UNIVERSIDAD NACIONALDE SAN AGUSTIN
ESCUELA ESCUELA DE POSGRADO UNIDAD DE POSGRADO POSGRADO DE LA FACULTA D DE ARQUITECTURA Y URBA NISMO
ANÁLISIS ANÁ LISIS DE LA L A VULNERAB VUL NERABILIDA ILIDAD D SÍSMICA ESTRUCTURAL DEL ANEXO DE CORIPATA CORIPA TA DEL DISTRITO DE SABANDIA SAB ANDIA
TESIS DE GRADO PARA OPTAR EL GRADO ACADEMICO DE MAESTRO EN CIENCIAS CON MENCION EN PLANEAMIENTO Y GESTION URBANO AMBIENTAL PRESENTADA PRESENTADA POR EL B ACHILLER: GUILLERMO PERCY HERRERA ALARCÓN
ASESOR: DR. ARQUITECTO GROVERLY NUÑEZ MONAR
AREQUIPA - PERU
2008
AB A B STRACT STRA CT
This research paper is based on the evaluation of the physical seismic vulnerability of the houses located in a marginal urban sector in the Annex of Coripata, district of Sabandía, in order to implement solutions that will allow reducing the vulnerability and will contribute with the improvement of the sustainable development of the population. The less developed countries like ours are affected by the biggest impacts of the disasters, because they are in a process of accelerated increase of population and because their infrastructure and economy are more vulnerable to the effects of the natural disasters such earthquakes. The south of country and especially Arequipa presents a high incidence of earthquakes, like the one in 2001 that caused enormous economic and social damages. The impact of this phenomenon on the society has direct relation with the degree of vulnerability of its systems. Although it is true that it is not possible to avoid that the natural phenomenon happen, it is possible to work in some factors that make the society vulnerable to these events. This research has essentially three parts. In the first part it has been determined that Coripata is a marginal urban area, exposed to seismic risk that depends on the degree of seismic vulnerability of the built urban environment. That is why a tool is suggested that allows evaluating such vulnerability in a quick and easy way. The second part shows the evaluation of the physical seismic vulnerability in each of the houses, of the area under study, wit the following results: 7% of households have a low vulnerability, 53% a medium vulnerability and 40% a high vulnerability. Finally in the third part, structural mitigation measures are proposed such as the confinement of the parapets of the roofs of houses. Non-structural measures are also proposed such as organization and capacitating of the people to face seismic risk, to reduce vulnerability in order to improve the sustainable development of the sector.
2008
AB A B STRACT STRA CT
This research paper is based on the evaluation of the physical seismic vulnerability of the houses located in a marginal urban sector in the Annex of Coripata, district of Sabandía, in order to implement solutions that will allow reducing the vulnerability and will contribute with the improvement of the sustainable development of the population. The less developed countries like ours are affected by the biggest impacts of the disasters, because they are in a process of accelerated increase of population and because their infrastructure and economy are more vulnerable to the effects of the natural disasters such earthquakes. The south of country and especially Arequipa presents a high incidence of earthquakes, like the one in 2001 that caused enormous economic and social damages. The impact of this phenomenon on the society has direct relation with the degree of vulnerability of its systems. Although it is true that it is not possible to avoid that the natural phenomenon happen, it is possible to work in some factors that make the society vulnerable to these events. This research has essentially three parts. In the first part it has been determined that Coripata is a marginal urban area, exposed to seismic risk that depends on the degree of seismic vulnerability of the built urban environment. That is why a tool is suggested that allows evaluating such vulnerability in a quick and easy way. The second part shows the evaluation of the physical seismic vulnerability in each of the houses, of the area under study, wit the following results: 7% of households have a low vulnerability, 53% a medium vulnerability and 40% a high vulnerability. Finally in the third part, structural mitigation measures are proposed such as the confinement of the parapets of the roofs of houses. Non-structural measures are also proposed such as organization and capacitating of the people to face seismic risk, to reduce vulnerability in order to improve the sustainable development of the sector.
RESUMEN
El presente trabajo de investigación evalúa la vulnerabilidad física por sismo de las viviendas ubicadas en un sector urbano marginal como el anexo de Coripata del distrito de Sabandía, a fin de implementar medidas que permitan reducir la vulnerabilidad y contribuir de esta forma a mejorar el desarrollo sostenible de la población. Los países menos desarrollados como el nuestro sufren los mayores impactos de los desastres, debido a que están en un proceso de acelerado crecimiento demográfico, y también debido a que su infraestructura y economía son más vulnerables a los efectos de los peligros naturales como los sismos. En el sur de país y especialmente la región Arequipa Arequipa presenta una alta alta incidencia de fenómenos sísmicos, tenemos por ejemplo el sismo de 2001 que ocasionó enormes daños económicos y sociales. El impacto de estos fenómenos sobre la sociedad y sus medios de vida tiene relación directa con el grado de vulnerabilidad de sus sistemas. SI bien es cierto no se puede evitar que los fenómenos naturales ocurran, pero si es posible actuar sobre algunos factores que hacen vulnerable a la sociedad frente a estos eventos. El presente trabajo de investigaci investigación ón consta consta esencialmente de tres tres part partes. es. En una prime primera ra etapa se ha determinado a Coripata como una zona urbano-marginal, expuesta a riesgo sísmico que depende del grado de vulnerabilidad sísmica del ambiente urbano construido por lo que se ha empleado una metodología que ha ha permiti permitido do evaluar evaluar tal tal vulnerabilidad vulnerabilidad de de forma rápida rápida y sencilla. sencilla. En la segunda segunda parte se evalúa evalúa la vulnerabilidad vulnerabilidad física por sismo de cada cada una de de las viviendas, de la zona en estudio, estudio, en en donde el 7% de las viviendas presentan presentan una una vulnerabili vulnerabilidad dad baja, el 53% una vulnerabilidad media y el 40% una vulnerabilidad alta. Finalmente en la tercera, se proponen medidas de mitigación estructurales como el confinamiento de los parapetos de las azoteas de las viviendas, etc. Medidas no estructurales como organizar y capacitar a la población para el riesgo sísmico, que permitirán reducir la vulnerabilidad a fin de mejorar el desarrollo sostenible del sector.
INDICE
CAPITULO I; METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION 1.1. EL PLANTEAMIENTO TEORICO……………………………………………………………...........
01
1.1.1. Presentación del problema……………………………………………………………. 01 1.1.2. Explicación……………………………………………….…………….………….……….......
01
1.1.3. Justificación……………………………………………….…………….………….……….....
02
1.1.4. Formulación del Problema………………………………………..………..………….…....
02
1.1.5.
a. Pregunta Principal…………………………………………………………………….....
03
b. Preguntas secundarias……………………..…………………………………..……....
03
Objetivos………………………………………………………………………………......
03
a. Objetivo General………………………………………………………….…….……....
03
b. Objetivos Específicos………………………………………….……………………….... 03 1.1.6. Hipótesis………………………………………………..………..…………...…………….....
03
a. Hipótesis General……………………………………………. ………………………....
03
b. Hipótesis Específicas……………………………………………………………..…....
03
1.1.7.
Variables…………………………………………………………………………………... 04
a. Independientes……………………………………………………………………….....
04
b. Dependientes…………………………………………………………………………....
04
1.1.8.
Indicadores………………………………………………………..................................
04
1.1.9.
Matriz de Consistencia………………………………………………………………....
04
1.2. EL PLANTEAMIENTO PRACTICO ………………………………………………….……………....
05
1.2.1. El universo y su delimitación…………………….……………….……………….………….... 05 1.2.2. Método de Investigación………………………………………….……………….………….... 05
i
1.2.3. Técnicas e instrumentos para la recopilación de información………..……………….…… 05 1.2.4. Entrevistas……………………………………………………….………..…………………..... 06 1.3. LIMITACIONES………………………………………………………………………………………..... 06 CAPITULO II: MARCO CONCEPTUAL
2.1. INTRODUCCIÓN……………………………………………….………………….……………....
07
2.2. IMPLICANCIAS DE LOS RIESGOS POR DESASTRES EN EL DESARROLLO SOSTENIBLE DEL AMBIENTE URBANO
07
El ambiente urbano concebido como un ecosistema……………..………………
07
2.2.2. Los Peligros Ambientales Generan Desastres……………………………………
08
2.2.3. El Desarrollo Sostenible como un proceso de Transformación………………….
08
2.2.4. El ambiente urbano y los riesgos a desastres…………………………………….
09
2.3. ASPECTOS GENERALES DEL RIESGO SISMICO - PELIGRO, VULNERABILIDAD y RIESGO
10
2.3.1.
Peligrosidad Sísmica………………………………………………………………….
10
2.3.2.
La Vulnerabilidad……………………………….……………….……………….…… 10
2.2.1.
a.
Concepto de Vulnerabilidad…………………………….……………………
10
b.
La vulnerabilidad económica…………………….…….…………………….
10
c.
La vulnerabilidad física…………………………………………………………
11
d.
La vulnerabilidad social…………………………………..…………………….
11
e.
La vulnerabilidad política…………………………….…..…………………….
11
f.
La vulnerabilidad técnica………………………………….……………………
11
g.
La vulnerabilidad ideológica………………………………….………………..
12
h.
Lavulnerabilidadcultural……………………………….………………………
12
i.
Lavulnerabilidadeducativa…………………………………………………….
12
j.
La vulnerabilidad ecológica…………………………………………………….
12
ii
k.
La vulnerabilidad político institucional……………………………………….
12
2.3.3.
El Riesgo Sísmico……………………………………………………………………
13
2.3.4.
La Gestión del Riesgo………………………………………………………………..
13
2.3.4.1. Prevención…………………………………………………………………………..
14
2.3.4.2. Mitigación……………………………………………………………………………
14
a. Mitigación del riesgo símico…………………………………………………….
14
b. Plan de Mitigación………………………………………………………………… 14 c. Medidas de Mitigación…………………………………………………….……… 14 2.3.4.3. Preparación……………………………………………………………….……….. 15 2.4.
CARACTERIZACION DEL PELIGRO SISMICO ………………………………….…….
16
2.4.1. El Territorio Nacional Expuesto a la Ocurrencia de Sismos Dañinos………….. 16 2.4.2. Los Movimientos Sísmicos…………………………………………………………. 17 2.4.3. Características Tectónicas de la región Sur del Perú…………………………..
17
2.4.4. Los terremotos……………………………………………………………………….
18
2.4.5. Estudios de microzonificación sísmica…………………………………..………..
20
2.4.6. Normatividad de diseño sismo resistente…………………………………………. 22 2.4.7. Como está distribuido El Peligros Sísmico en el Perú…………………………..
23
2.4.8. Como está Distribuida la Población Peruana respecto al Peligro Sísmico……. 24 2.4.9. Sismos ocurridos en el Departamento de Arequipa…………………………….
25
2.4.10. Últimos terremotos importantes ocurridos en el Sur del País …………………. 29 2.5. EVALUACION DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA FISICA …………………………..
30
2.5.1. Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica Física…………………………………..
31
2.5.2. Propósito de la Evaluación de Vulnerabilidad………………………………….…. 31 2.5.3. Factores que Propician la Vulnerabilidad Sísmica de las Estructuras……..…..
31
2.5.4. Metodologías de Análisis de Vulnerabilidad Sísmica ………………….…….…
41 iii
a. Métodos Cualitativos…………………………………………….…………..…..
41
b.
42
Métodos Cuantitativos…………………………………………….…….
2.5.5. Método del Indice de Vulnerabilidad……………………………………………….. 42 a. Cálculo del índice de vulnerabilidad…………………………………..……… 42 b. Parámetros para el Cálculo del índice de vulnerabilidad……..……………
44
c.
52
Formato para recolección de información en la Evaluación de la Vulnerabilidad……………………………………..……………………
2.6. APLICACIÓN DE SISTEMAS DE INFORMACION GEOGRAFICA (SIG)………… 52 2.6.1. Componentes de un SIG………………………………………………….………… 52 2.6.2. Mapas de Vulnerabilidad con el SIG…………………………………..…………… 52 2.7. CONCLUSIONES ……………………………………………………..……..………….. 53
CAPITULO III DIAGNOSTICO DE LA VULNERABILIDAD SISMICA ESTRUCTURAL DE LAS VIVIENDAS DEL ANEXO DE CORIPATA DEL DISTRITO DE SABANDIA 3.1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………….…………………
55
3.2. CARACTERIZACIÓN DEL DISTRITO DE SABANDIA………..…………………..
55
3.2.1. El Entorno Físico……………………………………………………………………… 55 3.2.2. Población, Extensión y Límites Territoriales………………………………………. 55 a. Población………………………..……………………………………….………..
