Gestión del Riesgo - Manizales

EVALUACION DEL RIESGO SISMICO

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Para la evaluación de riesgo sísmico de las edificaciones debe adelantarse la evaluación de la amenaza sísmica. La amenaza sísmica se hace a nivel de superficie del terreno en la ciudad y adicionalmente la estimación de la vulnerabilidad sísmica asociada con tipos constructivos predominantes.

El riesgo sísmico puede expresarse en términos de varios parámetros tales como porcentaje de pérdida, porcentaje de daños, valoración total de daños, número de heridos, número de muertos y otras, para cada escenario de amenaza.

También hay estimaciones propuestas del riesgo sísmico a través de indicadores, pero igualmente se parte a partir de la estimación de pérdidas de los escenarios urbanos de daños por sismo, debido a que estas estimaciones son el resultado de la convolución de la amenaza sísmica con la vulnerabilidad física de los edificios y de la infraestructura.

Amenaza Sísmica
También conocida como peligro sísmico, se cuantifica en términos de los periodos de retorno de intensidades sísmicas relevantes en el comportamiento de las estructuras. Este se calcula de manera indirecta, evaluando primero la tasa de actividad sísmica en las fuentes generadoras de temblores, y después se integran los efectos que producen, en un sitio dado, los sismos que se generan en la totalidad de las fuentes.

La primera parte investiga la tectónica del territorio, y la sismicidad que las fuentes generan en una región determinada.

 


Placas tectónicas en Colombia

 

Estas fuentes deben caracterizarse a través de ecuaciones basadas en los datos sísmicos existentes para la zona, y requiere una evaluación probabilística de ciertos parámetros.

La segunda parte necesita conocer en detalle las condiciones geotécnicas locales, las cuales permiten formular un modelo de subsuelo, de manera que puede estimarse mediante la propagación de las señales en roca hasta la superficie del terreno, las respuestas esperadas en superficie, bien sea en términos de acelerogramas, espectros de aceleración, aceleraciones máximas o cualquier variable relacionada.

Una vez determinada la tasa de actividad de cada una de las fuentes sísmicas, es necesario evaluar los efectos que, en términos de intensidad símica, produce cada una de ellas en el sitio de interés. Relacionando la magnitud, posición relativa fuente-sitio e intensidad sísmica se obtienen las leyes de atenuación.

Otro aspecto importante es el efecto del tipo de suelo (geología local) sobre la amplitud y la naturaleza de las ondas sísmicas, que ha sido reconocido desde hace mucho tiempo como crucial en la estimación del peligro sísmico.

La amenaza sísmica, pues, puede calcularse considerando la suma de los efectos de la totalidad de las fuentes sísmicas y la distancia entre cada fuente y el sitio donde se encuentra la estructura.

El peligro sísmico se expresa en términos de la tasa de excedencia de los valores dados de intensidad sísmica que al ser representados en un mapa pueden generar espectros de peligro uniforme, a partir de los cuales se podrían obtener espectros de diseño.

 


Mapa de la microzonificación sísmica de Manizales

 

La amenaza sísmica se cuantifica en términos de los periodos de retorno (o sus inversos, las tasas de excedencia) de intensidades sísmicas relevantes en el comportamiento de las estructuras. La tasa de excedencia de una intensidad sísmica se define como el número de veces, por unidad de tiempo, en que el valor de esa intensidad sísmica es excedido.


Vulnerabilidad estructural
Es la relación entre la intensidad sísmica y el nivel de daño. Se puede medir con la aceleración espectral. El nivel de daño se puede estimar tomando la deriva de entrepiso como parámetro de referencia, el cual se calcula como el desplazamiento relativo entre dos niveles contiguos, dividido entre la altura del piso. La expresión que usa para determinar la distorsión de entre piso incluye la relación entre el máximo desplazamiento lateral en el nivel superior de la estructura y el desplazamiento espectral, para un modelo de comportamiento lineal; la relación entre la máxima distorsión de entrepiso y la distorsión global de la estructura; la relación entre el desplazamiento lateral del modelo de comportamiento inelástico y el desplazamiento máximo del modelo elástico lineal; y factores que dependen de la ubicación de la estructura, el tipo estructural, el tipo de suelo y el año de construcción, entre otros.

La vulnerabilidad estructural puede ser incrementada por factores como irregularidades en planta o en altura, golpeteo con edificaciones vecinas, daños previos no reparados, columnas cortas, etc.

La vulnerabilidad sísmica de una edificación se tiene en cuenta en mediante curvas de vulnerabilidad (curva que relaciona el daño en los elementos estructurales y no estructurales como el aumento de la intensidad sísmica). Para determinar las curvas de vulnerabilidad se generan modelos analíticos para reproducir el comportamiento de la estructura ante un sismo con características definidas, en la medida que se disponga de información acerca de las propiedades de los materiales utilizados en la construcción de la edificación y la geometría de la estructura es posible generar curvas de vulnerabilidad específicas.

 


Funciones de Vulnerabilidad basadas en la relación de deformación y daño


El grado de vulnerabilidad de la edificación y de los contenidos se califica teniendo en cuenta los aspectos principales reconocidos durante la visita de inspección. Se determinan los tipos de estructuras estudiadas para estimar su vulnerabilidad teniendo en cuenta tanto aspectos generales como particulares.

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