Estimación del Riesgo Sísmico en el Distrito IV de Managua

Transcripción

1 Fortalecimiento de las Capacidades de Preparación y Respuesta en las Áreas Urbanas del Distrito IV de Managua, Nicaragua DIPECHO VII Estimación del Riesgo Sísmico en el Distrito IV de Managua Autor: Rainer M. Parrales revisión 1 Managua, enero de 2013

2 Índice general Agradecimientos 2 1. Introducción 4 2. El Distrito IV de Managua 5 3. Estimación del riesgo sísmico 7 4. Peligro sísmico Relaciones de magnitud Relación de atenuación Condiciones locales del suelo Respuesta dinámica de los suelos Modelos de perfiles de suelo Inventario de estructuras Resultados Conclusiones y recomendaciones 24 A. Estados de daño 26 B. Barrios del Distrito IV de Managua 28 C. Mapas 30 D. Resultados por tipología constructiva y geounit 37 E. Resultados para cada geounit 42 F. Resultados generales por tipología 44 Bibliografía 45 1

3 Agradecimientos El estudio de riesgo sísmico del Distrito IV se ha llevado a cabo como parte del proyecto Fortalecimiento de las Capacidades de Preparación y Respuesta en las Áreas Urbanas del Distrito IV de Managua, Nicaragua ejecutado por Cruz Roja Nicaragüense con el apoyo técnico y financiero de la Dirección General de Ayuda Humanitaria y Protección Civil de la Comunidad Europea (ECHO), la Cruz Roja Española, la Cruz Roja Italiana y la Cruz Roja Holandesa en el marco del VII Plan de Acción DIPECHO. Este proyecto se inserta en la Campaña Mundial Desarrollando Ciudades Resilientes. Este trabajo ha sido posible sólo gracias a la colaboración entre varias personas e instituciones. Se agradece en especial el apoyo institucional prestado a través de Armando Ugarte (UNI), Angélica Muñoz, Antonio Álvarez, Fabio Segura, Emilio Talavera (Dirección General de Geofísica, INETER), Reina Avellán, Héctor Munguía (Centro de Información Municipal, ALMA), Sergio Hernández, Fidel Orozco (Dirección de Infraestructura, MINED) y Richard Zamora (UNI-RUPAP). En el levantamiento de información de vulnerabilidad participaron Adán Joiner Taylor, Héctor Munguía, Álvaro Damián Gaitán, Jairo Rodríguez, Álvaro Cerrato, Idalberto Bermúdez, Reina Avellán, Rommel Hernández (CIM-ALMA), Nelly Pérez, Norwin Acosta, Fabio Segura, Edmond Barrero, Xochitl Guevara, Rebeca Centeno, Rosario Avilés, Jenny Rodríguez, Marisol Echaverry (IN- ETER), mayor Harry Antonio Morales (Defensa Civil Ejército de Nicaragua), Ivo Almanza Canizales, Manuel Espinoza, Álvaro Solís (Dirección de Infraestructura MINED), Juniett Karolina Sánchez, Joel González, Jorge Romero, Idalberto Bermúdez, Carmen Lucía Ramos (Delegación Distrito IV ALMA), Yadira Tablada (CIGEO UNAN-Managua), Juan Carlos Gutiérrez, Jonathan Peralta (CARUNA), Rainer Parrales, Carmen Balmaceda, Nelson García (Cruz Roja Nicaragüense), Armando Ugarte, Julio César Dubois, Heydi Alvarado, Grecia Laguna, Sadia Cuadra, Otto Martínez, Haryeri Gómez, Luisana Montenegro, Luis Andrés Molina, Swarling Agüero, Olman Castillo, Javier Morales, Junith Jacotín, Eddy Coronado, Freddy Aráuz, Yasser Mesa, Nadia Siero, Jorge Valdivia, Bladimir Meléndez y Tania Castillo (UNI). El estudio de efecto de sitio fue ejecutado por INETER bajo la dirección de Carlos Guzmán y contó con la colaboración de Yadira Tablada. El mapa de fallas geológicas del Distrito IV fue preparado por Alex Castellón (SIG-Georiesgos) a partir del mapa de fallas geológicas de Managua actualizado por Marisol Echaverry y Antonio Álvarez de la Dirección de Geología Aplicada de INETER. Los datos de viviendas del Catastro Municipal fueron proporcionados por Héctor Munguía del Centro de Información Municipal de la Alcaldía de Man- 2

4 agua. El diseño del mapa de riesgo estuvo a cargo de Norwin Acosta de la unidad SIG-Georiesgos de INETER. Los intercambios y consultas con Armando Ugarte, Luis Latino, Nancy Ugarte y Norwin Acosta fueron esenciales en la preparación de datos, la ejecución del programa SELENA y la interpretación de los resultados. 3

5 Capítulo 1 Introducción La efectiva reducción del riesgo sísmico, en particular la mitigación y la preparación de la respuesta, depende de una apropiada estimación del riesgo sísmico, cuyos resultados son de interés y utilidad para diferentes actores, desde los científicos y tomadores de decisión, hasta las instituciones de respuesta y la población en general. En estudios anteriores de riesgo sísmico en la ciudad de Managua, la investigación de Reinoso (2005) y los resultados para Managua del proyecto Reducción del Riesgo Sísmico en América Central (RESIS II) (NORSAR, 2010; Ugarte, 2010), la presentación de los resultados está orientada más a los especialistas y tomadores de decisión, antes que la población en general. El estudio presentado en este informe tiene como objetivo principal elaborar mapas de riesgo sísmico enfocado en el Distrito IV para uso primordialmente de la comunidad organizada en Comités de Barrio para la Prevención, Mitigación y Atención de Desastres (COBAPRED). El cálculo de pérdidas, expresado como la probabilidad de diferentes grados de daño en diferentes sistemas estructurales, fue realizado siguiendo la metodología de modelación de escenarios de riesgo sísmico para Managua (Ugarte, 2010), incorporando información de amenaza sísmica, efecto de sitio y propiedades geotécnicas del suelo. La información sobre las construcciones fue obtenida sobre del levantamiento de una muestra de 229 viviendas en el área de estudio, complementada con la base de datos catastrales del Distrito IV, que registra un total de edificaciones. El programa utilizado es SELENA, y los resultados se han integrado en un sistema de información geográfica (SIG) para generar los mapas de riesgo sísmico del Distrito IV. El presente informe presenta brevemente los criterios y parámetros utilizados para el cálculo del riesgo sísmico, en particular los estudios complementarios realizados en el marco del estudio de riesgo sísmico. Teniendo en cuenta las recomendaciones para una mejor comunicación del riesgo sísmico a los diferentes usuarios (Gaspar-Escribano e Iturrioz, 2011), se presentan los resultados en dos tipos de mapas, uno donde las probabilidades de mayores daños se clasifican en 5 intervalos, y una propuesta de clasificación del riesgo sísmico en 3 niveles (alto, mediano y bajo), calculado a partir de los estados de daño que potencialmente amenacen la vida de las personas. 4

6 Capítulo 2 El Distrito IV de Managua El Distrito IV de la ciudad de Managua es el menor de los siete distritos en que está dividida la capital. Su extensión territorial actual es de 11,27 km 2, aproximadamente un 60 % del tamaño que tenía antes de la nueva división distrital implementada por la Alcaldía de Managua en 2009 (ver figura 2.1). Figura 2.1: Nueva división distrital de Managua (ALMA, 2009). La población del Distrito en 2009 era de habitantes, de acuerdo con estimaciones de la Alcaldía de Managua (ALMA-D4, 2009), para una densidad poblacional de hab/km 2. La geología y la amenaza sísmica regional de Managua son bien conocidas y están adecuadamente cubiertas en la literatura científica. Puede consultarse, por ejemplo, Hradecký et al. (1997), BGR e INETER (2003), Molina et al. (2008), entre otros. En el marco del proyecto DIPECHO VII de Cruz Roja Nicaragüense, IN- 5

7 ETER ha emprendido una actualización del mapa de fallas geológicas de Managua de 2002, a partir del cual se elaboró un mapa de fallas del Distrito IV (IN- ETER, 2012b). Figura 2.2: Mapa de fallas geológicas del Distrito IV de Managua (INETER, 2012b). 6

8 Capítulo 3 Estimación del riesgo sísmico El paquete de cálculo por ordenador Estimación de Pérdidas por Sismos con la Técnica del Árbol Lógico (SELENA, por sus siglas en inglés) (Molina et al., 2010a,b) se integra en un esquema de árbol lógico para cuantificar las incertidumbres epistémicas existentes en los modelos y datos de entrada. SELENA estima los daños en edificios a través de métodos analíticos, calculando aproximaciones basadas en estados de daño debido a desplazamientos espectrales. El usuario proporciona como datos de entrada el área construida o la cantidad de estructuras por cada modelo estructural tipo disponible, fuentes sismogénicas, ecuaciones de estimación del movimiento sísmico ( relaciones de atenuación ), mapas de suelos y las correspondientes amplificaciones de la respuesta de suelos, curvas de capacidad y fragilidad correspondientes a cada modelo de tipo estructural y finalmente, para calcular pérdidas económicas, los costos de reparación o reemplazo de las edificaciones. La función de probabilidad para distintos niveles de daño (leve, moderado, extensivo y completo; ver Apéndice A) es calculada para las distintas tipos estructurales. La probabilidad es usada en conjunto con el área construida o la cantidad de estructuras para expresar los resultados en términos de área dañada (en metros cuadrados) o cantidad de estructuras dañadas. Finalmente, usando un modelo económico simplificado, el daño es convertido en pérdidas económicas en la moneda respectiva, así como también la cantidad víctimas para diferentes tipos de lesiones (incluyendo víctimas mortales). Las amplitudes de los movimientos sísmicos se pueden introducir en el cálculo con SELENA de tres maneras distintas: ordenadas espectrales para cada unidad geográfica, obtenidas de mapas probabilísticos de amenaza sísmica, para un análisis probabilístico; definición de escenarios de sismos (sean históricos o definidos por el usuario) y relaciones de estimación del movimiento sísmico, para un análisis determinístico: y movimientos registrados en las ubicaciones de las estaciones sísmicas, válido para un análisis en tiempo real. 7

9 La presente investigación se basa en valores deterministas de magnitud y localización epicentral utilizados en estudios previos, los cuales, sin embargo, se consideran representativos de los movimientos que se pueden esperar en Managua asociados con determinadas probabilidades de excedencia, como se verá en el próximo Capítulo. 8

10 Capítulo 4 Peligro sísmico La desagregación del peligro sísmico para Managua, según Reinoso (2005), resulta en los siguientes sismos representativos: 1. sismo magnitud 6,1, epicentro en 86,19 W y N, profundidad 6 km, período de retorno de 500 años. 2. sismo magnitud 6,2, epicentro en 86,29 W y N, profundidad 6 km, período de retorno de 100 años. 3. sismo magnitud 6,25, epicentro en 86,27 W y N, profundidad 6 km, similar al del Estos tres sismos se usan como escenarios o ramas del árbol lógico para el cálculo con SELENA Relaciones de magnitud En los ficheros de entrada de escenarios de sismos de SELENA se especifica la magnitud y la ubicación epicentral. La magnitud se expresa tanto como magnitud momento (M W ) como magnitud de onda superficial (M S ). Para hacer las conversiones se usaron las siguientes ecuaciones, desarrolladas para Centroamérica por Rojas en 1993 (Rojas, 2001): M W = 2, 251(±0, 19) + 0, 665(±0, 04) M S para M S < 6, 6 (4.1) M S = 5, 74(±0, 10) + 2, 08(±0, 02) m b (4.2) M S = 4, 53(±0, 24) + 1, 88(±0, 05) M L (4.3) 4.2. Relación de atenuación El código de SELENA incorpora una selección de relaciones de estimación del movimiento sísmico (llamadas comúnmente relaciones de atenuación ). En 9

11 este estudio se usó la ecuación de Spudich et al. (1996) (Douglas, 2011), una relación que se considera apropiada para regímenes extensionales, es decir, para regiones donde la litosfera se expande en superficie, como en amplias zonas de Nicaragua: log 10 Y = b 1 + b 2 (M 6) + b 3 (M 6) 2 + b 4 R + b 5 log 10 R + b 6 Γ (4.4) donde: Y está expresada como fracción de la aceleración de la gravedad. R = rjb 2 + h2, siendo r jb la mínima distancia a la proyección en la superficie de la Tierra al área de falla, y h = 5, 57. { 0 roca Γ = 1 suelo b 1 = 0, 156, b 2 = 0, 229, b 3 = 0, b 4 = 0, b 5 = 0,945 y b 6 = 0,

12 Capítulo 5 Condiciones locales del suelo Para calcular la amenaza sísmica local (también referido como efecto de sitio), SELENA requiere la información de clasificación de sitio de acuerdo al código de diseño sísmico seleccionado. En este caso, siguiendo el IBC-2006 (ICC, 2006), se caracteriza cada sitio según el promedio de la velocidad de onda cortante hasta los 30 metros de profundidad (V S30 ), de acuerdo con el cuadro 5.1. Clase Descripción general del sitio V S30 (m/s) A Roca dura, sólo sitios del este de EE.UU. > 1500 B Roca C Suelo muy denso y roca suave D Suelo rígido E Suelo blando; perfil con más de 3 m de arcilla, definida como suelo con PI >20 y w >40 % < 180 F Suelos que requieren evaluaciones in-situ Cuadro 5.1: Clasificación NEHRP de sitios de acuerdo al IBC-2006 (ICC, 2006). La velocidad está expresada en m/s, a partir de FEMA (2010) Respuesta dinámica de los suelos Con el objetivo de evaluar la respuesta de sitio desde el punto de vista sísmico, al tiempo que determinar la zonificación del área de estudio con base a las amplificaciones sísmicas, en el marco de este proyecto el INETER llevó a cabo un estudio de efecto de sitio (Guzmán, 2011) aplicando el método de la razón espectral H/V, también conocido como método de Nakamura (Nakamura, 1989) en 270 puntos distribuidos uniformemente en el área de estudio (ver figura 5.1). Los resultados de este estudio sugieren que los suelos del Distrito IV son firmes y, por las amplificaciones registradas, corresponden a los suelos tipos I y II definidos en el Reglamento Nacional de Construcción (RNC, 2007), cubriendo un 80 % del territorio del Distrito. Sitios con amplificaciones mayores (tipo III) ocurren en lugares dispersos por el área de estudio (ver figura 5.2). 11

13 Figura 5.1: Localizacio n de puntos de medicio n (Guzma n, 2011). (a) Hz (b) 1 4 Hz (c) 4 10 Hz Figura 5.2: Mapas de iso-amplificaciones en el Distrito IV (Guzma n, 2011). 12

14 5.2. Modelos de perfiles de suelo Considerando los resultados del estudio de efecto de sitio (sección 5.1), se proponen dos escenarios de clasificación de sitios a partir de valores de V S30 para Managua. Por un lado, los resultados de Parrales (2006), obtenidos a partir de investigaciones sísmicas con profundidades de investigación de hasta 41 metros, muestran perfiles de suelo con V S30 de entre 420 y 550 m/s (ver cuadro 5.2), lo cual permite clasificar los suelos de la ciudad de Managua como muy densos o roca suave (suelos clase C) según el cuadro 5.1. Estrato Profundidad Espesor V S (m) (m) (m/s) capas de suelos suaves 1,5 3,0 1,5 3,0 V S < 180 capas de suelos rígidos 8,5 16,0 6,0 13,0 180 < V S < 360 roca suave (Las Sierras) 16,0 360 < V S < 760 Cuadro 5.2: Valores de V S para suelos de Managua (Parrales, 2006). Por otra parte, Hernández Rubio (2009) agrupa 275 puntos analizados con el método de Nakamura en cuatro familias según la forma de la curva espectral, y propone un modelo de perfil de suelo para cada una de dichas familias espectrales (ver figura 5.3). Figura 5.3: Modelos estratigráficos para familias espectrales según Hernández Rubio (2009). La familia espectral #1 (cuadro 5.3) predomina cerca del área de estudio, y su V S30 es de 909 m/s, que según el cuadro 5.1, correspondería a roca (clase B). 13

15 Estrato H ρ V S ξ (m) (t/m 3 ) (m/s) 1 1 1, , , ,04 semiespacio 2, ,01 Cuadro 5.3: Modelo estratigráfico para familia espectral # 1 (Hernández Rubio, 2009). 14

16 Capítulo 6 Inventario de estructuras El Centro de Información Municipal (CIM) de la Alcaldía de Managua proporcionó datos acerca de las construcciones en el Distrito IV, así como datos geoespaciales de lotificación y subdivisión del Distrito IV en barrios según el Sistema de Catastro Municipal (SisCat). La fuente de toda esta información es el Sistema de Información Sociodemográfica Georreferenciada (SISGeo) (Munguía, 2011). La base de datos catastrales contiene información de estructuras, distribuidas en 84 barrios 1 (ver figura 6.1). Cada uno de los barrios definidos en el Sistema de Catastro Municipal se consideró como una unidad geográfica (geounit) para los efectos del análisis con SELENA. Figura 6.1: División de barrios del Distrito IV. La relación completa de los barrios y los correspondientes códigos de geounit se presentan en el Apéndice B. 1 Nótese algunos de estos barrios son en realidad áreas no habitadas y, por tanto, ignoradas en el análisis. 15

17 La base de datos catastrales contiene información sobre el material de las paredes internas y externas de las construcciones, mas no registra la tipología estructural. Por tal razón, los datos catastrales no pueden ser utilizados directamente para simular el comportamiento de las edificaciones. Un caso de particular interés es que la base de datos catastrales registra bajo la denominación Bloques de concreto tanto a las estructuras de mampostería (de concreto) confinada (figura 6.3d) como a las de mampostería reforzada, o incluso las estructuras de mampostería de concreto sin refuerzo o confinamiento efectivo (figura 6.3c). Es entonces de gran importancia realizar un levantamiento de campo para identificar las tipologías predominantes en los barrios, o incluso en cada manzana, eliminando o reduciendo las incertidumbres asociadas a las características de la información contenida en el Catastro Municipal. El levantamiento de campo permite asimismo evaluar la vulnerabilidad sísmica en general de las estructuras presentes en el área de estudio. Para esta investigación se realizó un levantamiento en 229 casas repartidas por todo el Distrito IV (ver figura 6.2), el cual permitió correlacionar, constrastar y complementar los datos catastrales, de modo que se pueda clasificar los registros catastrales según el esquema de tipologías constructivas establecidas para Centroamérica por el proyecto RESIS II (Lang et al., 2009), según las equivalencias mostradas en el cuadro 6.1. La figura 6.3 muestra algunos ejemplos de viviendas de distintos sistemas constructivos encontrados durante el trabajo de campo. Figura 6.2: Localización de las estructuras evaluadas en campo. Aproximadamente el 14 % de los datos catastrales del Distrito IV proporcionados carece de información acerca de los materiales de la construcción (ver figura 6.5). En algunos casos, barrios enteros no contienen dicha información (ver figura 6.7). En cuanto al área construida, un parámetro imprescindible para calcular las pérdidas económicas con el programa SELENA, la base de datos catastral 16

18 (a) Estructura de madera (b) Minifalda (c) Mamposterı a no reforzada (d) Mamposterı a confinada (e) Losas prefabricadas (f) Marco liviano de acero Figura 6.3: Ejemplos de sistemas constructivos existentes en el Distrito IV Descripcio n Adobe Bloques de concreto Estructura de madera Construccio n en minifalda Ripios o material precario La minas de fibrocemento Marco CR + cerram. cristal La minas meta licas Muros de ladrillo cuartero n Estructura de madera Muros de piedra cantera Bloque de concreto especial Losetas prefabricadas Bloques cera micos Concreto monolı tico Sistema panel de cemento Taquezal Madera contrachapada Paneles de ferrocemento Descripcio n SISGeo ADOBE BLOQUE DE CONCRETO MADERA RUSTICA MINIFALDA RIPIOS O MATERIAL PRECARI LAMINA DE FIBRO/CEMENTO ALUM/VIDRIO,S/BORD.CONCR LAMINAS METALICAS LADRILLO CUARTERON MADERA ACEPILLADA PIEDRA CANTERA BLOQUE CONCRETO ESPECIAL LOSETAS DE CONCRETO PREFA BLOQUES DE BARRO/CERAMICA CONCRETO MONOLITICO PANEL W TAQUEZAL PLYWOOD PANEL DE FERRO-CEMENTO SIN ACCESO A INFORMACION Tipo RESIS II AD CBrc W1 W1 W1 W1 CBrc S3 CLu W1 CBu PC1 PC1 CLu C2L CBrc WD W1 CBrc Cuadro 6.1: Equivalencias entre el material de las paredes exteriores segu n el Catastro de Managua y el esquema de clasificacio n de tipologı as del proyecto RESIS II. 17

19 (a) (b) Figura 6.4: Levantamiento de datos de campo Figura 6.5: Distribución de tipologías constructivas en el Distrito IV. 18

20 suministrada está incompleta. En el caso particular del Distrito IV, solamente el 55 % de los registros contienen datos válidos de área construida (ver figura 6.6). Figura 6.6: Distribución de la información de área construida en los registros catastrales del Distrito IV. 19

21 Figura 6.7: Distribución de tipologías constructivas en cada barrio del Distrito IV. 20

22 Capítulo 7 Resultados Los resultados de la estimación de daños con el programa SELENA están expresados primariamente en términos de la cantidad de edificios que resultarían afectados por cada uno de los estados de daño definidos. Los estados de daño estructural se dividen en cuatro: leve, moderado, extensivo y completo. Estos estados de daño están definidos para cada tipología constructiva (HAZUS, 2003), y sus características generales se resumen brevemente en el Apéndice A. SELENA también calcula las respectivas probabilidades de ocurrencia de los estados de daño para cada tipología en cada una de las combinaciones de escenarios de sismos, suelos, relaciones de atenuación, tipologías constructivas, etc. Los resultados se presentan, para los tres escenarios definidos en el Capítulo 4, en términos de cantidad de edificaciones por tipología y geounit en el Apéndice D. Las probabilidades de cada estado de daño en cada geounit, considerando todas las tipologías combinadas, se presentan en el Apéndice E. El mapa de la figura 7.1 muestra los resultados para el estado de daño completo solamente y en el Apéndice C se presentan los mismos resultados para los escenarios de sismos individuales. El mapa 7.1 puede interpretarse como el porcentaje de edificios con probabilidad de daño completo en cada geounit. No se muestran resultados de aquellas geounits en las cuales más del 50 % de los registros catastrales carecen de información sobre los materiales constructivos. Finalmente, los resultados globales por tipología constructiva se muestran en el Apéndice F y en la figura 7.2. En este estudio se propone una clasificación sencilla del riesgo sísmico, que pueda facilitar la toma de decisiones a usuarios tales como instituciones de primera respuesta y la comunidad de los barrios del Distrito IV. Dicha clasificación se basa en la suma de las probabilidades de daño extensivo y de daño completo, los dos estados de daño que pueden representar una amenaza directa a la vida de las personas. La suma resultante se clasifica entonces en un nivel de riesgo bajo si la probabilidad es menor que el 15 %, nivel medio para probabilidades de entre 15 % y 35 %, y nivel alto para probabilidades mayores que 35 %. Estos rangos se basan en los criterios de clasificación aplicados por Bernardo et al. (2001). 21

23 Figura 7.1: Probabilidad de daño completo en los barrios del Distrito IV. 100 % 80 % 60 % ninguno ligero moderado extensivo completo 40 % 20 % 0 % W1 AD WD CLu CBu CBrc PC1 S3 C2L Figura 7.2: Probabilidades de estados de daño por tipología. Las barras representan las probabilidades mínima (color sólido) y máxima (patrón a rayas). 22

24 Los mapas resultantes muestran que el Distrito IV de la ciudad de Managua esta expuesto a un riesgo sı smico medio y alto (ver figura 7.3). Los mapas correspondientes a cada escenario de sismo se presentan en el Ape ndice C. Figura 7.3: Mapa de riesgo de los barrios del Distrito IV. 23

25 Capítulo 8 Conclusiones y recomendaciones Los resultados sugieren que puede esperarse que hasta un 40 % de las edificaciones del Distrito IV sufran daño completo, incluyendo la posibilidad de colapso, por lo que se puede concluir que el nivel de riesgo sísmico del Distrito es medio y alto (ver figura 7.3). En el caso particular de un sismo similar al del , por la cercanía del epicentro localizado en la falla Tiscapa, los resultados sugieren que podría esperarse entre 20 % y 80 % de daño completo en las edificaciones del Distrito IV, según la distancia hasta la zona epicentral (ver figura C.1). En lo que respecta a las tipologías estructurales, la figura 7.2 representa el desempeño general de cada una de ellas. El peor desempeño, entendido como altas probabilidades de daños, se observa en las estructuras de adobe (tipología AD). Sin embargo, este tipo de estructuras representan solamente un 0,03 % de las edificaciones del Distrito IV (ver figura 6.5). El mejor desempeño corresponde a la tipología W1, que son estructuras de madera y de minifalda. Esto se explica porque se trata de estructuras flexibles y livianas, que por su ductilidad son capaces de resistir a los sismos exitosamente. Es muy importante tener en cuenta que estos resultados se refieren a estructuras representativas, aplicables a viviendas bien construidas y en buen estado. El nivel de riesgo de cada vivienda en particular se verá afectado por la calidad de la construcción y el estado de mantenimiento de la edificación. Las limitaciones más importantes de este estudio se derivan de la información sobre las edificaciones. Dado que no es práctico hacer un levantamiento del 100 % de los edificios en el área de estudio, los datos catastrales son un recurso importante para complementar la información de campo y hacer una estimación realista del riesgo sísmico. En este sentido, una base de datos catastral más completa sería muy valiosa para obtener mejores resultados. Por otro lado, las curvas de capacidad y fragilidad aplicadas en el análisis son aplicables, como se dijo arriba, para estructuras que se suponen construidas siguiendo buenas prácticas y que están en buen estado de mantenimiento. La realidad de nuestro país es que muchas construcciones adolecen de pobres 24

