicas. La elipse de color rojo
indica el área de estudio.
En el caso de no contar con información sobre la
Exposición y el Costo de Recuperación, es posible
estimar el Daño Sísmico Estructural, Dse, refiriéndonos a
una cuantificación del nivel de daños en las estructuras
y/o edificaciones, ante un determinado movimiento
sísmico, por medio de la siguiente ecuación:
Estimación del Daño Sísmico
Estructural
De acuerdo con la definición de la Estrategia
Internacional para la Reducción de Desastres (Naciones
Unidas), el riesgo es la probabilidad de consecuencias
perjudiciales o pérdidas esperadas (muertes, lesiones,
propiedad, medios de subsidencia, interrupción de
actividad económica o deterioro del ambiente) resultado
de interacciones entre amenazas ante fenómenos,
naturales o antropogénicos, y condiciones de
vulnerabilidad. El riesgo de desastres abarca diferentes
tipos de pérdidas posibles que con frecuencia son difíciles
de cuantificar. No obstante, con el conocimiento sobre
las amenazas imperantes y los patrones de la población
y del desarrollo socioeconómico, se pueden evaluar y
desarrollar mapas del riesgo de desastres, al menos en
términos generales (EIRD, 2009). Por lo tanto, el riesgo
sísmico se puede caracterizar como una función de la
Amenaza Sísmica y la Vulnerabilidad Sísmica. A su vez
podemos descomponer a la Vulnerabilidad Sísmica en
la Vulnerabilidad Sísmica Estructural (refiriéndonos a la
capacidad de daño de las edificaciones y/o infraestructura
ante determinado movimiento sísmico), el nivel de
exposición (refiriéndonos a la densidad de población o
actividad humana que podría resultar afectada por un
movimiento sísmico) y el costo (refiriéndonos al nivel
de inversión económica necesario para reparación y/o
recuperación de los daños que podrían haber sido
Ecuación 3
En cualquiera de los casos, las variables de Exposición
y de Costo de Recuperación no pueden ser controladas
por las autoridades ni minimizadas por el conocimiento
científico técnico. Es incluso más claro que la naturaleza
del comportamiento de la Amenaza Sísmica no está
bajo el control del ser humano. Sin embargo, sí es
posible minimizar la variable de Vulnerabilidad Sísmica
Estructural, pero esto requiere de un esfuerzo conjunto,
haciendo los estudios necesarios para identificar las
áreas donde se tiene mayores valores y optimizando el
diseño sismo resistente para reducirlos. Asimismo, las
autoridades deben implementar leyes y procedimientos
que permitan hacer llegar a las áreas prioritarias dichos
diseños.
Para la presente propuesta se sigue la línea de
análisis y abordaje de la estimación de la Amenaza
Sísmica como un elemento regional, pues se utilizan
leyes de atenuación de la onda sísmica regionales.
Sin embargo, se hace enfocando puntualmente a la
36
R e V I S TA C I E N T Í F I C A C O N R E D vo l. 1, no. 1, e n e 2016
Descripción de Tipologías
Estructurales
evaluación de la vulnerabilidad estructural en la ciudad
de Mixco, con estimaciones analíticas específicas para las
Geo-unidades y estimaciones probabilísticas para cada
tipología de construcción típica identificada, enfatizando
la necesidad de continuar con la generación del
conocimiento y realizando la aplicación de los elementos
puntuales locales dentro del propio municipio donde
se analizarán las estructuras catalogadas como obras
esenciales.
W1 Son estructuras hechas de madera y lámina
troquelada.
AD Estructuras hechas de mampostería de adobe todavía
pueden encontrarse en Latinoamérica.
Generalmente estas estructuras presentan solo un piso,
sin sótano y algunas veces presentan formas irregulares
en planta. El uso principal es residencial o comercial
(principalmente pequeños negocios).
Información de Clasificación de
Tipologías de Construcción
CLri Mampostería reforzada de ladrillos cocidos
comparable con CLu con la excepción que los muros
tienen barras verticales de acero que sirven refuerzo
estructural.
Una vez obtenida la información de campo, se hizo una
revisión y clasificación de la información levantada para
su análisis y correspondiente incorporación a los Sistemas
de Información Geográfica.
CLrc Mampostería confinada de ladrillos cocidos Los
muros de mampostería son reforzados adicionalmente
mediante el confinamiento lateral y vertical usando
marcos de concreto reforzado.
En relación al inventario de sistemas constructivos, se
agruparon las edificaciones observadas según el tipo
de construcción de la estructura, así como el material
constructivo predominante. Esta información se obtuvo
a partir de los datos de campo que se extrajeron de la
documentación videográfica y de la boleta de campo, los
que previamente fueron puestos en una base de datos
geográfica, para luego ser importados en el programa
ArcGIS 10.1 y que puedan ser analizados en mapas.
Estas se distribuyen a distancias regulares de manera
que se construye una especie de sistema viga-columna.
Sin embargo, la capacidad de carga de estos muros es
totalmente distinta del simple sistema de marcos de
concreto reforzado.
De acuerdo al manual técnico de HAZUS, capítulo 5.2.1
(estructuras de mampostería confinadas – RM2): Estas
estructuras tienen muros similares a los de mampostería
reforzados, incluyendo el tipo de diafragma que
generalmente poseen, pero el techo y los pisos están
generalmente compuestos de concreto prefabricados
como placas o vigas T y los pisos y techos generalmente
son puestos encima de vigas internas y columnas de
concreto o acero (que pueden ser prefabricados o
hecho in-situ). Los elementos prefabricados horizontales
generalmente restan sobre elementos hecho in-situ.
En la identificación de los diversos sistemas
constructivos con la que cuenta la zona uno del municipio
de Mixco, se procedió a uniformizar cada uno de ellos,
para que coincidieran con el esquema de clasificación
estructural de HAZUS (FEMA 1,999)2, adaptado a la
región centroamericana en el marco del proyecto RESIS
II y que está disponible para los países de Guatemala, El
Salvador y Nicaragua; demarcando el listado de sistemas
constructivos presentado en catálogo de sistemas
constructivos. En el presente caso se identificaron los
siguientes sistemas constructivos:
SISTEMAS CONSTRUCTIVOS
No. De orden
1
W1
MADERA Y LÁMINA
2
AD
ADOBE
3
CLri
LADRILLOS COCIDOS REFORZADOS CON BARRAS INTERNAS DE ACERO
4
CLrc
LADRILLOS COCIDOS CONFINADOS CON MARCOS DE CONCRETO REFORZADO
5
CBri
BLOQUES DE CONCRETO REFORZADAS CON BARRAS DE ACERO
6
CBu
BLOQUES DE CONCRETO NO REFORZADO
7
S5L
MARCOS DE ACERO CON MUROS DE MAMPOSTERIA NO REFORZADA
8
CLu
LADRILLOS COCIDOS NO REFORZADOS
2 HAZUS, Metodología de Análisis de Riesgo del Gobierno de Estados Unidos
37
R e V I S TA C I E N T Í F I C A C O N R E D vo l. 1, no. 1, e n e 2016
CBri Mampostería reforzada de bloque de concreto
Comparable con CLri, pero usando bloques de concreto
de dimensiones mas grandes que los ladrillos cocidos.
empírico se incorpora en las curvas siempre que
sea posible. La curva de capacidad se describe por
tres puntos de control que representan el diseño, el
rendimiento y la capacidad máxima. Hasta el punto
de fluencia, se supone que la curva de capacidad del
edificio se comporta linealmente (forma lineal ideal).
