4.7. Mapas de Riesgo Sísmico
4.7.4. Categoría cuatro
La tabla 21 y figura 65 muestran las probabilidades de cada estado de daño para los barrios identificados dentro de la zona urbana uno de Loja.
Las estructuras correspondientes a los barrios con simbología C han superado en su totalidad el daño ligero mientras que para los daños significativo y colapso presentan las
Daño Ligero Daño Significativo Colapso
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 P ro ba bi lid ad d e da ño p or B ar rio s A B C D E
68
probabilidades menores al 5%, esto debido al gran número de edificaciones nuevas que presenta el sector, sin embargo la peligrosidad sísmica es intermedia con PGA de 0.355g.
Tabla 21. Matriz de daño para las edificaciones de la categoría cuatro en función de su barrio.
Simbología Estados de Daño Daño Ligero Daño Significativo Colapso C 91.730 4.760 3.500 D 44.1 41.13 14.78 Elaboración: Autor.
Figura 65. Probabilidades de daño para los barrios que contienen edificaciones referentes a la categoría cuatro.
Elaboración: Autor.
Para los barrios con simbología D al igual que lo mencionado en la categoría tres presenta las probabilidades bajas en el estado de daño ligero mientras que para el daño significativo las probabilidades son mayores respecto a las demás categorías siendo un punto crítico al momento del evento sísmico; para el colapso las probabilidades son menores al 15%.
Daño Ligero Daño Significativo Colapso 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 P ro ba bi lid ad d e da ño p or B ar rio s A B C D E
69
CONCLUSIONES
Se creó una base de datos según los requerimientos del GEM (Global Earthquake Model) en función de las características principales de las estructuras para la zona de estudio uno de la ciudad de Loja con una muestra representativa de 4498 edificaciones cuyas variables son: material de construcción, sistema de resistencia a cargas laterales, posición, mampostería exterior, material del sistema de cubierta, material y forma del techo, irregularidad estructural y ocupación general de la edificación. Los resultados del análisis estadístico demuestran que el 98% son estructuras de hormigón armado, de las cuales el 68% poseen sistemas aporticados rellenos con mampostería, el 43% se encuentran rodeados de edificaciones colindantes en sus dos lados, el 91% contiene mampostería compuesta por ladrillos y bloques, el 69% presenta sistema de cubierta definido por una losa plana de hormigón armado, el 82% son estructuras regulares y el 98% presentan una ocupación de tipo residencial y mixtas.
Se determinó que las edificaciones de la zona de estudio presentan cuatro categorías en función a dos variables tales como el número de plantas y el número de vanos cuya información fue obtenida del levantamiento de campo, de ésta manera las categorías son: 1) edificaciones de una planta con dos vanos, 2) edificaciones de dos plantas con tres vanos, 3) edificaciones de tres plantas con cuatro vanos y 4) edificaciones de cinco plantas con cinco vanos.
Se generaron tres curvas de vulnerabilidad sísmica en función a tres estados de daño estructural establecidos: ligero, significativo y colapso, las mismas que fueron obtenidas mediante la metodología DBELA para cada una de las cuatro categorías. La zona de estudio abarca un rango de aceleración pico a nivel de suelo PGA que va desde 0.350g hasta 0.45g, de ésta manera se determina que la categoría uno presenta mayores daños de tipo no estructural con el 78%; las categorías dos, tres y cuatro concentran mayores daños en el estado límite ligero con valores del 66%, 63% y 68% respectivamente mientras que la categoría cuatro tiene la mayor probabilidad en el estado de daño significativo con el 23% y la categoría tres en el estado límite de colapso con el 18% respecto a las demás cuyos resultados se mantienen bajo el 10%, es por eso que las categorías tres y cuatro deberían entrar en un proyecto de evaluación estructural detallada.
Se generaron mapas de riesgo sísmico para la zona urbana uno de la ciudad de Loja en función a tres estados de daño estructural para cada una de las categorías estudiadas. La zona de estudio comprende un área aproximada de 10 2
70
probabilidades promedio son: daño ligero con 50%, daño significativo con 12% y colapso 10%, por lo tanto y de acuerdo a los resultados obtenidos, la zona de estudio tiene un comportamiento adecuado ante las solicitaciones sísmicas por tratarse de edificaciones relativamente nuevas, regulares y de altura media aunque los diseños sismo resistentes en su gran mayoría no obedezcan a la norma ecuatoriana de construcción.
El sector donde existe mayor riesgo sísmico está localizado en el barrio La Pradera Yahuarcuna para las categorías dos y tres con probabilidades de colapso del 10% y el 25% respectivamente, debido a la alta peligrosidad sísmica que presenta el sector con aceleraciones pico a nivel de suelo de 0.45g, mientras que los sectores con un nivel bajo de riesgo sísmico corresponden a los barrios La Alborada y Belén para las categorías uno, dos y tres teniendo probabilidades máximas de colapso de 0.410%, 1.6% y 12%, esto debido a la baja vulnerabilidad sísmica como consecuencia de tener edificaciones de poca altura así como también por su baja peligrosidad sísmica.
La zona urbana uno de la ciudad a nivel general presenta un moderado riesgo sísmico ya que en su gran mayoría las edificaciones tienen mayores probabilidades en el estado de daño ligero mientras que las probabilidades de colapso se mantienen en un 10%.
71
FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
En lo que concierne a las líneas de investigación futura, durante el proceso de elaboración de este trabajo se ha considerado interesantes los temas que se exponen a continuación.
Para la ampliación del tema en estudio resultaría necesario hacer un análisis detallado acerca del estudio de las irregularidades de las edificaciones en la ciudad de Loja, así como también la realización de ensayos destructivos que permitan esclarecer las resistencias reales de los materiales tales como el concreto y el acero, siendo esto un gran problema por el difícil acceso a las edificaciones y sobre todo el permiso que se requiere para el mismo, es por eso hacer un llamado a las autoridades competentes para establecer convenios con las instituciones o a su vez con los mismos propietarios para conseguir los permisos necesarios y proceder con un análisis estructural detallado.
Realizar un análisis de riesgo sísmico para aquellas edificaciones cuyo material de construcción no fue motivo de este estudio.
Realizar un levantamiento detallado de las características geométricas de los elementos estructurales de cada edificación, tales como base y altura de vigas y columnas, altura de entrepiso, espesor de losa, dimensión de vanos entre otros. Realizar programas de evaluación estructural para las edificaciones que se
encuentran en los sectores con mayor peligrosidad sísmica y con un bajo comportamiento estructural.
Estos resultados ratifican la urgencia de hacer este estudio para las zonas faltantes del perímetro urbano de la ciudad de Loja.
72
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75
76
ANEXO A 1. Delimitación para la zona de estudio
En el presente anexo se presenta la delimitación de la zona de estudio comprendida dentro del perímetro urbano de la ciudad de Loja.
Para proceder a realizar la delimitación se tuvo en cuenta los siguientes parámetros principales tales como el área planimétrica y la densidad estructural. El Tema de Fin de Titulación fue ofertado para una capacidad de trabajo de cinco personas, razón por la cual se dividió al perímetro urbano en áreas iguales para ese número, en cuanto a la densidad estructural se procedió a realizar una inspección previa mediante un plano catastral de la ciudad para proceder a delimitar las zonas de estudio.
En la figura se presenta la ciudad de Loja dividida en función a los parámetros considerados.
La zona uno de la ciudad de Loja representa la parte del estudio para el Tema de Fin de Titulación, mostrado con mayor detalle en la figura, cuya delimitación es como sigue: por el Norte: Con la Av. Isidro Ayora; por el Sur: Con la Av. Reinaldo Espinoza; por el Este: Con las Avenidas Cuxibamba, Iberoamérica y Pio Jaramillo Alvarado; mientras que por el Oeste: las Avenidas de los Paltas y Manuel Carrión Pinzano, cuya área se aproxima a los
10km
2.78
ANEXO A 2. Formularios del GEM (Global Earthquake Model)
El GEM ofrece formularios tipo encuesta que permiten recopilar la información básica de las estructuras a través de la aplicación GEM IDCT en el cual se tiene varios campos como: materiales e irregularidad, componentes e información del edificio, consecuencias, exposición y referencia multimedia.
En lo que respecta a materiales e irregularidad se requiere la siguiente información, como se muestra en la figura 64.
Material del sistema de resistencia a cargas laterales e, Irregularidad estructural
Figura 66. Formulario de campo: materiales e irregularidad
Fuente: (GEM, 2012). Elaboración: Autor.
En componentes del edificio es necesario especificar el sistema de resistencia a cargas laterales, información sobre la cubierta así como también del sistema de fundación aunque al tener poca información certera sobre ese campo no fue posible llegar a completarlo, y por último la mampostería del edificio, tal como se muestra en la figura 65.
En la información del edificio se detalla acerca del uso que se le da a la edificación, la fecha de construcción, la altura de entrepiso, el número de pisos, la forma en planta y su ubicación respecto a las edificaciones aledañas, ver figura 66. En exposición se ingresa los datos acerca del número de ocupantes, el número de departamentos que contiene la edificación y el área en planta, mientras que en consecuencias se requiere el número de víctimas mortales, número de heridos y desaparecidos, datos que no es posible llenarlos porque no se tiene registros sobre las consecuencias por eventos sísmicos. Finalmente se procede a ingresar la información multimedia mediante fotografías o videos.
79
Figura 67. Formulario de campo: componentes del edificio
Fuente: (GEM, 2012). Elaboración: Autor.
Figura 68. Formulario de campo: información del edificio
Fuente: (GEM, 2012). Elaboración: Autor.
Figura 69. Formulario de campo: consecuencia y exposición
Fuente: (GEM, 2012). Elaboración: Autor.
80
ANEXO A 3. BASE DE DATOS SEGÚN LAS ESPECIFICACIONES DEL GEM.
En el presente anexo se muestra los resultados obtenidos mediante el trabajo de campo los mismos que han sido objeto de un análisis estadístico mediante la terminología del GEM.
Tabla 22. Número de edificaciones según el tipo de material.
Descripción Total edificaciones %
Hormigón Armado 4388 97.55 Mampostería 66 1.47 Metal y Acero 23 0.51 Madera 18 0.40 Desconocido Material 2 0.04 Otro Material 1 0.02 4498 100.00 Elaboración: Autor.
Figura 70. Análisis estadístico de edificaciones según el tipo de material.
Elaboración: Autor.
Tabla 23. Distribución de edificaciones de hormigón armado por número de plantas.
N plantas Total (Sobre/Bajo la rasante) Porcentaje %.
1 995 22.68 2 1823 41.55 3 1193 27.19 4 57 1.30 5 295 6.72 6 12 0.27 7 9 0.21 8 3 0.07 9 1 0.02 Total 4388 100.00 Elaboración: Autor. 98% 2% Hormigón Armado Mampostería, metal, acero y madera
81
Figura 71. Distribución de las edificaciones de hormigón armado por número de plantas.
Elaboración: Autor.
Tabla 24. Edificaciones de hormigón armado según su forma en planta
Forma en planta Simbología GEM Total Porcentaje %
Rectangular PLFR 4253 96.92
Rectangular con una abertura, en L, en A, en B, en E, curva-sólido, circular con una abertura, triangular sólida, triangular con una abertura. PLFI, PLFL, PLFC, PLFD, PLFRO, PLF99, PLFSQ, PLFT, PLFU 135 3.08 4388 100.00 Elaboración: Autor.
Tabla 25. Edificaciones de hormigón armado según su posición
Posición Simbología GEM Total Porcentaje %
Un lado BP1 1289 29.38 Dos lados BP2 1875 42.73 Tres lados BP3 860 19.60 Independiente BPD 364 8.30 4388 100.00 Elaboración: Autor.
Tabla 26. Edificaciones de hormigón armado según el tipo de mampostería exterior.
Mampostería exterior Simbología GEM Total Porcentaje %
Mampostería (ladrillos y
bloques) EWMA 3983 90.77
Concreto, vidrio, madera, metal, material
desconocido EWC, EWG, EW99, EWO, EWW, EWME 405 9.23 4388 100.00 Elaboración: Autor. 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P o rce n taje Número de plantas
82
Tabla 27. Edificaciones de hormigón armado según su material de sistema de cubierta
Material del sistema de cubierta Simbología GEM Total Porcentaje %
Hormigón Armado RC 3034 69.14 Metal RME 679 15.47 Mampostería RM 292 6.65 Madera RWO 193 4.40 Material desconocido R99 190 4.33 4388 100.00 Elaboración: Autor.
Tabla 28. Edificaciones de hormigón armado según su material de techo
Material de techo Simbología GEM Total Porcentaje %
Techo de concreto sin revestimiento
adicional RMN 2275 51.85
Arcilla o teja de concreto RMT1 965 21.99 Fibra de cemento o teja metálica RMT2 620 14.13 Metal u hojas de asbesto RMT6 528 12.03
4388 100.00
Elaboración: Autor.
Tabla 29. Edificaciones de hormigón armado según su forma de techo
Forma del techo Simbología GEM Total Porcentaje %
Plana RSH1 1937 44.14
Inclinado en dos aguas RSH2 923 21.03 Otra forma de techo RSHO 698 15.91
Una agua RSH5 415 9.46
Inclinado con cuatro aguas RSH3 224 5.10
Buhardillas RSH4 191 4.35
4388 100.00
Elaboración: Autor.
