PROPUESTA DE UN NUEVO VALOR DE VIENTO BÁSICO DE DISEÑO PARA LA ISLA DE SAN ANDRÉS Y PROVIDENCIA. COLOMBIA. Arrieta Lozano J.J1 1. Ingeniero civil. Maestría en Ingeniería civil. Email: [email protected] Noviembre De 2012 RESUMEN En el presente trabajo se realiza un análisis comparativo entre la velocidad de viento básico de diseño para la isla de San Andrés y Providencia establecida en la norma Colombiana de diseño y construcción sismo resistente NSR-10, y las velocidades y presiones de viento de diseño dadas en las normas de construcción de los principales países de Centroamérica. Este trabajo surge de una investigación realizada por J.ORTIZ y J.ARRIETA 2010[1]. Donde se estudio la influencia de los huracanes sobre las principales ciudades de la región caribe Colombiana, encontrando que los vientos extremos para San Andrés tienen una magnitud muy superior a la establecida en la NSR-10. Se encontró que el valor dado en la NSR-10 es muy bajo comparado con los valores requeridos en los principales países de Centroamérica, constatando el valor establecido por J.ORTIZ y J.ARRIETA 2010[1]. Consecuentemente en este estudio se plantea la necesidad de cambiar el valor dado por la NSR10 con el fin de establecer un valor de viento básico de diseño confiable y seguro para el diseño y construcción de obras civiles en la isla. Palabras claves: Vientos extremos, Velocidad de viento básico de diseño, Norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo resistente 2010(NSR-10). INTRODUCCIÓN El mar Caribe Colombiano es una zona sobre la cual ha existido una influencia considerable de tormentas y huracanes, Ortiz 2007[2] determino cuales han sido los eventos más representativos. En la investigación de J.ORTIZ y J.ARRIETA 2010[1] se verifico que existe una influencia importante de las tormentas y huracanes sobre la región caribe colombiana, encontrando que los vientos extremos multianuales que estos producen llegan a duplicar los valores de los vientos de régimen medio anuales de la región; adicionalmente se encontró que los valores de viento básico de diseño dados en la NSR-10 son conservadores y confiables para las ciudades que se encuentran en la zona continental del país. Sin embargo, para la isla de San Andrés el valor de la NSR-10 es muy bajo respecto al viento extremo que pueden producir huracanes y tormentas, encontrando un valor de viento extremos de 209 Km/h mientras que la NSR-10 establece el valor del viento de diseño de 165 Km/h. La importancia de conocer la magnitud de los vientos extremos producidos por huracanes radica en el hecho de que estos afectan de modo directo toda la infraestructura construida en las zonas de afectación, por lo que si se desconoce la magnitud de estos se puede incurrir en errores de diseño de edificaciones altas, estructuras marinas o cualquier tipo de edificación en donde el diseño sea controlado por las cargas de viento. Por tal razón, es de vital importancia verificar y establecer de modo confiable el valor de la velocidad de viento básico de diseño para la isla de San Andrés. Es importante anotar que la norma NSR-10 fue modificada mediante el decreto 340 del 13 de febrero de 2012, inicialmente el valor del viento básico de diseño era de 130 Km/h y con el decreto aumentaron el valor a 165 Km/h, no obstante la modificación, se utilizo un valor de viento muy bajo si se compara con los valores obtenidos por J.ORTIZ Y J.ARRIETA 2010[1] y las normas de construcción Centroamericanas. METODOLOGIA De la investigación de J.ORTIZ y J.ARRIETA 2010[1] se obtuvo los valores de vientos extremos de huracanes para las principales ciudades de la región caribe colombiana, luego se procedió a obtener los valores de viento básico de diseño dados por la NSR-10. Dichos valores se consolidaron en la tabla 1 que a continuación se muestra. Ciudad Valor de vientos extremos (km/h) NSR10 (km/h) Riohacha 121 150 Santa Marta 101 165 Barranquilla 90 165 Cartagena 78.5 165 San Andrés 209 165 Panamá 115 Valor de vientos de diseño Max. (km/h) 140 Honduras 112 200 Guatemala 100 210 PAIS Valor de vientos de diseño Min. (km/h) Tabla 2.Valores de velocidad de vientos de diseño según códigos de construcción de los principales países de Centro América. Nicaragua Valor de vientos de diseño Min. (Kg/m2) 70 Costa Rica 70 PAIS Tabla1.Valores de velocidad de vientos extremos de huracanes y de viento básico de diseño para las principales ciudades de la región caribe colombiana. La NSR-10 en el capitulo B.6.1.3 establece que la carga mínima de viento determinada mediante el procedimiento simplificado es de 40 Kg/m2. Se consulto los códigos de construcción de Panamá, Honduras, Guatemala, Nicaragua y Costa Rica, correspondiente a las referencias [4,5,6,7,8]. De estos códigos se obtuvo los valores de viento de diseño. Para Nicaragua y Costa Rica se determino la presión de viento horizontal ya que estos países no utilizan valores de velocidad de viento. Los resultados se muestran en las tablas 2 y 3. Tabla 3.Valores de presión de viento de diseño según códigos de construcción de Nicaragua y Costa Rica. De las referencias [10,11] se obtuvo información adicional sobre los valores de