Desde el punto de producción hasta el punto final, los
cambios, la curva de capacidad evoluciona desde el
comportamiento de un material elástico ideal hasta un
estado totalmente plástico (forma de curva). La curva se
supone que permanece totalmente de plástico más allá
del punto final (forma lineal). Una representación bilineal
(dos piezas lineales) se utiliza a veces para simplificar el
modelo. Las curvas de vulnerabilidad (también conocido
como las curvas de fragilidad) se desarrollan como
distribuciones de probabilidad logarítmica normal de
los daños causados por las curvas de capacidad.
CLu Mampostería no-reforzada de ladrillos. Esta tipología
estructural es comparable al modelo ocupado por HAZUS
llamado URML (predominantemente bajos en altura).
En estas estructuraciones se pueden encontrar distintos
tipos de losas, que varía desde concreto reforzado hasta
de madera.
De acuerdo al manual técnico de HAZUS, capítulo
5.2.1 (estructuras de mampostería sin reforzar -URM):
Estas estructuras incluyen elementos estructurales
que varían dependiendo de la edad de la estructura
y en un grado menor, la ubicación geográfica. En las
edificaciones construidas antes del 1900, la mayoría de las
construcciones de pisos (losas) y techumbres consistían
en estructuraciones de madera con revestimientos de
madera. En estructuras de gran envergadura, los pisos
eran hechos insitu, usando concreto soportado por
muros de mampostería no reforzada y/o marcos de acero
o concreto reforzado. Para el caso de las estructuras
construidas después de 1950 (fuera de California) se
usaba mucho los pisos de madera con revestimientos
de madera contrachapada. En zonas de sismicidad baja,
edificaciones de estas características se pueden encontrar
con pisos hechos de sub-estructuraciones de metal y
relleno de concreto soportado por marcos de acero.
Los muros perimetrales y posiblemente algunos muros
interiores son hechos de mampostería no-reforzada.
Los muros pueden estar con o sin conexiones a los
diafragmas. Conexiones entre los muros y los diafragmas
son más comunes y espaciadas más erráticamente que
aquellos pertenecientes a los niveles de suelo. Particiones
internas que interconectan con los pisos y el cielo pueden
reducir desplazamientos de diafragmas.
Toda esta metodología fue adaptada a las tipologías de
construcción más comunes en la región centroamericana,
en el marco del proyecto RESIS II, por lo que se cuenta
con curvas de capacidad, que corresponden a las
tipologías identificadas en la zona uno del municipio de
Mixco. Y mediante el uso del software SELENA, también
desarrollado en le marco del mencionado proyecto, que
incorpora estas adaptaciones al procedimiento HAZUS,
fue posible estimar los valores que definen los diferentes
estados de daños para las diferentes tipologías de
construcción en cada Geo-unidad.
Selección de Técnicas de
Procesamiento de Información
Para la estimación determinística de la distribución del
movimiento del suelo, correspondiente a cada sismo de
control, así como para la estimación probabilística de
los estados de daños, se utilizó el programa SELENA
(SEimic Loss Estimation Nusing a logic tree Approach),
el cual es una herramienta que permite calcular el
grado de daño ocasionado por un sismo en un grupo
de sistemas estructurales específicos o en estructuras
detalladas. Aunque fuera del alcance del presente
estudio, el programa también tiene la capacidad de
determinar las pérdidas económicas y humanas, como
también la cantidad de víctimas mortales o víctimas de
diferentes tipos de lesiones, aspectos que en la presente
investigación no formaban parte del objetivo principal
(Molina & Lindholm, 2010).
CBu Mampostería no-reforzada de bloque de concreto
Comparable con CLu, pero usando bloques de concreto
de dimensiones mas grandes que los ladrillos cocidos.
S5L Marcos de acero con mampostería no reforzada.
Para la estimación de la vulnerabilidad física o estructural,
se utilizan diferentes parámetros, desarrollados por
el software HAZUS/FEMA que determina curvas de
capacidad para 36 tipos de construcción de edificios
(por ser representante de las tipologías de construcción
presentes en los Estados Unidos) en cuatro regímenes
del terremoto de carga (lo que refleja la variación
en los reglamentos de construcción en función del
tiempo, según clasificación para los Estados Unidos).
