UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE ARQUITECTURA
T E S I S
PRESENTADO POR:
HILTON ANTONIO LÓPEZ BENDEZÚ
PARA OPTAR AL GRADO ACADÉMICO DE MAESTRO EN CONSTRUCCIÓN
MENCIÓN:
GESTIÓN Y ORGANIZACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN
HUANCAYO-PERÚ 2020
"Vulnerabilidad sísmica en edificaciones antiguas de las I. E.
Estatales de Huancayo Metropolitano"
ASESOR
DR. JORGE REVATTA ESPINOZA
iii
DEDICATORIA
A Mauricio, mi primogénito, noble, sereno e inteligente, inspira e incentiva bregar hacia adelante en busca del éxito y la felicidad.
A André, el benjamín, creativo, dinámico y sensible, mi fuente de energía que nutre frecuente e ilimitadamente mi vida diaria.
A mi esposa, mi compañera, dadivosa, tierna y segura, mi equilibrio incondicional que siempre se mantiene a mi lado.
Hilton Antonio López Bendezú
iv
AGRADECIMIENTO
A mi hermosa familia, que inspira exponencialmente a cumplir mis objetivos personales y profesionales.
A la Escuela y Unidad de Posgrado de la Facultad de Arquitectura, por darme la oportunidad de ser parte de los que conforman sus estudiantes.
Al Dr. Jorge Revatta Espinoza, mi asesor, por la calidad de persona, por sus conocimientos profesionales y por su paciencia hacia mi persona y la investigación.
Finalmente, a mi gran Alma Mater, la UNCP, a mis maestros y profesionales que hicieron posible esta tesis gracias a sus conocimientos, aportes e información.
v ÍNDICE
DEDICATORIA ... iii
AGRADECIMIENTO ... iv
INDICE ... v
INDICE DE TABLAS ... viii
INDICE DE FIGURAS ... ix
RESUMEN ... x
ABSTRACT ... xi
INTRODUCCIÓN ... 12
CAPÍTULO I MARCO TEÓRICO 1.1. Antecedentes de Investigación ... 16
1.1.1. Antecedentes internacionales ... 16
1.1.2. Antecedentes nacionales ... 20
1.2. Bases Teóricas y Conceptuales ... 22
1.2.1. Vulnerabilidad Sísmica ... 22
1.3. Términos Básicos ... 28
1.4. Hipótesis de la Investigación ... 30
1.4.1. Hipótesis general ... 30
1.4.2. Hipótesis específicas ... 30
1.5. Operacionalización de las Variables ... 31
CAPÍTULO II DISEÑO METODOLÓGICO 2.1. Tipo y nivel de investigación ... 32
2.2. Métodos de investigación ... 33
2.2.1. Método general: Científico. ... 33
2.2.2. Método específico: Inductivo ... 33
2.3. Diseño de la investigación ... 33
2.4. Población y muestra ... 34
vi
2.4.1. Población ... 34
2.4.2. Muestra 35 2.5. Técnicas e instrumentos de recopilación de datos ... 36
2.5.1. Instrumento, validez y confiabilidad ... 36
2.6. Técnicas de procesamiento de datos ... 38
CAPÍTULO III ANALISIS DE RESULTADOS 3.1. Resultados de la Investigación ... 39
3.1.1. Resultados descriptivos de la variable: vulnerabilidad sísmica ... 39
3.1.2. Contrastación de Hipótesis ... 45
3.1.3. Contrastación de la hipótesis específica 03 ... 48
3.2. Discusión de Resultados ... 49
3.2.1. Discusión con respecto a los antecedentes internacionales ... 49
3.2.2. Discusión con respecto a los antecedentes nacionales ... 55
CONCLUSIONES ... 59
RECOMENDACIONES ... 60
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 62
ANEXOS ... 65
Anexo 1: Matriz de consistencia ... 66
Anexo 2: Operacionalización de variables. ... 68
Anexo 3: Instrumento para evaluar la vulnerabilidad sísmica en la infraestructura de las I.E. de Huancayo metropolitano. ... 69
Anexo 4: Confiabilidad del instrumento mediante alfa de Cronbach ... 101
Anexo 5: Validación de los instrumentos mediante juicio de expertos ... 102
Anexo 6. Mapa geográfico de las muestras de estudio ... 105
Anexo 7. Planos de las Instituciones Educativas ... 108
Anexo 8. Nivel de vulnerabilidad de cada zona en las Instituciones Educativas... 127
Anexo 9. Registro fotográfico de la intervención ... 139
Anexo 10. Análisis estructural de la tipología estructural, constructiva y materiales en las edificaciones educativas. ... 149
vii
Anexo 11: Zonificación sísmica y data histórica de sismicidad del área de estudio. .. 164 Anexo 12: Tipos de suelo, microzonificación sísmica y data histórica de sismicidad
del área de estudio. ... 171 Anexo 13: Sistemas y rutas de evacuación de las edificaciones educativas. ... 174
viii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Vulnerabilidad sísmica en edificaciones antiguas de las I. E. Estatales de Huancayo metropolitano ... 39 Tabla 2 Análisis estructural en edificaciones antiguas de las I. E. Estatales de
Huancayo metropolitano ... 40 Tabla 3 Análisis no estructural en edificaciones antiguas de las I. E. Estatales de
Huancayo metropolitano ... 42 Tabla 4 Análisis funcional en edificaciones antiguas de las I. E. Estatales de
Huancayo metropolitano ... 43 Tabla 5 Vulnerabilidad sísmica: Prueba de Kruskal-Wallis ... 45 Tabla 6 Estadísticos de prueba de la vulnerabilidad sísmica en las edificaciones
antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano ... 45 Tabla 7 Análisis estructural: Prueba de Kruskal-Wallis ... 46 Tabla 8 Estadísticos de prueba del análisis estructural de edificaciones antiguas de
las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano ... 46 Tabla 9 Análisis no estructural: Prueba de Kruskal-Wallis ... 47 Tabla 10 Estadísticos de prueba del análisis no estructural de edificaciones antiguas
de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano ... 47 Tabla 11 Análisis funcional: Prueba de Kruskal-Wallis ... 48 Tabla 12 Estadísticos de prueba del análisis funcional de edificaciones antiguas de
las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano ... 48
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Diagrama representativo del diseño descriptivo comparativo ... 34 Figura 2 Mapa Huancayo Metropolitano ... 35 Figura 3 Vulnerabilidad sísmica en edificaciones antiguas de las I. E. Estatales de
Huancayo metropolitano ... 39 Figura 4 Análisis estructural en edificaciones antiguas de las I. E. Estatales de
Huancayo metropolitano ... 41 Figura 5 Análisis no estructural en edificaciones antiguas de las I. E. Estatales de
Huancayo metropolitano ... 42 Figura 6 Análisis funcional en edificaciones antiguas de las I. E. Estatales de
Huancayo metropolitano ... 44
x RESUMEN
La presente investigación tuvo como objetivo determinar la diferencia entre la vulnerabilidad sísmica en edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano. Se empleó el método científico, fue de tipo no experimental, de nivel descriptivo y aplicando un diseño descriptivo comparativo.