vientos de diseño y presiones de diseño de los principales países de Centroamérica, en estas referencias se hizo una investigación similar a la presente donde se comparo los diferentes criterios de diseño empleados por los códigos de construcción de los países en estudio. En la figura 1 se muestra los resultados obtenidos para la comparación de las presiones de diseño. J.ARRIETA 2010[1] y proponer una velocidad de viento básico de diseño nueva para la NSR-10. En la figura 3 se muestra esquemáticamente la cercanía de San Andrés a los principales países Centroamericanos, por esta razón se pude considerar acertado comparar los valores de viento de diseño de la isla con los de estos países. Figura1. Comparación grafica de los valores de presión de viento básico de diseño para los principales países de Centroamérica. Figura extraída de referencia [10,11 ] La información de la investigación realizada por J.ORTIZ y J.ARRIETA 2010[1], se comparo con los valores de viento básico de diseño de la NSR-10, y con los valores de viento de diseño de los códigos de los principales países de Centroamérica, después se hizo un análisis comparativo para establecer el valor de viento de diseño para la isla de San Andrés y Providencia. De este modo se obtuvo un valor de viento que puede considerarse conservador y adecuado para el diseño de estructuras en la isla. RESULTADOS Y DISCUSION En la Tabla1 se muestran los resultados de J.ORTIZ y J.ARRIETA 2010[1], en ella se puede observar que las ciudades que se encuentran en la zona continental colombiana tienen vientos extremos por debajo de los valores de viento básico de diseño de la NSR-10, lo que indica que los valores de la norma son conservadores y adecuados. Sin embargo, la isla de San Andrés presenta un valor de viento extremo de 209 Km/h que comparado con los 165 km/h que establece la NSR-10 presenta una diferencia del 30%, lo cual es un indicador preocupante si se tiene en cuenta que la isla tiene un gran desarrollo de infraestructura hotelera y comercial. Esta diferencia fue la que motivo la elaboración de la presente investigación con el fin de constatar el valor obtenido por J.ORTIZ y Figura 3. Ubicación esquemática de San Andrés islas respecto a Centroamérica. Extraído de google-earth. Haciendo un análisis de los valores de velocidad de viento de diseño de Panamá, Honduras y Guatemala, se observa que a excepción de panamá las velocidades de viento de diseño máximo están fijadas en un valor promedio de 205 Km/h valor similar al encontrado por J.ORTIZ y J.ARRIETA 2010[1] para la isla de san Andrés. Si compramos los valores de presión de viento de diseño de Nicaragua y Costa Rica con la establecida por la NSR-10 se encuentra que estos países tienen una presión de viento 50% superior. De acuerdo a lo anteriormente dicho y teniendo en cuenta que el valor de viento extremo encontrado por J.ORTIZ y J.ARRIETA 2010[1], es similar a los valores de viento de diseño establecidos en la mayoría de los países de Centroamérica que tienen costas en el mar caribe, es recomendable utilizar los valores de viento de Centroamérica ya que representan valores mas confiables y conservadores. CONCLUSION La modificación hecha a la NSR-10 mediante el decreto 340 del 13 de febrero de 2012, se considera muy baja si se compara con los valores de viento de diseño de Centroamérica y con el valor de viento extremo obtenido por J.ORTIZ y J.ARRIETA 2010[1]. Se propone una velocidad de viento básico de diseño para la isla de San Andrés y Providencia de 210 Km/h, el cual es el valor establecido en los países Centroamericanos y se encuentra en el rango encontrado por J.ORTIZ y J.ARRIETA 2010[1] para la isla. [8] Código Hondureño de Construcción. Reglamentación de Construcciones y Normas Técnicas Complementarias, Colegio de Ingenieros Civiles de Honduras CICH edición 2000. [9] Engineering Company of Central America Estructuristas consultores. Wind Design In Central America.Newsletter. October 2008.EC. [10] Edwin E. Portillo*, Dr.-Ing., El Salvador; Oscar M. Ramírez**, Dr.-Ing., Panamá. Diseño Sismoresistente De Edificios Altos En Centroamérica.2008. [11] Google Earth. http://earth.google.es/ REFERENCIAS [1] Arrieta J.J y Ortiz J.C. 2010. Estudio de regímenes de vientos extremos de tormentas en el Caribe Colombiano durante 50 años Pp 7074. En INVEMAR-ACIMAR Eds. Libro de resúmenes extendidos XIV Seminario Nacional de Ciencias y Tecnologías del Mar (SENALMAR). Serie de Publicaciones Especiales de INVEMAR No. 21. Santa Marta. 578 p. ISBN978-958-8448-30-5 [2] Ortiz J.C., Huracanes y tormentas en el Caribe Colombiano desde 1900. Boletín Científico CIOH, No. 25, ISSN 0120-0542, Cartagena de Indias, Colombia, 2007. [3] Norma colombiana de diseño y construcción sismo resistente 2010. NSR-10.Colombia.2010. [4] Normas Estructurales de Diseño y Construcción, Recomendadas para la República de Guatemala”, Guatemala, 1996/2000. [5] Reglamento para el Diseño Estructural en la República de Panamá, REP-2004. [6] Código Sísmico de Costa Rica, Costa Rica, 2002. [7] Reglamento Nacional de Construcción, Norma Técnica para Diseño por Sismo de Nicaragua, Nicaragua, 2005. Disponible en: