FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO CIVIL “ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LOS CENTROS DE SALUD, DISTRITO DE ARAMANGO, BAGUA, AMAZONAS 2017. Autor: FIDEL CABANILLAS VARGAS Asesor: CARLOS MANUEL TEPE GASTULO Línea de Investigación: DISEÑO SÍSMICO Y ESTRUCTURAL JAÉN - PERÚ 2017 PAGINA DEL JURADO TÍTULO DE LA TESIS: ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LOS CENTROS DE SALUD, DISTRITO DE ARAMANGO, BAGUA, AMAZONAS 2017. POR FIDEL CABANILLAS VARGAS Tesis presentada a la escuela profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Cesar Vallejo para optar el título de Ingeniero Civil. _________________________________________________________________ APROBADO POR _________________________________________ -------------------------------------------Presidente del jurado _________________________________________ -------------------------------------------Secretaria/o del jurado _________________________________________ -------------------------------------------Vocal / asesor del jurado CHICLAYO, ……………. DEL 2017 DEDICATORIA A mis padres Santiago y Vilma, ejemplo de esfuerzo y sacrificio para por lograr nuestras metas; a mis hijos y esposa porque son el motivo para afrontar nuevos retos y cumplir mis sueños, por el apoyo y comprensión en todo momento. Fidel AGRADECIMIENTO Al Ing. Carlos Ernesto Mondragón Castañeda, por las orientaciones, aportes y sugerencias impartidas dentro y fuera del aula que permitieron concluir con la presente investigación. A mis compañeros de clase, gracias al trabajo en equipo, participaciones atinadas y compartir sus experiencias, enriquecieron la presente tesis. Al personal que labora en los centros de salud “El muyo” y “Aramango” por su disposición a colaborar para el levantamiento de información en ambas edificaciones. El autor PRESENTACIÓN Tengo el agrado de presentar la tesis titulada: “Análisis de la Vulnerabilidad Sísmica de los Centros de Salud, Distrito de Aramango, Bagua, Amazonas 2017”, la cual está estructurada en siete capítulos: Capítulo I, Introducción, se enmarca la realidad problemática, trabajos previos o Investigaciones existentes a nivel local, nacional e internacional concordantes con la tesis, teorías relacionadas a la investigación, la formulación del problema, justificación del estudio, hipótesis y objetivos. Capítulo II, comprende el diseño de la investigación, población y muestra, se detalla las técnicas y métodos, que se han utilizado en la investigación, Capítulo III, se analizan los resultados, siguiendo la secuencia de los objetivos planteados. Capítulo IV, se discuten los resultados. Capítulo V, Conclusiones, para cada objetivo se establece una conclusión. Capítulo VI, se hacen las recomendaciones necesarias respecto a los resultados y la metodología empleada. Capítulo VII, Referencias, se presenta las referencias bibliográficas considerando la normativa APA e ISO. DECLARATORIA DE AUTENTICIDAD Yo Fidel Cabanillas Vargas, identificado con DNI N° 41274296, alumno de la facultad de Ingeniería, Escuela Académica Profesional de Ingeniería Civil, con la Tesis Titulada “Análisis de la Vulnerabilidad Sísmica de los Centros de Salud, distrito Aramango, Bagua, Amazonas 2017”, declaro bajo juramento que: 1. La tesis es de mi autoría, 2. He respetado las normas internacionales de citas y referencias (APA e ISO) para las fuentes consultadas. Por lo tanto, la información presentada en mi tesis no ha sido plagiada total ni parcialmente. 3. La tesis no ha sido autoplagiada, es decir, no ha sido publicada ni presentada anteriormente para obtener algún grado académico previo o título profesional. 4. Los datos presentados en los resultados son reales, no han sido plagiados por tanto los resultados con su respectiva interpretación que se presente en las tesis constituye aportes a la realidad investigada. En caso contradictorio, asumo las responsabilidades que corresponda ante cualquier falsedad, omisión u ocultamiento de la información utilizada, sometiéndome a la normatividad vigente de la Universidad César Vallejo. Chiclayo,……….. de 2017 ____________________________ Fidel Cabanillas Vargas DNI: 41274296 Índice RESUMEN ........................................................................................................................................11 ABSTRACT .......................................................................................................................................12 I. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................13 1.1. Realidad Problemática ..............................................................................................13 1.1.1. A nivel internacional ............................................................................................13 1.1.2. A nivel nacional.......................................................................................................14 1.1.3. A nivel local..............................................................................................................17 1.2. Trabajos Previos .........................................................................................................19 Antecedentes de la investigación.......................................................................19 1.2.1. 1.2.1.1. A nivel Internacional ..........................................................................................19 1.2.1.2. A nivel Nacional ..................................................................................................21 1.2.1.3. A nivel Local ........................................................................................................27 1.3. Teorías relacionadas al tema ...................................................................................27 1.3.1. Sismo .........................................................................................................................27 1.3.2. Daño sísmico ...........................................................................................................27 1.3.3. Riesgo .......................................................................................................................28 1.3.4. Riesgo Sísmico .......................................................................................................28 1.3.5. Peligro o Amenaza .................................................................................................29 1.3.6. Peligro sísmico .......................................................................................................29 1.3.7. Vulnerabilidad .........................................................................................................29 1.3.8. Vulnerabilidad Sísmica..........................................................................................30 1.3.9. Tipos de Vulnerabilidad Sísmica ........................................................................30 1.3.10. Métodos estudiados para evaluar la vulnerabilidad sísmica de una edificación ................................................................................................................................31 1.3.11. II. Método de Índice de Vulnerabilidad ...............................................................45 1.4. Formulación del problema .......................................................................................54 1.5. Justificación del estudio...........................................................................................54 1.6. Hipótesis .......................................................................................................................54 1.7. Objetivos: .....................................................................................................................54 1.7.1. Objetivo General .....................................................................................................54 1.7.2. Objetivos Específicos ............................................................................................54 MÉTODO ...............................................................................................................................55 2.1. 2.1.1. Diseño de Investigación ...........................................................................................55 Tipo de investigación ............................................................................................55 2.1.2. Nivel de investigación ...........................................................................................55 2.1.3. Enfoque de la Investigación.................................................................................55 Variables, operacionalización .................................................................................56 2.2. Operacionalización de variables .............................................................................56 2.2.1. Población y muestra ..................................................................................................57 2.3. 2.3.1. Población según el proyecto ...............................................................................57 2.3.2. Muestra .....................................................................................................................57 Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad .57 2.4. Técnicas e Instrumentos ......................................................................................57 2.4.1. 2.4.1.1. Observación directa:..........................................................................................57 2.4.1.2. Encuesta: ..............................................................................................................57 Procedimiento .........................................................................................................57 2.4.2. 2.4.2.1. Recolección de información ............................................................................57 2.4.2.2. Ficha de Trabajo .................................................................................................57 2.4.2.4. Visitas de campo.................................................................................................58 2.4.2.5. Vaciado de datos ................................................................................................58 2.4.2.6. Análisis de datos ................................................................................................58 Métodos de análisis de datos ..................................................................................58 2.5. 2.5.1. MÉTODO DEDUCTIVO ...........................................................................................58 2.5.2. MÉTODO INDUCTIVO.............................................................................................58 2.6. Aspectos éticos ..........................................................................................................58 III. RESULTADOS .................................................................................................................60 IV. DISCUSIÓN.......................................................................................................................72 V. CONCLUSIÓN ......................................................................................................................77 VI. RECOMENDACIONES....................................................... ¡Error! Marcador no definido. VII. REFERENCIAS ................................................................................................................80 ANEXOS ...........................................................................................................................................83 Índice de Figuras Figura 1: Peligro Sísmico - Lima (Fuente: INDECI) ...........................................................................16 Figura 2: Mapa Región Amazonas (Fuente: Informe de zonas críticas Región Amazonas) ..............18 Figura 3: Ubicación del Proyecto Fuente: Perú Top Tours ...............................................................18 Figura 4: Ubicación de la Zona en Estudio – Distrito de Aramango (Fuente: Municipalidad provincial de Bagua) ........................................................................................................................19 Figura 5: Zonificación Sísmica del Perú (Fuente: Norma Técnica E.030 – Reglamento Nacional de Edificaciones) ..................................................................................................................................22 Figura 6: Edificación del Centro de Salud Aramango, cimentada sobre una superficie plana (Fuente: Elaboración propia). ..........................................................................................................62 Figura 7: Edificación del Centro de Salud El Muyo, cimentada sobre terreno con pendiente mayor a 10% (Fuente: Elaboración propia). ...............................................................................................62 Figura 8: Configuración en Planta del Centro de Salud Aramango (Fuente: Elaboración propia) ...64 Figura 9: Variación de la altura en el edificio ..................................................................................64 Figura 10: Cubierta de calamina fibraforte del Centro de Salud “Aramango” .................................66 Figura 11: Cubierta del Centro de Salud "El Muyo" .........................................................................66 Figura 12 .........................................................................................................................................67 Figura 13 .........................................................................................................................................68 Figura 14 .........................................................................................................................................68 Figura 15 .........................................................................................................................................69 Figura 16 .........................................................................................................................................69 Índice de Tablas Tabla 1: Parámetros de funciones de vulnerabilidad propuesta por el ISTC ...................................42 Tabla 2: Resumen de la metodología propuesta por Cardona y Hurtado........................................44 Tabla 3: Formulario para el levantamiento de la vulnerabilidad de edificios de mampostería (Yépez 1995) ...............................................................................................................................................47 Tabla 4: Escala numérica del índice de Vulnerabilidad Iv, para estructuras de mampostería no reforzada (Benedetti y Petrini 1984) ...............................................................................................47 Tabla 5: Escala numérica del índice de Vulnerabilidad Iv, para estructuras de concreto armando (Benedetti y Petrini 1984). ..............................................................................................................50 Tabla 6: Comparación entre el Reglamento Nacional de Edificaciones y los parámetros propuestos por el método de Índice de Vulnerabilidad italiano (Fuente: Ing. Félix Marín Guillen – Tesis: “Evaluación del riesgo sísmico del centro histórico de la Huánuco”) ..............................................53 Tabla 7: Operacionalización de Variables ........................................................................................56 Tabla 8: Calificación del Parámetro 1 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo ......................60 Tabla 9: Calificación del Parámetro 2 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo ......................60 Tabla 10: Calificación del Parámetro 3 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo ....................61 Tabla 11: Calificación del Parámetro 4 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo ....................63 Tabla 12: Calificación del Parámetro 5 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo ....................63 Tabla 13: Calificación del Parámetro 6 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo ....................64 Tabla 14: Calificación del Parámetro 7 de los Centros de Salud "El Muyo" y "Aramango" ..............65 Tabla 15: Calificación del Parámetro 8 de los Centros de Salud "El Muyo" y "Aramango" ..............65 Tabla 16: Calificación del Parámetro 9 de los Centros de Salud "El Muyo" y "Aramango" ..............66 Tabla 17: Rangos de Índice de Vulnerabilidad Normalizados ..........................................................71 Tabla 18: Determinación del Índice de Vulnerabilidad de Centro de Salud "Aramango" ................72 Tabla 19: Determinación del Índice de Vulnerabilidad de Centro de Salud "El Muyo" ...................73 Tabla 20: Nivel de Vulnerabilidad de los Centros de Salud del distrito de Aramango .....................74 RESUMEN Los establecimientos de Salud son edificaciones de alta demanda asistencial, donde a diario la población visita estos nosocomios para ser atendidos por múltiples razones de sanidad ya sean de emergencias o no, las mismas que en condiciones extremas como la eventualidad de un sismo, deberían de seguir en funcionamiento, pero se ha observado en muchas ocasiones y más aún en edificaciones antiguas que han llegado a colapsar, esto debido a algunos factores: en primer lugar, no se aplica adecuadamente la normativa, incurriendo en errores de diseño y construcción, otro factor son las modificaciones que se hacen a la estructura, sin criterio técnico, ni bajo la supervisión de un especialista, aumentando la vulnerabilidad sísmica, poniendo en riesgo la vida de muchas personas. En el presente trabajo de investigación se planteó analizar la vulnerabilidad sísmica de los centros de salud del distrito de Aramango, provincia de Bagua, Región Amazonas para el año 2017, empleando el método del Índice de Vulnerabilidad propuesto por los italianos Benedetti y Petrini, con ciertas modificaciones adaptadas al Reglamento Nacional de Edificaciones (Norma E.030); dicha metodología presentó once parámetros que permitió la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de la estructura. Esta metodología ha sido utilizada en diferentes investigaciones de Italia, España, Colombia, Perú y otros países para determinar la vulnerabilidad sísmica de edificaciones tanto de mampostería como de concreto armado, esto ha servido como fuentes de información para el presente estudio. El diseño de investigación es no experimental, del tipo transeccional, Nivel Descriptivo, enfoque cuantitativo. La población objeto de estudio corresponde a los Centros de Salud del distrito de Aramango, la muestra representa el 100% de la población. Para el recojo de información se aplicó el “Formulario para el levantamiento de la vulnerabilidad de edificaciones de Concreto Armado”, para la evaluación de la vulnerabilidad se utilizó “Escala numérica del índice de Vulnerabilidad (Iv), para estructuras de concreto armando”. Finalmente se concluyó que las edificaciones del centro de salud “El Muyo” y “Aramango”, tienen una vulnerabilidad Media. Palabras clave: Vulnerabilidad Sísmica Índice de vulnerabilidad ABSTRACT The Health Establishments are buildings with a high demand for care, where the population visits these hospitals on a daily basis to be attended to for multiple reasons of health, whether they are emergencies or not, the same ones that, in extreme conditions such as the eventuality of an earthquake, should follow in operation, but we have been able to observe many times and even more in old buildings have come to collapse, this due to some factors: first of all we can mention that the regulations are not adequately applied, incurring errors in design and construction, another factor that We can mention the changes in the structure, without technical criteria, or under the supervision of a specialist, increasing seismic vulnerability, putting at risk the lives of many people. In the present research work, it was proposed to analyze the seismic vulnerability of the health centers of the district of Aramango, province of Bagua, Amazonas Region for the year 2017, using the Vulnerability Index method proposed by the Italians Benedetti and Petrini, with certain modifications adapted to the National Building Regulations (Standard E.030); This methodology presented eleven parameters that allowed the evaluation of the seismic vulnerability of the structure. This methodology has been used in different investigations in Italy, Spain, Colombia, Peru and other countries to determine the seismic vulnerability of both masonry and reinforced concrete buildings, this has served as sources of information for the present study. We observed the parameters or characteristics in the building as it manifests in the environment (non-experimental research design), the data were collected after having observed them (transectional type), then the data are processed and the incidence of vulnerability is described seismic of each building (level of descriptive research), finally the hypothesis was contrasted based on a statistical analysis and numerical measurement, vulnerability index Low 0 <Iv norm. <20, average 20 ≤ Iv norm <40 and high Iv norm. ≥40 (quantitative approach). The population includes all health centers in the Aramango district: "El Muyo" health center and "Aramango" Health Center, the sample represents 100% of the population. For the collection of information, the Seismic Vulnerability Assessment Card was used, which includes the eleven parameters proposed by the methodology; in addition to the numerical scale matrix of Vulnerability Index where each class corresponds to class A, B or C and a weight Wi. Finally, it was concluded that the buildings of the health center "El Muyo" and "Aramango" have a Medium vulnerability. I. INTRODUCCIÓN 1.1. Realidad Problemática 1.1.1. A nivel internacional A partir de experiencias de terremotos pasados se ha observado que ciertas estructuras, dentro de la misma tipología estructural, experimentan un daño más severo que otras, a pesar de estar ubicadas en la misma zona. Al grado de daño que sufre una estructura, ocasionado por un sismo de determinadas características, se le denomina vulnerabilidad. Por ello, a los edificios se les puede clasificar en más vulnerables o menos vulnerables frente a un mismo evento sísmico. […] La vulnerabilidad frente a un sismo de determinadas características es una propiedad intrínseca de cada estructura y, por tanto, independiente de la peligrosidad del emplazamiento. Esto quiere decir que una estructura puede ser vulnerable pero no estar en riesgo si no se encuentra en un sitio con una cierta peligrosidad sísmica (Barbat Barbat et al. 1994, p. 4). EN CHILE El Ministerio de Salud de Chile, después de los estudios realizados a partir de 1994, se ha comprometido a avanzar en el establecimiento de normas y criterios tendientes a establecer un nivel de protección superior al establecido en la normativa vigente. Dentro de este marco y con los resultados del estudio desarrollado en el año 1995 se concluyó que era necesario desarrollar una guía metodológica para la ejecución de estudios de vulnerabilidad. Esta guía se ha elaborado utilizando como referencia el estudio de detalle de la vulnerabilidad sísmica del Cuerpo I del Hospital Juan Noé Crevani de la ciudad de Arica elaborado por la Universidad de Chile (Boroschek Krauskopf et al. 2000, p. v). EN ESPAÑA El problema de la predicción del comportamiento sísmico de edificios existentes es esencial en la evaluación de pérdidas económicas y sociales que los terremotos pueden producir en zonas urbanas. Si el diseño sísmico de nuevas estructuras viene estipulado por norma que, en muchos casos, ya han sido comprobadas en situaciones reales y que, generalmente, garantizan un nivel adecuado de seguridad, no ocurre lo mismo con el problema de la evaluación del comportamiento sísmico de estructuras existentes, donde se requiere de estudios mucho más amplios, complejos y llevados a cabo por especialistas, para poder encontrar resultados que sean confiables. […] Actualmente, los estudios que se requieren para estimar el comportamiento sísmico de estructuras existentes se enmarcan dentro del campo de la vulnerabilidad sísmica, el cual forma parte del campo más amplio de la ingeniería sísmica y de la dinámica estructural (Caicedo et al. 1994, p. 1). 1.1.2. A nivel nacional Los establecimientos de salud como los Hospitales, clínicas, Centros de Salud, puestos de salud, son entidades donde las personas concurren diariamente para ser atendidas por especialistas en la salud, y en el caso de que ocurriera alguna emergencia son estos los primeros en convertirse en centros de respuesta inmediata, albergando gran cantidad de personas de la población damnificados, más aún si se tratase de un evento de naturaleza sísmica de gran magnitud, seguramente tendríamos como consecuencia muchas personas heridas de gravedad, generando una sobre demanda de atención que sobre pasa la capacidad de respuesta. En tal sentido estos establecimientos deben ser zonas seguras y que no deberían de colapsar; pero la realidad es otra, la gran mayoría de hospitales, centros de salud, postas médicas han sido construidas sin tener en cuenta las normas sismoresistentes, o en un se defecto sin la asesoramiento técnico requerido, y que además, a ver que la demanda de atención sigue creciendo, se hacen modificaciones sin considerar el aspecto técnico – normativo, generando daños no solamente en la estructura sino también en la población, interrumpiendo la atención de salud, quedando ésta desatendida durante situaciones de emergencia y desastres. Por otro parte el colapso de la infraestructura podría ocasionar la salida de operación o funcionamiento del establecimiento. EN LIMA Es preciso mencionar que la mayoría de los establecimientos de salud de nuestro país se encuentran ubicados en zonas de alta sismicidad, zonas de inundaciones, deslizamientos entre otros. Las edificaciones construidas con anterioridad a 1977, son vulnerables a sismos debido a la no existencia en el Perú, de una norma sísmica de diseño sismorresistente. El problema puede verse incrementado cuando las estructuras son intervenidas y modificadas, remodeladas y/o ampliadas como suele suceder sobre todo en el caso de los hospitales, cuyo nacimiento y crecimiento depende de innumerables condicionantes propias de cada caso. Debido a estos cambios en la infraestructura, múltiples establecimientos de salud han sufrido graves daños, llegando hasta en algunos casos al colapso parcial de sus estructuras, o la salida de funcionamiento del hospital, como consecuencia de desastres naturales (sobre todo en el caso de sismos). Ahora bien todo establecimiento de salud expuesto a amenazas naturales o humanas debe estar acondicionado para soportar el impacto de un desastre natural y para prestar asistencia a las víctimas en los momentos críticos posteriores, ello exige reducir oportunamente la vulnerabilidad de sus componentes físicos y organizativos y hacer preparativos para dar respuesta oportuna y adecuada a la demanda masiva. Frente a esta situación, nace el interés por analizar la vulnerabilidad de los establecimientos existentes en nuestro país ante la presencia de desastres naturales, para de esta manera poder tomar medidas correctivas de tal forma que se pueda garantizar la continuidad en el funcionamiento del establecimiento, por consiguiente, evitar mayores pérdidas económicas y humanas (Reque Córdova 2006, p. 2). Figura 1: Peligro Sísmico - Lima (Fuente: INDECI) 1.1.3. A nivel local El área de influencia y el área de estudio corresponden al distrito de Aramango - Bagua – Amazonas, donde se evidencia la necesidad de un estudio de Vulnerabilidad sísmica en los centros de salud del distrito de Aramango, para mitigar riesgos que puedan suceder a posteriori producto de la ocurrencia de una eventualidad sísmica. Ubicación Geográfica del Distrito de Aramango Latitud sur : 5° 24′ 59″ Longitud Oeste : 78° 25′ 46″ Altitud : 550 msnm Coordenadas UTM : 784837 E, 9401605 N World Geodetic System 1984 (WGS 84), zona 17 hemisferio Sur. El distrito de Aramango tiene una población estimada mayor a 11 000 habitantes según censo Nacional de Población y vivienda 2007. Aramango es uno de los seis distritos de la Provincia de Bagua cuya actividad económica depende principalmente de la agricultura. Figura 2: Mapa Región Amazonas (Fuente: Informe de zonas críticas Región Amazonas) Figura 3: Ubicación del Proyecto Fuente: Perú Top Tours Figura 4: Ubicación de la Zona en Estudio – Distrito de Aramango (Fuente: Municipalidad provincial de Bagua) 1.2. Trabajos Previos 1.2.1. Antecedentes de la investigación 1.2.1.1. A nivel Internacional (Bustamante Guevara, Castro Navarro y Marquez Zabala 2007) en su tesis: “Estudio de vulnerabilidad sísmica en las Instituciones Educativas de la zona rural norte del municipio de Sincelejo” planteó el estudio de vulnerabilidad sísmica en edificaciones de escuelas rurales del Municipio de Sincelejo, Sucre – Colombia, a través de tres metodologías: - El método del Índice de Vulnerabilidad, cuyo resultado arrojó que el 12% de las edificaciones se encuentran en malas condiciones (alta vulnerabilidad) para resistir un evento sísmico, el 71% están en condiciones regulares, y sólo el 17% se encuentran en buenas condiciones (baja vulnerabilidad). - La metodología desarrollada por Henry Peralta mostró que el 44% de las edificaciones tienen una alta vulnerabilidad sísmica, el 56% tienen una vulnerabilidad moderada y ninguna tiene una vulnerabilidad baja. - El método sísmica estructural HVE mostró que si la intensidad se mantiene debajo de 6 en la escala macro sísmica europea, todas las estructuras tienen una vulnerabilidad baja, si la intensidad sísmica alcanza un valor de 9, el 12% de las edificaciones tendría una alta vulnerabilidad sísmica, si alcanza el valor de 10, el 90% de las edificaciones tendría una alta vulnerabilidad, y si alcanza el valor de 11, todas las edificaciones tienen una alta vulnerabilidad. (Barrera Ramos y Nieves Corredor 2015), realizaron un estudio de investigación titulado “Determinación de la vulnerabilidad en las casas coloniales ubicadas en el barrio de san diego de la ciudad de Cartagena” la cual consistió en realizar el análisis de la vulnerabilidad en viviendas de la ciudad de Cartagena - Colombia, utilizando dos métodos: Analíticos o cuantitativos y Cualitativos cuyos resultados fueron las siguientes: El método de vulnerabilidad cualitativa aplicado en el estudio determinó que el barrio San Diego de la ciudad de Cartagena, presenta un índice de vulnerabilidad de 40,33%, por lo que se caracteriza con una vulnerabilidad alta, es decir, mayor al 35% que es el límite que expone el método, a raíz de los resultados se puede concluir que para determinar con mayor precisión el grado de vulnerabilidad o susceptibilidad de estas edificaciones es necesario utilizar un análisis cuantitativo para determinar con más precisión. La mayoría de las edificaciones del barrio San Diego no poseen diafragmas horizontales, esto se debe a que las casas coloniales, fueron construidas antes de inicios del siglo XIX, no se les construía losas rígidas, y esto incide en el índice de vulnerabilidad calculado. Algunas de estas casas tienen buenos diafragmas horizontales debido a que se le han realizado modificaciones, a este tipo de casas se les llama “casa colonial sobre republicana” y ayuda que se mejoren las condiciones de vulnerabilidad. Las casas coloniales del barrio San Diego presentan muros estructurales construidos con pedazo de ladrillo, piedra y coral triturado, mal trabado y vinculado entre sí, lo que ocasiona que dichas estructuras sean aún más vulnerables. Las viviendas estudiadas poseen elementos no estructurales bien adosados a la edificación en la mayoría de los casos, lo que hace que sean más seguras. Una de las características más relevantes de las edificaciones domésticas coloniales, son los grandes espacios vacíos en donde se ubica el patio y alrededor de este se encuentran elementos de la vivienda, los demás tales como la sala, habitaciones cocina, y demás, factor que proporciona que el índice de vulnerabilidad aumente. 