La variable de investigación fue “Vulnerabilidad Sísmica”, que comprende tres dimensiones que son análisis estructural, análisis no estructural y análisis funcional. El universo estuvo conformado por todas las instituciones educativas antiguas de Huancayo Metropolitano, la población estuvo constituida por las Instituciones Educativas antiguas estatales de nivel primario de Huancayo Metropolitano. La muestra estuvo conformada por la I. E. estatal “Rosa de América, I. E. estatal “Santa María Reyna”, I. E. estatal “Inmaculado Corazón de María” No 30154, I. E. estatal “Sagrado Corazón de María” No 30216, I. E. estatal
“Sagrado Corazón de Jesús” No 30224
Se utilizó la observación dirigida como técnica y como instrumento se empleó la “Ficha de observación para evaluar la vulnerabilidad sísmica en edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo metropolitano” que se confiabilizó mediante el Alfa de Cronbach y validó por juicio de expertos.
Como resultado de la investigación se obtuvo el sig. (bilateral) de 0.036 el cual es menor que el valor alfa 0.05; por lo tanto, se rechazó la hipótesis nula y aceptó la hipótesis formulada. Además, se afirma que existe diferencia significativa en la vulnerabilidad sísmica en las edificaciones antiguas de las I.E.
estatales de Huancayo Metropolitano, siendo las diferencias de medias entre las poblaciones de estudio en los cinco grupos las siguientes: 47.15, 36.85, 45.68, 37.12 y 48.21 respectivamente.
Palabras Claves: Vulnerabilidad sísmica, edificaciones antiguas, Instituciones Educativas, vulnerabilidad estructural, vulnerabilidad no estructural, vulnerabilidad funcional, riesgo sísmico.
xi ABSTRACT
The objective of the investigation was to determine the difference that exists in the seismic vulnerability in old buildings of the state of Huancayo Metropolitan. The research used the scientific method, was of non-experimental type with comparative descriptive design. The research variable was "Seismic Vulnerability", which comprises three dimensions that are structural analysis, non-structural analysis and functional analysis. The universe was conformed by all the old educational institutions of Metropolitan Huancayo, the population was constituted by the old state educational institutions of primary level of Metropolitan Huancayo. The sample was conformed by the state I. E. "Rosa de América," state I. E. "Santa María Reyna". State I. E. "Immaculate Heart of Mary"
No 30154, State I. E. "Sacred Heart of Mary" No 30216, State I. E. "Sacred Heart of Jesus" No 30224
Observation was used as a technique and the "Observation sheet to evaluate the seismic vulnerability in old buildings of the state I.E. of Huancayo metropolitan" was used as an instrument. This was trusted by means of the Alfa de Cronbach and validated by experts.
In the result of the investigation the following was obtained (bilateral) of 0.036 which is less than the alpha value 0.05; therefore, the null hypothesis was rejected and the formulated hypothesis was accepted. In addition, it is affirmed that there is a significant difference in the seismic vulnerability in the old buildings of the state I.E. of Metropolitan Huancayo, being the differences of means between the populations of study in the five groups the following ones: 47.15, 36.85, 45.68, 37.12 and 48.21 respectively.
Keywords: Seismic vulnerability, old buildings, educational institutions, structural vulnerability, non-structural vulnerability, functional vulnerability, seismic risk.
12
INTRODUCCIÓN
Se presenta el trabajo de investigación titulado: “VULNERABILIDAD SISMICA EN EDIFICACIONES ANTIGUAS DE LAS I. E. ESTATALES DE HUANCAYO METROPOLITANO” con el cual se pretende optar el título profesional de Maestro en arquitectura en la mención de gestión y organización de la construcción, tal como indica el Reglamento de Grados y títulos vigente en la Unidad de Posgrado de la Facultad de Arquitectura.
En el país se tienen numerosos casos donde, por malas construcciones, abandono y falta de verificación de las estructuras, la población se ha visto seriamente afectada y permanece bajo un riesgo latente (Morales y Zavala, 2008).
Es necesario reconocer la importancia de una adecuada revisión y previsión de posibles daños posteriores a una catástrofe, donde la respuesta de las estructuras de instituciones educativas van a interactuar ante los diferentes eventos socio - naturales durante toda su vida útil, los aspectos naturales o geológicos que pueden ser afectados, (ubicación lejana o cercana de las fallas geológicas y profundidad donde se encuentren, la del terreno con respecto a fuentes hídricas que puedan producir altos niveles freáticos o inundaciones, la fuerza de corrientes de viento y la amplificación de las aceleraciones del terreno respecto a la aceleración en roca) y todas las medidas necesarias que se deben llevar acabo para prevenir y minimizar los daños tanto como materiales como humanos.
Es por ello, que esta investigación se direccionó hacia el estudio de las estructuras, específicamente a las Instituciones Educativas Estatales antiguas de Huancayo Metropolitano en la actualidad; para la muestra se evaluaron instituciones del área y se llevó a cabo un proceso descriptivo - comparativo ya que éstas construcciones no ofrecen las condiciones preventivas necesarias para afrontar los riegos sísmicos.
Así, existe un riego sísmico latente en las edificaciones; es decir, un grado de pérdidas en las estructuras durante el lapso de tiempo en que están sobreexpuestas a la acción sísmica. El riesgo sísmico está unido al acontecimiento de eventos sísmicos, el cual provocan la afectación de la estructura (amenaza sísmica) como a la contestación de mencionados movimientos del terreno (vulnerabilidad sísmica). En efecto, la cuestión urbana
13
en el siglo XXI tiene como un problema recurrente el acelerado crecimiento de las ciudades, lo cual implica aglomeración de grandes cantidades de personas en espacios geográficos reducidos, y que como tal genera edificaciones de orientación vertical. Siguiendo esta lógica en la actualidad muchas de las instituciones educativas del área metropolitana de Huancayo tienen edificaciones grandes de forma vertical y, pasa también, que su construcción ha sido anterior al establecimiento de las normas de sismoresistencia y sin la debida orientación profesional, siendo en muchos casos construcciones informales, todo esto configura las causas de la vulnerabilidad sísmica.
Es así que, hay informalidad en las construcciones de la ciudad de Huancayo, falta de capacidad técnica y una mala proyección en los colegios públicos de la ciudad; por lo que se determinado realizar el estudio de la vulnerabilidad por las estructuras, cubierta, antigüedad de las edificaciones, por el número de pisos de los mismos entre otros. Se reconoce que no es posible generalizar esta realidad, sin embargo, se puede dar la debida importancia a que muchas de las Instituciones Educativas estatales no tienen las condiciones necesarias para afrontar fenómenos naturales como terremotos y sismos y que esta situación se agrava de forma significativa al no tener un diagnóstico técnico de la vulnerabilidad en sí. Por tanto, la investigación buscará develar la situación de la vulnerabilidad existente en todas las mencionadas instituciones educativas de la zona metropolitana de Huancayo.
Por ello, la investigación se planteó los siguiente ¿Qué diferencia existe en la vulnerabilidad sísmica en edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano?; asimismo, se buscó analizar: ¿Cuál es la diferencia en el análisis estructural de edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano?, ¿Cuál es la diferencia en el análisis no estructural de edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano?, ¿Cuál es la diferencia en el análisis funcional de edificaciones antiguas de las I.E.
estatales de Huancayo Metropolitano?, la presente investigación tuvo como fin estimar la vulnerabilidad sísmica de las Instituciones Educativas de Huancayo Metropolitano, haciendo una evaluación de los niveles de vulnerabilidad sísmica de las edificaciones antiguas de las Instituciones Educativas en sus componentes: estructural, no estructural y funcional. x Determinar la diferencia en el análisis estructural de edificaciones antiguas de las I.E. estatales de
14
Huancayo Metropolitano. Determinar la diferencia en el análisis no estructural en edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano.