Tabla 30. Edificaciones de hormigón armado según su sistema de resistencia a cargas laterales.
Sistema de resistencia a cargas
laterales Simbología GEM Total Porcentaje %
Pórticos rellenos con mampostería LFINF 2995 68.25 Sistema desconocido L99 1290 29.40
Pórticos sin relleno LFM 103 2.35
4388 100
83
Tabla 31. Edificaciones de hormigón armado según su irregularidad estructural.
Irregularidad estructural Simbología GEM Total Porcentaje %
Regular IRRE 3593 81.88
Irregular IRIR 642 14.630
Desconocido irregularidad estructural IR99 153 3.48
4388 100
Elaboración: Autor.
Tabla 32. Edificaciones de hormigón armado según su año de construcción
Año de construcción Total Porcentaje %
1970-1980 4 0.09 1981-1990 35 0.80 1991-2000 800 18.23 2001-2010 2866 65.31 2011-2015 683 15.57 4388 100.00 Elaboración: Autor.
Tabla 33. Edificaciones de hormigón armado según su ocupación.
Ocupación general Simbología GEM TOTAL Porcentaje %
Residencial RES 3977 90.63
Uso mixto MIX 334 7.61
Comercial y público COM 77 1.75
4388 100.00
Elaboración: Autor.
Tabla 34 Número de vanos pertenecientes a la categoría uno
Número de
vanos Total Porcentaje %
2 vanos 612 61.51
3 vanos 306 30.75
4 vanos 77 7.74
995 100.00
Elaboración: Autor.
Tabla 35. Número de vanos pertenecientes a la categoría dos.
Número de
vanos Total Porcentaje %
2 vanos 463 25.40 3 vanos 834 45.75 4 vanos 340 18.65 5 vanos 186 10.20 1823 100.00 Elaboración: Autor.
84
Tabla 36. Número de vanos pertenecientes a la categoría tres
Número de
vanos Total Porcentaje %
2 vanos 119 9.97 3 vanos 409 34.28 4 vanos 426 35.71 5 vanos 187 15.67 6 vanos 52 4.36 1193 100.00 Elaboración: Autor.
Tabla 37. Número de vanos pertenecientes a la categoría cuatro.
Número de
vanos Total Porcentaje %
2 vanos 11 3.73 3 vanos 76 25.76 4 vanos 87 29.49 5 vanos 121 41.02 295 100.00 Elaboración: Autor.
85
ANEXO A 4. FOTOGRAFÍAS DE LAS EDIFICACIONES PERTENECIENTES A LAS CUATRO CATEGORÍAS
Figura 72. Edificación perteneciente a la categoría uno, calle Sebastián Valdivieso y José Gaos, urbanización El Rosal, barrio la Pradera-Yahuarcuna.
Elaboración: Autor.
Figura 73. Edificación perteneciente a la categoría dos, calle José Martínez Ruiz y Eduardo Rubianes, urbanización El Rosal, barrio la Pradera-Yahuarcuna
86
Figura 74. Edificación perteneciente a la categoría tres, calle Francisco Eguiguren y Pedro Falconí, barrio Manuel Carrión
Elaboración: Autor.
Figura 75. Edificación perteneciente a la categoría cuatro, calle Nicolás García y Alonso de Mercadillo, barrio Ramón Pinto
87
88
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA UNO, ESTADO DE DAÑO: SIGNIFICATIVO
89
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA UNO, ESTADO DE DAÑO: COLAPSO
90
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA DOS, ESTADO DE DAÑO: LIGERO
91
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA DOS, ESTADO DE DAÑO: SIGNIFICATIVO
92
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA DOS, ESTADO DE DAÑO: COLAPSO
93
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA TRES, ESTADO DE DAÑO: LIGERO
94
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA TRES, ESTADO DE DAÑO: SIGNIFICATIVO
95
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA TRES, ESTADO DE DAÑO: COLAPSO
96
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA CUATRO, ESTADO DE DAÑO: LIGERO
97
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA CUATRO, ESTADO DE DAÑO: SIGNIFICATIVO
98
MAPA DE RIESGO SÍSMICO DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA, CATEGORÍA CUATRO, ESTADO DE DAÑO: COLAPSO
99
MAPA DE RIESGO SÍSMICO GENERAL DE LA ZONA URBANA UNO DE LOJA,