1.2.1.2. A nivel Nacional El Perú es considerado como un país altamente vulnerable ante un evento sísmico, debido a tres factores: el primero factor se debe que éste se encuentra localizado dentro del “Cinturón de Fuego del Pacífico” el cuál concentra la mayor actividad sísmica mundial, estimándose aproximadamente que 90% de los terremotos del mundo y 80% de los terremotos más devastadores del planeta se concentran en esta zona, siendo esta la primera región más sísmica del planta. Un segundo factor que afecta es la presencia de dos placas tectónicas: Nazca y Continental, que al chocar entre ellas desencadenaría sismos de gran intensidad. Un tercer factor sería la falta de planificación en el ordenamiento y crecimiento demográfico donde las poblaciones construyen de manera desordenada, sin considerar los riesgos o peligros (edificaciones en laderas de los ríos, cerros, zonas inundables, deslizamientos de tierras, etc.) obviando las especificaciones técnicas o reglamentarias establecidas en la normatividad vigente. El territorio nacional está dividido en cuatro zonas, como se muestra en la Figura 5. La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de éstos con la distancia epicentral, así como en la información neotectónica (Ministerio de Vivienda Construcción y Saneamiento 2016). Figura 5: Zonificación Sísmica del Perú (Fuente: Norma Técnica E.030 – Reglamento Nacional de Edificaciones) JUNÍN (Ortega Castro 2017) en su tesis “vulnerabilidad sísmica del centro histórico de la ciudad de Jauja – Junín” tiene como uno de sus objetivos determinar la vulnerabilidad Símica del Centro Histórico de la ciudad de Jauja utilizando una metodología que permita identificar los aspectos técnicos de una manera rápida y bastante aproximada esto es la aplicación del método Índice de Vulnerabilidad o método Italiano, el procedimiento consistió en recoger información de campo de un total de 1,017 edificaciones, de las cuales 702 (69.0%) representan las edificaciones de adobe, mientras que 303 (29.8%) son de albañilería y tan solo 12 (1,2%) son de concreto armado; obteniéndose los siguientes resultados: El 64.8% de las edificaciones de adobe presentan vulnerabilidad media y el restante 35.2% presenta vulnerabilidad alta. Las edificaciones de albañilería el 79.2% presentan vulnerabilidad baja, el 20.5% presenta vulnerabilidad media y con respecto a las edificaciones de concreto armado el 75.0% presenta vulnerabilidad baja y el 25.0% presenta vulnerabilidad media. De esta manera se infiere que la totalidad de las edificaciones de adobe presentan vulnerabilidad media con tendencia a alta. Las edificaciones de albañilería y concreto armado presentan vulnerabilidad entre baja a media. Para estimar el daño estructural se construyó funciones de vulnerabilidad calibradas para las tipologías existentes en la zona, estas funciones calibradas fueron obtenidas utilizando las funciones de vulnerabilidad empleadas por Norbertt Quispe (2004) y las relaciones promedio de daño para diferentes tipos de construcción del proyecto SISRA (Programa para la Mitigación de los efectos de los Terremotos en la Región Andina). Los niveles de daño se propusieron en función a los establecidos por: EERI (Earthquake Engineering Research Institute de California), NHRC (Natural Hazards Research Centre), AtC-13, Benedetti et al 1982, Park et al 1987, Ang y Wen et al 1989, N. Quispe (2004). Todos estos resultados son presentados mediante mapas temáticos utilizando para ello el Sistema de Información Geográfica (SIG), el cual posee la capacidad de capturar, transformar, analizar y gestionar una gran cantidad de información de una manera rápida y eficaz. Finalmente se estimó de manera rápida las pérdidas directas en las edificaciones mediante el producto del índice de daño estimado con el costo de la edificación. (Abanto Valdivia y Cardenas Cruz 2016), con su tesis “Determinación de la vulnerabilidad sísmica aplicando el método de Benedetti - Petrini en las instituciones educativas del centro histórico de Trujillo, provincia de Trujillo, región La Libertad”, se relaciona con la presente investigación por haber aplicado el Método del Índice de Vulnerabilidad o método de Benedetti – Petrini; está se realizó en instituciones educativas, con la finalidad de fomentar acciones de mitigación ante un evento sísmico, de manera que no ponga en peligro la vida de los estudiantes ni del personal que allí labora, de conformidad al RNE (NTE-E30), donde se obtuvo las siguientes conclusiones y recomendaciones: - El 100% de los bloques evaluados es malo con respecto a los parámetros 6, 9, 10 y 11(la configuración en planta, tipos de cubierta, elementos no estructurales y estado de conservación). - El 100% de los bloques de ambas instituciones tienen vulnerabilidad sísmica media baja. - Se recomienda no rellenar con concreto a las juntas sísmicas, pues esto contribuye al mal desempeño sísmico de la edificación. - Se recomienda desarrollar métodos de determinación de vulnerabilidad de edificaciones con parámetros sísmicos de la localidad incorporando análisis modernos de vulnerabilidad sísmica, pues nos encontramos en una zona de alta sismicidad. HUANCAVELICA (Gómez Prado y Loayza Yañez 2014), menciona en su tesis titulada “Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de centros de salud del distrito de Ayacucho” que se ha empleado el método de Índice de Vulnerabilidad para evaluar la vulnerabilidad sísmica de Centros de Salud del distrito de Ayacucho. En la realización del presente estudio se utiliza una metodología cualitativa para toma de información en campo, se utilizaron fichas tipo encuesta para la inspección visual en cada Centro de Salud. Luego se procedió a aplicar el método Italiano para obtener la información de la vulnerabilidad de cada Centro de Salud. Teniendo como conclusiones las siguientes: • De los tres Centros de Salud evaluados se encontró que los Centros de Salud se Conchopata y Santa Elena tiene una vulnerabilidad baja mientras que el centro de Salud de Belén tiene una vulnerabilidad media. Se calculó el índice de daño para todos los centros de salud evaluados tomando como referencia tres aceleraciones y se observa que para la aceleración de 0.10g todos los Centros de Salud no sufren daños, mientras que para la aceleración de 0.32g los Centro de Salud de Conchopata y Santa Elena sufren daños considerables requiriendo reparaciones y el Centro de Salud de Belén los daños son fuertes por lo que se recomienda el desalojo y demolición por ultimo para la aceleración de 0.37g todos los Centros sufren fuertes daños cuyo costo de reparación es grande, porque también se recomienda el desalojo y demolición posterior. TRUJILLO (Luna Laucata 2013) en su tesis denominada “Análisis de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas informales en la ciudad de Trujillo” concluyeron que: • los materiales utilizados en la construcción de las viviendas encuestadas son de regular a deficiente calidad. Existe un inadecuado control de calidad sobre los materiales. Las unidades de albañilería artesanales utilizadas en todas la viviendas, poseen una baja resistencia, una alta variabilidad dimensional y una gran absorción de agua. Esto es debido a la falta de uniformidad de la cocción de las unidades de albañilería de origen artesanal. • Los problemas estructurales encontrados la mayoría de las viviendas poseen tabiques sin arriostre, siendo un problema importante al interior de la vivienda. Además en las azoteas donde se observó tabiques a media altura sin ningún tipo de arriostre, generando un peligro latente durante un sismo pudiendo afectar el escape de los moradores. Ninguna de las viviendas posee una junta sísmica. Además las losas de techo están a desnivel en zonas con pendiente, siendo un riesgo de daño entre las viviendas en un evento sísmico. LIMA (Reque Córdova 2006, p. 3-21). En su investigación “Diagnostico preliminar de la vulnerabilidad para establecimientos de salud en el Perú”, indica que el objetivo principal de esta investigación, es elaborar una metodología de evaluación que nos permita determinar la Vulnerabilidad de los Establecimientos de Salud en el Perú”, con la finalidad de dar un diagnóstico del estado actual de las instalaciones de la infraestructura hospitalaria, y de esta manera poder priorizar su inmediata evaluación, garantizando que el edificio se encuentre seguro y en condiciones aptas ante cualquier evento adverso, de manera que no ponga en peligro la vida de los pacientes ni del personal que allí labora. Entre otras conclusiones propuestas son: • El estudio de la vulnerabilidad sísmica de los edificios esenciales, debe abordarse desde un punto de vista sistémico que considere la vulnerabilidad física (estructural, no estructural) y la funcional. • La norma sismorresistente actual a dispuesto, que el factor de uso “U” que se utiliza para el análisis de las edificaciones esenciales (hospitales), se amplifique en un 50% del sismo esperado en comparación a estructuras comunes de vivienda. Por otro lado muchos de los hospitales construidos en el Perú, han sido diseñados sin norma sísmica, y mucho menos considerando este factor de amplificación del 50% para el cálculo del sismo esperado. Por lo tanto es de esperarse que siguiendo estos criterios por desempeño para infraestructura construida en el Perú, los resultados no sean muy favorables llevando la peor parte los edificios de mayor altura. • Para las edificaciones que evidencien una vulnerabilidad alta se recomienda un estudio definitivo y su correspondiente reforzamiento estructural, mediante la incorporación de elementos estructurales que proporciones mayor rigidez a estas. 1.2.1.3. A nivel Local En la presente investigación a nivel local no se ha encontrado antecedentes relacionados con dicha investigación. 1.3. Teorías relacionadas al tema 1.3.1. Sismo Según (Zelaya Jara 2007, p. 26), en su tesis de maestría define al sismo como “movimiento de la corteza terrestre o como la vibración del suelo, causado por la energía mecánica emitida de los mantos superiores de la corteza terrestre, en una repentina liberación de la deformación acumulada en un volumen limitado”. 1.3.2. Daño sísmico “Es el grado de degradación o destrucción causado por un fenómeno peligroso sobre las personas, los bienes, los sistemas de prestación de servicios y los sismtemas naturales y sosciales. Desde el punto de vista estructural, genralmente se relaciona con deformaciones irrecuperables (inelásticas), por lo tanto cualquier variable de daño deber ser preferiblemente referita a una cierta cantidad de deformación” (Bonett Díaz 2003, p. 19). Hay dos tipos de daño sísmico: el daño estructural y el daño no estructural, dependiendo si el elemento con el grado de daño forma parte o no del sistema resistente de la edificación. Estos daños se relacionan, correspondientemente, con la vulnerabilidad estructural y la vulnerabilidad no estructural. a. La vulnerabilidad no estructural, está asociada a la susceptibilidad de los elementos o componentes no estructurales de sufrir daño debido a un sismo, lo que se llama daño sísmico no estructural, entre los elementos no estructurales se tiene, tabiquerías, puertas, ventanas, etcétera (Cardona Arboleda 1999). b. La vulnerabilidad estructural, se refiere a la susceptibilidad que la estructura presenta frente a posibles daños en aquellas partes del establecimiento hospitalario que lo mantienen en pie ante un sismo intenso. Esto incluye cimientos, columnas, muros, vigas y losas (Organización Panamericana de la Salud. Programa de Preparativos para Situaciones de Emergencia y Coordinación del Socorro en Casos de Desastre 2000, p. 27). 1.3.3. Riesgo Es el resultado de la exposición de la construcción hecha por el hombre, con el grado de vulnerabilidad que es inherente, frente al peligro al que se verá sometida (Kuroiwa 2002, p. 5). 1.3.4. Riesgo Sísmico El concepto de riesgo sísmico está siempre relacionado con la predicción de pérdidas futuras y está íntimamente ligado a la psicología personal o colectiva, razón por la que, obviamente, es difícil darle objetividad. Por este motivo es tan compleja la evaluación del riesgo, aun cuando se trate solamente de su dimensión física. Cuando, además, a esta dimensión se le añaden las relacionadas con el contexto, aspectos absolutamente necesarios para facilitar la gestión, el problema se vuelve mucho más complejo aun. Además, es absolutamente necesario que el riesgo esté siempre asociado con la decisión, con la ejecución de una acción que se debe llevar a cabo. Puesto que los resultados de cada acción factible son inciertos, es esencial considerar incertidumbres en el análisis de sistemas físicos para poder decidir si un modelo es apropiado para el problema que se debe resolver (Barbat Barbat et al. 1994, p. 9). 1.3.5. Amenaza o Peligro. Peligro latente de que un evento físico de origen natural, o causado, o inducido por la acción humana de manera accidental, se presente con una severidad suficiente para causar pérdida de vidas, lesiones u otros impactos en la salud, así como también daños y pérdidas en los bienes, la infraestructura, los medios de sustento, la prestación de servicios y los recursos ambientales. (Congreso de la Republica de Colombia, 2012, p. 3) Para (Kuroiwa 2002, p. 5), la amenaza o peligro, “Es el grado de exposición de un lugar o emplazamiento a los fenómenos naturales dentro de un período determinado, independientemente de lo que sobre dicha ubicación se construya. En general, es poco y muy costoso lo que el hombre puede hacer para reducir el peligro”. 1.3.6. Peligro sísmico “Probabilidad de excedencia de un cierto valor de la intensidad del movimiento del suelo producido por terremotos, en un determinado emplazamiento y durante un período de tiempo dado” (Benito y Jiménez 1999, p. 14). 1.3.7. Vulnerabilidad Para (Foschiatti 2004, p. 8), la “vulnerabilidad es la disposición interna a ser afectado por la amenaza. Si no existe vulnerabilidad no se produce la destrucción”. Para (Reque Córdova 2006, p. 3), “La vulnerabilidad es una característica intrínseca de las estructuras, dependiente de las formas como hayan sido diseñadas pero independientes de la peligrosidad sísmica del sitio donde estén ubicadas. Se puede afirmar que cada tipo de estructura tiene su propia función de vulnerabilidad y que el método para el análisis de dicha función varía en la misma forma en la que el comportamiento estructural del elemento en riesgo sea distinto”. Ambos autores coinciden en que la vulnerabilidad es una cualidad interna, para el caso de una estructura como los establecimientos de salud (hospitales, clínicas, centros de salud y puestos de salud), el grado de susceptibilidad o de exposición a sufrir daño, dependerá del diseño estructural de cimientos, columnas, vigas, muros y losas, además del proceso constructivo adecuado. 1.3.8. Vulnerabilidad Sísmica Se puede definir como el grado de susceptibilidad de una o un grupo de edificaciones, a sufrir daños parciales o totales, representados en bienes materiales y en vidas humanas, que pueden ocasionar la pérdida de funcionalidad, por la ocurrencia de movimientos sísmicos de una intensidad y magnitud dadas, en un periodo de tiempo y en un sitio determinado (Peralta Buriticá 2002, p. 56). 1.3.9. Tipos de Vulnerabilidad Sísmica Según (Chavarría Lanzas y Gómez Pizano 2001), existen dos tipos de vulnerabilidad sísmica: • Vulnerabilidad física Está directamente relacionada con la capacidad que tiene la estructura para soportar las solicitaciones a las que se ve sometida en el momento de un sismo, es decir, la forma con la cual responde ante los desplazamientos y los esfuerzos producidos por las fuerzas inerciales durante toda la vida útil de la edificación. • Vulnerabilidad Funcional Está relacionada no solamente con la confiabilidad de la estructura sino que además tiene en cuenta el comportamiento de los elementos no estructurales, como por ejemplo, muros, equipos, instalaciones, divisiones, etc., lo cual es de suma importancia para el continuo funcionamiento de las edificaciones ante eventos de una magnitud importante. Es de especial interés el recalcar la importancia que tiene la vulnerabilidad funcional en las edificaciones que la Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistentes, NSR-98 [5], clasifica como edificaciones indispensables, ya que éstas tienen que seguir cumpliendo con su función después de ocurrido el sismo y cuya operación no puede ser trasladada rápidamente de un lugar a otro. 1.3.10. Métodos estudiados para evaluar la vulnerabilidad sísmica de una edificación Se han estudiado y aplicado diferentes metodologías para analizar y determinar el grado de susceptibilidad que una edificación pueda tener ante la eventualidad de un fenómeno sísmico, veamos la clasificación de algunos autores: Para (Chavarría Lanzas y Gómez Pizano 2001), los métodos para el estudio de la vulnerabilidad física de viviendas existentes se dividen en dos grandes grupos, los Métodos "exactos" o Analíticos y los Métodos "aproximados", Cualitativos o subjetivos: A. Métodos analíticos Según el autor menciona que, La evaluación de la vulnerabilidad de edificios existentes por medio de métodos analíticos está fundamentada en los mismos principios utilizados para el diseño de construcciones sismo resistentes, estos métodos no son del todo analíticos, ya que la fase de calibración del modelo requiere de muchos ensayos de laboratorio, los cuales permiten conocer el estado de los materiales y predecir, con un poco más de exactitud, su respuesta ante solicitaciones sísmicas. Entre los métodos analíticos están: - Método NSR – 98 (Propuesta por la asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica) Dedica especial atención a edificaciones construidas antes 1997 esto es antes de la promulgación de la norma de Diseño y Construcción Sismo-Resistente Colombia (Ley 400 de 1997, Decreto 33 de 1998). Metodología Se realiza una visita al sitio y de lo obtenido al adelantar un levantamiento y exploración de toda la construcción que se proyecta rehabilitar, se establece el sistema estructural con que fue construida originalmente la edificación y su cimentación, así como las propiedades de los materiales allí utilizados. Para las estructuras vulnerabilidad se existentes, refiere a el la estudio de comprobación del comportamiento de la estructura para analizar si es satisfactorio y concordante con de las normas sísmicas vigentes. Se trata de seguir un procedimiento con el fin de evaluar las estructuras existentes, para hallar los puntos débiles y posibles zonas de las estructuras que puedan causar pérdidas de vidas ante los eventos sísmicos. Se tratará entonces de determinar cuáles son las zonas más vulnerables que puedan precipitar el colapso de la estructura o de algunos de sus componentes. Con toda la información obtenida en los levantamientos y exploraciones adelantadas, se elabora entonces un modelo para la estructura actual, el cual se analiza para las fuerzas sísmicas Fs, que el sismo de diseño imponga en combinación con las fuerzas de gravedad mayoradas de acuerdo con las combinaciones de carga. Para estos análisis generalmente se lleva a cabo un análisis matricial tridimensional, por medio del cual se realiza un análisis elástico dinámico de la estructura. Ocasionalmente se utilizan programas de análisis no - lineal o inelástico. Con la información de las secciones originales de los elementos y sus refuerzos, se determinan sus capacidades últimas tanto para los esfuerzos de corte como para los de flexión y flexo-compresión. Estas resistencias existentes deben a su vez ser afectadas por los valores jc y je los cuales dependen de la calidad del diseño y construcción y del estado actual de la estructura. Con los resultados de las demandas obtenidas de los análisis de los modelos y las capacidades actuales calculadas en los elementos, se calculan los índices de sobre-esfuerzo de los elementos y de las estructuras con el fin de determinar los puntos o zonas vulnerables a tener en cuenta en el reforzamiento final. Adicionalmente se determinan los índices de flexibilidad de los pisos y por ende de las estructuras. Se define como Vulnerabilidad a los inversos de los índices de sobre-esfuerzo y flexibilidad. Una vez conocidos los puntos o zonas vulnerables de la estructura, se procederá a estudiar, analizar y diseñar el reforzamiento final con el que se elaborarán planos de construcción que contengan todos los detalles estructurales que garanticen la seguridad estructural y la adecuada ejecución del proceso de rehabilitación. - Método ATC-21 El procedimiento comienza por identificar el sistema estructural que resiste las fuerzas sísmicas así como los materiales de los que está compuesto. El puntaje se le irá sumando o restando a la calificación inicial dependiendo de factores tales como: • Si es de gran altura. • Si está deteriorado. • Si tiene irregularidades geométricas. • Si existen pisos flexibles dentro de la edificación. • Si existe torsión en planta. La escala en comportamiento este método sísmico), va hasta desde 6 (muy 0 (mal buen comportamiento). Si un edificio resulta con una calificación inferior o igual a 2, se requiere que se lleve a cabo una evaluación más detallada tal como la del NSR 98 y la del FEMA-273. Del resultado de la evaluación preliminar los edificios que resulten deficientes deben ser estudiados y analizados por ingenieros estructurales especialistas en diseño sismorresistente. - Método FEMA-273 Está diseñado para identificar más en detalle los miembros estructurales (columnas y vigas) que se encuentran deficientes en cuanto a su capacidad o resistencia Este método adicionalmente nos ofrece una metodología para desarrollar las estrategias de rehabilitación o reforzamiento. En el FEMA-273, a diferencia de los métodos descritos anteriormente, se definen diferentes métodos y criterios de diseño para alcanzar diferentes niveles de desempeño sísmico de la edificación. Dentro de los niveles de desempeño sísmico se encuentran: Nivel Operacional, Nivel de Ocupación Inmediata, Nivel de Protección de la Vida y Nivel de Prevención de Colapso. El procedimiento del FEMA-273 permite tanto una Rehabilitación Simplificada como una Rehabilitación Sistemática. La rehabilitación sísmica simplificada se permite usar para edificaciones bajas, de configuración geométrica sencilla, generalmente en zonas de amenaza sísmica intermedia y baja. Para este tipo de rehabilitación se requiere mucho menos análisis y diseño que para la sistemática. El método de rehabilitación sistemática es más completo y consta de un proceso parecido al del diseño de una edificación nueva, en el que se modifica el pre-diseño o diseño preliminar hasta que los resultados del análisis son verificados o aceptados revisando miembro por miembro. La rehabilitación sistemática generalmente se basa en el comportamiento no-lineal de la respuesta de la estructura y usa procedimientos que no son comunes en los códigos de diseño corrientes. En este tipo de rehabilitación se revisa detalladamente cada miembro estructural, se diseñan nuevos elementos y se verifica la interacción aceptable de los desplazamientos esperados y de las fuerzas internas en los elementos estructurales. Utilizando el método FEMA-273, se calculan los cortantes en la base, modificados por torsión accidental, se calculan los cortantes por piso y las cargas gravitacionales. Esta información se utiliza para definir los parámetros de aprobación o de aceptación con los que se trabaja. B. Métodos Cualitativos Muchas de las edificaciones antiguas existentes no cuentan con información o memoria detallada acerca de su diseño estructural, por lo que impide realizar su análisis con los métodos sofisticados actuales que se utilizan para la evaluación del comportamiento o desempeño y la confiabilidad estructural, a los cuales se hizo mención anteriormente. Estos métodos resultan bastante útiles en este tipo de edificaciones, dado que no es posible en la práctica llevar a cabo este tipo de evaluaciones de otra forma. Entre ellos tenemos: - Método del ATC-14 Método desarrollado por el Applied Technology Council "Evaluating the Seismic Resistance of Existing Buildings", en 1987. Este método evalúa el riesgo sísmico potencial de cualquier tipo de estructura, ubicado en cualquier zona de riesgo sísmico en los Estados Unidos. En la metodología se hace énfasis en la determinación de los "puntos débiles del edificio" con base en la observación de daños en edificios similares ocurridos en eventos sísmicos previos. El procedimiento básico es el siguiente: 1. Recolección de datos. 2. Inspección detallada in-situ. 3. Descripción del modelo estructural del edificio. 4. Cálculo aproximado de los esfuerzos de corte y de los desplazamientos relativos para estructuras de concreto (puntos e y f respectivamente). Esfuerzo axial y desplazamientos relativos en miembros de acero. En el caso de muros estructurales se debe hacer una verificación de los esfuerzos de corte. 5. Comparación de la relación Capacidad/Demanda (C/D) con los valores especificados en la norma ATC. Estos valores están representados como una fracción del factor de modificación de la respuesta del edificio evaluado (Rw) y varían entre el 20% y el 40%. El ATC recomienda los siguientes valores para el factor de modificación de la respuesta: - Pórticos dúctiles Rw = 12. - Pórticos no dúctiles Rw = 5. 6. Estimación rápida de la deriva o Desplazamiento relativo (k/h) como: 𝑘 (𝐾𝑏 + 𝐾0 ) × ℎ × 𝑉0 = ℎ 12 × 𝐾𝑏 × 𝐾𝑐 × 𝐸𝑐 Ecuación 1 Dónde: (k/h): deriva o desplazamiento relativo, desplazamiento relativo piso a piso dividido por la altura del piso. Kb : (I/L), momento de inercia dividido por la longitud de las vigas centro a centro. Kc : (I/L), momento de Inercia dividido por la longitud de las columnas centro a centro. Vc : fuerza cortante promedio en las columnas. Ec : módulo de elasticidad del concreto. (k/h) Valor especificado en la norma <= 1. Si esta relación no se cumple la estructura puede presentar problemas de derivas y requiere de una investigación más detallada. 7. Se realiza una revisión de los detalles especiales basándose en las respuestas dadas en la "lista de chequeo". - Método NAVFAC Propuesto en 1988 por G. Matzamura, J. Nicoletti y S. Freeman con el nombre "Seismic Design Guidelines for Up-Grading Existing Buildings" y tomado de la referencia [26], se presentan a continuación las características de este método. Es aplicable a cualquier tipo de estructura. Evalúa un índice que mide la relación de daños que un sismo determinado puede causar en una estructura. La capacidad de la estructura se determina por medio del coeficiente de corte basal resistente (Cb), el desplazamiento al tope de la estructura (S) y el período fundamental (T). Su principal problema es que no toma en cuenta la falla prematura de los elementos más débiles. Su procedimiento básico es el siguiente: 1. Recolección de toda la información sobre la estructura. 2. Inspección detallada de la estructura in-situ. 3. Determinación de los espectros de respuesta elástica. 4. Se realiza una estimación del posible daño de la estructura al comparar la capacidad de la estructura que se determina por medio del coeficiente de corte basal resistente Cb, el desplazamiento al tope de la estructura kn y el período fundamental T, con la demanda del sitio. Estos valores se determinan tanto para la cedencia como para la condición última. 5. El índice de daños global Ig se determina como las dos terceras partes del índice de daños en la dirección más crítica. Si Ig >= 60% se debe proceder a realizar una evaluación más detallada de la estructura. - Métodos Japoneses Corresponden a desarrollos basados en los trabajos de Masaya Hirosawa y compilaciones llevadas a cabo por un Comité dirigido por el Dr. H. Umemura. "Evaluation of Seismic Safety of Existing Reinforced Concrete Buildings" Se aplican a edificaciones de concreto reforzado de mediana y baja altura construidas mediante métodos convencionales. Evalúa la estructura, la forma del edificio y la peligrosidad de los elementos no estructurales. La estimación del riesgo sísmico se hace por medio de un índice sísmico (Is) que representa el comportamiento global en un entrepiso. La evaluación de la seguridad se hace por un método de tamizado en 3 pasos sucesivos para obtener como resultado dos índices que miden la seguridad sísmica de la construcción: Is: índice sísmico de la estructura. In: índice sísmico de los elementos no estructurales. El índice sísmico de la estructura Is se calcula como el producto de cuatro sub-índices que son calculados individualmente: 𝐼𝑠 = 𝐸0 × 𝐺 × 𝑆𝑑 × 𝑇 Ecuación 2 Dónde: Eo: sub-índice sísmico de comportamiento estructural. G: sub-índice sísmico de movimiento del terreno. Sd: sub-índice sísmico de concepción estructural. T: sub-índice sísmico de deterioro con el tiempo. La evaluación de la seguridad se realiza a partir de los resultados obtenidos para Is e In, teniendo en cuenta parámetros como la importancia, edad y uso de la edificación. - Método Venezolano (Obando Rivera y Rodríguez Anton 2008, p. 53-54) Desarrollado por I. Rivera de U, D. Grisolia de C. y R. Sarmiento de la Universidad de los Andes de Mérida, Venezuela, este es aplicable a edificios bajos de hormigón armado o Mampostería. Evalúa cortes por separado y luego halla un índice global de entrepiso. Procedimiento: • Revisión detallada de documentos existentes de la edificación, planos memorias de diseño, entre otros. • Levantamiento de dimensiones generales del edificio, estructura y especificaciones de elementos resistentes a fuerzas laterales. • Inspección detallada in-situ del edificio examinando cuidadosamente: el sistema estructural, deflexiones de losas y/ó vigas, agrietamientos, deterioro de la estructura, conexiones y apoyos entre elementos, etc. • Revisión de agrietamiento y condición general de paredes, arrostramiento, presencia de columnas cortas. • Identificación de elementos no estructurales susceptibles a caerse durante un movimiento sísmico. • Revisión de salidas de emergencia y estado de los sistemas contra incendios. • Determinación de las fuerzas sísmicas cortantes actuantes (Vu). • Determinación de las fuerzas cortantes resistentes del entrepiso (Vur). • Determinación de la relación E = Vur/Vu. • Cálculo del índice sísmico (Is) 𝑰𝒔=𝑬 × 𝑫 × 𝑻 Ecuación 3 Dónde: Is: Índice sísmico D: Índice de irregularidad en plata y en elevación de la edificación. T: Índice de las condiciones de deterioro en el tiempo de la edificación. - Método FEMA-178 = FEMA-310 Los métodos FEMA son procedimientos desarrollados por el Building Seismic Safety Council de los EEUU. Esta Metodología plantea para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones existentes, una serie de interrogantes que sirven para determinar zonas o puntos vulnerables de una edificación. Para el análisis se utilizan procedimientos simples, calificando mediante variables lógicas, como falso o verdadero, aspectos estructurales, pórticos, diafragmas, conexiones y amenazas geológicas, entre otras, comparando los requisitos con los que se diseñó y construyó la edificación con los requerimientos de diseño sísmico actuales Este Método está diseñado para identificar de forma más detallada elementos estructurales, como vigas y columnas, que presenten deficiencias en cuanto a su capacidad o resistencia sísmica, definiendo diferentes procedimientos y criterios de diseño para alcanzar niveles de desempeño sísmico, entre los que se encuentran el nivel operacional, el nivel de protección de la vida, el nivel de prevención de colapso, el nivel de ocupación inmediata. La escogencia de un determinado nivel depende del desempeño esperado de la edificación, durante y después de un movimiento telúrico, de cuanto daño es permitido, al igual que pérdidas económicas y traumatismo o interrupción de las actividades cotidianas de los ocupantes de la edificación. Además, este método plantea una metodología para desarrollar los procedimientos de rehabilitación o refuerzo. (Obando Rivera y Rodríguez Anton 2008, p. 54) - Método del I.S.T.C. Esta Metodología es desarrollada por el Istituto di Scienza e Tecnica delle Costruzioni y la Universitá degli Studi di Padova, adaptado para el estudio de Vulnerabilidad Sísmica de Viviendas de Adobe en La Zona de Coelemu (8ª región de Chile). Consiste en el análisis sísmico de grupos de edificios con estructura soportada por muros de mampostería de tipologías y características constructivas similares. Su aplicación considera edificios aislados en mampostería no reforzada de regulares dimensiones (2 a 3 pisos), edificios contiguos o conjuntos de edificios. La capacidad resistente del edificio se evalúa por medio de dos parámetros (índices I1 e I2). Un tercer índice, I3, es utilizado para determinar, en conjunto con los ya calculados, la vulnerabilidad de la edificación (o grupo de edificios), con base en la función de vulnerabilidad, (Vu), propuesta por el I.S.T.C., clasificando la edificación dentro de cinco clases de vulnerabilidad: muy grande, grande, media, pequeña, muy pequeña. Tabla 1: Parámetros de funciones de vulnerabilidad propuesta por el ISTC Numero 1 Parámetro Calidad del sistema resistente Peso ISTC (pi) 0.15 2 Posición del edificio y cimentación 0.75 3 Presencia de diafragmas horizontales 0.5 4 Configuración en elevación 0.5 5 Tipo de techumbre 0.5 6 Elementos no estructurales 0.25 7 Estado de conservación 0.5 (Guiliano et. al, 2000) - Método del Índice de Vulnerabilidad El método del índice de vulnerabilidad se comienza a desarrollar en Italia con motivo de los estudios postterremoto realizados a partir de 1976. El método se describe en 1982, año a partir del cual empieza su utilización en numerosas ocasiones. Como resultado de ello se obtiene un importante banco de datos sobre daños en edificios para diferentes intensidades de terremotos y las comprobaciones realizadas demuestran buenos resultados en la aplicación del método. Es importante recalcar dos aspectos adicionales que demuestran aún más la validez del método. En primer lugar, las investigaciones han sido efectuadas en toda Italia, en las universidades de Roma, Pisa, Florencia, L’ Alquila, Padova, Milán, etc. y en segundo lugar, ha sido adpotado oficialmente por un ente gubernamental, el Gruppo Nazionale per la Difesa dei Terromoti (GNDT), el cual ha incentivado en gran medida la continuación de este tipo de estudios en Italia (Yepez et al. 1995, p. 50). - Metodología propuesta por Hurtado y Cardona La metodología de estos autores consiste en la presentación de dos modelos para la estimación del riesgo sísmico. El primero es mediante la formulación de índices relativos y utilizando un sistema neuronal difuso. Las mismas que fueron aplicadas en Bogotá, en la se pudo categorizar la amenaza, la vulnerabilidad y el riesgo sísmico de las diferentes alcaldías menores de la ciudad desde una perspectiva holística. El primer método facilita el análisis de sensibilidad y calibración; después de graficar los resultados es fácil identificar los aspectos más relevantes del riesgo sísmico relativo. El segundo método facilita la evaluación incluso de casos en que la información numérica no está disponible. Esta técnica permite calibrar el sistema de evaluación, dado que tiene capacidad de aprendizaje, lo que facilita que el sistema de evaluación, dado que tiene capacidad de aprendizaje (Cardona Arboleda y Hurtado Gómez 2000). - Método de la AIS Esta fue propuesta por la Asociación Colombina de Ingeniería Sísmica AIS, la cual presenta un método de evaluación del grado de vulnerabilidad sísmica de viviendas de mampostería, esta metodología consiste en calificar la vulnerabilidad a través de tres niveles: vulnerabilidad baja (verde), vulnerabilidad media (naranja) y vulnerabilidad alta (rojo); considerando cinco aspectos: Geométricos, Constructivos, estructurales, cimentación, suelo y entorno. Tabla 2: Resumen de la metodología propuesta por Cardona y Hurtado - COMPONENTE VULNERABILIDAD BAJA MEDIA ALTA ASPECTOS GEOMÉTRICOS - Irregularidad en planta de la edificación. - Cantidad de muros en las dos direcciones. - Irregularidad en altura. ASPECTOS CONSTRUCTIVOS - Calidad de las juntas de pega en mortero. - Tipo y disposición de las unidades de mampostería. - Calidad de las juntas de los materiales. ASPECTOS ESTRUCTURALES - Muros confinados y reforzados. - Detalles de columnas y vigas de confinamiento. - Vigas de amarre o corona. - Características de las aberturas. - Entrepiso.| - Amarre de cubiertas. CIMENTACIÓN SUELOS ENTORNO BAJA Calificación Global de la Vulnerabilidad Sísmica de la Vivienda MEDIA ALTA 1.3.11. Método de Índice de Vulnerabilidad El método del índice de vulnerabilidad fue propuesto por los italianos Petrini y Benedetti (1984), se desarrolló para identificar los diferentes comportamientos de los edificios del mismo tipo estructural localizados en una zona sísmica específica. Es extensamente aplicado en varias zonas sísmicas en Italia y está basado en una gran cantidad de datos de levantamiento de daños. El método realiza una calificación de los edificios mediante un índice de Vulnerabilidad (Iv), que incorpora los parámetros más importantes que controlan el daño causado por la acción sísmica. Estos parámetros son calificados individualmente en una escala numérica y están afectados por pesos (Wi), los cuales tratan de enfatizar la importancia relativa de los parámetros en la vulnerabilidad sísmica de los edificios. La Tabla 1 muestra una lista de los 11 parámetros considerados en la calificación de los edificios - tanto de mampostería no reforzada como de hormigón armado, los valores de los coeficientes de calificación, Ki; que varían desde A (optimo) hasta D (desfavorable) y los factores de peso (Wi); asignados a cada parámetro. El método ha sido desarrollado tanto para el estudio de estructuras de mampostería como para el de estructuras de concreto armado; sin embargo, gran parte del esfuerzo realizado para su estudio y aplicación ha sido dedicado a las primeras (Mampostería), debido a la gran cantidad de edificios existentes en Italia, y en América Latina para nuestro caso. La concepción del mismo método la hace aplicable a muchas tipologías de los dos grandes grupos de estructuras mencionadas, lo cual evita el enorme problema de tener que describir detalladamente la tipología específica de cada estructura y tener que utilizar descripciones de daño y funciones de vulnerabilidad que respondan exclusivamente a esa tipología, tal como la hacen otros métodos existentes de evaluación de la vulnerabilidad sísmica. Esta es una de las principales ventajas que hace el método Italiano sea más eficiente (Yepez et al. 1995, p. 50-51). Para este trabajo de investigación se tomó la decisión de emplear la metodología del Índice de Vulnerabilidad, después de revisar la información de otras investigaciones obteniéndose datos y conclusiones relevantes al utilizar el método Índice de Vulnerabilidad para evaluar cada estructura y determinar el daño que podría sufrir producto del desencadenamiento de eventos sísmicos como terremotos de determinadas intensidades. ➢ Método del índice de Vulnerabilidad para estructuras de Mampostería No Reforzada: El método del índice de Vulnerabilidad, como se mencionó anteriormente, se aplica principalmente a estructuras de Mampostería No reforzada, ya que la mayoría de las estructuras, que se encuentran en un grupo de estructuras o zonas urbanas, son de este tipo. Para realizar el levantamiento de la información requerida, se utiliza el formulario que comprende los once parámetros a considerar en la evaluación de la vulnerabilidad de edificaciones. Posteriormente después de hacer los cálculos respectivos que requiere algunos parámetros se utiliza la tabla 4, donde muestra una escala numérica que incluye los parámetros evaluado pero asignándole la clase (A, B, C y D9 y su peso correspondiente. . Tabla 3: Formulario para el levantamiento de la vulnerabilidad de edificios de mampostería (Yépez 1995) No. edificio: ________ Dirección: ________________________________________________ Fecha: _________ d/m/a No. observador: ____ 1. Organización del sistema resistente: __ 2. Calidad del sistema resistente: __ 3. Resistencia convencional 1. Número de pisos N: ____ 2. Area total cubierta At: ________.__ m2 3. Area resistente sentido x Ax: ______.__ m2 sentido y Ay: ______.__ m2 1. Resistencia cortante mampostería k: ______.__ Ton/m2 2. Altura media de los pisos h: __.__ m 3. Peso específico mampostería Pm: ____.__ Ton/m3 4. Peso por unidad de área diafragma Ps: __.____ Ton/m2 4. Posición del edificio y de la cimentación: __ 5. Diafragmas horizontales: __ 6. Configuración en planta 1 = a/L: __.____ 2 = b/L: __.____ 7. Configuración en elevación. Superficie porche %: ____.__ T/H: __.____ M/M %: ______.__ 8. Distancia máxima entre los muros L/S: ____.__ 9. Tipo de cubierta: __ 10. Elementos no estructurales: __ 11. Estado de conservación: __ Tabla 4: Escala numérica del índice de Vulnerabilidad Iv, para estructuras de mampostería no reforzada (Benedetti y Petrini 1984) N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Parámetros Organización del sistema resistente. Calidad del sistema resistente. Resistencia convencional. Posición del edificio y cimentación. Diafragma horizontales. Configuración en planta. Configuración en elevación. Distancia máxima entre los muros. Tipo de cubierta. Elementos no estructurales. Estado de conservación. A 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Clase Ki B C 5 20 5 25 5 25 5 25 5 15 5 25 5 25 5 25 15 25 0 25 5 25 D 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 Peso Wi 1.00 0.25 1.50 0.75 1.00 0.50 1.00 0.25 1.00 0.25 1.00 Cuantificación del Índice de Vulnerabilidad: Una vez obtenida todas las cuantificaciones (A, B, C o D) de cada una de los once parámetros de la estructuras, se determina el Índice de Vulnerabilidad, por medio de una suma ponderada del valor de cada parámetro multiplicado por un peso de importancia, mediante la siguiente ecuación: 11 𝐼𝑉 = ∑(𝐾𝑖 ∗ 𝑊𝑖 ) 𝑖=1 Ecuación 4 Dónde: Iv = Índice de Vulnerabilidad Ki = son valores que se obtienen de evaluar cada uno de los parámetros, estos valores varían entre 0 y 45. Wi = son valores que propone el método para darle importancia a cada uno de los parámetros que determinan la vulnerabilidad en las edificaciones, varía entre 0.25 y 1.5. ➢ Método del Índice de Vulnerabilidad para estructuras de concreto armado: Como se había mencionado, el otro tipo de estructura que se puede utilizar para aplicar el método del Índice de Vulnerabilidad, es la de hormigón armado. Al igual que para las estructuras de mampostería No Reforzada, existen unos formularios para medir el índice de Vulnerabilidad de estructuras de hormigón armado. Este formulario se encuentra detallado en el Anexo. Otra diferencia es que cada parámetro clasifica a las estructuras entre A, B y C, y no como el caso de las Estructuras en Mampostería que son hasta D, el cual hace que la clasificación de las estructuras en Hormigón armado sea un poco más estrecha. El primer punto a tratar en este formulario es sobre el tipo de Organización del sistema resistente, el cual analiza las características del esquema resistente estructural del edificio, definiéndolo como aquel que absorbe más del 70% de la acción sísmica. El segundo punto es Calidad del Sistema resistente, en el que se evalúa la calidad del sistema resistente en cuanto a materiales, características de la mano de obra y calidad de la ejecución. El tercer punto es Resistencia convencional, en donde al igual que para las estructuras en mampostería No estructural, requieren de ciertos cálculos en base a una relación entre el cortante actuante de la base y el cortante resistente por la estructura. El cuarto punto es sobre la posición del edificio y de la cimentación, el cual es parecido al de las edificaciones en Mampostería No estructural. El quinto punto de este formulario es sobre la Losa de piso o Forjados Horizontales, en el que se recomienda para un comportamiento estructural satisfactorio de la estructura, que las losas de piso y de cubierta cumplan con requisitos, como son el de una buena rigidez en el plano y que las conexiones entre losa y elementos resistentes verticales sean adecuados. Un sexto y séptimo punto a tener en cuenta son los de configuración en planta y en elevación, respectivamente, que fueron vistos detalladamente en el Capítulo III. Un octavo punto es sobre las conexiones entre elementos críticos, en el que se evalúa la importancia de las uniones viga-columna o losa-columna en el comportamiento sísmico de las estructuras de hormigón armado. Aquí se enfatiza en el hecho de que un deficiente comportamiento de las conexiones significará un comportamiento no dúctil de las estructuras, pudiéndose provocar fácilmente el colapso de la misma ante una acción sísmica severa (Yépez et al, 1996). El punto nueve es sobre los elementos estructurales de baja ductilidad en las que se tienen en cuenta los problemas de estructuración, como los vistos en el Capítulo III, que puede presentar la estructura. El Punto diez y once son el de los elementos No estructurales y estado de conservación de la estructuras respectivamente, el cual son similares a los vistos en el formulario para las estructuras de Mampostería No estructural. Evaluación del Índice de Vulnerabilidad: una vez obtenida todas las calificaciones (A, B o C) de cada uno de los once parámetros analizados del edificio, se procede a asignar un valor numérico a cada clase de acuerdo a una escala similar a la utilizada para la estructura de mampostería No Reforzada. La Tabla se indica a continuación: Tabla 5: Escala numérica del índice de Vulnerabilidad Iv, para estructuras de concreto armando (Benedetti y Petrini 1984). N° Parámetros Clase Ki B 1 C 2 Peso Wi 1 Organización del sistema resistente. A 0 2 Calidad del sistema resistente. 0 1 2 1.0 3 Resistencia convencional. -1 0 1 1.0 4 Posición del edificio y cimentación. 0 1 2 1.0 5 Diafragmas horizontales. 0 1 2 1.0 6 Configuración en planta. 0 1 2 1.0 7 Configuración en elevación. 0 1 3 2.0 8 Conexión entre elementos críticos. 0 1 2 1.0 9 Elementos de baja ductilidad. 0 1 2 1.0 10 Elementos no estructurales. 0 1 2 1.0 11 Estado de conservación. 0 1 2 1.0 4.0 Sin embargo, para poder evaluar un único índice es necesario realizar una suma ponderada de estas calificaciones, utilizando pesos que respondan a la importancia del parámetro evaluado. No se han encontrado referencias que propongan dichos pesos, aunque podría pensarse en signar los mismos pesos de la escala de Benedetti y Petrini, presentada en el caso de edificios de Mampostería No Reforzada. Pero en este trabajo de investigación se ha preferido trabajar con una escala que ha sido aplicada en un trabajo reciente en Italia, realizado por el CNR (Instituto di Recerca Sul Rischio Sísmico), instituto en el cual participan varios de los expertos propulsores del método del índice de Vulnerabilidad, tales como el profesor Petrini, Angeletti, Bellini, etc. Los valores adaptados a dicha escala responden a la Tabla 7 (Yépez et al, 1996): Finalmente el índice de Vulnerabilidad puede evaluarse mediante la expresión: (∑11 𝑖=1 𝐾𝑖 ∗ 𝑊𝑖 ) + 1 𝐼𝑣 = 100 ∗ 34 Ecuación 5 Dónde: Iv = Índice de Vulnerabilidad Ki = son valores que se obtienen de evaluar cada uno de los parámetros, estos valores varían entre 0 y 45. Wi = son valores que propone el método para darle importancia a cada uno de los parámetros que determinan la vulnerabilidad en las edificaciones, varía entre 0.25 y 1.5. Ventajas del Método de Índice de Vulnerabilidad: • Es un método que permite calcular la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones de mampostería y aporticadas de una forma rápida y sencilla. Esta metodología se ha venido utilizando desde el año 1982, tiempo en el cual ha tenido modificaciones para facilitar tanto la tarea de recolección, como la de incluir una mejor descripción de los daños a medida que ocurrían eventos sísmicos. • Las instrucciones sobre cada uno de los parámetros y sus respectivas calificaciones están descritas de forma tal que una persona con los conocimientos básicos del tema pueda llenar los formularios de una manera objetiva. • Utiliza funciones de vulnerabilidad que relaciona el daño esperado en la edificación con la vulnerabilidad sísmica propia, lo que es muy importante para una primera aproximación en la cuantificación de las pérdidas económicas directas. Un estudio de este tipo puede indicar antes de la ocurrencia -de un terremoto, a -cuánto pueden ascender las pérdidas económicas, sirviendo a los dirigentes de las ciudades para la toma de decisiones respectivas. Limitaciones: Como el método esta propuesto básicamente para edificaciones europeas construidas en algunos casos con muros de piedra, y además, teniendo en cuenta que el control de calidad en la construcción es mejor, es necesario hacer ciertas modificaciones al método, sin incurrir claro está, en la esencia propia del mismo, manteniendo los mismos 11 parámetros, pero de acuerdo con la forma y los materiales constructivos locales, modificando sus respectivos pesos y adecuándolos a las exigencias de nuestra norma. Algunas de las razones metodología fueron: a) Está fundamentada que se tomaron en datos reales, en cuenta para elegir esta producto del levantamiento de daños. b) Se puede aplicar en estudios a nivel urbano. c) Se tiene la experiencia de haberse aplicado en diferentes ciudades de Italia con buenos resultados y como consecuencia se adoptó oficialmente por un organismo gubernamental de Protección Civil. d) Se ha aplicado en España en los sismos de Almería en 1993 y 1994 (Yépez, 1994) y Murcia en 1999 (MENA, et al 1999). Se ha aplicado en diversos trabajos como los de Angeletti et al, 1988; Benedetti et al, 1988; Caicedo, 1993; Barbat et al, 1996; Grimaz, 1994; Yépez 1996; MENA. 1997; el Proyecto Europeo SERGISAI 1998; MENA et al, 1999, etc. Adaptación del método de Índice de Vulnerabilidad Según (Marín Guillen 2012, p. 54) manifiesta que “El método del índice de vulnerabilidad plantea tal y conforme se detalla, once parámetros para evaluar la calidad estructural de las edificaciones del centro histórico de Huánuco. Con el objetivo de establecer si éstos 11 parámetros eran suficientes para realizar dicha evaluación en las edificaciones, se comparó con lo que propone el Reglamento Nacional de Edificaciones. Se pudo observar que casi en su totalidad, el método del Índice de Vulnerabilidad satisfacía las exigencias del Reglamento Nacional de Edificaciones. Tabla 6: Comparación entre el Reglamento Nacional de Edificaciones y los parámetros propuestos por el método de Índice de Vulnerabilidad italiano (Fuente: Ing. Félix Marín Guillen – Tesis: “Evaluación del riesgo sísmico del centro histórico de la Huánuco”) COMPONENTE PROPUESTO POR EL REGLAMENTO PARÁMETRO ANÁLOGO DEL Iv NACIONAL DE EDIFICACIONES Aspectos Geométricos: • Irregularidad en planta de edificaciones. 6. Configuración en planta • Densidad de muros 8. Distancia máxima entre muros • Distancia entre columnas 8. Distancia Máxima entre columnas. • Irregularidad en altura 7. Configuración en elevación Aspectos constructivos: • Calidad de las juntas del mortero 2. Calidad del sistema resistente. • Tipo y disposición de las unidades de 2. Calidad del sistema resistente. mampostería • Calidad de los materiales 2. Calidad del sistema resistente. Aspectos estructurales: Muros confinados y reforzados 1. Organización del sistema resistente Entrepiso. 5. Diafragma horizontal. Vigas de amarre. 9. Tipo de cubierta. Amarre de cubiertas. 9. Tipo de cubierta. Cimentación: 4. Posición de edificio y cimentación Suelos: 3. Resistencia Convencional 1.4. Formulación del problema ¿En qué medida el análisis de la vulnerabilidad sísmica de los centros de salud del distrito de Aramango, Vulnerabilidad mediante el método de Índice de permitirá conocer el nivel de daños que pueda desencadenar algún evento sísmico? 1.5. Justificación del estudio Esta investigación se realiza porque existe la necesidad de determinar la vulnerabilidad sísmica de los centros de salud del distrito Aramango como aporte a la mitigación de daños ante la ocurrencia de un movimiento sísmico. El análisis de la Vulnerabilidad Sísmica de los Centros de Salud del distrito de Aramango, situación que pueden ser investigada por la ciencia, una vez que sean demostrada su validez y confiabilidad podrán ser utilizados en otros trabajos de investigación y en otras localidades. Dicho estudio beneficiara en su conjunto a los pobladores del distrito de Aramango. El proyecto no genera impactos negativos en el medio ambiente, además de esta manera se va evitar los malos trabajos de edificaciones. 1.6. Hipótesis Si se analiza la Vulnerabilidad Sísmica de los Centros de Salud del distrito de Aramango, por medio del método del Índice de vulnerabilidad entonces se podrá conocer el nivel de daño en dicha estructura ante un evento sísmico. 1.7. Objetivos: 1.7.1. Objetivo General Analizar la Vulnerabilidad Sísmica de los Centros de Salud del distrito de Aramango, para conocer su nivel de daño. 1.7.2. Objetivos Específicos a) Identificar los tipos de materiales, estado de conservación y antigüedad de la infraestructura de los Centros de Salud del distrito de Aramango. b) Contextualizar los formularios del método Italiano para la evaluación de las condiciones de vulnerabilidad de los centros de salud de Aramango en función de los distintos materiales característicos de la ciudad c) Evaluar el estado actual de los elementos estructurales de la edificación del centro de salud Aramango, mediante formatos de registro según el método de índice de vulnerabilidad. II. MÉTODO 2.1. Diseño de Investigación No experimental 2.1.1. Tipo de investigación Transeccional 2.1.2. Nivel de investigación Descriptivo 2.1.3. Enfoque de la Investigación Cuantitativo 2.2. Variables, operacionalización 2.2.1. Operacionalización de variable Tabla 7: Operacionalización de Variables VARIABLE DEFINICIÓN CONCEPTUAL DEFINICIÓN OPERACIONAL (Dimensiones) INDICADORES Vulnerabilidad Sísmica Grado de susceptibilidad de una o un grupo de Análisis por Índice de vulnerabilidad - Organización del sistema resistente. - Calidad del sistema resistente. - Resistencia convencional. - Posición del edificio y cimentación. - Diafragmas horizontales. - Configuración en planta. - Configuración en elevación. - Conexión entre elementos críticos. - Elementos de baja ductilidad. - Elementos no estructurales. - Estado de conservación. edificaciones, a sufrir daños parciales o totales, representados en bienes materiales y en vidas humanas, que pueden ocasionar la pérdida de funcionalidad, por la ocurrencia de movimientos sísmicos de una intensidad y magnitud dadas, en un periodo de tiempo y en un sitio determinado (Peralta Buriticá 2002, p. 56). ESCALA DE MEDICIÓN ❖ Vulnerabilidad Baja ❖ Vulnerabilidad Media ❖ Vulnerabilidad Alta 2.3. Población y muestra 2.3.1. Población según el proyecto La población objeto de investigación está constituido por los Centros de Salud del distrito de Aramango. 2.3.2. Muestra La muestra está constituida por los centros de salud el “Muyo” y “Aramango”. 2.4. Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad 2.4.1. Técnicas e Instrumentos 2.4.1.1. Observación directa: Para la obtención de datos, se hizo una inspección de cada ambiente de los Centros de Salud, evaluando los parámetros contenidos en la ficha de trabajo. 2.4.1.2. Encuesta: En este caso se utilizó una ficha de trabajo, la cual se elaboró en función a la metodología a aplicar para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica. 2.4.2. Procedimiento 2.4.2.1. Recolección de información Con el propósito de obtener conocimientos generales sobre la vulnerabilidad sísmica, riesgo sísmico y temas afines, se hará la selección y estudio de libros y documentos que contengan dicha información y con ello realizar el planteamiento del tema en estudio.. 2.4.2.2. Ficha de Trabajo Para poder realizar el análisis de vulnerabilidad sísmica en los centros de salud del distrito de Aramango, se utilizaron fichas de trabajo las cuales fueron elaboradas teniendo en cuenta los parámetros planteados en la metodología, de tal manera que se pueda obtener todos los método a utilizar. datos necesarios para aplicar al Para el levantamiento de información de vulnerabilidad sísmica de las edificaciones se utilizó un formulario y escala numérica el que permiten evaluar a través de 11 parámetros, el índice de vulnerabilidad. 2.4.2.3. Visitas de campo Con las fichas de trabajo elaboradas se procedió a realizar las visitas para la recolección de datos de los Centros de Salud del distrito de Aramango. 2.4.2.4. Vaciado de datos Una vez obtenido la información en las visitas a campo, se procedió a realizar el vaciado de datos en gabinete, donde se utilizó el software de aplicación MS Excel para realizar los cálculos correspondientes a la metodología utilizada. 2.4.2.5. Análisis de datos Con los resultados obtenidos, se procedió a determinar la vulnerabilidad sísmica de los centros de salud del distrito de Aramango. 2.5. Métodos de análisis de datos 2.5.1. Método deductivo Porque después de aplicar el método Italiano o Índice de Vulnerabilidad, tendremos que inferir la hipótesis para determinar la vulnerabilidad sísmica de los centros de salud de Aramango. 2.5.2. Método inductivo Porque después de haber logrado determinar la vulnerabilidad sísmica de los centros de salud, podremos conocer el nivel de daño en dicha estructura ante un evento sísmico. Para el análisis de los datos, se utilizará el método de la estadística descriptiva, programa de Excel y SPSS. 2.6. Aspectos éticos En el presente informe de investigación se respetó la autoría del autor, considerando las fuentes de los documentos citados, los mismos que se evidencian en el capítulo de referencias bibliográficas registrando el título de la obra, autor y número de página, utilizando el estilo APA e ISO. III. RESULTADOS Se calcularon los índices de vulnerabilidad de las edificaciones del Centro de Salud “El Muyo” y “Aramango”, ambos en del distrito de Aramango, a través del método Italiano o Método de Índice de Vulnerabilidad. Los cálculos se realizaron tomando en cuenta a los 11 parámetros descritos anteriormente e implementados en el entorno Excel; en este proceso se agrega nuevos campos a la base de datos entre los cuales se encuentra los 11 parámetros del índice de vulnerabilidad y el valor correspondiente al índice de daño para las diferentes intensidades. 3.1. Cálculo del Índice de Vulnerabilidad de los Centros de Salud del distrito de Aramango. 3.1.1. Calificación del Parámetro 1: Tipo y organización del sistema resistente. Tabla 8: Calificación del Parámetro 1 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo EDIFICACIÓN Centro de Salud Aramango OBSERVACIÓN CALIFICACIÓN Construcción después de 1997 con A asistencia técnica Centro de Salud El Muyo Construcción después de 1997 con A asistencia técnica 3.1.2. Calificación del Parámetro 2: Calidad del sistema resistente Tabla 9: Calificación del Parámetro 2 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo EDIFICACIÓN Centro de Salud Aramango OBSERVACIÓN CALIFICACIÓN Construcción después de 1997 Buenos materiales A Proceso constructivo adecuado Centro de Salud El Muyo Construcción después de 1997 Buenos materiales A Proceso constructivo adecuado 3.1.3. Calificación del Parámetro 3: Resistencia convencional Se tomaron datos en campo y luego se procedió a realizar los cálculos correspondientes teniendo en cuenta las ecuaciones para determinar " ∝ℎ " que representa la relación entre la fuerza resistente y la fuerza de diseño. 𝑽𝑹′ ∝𝒉 = 𝒁𝑼𝑺𝑪 Ecuación 6 Tabla 10: Calificación del Parámetro 3 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo EDIFICACIÓN OBSERVACIÓN CALIFICACIÓN Centro de Salud Aramango ∝ℎ =1.32 A Centro de Salud El Muyo ∝ℎ =1.43 A A: ∝ℎ ≥ 1.2 B: 0.6 ≤∝ℎ < 1.2 C: ∝ℎ < 0.6 Por lo tanto corresponde la calificación “A” 3.1.4. Calificación del Parámetro 4: Posición del edificio y cimentación El cimiento de las edificaciones del Centro de Salud de Aramango y El Muyo, se encuentra posicionados sobre suelo Intermedio (Perfil Tipo S2: Norma Técnica E.030 “Diseño Sismorresistente”). La pendiente del terreno se realizó mediante una inspección visual (Fig. 6 y Fig. 7). Figura 6: Edificación del Centro de Salud Aramango, cimentada sobre una superficie plana (Fuente: Elaboración propia). Figura 7: Edificación del Centro de Salud El Muyo, cimentada sobre terreno con pendiente mayor a 10% (Fuente: Elaboración propia). Criterio de Calificación: A: Edificación cimentada sobre suelo intermedio o flexible, según la norma de diseño sismorresistente E -030. B: Edificación cimentada sobre suelo intermedio o flexible, según la norma de diseño sismorresistente E -030. Presencia de sales y humedad. C: Edificación cimentada sin proyecto aprobado ni asesoría técnica, y presencia de sales, humedad y pendiente pronunciada. Tabla 11: Calificación del Parámetro 4 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo EDIFICACIÓN Centro de Salud Aramango Centro de Salud El Muyo OBSERVACIÓN CALIFICACIÓN Edificación cimentada sobre suelo intermedio. Presencia de sales y humedad B Edificación cimentada sobre suelo intermedio. Presencia de sales, humedad y pendiente pronunciada. B 3.1.5. Calificación del Parámetro 5: Diafragma horizontal Los criterios a considerar para este parámetro son los siguientes: A: Edificio con diafragmas que satisfacen las siguientes condiciones: ✓ Ausencia de planos a desnivel ✓ La deformabilidad del diafragma es despreciable. (ideal de concreto armado) ✓ La conexión entre el diafragma y el sistema resistente es eficaz. B: Edificio que no cumple con una de las condiciones de la clase A C: Edificio cuyos diafragmas no cumplen con dos de las condiciones de la clase A Tabla 12: Calificación del Parámetro 5 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo EDIFICACIÓN Centro de Salud Aramango Centro de Salud El Muyo OBSERVACIÓN CALIFICACIÓN Ausencia de planos a desnivel, cuya deformabilidad del diafragma es despreciable por ser de concreto armado. A Presencia de planos a desnivel, cuya deformabilidad del diafragma es despreciable por ser de concreto armado. B 3.1.6. Calificación del Parámetro 6: Configuración en planta En el caso de la configuración en planta de los centros de Salud “Aramango” y “El Muyo” (Fig 30 (b)), podemos apreciar que su forma es rectangular y no tiene esquinas entrantes, por tanto se calificó en la clase A (bueno) debido a que no presenta ningún tipo de irregularidad. Tabla 13: Calificación del Parámetro 6 de los Centros de Salud Aramango y El Muyo EDIFICACIÓN OBSERVACIÓN Centro de Salud Aramango Configuración en planta rectangular. Centro de Salud El Muyo Configuración en planta rectangular. CALIFICACIÓN A A 20.95 9.35 9.35 20.95 Figura 8: Configuración en Planta del Centro de Salud Aramango (Fuente: Elaboración propia) 3.1.7. Calificación del parámetro 7: Configuración en elevación La evaluación de este parámetro se realiza utilizando la variación de la altura en el edificio, es decir los valores de la altura mínima (obtenido de H-T) y máxima del edificio (H). Figura 9: Variación de la altura en el edificio 𝑹𝑳 = 𝑯−𝑻 𝑯 Ecuación 7 Dónde: (H), es la altura máxima del edificio (H-T), es la altura mínima del edificio (RL), es la relación entre las dos alturas o altura promedio del edificio A: Si RL > 0.66 B: Si 0.33 < RL ≤ 0.66 C: Si RL≤ 0.33. Presenta irregularidades en el sistema resistente vertical. Tabla 14: Calificación del Parámetro 7 de los Centros de Salud "El Muyo" y "Aramango" Edificación Centro de Salud Aramango Centro de Salud El Muyo H 3.20 T 1.5 RL 0.53 CALIFICACIÓN B 3.00 1.2 0.60 B 3.1.8. Calificación del parámetro 8: Distancia máxima entre muros o columnas Tabla 15: Calificación del Parámetro 8 de los Centros de Salud "El Muyo" y "Aramango" Edificación Centro de Salud Aramango Centro de Salud El Muyo S (Espesor L muro maestro) (espaciamiento de entre muros) L/S CALIFICACIÓN 0.25 8.42 33.68 B 0.25 5.4 21.6 B 3.1.9. Calificación del parámetro 9: Tipo de cubierta ✓ Estado de conservación En el caso del Centro de Salud “Aramango” su cubierta es del tipo inclinada, conformada por planchas de calamina fibraforte apoyadas en armaduras metálicas de alma calada. Estas armaduras se encuentran en buen estado de conservación, Figura 10. Por tanto se calificó este sub parámetro en la clase A (buena). Figura 10: Cubierta de calamina fibraforte del Centro de Salud “Aramango” Figura 11: Cubierta del Centro de Salud "El Muyo" Tabla 16: Calificación del Parámetro 9 de los Centros de Salud "El Muyo" y "Aramango" Edificación Centro de Salud Tipo de cubierta Estado de Conexión con la conservación estructura Cubierta Cubierta Calificación A Aramango Centro de Salud El Muyo inclinada a ambos lados, estable Cubierta inclinada a ambos lados, estable correctamente conectada al sistema resistente Cubierta correctamente conectada al sistema resistente A 3.1.10. Calificación del parámetro 10: Elementos no estructurales Edificación Centro de Salud Aramango Centro de Salud El Muyo Observación Elementos no estructurales bien conectados al sistema resistente Calificación A Elementos no estructurales bien conectados al sistema resistente A 3.1.11. Calificación del parámetro 11: Estado de conservación. Los resultados de la encuesta que se aplicó al personal asistencial y administrativo del Centro de Salud Aramango se muestran en las Figuras 12, 13, 14 y 15: Figura 12 Apreciación de los trabajadores del Centro de Salud de Aramango sobre el plan de mantenimiento para la infraestructura ¿El Centro de Salud de Aramango cuenta un plan de mantenimiento para la infraestructura? 7% 14% 36% SI, y se cumple SI, se cumple a veces SI, pero no se cumple 43% No existe El 43% de los encuestados opinan que si tienen un plan de mantenimiento para la infraestructura y que si cumple, además nos dice que sólo un 7% opina que no existe. Figura 13 Apreciación del personal que labora en el Centro de Salud Aramango, respecto a su estado actual ¿según su apreciación cómo califica usted el estado actual del Centro de Salud? 7% 29% Malo Regular 64% Bueno El 64% de los encuestados manifiesta que el estado actual del Centro de Salud es bueno. Figura 14 Período de mantenimiento de la Infraestructura del Centro de Salud "Aramango" ¿Cada que tiempo se realiza el mantenimiento de la infraestructura ? 15% Una vez al año Dos veces al año 85% Figura 15 Apreciación de los trabajadores del centro de salud Aramango sobre la seguridad de la infraestructura ante un evento sísmico ¿Cree usted que la infraestructura del Centro de Salud es segura en caso de un evento sísmico? 29% Si es seguro No es seguro 71% La encuesta que se aplicó al personal asistencial y administrativo del Centro de Salud de El Muyo, los resultados se muestran en las Figuras 16, 17, 18 y 19: Figura 16 Apreciación de los trabajadores del Centro de Salud de El Muyo sobre el plan de mantenimiento para la infraestructura ¿El Centro de Salud de El Muyo cuenta un plan de mantenimiento para la infraestructura? 10% 30% SI, y se cumple SI, se cumple a veces 20% SI, pero no se cumple 40% No existe Apreciación del personal que labora en el Centro de Salud El Muyo, respecto a su estado actual ¿según su apreciación cómo califica usted el estado actual del Centro de Salud? 10% 30% 60% Malo Regular Bueno Período de mantenimiento de la Infraestructura del Centro de Salud "El Muyo" ¿Cada que tiempo se realiza el mantenimiento de la infraestructura ? 20% Una vez al año Dos veces al año 80% Apreciación de los trabajadores del centro de salud El Muyo sobre la seguridad de la infraestructura ante un evento sísmico ¿Cree usted que la infraestructura del Centro de Salud es segura en caso de un evento sísmico? 30% Si es seguro 70% No es seguro Con los resultados de la encuesta y de las observaciones realizadas, se pudo apreciar que: la estructura, la unidad de construcción y el aspecto físico, demuestran que el nivel de deterioro es mínimo en cuanto a su calidad y conservación, por tanto se calificó al centro de salud de “Aramango” en la clase A (Bueno). 3.2. Determinación del Índice de Vulnerabilidad Una vez evaluado el índice de vulnerabilidad (lv) para cada edificación, el cual varía de 0 a 94.12 para concreto armado, según la metodología propuesta, se procede a normalizar el índice de vulnerabilidad (lvn), en un rango de 0 a 100. Para poder interpretar mejor los resultados obtenidos se definieron los rangos de vulnerabilidad (tabla 17). Los rangos de vulnerabilidad se tomaron como referencia de Quispe N. (2004), los cuales pueden variar dependiendo del detalle que se pretende en el estudio. Tabla 17: Rangos de Índice de Vulnerabilidad Normalizados Vulnerabilidad Rangos de Iv BAJA 0.0 < Iv normalizado < 20.0 MEDIA 20 ≤ Iv normalizado < 40.0 ALTA Iv normalizado ≥ 40.0 Tabla 18: Determinación del Índice de Vulnerabilidad de Centro de Salud "Aramango" N° 1 2 Parámetros Descripción Organización del sistema Construcción después de 1997 resistente. con asistencia técnica Calidad del sistema Construcción después de 1997 resistente. Buenos materiales Clase Ki Peso Total A B C Wi 0 1 2 4.0 0 0 1 2 1.0 0 Proceso constructivo adecuado 3 Resistencia convencional. ∝ℎ =1.32 -1 0 1 1.0 -1 4 Posición del edificio y Edificación cimentada sobre 0 1 2 1.0 1 cimentación. suelo intermedio. Presencia de 0 1 2 1.0 0 0 1 2 1.0 0 RL=0.53 0 1 3 2.0 2 L/S=33.68 0 1 2 1.0 1 Buen estado de conservación y 0 1 2 1.0 0 0 1 2 1.0 0 0 1 2 1.0 0 ∑ 𝑾𝒊 ∗ 𝑲𝒊 3 sales y humedad 5 Diafragmas horizontales. Ausencia de planos a desnivel, cuya deformabilidad del diafragma es despreciable por ser de concreto armado 6 Configuración en planta. Configuración en planta rectangular 7 Configuración en elevación. 8 Distancia máxima entre muros y columnas 9 Tipo de cubierta buena conexión con el SR 10 11 Elementos no Elementos no estructurales bien estructurales. conectados al sistema resistente Estado de conservación. Nivel de deterioro mínimo Para determinar el Índice de Vulnerabilidad (Iv) empleamos la ecuación 5. 𝐼𝑣 = 100 ∗ (∑11 𝑖=1 𝐾𝑖 ∗ 𝑊𝑖 ) + 1 34 Iv = 100 ∗ [(3) + 1] 34 Iv = 11.76 3.3. Cálculo del Índice de Vulnerabilidad del Centro de Salud “El Muyo” Realizamos el mismo procedimiento que el anterior Tabla 19: Determinación del Índice de Vulnerabilidad de Centro de Salud "El Muyo" N° 1 2 Parámetros Descripción Organización del sistema Construcción después de 1997 resistente. con asistencia técnica Calidad del sistema Construcción después de 1997 resistente. Clase Ki Peso Total A B C Wi 0 1 2 4.0 0 0 1 2 1.0 0 Buenos materiales Proceso constructivo adecuado 3 Resistencia convencional. ∝ℎ = 1.43 -1 0 1 1.0 -1 4 Posición del edificio y Edificación cimentada sobre 0 1 2 1.0 1 cimentación. suelo intermedio. Presencia de 0 1 2 1.0 1 0 1 2 1.0 0 RL=0.60 0 1 3 2.0 2 L/S=21.6 0 1 2 1.0 1 Buen estado de conservación y 0 1 2 1.0 0 0 1 2 1.0 0 0 1 2 1.0 0 ∑ 𝑾𝒊 ∗ 𝑲𝒊 4 sales y humedad con pendiente pronunciada 5 Diafragmas horizontales. Presencia de planos a desnivel, cuya deformabilidad del diafragma es despreciable por ser de concreto armado 6 Configuración en planta. Configuración en planta rectangular 7 Configuración en elevación. 8 Distancia máxima entre muros y columnas 9 Tipo de cubierta buena conexión con el SR 10 11 Elementos no Elementos no estructurales bien estructurales. conectados al sistema resistente Estado de conservación. Nivel de deterioro mínimo Para determinar el Índice de Vulnerabilidad (Iv) empleamos la ecuación 5. 𝐼𝑣 = 100 ∗ (∑11 𝑖=1 𝐾𝑖 ∗ 𝑊𝑖 ) + 1 34 Iv = 100 ∗ [(4) + 1] 34 Iv = 14.71 Tabla 20: Nivel de Vulnerabilidad de los Centros de Salud del distrito de Aramango Iv Edificación Iv Centro de Salud Aramango 11.76 13 VULNERABILIDAD BAJA Centro de Salud El Muyo 14.71 16 VULNERABILIDAD BAJA Normalizado DESCRIPCIÓN 3.4. Cálculo del índice de daño Para estimar el daño estructural se calibró funciones de vulnerabilidad para las tipologías de concreto armado, en el ámbito de estudio, que relacionan el índice de vulnerabilidad (lv) con el índice de daño (ID), condicionado por las aceleraciones horizontales máximas (0.17g, 0.20g y 0.32g) del suelo debido a los sismos influyentes en el diseño de edificaciones, para periodos de retomo relacionados con la vida útil de la estructura correspondientes a 45 años (sismo frecuente), 75 años (sismo ocasional) y 475 años (sismo raro). Para la elaboración de la tabla de niveles de daño que pueden sufrir diferentes clases de edificaciones después de un terremoto, se tomaron en cuenta las propuestas de: EERI, NHRC, ATC-13, Benedetti, Park, Ang y Wen, N. Quispe. Esta tabla presenta siete (07) rangos de daño: Ninguno (0-2.5%), Ligero (2.5-7.5%), Moderado (7.5-15%), Considerable (15-30%), Fuerte (30-60%), Severo (60-90%) y Colapso (90-100%). 3.5. Análisis y cálculo de pérdidas económicas ·las pérdidas económicas ocasionadas por un terremoto son mayormente debido a las siguientes causas: Efectos directos, debido al daño estructural, como por ejemplo la falla de vigas, losas de entrepiso, columnas, muros de adobe, etc. Efectos indirectos, debido a elementos no estructurales o pérdidas debido al no funcionamiento del servicio (lo que en las compañías de seguro se denomina pérdidas por contenido y lucro cesante respectivamente). El costo de las edificaciones es generalmente calculada por el producto del área en planta, el número de pisos y el costo de la edificación por unidad de área. El costo varía generalmente dependiendo del tipo de material predominante, tipo de acabado, uso y de la zona geográfica de la edificación. Teniendo en cuenta estos parámetros, en esta evaluación se utilizó los valores unitarios oficiales para la selva emitidos por el Consejo Nacional de Tasaciones (CONATA). La información necesaria para aplicar esta metodología incluye datos sobre tipo de: muros, techos, pisos, puertas y ventanas, revestimientos, baños, instalaciones eléctricas y sanitarias, uso de la edificación, material predominante y estado de conservación. Todas estas características están codificadas de acuerdo al cuadro de valores unitarios emitido por CONATA cada año. Con fines prácticos, podemos estimar de manera rápida las pérdidas directas en las edificaciones mediante la siguiente expresión: Pérdida = (Nivel de daño estimado)* (costo de la edificación). El valor estimado total de las edificaciones del Centros de Salud del distrito de Aramango, es de S/ 500,000.00. El escenario de daño para una aceleración probable de sismo frecuente (0.17 g) ocasionaría pérdidas de aproximadamente 22.92% equivalente a S/. 114,600.00; para el sismo ocasional (0.20 g) se espera una pérdida del 30.39% equivalente a S/. 151,950.00 y para el sismo raro (0.32 g), se estiman las pérdidas en 58.94% equivalente a S/. 294,700.00. IV. DISCUSIÓN Luego de haber evaluado la vulnerabilidad sísmica de los Centros de Salud de distrito de Aramango como son: Centro de Salud “El Muyo” y Centro de Salud “Aramango”, podemos discutir nuestros resultados con otras investigaciones similares, como la de (Gómez Prado y Loayza Yañez 2014), en la que se obtuvo resultados parecidos, a pesar de que las edificaciones de los Centros de Salud Conchopata, Santa Elena y Belén fueron construidas hace más de 20 años esto es antes de 1997, con asistencia técnica, los resultados muestran que dos de ellos el Índice de Vulnerabilidad es Bajo, mientras que el Centro de Salud Belén está en el rango de vulnerabilidad media, mostrando buena calidad de los materiales, presencia de elementos resistentes como vigas y columnas de Concreto Armado, terrenos planos a pendientes moderadas con capacidad portante media, la conexión entre el diafragma y los muros es eficaz, su configuración en planta es de tipo rectangular; la cubierta es estable debido a que el techo es de Concreto Armando, salvo de centro de Salud Belén, el cual está cubierto con cemento mal ligado. Otra investigación con la cual podemos comparar resultados es la desarrollada por (Luna Laucata 2013), en la cual se obtuvieron resultados diferentes a los de la presente investigación: los materiales empleados en la viviendas encuestadas son de deficiente calidad, no se ha considerado el control de calidad de los materiales en la construcción, así mismo se evidencia la falta de asesoramiento técnico y si hablamos del tema estructural encontramos que la mayoría de las viviendas poseen tabiques sin arriostres, no se encontró juntas sísmicas en ningunas de las viviendas. Obteniendo como resultado que la vulnerabilidad de las 30 viviendas encuestadas en Trujillo, es alta en un 83%, y sólo un 7% tiene baja vulnerabilidad. El Peligro es medio con un 83% de las viviendas, el saldo tiene un alto peligro. Finalmente el riesgo es alto con un 87%. V. CONCLUSIONES ✓ Se logró analizar la vulnerabilidad Sísmica de los Centros de Salud del distrito de Aramango, utilizando el método italiano o Índice de Vulnerabilidad, donde se utilizó once (11) parámetros que controlan el daño en las edificaciones causados por un evento sísmico, la misma que dio como resultado que la vulnerabilidad sísmica en las edificaciones antes mencionadas es Baja. ✓ La hipótesis planteada “Si se analiza la Vulnerabilidad Sísmica de los Centros de Salud del distrito de Aramango, por medio del método del Índice de vulnerabilidad entonces se podrá conocer el nivel de daño en dicha estructura ante un evento sísmico” se pudo confirmar ya que el nivel de daño fue calculado teniendo en cuenta el Índice de vulnerabilidad, condicionado por las aceleraciones horizontales máximas (0.17g, 0.20g y 0.32g). ✓ Las características geométricas, constructivas y estructurales que más influyeron en la determinación de la vulnerabilidad sísmica de los Centros de Salud: distancia entre muros y columnas, configuración en elevación, presencia de planos a desnivel, calidad de líneas resistentes y uso de la normativa antisísmica. VI. RECOMENDACIONES VII. PROPUESTA VIII. REFERENCIAS 1. ABANTO VALDIVIA, S. y CARDENAS CRUZ, D.J., 2016. Determinacion de la vulnerabilidad sismica aplicando el metodo de Benedetti - Petrini en las instituciones educativas del centro historico de Trujillo, Provincia de Trujillo, Region La Libertad. Universidad Privada Antenor Orrego [en línea], [Consulta: 2 diciembre 2017]. Disponible en: http://repositorio.upao.edu.pe/handle/upaorep/2056. 2. BARBAT BARBAT, H.A., OROSCO, L., HURTADO GÓMEZ, J.E. y GALINDO, M., 1994. Definición de la acción sísmica. S.l.: Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria (CIMNE). 3. BARRERA RAMOS, O.E. y NIEVES CORREDOR, O.D., 2015. Repositorio Institucional Universidad de Cartagena: Determinación de la vulnerabilidad en las casas en el barrio San Diego de la ciudad de Cartagena. [en línea]. [Consulta: 1 diciembre 2017]. Disponible en: http://190.242.62.234:8080/jspui/handle/11227/2069. 4. BENITO, B. y JIMÉNEZ, M.E., 1999. Peligrosidad sísmica. 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ANEXOS ANEXO “A” DESCRIPCIÓN DE LOS 11 PARÁMETROS DEL MÉTODO DE ÍNDICE DE VULNERABILIDAD Y FICHA DE EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD SÍMICA DESCRIPCIÓN DE LOS PARÁMETROS DEL MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO Descripción de parámetros y de las clases A, B y C que representan la condición de calidad. Para asignar las clases A, B y C a cada uno de los parámetros de la metodología, se tuvo en cuenta lo expuesto en la metodología original, las recomendaciones presentadas en el R.N.E., estudios anteriores y visitas de campo. Parámetro 1.-Tipo y organización del sistema resistente. Se hace un especial énfasis en el la aplicación de la norma de diseño sismorresistente, pues dicho parámetro analiza las características del sistema resistente. También se considera la participación de un profesional con experiencia. A: Año de construcción mayor a 1997 y asesoría técnica. B: Año de construcción menor a 1997 y asesoría técnica. C: Sin asesoría técnica. Parámetro 2.-Calidad del sistema resistente. La atribución de una edificación a una de las tres clases se efectúa en función de a tres factores: Primero, el tipo de material y la forma de los elementos que constituyen la Estructura. Segundo, la homogeneidad del material y de las piezas (bloques, ladrillos de arcilla o mortero-cemento, ya sean pre fabricados, cocidos o con un leve refuerzo) por toda el área del muro. Tercero, las características como la mano de obra o la calidad de ejecución que estarán evaluados por la presencia de una asistencia técnica adecuada. A: Año de construcción mayor a 1997, buenos materiales y proceso constructivo adecuado. B: Año de construcción menor a 1997, buenos materiales y proceso constructivo adecuado. C: Materiales y proceso constructivo deficiente. Parámetro 3.-Resistencia convencional. La evaluación del parámetro requiere del cálculo del coeficiente" ∝ℎ ", que representa la relación entre la fuerza resistente y la fuerza de diseño mediante las siguientes relaciones: 𝑞=( ∝ℎ = 𝑉𝑅′ 𝑍𝑈𝑆𝐶 𝑉𝑅′ = 𝐴0 ∗ 𝛾 𝑞∗𝑁 𝐴𝑥 + 𝐴𝑦 ) ∗ 𝐻 ∗ 𝑃𝑚 + 𝑃𝑠 𝑞∗𝑁 𝐴0 = 𝑚𝑖𝑛(𝐴𝑥 ∗ 𝐴𝑦 ) 𝐴𝑡 𝛾= ∑ 𝛾𝑖 ∗ 𝐴𝑖 ∑ 𝐴𝑖 Dónde: 𝐴𝑡 : Área total en planta. 𝐴𝑥 𝑦 𝐴𝑦 : Áreas totales de las secciones resistentes en los sentidos "x" e "y" A0: es el valor mínimo entre "Ax" y "Ay", dividido entre At. h: altura media de entrepisos. Pm: peso específico de los elementos del sistema resistente (ton/m3) Ps: Peso por unidad de área del sistema resistente (ton/m2) 𝛾: Resistencia a cortante de los elementos del sistema resistente, obtenida como una ponderación entre los valores de resistencia a cortante (𝛾𝑖 ) de cada uno de los materiales que constituyen el sistema resistente estructural; el factor de ponderación son los porcentajes relativos de las áreas contribuyentes de los elementos del sistema resistente. A: ∝ℎ ≥ 1.2 B: 0.6 ≤∝ℎ < 1.2 C: ∝ℎ < 0.6 Parámetro 4.-Posición del edificio y cimentación. Con este parámetro se evalúa hasta donde es posible por medio de una simple inspección visual, la influencia del terreno y de la cimentación en el comportamiento sísmico del edificio. Para ello se tiene en cuenta algunos aspectos, tales como: la consistencia y la pendiente del terreno, la eventual ubicación de la cimentación a diferente cota, la presencia de empuje no equilibrado debido a un terraplén, presencia de humedad, sales, etc. A: Edificación cimentada sobre suelo intermedio o flexible, según la norma de diseño sismorresistente E -030. B: Edificación cimentada sobre suelo intermedio o flexible, según la norma de diseño sismorresistente E -030. Presencia de sales y humedad. C: Edificación cimentada sin proyecto aprobado ni asesoría técnica, y presencia de sales, humedad y pendiente pronunciada. Parámetro 5.-Diafragma horizontal La calidad de los diafragmas tiene una notable importancia para garantizar el correcto funcionamiento de los elementos resistentes verticales. Que el diafragma funcione como tal, permitirá que la fuerza sísmica se distribuya en cada nivel proporcional a los elementos resistentes. A: Edificio con diafragmas que satisfacen las siguientes condiciones: ✓ Ausencia de planos a desnivel ✓ La deformabilidad del diafragma es despreciable. (ideal de concreto armado) ✓ La conexión entre el diafragma y el sistema resistente es eficaz. B: Edificio que no cumple con una de las condiciones de la clase A C: Edificio cuyos diafragmas no cumplen con dos de las condiciones de la clase A Parámetro 6.-Configuración en planta. El comportamiento sísmico de un edificio depende de la forma en planta del mismo. En el caso de edificios rectangulares es significativo la relación b1 = a / L entre las dimensiones en planta del lado menor y mayor. También es necesario tener en cuenta las protuberancias del cuerpo principal mediante la relación b2 = b / L. En la Figura 6.21 se explica el significado de los dos valores que se deben reportar, para lo cual se evalúa siempre el caso más desfavorable. Figura 6.21: Configuración en planta de la estructura. El método evalúa la condición de simetría en planta de los edificios, proponiendo los valores más altos del parámetro cuando las dimensiones en planta se asemejan a secciones cuadradas, sin protuberancias adicionales y castigando las secciones excesivamente alargadas o con protuberancias demasiado grandes, las cuales pueden provocar problemas de torsión en planta y concentraciones de esfuerzos en las esquinas y en los elementos más alejados de los centros de gravedad y de rigidez. Figura A-06.-Forma general de una vista en planta considerada para el cálculo del parámetro 6. Sean P1, P2, ... , P;, ... Pn, los puntos de la forma geométrica (figura 3.13) correspondientes a las coordenadas (x1,y1), (x2,y2), ..., (xi,yi), ..., (xn,yn), que definen la planta de cada edificio. El centroide o centro de gravedad (x g,yg) se obtiene de las siguientes ecuaciones: En donde A, son áreas parciales auxiliares de la figura que sirven para obtener el centro de gravedad y se obtienen de multiplicar xi*yi. Se calcula además, un valor medio de los puntos más alejados de la figura en donde cruza una línea imaginaria que pasa por el centro de gravedad, en donde, xmin, Xmax, Ymin y ymax, corresponden a los valores de los puntos Pxmin, Pxmax, Pymin y Pymax, respectivamente. Una vez calculados estos valores se sustituyen en las ecuaciones 4.21 y 4.22, con lo que se obtienen los valores de la regularidad en las direcciones "x" e "y" de la estructura (xm e ym). El valor máximo obtenido de la ecuación 4.23, permitirá determinar el parámetro 6. A: Si IR ≤ 0.25 B: Si 0.25 <IR ≤ 0.75 C: Si IR: ≥ 0.75 Parámetro 7.-Configuración en elevación. En el caso de edificaciones de adobe, albañilería y concreto armado, se reporta la variación de masa en porcentaje ± ∆𝑀 𝑀 entre dos pisos sucesivos, siendo “M” la masa del piso más bajo y utilizando el signo (+) si se trata de aumento, o el (-) si se trata de disminución de masa hacia lo alto del edificio. La anterior relación puede ser sustituida por la variación de áreas respectivas ± ∆𝐴 𝐴 , evaluando en cualquiera de los dos casos el más desfavorable. Por lo tanto, la evaluación de este parámetro se realiza utilizando la variación de la altura en el edificio, es decir los valores de la altura mínima (obtenido de H-T) y máxima del edificio (H). El valor del parámetro se obtiene de acuerdo a la figura 3.14 en donde RL es la relación entre las dos alturas o altura promedio del edificio. A: Si RL > 0.66 B: Si 0.33 < RL ≤ 0.66 C: Si RL≤ 0.33. Presenta irregularidades en el sistema resistente vertical. Parámetro 8.-Distancia máxima entre muros o columnas. Para el caso de edificaciones de adobe y albañilería, con este parámetro se tiene en cuenta la presencia de muros maestros intersectados por muros transversales ubicados a distancias excesivas entre ellos. Se reporta el factor L/S, donde "L" es el espaciamiento de los muros transversales y "S" el espesor del muro maestro, evaluando siempre el caso más desfavorable. Este parámetro indica que al aumentar el espaciamiento máximo, producto de la eliminación de muros internos secundarios, se altera la vulnerabilidad sísmica del edificio. Este es un típico efecto de las ampliaciones y remodelacioríes arquitectónicas que se realizan en las construcciones existentes, generalmente como consecuencia del cambio de uso de ciertos pisos en las edificaciones. Debido a que no se cuenta con la información suficiente para calcular este parámetro, se recurre a datos estadísticos obtenidos, en donde se utiliza una relación entre el área construida en planta y el factor L/S. Para el caso de edificios de Concreto Armado, la máxima distancia entre columnas se tendrá en cuenta determinando la presencia de asesoría técnica y el año de construcción. En base a estos postulados se calificará dicho parámetro. Parámetro 9.-Tipo de cubierta. Para las edificaciones de adobe, albañilería y concreto armado se tiene en cuenta la capacidad de la cubierta para resistir fuerzas sísmicas. A. Cubierta estable debidamente amarrada a las vigas con conexiones adecuadas y de material liviano. Edificación con cubierta plana. B. Cubierta inestable de material liviano en buenas condiciones. C. Cubierta inestable en malas condiciones y con desnivel. Parámetro 10.-Elementos no estructurales. Se tiene en cuenta con este parámetro la presencia de cornisas, parapetos o cualquier otro elemento no estructural que pueda causar daño. Se trata de un parámetro secundario para fines de evaluación de la vulnerabilidad, por lo cual no se hace ninguna distinción entre las dos primeras clases, tanto para adobe como albañilería. A: Edificación que no contenga elementos no estructurales mal conectados al sistema resistente y/o Edificación con balcones y parapetos bien conectadas al sistema resistente. B: Edificio con parapetos mal conectadas al sistema resistente. C: Edificio que presenta tanques de agua o cualquier otro tipo de elementos en el techo mal conectado a la estructura. Parapetos u otros elementos de peso significativo, mal construidos que se pueden desplomar en caso de un evento sísmico. Edificio con balcones construidos posteriormente a la estructura principal y conectada a ésta de modo deficiente. Parámetro 11.-Estado de conservación. En este parámetro, se califica de manera visual la presencia de desperfectos internos de la estructura, así como posibles irregularidades debido a fallas en el proceso constructivo, así como también la antigüedad de las edificaciones, el detalle para cada tipología se presenta a continuación: A: Bueno. B: Ligeramente dañado. C: Mal estado de conservación. Adaptación del método de Índice de Vulnerabilidad El método del índice de vulnerabilidad plantea tal y conforme se detalla, once parámetros para evaluar la calidad estructural de las edificaciones del centro histórico de Huánuco. Con el objetivo de establecer si éstos 11 parámetros eran suficientes para realizar dicha evaluación en las edificaciones, se comparó con lo que propone el Reglamento Nacional de Edificaciones. Se pudo observar que casi Vulnerabilidad satisfacía en las su totalidad, exigencias el del método Reglamento del Índice de Nacional de Edificaciones. COMPONENTE PROPUESTO POR EL REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES PARÁMETRO ANÁLOGO DEL Iv Aspectos Geométricos: • Irregularidad en planta de edificaciones. 6. Configuración en planta • Densidad de muros 8. Distancia máxima entre muros • Distancia entre columnas 8. Distancia Máxima entre columnas. • Irregularidad en altura 7. Configuración en elevación Aspectos constructivos: • Calidad de las juntas del mortero 2. Calidad del sistema resistente. • Tipo y disposición de las unidades de 2. Calidad del sistema resistente. mampostería • Calidad de los materiales 2. Calidad del sistema resistente. Aspectos estructurales: Muros confinados y reforzados 1. Organización del sistema resistente Entrepiso. 5. Diafragma horizontal. Vigas de amarre. 9. Tipo de cubierta. Amarre de cubiertas. 9. Tipo de cubierta. Cimentación: 4. Posición de edificio y cimentación Suelos: 3. Resistencia Convencional Tabla 3.6.-Comparación entre el Reglamento Nacional de Edificaciones y los parámetros propuestos por el método del Índice de Vulnerabilidad italiano. Centro de Salud “Aramango” Centro de Salud “El Muyo” ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA: CENTROS DE SALUD ARAMANGO MÉTODO DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD FICHA DE EVALUACIÓN PARA ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO PARÁMETROS 1 2 TIPO Y ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA RESISTENTE CALIDAD DEL SISTEMA RESISTNTE CLASE ELEMENTOS DE ELEVACIÓN DATOS REFERENCIALES Completar y marcar según lo observado: Año de construcción: Asesoría técnica: Si No Marcar según lo observado: Estado de materiales: Bueno Malo Proceso constructitvo Bueno Malo Especificar según lo observado en la estructura: Centro de Salud:_______ ______________________ Ubicación:____________ Lugar: ________________ Fecha de Registro:_____ ______________________ número de pisos (N)________________________ 3 RESISTENCIA CONVENCIONAL Ax: Área de muros en X (m2):_________________ Ay: Área de muros en y (m2):_________________ Altura promedio de entrepiso (m):___________ Área de cubierta (m2):______________________ γ (ton/m2):________________________________ Marcar según lo observado: 4 POSICIÓN DEL EDIFICIO Y LA CIMENTACIÓN si si si Pendiente pronunciada Presencia de sales Presencia de filtraciones No No No Parámetro 6: Configuración en planta Marcar según lo observado: 5 DIAFRAGMAS HORIZONTALES Discontinuidades abruptas Buena conexión diafragma-elemento vertical Deflexión del diafragma 6 CONFIGURACIÓN EN PLANTA si Si Si No No No Especificar los siguientes parámetros: a:______________________ b:_____________ L:____________________________________________ Parámetro 7: Configuración en elevación Especificar y marcar según lo observado: 7 CONFIGURACIÓN EN ELEVACIÓN Aumento o reducción de masas o áreas:_____________ %T/H:__________________________________________ Piso blando: Irregularidad del S. R: Columna corta: si Si Si No No No Especificar: 8 L (espaciamiento de columnas en metros):____________ DISTANCIA MÁXIMA ENTRE COLUMNAS Croquis S( espesor del columna maestra en metros):___________ Factor US:__________________________________________ Marcar según lo observado: Cubierta estable. 9 TIPO DE CUBIERTA Conexión cubierta-elemento vertical adecuada Cubierta plana. Si Sí Si Si No No No No Material liviano. Calificar con B(bueno), R(regular) y M( malo) según conexión al S. R. 10 ELEMENTOS NO ESTRUCTURALES 10.1.- Cornisa y para 10.2.- Tanques de agua prefabricados. 10.3.- Balcones y volados 10.4.- Pequeños elementos 10.5.- Sin elementos vinculados Estructuras de concreto armado en: 11 ESTADO DE CONSERVACIÓN Buen estado Ligeramente dañado Mal estado de conservación Plano de ubicación de zona de estudio Objetivos (revisar)