Determinar la diferencia en el análisis funcional en edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano.
En esta investigación se realizó un estudio de la vulnerabilidad sísmica como hecho social y urbanístico, básicamente en las edificaciones antiguas de las Instituciones Educativas de Huancayo Metropolitano. Es imprescindible conocer la realidad de las construcciones en instituciones educativas de la ciudad, para así determinar su respuesta frente a un fenómeno natural, como un sismo. Es ahí donde reside la justificación del estudio, ya que el problema urbano, de construcción y sus posibles consecuencias a corto, mediano y largo plazo son temas de agenda pública. El trabajo de investigación contribuyó en la mejora de los procesos normativos, legales y técnicos en cuanto a la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones en el sector educativo, para así trabajar en la prevención y gestión de desastres, conforme a la normativa correspondiente. Bajo esta lógica, la tesis aportó en la parte metodológica de los estudios científicos y técnicos, en cuanto a la evaluación estructural, no estructural y funcional de las edificaciones educativas.
La presente investigación contribuyó en el entendimiento, explicación y comprensión teórico – práctico de la vulnerabilidad sísmica aplicada al contexto de las edificaciones o estructuras en el sector educativo. Si bien es cierto que al respecto hay abundante literatura, no obstante, se busca develar aquellas características particulares sobre la vulnerabilidad sísmica que se da en la ciudad de Huancayo, adaptando las técnicas y métodos de la evaluación de vulnerabilidad sísmica al ámbito de la arquitectura. El estudio, como se ha manifestado con anterioridad, aportó contenido a los ámbitos del estudio arquitectónico y construcción civil. Sin embargo, también favorece a personas vinculadas a las Instituciones educativas estatales de Huancayo metropolitano;
autoridades, gestores educativos, padres de familia, estudiantes, etc., Se tiene como objetivo generar un impacto social donde los resultados o evidencias sean de utilidad a los actores involucrados para la toma de decisiones de posteriores trabajos de edificación en este sector. La utilidad de la tesis es básica y fundamental, ya que aportó insumos, herramientas, evidencias y argumentos que permitieron articular parámetros en cuanto a la evaluación de la
15
vulnerabilidad sísmica en el ámbito del ejercicio arquitectónico. Es factible llevar al terreno práctico estos presupuestos teóricos, dadas sus características al permitir instrumentalizar los hallazgos de la investigación para utilidad profesional y social, así como replicarlos en realidades similares o adaptar dichos postulados a nuevas investigaciones.
La presente investigación se estructuró de la siguiente manera:
Capítulo I, comprende el planteamiento del problema, formulación del problema de investigación, los objetivos, justificación e importancia de la investigación.
Capítulo II, aborda el marco teórico; se presenta los antecedentes de la investigación, las bases teóricas y conceptuales, la definición de términos básicos, las hipótesis de investigación y la operacionalización de las variables.
Capítulo III, comprende el diseño metodológico, desarrolla el tipo y nivel de investigación, la metodología de investigación, el diseño de investigación, universo población y muestra, las técnicas e instrumentos de recopilación de datos.
Capítulo IV, corresponde al análisis de la descripción de las variables y dimensiones, contraste de la hipótesis.
Capítulo V, corresponde a la discusión de resultados con respecto a las variables y dimensiones de la presente investigación y a otras investigaciones.
Finalmente, se presentan las conclusiones, sugerencias, bibliografía y anexos correspondientes.
Para concluir, tengo la plena confianza que, a través de esta investigación del aporte de la misma en el ámbito académico, práctico, metodológico y otros, con respecto a la evaluación de la vulnerabilidad sísmica en instituciones educativas en Huancayo Metropolitano.
16 CAPÍTULO I MARCO TEÓRICO 1.1. Antecedentes de Investigación
1.1.1. Antecedentes internacionales
En Chile Aldunate (2009) realizó una tesis titulada “Vulnerabilidad sísmica de edificios chilenos de hormigón armado”, de la Universidad de Chile.
Este trabajo logró integrar las muestras de los resultados mediante la aplicación del Perfil Bío-Sísmico con los resultados de lo investigado de la vulnerabilidad implícita antes mencionados, en vez de utilizar una muestra heterogénea, aunque verídica, de edificios, se manejó una agrupación de edificios típicos, de acuerdo a la siguiente clasificación:
1. Altura: Entre 5 y 40 pisos.
2. Tipología Estructural: Edificio de Muros, Marcos y Mixtos.
3. Tipo de Suelo: Suelo II.
4. Zona Sísmica: Zona 2.
Es así que, el autor llego a la siguiente conclusión:
Los edificios de muros de baja altura poseen una alta rigidez, por lo que para su diseño se debe poner especial énfasis en la rigidez de éstos. Para reducir la rigidez de un edificio se puede disminuir las dimensiones de las vigas sísmicas y otros elementos estructurales diseñados. También se debe revisar la densidad de muros por plantas. Los edificios extremadamente rígidos son vulnerables sísmicamente, mientras que los flexibles poseen una baja vulnerabilidad sísmica. El factor de amplificación por corte mínimo, es un factor de seguridad implícito en el diseño de los edificios, impuesto por la Norma Chilena Sísmica. Éste es más notorio en los edificios más flexibles. Los casos en que el autor, sugirió un segundo análisis fueron los que poseían los F.S. más bajos, siendo vulnerables sísmicamente (Aldunate, 2009, p. 25).
Otra investigación desarrollada en Chile es la de Silva (2011), su tesis titulada “Vulnerabilidad sísmica estructural en viviendas sociales, y evaluación
17
preliminar de riego sísmico en la región metropolitana”, que fue realizada para optar el grado de Magister en Ciencias Mención Geofísica de la Universidad de Chile. El primordial objetivo de esta tesis fue valorar el riesgo sísmico en una muestra de viviendas sociales construidas en los años 1980 y 2001, repartidas en 12 comunidades de la Región Metropolitana (RM). Para toda esta recopilación se abordan, en un extenso análisis, los dos factores que deben estar involucrados que son el peligro sísmico y vulnerabilidad desde el punto de vista de la ingeniería y sismología. Ahora bien, la valoración de la vulnerabilidad estructural existente en las viviendas sociales de algunas comunas de la Región Metropolitana y fabricadas dentro de los años considerados, mediante dos metodologías se realizó: a) clasificación de las estructuras según las clases definidas por la Escala MSK -64, y b) cálculo del índice de densidad de muros propuesto por Meli (1991).
De esta forma, la investigación de Silva (2011) concluye con lo siguiente:
La albañilería reforzada (técnica dominante en la construcción de viviendas sociales de América Latina) se mostró un correcto comportamiento en los sismos y terremotos pasados, cuando los elementos estructurales se diseñaron correctamente y también construidas con un nivel adecuado, siendo capaces de tolerar los efectos adversos de un sismo de alta magnitud, y sin poder colapsar.
Su opinión de los expertos internacionales, la albañilería o también denominada mampostería tiene una reacción de propicia, quiere decir, que llega a eximir pequeños errores de diseños, desperfecto constructivo y el uso de materiales defectuosos, siempre y cuando que estos elementos no puedan exponer el comportamiento sísmico de la edificación. (Meli, et al. 2010), y la baja productividad que en raras veces se ha podido observar, en general se relaciona a falta de cadenas discontinuas, columnas de confinamiento, conexiones inadecuadas en relación con los elementos confinantes y una falta de conocimiento de configuración estructural en cuanto a la colocación de los muros.
