UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA EVALUACIÓN PRELIMINAR Y MASIVA DEL ÍNDICE DE VULNERABILIDAD SÍSMICA DE EDIFICACIONES EN EL MUNICIPIO DE VALLE DE CHALCO CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA PROYECTO TERMINAL INGENIERÍA CIVIL PRESENTA: LUIS ALBERTO VELÁZQUEZ ORTEGA ASESOR DE PROYECTO: Dra. MARÍA DE LA CONSOLACIÓN TRINIDAD JUANA GÓMEZ SOBERÓN MÉXICO, D.F. 2010

2 ÍNDICE 1. Introduccuón Índice de vulnerabilidad sísmica Vulnerabilidad sísmica de edificaciones Por qué la necesidad de una evaluación? Justificación Marco teórico Definiciones Análisis de vulnerabilidad Vulnerabilidad funcional Vulnerabilidad no estructural Vulnerabilidad estructural Resumen Métodos para la evaluación del Índice de Vulnerabilidad Sísmica IV Metodologías de evaluación Clasificación de las metodologías Métodos de evaluación preliminar Metodologías prpuestas Propuesta de Ramírez. Pichardo y Arzate (2007) Propuesta de Gómez, Arellano y Juárez (2002) Metodología para la evaluación del Índice de Vulnerabilidad Sísmica en la zona de Valle de Chalco Introducción Vulnerabilidad sísmica Metodología propuesta Cálculo del Índice de Vulnerabilidad Aplicación a la zona de estudio Localización del Valle de Chalco (INEGI 2009) Características y uso de suelo Índice de vulnerabilidad Procedimiento para el levantamiento de información para el cálculo del IV Elección de las edificaciones a evaluar Ejemplo de la determinación del IV para dos tipos de edificaciones...31 Página 3 ÍNDICE DE VULNERAVILIDAD SÍSMICA 5.6.1Edificación con un IV bajo Edificación con un IV alto Evaluación general del Índice de Vulnerabilidad Sísmica de las diferentes colonias que conforman el municipio de Valle de Chalco Resultados...55 Conclusiones 56

3 Fuentes de información... 57

4 1. INTRODUCCIÓN 1.1. ÍNDICE DE VULNERABILIDAD SÍSMICA El índice de vulnerabilidad sísmica puede clasificarse según los elementos a evaluar y de acuerdo a la forma de estimación del grado de daño esperado en las estructuras. Según los elementos a evaluar, se clasifica en: estructural, no estructural, funcional, social y sistemática, y de acuerdo a la forma de estimación de daño, se clasifica en: observada, calculada e híbrida. El índice de vulnerabilidad sísmica que se determinó en esta investigación fue del tipo de vulnerabilidad observada VULNERABILIDAD SÍSMICA DE EDIFICACIONES La efectividad de un plan de emergencia o respuesta sísmica parte de suponer que las edificaciones mantienen en todo momento su capacidad de prestar atención a la crisis sísmica. En este sentido, el riesgo sísmico de una comunidad esta estrechamente ligado al desempeño de sus edificaciones. En general, el riesgo sísmico se caracteriza por su variabilidad en el tiempo y en el espacio, al depender no solo de la sismicidad de la región sino también, de la densidad de la población, el nivel de desarrollo económico y el grado de preparación para hacer frente a una crisis sísmica, y las condiciones que puedan dar lugar a una catástrofe sísmica. Una posible catástrofe es mayor, cuanto más grande sea el terremoto, cuanto más cerca esté de un centro urbano y cuanto más numerosa sea la población (Bertero 1992). Las medidas de prevención y mitigación contra efectos de un desastre sísmico deben considerarse como parte de un proceso de desarrollo integral a nivel regional y urbano, con el fin de reducir el riesgo existente, pues estos eventos pueden causar un gran impacto en el desarrollo de las comunidades, por lo que las autoridades competentes deben necesariamente conocer el riesgo existente. Ejemplo de esto es lo ocurrido en el año de 1985, después del terremoto de Michoacán donde, se reportó el colapso de un número considerable de edificios, generando perdidas económicas tales que el desarrollo económico de México se estanco por varios años. Desde este punto de vista, todos los centros urbanos están expuestos a un riesgo sísmico potencial, cuyo conocimiento es determinante para definir estrategias de atención adecuadas a la emergencia planteada. De aquí que el conocimiento de la vulnerabilidad sísmica juega un papel imprescindible, pues en el se fundamenta el despliegue de cualquier plan de emergencia y atención sísmica. Es por tanto necesario, realizar continuamente estudios de vulnerabilidad sísmica de las estructuras, para definir su estado actual y tomar decisiones, en su caso, sobre rehabilitación o reemplazo de una estructura. Por esto en el trabajo aquí descrito, se busca evaluar el índice de vulnerabilidad sísmica de un grupo numeroso de inmuebles, para tener una visión general, aunque simplificada del problema.