55
b. Nivel de Pobreza…………………………………………….…………………… 56 c. Extensión Territorial……………………………………………..……………….
56
d. Límites Municipales y Altitud……………………………………………………
57
3.2.3. Hidrografía………………………………………………………………………….
57 iv
3.2.4. Zona de Vida………………………………………………………………………… 57 3.2.5. Accidentes Geográficos…………………………………………………………… 57 3.2.6. Clima y Precipitación…………………….…………..…………………………….
58
3.2.7. Usos de Suelo…………………………………..…………………………………..
58
3.2.8. Actividad Económica………………………………………………………………. 59 3.2.9. Infraestructura de Salud y Educación……………………………………………
59
a. Infraestructura de Salud…………………………………………………………..
59
b. Infraestructura de Educación…………………………………………………….
60
3.2.10. Agua y Saneamiento……………………………………………………………….
60
3.2.11. Energía Eléctrica…………………………………………………………………… 61 3.2.12. Comunicaciones y Principales Vías de Acceso………………………………..
61
3.2.13. Transporte…………………………………………………………………………… 62 3.3. CARACTERIZACION DEL EMPLAZAMIENTO DE CORIPATA AL PELIGRO 62 SISMICO ………………………………………………………………………………… 3.3.1. Delimitación del área de Estudio……………………………………………….. 62 3.3.2. Geología del Sector en Estudio…………………………………………………… 65 3.3.3. Geotecnia del Sector en Estudio ………………………………………………..
65
3.3.4. Microzonificación Sísmica de la Ciudad de Arequipa………………………….
66
a. Características dinámicas……………………………………………..………
66
b. Medición de Microtrepidaciones en el Ciudad de Arequipa…………..…… 66 3.4. EVALUACION DE LA VULNERABILIDAD SISMICA ESTRUCTURAL DE LAS 67 VIVIENDAS DEL ANEXO DE CORIPATA 3.4.1. Introducción……………………………………………………………………..….. 67 3.4.2. Características de la Producción Social de la Vivienda…………….……….…. 68 3.4.3. Caracterización de las Viviendas del Anexo de Coripata………….…….…….
68
a. Problemas del Entorno de la Vivienda……………………………………….
68
b. El Proceso de la Autoconstrucción de Las viviendas en el Distrito……....
69
c. Asistencia Técnica Limitada en la Construcción de Viviendas…….…
69 v
d. Los Materiales de Construcción …………………………………………...
69
e. Tipología estructural ……………………………………………………...
69
f. Tipologías Estructurales de otros sectores Urbano-marginales similares al Área de Estudio……………………………………………………………… 3.4.4. Evaluación de La Vulnerabilidad Sísmica Estructural de las viviendas en función de Los Parámetros del Cálculo del Índice de Vulnerabilidad 3.4.5. Factores físicos que inciden en la vulnerabilidad de las viviendas de otros sectores Urbano marginales similares a Coripata…………………………. 3.4.6. Recolección y Procesamiento de Información……………………….……..
72 73 81 82
3.4.7. Mapa de Vulnerabilidad Sísmica del Anexo de Coripata ………….……… 83 3.4.8. Resultados de la Evaluación de Vulnerabilidad……………………………..
85
3.5. CONCLUSIONES…………………………………………………………………….….
87
CAPÍTULO IV: MITIGACION DE LA VULNERABILIDAD SISMICA ESTRUCTURAL 4.1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………… 89 4.2. MITIGACIÓN DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA……………………………………..
4.3.
90
4.2.1.
Plan de Mitigación………………………………………………………………….
91
4.2.2.
Medidas de Mitigación Antes del Evento Sísmico……………………………..
91
a.
Medidas de Orden Estructural…………………………………..……………
91
b.
Medidas de Orden No Estructural…………………………………………..
94
MEDIDAS DE PREPARACIÓN DURANTE Y DESPUÉS DEL EVENTO SÍSMICO….
96
4.3.1.
Evacuación y Organización de Refugios Colectivos…….………………………..
97
4.3.2.
Rehabilitación de Viviendas………………………….………………………………
98
4.4. EL COMITÉ DE DISTRITAL DE DEFENSA CIVIL ……………..…………..…………..
100
4.5. LA GESTIÓN MUNICIPAL DE RIESGO…………………………………………………… 101 4.6. CONCLUSIONES……………………………………………………………………..……… 102
vi
CONCLUSIONES & RECOMENDACIONES CONCLUSIONES GENERAL ES…………………………………………………….………..…
104
RECOMENDACIONES……………………………………………………………………………
106
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………….……………………
107
ANEXOS ANEXO A; FORMATO PARA RECOPILACION DE INFORMACION……………………….
110
ANEXO B: REGLAS BÁSICAS A TENER EN CUENTA EN EL PROCESO DE DE UNA VIVIENDA SISMO-RESISTENTE…………………………………………………………………………….. ANEXO C: ACTIVIDADES A REALIZAR EN EL PROCESO DE REHABILITACIÓN………………… ANEXO D: PLAN FAMILIAR DE EMERGENCIA POR SISMO………………………………………….. ANEXO E; HOJAS DE CÁLCULO DE PROCESAMIENTO DE DATOS PARA DETERMINAR LA VULNERABILIDAD DE CADA VIVIENDA……………………………………………………..
112 118 119 123
vii
CAPITULO I __________________________________________________ METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION 1.1. EL PLANTEAMIENTO TEORICO 1.1.1. Presentación del problema Los últimos sismos ocurridos en el sur del país, (Arequipa 23 de Junio del 2001, Pisco 15 del Agosto del 2007) produjeron en las viviendas de los sectores más pobres de la población daños importantes como producto de la gran vulnerabilidad física que presentan las viviendas, ello ha generado problemas sociales como es pérdidas de vidas, materiales y una población desguarnecida sin un techo que los acoja. La situación anterior pudo haberse evitado si la población de estos sectores pobres hubiese contado con un efectivo apoyo institucional que les haya proporcionado asistencia técnica y económica en la construcción de sus viviendas. Sin embargo aun es posible revertir esta situación, disminuyendo la vulnerabilidad estructural que presentan las viviendas de estos sectores pobres, con la aplicación de medidas de mitigación correctivas de orden estructural y no estructural. Las medidas de orden estructural se aplican en las dimensiones físicas del entorno como es suelo e infraestructura, las de orden no estructural están referidas en políticas proyectos, normas, etc. Ahora bien para la aplicación de las medidas de mitigación, antes estas deben ser establecidas por medio de una evaluación de vulnerabilidad del sistema estructural en cada una de las viviendas y para ello es necesario realizar la evaluación. Debido a la gran cantidad de viviendas que requieren de una urgente evaluación es conveniente que este proceso de evaluación sea efectuado por profesionales que no requieran de ser especialistas en ingeniería estructural, por lo que la metodología de evaluación de vulnerabilidad estructural debe ser de fácil y de rápida aplicación. En el presente trabajo de investigación se ha empleado el método de evaluación que hace uso de la escala de vulnerabilidades de Benedetti & Petrini a fin de determinar los grados de vulnerabilidad, y su consecuente aplicación en el sector de Coripata, Distrito de Sabandía, que es una muestra representativa de las zonas urbano-marginales de Arequipa Metropolitana en lo referido a tipologías estructurales de la vivienda emplazadas en laderas de cerro. 1.1.2. Explicación La investigación se basa principalmente en determinar el grado de vulnerabilidad que presentan las viviendas de sectores urbano marginales como es el anexo de Coripata del distrito de Sabandia ante un posible evento sísmico, a fin de establecer medidas de mitigación de orden estructural y no estructural que permitan disminuir esta vulnerabilidad física de las viviendas a fin de evitar pérdidas de vidas y materiales y contribuir de esta forma a mejorar el desarrollo sostenible del sector. 1
1.1.3. Justificación El presente trabajo de investigación permitirá evaluar el grado de vulnerabilidad sísmica estructural de las viviendas del sector del Anexo de Coripata Distrito de Sabandia. Es conocido que los pobladores del sector evaluado son de bajos recursos económicos ello ha incidido en que el proceso constructivo de la mayoría de las viviendas del sector evaluado se ha realizado en la mayoría de los casos de forma empírica y con materiales de baja calidad, a esto se suma el lugar del emplazamiento donde se encuentran las viviendas asentadas en laderas de cerro de fuerte pendiente. De esta evaluación no solo se determinará el grado de vulnerabilidad que presentan cada una de las viviendas, sino que también permitirá establecer medidas preventivas de mitigación que permitan disminuir la vulnerabilidad física por sismo y por consiguiente disminuir también los daños que puedan causar un posible evento sísmico. Por lo expuesto es importante llevar a cabo la evaluación de la vulnerabilidad sísmica estructural de las viviendas y para ello es necesario contar con una metodología de evaluación que sirva de herramienta para ser usada por los diferentes municipios de manera sencilla y rápida a fin de mejorar su gestión en la prevención y atención de emergencias y desastres por sismo, y de esta forma mejorar el desarrollo sostenible de su localidad. 1.1.4. Formulación del Problema En la formulación del problema se presenta el siguiente análisis de
un
árbol de problemas
Desarrollo No Sostenible
Pérdidas de vidas
Pérdidas Económicas y Materiales
Población sin Cobijo de vidas
Viviendas vulnerables a sismos
Bajos Ingresos Económicos
Falta de Apoyo Institucional
No Aplicabilidad de la Normatividad en Construcción
2
a. Pregunta Principal ¿Cuál es la vulnerabilidad estructural de las viviendas del Anexo de Coripata del distrito de Sabandia ante un posible evento sísmico? b. Preguntas secundarias •
¿Cuenta la Municipalidad de Sabandia con los medios para evaluar la vulnerabilidad estructural de las viviendas del sector de Coripata?
•
¿Cuál es el grado de aplicabilidad de las normas básicas de diseño sismo-resistente en la construcción de sus viviendas?
•
¿En qué medida la población del anexo de Coripata tiene conocimiento de los posibles daños estructurales que sufrirían sus viviendas ante un posible evento sísmico ?
1.1.5. Objetivos a. Objetivo General Evaluar la vulnerabilidad estructural de las viviendas del anexo de Coripata a fin de implementar medidas que permitan mitigarla a niveles aceptables b. Objetivos Específicos • Implementar una metodología que permita evaluar la vulnerabilidad física de las
viviendas de manera sencilla y rápida • Evaluar la aplicabilidad de la normatividad de diseño y construcción de las viviendas. • Concientizar a la población de los posibles riesgos que corren sus vidas en un evento
sísmico por una construcción deficiente de sus viviendas 1.1.6. Hipótesis a. Hipótesis General Las viviendas del anexo de Coripata, presentan un porcentaje significativo de alta vulnerabilidad ante un posible evento símico. b. Específicas • Ausencia de planes de gestión de riesgos ante posibles eventos sísmicos • La falta de asistencia técnica, hace que no se aplique la normatividad • Gran parte de la población de Coripata desconoce de los riesgos del colapso de la que
es sujeta su vivienda
3
1.1.7. Variables a. Independientes • Bajos ingresos económicos en la población • Presupuestos insuficientes en las Municipalidades • Falta de apoyo institucional en la construcción de viviendas en sectores marginales
b. Dependientes • • • • • • • •
Materiales de construcción de baja calidad Construcción empírica No aplicabilidad de la normatividad sismo-resistente Personal insuficiente Falta de capacitación en temas de vulnerabilidad sísmica Viviendas construidas sin planos y especificaciones técnicas No exigencia de licencias de construcción No se capacita al personal obrero
1.1.8. Indicadores • • • • • • • •
Elementos de confinamiento con concreto de baja calidad Muros con materiales de mala calidad Concepción estructural deficiente Los ingresos percibidos solo alcanzan para actividades básicas de gestión municipal como limpieza, mantenimiento de vías, etc. Malas configuraciones estructurales Diseños de viviendas que no cumplen con la normatividad de construcción Altos índices de auto construcción de viviendas Procesos constructivos deficientes
1.1.9. Matriz de Consistencia Se presenta la matriz para sustentar la coherencia metodológica del planteamiento de la investigación y cono guía técnica del proceso PREGUNTA PRINCIPAL
OBJETIVO GENERAL
HIPOTESIS GENERAL
¿Cuál es la vulnerabilidad estructural de las viviendas del Anexo de Coripata del distrito de Sabandia ante un posible evento sísmico?
Evaluar la vulnerabilidad estructural de las viviendas del anexo de Coripata a fin de implementar medidas que permitan mitigarla a niveles aceptables
Las viviendas del anexo de Coripata, presentan un porcentaje significativo de alta vulnerabilidad ante un posible evento símico.
Independiente Bajos ingresos económicos en la población Dependientes • Materiales de construcción de baja calidad • Construcción empírica • No aplicabilidad de la normatividad sismoresistente
PREGUNTA SECUNDARIAS
OBJETIVOS ESPECIFICOS
HIPOTESIS SECUNDARIAS
VARIABLES ESPECIFICAS
VARIABLES
INDICADORES • Elementos de
confinamiento con concreto de baja calidad • Muros con materiales de mala calidad • Concepción estructural deficiente
INDICADORES 4
¿Cuenta la Municipalidad de Sabandia con los medios para evaluar la vulnerabilidad estructural de las viviendas del sector de Coripata?
Implementar una metodología que permita evaluar la vulnerabilidad física de las viviendas de manera sencilla y rápida
Ausencia de un planes de gestión de riesgos ante posibles eventos sísmicos
Independiente Presupuestos insuficientes en las Municipalidades Dependientes • Personal insuficiente • Falta de capacitación en temas de vulnerabilidad sísmica
Los ingresos percibidos solo alcanzan para actividades básicas de gestión municipal como limpieza, mantenimiento de vías, etc.
¿Cuál es el grado de aplicabilidad de las normas básicas de diseño sismo-resistente en la construcción de sus viviendas?
Evaluar la aplicabilidad de la normatividad de diseño y construcción de las viviendas.
La falta de asistencia técnica hace que no se aplique la normatividad
Independiente Bajos ingresos económicos de la población Dependientes • Viviendas construidas sin planos y especificaciones técnicas • Se construye sin licencias de construcción.
•
¿En qué medida la población del anexo de Coripata tiene conocimiento de los posibles daños estructurales que sufrirían sus viviendas ante un posible evento sísmico?
Concientizar a la población de los posibles riesgos que corren sus vidas en un evento sísmico por una construcción deficiente de sus viviendas
Gran parte de la población de Coripata desconoce de los riesgos del colapso de la que es sujeta su vivienda
Independiente Falta de apoyo institucional en la construcción de viviendas en sectores marginales Dependientes • No exigencia de licencias de construcción • No se capacita al personal obrero
• Altos índices de auto
•
Malas configuraciones estructurales Diseños de viviendas que no cumplen con la normatividad de construcción
construcción de viviendas • Procesos constructivos deficientes
1.2. EL PLANTEAMIENTO PRACTICO 1.2.1. El universo y su delimitación Se evaluaran 204 viviendas que representan aproximadamente el 98% del total de viviendas del Anexo de Coripata, Distrito de Sabandia. 1.2.2. Método de Investigación Inductivo y Deductivo El proceso constructivo seguido, así como la estructura particular que presentan cada una de las viviendas del sector de Coripata nos induce a realizar una evaluación de la vulnerabilidad y ello conllevara a establecer deducciones que permitirán descubrir la necesidad de establecer medidas que permitan mitigar la vulnerabilidad sísmica
1.2.3. Técnicas e instrumentos para la recopilación de información Para la recopilación de la información de campo con la ayuda de formatos preestablecidos en función de los parámetros a evaluar, como por ejemplo organización y configuración del sistema resistente de la vivienda, y para abundar mayor información se tomaran fotografías con cámara digitales de diferentes ángulos de cada vivienda. 5
1.2.4. Entrevistas Se realizaran entrevistas libres a las personas que residen en el sector, para ello se usarán formatos espontáneos, es decir en función de los datos que se recopilen, independiente de los formatos de evaluación de vulnerabilidad 1.3. LIMITACIONES En lo que respecta a la investigación bibliográfica, la documentación que existe en el país sobre técnicas de evaluación de vulnerabilidad vulnerabili dad sísmica que sea de fácil y rápida aplicación es escasa, de allí que se haya tenido que adaptar técnicas de evaluación de otros países que tienen una realidad diferente a la nuestra. Y en lo que respecta a la investigación investigació n de campo, se ha encontrado resistencia resistenci a de algunos pobladores a la evaluación de sus viviendas, incluso muchos de ellos se negaron a que se les tome fotografías de sus viviendas
6
CAPITULO II __________________________ ___________________________________ _________ MARCO CONCEPTU CONCEPTUA AL
2.1. INTRODUCCIÓN Los fenómenos naturales como los sismos siempre encierran un potencial de peligro, pues en su ocurrencia existe una alta probabilidad de que provoque daños en los bienes y en las personas. Es en este caso que se convierten en una amenaza. Sin embargo, también existen fenómenos naturales de considerable fuerza que no necesariamente son una amenaza, al no existir comunidades humanas en su entorno de influencia. Tal es el caso, por ejemplo, de un sismo fuerte en una zona desértica. Ahora bien, para que un fenómeno natural sea peligroso para las personas, requiere ciertas condiciones de la vida humana en su entorno, como asentamientos humanos mal ubicados, ambiente deteriorado, hacinamiento, escasez de recursos económicos, inadecuada educación, descuido de las autoridades, desorganización, entre otros. Todos estos elementos configuran una población altamente vulnerable. Es decir, una población que está expuesta a recurrentes amenazas de los fenómenos naturales, es una población que vive en riesgo permanente, pues supone que en cualquier momento puede ocurrir un desastre. No tener conciencia del riesgo en el que se encuentra una población es el caldo de cultivo para que ocurra un desastre, ya que al producirse no se puede actuar sobre él para manejarlo. Contrariamente a lo que se piensa comúnmente que un desastre es un evento espectacular, como un gran terremoto, con miles de muertos y destrucción masiva, podemos señalar que en nuestro país, las poblaciones se enfrentan recurrentemente a situaciones de desastre, como los huaycos, las inundaciones, los incendios, que afectan tanto o más que los grandes desastres, pues van aumentando la vulnerabilidad de la población, su pobreza y la desesperanza. 2.2. IMPLICANCIAS IMPLICANCIA S DE LOS RIESGOS POR DESASTRES SOSTENIBLE SOSTENIBLE DEL AMBIENTE URBANO
EN EL DESARROLLO DESARROL LO
2.2.1. El ambiente ambiente urbano concebido como un ecosistema La ciudad y/o el barrio vistos en términos ambientales pueden ser concebidos como un sistema: de producción, distribución, consumo y emisión de residuos, resultado de la institucionalización de las prácticas sociales ambientales de sus pobladores. Las necesidades de las poblaciones son abastecidas a través de sistemas urbanos que al incremento de las poblaciones y sus servicios generan fuertes presiones sobre los recursos locales desequilibrando los sistemas sociales. 7
Los ambientes urbanos que surgen como resultado de las prácticas ambientales que las personas e instituciones realizan, generan reacciones no controladas, incrementando los problemas de contaminación, degradación y depreciación que se constituyen en peligros ambientales y contribuyen a generar desastres urbanos. Los desastres generados por peligros ambientales, se caracterizan por ser poco visibles, permanentes y localizados en sectores de la ciudad (incendios, epidemias, colapso de viviendas, etc.). Económicamente constituyen grandes pérdidas en vidas y dinero. Estos peligros ambientales de pequeña escala, ante la presencia de desastres naturales de grandes dimensiones, incrementan las pérdidas de vida y recursos naturales, como en el caso de las epidemias y el déficit de servicios, lo cual propaga rápidamente las enfermedades en caso de un desastre. Los riesgos ambientales en las ciudades son causados principalmente por los estilos de vida, la sobreutilización de los sistemas urbanos y el crecimiento urbano no planificado adecuadamente. 2.2.2. Los Peligros Ambientales Generan Desastres: Los peligros ambientales se refieren a la paulatina degradación del entorno natural y social de las comunidades y los efectos que conllevan en la vida cotidiana de los barrios, en cuanto a los recursos naturales, físicos y sociales. Ejemplos de estos peligros son las construcciones de viviendas precarias en laderas expuestas a sismos, intensas lluvias, la contaminación de los ríos, la contaminación del aire, etc. Los peligros ambientales responden a aspectos socio-naturales, por ser procesos inducidos por las personas y causados por el mal uso de los recursos naturales, por los inadecuados modelos de producción, y por el descontrolado crecimiento urbano. En efecto, existe una infinidad de prácticas ambientales dañinas para la salud física de las personas. Tenemos, por ejemplo, los ruidos, la saturación de los espacios públicos, el hacinamiento de las viviendas que afectan el equilibrio emocional de las personas. Ante este panorama, debemos asumir que las realidades de nuestras ciudades y barrios nos conlleva a reconocer que parte de nuestra forma de vida sana debe incluir el estar preparados ante el riesgo, pues con él convivimos cotidianamente. Por ello, una adecuada planificación de la reducción de riesgos puede ayudarnos significativamente a prevenir desastres, sobre todo los de escala pequeña; pero, igualmente, puede constituirse en un elemento que favorezca aliviar y reducir la pobreza de millones de personas, y en el futuro, dotar a la gente de experiencia para forjar su desarrollo. 2.2.3. El De Desarrollo sarrollo Sostenible como un pr proceso oceso de Transformación El concepto de desarrollo que procura integrar y asociar las dimensiones económica económica y social con la dimensión ecológica, surge al final de los años sesenta, como resultado de la conciencia de los crecientes problemas ambientales y de los límites impuestos por la naturaleza a la explotación y crecimiento económico descontrolado. Carvalho (1), señala: “En esencia, el desarrollo sostenible es un proceso de transformación en el cual la explotación de los recursos, la dirección de las inversiones, la orientación del desarrollo tecnológico y el cambio institucional se armonizan y refuerzan el potencial presente y futuro, con el propósito de atender a las necesidades y aspiraciones humanas” (Carvalho 1993). Y agrega: “Para que haya un desarrollo sostenible se requiere: 8
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Que todos tengan cubiertas sus necesidades básicas y les sean proporcionadas oportunidades para concretar sus aspiraciones a una vida mejor. La promoción de valores que mantengan los patrones de consumo dentro de los límites de las posibilidades económicas y que todos puedan aspirar a ellos de manera razonable. Que haya crecimiento económico en regiones en las cuales tales necesidades no son atendidas. Donde ya son atendidas, el desarrollo sostenible es compatible con el crecimiento económico, ya que ese crecimiento refleja los principios amplios de la sostenibilidad y la no explotación de los otros. Que el índice de destrucción de los recursos no renovables mantenga el máximo de opciones futuras posibles. La conservación de las especies animales y vegetales. Minimizar los impactos adversos sobre la calidad del aire, del agua y de otros elementos naturales, con el fin de mantener la integridad global del ecosistema. Que los países industrializados retomen políticas internacionales que busquen el crecimiento, el comercio y la inversión.
2.2.4. El ambiente urbano y los riesgos a desastres El ambiente es un sistema, donde los elementos que lo constituyen están en permanente interacción unos con otros. Cuando funcionan adecuadamente, decimos que el sistema está en equilibrio o en cambios recurrentes normales. Pero, cuando en esa permanente interacción se dan cambios, transformaciones o alteraciones no previstas por el sistema, dichas alteraciones no pueden ser siempre procesadas por él. Surge así una situación crítica, causa una interrupción grave en su funcionamiento: es decir, un desastre. Vale la pena remarcar que, los fenómenos naturales o de origen antrópico, es decir, creados por la mano del hombre, que afectan a los asentamientos humanos, son la consecuencia no sólo de ocurrencia de dichos fenómenos, sino también, de la vulnerabilidad, de diferente tipo, a la que están expuestas estas poblaciones. La concepción del riesgo asociado a fenómenos naturales esta prioritariamente orientada al estudio de la amenaza y la vulnerabilidad de las estructuras, del área de estudio la cual está conformada por un poblado en proceso de consolidación urbana. La ciudad de Arequipa Metropolitana se encuentra sujeta a una amenaza sísmica debido a la tectónica regional y a las condiciones locales del suelo; lo cual sumada al proceso acelerado y no planificado de urbanización que se está presentando en los municipios de los distritos de la peri ferie de la ciudad, en los que un segmento importante de la población, vive en condiciones económicas precarias, sin una organización social fuerte y bajo una gestión institucional insuficiente en cuanto a la prevención de desastres, configura un escenario de riesgo que transciende las escalas político-administrativas. Por tanto la presente investigación, busca establecer una metodología que permita evaluar la vulnerabilidad sísmica estructural del sector de manera sencilla y rápida y así poder establecer medidas que permitan disminuir la vulnerabilidad con el fin de mejorar el desarrollo sostenible del sector.
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2.3. ASPECTOS GENERALES DEL RIESGO SISMICO - PELIGRO, VULNERABILIDAD, y RIESGO 2.3.1. Peligrosidad Sísmica La peligrosidad o amenaza sísmica se define como la probabilidad de excedencia de un cierto valor de la intensidad del movimiento del suelo producido por terremotos, en un determinado emplazamiento y durante un periodo de tiempo dado. La definición comúnmente aceptada fue dada por la UNDRO ( United Nations Disaster Relief Coordinator-1980), Se define como la probabilidad de ocurrencia de un evento sísmico potencialmente dañino con una cierta intensidad, en un espacio y período de tiempo determinado. La definición comúnmente aceptada fue dada por la UNDRO. Para calcular la peligrosidad sísmica de una zona es necesario conocer la distribución de los SISMOS en el tiempo y en el espacio, es decir, hay que conocer la sismicidad de la zona. Sin una buena estimación de la peligrosidad sísmica es imposible realizar buenas medidas de prevención. Así, la sismo resistencia de las edificaciones tiene que estar adaptada a la severidad del movimiento del suelo que haya sido determinada. Para poder hacer un buen cálculo de la peligrosidad sísmica es necesario estudiar también la influencia de los efectos locales de la zona, ya que estos efectos influirán en el aumento de los grados de daños provocados sobre las construcciones, vías de comunicación, instalaciones de gas, agua etc. (Ref. (1) 2.3.2. La Vulnerabilidad
a. Concepto de Vulnerabilidad La vulnerabilidad, es el grado de debilidad o exposición de un elemento o conjunto de elementos frente a la ocurrencia de un peligro natural o antrópico de una magnitud dada. Es la facilidad como un elemento (infraestructura, vivienda, actividades productivas, grado de organización, sistemas de alerta y desarrollo político-institucional, entre otros), pueda sufrir daños humanos y materiales. Se expresa en términos de probabilidad, en porcentaje de 0 a 100. La vulnerabilidad, es entonces una condición previa que se manifiesta durante el desastre, cuando no se ha invertido lo suficiente en obras o acciones de prevención y mitigación y se ha aceptado un nivel de riesgo demasiado alto. Para su análisis, la vulnerabilidad debe promover la identificación y caracterización de los elementos que se encuentran expuestos, en una determinada área geográfica, a los efectos desfavorables de un peligro adverso. La vulnerabilidad de un centro poblado, es el reflejo del estado individual y colectivo de sus elementos o tipos de orden ambiental y ecológico, físico, económico, social, y científico y tecnológico, entre otros; los mismos que son dinámicos, es decir cambian continuamente con el tiempo, según su nivel de preparación, actitud, comportamiento, normas, condiciones socioeconómicas y políticas en los individuos, familias, comunidades, instituciones y países. Se han establecido los siguientes tipos de vulnerabilidad: ambiental y ecológica, física, Económica, social, educativa, cultural e ideológica, política e institucional, científica y tecnológica. 10
b. La vulnerabilidad física. Está relacionada con la calidad o tipo de material utilizado y el tipo de construcción de las viviendas, establecimientos económicos (comerciales e industriales) y de servicios (salud, educación, sede de instituciones públicas), e infraestructura socioeconómica (central hidroeléctrica, carretera, puente y canales de riego), para asimilar los efectos del peligro. La calidad o tipo de material, está garantizada por el estudio de suelo realizado, el diseño del proyecto y la mano de obra especializada en la ejecución de la obra, así como por el material empleado en la construcción (ladrillo, bloques de concreto, cemento y fierro, entre otros). .
c. La vulnerabilidad económica Constituye el acceso que tiene la población de un determinado centro poblado a los activos económicos (tierra, infraestructura, servicios y empleo asalariado, entre otros), que se refleja en la capacidad para hacer frente a un desastre. Está determinada, fundamentalmente, por el nivel de ingreso o la capacidad para satisfacer las necesidades básicas por parte de la población, la misma que puede observarse en un determinado centro poblado, con la información estadística disponible en los Mapas de Pobreza que han elaborado las Instituciones Públicas, como el INEI y FONCODES . d. La vulnerabilidad social Se analiza a partir del nivel de organización y participación que tiene una colectividad, para prevenir y responder ante situaciones de emergencia. La población organizada (formal e informalmente) puede superar más fácilmente las consecuencias de un desastre, que las sociedades que no están organizadas, por lo tanto, su capacidad para prevenir y dar respuesta ante una situación de emergencia es mucho más efectivo y rápido. e. La vulnerabilidad política Define el grado de autonomía y el nivel de decisión política que puede tener las instituciones públicas existentes en un centro poblado o una comunidad, para una mejor gestión de los desastres. La misma que está ligada con el fortalecimiento y la capacidad institucional para cumplir en forma eficiente con sus funciones, entre los cuales está el de prevención y atención de desastres o defensa civil, a través de los Comités de Defensa Civil (CDC), en los niveles Regional, Provincial y Distrital. f. La vulnerabilidad Técnica
Es el nivel de conocimiento científico y tecnológico que la población debe tener sobre los peligros de origen natural y tecnológico, especialmente los existentes en el centro poblado de residencia. Así mismo, sobre el acceso a la información y el uso de técnicas para ofrecer mayor seguridad a la población frente a los riesgos. La comunidad debe estar informada, por ejemplo, sobre la necesidad de que las construcciones deben considerar las normas sismo-resistentes. En el caso de los terremotos, por ejemplo, se refiere al dominio de las técnicas constructivas que utilizando materiales tradicionales puedan asegurar para las clases económicamente deprimidas, viviendas sismo resistentes. 11
g. La Vulnerabilidad Ideológica Está referida a la percepción que tiene el individuo o grupo humano sobre sí mismo, como sociedad o colectividad, el cual determina sus reacciones ante la ocurrencia de un peligro de origen natural o tecnológico y estará influenciado según su nivel de conocimiento, creencia, costumbre, actitud, temor, mitos, etc. h. La vulnerabilidad cultural Es sabido que en el Perú, en los últimos años, la autoestima colectiva ha sido fuertemente dañada por sucesivos acontecimientos, como la violencia política y social, el narcotráfico, la corrupción, el descuido de las autoridades, el debilitamiento del tejido social entre otros, configurándose una peligrosa tendencia hacia una débil autoestima y pertenencia colectiva, que desvaloriza lo propio y la acción alrededor del bien común. A ello se agrega el papel que juegan los medios de comunicación en la consolidación de imágenes estereotipadas o en la transmisión de información errónea y alarmista sobre el ambiente y los desastres (potenciales o reales). i. La vulnerabilidad educativa Se refiere a una adecuada implementación de las estructuras curriculares, en los diferentes niveles de la educación formal, con la inclusión de temas relacionados a la prevención y atención de desastres, orientado a preparar (para las emergencias) y educar (crear una cultura de prevención) a los estudiantes con un efecto multiplicador en la sociedad. Igualmente la educación y capacitación de la población en dichos temas, contribuye a una mejor organización y, por tanto, a una mayor y efectiva participación para mitigar o reducir los efectos de un desastre. j. La vulnerabilidad ecológica Generada por modelos de desarrollo que propician la destrucción de las reservas del ambiente y ecosistemas que por una parte resultan altamente vulnerables, incapaces de auto-ajustarse internamente para compensar los efectos directos o indirectos de la acción humana, y por otra parte son altamente riesgosos para las comunidades que los explotan o habitan, produciéndose, por ejemplo, la deforestación que favorece las inundaciones, derrumbes, avalanchas y sequías. k. La vulnerabilidad político institucional Se expresa en las debilidades de las instituciones donde la inercia de la burocracia, la politización de la gestión pública, el dominio de criterios personalistas y patrimonialistas bloquean respuestas adecuadas y ágiles frente al riesgo. Se refiere también a una cultura institucional que privilegia lo urgente sobre lo importante, la emergencia sobre la preparación y la prevención. También supone la existencia de prácticas de corrupción, politización y exacerbado controlismo por parte del Estado. 2.3.3. El Riesgo Sísmico La probabilidad de consecuencias perjudiciales o pérdidas (heridos, muertes, daños materiales a la propiedad, etc.) esperadas futuras resultantes de la interacción del peligro natural o inducido y las condiciones de vulnerabilidad de los elementos expuestos al peligro sísmico. 12
Convencionalmente: Riesgo = Peligro x Vulnerabilidad
Para el presente trabajo nos referimos a un peligro sísmico y a la vulnerabilidad sísmica, definiéndola a esta última como (Ref. (3); El grado o nivel de daño o lesión por la acción de un sismo y/o fenómenos asociados a: – La población – El ambiente constructivo – Las actividades socio-económicas – El patrimonio cultural – La naturaleza, Para una determinada área.
Figura # 2.1: El riesgo de desastre como resultado de amenaza y vulnerabilidad Fuente ; Recopilado de Ref. (4) 2.3.4. La Gestión del Riesgo Proceso social complejo que conduce al planteamiento y aplicación de políticas, estrategias, instrumentos y medidas orientadas a impedir, reducir, prever y controlar los efectos adversos de fenómenos peligrosos sobre la población, los bienes, servicios y el ambiente. Acciones integradas de reducción de riesgos a través de actividades de prevención, mitigación y preparación para la atención de emergencias y recuperación pasado el desastre. El Enfoque de Gestión de Riesgo consiste en: 13
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Comprender el proceso por medio del cual un grupo humano o individuo toman conciencia del riesgo que enfrenta, lo analiza y lo entiende, considera las opciones y prioridades en términos de su reducción, considera los recursos disponibles para enfrentarlo, diseña las estrategias e instrumentos necesarios para enfrentarlo, negocia su aplicación y toma la decisión de hacerlo. Reducir riesgos promoviendo procesos de construcción de nuevas oportunidades racionales. Construir la información mínima que permita calcular el riesgo que se va a asumir y prever las reservas que permitirían la supervivencia en condiciones adecuadas.
2.3.4.1. Prevención Por prevención entendemos estrictamente la reducción o eliminación del peligro, podemos afirmar que, en la mayoría de los casos, la prevención de los riesgos naturales es meramente teórica (sismo, lluvias, sequía) 2.3.4.2. Mitigación Conjunto de medidas de intervención (estructurales y no estructurales) destinadas a eliminar o reducir la incapacidad de una comunidad para absorber el impacto de un fenómeno, es decir, reducir su impotencia frente al riesgo, ya sea de origen natural, socio-natural ó humano, al hacerla más autónoma, más dueña de sus relaciones con su entorno. a. Mitigación del riesgo símico Es cualquier acción preventiva que se toma antes de la ocurrencia de un fenómeno natural destructivo intentando reducir sus consecuencias. Es decir son todas las medidas tomadas para incrementar la resistencia y mejorar el comportamiento de las edificaciones para la seguridad de las personas y para la reducción de las pérdidas económicas y su impacto social (Sauter 1996). b. Plan de Mitigación El Plan de mitigación consiste en un conjunto de Medidas basadas en el análisis de los riesgos asociados al peligro y su relación directa con la vulnerabilidad física. El Plan define criterios y principios para la elaboración de proyectos de Mitigación, en el marco de medidas planteadas y una estrategia de gestión y ejecución para el desarrollo del plan. c. Medidas de Mitigación Las medidas de Mitigación se dividen en dos Tipos: Estructurales y No Estructurales. Medidas estructurales: se aplican en las dimensiones físicas del entorno: suelo, infraestructura Ejemplos: •
Son las estructuras sismo-resistentes que reducen la vulnerabilidad de las viviendas a los sismos, 14
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Los muros de contención que reducen la vulnerabilidad a los deslizamientos,
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Defensas y presas que reducen la vulnerabilidad a las inundaciones,
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Pararrayos que reducen la vulnerabilidad a las tormentas eléctricas. eléctricas.
Las medidas no estructurales; de mitigación, por el contrario, se materializan en políticas, planes, medidas, proyectos y normas en las dimensiones políticas, sociales, económicas, culturales. Ejemplos: •
Códigos y planes de uso del suelo (ejemplo. en dónde se puede desarrollar actividades económicas), agua (regulación en uso y conservación), micro cuenca (ejemplo. Zonas protegidas, por reforestar, para actividades agropecuarias).
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Los códigos de construcción resistentes a las amenazas que hacen obligatoria la adopción de medidas estructurales en las obras (ejemplo. ubicación, técnicas constructivas).,
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La capacitación de profesionales y trabajadores para la aplicación de tecnologías adecuadas,
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La educación de la comunidad como medio para reducir la vulnerabilidad cultural y educativa.
2.3.4.3. Preparación La preparación constituye una serie de medidas destinadas a reducir al máximo la duración del período de emergencias post - desastre, para acelerar el inicio de las etapas de Rehabilitación Rehabilitación y Reconstrucción. Busca reducir la magnitud del sufrimiento individual y colectivo, así como el traumatismo económico e institucional. institucional. Medidas de Preparación En la etapa pre-desastre, busca el máximo alistamiento de la comunidad para afrontar el desastre: Comité de Emergencia, Sistemas de Alerta, Planes de Evacuación, Preparación de Albergues, Almacenamiento de Recursos, etc. frente al riesgo, ya sea de origen natural, socionatural ó humano, al hacerla más autónoma, más dueña de sus relaciones con su entorno. La preparación busca reducir al máximo la duración del período de emergencia post desastre y, en consecuencia, acelerar el inicio de las etapas de rehabilitación y reconstrucción. Busca reducir la magnitud del sufrimiento individual y colectivo, así como el traumatismo económico e institucional. En cuanto a la etapa de emergencia pre-desastre, la preparación busca el más adecuado alistamiento alistamiento de la comunidad (Estado, comunidad, privados) para afrontar el desastre. 15
Las medidas incluyen, entre otras; • • •
Organización de sistemas de emergencia (defensa civil) Sistemas de alarma temprana Planes de contingencia.
Fuente; Ref. (5) 2.4. CARACTERIZACION DEL PELIGRO SISMICO 2.4.1. El Territorio Nacional Expuesto a la Ocurrencia de Sismos Dañinos El Perú está localizado en una de las zonas sísmicamente más activas en la Tierra, la cual se conoce con el nombre de Anillo Sísmico Circumpacífico, el cual bordea todo el Océano Pacífico y donde ocurren la gran mayoría de los sismos que se registran en el mundo. Dentro del territorio peruano se encuentran dos placas tectónicas importantes, la placa Sudamericana, y la Placa de Nazca, como muestra la Figura # 2.2, y que ejercen mayor influencia en toda la franja litoral costera; y asociada también a fallas tectónicas activas en el interior del territorio. Las ciudades y poblaciones de la costa, y también quienes habitan los contrafuertes andinos, están expuestos a los mayores impactos. El peligro sísmico con distintos niveles de intensidad, ejerce una influencia muy importante en la casi totalidad del territorio nacional y de los asentamientos humanos del país, por ello es un factor de primer orden en la configuración de los escenarios de peligros y riesgos en el país.
Figura # 2.2; Mapa del mundo donde se muestran las placas más importantes
Fuente; Recopilado de Ref. (1)
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2.4.2. Los Movimientos Sísmicos La tierra no es homogénea, está dividida, a grandes rasgos en tres capas concéntricas: el núcleo, el manto y la corteza (diferencias dadas por sus variaciones químicas y físicas). La corteza es la parte más externa de la Tierra y la más delgada, si el radio de la Tierra es de 3.670 Km. esta tiene una media entre 10 y 70 Km., siendo más delgada en los océanos y más gruesa en las grandes cadenas montañosas. La corteza terrestre está formada por 7 grandes placas y otras más pequeñas. Estas placas se conocen con el nombre de placas tectónicas (Figura 2.2). Las placas no están quietas, se van desplazando a velocidades de entre 1 a 2 cm./año para las placas más lentas y hasta 6 a 10 cm./año para las más rápidas y además no se mueven todas en el mismo sentido, sino que pueden moverse en sentidos opuestos. Fuente Ref. (1). El borde Occidental de América del Sur es una típica zona de colisión de placas es el más activo desde el punto de vista sismológico. El Perú forma parte de ella y su actividad sísmica más importante está asociada al proceso de subducción de la placa Nazca (oceánica) bajo la placa Sudamericana (continental), generando terremotos de magnitud elevada a diferentes rangos de profundidad. Algunas veces estos terremotos tienen efectos destructivos en superficie y producen daños importantes a lo largo de la costa Peruana. Un segundo tipo de actividad sísmica, es producido por las deformaciones corticales que se producen a lo largo de la Cordillera Andina, generando terremotos menores en magnitud y frecuencia. (Tavera, 1993- Ref. (7). 2.4.3. Características Tectónicas de la región Sur del Perú En el Perú, la Cordillera Andina es un claro ejemplo de cordillera formada como resultado del proceso de subducción de una placa oceánica bajo la placa continental, la misma que se extiende desde Venezuela hasta el Sur de Chile. En el Perú, la cordillera presenta un ancho que oscila entre 250 km. en la región Central a 500 km. en la región Sur. Desde el punto de vista estructural, la Cordillera Andina puede ser dividida en 5 zonas morfológicas paralelas a la fosa peruana-chilena (Megard and Philip, 1976; Marocco, 1978; Dalmayrac et al.,1980). De Oeste a Este, en la figura 2.3 se puede identificar las siguientes unidades: Zona Costanera, Cordillera Occidental, Zona del Altiplano, Cordillera Oriental y la Zona Subandina. A continuación, se describe las principales características de cada una de estas unidades: Las unidades unidades como la Zona Zona costera, indicadas indicadas en la figura Nro. 2.3 son son producto de la subducción de la placa oceánica bajo la placa continental, proceso que ha originado un progresivo engrosamiento de la corteza y plegamiento de los sedimentos. La evolución tectónica en Perú, se ha realizado acompañada de un proceso de deformación que ha generado en superficie la presencia de importantes sistemas de fallas. Estos sistemas, se distribuyen principalmente principalmente en los altos altos andes y en la zona Sub-andina Sub-andina de Norte Norte a Sur. Fuente (Ref. (6).
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Figura # 2.3 ; Esquema de subducción para la región Sur de Perú. Se muestra las principales
unidades morfológicas Fuente; Recopilado de Ref. (6)
2.4.4. Los terremotos Cuando se produce un sismo o terremoto, se genera una liberación de energía en el medio circundante. Esta energía rompe el equilibrio isostático del interior de la Tierra generando una ruptura o fractura. Esta ruptura, produce en el medio una vibración con movimiento ondulatorio de la Tierra, esta es la energía liberada que se transmite como ondas elásticas llamadas “ondas sísmicas” que se propagan por el interior y la superficie de la Tierra Ver Figura 2.4. Tavera Ref. Nro. (7)
Figura # 2.4; Ilustración de la ocurrencia de un terremoto y propagación de las ondas sísmicas en el interior de la Tierra. Fuente; Recopilado de Ref. (7)
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El punto en donde se produce la máxima liberación de energía, al interior de la Tierra, se le denomina “foco sísmico”. La representación del foco sobre la superficie es llamado “epicentro”. El primero es definido con tres parámetros: latitud, longitud y profundidad, mientras que el segundo sólo por dos: latitud y longitud (Figura # 2.5).
Figura #2.5; (a). Determinación del foco y profundidad de un terremoto, así como la distancia al epicentro. (b). Estación de registro (sismograma) . Fuente; Recopilado de Ref. # (7)
Si consideramos la profundidad de los sismos, estos pueden dividirse en sismos superficiales de 0-60 km, intermedios de 70-300 km y profundos hasta 700 km. En el Perú, la placa oceánica (placa de Nazca) se introduce por debajo de la placa continental hasta 300 km de profundidad en la región sur, con un ángulo próximo a los 30°. Mientras que, en el centro y norte del Perú, la placa oceánica se muestra horizontal a partir de los 100 km de profundidad (Figura 2.6). La profundidad de los sismos varia, siguiendo la geometría de subducción de la placa oceánica. Bajo este criterio, los sismos son más profundos cuanto más se alejen de la costa hacia el continente.
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relación con la distribución de los los Figura # 2.6; Esquema que muestra el proceso de subducción y su relación sismos en función de la profundidad de sus focos.
Fuente; Recopilado de Ref. (7)
2.4.5. Estudios de microzonificación sísmica La microzonificación sísmica (M.S), consiste en la división de un territorio urbano en microzonas geográficas que van a manifestar comportamientos diferentes ante la ocurrencia de un sismo fuerte. Estos mapas constituyen un elemento esencial para el planeamiento urbano y la reducción del riesgo sísmico, porque permiten seleccionar los sitios más seguros para la construcción de las nuevas edificaciones y el reforzamiento y remodelación de las existentes. Las investigaciones de Microzonificación Sísmica son obligatorias en las zonas de alto peligro y 20
sus resultados están incluidos en los documentos normativos para la construcción en zonas sísmicas de muchos países. Fuente Ref. (8) Muchas veces los grados de daños provocados sobre las construcciones, vías de comunicación, instalaciones de gas, de agua etc. son mayores que los esperados en la zona debido a la influencia de los efectos de suelo. El efecto de suelo es un factor que hay que tener en cuenta en el cálculo de la peligrosidad ya que si este existe en la zona aumenta la peligrosidad. El concepto de efecto de suelo es difícil de entender, ya que se define como la variación de la señal sísmica (Figura 2.7) entre dos puntos próximos debido a la configuración geológica, geometría, propiedades dinámicas de la formación superficial (como la densidad, velocidad de las ondas “P”, etc.) y topografía.
Figura Figura # 2.7; Esquema Esquema de de la variación variación de la señal señal sísmica sísmica en en diferente diferentess emplazamientos. Fuente; Recopilado de Ref .(1)
Para entender que es un efecto de suelo, imaginemos dos ciudades cercanas, una sobre roca (material duro) y otra sobre suelo (material blando), en cada ciudad hay un sismógrafo. Se registra un terremoto en los dos sismógrafos (las dos ciudades más o menos se encuentran a la misma distancia del epicentro del terremoto); en el sismógrafo ubicado en la ciudad sobre suelo la señal registrada es más grande que en el sismógrafo que está situado sobre roca , la diferencia de tamaño y las diferentes características de la señal se traduce en que las personas que viven en la ciudad que está sobre suelo han notado el terremoto con más intensidad que los de la ciudad que esta sobre roca. Los niveles de daños también son mayores en las estructuras que hay en la ciudad sobre suelo que sobre roca. El origen de los efectos de suelo es la presencia de materiales superficiales blandos (suelos), de relieves (efecto topográfico) o de fuertes discontinuidades laterales del subsuelo (Figura 2.8).
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Figura 2.8; Origen de los efectos de suelo. De izquierda a derecha: Fuertes discontinuidades laterales, materiales materiales superficiales blandos y la última presencia de relieves convexos. Fuente; Recopilado de Ref. (1)
En general se produce amplificación sobre topografías convexas (zonas elevadas con relieve). Los suelos blandos amplifican los efectos. El fenómeno responsable de la amplificación del movimiento del suelo es el contraste entre las propiedades elásticas de las capas superficiales poco consolidadas situadas sobre substrato rocoso y por otra las interferencias entre las ondas atrapadas que dan lugar a fenómenos de resonancia. En el Capítulo III se puntualiza la microzonificación en la Ciudad de Arequipa donde se encuentra la zona en estudio. estudio. El trabajo ha sido efectuado efectuado por Bardales y Alva. Ref. (13) 2.4.6. Normatividad de diseño sismo resistente
Las normas sismo resistentes así como también nuestro RNE - Reglamento Nacional de Edificaciones Edificaciones - Ref. (14) presenta requisitos requisitos mínimos que, en alguna alguna medida, garantizan garantizan que se cumpla el fin primordial de salvaguardar las vidas humanas ante la ocurrencia de un sismo fuerte. No obstante, la defensa de la propiedad es un resultado indirecto de la aplicación de los normas, pues al defender las vidas humanas, se obtiene una protección de la propiedad, como un subproducto de la defensa de la vida. La filosofía de la mayoría de las normas sísmicas de los países de Latinoamérica y el Caribe procura que toda estructura y cada una de sus partes sea proyectada, diseñada y construida de manera que: a) Resistan sin daños movimientos sísmicos de intensidad moderada. b) Limiten los daños en elementos no estructurales durante sismos de mediana intensidad. c) Aunque presenten daños, eviten el colapso durante sismos de intensidad excepcionalmente severa. De lo anterior se desprende que dichas normas o códigos de diseño sismo-resistente, tienen como fin último el proteger la vida de los ocupantes, sin embargo, para edificaciones esenciales como los hospitales esta filosofía puede no ser suficiente ya que además de proteger la vida de los ocupantes de la edificación, se debe asegurar su funcionamiento con posterioridad a un sismo. El criterio de diseño sísmico se basa en admitir que los materiales sufran algún nivel de daño con el fin de que la estructura disipe energía mediante deformaciones no elásticas. 22
2.4.7. Como está distribuido El Peligros Sísmico en el Perú Teniendo en cuenta, que el territorio Peruano se halla ubicado en una de las regiones de más alto índice de actividad sísmica de la tierra, ya que forma parte del Cinturón de Fuego del Pacifico donde se libera más del 85% del total de energía en forma de terremotos y erupciones volcánicas. Este gran índice de sismicidad se debe a que en el borde Oeste de América del Sur se produce la colisión de las placas de Nazca y Sudamericana la primera se introduce debajo de la segunda dando origen al proceso de subducción, el mismo que se constituye como la principal fuente generadora de terremotos en el Perú. Esto influencia en la ubicación y distribución de las fuentes sismogénicas, de manera especial la fuente sismogénica para sismos de focos superficial, la mayoría de estos sismos son generados en el borde Oeste de Perú los cuales son afectados en su mayor parte por la subducción. Desde el punto de vista del potencial de que ocurran sismos dañinos dentro de las diferentes regiones del país, éste se ha dividido en tres tipos de zonas de Peligro: peligro sísmico alto, intermedio y bajo.
En algunos países existen informes estadísticos de sismos de varios milenios como en Japón y China. En nuestro medio a partir de las primeras décadas del siglo XX se cuenta con información instrumental. Basados en estos datos históricos se han estimado o ubicado los epicentros y las magnitudes de los sismos que han afectado al país o región. Por ejemplo en el caso del Perú el Dr. Enrique Silgado Ferro ha efectuado la recopilación mencionada, la que se complementa con información obtenida del Servicio de Geología de los Estados Unidos (USGS, Sel). El Dr. Jorge Alva y el Ing. Jorge Castillo, profesores del CISMID FIC/UNI, han agregado informaciones de otras fuentes y procesándolas han preparado el mapa de distribución de iso-aceleraciones (curvas de igual aceleración) sobre roca para un 10% de excedencia en 50 años (ver Figura # 2.9). Según la teoría de probabilidades significa que el periodo de retorno de los sismos es de 475 años.
En esta información se basa el mapa de zonificación sísmica de la Norma Sismo-resistente NTE030-97 aprobada por el gobierno del Perú en 1,997. En la Figura # 2.10; se presenta como ilustración las condiciones regionales de sismicidad, que globalizan todos los parámetros sísmicos significativos; foco trayectoria y distancia epicentral, representando la aceleración sobre terreno o roca muy firme a lo que se agregan las amplificaciones que sufren las ondas sísmicas por las condiciones locales.
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Figura # 2.9 DISTRIBUCION DE ISO-ACELERACIONES Aceleraciones sísmicas máximas en cm / s 2 para una probabilidad de excedencia del 10% en 50 años Año de c álculo: 1996 Publicación: 1997 & 2003 ENTIDAD OFICIAL: IGP
Figura # 2.10 ZONAS SISMICAS OFICIALES DEL “ REGLAMENTO NACIONAL DE CONSTRUCCIONES Norma Técnica de Edificaciones E.030: Diseño Sismo-resistente”. Octubre 1997. FACTORES DE ZONA: ZONA 3: 0.40 G, ZONA 2: 0.30 G, ZONA 1: 0.15 G G: Aceleración de la gravedad Terrestre
2.4.8. Como está Distribuida la Población Peruana respecto al Peligro Sísmico Hasta el año 1993, 28 ciudades, con poblaciones superiores a 50 mil habitantes, concentraban más del 22% del total de la población urbana y 18% del total del país. Alto dinamismo en este crecimiento, lo tenían ciudades selváticas, como Pucallpa, Tingo María, Juanjuí, Puerto Maldonado. Estas tendencias poblacionales y de ocupación del territorio han presionado en el incremento de los niveles de exposición a los peligros, de población, infraestructura y actividades económicas y sociales, al concentrarse en territorios de mayor peligro, como se muestra en el mapa de la Figura # 2.11
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Figura # 2.11; Mapa de distribución poblacional frente al peligro símico Fuente; Atlas de Peligros Naturales del Perú -INDECI – INEI
Figura # 2.12; ZONAS SISMICAS OFICIALES DEL “REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES
La tercera parte de las provincias del país, que concentran más del 71% de la población nacional, está expuesta a niveles de muy alto y alto peligro sísmico. Se localizan en ellas las principales ciudades del país y se concentran las principales actividades económicas y comerciales y los centros de decisión política. En el mapa se observa la distribución de máximas intensidades sísmicas en el país y la localización de las ciudades principales. Más expuestas y sensibles son las ciudades con altas concentraciones poblacionales, a eventos sísmicos principalmente, caso de Lima y Callao y en segundo lugar la ciudad de Arequipa. 2.4.9. Sismos ocurridos en el Departamento de Arequipa A continuación tenemos los sismos más importantes ocurridos en Arequipa elaborado por la Oficina de Estadística y Telemática el Instituto Nacional de Defensa Civil ( INDECI) Entre los años de 1471 - 1490.- Gran terremoto que destruyó el primitivo asiento de la ciudad de Arequipa, fue la época del Inca Túpac Yupanqui, en la cual perecieron todos sus habitantes y hubo la erupción del volcán Misti, alcanzó una intensidad de VIII en la Escala Modificada de Mercalli. 22 de Enero 1582.- A las 11:30 horas terremoto que destruyó la Ciudad de Arequipa. El movimiento se percibió en Lima. Perecieron más de 30 personas sepultadas entre los 25
escombros, tuvo una magnitud de 8.1.(750 Km. al NE de Arequipa), el movimiento sísmico alcanzó una intensidad de X en la Escala Modificada de Mercalli, en Socabaya; en Arequipa se sintió con una intensidad de IX. 20 de Octubre de 1687.- Gran movimiento sísmico ocurrido en la ciudad de Arequipa aproximadamente a las 06:30. causando serios daños en los templos y viviendas, los efectos secundarios de éste sismo trajo como consecuencia el agrietamiento de muchos kilómetros de extensión, entre Ica y Cañete, el mar inundó parte del litoral comprendido entre Chancay y Arequipa. Otros daños ocasionó en los valles de Siguas y Majes, alcanzando en Aplao y Siguas una intensidad de VIII en la Escala Modificada de Mercalli. 13 de Mayo de 1784.- A las 07:35 horas terremoto que arruinó la ciudad de Arequipa, ocasionando graves daños en sus templos, murieron 54 personas, 500 heridos, tuvo una magnitud de 8.4, en Arequipa alcanzó una intensidad de VII en la Escala Modificada de Mercalli. 10 de Julio de 1821.- A las 05:00 horas terremoto que causó graves daños en los pueblos de Camaná, Ocoña, Caravelí, Chuquibamba y valle de Majes. Se sintió en Lima. Murieron 70 personas en Camaná y Ocoña, 60 en Chuquibamba y 32 en Caravelí, tuvo una magnitud de 7.9, y una intensidad de VII en la Escala Modificada de Mercalli. 13 de Agosto de 1868.- A las 16:45 horas este terremoto alcanzó una intensidad de grado XI y fue acompañado de tsunami. Según el historiador Toribio Polo (1904), este terremoto es uno de los mayores que se han verificado en el Perú desde su conquista. El epicentro posiblemente estuvo en el Puerto de Arica, se sintió hasta unos 1400 Kms. al norte y a la misma distancia hacia el sur. Este movimiento sísmico destruyó la ciudad de Arequipa, llegando a producir fracturas en los cerros de la Caldera, inmediatos a los baños de Yura. Este movimiento sísmico ocasionó fuerte destrucción en Arica, Tacna, Moquegua, Ilo, Torata, Iquique y Arequipa. A las 17:37 horas empezó un impetuoso desbordamiento del mar. La primera ola sísmica alcanzó una altura de 12 metros y arrasó el puerto de Arica. A las 18:30, el mar irrumpió nuevamente con olas de 16 metros de altura, finalmente a las 19:10, se produjo la tercera ola sísmica que varó la corbeta América de 1560 toneladas y el USS Wateree de los Estados Unidos, que fueron arrojados a unos 300 metros de la playa tierra adentro. Las salidas del mar, arrasaron gran parte del litoral peruano y chileno, muriendo en Chala 30 personas y en Arica unas 300 personas. La agitación del océano llegó hasta California, Hawai, Yokohama, Filipinas, Sidney y Nueva Zelandia. En Moquegua murieron 150 personas, en Arequipa 10 y en Tacna 3, se contaron como 300 movimientos sísmicos o réplicas hasta el 25 de agosto, tuvo una magnitud de 8.6. 09 de Mayo de 1877.- A las 20:28 horas un violento sismo que sacudió y averió las poblaciones de Ilo, Arica, Mollendo y otras. Se produjo un tsunami que inundó el puerto de Ilo y destruyó parte del ferrocarril. En la ciudad de Arica el mar avanzó m s de 600 metros. Esa misma noche se produjeron como 100 réplicas. La ola sísmica originada por esa conmoción se extendió casi por todo el Pacífico, llegando hasta las costas de Nueva Zelandia y Yokohoma, en Japón. 06 de Agosto de 1913.- A las 17:13 horas terremoto que destruyó la ciudad de Caravelí, este movimiento produjo desplome de todos los edificios de dicha ciudad y derrumbes de las laderas del valle. Hubo 4 heridos, además afectó otras poblaciones situadas más al Sur como la de Chuquibamba. En Atico se destruyeron muchas edificaciones, resultando un muerto y varios heridos. En el pueblo de Ocoña el sismo causó daños apreciables en las edificaciones. En la ciudad de Arequipa ocasionó daños en algunos edificios. El epicentro se le ubicó en el Océano Pacífico frente al litoral, siendo su posición geográfica de -17º Lat. y -74º long. W., y su magnitud de 7.7, en Caravelí y Chuquibamba alcanzó una intensidad de VIII en la Escala Modificada de Mercalli, en Ocoña y Caylloma se sintió con una intensidad de VI. 11 de octubre de 1922.- A las 09:50 horas fuerte sismo que causó daños considerables en Arequipa, Caravelí y Mollendo. Fue sentido fuertemente en Chala, Acarí, Puquio, Palpa, Ica y Cañete. La posición geográfica fue de -16º Lat. S. y -72.5º long. W., se estima su profundidad 26
focal en 50 kilómetros y su magnitud 7.4, en Arequipa y Mollendo se sintió con una intensidad de VI de la scala Modificada de Mercalli 24 de Agosto de 1924. A las 17:51 horas, movimiento sentido en los departamentos de Ica y Arequipa, causando gran destrucción, murieron 30 personas por desplome de casas. 24 de Agosto de 1942.- A las 17:51 horas terremoto en la región limítrofe de los departamentos de Ica y Arequipa, alcanzando intensidades de grado IX de la Escala Modificada de Mercalli, el epicentro fue‚ situado entre los paralelos de 14º y 16º de latitud Sur. Causó gran destrucción en un área de 18,000 kilómetros cuadrados. Murieron 30 personas por los desplomes de las casas y 25 heridos por diversas causas. Se sintió fuertemente en las poblaciones de Camaná , Chuquibamba, Aplao y Mollendo, con menor intensidad en Moquegua, Huancayo, Cerro de Pasco, Ayacucho, Huancavelíca, Cuzco, Cajatambo, Huaraz y Lima. Su posición geográfica fue 15º Lat. S. y -76º Long. W. y una magnitud de 8.4, en Arequipa tuvo una intensidad de V en la Escala Modificada de Mercalli. 15 de Enero de 1958.- A las 14:14:29 horas terremoto en Arequipa que causó 28 muertos y 133 heridos. Alcanzó una intensidad del grado VII en la Escala Modificada de Mercalli, y de grado VIII en la escala internacional de intensidad sísmica M.G.S.K.(Medvedev, Sponheuer y Karnik), este movimiento causó daños de diversa magnitud en todas las viviendas construidas a base de sillar, resistiendo sólo los inmuebles construidos después de 1940. Se considera los poblados más afectados por este sismo a Tiabaya, Sabandía, Cerrillos, incluyendo las viviendas construidas a base de adobe en el sector de La Pampilla, de igual manera sufrieron daños los domicilios situados a las orillas de la torrentera de San Lázaro; En Sachaca: La iglesia, el cementerio y la gran mayoría de casas fueron cuarteadas; la calle Mercaderes, es una de las zonas que sufrió fuertes daños, en la cual la mayoría de paredes se vinieron al suelo. Por efectos del sismo, se desprendieron enormes bloques de rocas tanto del volcán Misti como de los cerros circunvecinos. Los derrumbes dañaron en varios tramos la línea de ferrocarril a Puno, la carretera panamericana en el sector comprendido entre Chala y Arequipa, quedó cubierta en varios trechos por deslizamientos de magnitud variable, siendo la zona más afectada entre Camaná y Atico. El movimiento fue sentido de Chincha a Tarapacá en Chile, por el este en Cusco, Puno y otras localidades del Altiplano. El pueblo de Yura fue sacudido fuertemente, el movimiento sísmico también se sintió en las localidades de Chuquibamba, Aplao y Moquegua. La posición geográfica del epicentro fue localizado en las siguientes coordenadas: -16.479º Lat. S. y - 71.648º Long. W., con una profundidad focal de 60 Km. y una magnitud 6.2. 13 de Enero de 1960.- A las 10:40:34 horas fuerte terremoto en el departamento de Arequipa que dejó un saldo de 63 muertos y centenares de heridos. El pueblo de Chuquibamba quedó reducido a escombros, siendo igualmente destructor en Caravelí, Cotahuasi, Omate, Puquina, Moquegua y la ciudad de Arequipa. En esta última ciudad los edificios antiguos de sillar afectados por el sismo de 1958 sufrieron gran destrucción, como consecuencia del movimiento una inmensa nube de polvo cubrió gran parte de la ciudad, advirtiéndose gigantescos derrumbes de las faldas del volcán Misti, por toda la ciudad se miraba ruinas; fuera de Arequipa, Miraflores no mostraba mayores daños. Tiabaya, Tingo, Huaranguillo, Tingo Grande, Sachaca, Alata, Arancota, pampa de Camarones, Chullo y la urbanización de Hunter, exhibían el 90% de sus viviendas destruidas o a medio destruir. Igual cuadro presentaba La Pampilla, Paucarpata, Characato, Socabaya, Mollebaya y los distritos aledaños a éstos. A consecuencia del movimiento telúrico se produjo en Charcani un derrumbe que cortó el suministro de fluido eléctrico. Los canales de agua sufrieron también ruptura, principalmente el canal de Zamácola.
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Todas las casas del distrito de Polobaya, quedaron destruidas por efecto del sismo y apenas pasado el movimiento llovió granizada y la tormenta se produjo con rayos y relámpagos, el 95% de las casas de Puquina y alrededores quedaron completamente destruidas. En la zona urbana del puerto de Mollendo los daños se limitaron a algunas caídas de cornisas. Las carreteras de penetración a Puno, a las diversas localidades del departamento, y hacia la costa quedaron intransitables por los derrumbes. El radio de perceptibilidad fue‚ de aproximadamente 750 Km. sintiéndose en toda la extensión de los departamentos de Cuzco, Apurimac y Ayacucho. En el área epicentral la intensidad fue del grado VIII, en la escala internacional de intensidad sísmica M.S.K. Este sismo fue percibido en la ciudad de Lima con una intensidad del grado III y en la ciudad de la Paz con el grado III-IV. La posición geográfica del epicentro fue de: -16.145º Lat. S. y -72.144º Long. W.. La profundidad focal se estima en 60 Km., y una magnitud de 6.2. 26 de Enero de 1964.- A las 04:00 horas se produjo un sismo en el sur del Perú, en Arequipa como producto del violento movimiento se registró cuatro heridos, y daños en las viviendas que ya se encontraban remecidas por anteriores sismos, este sismo tuvo una intensidad de VI en la Escala Modificada de Mercalli en la ciudad de Arequipa, en Mollendo y Ubinas alcanzó una intensidad de V. 16 de Febrero de 1979.- A las 05:08 horas fuerte terremoto en el departamento de Arequipa, que ocasionó algunas muertes y muchos heridos. Este sismo produjo severos daños en las localidades de Chuquibamba y pueblos del valle de Majes. Alcanzó una intensidad máxima del grado VII en la Escala Internacional de Intensidad Sísmica M.S.K. En la ciudad de Arequipa el sismo fue del grado VI habiendo afectado seriamente algunas viviendas de sillar. Además ocasionó graves daños en edificios relativamente modernos como el Hospital Regional Nº 2 (Ex-empleado) Programa académico de Arquitectura y el pabellón Nicholson, ubicados estos 2 últimos en los Campus de la Universidad de San Agustín. La posición geográfica del epicentro fue localizada en las siguientes coordenadas: -16.515º latitud S. y -72.599º Longitud W. La profundidad focal se estima en 52.5 Km., y la magnitud de 6.2. 12 de Noviembre de 1996. (11:59 horas) Se produjo un violento Terremoto en el Sur del país provincias de Ica, Pisco, Nazca y Palpa en el departamento de Ica; Caravelí y Caylloma en el Departamento de Arequipa, Lucanas y Coracora en Ayacucho, Huaytará en Huancavelica. Magnitud 6.4 en la escala de Richter. 17 muertos, 1,591 heridos, 94,047 damnificados, 5,346 viviendas destruidas, 12,700 viviendas afectadas. Dado que el sismo se localizó al Sur Oeste de Nazca los mayores daños se registraron en dicha ciudad destruyendo el 90% de las viviendas. 23 de Junio de 2001.- A las 15 horas 33 minutos, terremoto destructor que afectó el Sur del Perú, particularmente los Departamentos de Moquegua, Tacna y Arequipa. Este sismo tuvo características importantes entre las que se destaca la complejidad de su registro y ocurrencia. El terremoto ha originado varios miles de post-sacudidas o réplicas y alcanzó una intensidad máxima de VIII. Las localidades más afectadas por el terremoto fueron las ciudades de Moquegua, Tacna, Arequipa, Valle de Tambo, Caravelí, Chuquibamba, Ilo, algunos pueblos del interior y Camaná por el efecto del Tsunami. Este registro histórico de sismos acaecidos en nuestra ciudad de Arequipa nos indica que los sismos de mediana intensidad son frecuentes por lo que debemos estar preparados para estos eventos, de ahíla importancia de realizar estudios de aná lisis de vulnerabilidad sí smica.
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2.4.10. Últimos terremotos importantes ocurridos en el Sur del País a.
El terremoto de Pisco
El epicentro del sismo de 6.5 grados de magnitud en la escala de Richter, se registró en Pisco, en el departamento de Ica, que informó esta noche el Instituto Geofísico del Perú (IGP). El terremoto dejó 595 muertos, 1.800 de heridos, 76.000 viviendas totalmente destruidas e inhabitables y cientos de miles de damnificados. Las zonas más afectadas fueron las provincias de Pisco, Ica, Chincha y Cañete. Hernando Tavera, del IGP, informó que este sismo tuvo una intensidad en la escala modifica de Mercalli de nivel VI en Lima y Pisco y explicó que se "trata de un sismo de gran magnitud", que ha ocurrido en una zona en donde en los últimos 50 años no se había producido un temblor. Antonio Blanco Blasco Ingeniero Civil y Ex Decano del Colegio de Ingeniero del Perú, manifestó que el sismo ocurrido del 15 de agosto del 2007 ha causado daños importantes de las edificaciones de adobe, en Pisco, Ica y distritos o pueblos cercanos, pero también ha causado daño a estructuras de concreto armado y albañilería. Si bien es cierto muchas son construcciones informales, también hay construcciones formales con problemas. En el presente trabajo de tesis se muestran fotos de algunas viviendas dañadas por el sismo tomadas por el autor del presente trabajo en Pisco Nazca y Chincha. b. El Terremoto del Sur del Perú
El Terremoto del sur del Perú de 2001 fue un terremoto de magnitud momento de 8.4 Mw. La aceleración horizontal máxima del suelo medida en la estación Moquegua (Acelerómetro) es de 250 gals y se calculó una intensidad de VI – VII en la escala Mer calli Modificada ocurrido un sábado 23 de junio de 2001, y afecto los departamentos peruanos de Arequipa, Moquegua y Tacna. Este fue el más devastador terremoto del Perú desde la catástrofe de 1970 en Ancash y globalmente el más largo terremoto registrado y el mayor terremoto desde el terremoto de la Isla Rat de 1965. A pesar de su gran tamaño, el terremoto dejó un número de muertes de sólo 75 personas, incluyendo 26 que murieron como consecuencia de un posterior tsunami, en Camaná, que también causó la desaparición de 64 personas. El bajo número de muertos fue al menos parcialmente, debido a que el tsunami afectó la mayoría de ciudades turísticas fuera de temporada y se golpeó durante la marea baja. Aproximadamente 2,700 personas fueron afectadas por el terremoto, 17,500 casas fueron destruidas y 35,550 dañadas directamente en los alrededores de las ciudades de Arequipa, Camaná, Moquegua y Tacna. El terremoto también se sintió con gran intensidad en el norte de Chile. c. El Terremoto del Nazca
El 12 de Noviembre de 1996., Se produjo un violento Terremoto en el Sur del país provincias de Ica, Pisco, Nazca y Palpa en el departamento de Ica; Caravelí y Caylloma en el Departamento de Arequipa, Lucanas y Coracora en Ayacucho, Huaytará en Huancavelica. Fue de Magnitud 6.4 en la escala de Richter. 17 muertos, 1,591 heridos, 94,047 damnificados, 5,346 viviendas destruidas, 12,700 viviendas afectadas. Dado que el sismo se localizó al Sur Oeste de Nazca los mayores daños se registraron en dicha ciudad destruyendo el 90% de las viviendas.
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En el presente trabajo de tesis se muestran fotos de algunas viviendas dañadas por los sismos de Arequipa en el 2001, y Pisco en el 2007, tomadas por el autor del presente trabajo de tesis 2.5. EVALUACION DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA FISICA A continuación presentamos a través de un diagrama de flujo el proceso del análisis de vulnerabilidad sísmica (Ver Figura # 2.13);
Figura 2.13; Diagrama de flujo el proceso del análisis de vulnerabilidad sísmica. Fuente Elaboración propia
30
2.5.1.Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica Física Es el proceso mediante el cual se clasifican a las estructuras de acuerdo a la calidad estructural intrínseca de las mismas dentro de un rango de baja vulnerabilidad a alta vulnerabilidad ante la acción de un terremoto Una vez establecida la amenaza sí smica potencial sobre la ciudad, se debe evaluar la vulnerabilidad de la misma ante dicha amenaza, esto es la afectación o dañ o que van a tener las estructuras ante la ocurrencia del si smo.
2.5.2. Propósito de la Evaluación de Vulnerabilidad Los análisis de vulnerabilidad estructural se realizan con el propósito de evaluar la seguridad sísmica en las edificaciones existentes. Estos análisis se realizan en estructuras que hayan sido o no dañados por sismos, dichos estudios indican la necesidad de refuerzo estructural, con el fin de asegurar el funcionamiento ininterrumpido de un establecimiento con posterioridad a un sismo. El análisis indica entre otras cosas, las deficiencias a nivel de estructuración, configuración física y resistencia de sus elementos, que hacen de la estructura una edificación vulnerable. 2.5.3.Factores que Propician la Vulnerabilidad Sísmica de las Estructuras Existen algunas condiciones de la edificación que por simple observación pueden dar una idea del comportamiento de su estructura durante un sismo; En la tabla Nro. 2.1 se muestran los factores físicos que propician la vulnerabilidad sísmica de una edificación. Tabla # 2.1; Factores f ísicos que prop ician La Vulnerabilidad Sísmica
• Forma geométrica regular y
aproximadamente simétrica • Largo menor que tres veces el ancho • No tiene “entradas y salidas” como las que se muestran en las otras dos figuras, visto en planta como en altura
• Presenta algunas irregularidades
en planta o en altura no muy pronunciadas
31
• El largo es mayor que 3 veces
el ancho
• Existen muros estructurales en
las dos direcciones principales de la vivienda y estos son confinados o reforzados • Hay una longitud totalizada de muros en cada una de las direcciones principales iguales al menos al valor dado por la ecuación Norma E-070 • La mayoría de los muros se
encuentran en una sola dirección aunque existen uno o varios en la otra dirección • La longitud de muros en la dirección de menor cantidad de muros es ligeramente inferior a la calculada con la formula anterior • Más del 70% de los muros
están en una sola dirección • Hay muy pocos muros reforzados o confinados • La longitud total de muros estructurales en cualquier dirección es mucho menor que la calculada con la ecuación anterior.
32
C. • La mayoría de los muros
estructurales son continuos desde la cimentación hasta la cubierta
• Algunos muros presentan
discontinuidades desde la cimentación hasta la cubierta
• La mayoría de los muros no son
continuos en altura desde su cimentación hasta la cubierta • Cambio de alineación en el sistema de muros en dirección vertical • Cambio de sistemas de muros en pisos superiores a columnas en el piso inferior
A. • El espesor de la mayoría las
juntas de pega esta entre 0.7 y 1.3 cm • Las juntas son uniformes y continuas • Hay juntas de buena calidad verticales y horizontales rodeando cada unidad de mampostería • El mortero es de buena calidad y presentan buena adherencia con las piezas de mampostería 33
• El espesor de la mayoría de
las pegas es mayor a 1.3 cm o menor de 0.7 cm • Las juntas no son uniformes • No existen juntas verticales o son de mala calidad • La pega es muy pobre entre
los bloques, casi inexistente. • Poca regularidad en la alineación de las piezas. • El mortero es de muy mala calidad o evidencia separación con las piezas de mampostería • No existen juntas verticales y/o horizontales en zonas del muro
• Las unidades de mampostería •
•
•
• •
• •
•
están trabadas Las unidades de mampostería son de buena calidad: No presentan agrietamientos importantes no hay piezas deterioradas o rotas Las piezas están colocadas de manera uniforme y continua hilada tras hilada Algunas piezas está trabadas, mientras otras no lo están. Siendo la mayoría de la primera clase Algunas piezas presentan agrietamientos o deterioro. Algunas piezas están colocadas de manera uniforme y continua hilada tras hilada Las unidades de mampostería no están trabadas Las unidades de mampostería son de muy mala calidad: Se presentan agrietamientos importantes con piezas deterioradas o rotas Las piezas no están colocadas de manera uniforme y continua hilada tras hilada 34
El Mortero no se deja rayar o desmoronar con un clavo o con herramienta metálica. • El concreto tiene buen aspecto sin cangrejeras y el acero no está expuesto. • En los elementos de confinamiento en concreto reforzado, hay estribos en buena densidad y por lo menos 3 o 4 barras # 3 en sentido longitudinal. • El ladrillo es de buena calidad, no está muy fisurado, quebrado o despegado y resiste caídas de por lo menos 2 mts. de alto sin desintegrarse ni deteriorarse de forma apreciable. •
•
Se cumplen varios de los requisitos mencionados anteriormente.
•
No se cumplen más de dos requisitos mencionados anteriormente
Todos los muros de mampostería están confinados con vigas y columnas de concreto reforzado alrededor de ellos. • El espaciamiento máximo entre los elementos de confinamiento es del orden de 4 mts. o la altura entre pisos. • Todos los elementos de confinamiento tiene refuerzo tanto longitudinal como transversal y está adecuadamente dispuesto. •
35
•
Algunos de los muros no cumplen con los requisitos anteriormente mencionados anteriormente.
• La mayoría de los muros de
mampostería de la vivienda no tienen confinamiento mediante columnas o vigas de concreto reforzado.
Las columnas y vigas tienen más de 20 cms de espesor o más de 400 cm2 de área transversal. • Las columnas y vigas tiene al menos 4 barras # 3 longitudinales y estribos espaciados a no más de 10 a 15 cms. • Existe un buen contacto entre el muro de mampostería y los elementos de confinamiento. • El refuerzo longitudinal de las columnas y las vigas debe estar adecuadamente anclado en sus extremos y a los elementos de la cimentación •
•
No todas las columnas y vigas cumplen con los requisitos anteriores
•
La mayoría de las columnas y vigas de confinamiento no cumplen con los requisitos establecidos anteriormente
36
•
Existen vigas de amarre en concreto reforzado en todos los muros
•
No todos los muros o elementos de mampostería disponen de vigas de amarre
•
La vivienda no dispone de vigas de amarre en los muros o elementos de mampostería
Las aberturas en los muros estructurales totalizan menos del 35% del área total del muro. • La longitud total en las aberturas en el muro corresponde a menos de la longitud total del muro. • Existe una distancia desde el borde del muro hasta la abertura adyacente igual a la altura de la misma o 50 cm , la que sea mayor. •
•
No se cumplen algunos de los requisitos en algunos de los muros de la vivienda
37
•
Muy pocos o ningún muro estructural de la vivienda cumple con los requisitos anteriores
Existen tornillos, alambres o conexiones similares que amarran el techo a los muros • Ay arriostramiento de las vigas y la distancia entre vigas no es muy grande. • La cubierta es liviana y esta debidamente amarrada y apoyada a la estructura de la cubierta •
•
La losa de entrepiso no cumple con alguna de las anteriores consideraciones.
La cubierta no cumple con varias de las anteriores consideraciones. • Los entrepisos están conformados por madera o combinaciones de materiales y no proporcionan las características de continuidad y amarre deseados. •
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La losa está conformado por losas de concreto reforzado que funcionan monolíticamente. • La losa se apoya de manera adecuada a los muros de soporte y proporciona continuidad y monolitismo. • La losa es continua, monolítica y uniforme en relación con los materiales que la conforman. • Alguno de los requisitos anteriores se cumplen •
La mayoría de los requisitos mencionados anteriores no se cumplen. • La cubierta es pesada y no está debidamente arriostrada o soportada. •
La cimentación está conformada por cimientos corridos bajo los muros estructurales • Los cimientos corridos conforman anillos cerrados • Los cimientos corridos tienen una profundidad mínima de 0.8 mts. •
La cimentación no está debidamente arriostrada • No se cumplen algunos de los requerimientos anteriores •
39
•
La edificación no cuenta con una cimentación adecuada de acuerdo a los requerimientos anteriores
El suelo de la cimentación es duro. Esto se puede saber cuando alrededor de la edificación no existen hundimientos, cuando no se evidencian árboles o postes inclinados, no se siente vibración cuando pasa un vehículo pesado cerca de la vivienda o en general cuando las viviendas no presentan agrietamientos o daños generalizados especialmente grietas en los pisos o hundimientos y desniveles en el mismo. El suelo de fundación es de mediana resistencia. Se puede presentar en general algunos hundimientos y vibraciones por el paso de vehículos pesados. Se puede identificar algunos daños generalizados en viviendas o manifestaciones de asentamientos pequeños El suelo de la fundación es blando o es arena suelta. Se sabe por el hundimiento de las zonas vecinas, se siente la vibración de vehículos pesados y la vivienda ha presentado asentamientos considerables al paso del tiempo. La mayoría de las viviendas de la zona presentan agrietamientos y/o hundimientos
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La topografía donde se encuentra la vivienda es plana o muy poca inclinada
La topografía donde se encuentra la vivienda tiene un ángulo entre 20 a 30 grados de pendiente
La vivienda se encuentra localizada en pendientes con una inclinación mayor de 30 grados con la horizontal.
Fuente; Adaptado de la Referencia Bibliográfica (9) Por todo esto, se hace necesario evaluar las edificaciones para determinar su vulnerabilidad ante la presencia de un sismo. A continuación se describe el método utilizado para realizar las evaluaciones en las edificaciones. 2.5.4.Metodologías de Análisis de Vulnerabilidad Sísmica Los procedimientos de evaluación de la vulnerabilidad sísmica se clasifican en dos: •
Métodos cualitativos
•
Métodos cuantitativos
a. Métodos Cualitativos Los métodos cualitativos tienen como objetivo evaluar de forma rápida y sencilla las condiciones de seguridad estructural de la obra. Con estos métodos la estructura recibe una clasificación de acuerdo a la evaluación de parámetros tales como la edad de la edificación, el estado de conservación, la característica de los materiales, el número de pisos, la configuración geométrica arquitectónica y la estimación de la resistencia al cortante en base al área de los elementos 41
verticales resistentes en cada piso y dirección. También reciben clasificación las condiciones geológicas y la amenaza sísmica en el sitio de la obra. La calificación de los métodos cualitativos sirve para realizar un tamizado y reafirmar la seguridad de la estructura. Si con este diagnóstico alguna edificación resulta ser insegura, se requerirá de análisis cuantitativos más detallados para conocer su vulnerabilidad sísmica. b. Métodos Cuantitativos
Los métodos cuantitativos deben determinar la resistencia de la estructura principal. Sus procedimientos en términos generales son muy parecidos a las del diseño de estructuras nuevas sismo-resistentes; la diferencia con respecto a los métodos de diseño radica en que en el diseño de estructuras nuevas el diseñador provee un nivel de ductilidad a la estructura, en cambio, en el análisis de vulnerabilidad la ductilidad es un valor propio de la estructura y en muchas ocasiones es incierto. Los métodos cuantitativos requieren de la mayor recopilación de información posible, por lo tanto son más precisos que los cualitativos, al momento de predecir el tipo de falla y donde estas se producirán, estos métodos son más confiables al momento de estimar la seguridad de una edificación frente a sismos. Si la estructura no cumple los requisitos de resistencia, flexibilidad y ductilidad debe ser objeto de refuerzo a fin de elevar su nivel de seguridad sísmica estructural.
2.5.5.Método del Indice de Vulnerabilidad El análisis del comportamiento de edificios, durante terremotos ocurridos desde el año 1976 en diferentes regiones de Italia, ha permitido a los investigadores de este país identificar algunos de los parámetros más importantes que controlan el daño en los edificios. Estos parámetros se han compilado en un formulario de levantamiento, el cual se viene utilizando desde el año 1982, con el propósito de determinar de una forma rápida y sencilla la vulnerabilidad sísmica de edificaciones existentes. La combinación de dichos parámetros, por medio de una escala predefinida, en un único valor numérico llamado Índice de Vulnerabilidad es lo que se conoce hoy en día como el método del Índice de Vulnerabilidad . La escala que se utiliza para calificar los diferentes parámetros que influyen en el comportamiento de los edificios de mampostería se conoce como la escala de vulnerabilidad de Benedetti-Petrini. Ver Ref. (10) y (11). El método del índice de vulnerabilidad ha sido ampliamente utilizado en Italia durante los últimos quince años y su gran aceptación en este país ha quedado demostrada por el GNDT (Grupo Nazionale per la Difesa dei Terremoti) que lo ha adoptado para los planes de mitigación de desastres a nivel gubernamental. a. Cálculo del índice de vulnerabilidad De acuerdo con la escala de vulnerabilidad de Benedetti-Petrini, el índice de vulnerabilidad se obtiene mediante una suma ponderada de los valores numéricos que expresan la "calidad sísmica" de cada uno de los parámetros estructurales y no estructurales que, se considera, juegan un papel importante en el comportamiento sísmico de las estructuras de mampostería. A cada parámetro se le atribuye, durante las investigaciones de campo, una de las cuatro clases A, B, C, D siguiendo una serie de instrucciones detalladas con el propósito de minimizar las 42
diferencias de apreciación entre los observadores. A cada una de estas clases le corresponde un valor numérico Ki que varía entre 0 y 45, como se observa en la Tabla 2.2. Así, por ejemplo, si el parámetro número cuatro "posición del edificio y de la fundación" corresponde a una configuración insegura desde el punto de vista sísmico, se le asigna la clase “D” y el valor numérico K4 = 45. Por otra parte, cada parámetro es afectado por un coeficiente de peso Wi, que varía entre 0.25 y 1.5. Este coeficiente refleja la importancia de cada uno de los parámetros dentro del sistema resistente del edificio. De esta forma, el índice de vulnerabilidad VI se define por la siguiente expresión: 11
VI=∑K i Wi i =1
Tabla # 2.2; Escala de Vulnerabil idad de Benedetti-Petrin i Clase K i Parámetros
Peso Wi
1. Organización del sistema resistente.
0
5
20
45
1.00
2. Calidad del sistema resistente.
0
5
25
45
0.25
3. Resistencia convencional.
0
5
25
45
1.50
4. Posición del edificio y cimentación.
0
5
25
45
0.75
5. Diafragma horizontales.
0
5
15
45
1.00
6. Configuración en planta.
0
5
25
45
0.50
7. Configuración en elevación.
0
5
25
45
1.00
8. Confinamiento de muros.
0
5
25
45
0.25
9. Tipo de cubierta.
0
15
25
45
1.00
10. Elementos no estructurales.
0
0
25
45
0.25
11. Estado de conservación.
0
5
25
45
1.00
Escala de vulnerabilidad de Benedetti-Petrini ; Fuente Recopilado Ref. (10)
Al analizar la ecuación del Indice de Vulnerabilidad ; 11
VI=∑K i W i i =1
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