La vulnerabilidad estructural se expresa entonces en
términos de las denominadas curvas de capacidad. Estas
curvas de capacidad son analíticamente desarrolladas,
sin embargo se ajustan de manera que el conocimiento
Para este estudio, y siguiendo con la metodología
adoptada, se establecieron tres sismos de control, cada
uno de ellos, con características y parámetros que varían
uno del otro para poder obtener los diferentes escenarios
probabilísticos esperados.
38
R e V I S TA C I E N T Í F I C A C O N R E D vo l. 1, no. 1, e n e 2016
Cada uno de los sismos de control es descrito en
términos de su información paramétrica, a conocer:
tiempo de origen, coordenadas geográficas del
epicentro (Latitud, Longitud), profundidad, magnitud.
Asimismo, para tener una descripción completa de cada
sismo de control es necesario describir la información del
sismo en términos de su forma de erradicar y propagar
energía, de acuerdo a la naturaleza de su ocurrencia
en el punto de origen. Esto se logra a través de los
denominados mecanismos focales. Los mecanismos
focales son representaciones que se utilizan para referirse
a la dirección de deslizamiento en un terremoto y la
orientación de la falla en el que se produce como el
mecanismo focal. Estas representaciones presentan
esta información en mapas que las simbolizan en áreas,
similares a las de una pelota de playa (Figura 9). Este
símbolo es la proyección sobre un plano horizontal de
la mitad inferior de una esfera imaginaria (esfera focal)
que rodea la fuente del terremoto. Se traza una línea en
el plano de la falla que cruza la esfera. La orientacióncampo de esfuerzos en el momento de la rotura gobierna
la dirección de deslizamiento en el plano de falla, y la
pelota de playa también representa esta orientación de
los esfuerzos. En este esquema, los cuadrantes grises
contienen el eje de la tensión (T), que refleja la dirección
mínimo de esfuerzo de compresión, y los cuadrantes
blancos contienen el eje de presión (P), que refleja la
dirección del esfuerzo máximo de compresión. Los
mecanismos focales calculados muestran únicamente
los ejes P y T y no usan el sombreado.
Se seleccionaron tres sismos de control, denominados
así porque controlan el comportamiento del movimiento
del suelo para cada escenario estudiado, uno por cada
zona de sismicidad activa que afecta al país, las de
mayor influencia en el municipio de Mixco. Incluso,
el sismo seleccionado como local se ubicó sobre una
falla existente en la zona uno del municipio de Mixco,
identificada en el mapa de fracturas activadas durante el
terremoto del 4 de febrero de 1976 (Figura 10).
Figura 10: Localización de los Sismos de Control seleccionados.
DESCRIPCION DE SISMOS
DE CONTROL SELECCIONADOS
Figura 9: La imagen representa los mecanismos focales para cada
uno de los sismos seleccionados para el presente estudio .
39
SISMO
MAGNITUD
PROFUNDIDAD
Escenario No. 1
CORTICAL
7
33Km.
Escenario No. 2
LOCAL
5
300 Km.
Escenario No. 3
SUBDUCCIÓN
7.5
40Km.
R e V I S TA C I E N T Í F I C A C O N R E D vo l. 1, no. 1, e n e 2016
Recolección de información
y preparación para el trabajo
de campo
zona uno del municipio de Mixco. Estas gráficas de barras
representan cinco niveles de daño estimados para cada
Geo-unidad:
• Sin daño
Se realizó una recopilación y revisión de la información
existente del riesgo sísmico, tanto de la región como
del territorio nacional, y de la zona de estudio, tal como
características constructivas, tipo de edificios, así como
datos geológicos, y mapas de interés existentes.
• Daño leve
• Daño moderado
• Daño severo y
• Colapso total
A su vez, se realizó una preparación preliminar
de las bases de datos geográfica que sirvió para
expresar la delimitación territorial del problema, que
luego se transformaría en la base para definir los
recorridos de campo en sectores que se seleccionaron
como subconjuntos de muestreo consistente de 23
Geo-unidades, que sirvieron de base para estimar la
distribución de edificaciones, según su tipología de
construcción, en la zona uno del municipio.
Además se muestra, el tipo de uso que se le da al suelo
actualmente en una capa adicional (figura 12).
Durante la realización de la visita de campo se
procedió a la observación y documentación asociada
de información clasificada por medio de los diferentes
factores a evaluar en las áreas de muestreo:
1. Material empleado en la
construcción de las estructuras
2. Indicadores geológicos
3. Tipologías Constructivas
Resultados
Figura 12: La imagen la simbología asignada para la presentación de resultados.
La exposición gráfica de resultados se realizó por medio
de mapas generados en el software ArcGis 10.1, en los
cuales se exponen: la distribución de los polígonos de las
Geo-unidades, los cinco niveles de daño presentados en
gráficas de barras sobre cada una de las Geo-unidades,
el límite de la zona uno del municipio de Mixco, el tipo
de uso que se le da al suelo actualmente. Estas capas
(tipo shape) están sobrepuestas en ortofotos digitales a
escala de detalle. La escala 1:5,000 se seleccionó para
la exposición de los mapas para su fácil interpretación.
En el trabajo de campo se identificaron ocho tipologías
constructivas, las cuales se representaron en los tres
diferentes escenarios realizados, identificándolos de
acuerdo a las zonas sísmicas correspondientes a cada
sismo de control seleccionado: Zona de Subducción,
Cortical y Local. Para cada una de estas, se presenta un
mapa por tipología de construcción, lo cual resulta en
ocho mapas por escenario, para hacer un total de 24
mapas.
DiagnÓstico de Daños
Estructurales
Durante el desarrollo de la investigación, se observó
que en los sectores donde actualmente el uso del suelo
se clasifica como Mixto y No Residencial predominan
los sistemas constructivos de adobe. Sin embargo el
uso de este material de construcción no se considera
seguro porque presenta una alta vulnerabilidad
sísmica, ya que este se comporta de forma inadecuada
ante las fuerzas inducidas por los sismos, incluso los
movimientos moderados de tierra, derrumbándose de
manera súbita. Esto ha producido un gran número de
pérdidas humanas e importantes pérdidas económicas,
culturales y patrimoniales como se constató, por ejemplo,
con la ocurrencia de los terremotos del 4 de febrero de
1976 y 7 de noviembre del 2012. Los resultados aquí
obtenidos mostrados en gráficas nos indican que para
esta tipología de construcción en cada uno de los
sismos de control se espera que los estados de daño
esperados más probables sean de daño moderado a
Los resultados se representan en gráficas de barras sobre
cada una de las Geo-unidades delimitas dentro de la
40
R e V I S TA C I E N T Í F I C A C O N R E D vo l. 1, no. 1, e n e 2016
daño severo. Es importante notar que en la zona uno de
Mixco predomina este material. En segunda posición
encontramos las estructuras de lámina y madera, sin
embargo, según lo representado gráficamente para esta
tipología de construcción los estados de daño esperados
más probables son de daño leve a daño moderado, lo
cual sugiere que esta tipología es más segura que el
adobe. La tercera tipología más usada en la zona uno
de Mixco es la de construcciones de ladrillos cocidos
y bloques de concreto donde la vulnerabilidad es alta
como se visualiza en las gráficas que establecen para esta
tipología estados de daños que van de daño severo a
daño moderado. En contraste, estos mismos materiales si
son reforzados con barras de acero las gráficas muestran
que la vulnerabilidad se reduce considerablemente dado
que el rango de estados de daño se ubica entonces en
daño leve. Por último, las construcciones de marcos de
acero con mampostería no presentan un alto nivel de
vulnerabilidad observándose estados de daño moderado,
según lo representado en la figura 12. El trabajo permitió
estimar las condiciones de vulnerabilidad estructural de
las edificaciones de la zona uno de Mixco identificando
aquellos sectores con mayor vulnerabilidad, como lo son
los sectores con alta densidad de construcción en adobe.
ante la amenaza sísmica de las estructuras de la zona uno
del municipio de Mixco, con el fin de estimar probables
escenarios de daños estructurales característicos ante la
ocurrencia de un sismo determinado.
Con base en las observaciones de campo en el área
de estudio y la gran cantidad de viviendas que aún
son de adobe, es necesario que se realicen campañas
de sensibilización para tener el conocimiento y
responsabilidad del riesgo que conlleva la no adecuada
construcción de infraestructura de viviendas. Se
hace necesario la aplicación de la normativa sismo
resistente a las estructuras y viviendas, con el objetivo
de garantizar su funcionamiento prolongado y ante un
evento sísmico. La Municipalidad del municipio de Mixco
debe velar por que se cumpla el reglamento existente
de supervisión, diseño y evaluación de construcción de
estructuras de viviendas para que esté considerada la
variable de Sismo resistencia. Es recomendable que las
construcciones y/o remodelaciones sean realizadas con
diseño y supervisión de profesionales como ingenieros
y/o arquitectos, para que estas estructuras cuenten con
la variable de sismo resistencia. Además es indispensable
el plan de ordenamiento territorial previo, a distinto nivel
organizativo, que guie, oriente y norme la construcción
de viviendas.
Ante la ocurrencia de un evento sísmico adverso, la
distribución de estados de daño que nos muestran las
gráficas producidas en el presente estudio nos indican
que existe una alta vulnerabilidad estructural en la
zona uno de Mixco especialmente para todas aquellas
edificaciones que se han construido siguiendo las
tipologías de construcción de adobe, ladrillo y bloques
de concreto no reforzado.
Conclusiones
• No existe suficiente conocimiento del riesgo estructural
de las viviendas de la zona uno del municipio de Mixco
del departamento de Guatemala.
• Existe una falta de aplicación de la normativa sismo
resistente que garantice su funcionamiento prolongado.
Discusiones
• Existe una gran cantidad de viviendas con tipología de
construcción altamente susceptible a la ocurrencia de
un evento sísmico. Por ejemplo, hay un gran número de
viviendas con tipología de construcción de adobe que
pueden llegar a sufrir daño severo e incluso colapso
ante un sismo como los aquí estudiados.
Se determinaron las características correspondientes
a la amenaza sísmica en el área de estudio, con sus
diferentes fuentes de origen, mediante la utilización de
un método híbrido con una componente determinística
para el cálculo de la distribución de movimiento del suelo
ante la ocurrencia de sismos determinados, pero con
una componente probabilística para la estimación del
estado de daño que una determinada estructura pudiera
sustentar por el sismo en cuestión. Esta metodología
híbrida se considera pertinente pues nos permitió, desde
el planteamiento, definir la amenaza sísmica a la que están
expuestos los inmuebles ubicados en la zona uno del
municipio de Mixco, y a la vez incorporar los elementos
estimados de la amenaza a la estimación de daños
para las tipologías de construcción características en el
municipio. Por tanto, la metodología permite estimar
escenarios de daños en las estructuras, por lo que permite
crear las bases para analizar la vulnerabilidad estructural
• No se cuenta con la debida supervisión, diseño
y evaluación de las estructuras al momento de su
construcción, o bien en las mejoras y ampliaciones
realizadas a las estructuras.
• Falta de un plan de ordenamiento territorial previo, a
distinto nivel organizativo, que guíe, oriente y norme
la construcción de viviendas.
41
R e V I S TA C I E N T Í F I C A C O N R E D vo l. 1, no. 1, e n e 2016
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