5 Con el fin de obtener estimaciones aceptables del riesgo símico, es necesario evaluar la vulnerabilidad sísmica de los elementos expuestos. Esta condición es propia de cada edificación y su elaboración es un proceso complejo y laborioso POR QUÉ LA NECESIDAD DE UNA EVALUACIÓN? La definición de vulnerabilidad sísmica lleva implícitos términos genéricos, como son la afectación y el daño, los cuales conviene sean acotados con el fin de garantizar una clara interpretación. La afectación, se refiere al nivel de perturbación funcional que puede sufrir una instalación y está directamente relacionada con la llamada vulnerabilidad o configuración funcional. El daño, se refiere al deterioro físico que pueden sufrir los diversos elementos de una edificación. Al nivel de deterioro que pueden sufrir estos elementos se le conoce como grado de daño y generalmente se representa con una escala que va desde 0 (cero daño) hasta 1 (perdida total). Desde el punto de vista cualitativo, el daño sísmico puede ser de dos tipos; el daño estructural y el daño no estructural, dependiendo si el elemento en cuestión forma parte o no del sistema resistente de la edificación. Estos daños están respectivamente relacionados con la llamada vulnerabilidad estructural y la vulnerabilidad no estructural. Dependiendo de las características de uso de una estructura, cada uno de los tipos de vulnerabilidad tendrá una importancia relativa. Para estructuras convencionales, donde la filosofía de diseño sísmico tiene como objeto fundamental prevenir la pérdida de vidas humanas asociada al colapso de las estructuras, la evaluación de la vulnerabilidad estructural se considera determinante y gobierna la toma de decisiones. Para edificaciones esenciales, el planteamiento es totalmente diferente, ya que el carácter relevante de este tipo de estructuras, cuyo funcionamiento ante una crisis sísmica es vital para afrontar la situación de emergencia, esto hace que tanto la vulnerabilidad funcional, como la no estructural y la estructural sean determinantes para la evaluación del riesgo sísmico JUSTIFICACIÓN En los últimos 20 años se ha detectado que han proliferado en la zona del Valle de Chalco asentamientos irregulares; los cuales en general se piensa que no cumplen con las especificaciones que marca el Reglamento de Construcciones del Distrito Federal; dejando a simple vista fallas en su estructura, entre las cuales están sistemas de piso débil, irregularidades de planta y elevación, heterogeneidad en sus materiales constructivos, o incluso, es muy probable que no se cuente con un estudio de mecánica de suelos. Además, esta zona es una de las más precarias en cuestión de instrumentación sísmica. El problema de una posible vulnerabilidad de las estructuras, aunado a la falta de una información precisa del posible peligro sísmico, hacen necesario su estudio para estimar en alguna medida el posible riesgo. Se tienen varias limitaciones para valorar globalmente la vulnerabilidad de sistemas estructurales, principalmente los asociados a la carente y deficiente instrumentación

6 sísmica que dispone el valle de México en su zona oriente. Adicionalmente, el estudio se podría potenciar con los contornos de mayores demandas de sismos que afecten al valle de México con la directividad más frecuente observada; como una forma de caracterizar el posible peligro. Sería conveniente que para aquellas zonas en que la densidad de instrumentación es relativamente baja, se realizaran programas de densificación instrumental. Esto permitiría tener mayor certidumbre sobre la zonas donde se presentan mayores demandas y, por tanto, esta información sería más confiable en la planeación urbana y uso del suelo en la zona metropolitana de la Ciudad de México y áreas conurbadas. Es importante conocer el grado de vulnerabilidad de estructuras de la zona del Valle de Chalco, para preveer posibles problemas y buscar métodos de rehabilitación para las estructuras mencionadas. Incluso, se podrían determinar configuraciones sismoresistentes inadecuadas y comunes, para las cuales se podrían plantear adecuaciones que mejoren su comportamiento. En este trabajo se desean obtener las primeras evaluaciones del índice de vulnerabilidad sísmica, de un grupo importante de edificaciones en la zona ya citada, para tener un panorama más amplio de las condiciones en que se encuentran actualmente dicha estructuras.