Por otro lado, existen otras investigaciones desarrolladas en el contexto latinoamericano, específicamente de Colombia en donde las autoras Llanos y Vidal (2003) han realizado la investigación titulada “Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de escuelas públicas de Cali: una propuesta metodología”, esta investigación evaluó el grado de vulnerabilidad sísmica de las
18
escuelas públicas más representativas de la ciudad de Santiago de Cali, es un estudio de gran valor, por lo que las condiciones precarias que actualmente estos establecimientos presentan, de ahí la consideración dentro de la comunidad y de todos los antecedentes que ha ocurrido por un evento sísmico, en estas edificaciones, estableciendo las características que predominan en su estado actual y también en su vulnerabilidad sísmica, disponiendo herramientas y metodologías para los futuros planes de prevención y mitigación de riesgos en escuelas.
De esta forma, Llanos y Vidal (2003) concluyen en que existe una necesidad apremiante de desarrollar un estudio de investigación que permita determinar, el nivel de vulnerabilidad de las edificaciones donde operan las escuelas oficiales de Santiago de Cali, evaluando si, por ejemplo en términos de época de construcción, tipologías y localización con respecto a los diversos terrenos, mediante un procedimiento de evaluación unificado, se encuentran patrones de deterioro o daño, estimando el potencial de perdidas ante la ocurrencia de un evento sísmico.
Bajo este mismo enfoque se encuentra otra investigación desarrollada en Colombia, de Ceballos (2003) con su tesis “Estudio de vulnerabilidad sísmica del Liceo Isabel la Católica sección primaria bloque norte en la ciudad de Manizales”, elaborada para optar el título de Especialista en Estructuras de la Universidad Nacional de Colombia. Dicho estudio abordó el análisis de vulnerabilidad sísmica del edificio del colegio Isabel La católica mediante condiciones ya definidos en la normatividad sismo resistente de 98 (NSR-98). El Edificio que se estudió para analizar la vulnerabilidad sísmica es “LICEO ISABEL LA CATOLICA - PRIMARIA BLOQUE NORTE” en la ciudad de Manizales, es una construcción de 35 años, siendo un colegio público, albergando 200 estudiantes que van del grado básico de primaria y de categoría socioeconómico 1 – 3.
Por tanto, Ceballos (2003) concluye que: La Vulnerabilidad de la estructura de sobreesfuerzo ante cargas verticales es de 1/781.14, valor que equivale a cero de la resistencia de una nueva edificación de acuerdo con los requisitos de la NSR- 98, debido que el elemento 28 falla por carga crítica de Euler. Es importante denominar acciones a verificar si es económico, construir una nueva edificación o darle una nueva oportunidad a esta estructura, el cual
19
es importante aportar resistencia a los elementos estructurales; tales como, la losa y de la misma manera es importante retirarle los muros. Actualmente la estructura enfrenta defectos con las deflexiones verticales en una de las aulas, lo que quiere decir que la vulnerabilidad con respecto a la flexibilidad vertical es
½. 92 de la rigidez que, una nueva construcción, la cual fue edificada bajo la normatividad.
En cuanto al artículo de investigación “Evaluación cualitativa de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones escolares en la ciudad de Mérida”
realizada en Venezuela, los autores Suárez, et. al. (2016) determinaron como objetivo la evaluación cualitativa de edificaciones escolares para valorar un índice que permita identificar las circunstancias que las estructuras presentan ante la presencia de un sismo regional. La investigación fue tipo descriptivo, la población fue por 130 planteles entre privados y públicos, la muestra recopilada fue de 65 escuelas del sector público, situadas en la terraza de la ciudad de Mérida. El instrumento constó de varios formularios de evaluación, incluyendo criterios que permitían evaluar un establecimiento conformado por varias edificaciones con distintas tipologías ya sean constructivas y estructurales. El cual se obtuvo un total de cuatro (4) formularios, esta evaluación contempla el estudio de diferentes parámetros donde se valoran, por ejemplo, la ubicación y el entorno, el tipo de suelo, las zonas de seguridad y de evacuación; tiempo de edificación y número de pisos establecido, ampliaciones y cambio de uso, tipo de cubierta, y estado de la cubierta, aspectos constructivos, aspectos geométricos, y grado de deterioro del estado de la estructura, antepechos y muros; así como, otras características de evaluación con parámetros bajo la normativa sismorresistente. Se concluyen que:
a) El 51% de los centros educativos manifiesta un rango de vulnerabilidad medio y un 49% de vulnerabilidad bajo. Mientras tanto, cuando se evalúan de forma individual un buen número se encuentran con índices de vulnerabilidad alto y muy alto.
b) En la mayoría de las edificaciones el deterioro físico de las construcciones, asentamientos de los suelos, fallas en los muros, y aspectos constructivos, son una situación de forma globalizada, en la cual se necesitan trabajos menores y mayormente de mantenimiento.
20
c) Un 78% de las escuelas se encuentran en pendientes mayores de 30º, y parte de estas edificaciones el 30% no habiliten muros estabilizadores, por lo que afectara la utilidad de estas edificaciones producto de lluvias o sismos, el cual produciría deslizamientos, necesitándose su pronta acción ante estos casos.
d) En 21% de las edificaciones educativas se optó por remodelaciones, un 10% bajo la actualización de la normatividad sísmica, un 24% por ampliaciones de planta y un 66% de ampliación en altura.
e) El 81% de las edificaciones manifiesta un nivel de deterioro por la manifestación de humedades, filtraciones y fisuras, un 5% representa un alto nivel por esta situación y un 14% en sus muros o paredes no manifiesta ninguna señal de este tipo.
1.1.2. Antecedentes nacionales
Con estos aportes a nivel internacional de la región latinoamericana se ve ahora algunas investigaciones realizadas en el país. Es así que, se ha revisado a Aguilar y Astorga (2006) en su tesis: “Evaluación del riesgo sísmico de edificaciones educativas peruanas”, de la Pontificia Universidad Católica del Perú, Escuela de Graduados. Esta investigación identifico en las edificaciones educativas peruanas los primordiales sistemas estructurales, ejecutando herramientas para evaluar los perjuicios y cuantificar su ejecución en contextos de sismicidad. La investigación fue desarrollada en instituciones públicos que son los más cuantiosos y los que necesitan acción directa del gobierno; sin embargo, gran parte de la investigación es aplicada directamente instituciones escolares privados.
Con sus resultados Astorga y Aguilar (2006) concluyen en lo siguiente:
actualmente existen un alrededor de 41000 centros educativos en todo el país en diferentes épocas edificados, de manera diferente en arquitectura, sistema estructural y materia. El 48% de edificios son edificados a base de tierra y un 37% son de albañilería y concreto armado. Un 8% edificaciones de madera. En el país el alto nivel de sismicidad (provincias de la sierra y departamentos de la costa) las construcciones más relevantes son de albañilería, concreto armado, y por último tierra, y concerniendo un 50% de tierra. Para las dos zonas de alto nivel de sismicidad (sierra y costa) se reconocieron como los más representativos a cinco tipos de edificios educativos. Un tipo concierne a
21
construcciones de adobe, los otros tres tipos a los edificios de albañilería y concreto edificados antes del año 1997 y un tipo a los edificios de albañilería y concreto muy robustos que se empezaron a edificar posterior al año 1997.
