VientosextremosSanandres(Arrieta y Lozano)

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: