RESUMEN EJECUTIVO VULNERABILIDAD MUNICIPAL

7/18/2019 RESUMEN EJECUTIVO VULNERABILIDAD MUNICIPAL

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RESUMEN EJECUTIVO

REA DE ESTUDIO

METODOLOGA

TRABAJO DE CAMPO

AMENAZA SSMICA

EVALUACIN DE LA VULNERABILIDAD

EVALUACIN DE DAO

COMPORTAMIENTO DE EDIFICIOS

MEDIDAS DE MEJORAMIENTO

BASE DE DATOS ESPACIAL


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Tabla de contenido

1. REA DE ESTUDIO .................................................................................72. METODOLOGA DE TRABAJO ..................................................................83. TRABAJO DE CAMPO ............................................................................124. AMENAZA SSMICA ..............................................................................135. EVALUACIN DE LA VULNERABILIDAD ................................................156. EVALUACIN DE LOS ESCENARIOS DE DAO.......................................157. EVALUACIN DE PRDIDAS.................................................................238. COMPORTAMIENTO DE EDIFICIOS.......................................................259. MEDIDAS DE MEJORAMIENTO..............................................................2710. BASE DE DATOS ...................................................................................33

Lista de TablasTabla 1.Matriz de Probabilidad de Dao para Aaigual a 0.02g. ............................. 10Tabla 2.Matriz de Probabilidad de Dao para Aaigual a 0.05g. ............................. 10Tabla 3.Matriz de Probabilidad de Dao para Aaigual a 0.1g. ............................... 10Tabla 4.Matriz de Probabilidad de Dao para Aaigual a 0.15g. ............................. 11Tabla 5.Matriz de Probabilidad de Dao para Aaigual a 0.2g. ............................... 11Tabla 6.Matriz de Probabilidad de Dao para Aaigual a 0.25g. ............................. 11Tabla 7. Niveles de Aceleraciones pico efectiva definido para la obtencin de las

funciones de vulnerabilidad. ................................................................ 14

Tabla 8.Parmetros para la definicin de los espectros ........................................ 14Tabla 9 Resumen del comportamiento de los edificios .......................................... 27Tabla 10 Relacin de escalas de dao ................................................................ 27Tabla 11.Identificacin de problemas existentes y medidas de intervencin. .......... 31

Lista de Figuras

Figura 1. Zona de estudio................................................................................... 7Figura 2.Barrios con mayor porcentaje de manzanas ............................................ 8Figura 3.Funciones de vulnerabilidad calculadas para las edificaciones de

mampostera..................................................................................... 10Figura 4.Mapa de Zonas Ssmicas Homogneas, Municipio de Floridablanca........... 13Figura 5.Espectros elsticos de respuesta utilizados en el proceso de simulacin.... 15Figura 6.Mapa de vulnerabilidad ssmica para las edificaciones de la zona de estudio.16Figura 7.Mapa de dao para una Aaigual a 0,02g............................................... 17Figura 8.Mapa de dao para una Aaigual a 0,05g............................................... 18Figura 9.Mapa de dao para una Aaigual a 0,10g............................................... 19Figura 10.Mapa de dao para una Aaigual a 0,15g............................................. 20Figura 11.Mapa de dao para una Aaigual a 0,20g............................................. 21


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Figura 12.Mapa de dao para una Aaigual a 0,25g............................................. 22Figura 13.Prdidas econmicas para diferentes valores de Aa. ............................. 23Figura 14.Nmero de muertos para diferentes valores Aa. .................................. 23

Figura 15.Nmero de heridos para diferentes valores de Aa. ............................... 24Figura 16.Plantas estructurales y modelos analizados para los edificios de Altos deBellavista y Bellavista......................................................................... 25

Figura 17.Plantas estructurales y modelos analizados para los edificios dePanorama, Colon y Andaluca .............................................................. 26

Figura 18Problemas asociados a aspectos estructurales. ..................................... 28Figura 19Problemas asociados a aspectos constructivos...................................... 29Figura 20Problemas asociados a la pendiente y al tipo de suelo. .......................... 29Figura 21Problemas asociados al entorno.......................................................... 29Figura 22Algunas medidas para disminuir la vulnerabilidad ssmica de las

edificaciones de las edificaciones de mampostera.................................. 32Figura 23 Informacin de niveles de dao en las manzanas visualizado desde el SIG34Figura 24 Programa para las consultas de la base de datos. ................................ 35


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Floridablanca es una ciudad localizada en el Nororiente colombiano, en elDepartamento de Santander, dentro de un contexto geolgico,geomorfolgico y tectnico complejo, el cual la hace altamente vulnerable a

la accin de los terremotos.

La alta actividad ssmica de la regin, la existencia de fallas activas quepasan directamente sobre ella, la geologa de los materiales y la morfologade altas montaas hacen del Municipio de Floridablanca una zona deamenaza ssmica alta.

Anexo a lo anterior se presentan otros aspectos que incrementan elproblema que producen los terremotos y, son el acelerado y descontroladoproceso de urbanizacin de la zona de estudio debido al crecimientopoblacional, la imprevisin al construir, la necesidad de vivienda econmicaque obliga a algunos de sus habitantes a construir en zonas de alto riesgossmico, y en ciertos casos al psimo manejo del problema ssmico en los

proyectos y construcciones de sus viviendas.

Luego, estos aspectos muestran el alto grado de riesgo ssmico al que seencuentran sometidas las edificaciones de la zona de estudio, ello en raznno solamente a la alta amenaza a la que estn expuestas, sino a la altavulnerabilidad ssmica de sus edificaciones. Por ello, es de esperar que antela ocurrencia de un evento ssmico los niveles de dao, las prdidaseconmicas y sociales, y el nmero de vctimas sea considerable.

Por consiguiente, la Alcalda de Floridablanca siendo consiente de lanecesidad de disminuir el riesgo al que se encuentra expuesta la zona,realizo un convenio nter administrativo 12-061 de 2005, para cuantificar el

nivel de dao y de prdidas que se pueden producir si ocurre un terremoto.De esta manera, el objetivo planteado en el convenio fue realizar unametodologa para valorar el riesgo debido a amenazas naturales, en estaetapa la debida a sismo, que se presenta en zonas urbanas de ciudadescolombianas, de tal manera que fuera integrada, consolidada y aplicada a laevaluacin y zonificacin del riesgo en zonas urbanas del municipio deFloridablanca.

Este objetivo fue cumplido, y por medio del presente documento se exponela metodologa propuesta para la evaluacin de los niveles de dao que sepueden alcanzar debido al sismo probable. La metodologa propuestaconsiste en la construccin de funciones de vulnerabilidad ssmica y

matrices de probabilidad de dao para diferentes escenarios ssmicos. Seconstruyeron para valores de aceleracin mximas de 0.25g, 0.20g, 0.15g,0.10g, 0.05g y 0.02 g, introduciendo el espectro propuesto por la NSR-98en roca.Con la metodologa propuesta se realizo su aplicacin en la zona de estudiodel Municipio de Floridablanca, para ello fue necesario realizar ellevantamiento de las caractersticas generales de las edificaciones, y conellas se les defini el nivel de dao que pueden alcanzar.

Adems de la metodologa planteada, se presenta como resultado mapas enlos cuales se puede apreciar el nivel de daos que pueden llegar aproducirse en las manzanas de la zona de estudio para cada uno de los


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escenarios. El estimativo de dao por manzana corresponde al promedio delos valores de dao de las edificaciones. Los resultados de dao, porconsiguiente, no se pueden tomar como estimativos para cada una de las

edificaciones individuales que pertenecen a la manzana.

As mismo, otro resultado presentado en esta proyecto es la base de datosde las edificaciones de la zona de estudio, en ella se pueden identificar, porpredio, el tipo de estructura, material, cubierta, estado de conservacin,pendiente del terreno, irregularidades, tipo de diafragma, etc.; y a su vez,por manzana se puede conocer los niveles de dao que posiblemente sealcancen para los diferentes escenarios ssmicos.

El estudio fue realizado basado en la definicin de amenaza presentado enel estudio de Zonificacin Sismogeotcnica Indicativa del rea Metropolitanade Bucaramanga, por ello los resultados de igual manera correspondenvalores indicativos. Sin embargo, en base a los mapas de dao se pueden

proponer planes de mitigacin y planificar la atencin antes y despus deldesastre.

En el caso de los edificios de urbanizaciones como Colon, Andaluca, Altos deBellavista, Bellavista y Panorama, los estimativos de dao se obtuvieronestudiando el comportamiento no lineal de una edificacin por conjunto,exceptuando altos de Bellavista en la cual se estudiaron dos. El anlisis serealizo sin considerar el movimiento relativo que se puede presentar en labase de los edificios, debido a que esta informacin no era conocida y noestaba dentro de los alcances del estudio evaluarla.

Recomendaciones son planteadas con la finalidad de disminuir el riesgo, sin

embargo, la alta vulnerabilidad de la zona y las medidas van encaminadas acontrolar el crecimiento de la zona y el planteamiento de medidas quedisminuyan las perdidas en el momento de un evento.

Finalmente, los mapas de dao del estudio asociados a los posiblesescenarios ssmicos propuestos en el estudio de ZonificacinSismogeotcnica Indicativa del rea Metropolitana de Bucaramanga sonpara el espectro de respuesta del modelo de la Falla Bucaramanga-SantaMartha el mapa con un Aa de 0,15g y para el espectro de respuesta delmodelo de la falla Frontal se puede asociar al mapa con un Aade 0,25g. Losrestantes mapas corresponden a escenarios ssmicos de menor intensidadque pueden servir a la administracin pblica para planear medidas demitigacin y prevencin.

Esta primera fase del estudio ha sido desarrollada exclusivamente conpropsitos de mitigar el riesgo ssmico, de tomar conciencia y para laplanificacin de emergencias originadas por terremotos. Sus estimacionesestn basadas en las condiciones expuestas en el estudio.

Las estimaciones de los daos, prdidas econmicas y nmero de vctimastienen un especial significado para la toma de conciencia, la reduccin deriesgos y los preparativos para la atencin de emergencia, an cuando noexista una forma de llevar a cabo una calibracin con base en un sismosignificativo reciente ocurrido en Floridablanca, lo cual ocasiona un nivel deincertidumbre en los resultados puede llegar a ser equivalente a un factor


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del orden de 5 para la estimacin de los daos y de 10 para la estimacindel nmero de vctimas.

Es importante mencionar que no se han realizado estimaciones de prdidasdirectas para amenazas colaterales o de segundo orden, tales comodesplazamiento de fallas en superficie, deslizamientos, licuacin de suelos nide prdidas indirectas causadas por incendios o escape de sustanciastxicas. El alcance de este estudio no considera evaluaciones del impactosocial ni de costos de rehabilitacin y reconstruccin.


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Convenio Interadministrativo 12-061 de 2005 7

1. REA DE ESTUDIO

La zona de estudio comprende un total de 78 barrios, con aproximadamente 760manzanas y 12000 predios (Figura 1).

Figura 1. Zona de estudio.


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RESUMEN

EJECUTIVO

Convenio Interadministrativo 12-061 de 2005

El rea de estudio se encuentra constituida por las comunas Caldas-Reposo con un60% de los predios, Valencia-Santana con un 20%, La Cumbre-El Carmen con un 15%y el otro 5% distribuido en las comunas restantes. El porcentaje de manzanas para los

barrios ms poblados se ilustran en la Figura 2.

0,00%

1,00%

2,00%

3,00%

4,00%

5,00%

6,00%

7,00%

8,00%

9,00%

10,00%

%demanzanasdelTotal

SANTAANA

LACUMBRE

LATRINIDAD

ELREPOSO

ALTOSDEVILLABEL

ZAPAMANGAV

LASVILLAS

ZAPAMANGAIV

VILLALUZ

FLORIDACAMPESTRE

PANORAMACASAS

LASPALMERAS

SANBERNARDO

SANTAHELENAII

PORTALDEISRAEL

PRADOSDELSUR

ELCARMENI

ELCARMENII

ZAPAMANGAVI

CALDAS

Figura 2.Barrios con mayor porcentaje de manzanas

2. METODOLOGA DE TRABAJO

Para el desarrollo del estudio de riesgo ssmico se procedi a realizar las tareas de

recopilacin de la informacin, definicin de la metodologa de estudio, levantamientode la informacin en campo, evaluacin de la vulnerabilidad, evaluacin del daossmico, estimacin de prdidas econmicas y humanas y formulacin derecomendaciones.

Recopilacin de la informacin.

Buena parte de la informacin fue suministrada por la Alcalda de Floridablanca, la cualcomprendi la cartografa bsica, el POT, el modelo de objetos POT, reas construidas,ao de creacin de los barrios, zonas de estudio, informacin sobre las fallasgeolgicas, uso del suelo urbano, zonificacin geotcnica, informacin de comunas,

barrios, manzanas y predios.

A su vez, para el estudio de amenaza ssmica se cont con el estudio deMicrozonificacin Ssmica del rea Metropolitana de Bucaramanga1. Finalmente, seobtuvo informacin de algunos planos estructurales de edificaciones de concreto ymampostera.

1Ingeominas, 2002.


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Metodologa para la evaluacin del riesgo debido a amenazas enzonas urbanas de ciudades colombianas.

Caso de estudio: FloridaBlanca


Definicin de la metodologa de estudio.

Para el desarrollo de la evaluacin del riesgo ssmico se calcularon funciones devulnerabilidad y matrices de probabilidad de dao, basadas en opinin de expertos yanlisis de dao sobre edificaciones hipotticas.

Las funciones representan la relacin de un ndice de vulnerabilidad y un ndice dedao, donde el ndice de vulnerabilidad se evala a partir de las caractersticas de laedificacin que ms influyen en su respuesta ante el sismo; y el ndice de dao seestima a partir de la respuesta de los elementos estructurales de las edificaciones antela accin del sismo.

Para la definicin de la funciones de vulnerabilidad el procedimiento general se bas enanalizar el posible comportamiento de las edificaciones ante un terremoto, a travs dela simulacin de 6000 edificaciones hipotticas.

Para el proceso de simulacin del comportamiento ssmico y la respectiva evaluacindel ndice de dao estructural de las edificaciones hipotticas para la zona de estudiode Floridablanca se realiz el programa PDAO, el cual fue elaborado en Visual Basic,logrando interactuar con la hoja de clculo de Microsoft Excel donde se definierontodos los parmetros referentes a las edificaciones hipotticas, al igual que laevaluacin de los ndices de vulnerabilidad y la accin ssmica correspondiente.

Despus de utilizar el programa de PDAOse obtuvieron como resultado, los puntosdefinidos por el ndice de vulnerabilidad en abscisas y el ndice de dao en ordenadas.En vista de la gran cantidad de puntuaciones (6000 puntos de ndice de vulnerabilidad- dao global) y a su gran dispersin, se opt por establecer rangos de vulnerabilidad

de 0.025 y se calculo un ndice de dao representativo de los daos de lasedificaciones ubicadas y caracterizadas dentro de ese pequeo rango. As pues, sediscretizaron convenientemente las funciones de vulnerabilidad: cada valor de ndicede vulnerabilidad (abscisa) corresponde al valor promedio de su rango correspondientede ndices de vulnerabilidades, en tanto que su ordenada de dao asociadacorresponde al promedio de los daos de las edificaciones dentro del rangoconsiderado.

En la Figura 3 se ilustran todas las funciones de vulnerabilidad calculadas y en lasTablas del 1 al 6 se muestran las matrices de probabilidad de dao para sismo con Aadesde 0.02ghasta 0.25g.


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RESUMEN

EJECUTIVO


Funciones de Vulnerabilidad

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ndice de Vulnerabilidad

ndicedeDao(%)

Aa=0.02

Aa=0.05

Aa=0.1

Aa=0.15

Aa=0.2

Aa=0.25

Figura 3.Funciones de vulnerabilidad calculadas para las edificaciones de mampostera.

Tabla 1.Matriz de Probabilidad de Dao para Aaigual a 0.02g.

Rango de Dao

P(D/V,Aa=0.02g) 0-5 6-20 21-45 46-80 81-100

3-5 92,67% 2,89% 2,78% 1,00% 0,67%

5-7 82,69% 5,91% 5,78% 3,08% 2,54%

7-10 64,00% 9,33% 10,27% 8,39% 8,00%


Rango de Dao

P(D/V,Aa=0.05g) 0-5 6-20 21-45 46-80 81-100

3-5 76,00% 2,89% 4,11% 5,78% 11,22%

5-7 60,68% 3,35% 4,52% 7,08% 24,37%

7-10 41,41% 2,35% 3,06% 6,75% 46,43%


Rango de Dao

P(D/V,Aa=0.1g) 0-5 6-20 21-45 46-80 81-100

3-5 36,67% 12,44% 11,00% 11,56% 28,33%

5-7 23,84% 9,02% 12,47% 10,27% 44,39%

7-10 7,61% 6,59% 11,22% 12,31% 62,27%


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Rango de Dao

P(D/V,Aa=0.15g) 0-5 6-20 21-45 46-80 81-100

3-5 11,89% 8,11% 15,00% 16,89% 48,11%

5-7 5,70% 5,25% 10,48% 12,92% 65,65%

7-10 2,35% 1,33% 2,82% 8,31% 85,18%


Rango de Dao

P(D/V,Aa=0.2g) 0-5 6-20 21-45 46-80 81-100

3-5 4,22% 3,56% 9,00% 15,11% 68,11%

5-7 1,96% 1,65% 5,41% 10,95% 80,03%

7-10 1,57% 0,39% 1,10% 2,82% 94,12%

Tabla 6.Matriz de Probabilidad de Dao para Aaigual a 0.25g.Rango de Dao

P(D/V,Aa=0.25) 0-5 6-20 21-45 46-80 81-100

3-5 1,11% 1,89% 5,11% 9,44% 82,44%

5-7 0,94% 0,65% 2,33% 6,69% 89,39%

7-10 1,10% 0,47% 0,39% 1,49% 96,55%

Levantamiento de la informacin en campo

Para la evaluacin del ndice de vulnerabilidad se requiri de las caractersticasgenerales estructurales y no estructurales de las edificaciones de la zona de estudio,

para ello se elabor el inventario de todas ellas.

Evaluacin de la vulnerabilidad

Definido el modelo de evaluacin del ndice de vulnerabilidad y constituida la base dedatos de las edificaciones de la zona de estudio, se procedi a calcular suvulnerabilidad y, con ello a construir el mapa de vulnerabilidad ssmica. En este mapase identific el grado de vulnerabilidad entre nada, poco, medianamente, muy yabsolutamente vulnerablepor manzana.

Evaluacin de dao ssmico

Construidas las funciones de vulnerabilidad ssmica para las edificaciones demampostera y con base en los valores calculados de ndice de vulnerabilidad seprocedi a calcular el dao para diferentes escenarios ssmicos.

Estimacin de prdidas econmicas y humanas

Basados en los niveles de dao para cada accin ssmica probable, se continu con laestimacin de prdidas econmicas debido a dao estructural, no estructural ycontenido y se defini, a su vez, el nmero de vctimas.


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RESUMEN

EJECUTIVO


Recomendaciones

Analizados los resultados se identificaron las causas del alto riesgo ssmico de la zona,

y con ello se definieron los lineamientos que se deben realizar como mnimo paradisminuir las prdidas.

3. TRABAJO DE CAMPO

El levantamiento de la informacin se realiz en dos etapas, una primera que tuvocomo finalidad conocer cada edificacin, de la zona, de forma general. En estelevantamiento se identificaron caractersticas como uso de la edificacin, sistemaestructural, ao de construccin, estado de conservacin, altura, nmero de pisos,material, proceso constructivo, geometra, calidad de la mampostera, tipo dediafragma, tipo de cubierta, existencia de elementos no estructurales, diferencias en el

nivel de cimentacin y aspectos relacionados con el entorno como existencia deempujes de tierra.

Posteriormente, en una segunda etapa se levant informacin detallada de algunasedificaciones de la zona de estudio, la cual se requiri para caracterizar algunos de susparmetros, como longitud de muros de carga, rea de muros resistentes, etc..

PROGRAMACIN FASE I: LEVANTAMIENTO GENERAL

Para el levantamiento general de las edificaciones se emplearon 5 encuestadores y uncoordinador de las labores de campo, los cuales fueron estudiantes de ltimo semestre

de Ingeniera Civil de la UIS. El levantamiento se program y realiz buscando que elequipo de encuestadores levantara un promedio de 500 casas diarias, trabajandomedia jornada.

As mismo, en esta fase se realiz un levantamiento fotogrfico de cada uno de losbarrios de la zona de estudio.

PROGRAMACIN FASE II: LEVANTAMIENTO DETALLADO

Una segunda toma de datos en campo fue necesaria para completar los parmetros delndice de vulnerabilidad, para ello, se inventariaron 60 casas.

Este levantamiento consisti en conocer el tipo de material del que est construida laedificacin, las caractersticas geomtricas del sistema resistente a cargas laterales y elnmero de habitantes, para lo cual se requiri entrar a la edificacin. De esta forma,de cada edificacin se obtuvo un esquema grfico de sus elementos resistentes ymuros divisorios; adems un registro fotogrfico fue realizado a cada una de lasedificaciones.


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4. AMENAZA SSMICA

Para la definicin de la amenaza ssmica se cont con el Estudio de MicrozonificacinSsmica Indicativa del rea Metropolitana de Bucaramangarealizado por INGEOMINASy contratado por la CDMB, y de el se tomo el Mapa Geotcnico, el Mapa de ZonasSsmicas Homogneas y los Espectros de Diseo propuestos.

Segn el estudio en el rea metropolitana de Bucaramanga, se encuentran tres zonasde respuesta dinmica diferente (ver Figura 4), en las cuales se pueden hacer lassiguientes observaciones:

Zona 1 - Roca: Esta zona comprende los depsitos de roca correspondientes a laformacin Girn y cualquier depsito que se pueda considerar como roca pura, losdepsitos considerados como roca blanda y/o suelos residuales competentes sobremanto rocoso. La Zona 1 tiene una forma espectral y aceleraciones mximas similares

a lo propuesto por la NSR-98.

Zona 2 Suelo Rgido:En esta zona se encuentra la mayor parte de la poblacin delrea metropolitana de Bucaramanga. Presenta aceleraciones espectrales mximasconsiderablemente altas.

Zona 3 - Llenos: Corresponde a los llenos, los cuales deben tener consideracionesespeciales dadas las altas aceleraciones espectrales que se pueden obtener.

Existen dos zonas adicionales las cuales no cuentan con un espectro de respuestadebido a que estn localizadas en zonas de reas restringidas, para su uso enedificacin, como son la zona de coluviones y las rondas de los ros.

Figura 4.Mapa de Zonas Ssmicas Homogneas, Municipio de Floridablanca.

El Estudio de Zonificacin Sismogeotcnica Indicativa del rea Metropolitana deBucaramanga define dos escenarios ssmicos controlados por la posible ocurrencia deun sismo a lo largo de las Fallas Bucaramanga Santa Marta y a la Falla Frontal en losLlanos Orientales. En ambos casos, el nivel de amenaza corresponde a una


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RESUMEN

EJECUTIVO


probabilidad de excedencia de 10% en 50 aos, es decir, un periodo de retorno de 475aos. El valor de aceleracin mxima del terreno reportada en el estudio para la fuentesismognica Bucaramanga Santa Marta es de 0.21g y de 0.16g para la fuente

ssmica falla Frontal de los Llanos Orientales. Estos dos escenarios son consistentescon las fuentes ssmicas que fueron definidas en el estudio de amenaza realizado porIngeominas y que asumimos como insumo al planear la metodologa planteada en lapresente investigacin. Luego, estos dos escenarios se consideran los ms probablesde ocurrencia en la zona de estudio.

De otro lado, tenemos que las Normas Colombianas de Diseo y Construccin Sismo Resistente NSR98 definen la amenaza asociada a una probabilidad de excedencia de laaceleracin horizontal del sismo de diseo igual a la formulada por el estudio deZonificacin Sismogeotcnica Indicativa del rea Metropolitana de Bucaramanga. Enbase a lo anterior, el estudio represent la accin ssmica a partir del espectro dediseo con un Aa recomendado para Floridablanca de 0,25g en la NSR-98, el cual essimilar al suelo tipo 1 (Roca) del estudio de zonificacin sismogeotcnica. De acuerdo alos objetivos del proyecto, se definieron 6 niveles de amenaza ssmica, Aa, entre 0.02gy 0.25g, para el proceso de simulacin de las funciones de vulnerabilidad, como seilustra en la Tabla 7. A su vez, estos escenarios ssmicos estudiados se relacionaroncon los posibles escenarios ssmicos probables del Estudio de ZonificacinSismogeotcnica Indicativa.

Tabla 7. Niveles de Aceleraciones pico efectiva definido para la obtencin de las funciones de vulnerabilidad.

EscenarioEstudiado

AceleracinPico Efectiva

(Aa)

EscenarioProbable

1 0.02g2 0.05g3 0.10g

4 0.15gFalla Bucaramanga-

Santa Marta5 0.20g6 0.25g Falla Frontal

Los escenarios ssmicos estudiados estn conforme a los alcances propuestos en elpresente estudio y acordes a la metodologa empleada para evaluar la amenaza, lavulnerabilidad y el riesgo. Los alcances de la investigacin se han limitado a lainformacin disponible, factible y justificable de conseguir sobre la amenaza en la zonade estudio. Por tal razn, las valoraciones y estimaciones resultantes del presenteestudio tienen asociadas diversas incertidumbres que provienen de la intensidad delmovimiento del suelo considerada, del dao causado por la intensidad del movimientodel suelo y de la estimacin de las prdidas.

La amenaza fue representada en funcin de espectros de aceleraciones para losvalores de Aaarriba mencionadas y para los parmetros presentados en la Tabla 8.

Tabla 8.Parmetros para la definicin de los espectrosParametro Clase ValorCoeficiente de sitio Roca 1.0Valor de Importancia Edificaciones de ocupacin normal 1.0

Definido todas las variables que se involucran en la determinacin del espectro deaceleraciones, se muestran a continuacin los espectros construidos y que fueronutilizados en la simulacin hipottica de edificaciones para la obtencin de lasfunciones de vulnerabilidad para mampostera no reforzada, Figura 5.


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Espectro de aceleraciones Aa=0,02

0

0,05

0,1

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Periodo T(seg)

Sa(g)


0

0,1

0,2

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Periodo T (seg)

Sa(g)


0

0,1

0,2

0,3

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Periodo T(seg)

Sa(g)


0

0,1

0,2

0,3

0,4

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Periodo T(seg)

Sa(g)


0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Periodo T(seg)

Sa(g)


0

0,1

0,2

0,30,4

0,5

0,6

0,7

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Periodo T(seg)

Sa(g)

Figura 5.Espectros elsticos de respuesta utilizados en el proceso de simulacin.

5. EVALUACIN DE LA VULNERABILIDAD

Aplicando la metodologa propuesta para la evaluacin de la vulnerabilidad ssmica delas edificaciones se construy el mapa de vulnerabilidad, ver Figura 6.

Analizando los resultados de la vulnerabilidad se observa que las edificaciones de lazona, en general son vulnerables. Esto en razn a las caractersticas estructurales conlas que cuentan y a las condiciones de entorno que las acompaan, como el estar enbuena parte, cimentadas en laderas de fuerte pendiente.

6. EVALUACIN DE LOS ESCENARIOS DE DAO

En las Figuras 5 a 12 se presentan los mapas de dao para los diferentes escenariosssmicos definidos en el numeral 4.


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RESUMEN

EJECUTIVO


Figura 6.Mapa de vulnerabilidad ssmica para las edificaciones de la zona de estudio.


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Figura 7.Mapa de dao para una Aaigual a 0,02g.


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7. EVALUACIN DE PRDIDAS

Basados en los resultados de dao para cada uno de los escenarios estudiados, seestimaron las prdidas probables econmicas y el nmero de vctimas queprobablemente pueda producir la accin ssmica. En lo referente a las prdidaseconmicas se consider el costo de recuperacin de los elementos estructurales, noestructurales y de contenido. En el nmero de vctimas la estimacin se realiz sobrela base de la poblacin que habitan permanentemente las viviendas, considerando dosmomentos la noche y el da.

En las Figuras 13 a 15 se presenta el resumen de estos valores.

Prdidas econmicas directas (Millones)

$ 2.007,00

$ 52.007,00

$ 102.007,00

$ 152.007,00

$ 202.007,00

$ 252.007,00

$ 302.007,00

Nivel de amenaza ssmica (Aa)

Costototal(MillonesdePesos)

Perdida $ 2.007,55 $ 79.876,13 $ 177.139,07 $ 252.185,83 $ 257.619,19 $ 258.196,52

Aa =0,02g Aa =0,05g Aa =0,1g Aa =0,15g Aa =0,2g Aa =0,25g

Figura 13.Prdidas econmicas para diferentes valores de Aa.

Vctimas Humanas Muertos

2

4002

8002

12002

16002

20002

Nivel de amenaza sismica (Aa)

Nmeroprobabledemuertos

Dia 3 37 296 5541 10709 10808

Noche 4 57 457 8611 16539 16692

0,02g 0,05g 0,1g 0,15g 0,2g 0,25g

Figura 14.Nmero de muertos para diferentes valores Aa.


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RESUMEN

EJECUTIVO


Vctimas Humanas Heridos

2

4002

8002

12002

16002

20002

24002

2800232002

36002

Nivel de amenaza sismica (Aa)

Nmeroprobabledeherid

os

Heridos Leves (Dia) 76 1096 7470 18734 21564 21616

Heridos Leves (Noche) 117 1697 11559 29057 33304 33384

Heridos Graves (Dia) 10 146 1082 11629 21428 21616

Heridos Graves (Noche) 16 226 1675 18067 33094 33384

0,02g 0,05g 0,1g 0,15g 0,2g 0,25g

Figura 15.Nmero de heridos para diferentes valores de Aa.


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Tabla 9 Resumen del comportamiento de los edificios3

Edificio A=0.25 A=0.2 A=0.15 A=0.1 A=0.05 A=0.02

Altos de Bellavista I IO IO IO IO A A

Altos de Bellavista II IO IO IO IO A A

Bellavista C C C C A A

Panorama CP LS LS IO IO A

Colon C C CP A A A

Andalucia C C C C A A

Aceleracin

A : Sin dao, IO: Ocupacin inmediata, LS: Seguridad de la vida, CP: Prevencin del colapso y C: Colpaso.

Las edificaciones de menos dao son las de ms reciente construccin como Altos deBellavista, y Panorama, y las que sufren mayor dao son las de Bellavista y Andalucapor su sistema estructural y Colon, la estructura mas antigua, por las normas con lasque fue diseada. Estos valores de comportamiento fueron transferidos a la escala de

daos utilizados para mampostera mediante las relaciones de la Tabla 10.

Tabla 10 Relacin de escalas de dao

CORRELACIN ENTRE ESCALA DE DAO Y CURVA PUSHOVERNIVEL

COMPORTAMIENTO

1 0-10 Leve Dao menor en algunos elementos que norequiere reparacin O-A

2 10-30 Moderado Dao menor en muchos elementos que debenser reparados A-B

3 30-60 Fuerte Dao extensivo que requiere reparacionesmayores B-IO

4 60-80 Severo Dao grave generalizado que puede significar lademolicin IO-LS

5 80-100 Destruccin Destruccin total o colapso LS-PC

9. MEDIDAS DE MEJORAMIENTO

Los resultados de la investigacin evidencian el alto grado de riesgo al que seencuentran sometidas las edificaciones de la zona de estudio, ello en razn nosolamente a la alta amenaza a la que estn expuestas, sino a la alta vulnerabilidadssmica de sus edificaciones. La zona se encuentra en un rea donde las condicionestopogrficas, la existencia del sistema de la Falla Santa Marta-Bucaramanga y laactividad ssmica existente la identifica como de alta amenaza ssmica. A su vez, losaspectos estructurales, constructivos y de entorno de las edificaciones las hacen

altamente vulnerables. Por consiguiente, se presentan las principales causas, asociadasa la vulnerabilidad, que pueden contribuir al dao; luego se proponen algunas medidasque pueden disminuir los efectos ssmicos.

9.1. IDENTIFICACIN DE LAS PRINCIPALES CAUSAS QUECONTRIBUYEN EN LA VULNERABILIDAD DE LAS EDIFICACIONES.

En la realizacin del estudio se identificaron las principales causas del alto grado devulnerabilidad de las edificaciones, caractersticas asociadas a aspectos estructurales yconstructivos como deficiencias en el sistema resistente, la baja calidad de la

3Los valores de aceleracin (A) estas expresados en valores de gravedad.


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RESUMEN

EJECUTIVO


mampostera, irregularidades en altura y en planta, incorrecta conexin de loselementos estructurales, falta de aplicacin de la normativa sismorresistente vigente; yaspectos relacionados con el entorno como los tipos de cimentacin en pendientes

altas, los empujes de tierra existentes y la presencia del niveles freticos altos. En lasFiguras 18 a la 21 se ilustran algunos casos particulares que representan ejemplos delos aspectos que hacen a las edificaciones altamente vulnerables.

ASPECTOS ESTRUCTURALES

Falta de diseo sismoresistente Mal Confinamiento Crecimiento en Altura

Vivienda de comportamiento dbil en la direccin Y Presencia de grandesaberturas en muros

Irregularidad en planta Irregularidad en altura Conexin incorrecta de laslosas

Columna Corta Piso dbil Golpeteo

Figura 18Problemas asociados a aspectos estructurales.


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ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

Mala calidad y deterioro delos materiales

Mala colocacin de lasunidades de mampostera y

mal ligamento

Estructuras construidasutilizando varios tipos de

mampostera

Figura 19Problemas asociados a aspectos constructivos.

ASPECTOS ASOCIADOS A LA PENDIENTE Y AL TIPO DE SUELO

Cimentacin sobre terrenos de altapendiente

Presencia de suelos blandos

Figura 20Problemas asociados a la pendiente y al tipo de suelo.

ASPECTOS ASOCIADOS AL ENTORNO

Presencia de empujes de tierra Cercana a la falla

Figura 21Problemas asociados al entorno.

9.2. MEDIDAS DE MEJORAMIENTOEl objetivo ltimo del estudio, una vez cuantificado el nivel de dao que se puedealcanzar cuando ocurre un evento ssmico, es la propuesta de medidas a seguir paradisminuir el riesgo. Para el caso de Floridablanca las medidas estn orientadas amejorar las condiciones de las estructuras existentes, recomendaciones para lasnuevas construcciones y aspectos generales para estar mejor preparados durante ydespus del evento ssmico.

Estas medidas buscan mejorar la respuesta dinmica de las edificaciones, noincrementar el nivel del riesgo, y estar mejor preparados ante la amenaza; sinembargo, dado el nivel de la amenaza y de la vulnerabilidad, la zona seguir siendo dealto riesgo ssmico.


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RESUMEN

EJECUTIVO


a. Respecto a las futuras construcciones

Algunos lineamientos que se deben seguir para la construccin de nuevas edificacionesson:

Toda edificacin nueva deber cumplir los lineamientos dados por la NormaSismorresistente Colombiana (NSR-98). Incluyendo los efectos que pueda tenerel entorno sobre la edificacin. El diseo y construccin de la misma deber serrealizado por personal idneo para ello

Con respecto a la planificacin urbana del municipio, es muy importante que laOficina Asesora de Planeacin en coordinacin con las Curaduras Urbanas y laPolica Nacional o la entidad que le corresponda, realicen un efectivo controlsobre las edificaciones que se construyen en el municipio, para que cumplan lascondiciones tcnicas que implica desarrollar un proyecto de vivienda en unazona de amenaza ssmica alta, segn lineamientos de la NSR-98.

La NSR-98 no permite utilizar sistema de mampostera no confinada para laconstruccin de viviendas en zonas de amenaza ssmica alta, por ello, se debeobligar a utilizar un sistema estructural adecuado como mampostera confinadao reforzada, prtico, muro estructural y sistema dual o combinado (prtico ymuro).

Las tcnicas constructivas deben garantizar el adecuado comportamiento delsistema estructural sismorresistente.

Los materiales de construccin utilizados debern cumplir con lasespecificaciones dadas por la NSR-98.

Se recomienda que los tanques elevados sean debidamente amarrados a laestructura, de manera que no se presenten como masas aisladas yconcentradas unidas por elementos dbiles.

Los suelos identificados como coluviones amplifican considerablemente la sealdel sismo por lo tanto no se debe permitir la construccin de nuevasedificaciones en dichos terrenos, a menos que se realice un estudio detalladodel fenmeno anterior y se demuestre que la estructura se comportarssmicamente bien. Dichos estudios debern estar aprobados por un ingenieroestructural y un ingeniero geotcnico.

Para disminuir el dao ocasionado por el golpeteo de estructuras adyacentes sedeber cumplir lo estipulado en el captulo A.6.5-Separacin entre estructurasadyacentesde la NSR-98.

Los muros considerados como estructurales deben ser continuos desde lacimentacin hasta la cubierta sin presencia de aberturas. As mismo, se debeevitar que se presente la irregularidad en planta denominada desplazamientode los planos de accin.


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b. Recomendaciones para las edificaciones existentes

Para los problemas enunciados anteriormente, se pueden tomar las siguientes medidas

sugeridas en el Manual de Construccin, Evaluacin y Rehabilitacin Sismo Resistentede Viviendas de Mampostera de la Asociacin colombiana de Ingeniera Ssmica. En laTabla 11 se muestran las soluciones planteadas y en la Figura 22 se representanalgunas de ellas.4

Tabla 11.Identificacin de problemas existentes y medidas de intervencin.Problema Intervencin

Mal Confinamiento Construccin de vigas y columnas de confinamientoen concreto reforzado.Confinamiento de aberturas.Reforzamiento horizontal de los muros con barrasembebidas en mortero, las cuales debern serancladas en las columnas.Revestimiento estructural de los muros en concreto

reforzado.Irregularidades en planta y altura Construccin de muros estructurales yconfinamiento de aberturas que disminuyan lairregularidad.

Amarre de cubiertas Los pisos superiores deben ser confinados mediantevigas coronas y la cubierta amarrada a laestructura, lo cual permitir un mejorcomportamiento de la estructura tanto parasolicitaciones dentro como fuera del plano y unmejor soporte del techo.

Cantidad insuficiente de muros Calcular rea mnima de muros segn lineamientosdel captulo D de la NSR-98 y realizarconfinamiento.Reemplazo de muros no estructurales, o conaberturas, por muros estructurales.

Elementos no estructurales de

gran peso

Eliminacin de elementos de gran peso alojados en

cubiertas.Conexin incorrecta de losdiafragmas

Verificar desplazamiento relativo entre el diafragmay los muros contra longitud de apoyo; en caso deno cumplir, aumentar longitud de apoyo.Conectar la losa a los elementos del sistemaestructural.

Piso dbil Construccin de muros estructurales.

AspectosEstructurales

Columnas cortas Eliminacin de la columna corta mediante laconstruccin a altura completa de los muros. Encaso que sea necesario realizar algn tipo deabertura, esta debe localizarse en el centro delmuro.

Conservacin Proteccin con pinturas y friso de los muros contrael ataque del medio ambiente.Reemplazo de muros que estn en mal estado.

Revestimiento estructural en concreto reforzado.En muros que sostengan taludes debe evitarse queel agua penetre al muro, colocar filtros.A

spectos

Constru

ctivos

Construccin deficiente Revestimiento estructural de los muros en concretoreforzado, solo si el muro se encuentra alineado.

Cimentacin Refuerzo de la cimentacinEntorno Refuerzo de la cimentacin.

Construccin de muros para el control del empujede tierras.

4 Se desea recalcar que, toda intervencin que se realice sobre una edificacin para su mejoramientossmico debe ser resultado de un estudio por un Ingeniero Civil con conocimientos en rehabilitacinestructural.


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RESUMEN

EJECUTIVO


Uno de los problemas que se identific claramente, es la forma en que se ha dado elcrecimiento de las edificaciones en altura. Una buena parte de ellas se concibieron yconstruyeron inicialmente de uno o dos niveles, pero al pasar el tiempo se ha ido

aumentado el nmero de pisos a 3, 4 e incluso ms pisos, sin haber sido reforzadasestructuralmente, lo suficiente, para cumplir con los nuevos requerimientos. Porconsiguiente, una primera medida que se debe tomar es controlar el incremento delnmero de pisos en las edificaciones. El aumento de pisos debe obedecer a un estudiodetallado del caso, realizado por un profesional idneo para ello.

Algunas medidas para atacar la vulnerabilidad fsica de las edificaciones demampostera

Reforzamiento estructural con concretoreforzado.

Construccin de vigas y columnas deconfinamiento.

Confinamiento de aberturas Reemplazo de muros no estructurales o muroscon aberturas por muros estructurales

Refuerzo de la cimentacin Confinamiento del piso superior mediantevigas collares

Figura 22Algunas medidas para disminuir la vulnerabilidad ssmica de las edificaciones de las edificacionesde mampostera5.

c. Lineamientos generales para la mitigacin del riesgo

A su vez, existen algunas medidas generales que deben considerarse para mitigar elriesgo:

5Los dibujos han sido tomados del Manual de Construccin, Evaluacin y Rehabilitacin Sismo Resistente de

Viviendas de Mampostera, de la Asociacin colombiana de Ingeniera Ssmica.


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Es muy importante que las entidades gubernamentales reevalen los planes derespuesta de las entidades de prevencin y atencin de desastres para que se

tomen las medidas pertinentes.

La comunidad tiene en gran medida un desconocimiento general sobre losaspectos relacionados con la amenaza por sismo en que se encuentran y de lavulnerabilidad de sus edificaciones. Este es un aspecto que se debe manejarcon sumo cuidado, pero que a su vez es de vital importancia dentro de lamitigacin de desastres. Por ello, se recomienda iniciar un proyecto para lasocializacin del riesgo ssmico, que busque disminuir las prdidas econmicas yel nmero de vctimas. Este proyecto deber abarcar lo que se debe hacerantes, durante y despus de ocurrido un terremoto.

Se propone que se genere un programa de concientizacin de maestros yoficiales del municipio con el fin de que estos vean la importancia de construirbajo conceptos de sismo resistencia, dadas las condiciones en la cual seencuentra el municipio.

No permitir el crecimiento descontrolado de la ciudad. Se recomienda lareduccin de densificacin poblacional de zonas urbanas.

Planificar la ubicacin de zonas verdes o parques o escenarios deportivos, de talmanera que, estos a su vez, puedan servir como reas de alojamiento temporalen caso de un sismo en la ciudad. Estudiar la capacidad de alojamiento deparques, zonas verdes y escenarios deportivos posibles de ser utilizados, paraincorporarlos en los planes de atencin.

Estudiar la ubicacin de centros de bomberos y defensa civil que ayuden aatender emergencias despus de un sismo.

La ocurrencia de un sismo de gran magnitud podra obstaculizar las principalesvas del municipio. Por ello, se recomienda hacer una evaluacin sobre lasposibilidades de dao de la infraestructura vial y las medidas a seguir.

Es importante tener en cuenta que las instalaciones donde se encuentranactualmente centros de salud y gran parte de los establecimientos educativosdel Municipio deben, ser analizados individualmente frente a los lineamientosque plantean las Normas Sismorresistente de 1998 (NSR-98), buscando queestas edificaciones cumplan con las condiciones de soportar el sismo de diseodel Municipio de Floridablanca. La misma observacin se plantea para las

instalaciones de las empresas de servicios pblicos y organismo de seguridaddel estado.

10. BASE DE DATOS

Toda la informacin recopilada para la realizacin del estudio y los resultadosobtenidos fue organizada en una base de datos espacial la cual se incorpor en unSistema de Informacin Geogrfica, para su consulta y manejo.


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RESUMEN

EJECUTIVO


A su vez, los resultados del estudio como mapas de vulnerabilidad, mapas de dao yestimativos de prdidas econmicas y humanas para diferentes eventos, seorganizaron en el Sistema de Informacin Geogrfica.

Las unidades bsicas de estudio establecidas para representar los elementos en la basede datos espacial son los predios, ya que la informacin con que se dispone seencuentra a este nivel de detalle, sin embargo la consulta de los resultados se hace anivel de manzanas.

En las Figuras 23 y 24 se ilustran las ventanas del Sistema de Informacin Geogrficaen lo referente a la informacin y a las consultas.

Figura 23 Informacin de niveles de dao en las manzanas visualizado desde el SIG


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Figura 24 Programa para las consultas de la base de datos.

RESUMEN EJECUTIVO VULNERABILIDAD MUNICIPAL

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