De una forma similar es la investigación de Flores (2002) en su tesis titulada “Diagnostico preliminar de la vulnerabilidad sísmica de las autoconstrucciones en Lima”, desarrollada para optar el título de Ingeniero Civil de la Universidad Pontificia Católica del Perú. Este estudio busco contribuir a la reducción de la vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas. Este estudio de investigación se apropió principalmente de las carencias y debilidades en las estructuras de viviendas autoconstruidas, la cual estas deberían estar aptas y en condiciones para sobrellevar un terremoto sin la necesidad de exponer la seguridad de las personas.
Es así que, Flores (2002) concluye que: la mayoría de casas autoconstruidas en los distritos de Carabayllo y Villa el Salvador presentan en sus construcciones una condición mediana. Sin embargo, habiendo hecho un análisis a las viviendas estas manifiestan problemas estructurales, que podrían alterar su desempeño sísmico. Los agentes adversos más típicos son la manifestación de eflorescencia que destruye la albañilería, fisuras en los muros y el desgaste del acero en elementos estructurales. También existe un problema por parte de la población habitante y es que, por falta de conocimiento, construyen por si solo sus casas en lugares que no son sísmicamente convenientes, como zonas de pendiente, suelo no consolidado, quebradas entre cerros.
Finalmente, se ha revisado la investigación de Vizconde (2004) y en su tesis: “Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de un edificio existente: Clínica San Miguel”, elaborada para optar el Título de Ingeniero Civil de la Universidad de Piura. El principal objetivo de esta investigación fue identificar la Clínica San Miguel, ciertos puntos de declive que fallarían al momento de manifestarse un evento sísmico para después intervenir a una intervención estructural. En esta evaluación el principal objetivo es precisar cómo éste se manifestará realmente a estas fuerzas. Se hizo este estudio bajo las condiciones reales del material, las cargas reales sin alterarlas, lo más exacto y se analizó efectivamente el intercambio de elementos estructurales con los no estructurales con respecto al comportamiento sísmico del edificio.
22
De esta forma, Vizconde (2004) concluye en que: La vulnerabilidad sísmica en hospitales o clínicas, tal como es la clínica San miguel, se debe estudiar desde una manera de vista general que determine la vulnerabilidad física (no estructural, estructural) y vulnerabilidad funcional. Esta edificación en conjunto tiene una adaptable resistencia al sismo y esto se debe a la falla sola de muros de albañilería y algunas vigas, sin embargo, estos al agrietarse perderían la capacidad de corte, dejando que las cargas sean soportadas por los pórticos (vigas y columnas). El cual no sería seguro para una ocupación inmediata. De manera final el sismo máximo esperado (período de 475 años) dependerá de la distancia en relación del foco y el sitio estos podrán ser en escalas de Ms = 8.17, 8.25, 9.04 y/o M = 8.6, 8.74, 10.14”.
1.2. Bases Teóricas y Conceptuales 1.2.1. Vulnerabilidad Sísmica
Según Bonett (2003), se dice vulnerabilidad sísmica a la inclinación intrínseca a padecer un daño mediante la manifestación de un evento sísmico y está añadido en dirección con sus particularidades del diseño y físicas. La vulnerabilidad sísmica se afecta a varias partes de la estructura, como las siguientes:
- Elementos estructurales: Es la vulnerabilidad física, según Wong (1997) hace relación al nivel de magnitud que se puede sufrir los elementos estructurales de una construcción y está vinculada con la capacidad que tiene una estructura para sostener los requerimientos a las que será sometida en el momento de manifestarse un sismo.
- Elementos no estructurales: Según Wong (1997) está afiliado a todos los deterioros que puede haber en los sistemas arquitectónicos de una construcción que, en términos de vida humana, y económicos pueden más importantes como los daños estructurales.
- Funcional: Esta hace referencia al buen funcionamiento de los mobiliarios, maquinarias, enseres, entre otros.
La vulnerabilidad sísmica no sólo considera la vulnerabilidad de los elementos estructurales, también está relacionada con la infraestructura y la organización humana. Esta relación debe considerar los estados de la infraestructura para los escenarios de desastre.
23
Es así que, se puede decir que se denomina vulnerabilidad al grado o magnitud de daño que padece una estructura debido a un escenario sísmico de diversas características. Aquellas estructuras se denominan entre “más vulnerables” o “menos vulnerables” ante un evento sísmico. La vulnerabilidad sísmica de un elemento estructural es una propiedad intrínseca, la cual es independiente del peligro del lugar, ya que se ha tenido sismos anteriores que en edificaciones de tipo estructural y llegan a padecer daños diferentes y pese que se están ubicadas en la misma zona sísmica.
Para ser más concisos, la estructura llega a ser vulnerable, pero no estar en peligro si este no está en la zona de amenaza sísmica. Es importante destacar que no hay métodos estándares para evaluar la vulnerabilidad de las estructuras.
En resumen, la vulnerabilidad es un daño que caracteriza la degradación que tendrá una estructura de una tipología estructural ya dada, sometida a un sismo de características particulares. De la misma manera el Banco Interamericano de Desarrollo y la Comisión Económica para América Latina y el Caribe sostiene que la disminución de la vulnerabilidad es una función e inversión primordial, no sola para reducir costos humanos y materiales, sino para alcanzar a tener un desarrollo sostenible.
1.2.1.1. Riesgo Sísmico
En España, el riesgo sísmico es indispensable, como dice la “Directriz Básica de Planificación de Protección Civil” (BOE, 1995), para “conocer las posibles consecuencias de una catástrofe sísmica en el territorio considerado, lo cual permitirá hacer las previsiones de los medios y recursos necesarios para una intervención y localizar la infraestructura de apoyo previsiblemente utilizable para la ayuda del área afectada”. Esta directriz manifiesta que el concepto de riesgo sísmico es “el número esperado de vidas perdidas, personas heridas, daños a la propiedad, y alteración de la actividad económica debido a la ocurrencia de terremotos”
Para la (ONU/DHU) Oficina de las Naciones Unidas para Asuntos Humanitarios, en unión con la (UNESCO) Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura, realizaron una comisión de expertos con la finalidad de plantear una junta de conceptos y definiciones que en los últimos años ha sido aceptada. Entre diversas definiciones, el reporte de esa
24
comisión “Desastres Naturales y Análisis de Vulnerabilidad” se incorporó lo siguiente:
- Amenaza o riesgo (“Hazard”– H): Es la posibilidad de la manifestación de un evento altamente desastroso durante un período de tiempo en determinado lugar.
- Vulnerabilidad (“Vulnerability” - V): Nivel de perjuicio de un grupo o elemento de bajo riesgo con un resultado de la probable ocurrencia de un evento símico de alto riesgo, manifestada mediante una escala desde 0 (sin daño) a 1 (pérdida total).
- Riesgo Específico (“Specific Risk” – Rs): Nivel de pérdidas anticipadas debido a la manifestación particular de un sismo y como función de la vulnerabilidad y amenaza.
- Elementos bajo riesgo (“Elements at Risk” - E): Son las edificaciones, población en general, las utilidades y obras civiles, los servicios públicos, las actividades económicas, y la infraestructura expuesta a un área definido.
- Riesgo Total (“Total Risk” – Rt): Número total de pérdidas de vidas humanas, daños a la propiedad, heridos, y efectos en la actividad económica debido a la manifestación de un sismo, lo que sería, los elementos bajo riesgo y el producto del Riesgo Específico Rs.
1.2.1.2. Amenaza sísmica
Según Bonett (2003) Amenaza Sísmica, es ante todo la reacción del terreno y de la actividad sísmica en la zona. Entonces, se puede concretar que la amenaza sísmica es la posibilidad de una manifestación de un sismo altamente peligroso durante un tiempo en una zona dada, en esta investigación se afirmara que Piura se está en una zona sísmicamente alta, esta ciudad está encima de una franja sísmica activa llamada como Cinturón Circum pacífico. En toda esta esta zona se llega a liberar más del 85% de energía de la tierra. Los sismos no se manifiestan sólo en las zonas sismogenéticas sino en todas las que puedan estar cercanas a estas, hasta llegar ondas de amplitud significativa.
Esto complica la amenaza de una zona a los sismos. En la región la tectónica de placas manifiesta que los sismos aparecen cuando se da un corrimiento entre la Placa de Nazca (oceánica) y las áreas de contacto de la Placa Sudamericana (continental), a esto se le denomina subducción. Se le suma a la sismo-tectónica
25
la presencia de dos fallas geológicas muy transcendental, ocurridas en el interior del país por la colisión de las placas, que también llegan a ser las causantes de los sismos: la Falla Illesca y La Falla Huaypirá. La primera en el Macizo de Illescas y la Cuenca de Sechura, su dirección es de N150°E y su longitud es de 25 km y la segunda ubicada al norte de Sullana dirección E-O, de 70 Km de longitud. No tiene características de ser activa.
1.2.1.3. Exposición sísmica
Esta definición es muy clara por las siguientes razones. En base al informe de “Natural Disasters and Vulnerability Analysis” (UNDRO 1979) se demarco la exposición sísmica mencionándola también como elementos en riesgo. Estos son las edificaciones, la población en general, obras civiles, los servicios públicos, actividad económica, las utilidades y la infraestructura expuesta en una zona dada. Cardona (1999) en el (IZIIS) Instituto de Ingeniería Sísmica y Sismología de Skoplie, antigua Yugoslavia en el año 1985, en el marco conceptual expreso suprimir la variable exposición E sobreentendido dentro de la vulnerabilidad V, la cual no sería vulnerable, sino que estaría a una exposición.
1.2.1.4. Daño sísmico
El daño es el nivel de destrucción por consecuencia a una acción externa.
El daño en la estructura se determina de una manera global como localmente.
Desde un criterio estructural se señala el daño sísmico, a raíz de la deriva de piso y de la fuerza de los elementos estructurales. Los problemas en los elementos estructurales a causa del daño sísmico son los siguientes:
- Excesiva flexibilidad estructural.
- Efectos de columnas débiles
- Excesiva flexibilidad del diafragma de piso (lo que significa deformaciones no uniformes).
- Concentración de esfuerzos debido a plantas complejas.
- Configuración geométrica (irregularidades en planta y altura).
1.2.1.5. Metodologías de evaluación de vulnerabilidad
Vulnerabilidad sísmica estructural está relacionada a la sensibilidad de componentes estructurales o los elementos y de padecer daño a causa de un sismo. En el daño sísmico estructural, manifiesta el físico deterioro de algunos elementos que conforman parte resistente del sistema. En Italia según el Gruppo
26
Nazionale per la Difesa dai Terremoti (GNDT, 1993), la vulnerabilidad encamina a 3 metodologías de evaluación:
- Directa. Es la inclinación de un elemento aislado (complejo o simple) de padecer un desplome. Por ej. la vulnerabilidad de un viaducto, de un asentamiento urbano o de un edificio.
- Inducida. Consecuencia de una crisis de organización de territorio provocados por alguno de los elementos físicos. Por ej. El desequilibrio del sistema de transporte a consecuencia de la congestión de una autopista.
- Diferida. Se manifiestan en las etapas inmediatamente después al evento sísmico, con la capacidad de corregir a la población en general acerca del comportamiento durante la emergencia.
- Predefinida. Variables que participan en la construcción y el diseño, como son los métodos constructivos, bases de cálculo, inspección, mano de obra, entre otros.
- Observada. Se utiliza una base con información estadística de todos los daños provocados por escenarios de terremotos ya ocurridos.
También se tiene metodologías de evaluación según el enfoque:
a. Métodos cualitativos
Los métodos cualitativos son adaptados para estimar efectiva y rápida un grupo de edificaciones, y elegir todo lo que se requieran para un análisis más específico. Este método se usa primordialmente para evaluar una gran cantidad de edificios con la finalidad de cuantificar el riesgo sísmico en una zona o región de una ciudad. (CERESIS, 1985). Para un adecuado análisis de riesgo sísmico estructural, es esencial lo siguiente:
- Determinar los niveles de daño para estas edificaciones.
- Formular una información estadística en base al grado de intensidad.
- Clasificar las construcciones a analizar.
b. Métodos cuantitativos
Esta evaluación directa es la más fácil de cuantificar, por lo que se han propuesto variadas metodologías de evaluación en este ámbito. La GNDT (1993) señala que los métodos cuantitativos de la vulnerabilidad más frecuentados, se dividen en 3 tipos:
- Mecánicos
27
Estas son formuladas en base a cálculos analíticos ante un sismo de un edificio. La medida de la acción se mide y expresa mediante la aceleración máxima del suelo o por magnitudes semejantes utilizadas hacia métodos numéricos de cálculo, mientras tanto la medida del daño se hace un cálculo con variables mecánicas. Esta metodología es recomendable de utilizar mientras se tiene una recaudación de información de la estructura y cuando la muestra de edificaciones sea disminuida.
- Tipológicos
Se identifica al edificio de un número más o menos grande de indicadores de dimensiones, vulnerabilidad, compactos en elementos morfológicos, tipológicos y en la utilización de materiales, etc. La acción sísmica es del tipo macrosísmico, mientras tanto la del que la del daño es, o bien macrosísmica o basada en el costo (demoliciones, ampliaciones, etc.). Dichos métodos nacen a raíz de la definición de clases de edificios señalados por indicadores funcionales y tipológicos, como muros de adobe, albañilería reforzada, hormigón armado o piedra, etc. A cada clase se le relaciona una curva de vulnerabilidad de daño.
- Semióticos
Es la capacidad de dirigir a un sector de edificaciones un índice de vulnerabilidad, el cual seria, un número “ν” que estará denominado sobre la base de indicadores el cual ya no serán analizados dentro de un significado tipológico, estarán analizado para poder soportar terremotos. Ejemplo: estos diversos indicadores son: eficiencia de los empalmes, firmeza de los materiales, la morfológica en planta y en la altura niveles de pisos, etc. En la segunda etapa se asocia cada valor del índice de vulnerabilidad una curva de vulnerabilidad, de la misma manera que el anterior enfoque. Siempre el indicador de vulnerabilidad es en relación de los indicadores fragmentados, haciendo una evaluación cualitativa del edificio y proyectado por expertos que evalúen el peso en cada indicador.
Los últimos dos métodos se determina la estimación de la vulnerabilidad en las casas sociales adaptadas en esta investigación, a través de la determinación de indicadores que den respuesta del comportamiento sísmico.
En la metodología semiótica y tipológica, el efecto de este (nivel de daño que va padecer una estructura de una específica tipología, sujetado hacia un evento sísmico de ciertas características) puede ser relatado de muchas maneras.
28
Matrices de probabilidad de daño, manifiestan en forma silenciosa la probabilidad que una estructura padezca un nivel de perjuicio ND igual a j, dado en un escenario de sísmico con un nivel de urgencia (Whitman et al. 1973).
Funciones de vulnerabilidad, son conexiones gráficas que manifiestan de manera constante la vulnerabilidad en relación de alguna condición que explique el grado de peligrosidad del sismo, ya sea de intensidades o aceleraciones.
El método del índice de vulnerabilidad, usa los datos extraídos mediante la inspección para obtener una calificación de la construcción y diseño sismorresistente de los edificios a través de un coeficiente llamado índice de vulnerabilidad. El método realiza una calificación numérica de ciertos parámetros estructurales ya establecidos por expertos y calcula, a raíz de estos valores, el índice de vulnerabilidad. Después se relaciona el índice de vulnerabilidad extraído con el nivel de daño global que llega a sufrir la estructura mediante funciones de vulnerabilidad para nivel de intensidad macrosísmica del terremoto o para diversos niveles de aceleración máxima. (Benedetti y Petrini 1984).
1.3. Términos Básicos
- Intensidad sísmica: “La intensidad sísmica es el único parámetro de los mencionados anteriormente que no es instrumental. Se mide por escalas macrosísmicas que evalúan los efectos producidos, en un lugar determinado, sobre las personas, los edificios y el terreno.” (Muñoz, 1989).
- Vulnerabilidad sísmica: “La vulnerabilidad sísmica es una medida que permite clasificar a las estructuras de acuerdo con sus características y calidad estructural, dentro de un rango de nada vulnerable a muy vulnerable, ante la acción de un sismo. De otra parte, una de los aspectos más importantes de los estudios de riesgo sísmico a nivel urbano es que la metodología de evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones tiene que ser de alguna manera simple, para que se pueda aplicar a grandes áreas como centros urbanos donde la cantidad de sus edificaciones es grande y la variedad de sus propiedades es considerable.” (Maldonado y Chio, 2009).
29
- Vulnerabilidad funcional: “En situaciones de emergencia o crisis sísmicas, las edificaciones esenciales se caracterizan por presentar un incremento abrupto en la demanda de sus servicios mientras que la capacidad de presar dichos servicios puede haber decrecido como consecuencia del impacto del sismo, creando una situación crítica caracterizada por un incremento brusco del riesgo asociado que puede inclusive llevar a un colapso funcional.” (Basurto,2007).
- Vulnerabilidad Estructural: “Se refiere a que tan susceptibles a ser afectados o dañados son los elementos estructurales de una edificación o estructura frente a las
- fuerzas sísmicas inducidas en ella y actuando en conjunto con las demás cargas habidas en dicha estructura. Los elementos estructurales son aquellas partes que sostienen la estructura de una edificación, encargados de resistir y transmitir a la cimentación y luego al suelo; las fuerzas causadas por el peso del edificio y su contenido, así como las cargas provocadas por los sismos. Entre estos elementos se encuentran las columnas, vigas, placas de concreto, muros de albañilería de corte, etc.” (Vizconde,2004).
- Vulnerabilidad No Estructural: “Un estudio de vulnerabilidad no estructural busca determinar la susceptibilidad a daños que estos elementos puedan presentar. Se sabe que al ocurrir un sismo la estructura puede quedar inhabilitada debido a daños no estructurales, sean por colapso de equipos, elementos arquitectónicos, etc., mientras que la estructura permanece en pie.” (Vizconde,2004).
- Peligrosidad sísmica: “La peligrosidad sísmica se define como la probabilidad de que en un lugar determinado y durante un periodo de tiempo de referencia se exceda un nivel de movimiento del suelo como consecuencia de terremotos que puedan ocurrir en un área de influencia”
(Martinez,2014).
- Arquitectura: “Medio para obtener las necesidades y condiciones espaciales que necesita el hombre. En el tema de la materialización se necesita de un desarrollo complicado, que va desde reconocer la necesidad social la cual transmitirá el origen a las ideas en la mente del proyectista. Es su manifestación en un modelo que termina con la
30
construcción. Se puede asegurar que la arquitectura es primordialmente gráfica, es por ello que, a través, desde sus representaciones más antiguas, se impuso el uso de un medio para transmitir las ideas, no sólo para la comunicación del mismo proyectista, sino para el propio inversionista, como también los constructores y otros a los que se requiera exponer el producto de un trabajo creativo.” (Álvarez, 2001).
1.4. Hipótesis de la Investigación 1.4.1. Hipótesis general
Existe diferencia significativa en la vulnerabilidad sísmica en las edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano.
1.4.2. Hipótesis específicas
- Existe diferencia significativa en el análisis estructural de edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano. La relación entre la vulnerabilidad sísmica y las adaptaciones en las edificaciones de las Instituciones educativas estatales de Huancayo Metropolitano en el 2018, es significativa.
- Existe diferencia significativa en el análisis no estructural de edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano.
- Existe diferencia significativa en el análisis funcional de edificaciones antiguas de las I.E. estatales de Huancayo Metropolitano
1.5. Operacionalización de las Variables
VARIABLES DEFINICIÓN CONCEPTUAL DEFINICIÓN OPERACIONAL DIMENSIÓN INDICADORES
VULNERABILIDAD SÍSMICA
Es la predisposición intrínseca de una edificación a padecer un daño ante un evento sísmico, relacionada
con sus características
estructurales y físicas de diseño que también mantiene relación con
la organización humana,
manifestando que no existen métodos con un patrón para estimar la vulnerabilidad de los elementos estructurales, la finalidad de los estudios de vulnerabilidad es un indicador de daño que arroja el deterioro que padecerá la estructura de una tipología dada, bajo el acto de un sismo con características específicas. (Bonett, 2013)
Se determina como predisposición intrínseca a que una edificación llegue a padecer algún daño ante la presencia de un sismo relacionada con sus componentes físicos, estructurales de diseño y a su vez mantiene relación con la organización humana, no existe métodos ya establecidos para evaluar la vulnerabilidad de las estructuras, el resultado de los estudios de vulnerabilidad es un indicador de daño que determina el deterioro que va a tener una estructura, sometida ante un sismo de ciertas características y que cuentan con la experticia del investigador para definir sus parámetros. Esto se dividen en tres dimensiones: análisis estructural, no estructural y funcional (Bonett, 2013)
ANÁLISIS
ESTRUCTURAL
Aforo
Flujos de
circulación y circulación Materiales y acabados
Instalaciones eléctricas y sanitarias y entorno
ANÁLISIS NO ESTRUCTURAL
Evacuación Señalización ANÁLISIS
FUNCIONAL
Organización y gestión interna
CAPÍTULO II
DISEÑO METODOLÓGICO 2.1. Tipo y nivel de investigación
Hacer investigación hoy en día es sin duda alguna una cuestión compleja, no solo por lo complejo de la situación sino porque existen muchas metodologías, modelos y enfoques de cómo se emplea. En términos más simples, existe el propósito de la investigación científica y una tipología en el procedimiento; según su naturaleza o niveles (investigación exploratoria, descriptiva, correlacional y explicativa) por su aplicación (investigación básica y aplicada).
Bajo esta lógica, el tipo de investigación de la tesis según su aplicación será aplicada. Este estudio según Tamayo y Tamayo (2003) “A la investigación aplicada se le denomina también activa o dinámica, y se encuentra íntimamente ligada a la anterior (básica o fundamental), ya que depende de sus descubrimientos y aportes teóricos. Busca confrontar la teoría con la realidad”.
De igual forma, se aplica la investigación a problemas concretos, con circunstancias y características específicas. La forma de investigar va directamente a su aplicación inmediata y no a las técnicas de desarrollo de teorías. De esta manera, el objetivo primordial de este estudio es generar, producir, deconstruir o construir el conocimiento que hasta la fecha se ha trabajado en base a la vulnerabilidad sísmica en las construcciones antiguas de las Instituciones estatales de Huancayo Metropolitano.
Según Carrasco (2005) La presente investigación se caracteriza por ser de tipo no experimental, en el cual afirma que son aquellas variables independientes que no poseen alteración de forma intencional, tampoco grupo de observación, ni tampoco experimental. Después de lo ocurrido analizan, estudian los hechos y fenómenos de la realidad.
El nivel que se empleó para la investigación fue de nivel descriptivo. Para Hernández y Coello (2011) la investigación descriptiva se define que su primordial objetivo es explicar y caracterizar el fenómeno y mostrar lo esencial y más revelador del mismo, olvidando que causas lo originan, para lo cual es
33
necesario captar sus regularidades y relaciones internas, así como también aquellos criterios donde se muestra lo general. De esta forma se sabrá comprender y conocer de manera contextual la vulnerabilidad sísmica que se manifiesta en todas las construcciones antiguas de las instituciones educativas estatales de Huancayo Metropolitano. Por tal motivo, el nivel del estudio fue el descriptivo.
2.2. Métodos de investigación 2.2.1. Método general: Científico.
Se define como método científico a una técnica para encontrar condiciones donde se manifiestan sucesos concretos, diferenciados en primer lugar por ser verificable, tentativo, de observación empírica y de razonamiento exigente, en efecto a esto, se proyectan los problemas científicos y en seguida se pone a prueba las hipótesis para proceder con los instrumentos de la investigación. (Tamayo, 1996).
2.2.2. Método específico: Inductivo
Este método inductivo comienza con un estudio particular de los sucesos y se presentan conclusiones globales que se sostienen como leyes o cimiento de teorías o principios. De esta forma por intermedio del razonamiento se extrae conclusiones de carácter global, los cuales derivan de casos específicos admitidos como verídicos. (Britto, 2013).
Para Fassio (2016), refiere que es: “Un procedimiento que va desde las partes al todo y se caracteriza por tener una síntesis. Consiste en recopilar datos y observar suficientes hechos referidos a un problema particular, analizarlos para descubrir analogías y diferencias, compararlos y toma nota de sus características comunes y formular la regla o la ley que explica el comportamiento de esa clase de datos o fenómenos”.
2.3. Diseño de la investigación
El diseño en la presente investigación es descriptivo-comparativo. Esta investigación recopila muestras con la finalidad de identificar la conducta de una variable, intentando manejar estadísticamente las demás variables que al final llegarían a afectar a la variable en estudio. (Alarcón,1991, citado en Sánchez y Reyes,1996).
34 Figura 1
Diagrama representativo del diseño descriptivo comparativo M 1 O1
M 2 O2 M 3 O3 M 4 O4 M 5 O5
Dónde: O1 ≈ = ≠ O2 ≈ = ≠ O3 ≈ = ≠ O4 ≈ = ≠ O5 Dónde:
M1: Muestra de la I. E. estatal “Rosa de América”
M2: Muestra de la I. E. estatal “Santa María Reyna”
M3: Muestra de la I. E. estatal “Inmaculado Corazón de María”
No 3015
M4: Muestra de la I. E. estatal “Sagrado Corazón de María” No 30216
M5: Muestra de la, I. E. estatal “Sagrado Corazón de Jesús” No 30224
O1, O2, O3, O4, O5: Observaciones o mediciones realizadas sobre la investigación acerca de la vulnerabilidad sísmica en edificaciones antiguas de las I. E. estatales de Huancayo.
2.4. Población y muestra 2.4.1. Población
Hernández (2014) indica que la población es un conjunto con características similares y homogéneas entre si respecto al fenómeno que se va a estudiar y permite la utilización de los datos en la investigación. La población de esta investigación se conforma por las Instituciones educativas antiguas estatales de nivel primario de Huancayo Metropolitano.
35 Figura 2
Mapa Huancayo Metropolitano
Nota: Mapa Huancayo metropolitano, Perú. Tomado de Google Maps.
2.4.2. Muestra
Toda muestra de un estudio, de acuerdo a Carrasco (2005), se entiende como una parte de la población que se considere representativa donde las características necesarias para la muestra sean objetivas y reflejo fiel de la población para que los resultados garanticen la generalización de los elementos.
La delimitación de esta investigación se hizo mediante el consejo de expertos y la exploración de la documentación pública de las instituciones donde se tiene en cuenta las instituciones que son las más representativas de su distrito, con una edificación antigua, que no ha sido refaccionada, son polidocentes, son de género mixto y abarcan en su infraestructura la primaria y secundaria.
La muestra estará conformada por 5 Instituciones Educativas Estatales de Huancayo Metropolitano, de acuerdo a Mandujano (1998) la investigación será de carácter no probabilístico por conveniencia, el cual es un procedimiento donde no se conoce la realidad que tendrán los elementos de la población para juntar la muestra. Este se organiza en un muestreo accidental y también en un muestreo intencional, que es el caso que se atribuirá en el estudio en donde los elementos serán elegidos en base a aspectos y criterios ya establecidos por el investigador. Las cinco instituciones elegidas son:
- Rosa de América (Huancayo)
36 - Santa María Reyna (Huancayo)
- Inmaculado Corazón de María (Chilca) - Sagrado Corazón de María (El Tambo)
- Sagrado Corazón de Jesús (Siglo XX – El Tambo)
Según, Mandujano (1998) el muestreo no probalístico por conveniencia es aquello donde el investigador selecciona a los sujetos a través de la situación en la que se encuentre o a criterio propio. En ese sentido, los colegios a elegir para la investigación serán los que tiene más cercanía al contexto metropolitano de la ciudad Huancayo.
2.5. Técnicas e instrumentos de recopilación de datos 2.5.1. Instrumento, validez y confiabilidad
2.5.1.1. Generalidades del instrumento
Para el diseño y elaboración del instrumento denominado “Instrumento para evaluar la vulnerabilidad sísmica en la infraestructura de las instituciones educativas de Huancayo metropolitano” (ver Anexo 03), se revisó material bibliográfico acerca de la predisposición intrínseca de una edificación a padecer algún daño ante la manifestación de un evento sísmico, relacionada en dirección a sus características estructurales de diseño y también físicas, la cual mantiene y guarda relación con la organización humana, estas no tienen metodologías con patrones establecidos para evaluar la vulnerabilidad de los elementos estructurales, el resultado de estos estudios de vulnerabilidad es un indicador de daño que identifica el deterioro que padecerá una estructura de una tipología estructural ya establecida, bajo un sismo de especificas características y que cuentan con la experiencia del investigador para determinar sus parámetros. Se divide en tres dimensiones: análisis estructural, no estructural y funcional (Bonett, 2013).
El instrumento tuvo como finalidad la evaluación de las infraestructuras de las Instituciones Educativas de la zona metropolitano de Huancayo, la ficha estuvo basada en las normas del RNE E.060, P. 997, NE E.060 P. 1002, A.130, y E030 y el Informe técnico Evaluación del riesgo sísmico de escuelas y hospitales de la ciudad de Lima (PCUP 2013).
2.5.1.2. Fundamentos Teóricos
Para la elaboración de la ficha de observación, se usó material bibliográfico acerca de la predisposición intrínseca de una edificación a padecer
