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1 Avances en el proyecto de tipología estructural de las viviendas de la ciudad de Tunja Medina. Wilson. USTA Tunja, Rojas. Néstor. USTA Tunja, (Recibido: 25 de Junio de 2014; Aprobado: 04 de Julio de 2014) Resumen En el presente artículo se presenta el procedimiento de evaluación de análisis, que se está desarrollando en las edificaciones de la ciudad de Tunja. Se evalúan aspectos como la calidad del diseño, la construcción y el estado de las edificaciones según lo establecido en la tabla A de la Norma Sismo Resistente Colombiana NSR10, con la información obtenida se elabora un Sistema de Información Geográfica (SIG), determinando su clasificación, mediante un formato que contiene diversos ítems producto de un análisis técnico de parámetros que fueron recolectados por medio de encuestas de cada una de las viviendas, obteniendo diversos resultados entre los cuales sobresalen la creación de planos temáticos que muestran la tendencia espacial de cada uno de los ítems evaluados. El trabajo pretende ser base para un estudio de vulnerabilidad sísmica en la ciudad. Palabras clave Encuestas, edificaciones, evaluación, SIG, vulnerabilidad. Abstract The evaluation procedure of analysis, which is being developed in the buildings of the city of Tunja is presented in this article. Aspects such as the quality of design, construction and condition of the buildings are assessed as provided in Table A of the Standard Seismic Resistant Colombian NSR10, with information from Geographic Information System (GIS) is developed, determining its classification, using a format that contains a variety of items product of a technical analysis parameters were collected through surveys of each of the homes, obtaining different results among which stand creating thematic maps, showing the spatial trend each of the items evaluated. The work aims to be the basis for a study of seismic vulnerability in town. Keywords Polls, buildings, assessment, GIS, vulnerability. I. INTRODUCCIÓN El proyecto se realiza por etapas, abarcando en cada una, diferentes barrios de la ciudad de Tunja, capital del departamento de Boyacá. Se buscar evaluar el estado de las edificaciones mediante la realización de encuestas, cuya información es incluida en la cartografía SIG. El proyecto avanza en la etapa 1, donde se pretende abarcar siete barrios de la ciudad. Se busca llegar a generar el inventario y estado general de las construcciones en Tunja. En los últimos años en Colombia se han presentado situaciones relacionadas con los movimientos sísmicos, fenómenos que se han presentado en la capital del departamento de Boyacá, como por ejemplo el reciente evento que ocurrió el 20 de agosto de 2012 en donde se registró un sismo de magnitud 4.3 en la escala de Richter con una duración de 4 segundos cuyo epicentro fue el municipio de Viracachá, a 22 kilómetros de Tunja, con afectaciones en la catedral de Tunja como la generación de 3 grietas en su fachada y el colapso de la cruz de piedra que estaba sobre la puerta principal (Tiempo, 2012). 1

2 Este estudio se desarrolla con el fin de establecer el estado actual de las edificaciones, teniendo en cuenta que Tunja se encuentra ubicada en zona de amenaza sísmica intermedia, lo que genera la necesidad actual de prevención con las edificaciones de esta ciudad. La etapa inicial comprende siete barrios, de los cuales cuatro ya se encuentran encuestados. En general se encuentran viviendas de estratos diferentes, diversos tipos de estructuras descritas en la NSR10, muchas de ellas construidas antes de la vigencia de la normativa actual que interactúan con la mayoría de sistemas constructivos establecidos en la ciudad de Tunja. La gran limitación es el concepto de análisis de vulnerabilidad, dentro del cual se debería efectuar algunos ensayos destructivos en las edificaciones estudiadas, pero por varias razones no es posible realizarlo en cada una de las viviendas existentes; es por esto que el estudio se encaminó a la obtención de información y calificación del estado de las edificaciones como un estudio preliminar de vulnerabilidad sísmica. Se realizó un análisis de artículos, informes y trabajos de grado desarrollados en diferentes universidades (Asociación de Ingeniería Sísmica AIS y LA RED, 2001) (Asociación de Ingeniería Sísmica, 2002) (Asociación de Ingeniería Sísmica AIS y FOPAE, 2009) (Caballero, 2007) (Muños, 2007), así como también de la guía técnica para inspección de edificaciones después de un sismo. A partir de lo anterior, se generó un formato de encuesta que evalúa aspectos fundamentales de las características, estado y datos fundamentales en la evaluación de vulnerabilidad (Asociación de Ingeniería Sísmica AIS y FOPAE, 2009). La información obtenida se ingresa en la cartografía de los barrios a través de SIG y se generan salidas gráficas que muestran el comportamiento espacial de los datos. A. Adecuación del formato. II. METODOLOGÍA Se creó un formato para el desarrollo del proyecto, basado en la información recopilada de diferentes estudios relacionados con el tema, este formato es aplicado por el semillero de estructuras SIEC y SIPAV de la Facultad de Ingeniería Civil, el cual se encuentra vinculado con la presente investigación. La Figura 1 muestra los ítems que intervinieron en el desarrollo del formato. FIGURA 1. Ítems que componen el formato. 2

3 B. Evaluación de la estructura dependiendo de la calidad y estado. Según lo definido en A y A NSR-10. (Evaluación de Acuerdo al Criterio), se establece la calidad del diseño y la construcción de la estructura original. El concepto de este se define en la NSR10 (Asociación de Ingeniería Sísmica, 2010), en términos de la mejor tecnología existente en la época en que se construyó la edificación. Al respecto se puede utilizar información tal como: registro de interventoría la construcción y ensayos realizados especialmente para ello. Dentro de la calificación debe tenerse en cuenta el potencial de mal comportamiento de la edificación debido a la distribución irregular de la masa o la rigidez, la ausencia de diafragmas, anclajes, amarres y otros elementos necesarios para garantizar su buen comportamiento de ella ante las distintas solicitaciones. Esta calidad del diseño y la construcción de la estructura original deben calificarse de forma cualitativa de acuerdo al criterio del ingeniero que realiza la inspección, esta se cataloga como buena, regular o mala como se aprecia en la Tabla I. TABLA I CALIDAD DEL DISEÑO BUENA REGULAR MALA Фc Fuente: Norma Sismo Resistente NSR10. En el estado de la estructura la NSR10 (Asociación de Ingeniería Sísmica, 2010) recomienda que debe hacerse una calificación del estado actual de la estructura de la edificación, basado en aspectos tales como: sismos que la puedan haber afectado, fisuras por cambio de temperatura, corrosión de las armaduras, asentamientos diferenciales, reformas, deflexiones excesivas, estado de elementos de unión y otros aspectos que permitan determinar su estado actual. El estado de la estructura existente debe calificarse de forma cualitativa de acuerdo al criterio del ingeniero que realiza la inspección, esta se cataloga como buena, regular o mala, así como se muestra en la Tabla II. TABLA II ESTADO DE LA ESTRUCTURA BUENA REGULAR MALA Фe Fuente: Norma Sismo Resistente NSR10. C. Creación base de datos. Se utiliza una hoja de cálculo como herramienta para la tabulación de los datos obtenidos, la cual está constituida por 8976 caracteres en donde se registran los resultados de las encuestas a cada una de las edificaciones. Lo anterior facilitó la adecuación de los datos a una tabla, para posteriormente poderla incluir en el SIG, en la cual se verifica y depura cada uno de los datos obtenidos. 3

4 D. Sistema de Información Geográfica. Se emplea un software SIG, para poder incluir sistemáticamente la información descriptiva producto de las encuestas, el plano del barrio, relacionando la información mediante el código catastral. Este número se tiene tanto en la hoja de cálculo como en los atributos de los polígonos que representan las construcciones. Los datos geográficos se almacenan en una geodatabase o base de datos geográfica. Asi mismo se adiciona un atributo tipo raster que corresponde a la fachada de cada construcción. El ejemplo de la información contenida en la geodatabase se muestra en la Figura 2. FIGURA 2. Tabla de atributos. Fuente: Autores del proyecto. III. DESARROLLO DEL TRABAJO Actualmente se encuentran evaluados cuatro barrios de la ciudad de Tunja y se trabaja en la toma de datos de campo de tres más. Se espera consolidar la información generada en una base de datos unificada, a partir de la cual sea posible visualizar los aspectos evaluados de las edificaciones, de forma espacial georreferenciada. Los resultados de este proyecto evidencian que los 12 parámetros generales evaluados en cada una de las edificaciones, permiten conocer de una manera completa las características de la edificación y el entorno en donde se encuentran sus habitantes. Por medio de simbologías se pueden apreciar la gran variedad de condiciones que poseen las edificaciones de los barrios de la zona de estudio, un ejemplo se muestra en las Figura 3 y 4, correspondientes al Barrio Kennedy (Rodríguez Castro, 2013), donde se aprecia la calidad del diseño y estado de la edificación respectivamente. 4

5 FIGURA 3. Calidad del diseño y la construcción. FIGURA 4. Estado de la edificación El sistema estructural es uno de los parámetros más importantes para conocer las condiciones que presentan las edificaciones, en la Figura 5 se muestra la variación de este parámetro para uno de los barrios estudiados, donde se destaca la presencia de mampostería confinada, adobe y pórticos de concreto. 5

6 FIGURA 5. Sistema estructural Barrio Kennedy IV. CONCLUSIONES La realización de estudios de vulnerabilidad sísmica en las edificaciones antiguas que no cuentan con un sistema estructural adecuado es una necesidad apremiante. La tipología predominante en los barrios analizados a la fecha, corresponde principalmente en sistemas de mampostería no reforzada, mampostería confinada y sistemas tipo pórtico de concreto. La base de datos geográfica constituye una fuente importante de información, que facilitaría estudios de vulnerabilidad sísmica, así mismo el SIG, mejora procesos de captura y actualización de la información. El SIG permite interactuar de una manera más eficiente con la información que poseen las edificaciones, mostrando la caracterización de los atributos en planos temáticos, que representan la tendencia espacial de un fenómeno. Las entidades gubernamentales deben involucrarse con este tipo de estudios para contar de manera rápida con información de este tipo en casos de emergencias. Uno de los aspectos fundamentales es la edad de los habitantes de la edificación ya que durante un sismo, no todas las personas reaccionan de la misma forma, y al superar los 60 años de edad entre hombres y mujeres, se les podrá dificultar la evacuación de una edificación que presente peligro. Teniendo en cuenta la calidad del diseño de las edificaciones existentes, evaluada bajo los criterios de A NSR10. Es común encontrar malas condiciones de calidad del diseño, especialmente en edificaciones construidas antes de 1984, fecha en 6

7 TRABAJOS C ITAD OS V Congreso Internacional de Ingeniería Civil, Universidad Santo Tomás Seccional Tunja la cual empezó a regir el código colombiano de construcciones sismo resistentes de 1984, el cual fue posterior al sismo de Popayán y para el cual ya había presencia de edificaciones de diferentes materiales y tipologías, como por ejemplo las edificaciones de mampostería no reforzada y en adobe. Con el presente estudio se pueden identificar los casos relevantes con condiciones adversas extremas, los cuales deben tener un tratamiento prioritario, puesto que se reconoce que necesitan una revisión más puntual con el fin de prevenir desastres de mayor importancia, esta información sería muy útil para las entidades encargadas de prevención del riesgo. AGRADECIMIENTOS Los autores reconocen las contribuciones de todos los estudiantes V.G. Adame, L.M. Arcos, Y.P. Becerra, H.M. Castellanos, J.C. Casallas, L.L. Carreño, M.E. Combariza, I.A. Correa, S.V. García, L.F. Gil, E.D. Hernández, J. Ibáñez, Y.A. López, A.C. Mojica, N.A. Moreno, L. Núñez, D.G Rodríguez, J.C. Rojas, G.H. Romero, Y.X. Ropero, J.S. Sanabria, O.R. Sarmiento, J.F. Sánchez, H. S. Sierra, R.S. Molano, D.S. Vargas, C.C. Villamil y otros, por sus colaboración con la presente investigación como parte del semillero de estructuras SIEC y SIPAV de la USTA Tunja. Adicionalmente agradecen al ingeniero Daniel Rojas Mora por su contribución en la revisión del modelo de encuesta y sus sugerencias con el mismo. REFERENCIAS Asociación de Ingeniería Sísmica. (2002). Manual de evaluación, rehabilitación y refuerzo de viviendas de bahareques tradicionales construidas con anterioridad a la vigencia del decreto 052 de Bogotá D.C. Asociación de Ingeniería Sísmica. (2010). Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 (Vol. Tomo 2). Bogotá D.C, Colombia: AIS. Asociación de Ingeniería Sísmica AIS y FOPAE. (2009). Guía técnica para inspección de edificaciones después de un sismo. Bogotá D.C. Asociación de Ingeniería Sísmica AIS y LA RED. (2001). Manual de construcción, evaluación y rehabilitación sismo resistente de viviendas de mampostería. Bogotá D.C. Caballero, A. (2007). Determinación de la vulnerabilidad sísmica por medio del método del índice de vulnerabilidad en las estructuras ubicadas en el centro histórico de la ciudad de Sincelejo utilizando la tecnología de un sistema de información geográfica. (F. U. Norte, Ed.) Sincelejo, Colombia. Muños, W. (2007). Determinación del índice de vulnerabilidad sísmica de las viviendas de ciudad bolívar evaluadas por el método cualitativo. Centro de Investigaciones y Desarrollo Científico. Rodríguez Castro, D. G. (2013). Análisis del estado de las edificaciones del barrio Kennedy de la ciudad de Tunja a través de un sistema de información geográfica. Universidad Santo Tomás Tunja. Facultad de ingeniería Civil, Tunja. Tiempo, E. (2012). Temblor de Tierra: Fuerte temblor en Viracachá, Boyacá. El Tiempo. 7

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