26 prácticas constructivas y/o materiales no adecuados. Ejemplos típicos son las construcciones de mampostería confinada inadecuadamente o sin confinamiento, mala configuración estructural, fundaciones inapropiadas, etc. Para investigaciones como la presentada en este informe, las implicaciones son que el nivel de riesgo sea subestimado para algunas edificaciones cuyo desempeño se vea afectado negativamente por cualquiera de los factores mencionados. En lo que respecta a la estimación de pérdidas económicas, son necesarias los datos de área construida para cada edificación, así como el costo unitario (es decir, costo por metro cuadrado) de rehabilitación o reconstrucción de la misma. Futuros estudios deberán resolver el desafío de asignar costo de reconstrucción para estructuras precarias o aquellas viviendas que actualmente están en muy mal estado. En estos casos los costos asignados como de reconstrucción deberán ser en realidad los costos para construir viviendas nuevas que cumplan con todas las normas de diseño sismorresistente. Los programas gubernamentales Techo Digno (ver imagen 6.3f) o Casas Para el Pueblo podrían servir de parámetro inicial para este propósito. Otro reto importante para futuros estudios es obtener datos precisos de población para cada barrio con el objetivo de hacer estimaciones realistas de pérdidas humanas. El más reciente censo es el VIII Censo de Población y IV de Vivienda de 2005, cuyos datos han sido proyectados hasta 2020 (INIDE, 2008). Dichas proyecciones se han realizado a nivel municipal solamente y no incluyen asentamientos espontáneos y barrios que han surgido después de 2005, por lo cual deben ser complementados con información más actualizada. 25

27 Apéndice A Estados de daño Los estados de daño están definidos en HAZUS (2003) para cada tipología constructiva. A continuación se presenta un breve resumen general 1 : Daño leve Pequeñas grietas (ancho <3 mm) en las esquinas de boquetes de puertas y ventanas y la unión del cielo con las paredes; muy finas grietas (principalmente en diagonal) en paredes; pequeñas combaduras o deformaciones en estructuras livianas de acero; finas grietas en algunas vigas o columnas o en muros de cortante; ligero astillamiento de concreto en algunos puntos en estructuras de losetas prefabricadas. Daño moderado Grietas (ancho >3 mm) en esquinas de boquetes de puertas y ventanas, pequeñas grietas (ancho <3 mm) en diagonal en las paredes; combaduras notables y hasta algunas grietas en la soldadura en estructuras livianas de acero; la mayoría de los muros de cortante y muros de mampostería con grietas diagonales u horizontales, algunos ladrillos o bloques aplastados cerca de uniones viga-columna, vigas o columnas con grietas diagonales; finas grietas en la mayoría de las vigas y columnas de marcos de concreto reforzado; astillado del concreto en algunos casos; grietas diagonales en la mayoría de las estructuras de losetas prefabricadas, las grietas son mayores en paredes con puertas y ventanas, algunos paredes se habrán separado del techo. Daño extensivo Deformación lateral significativa y permanente las estructuras, grietas en las fundaciones, colapso parcial de configuraciones de piso blando ; rajaduras en las repisas de las ventanas en estructuras de madera; algunas conexiones de perlines pueden romperse; grietas grandes en paredes de mampostería, algunas incluso pueden caerse parcial o totalmente; muros de concreto reforzado y losetas prefabricadas presentan grietas dispuestas diagonalmente, pero algunos incluso pueden mostrar grietas que atraviesan completamente el muro y el concreto se ha astillado alrededor de las mismas; algunas estructuras o techos pueden colapsar parcialmente. 1 Las descripciones de este Apéndice se presentan con propósitos de referencia únicamente, y no pretenden sustituir las definiciones proporcionadas en la fuente bibliográfica. 26

28 Daño completo Las estructuras pueden presentar gran desplazamiento lateral permanente, pueden colapsar o estar en peligro inminente de colapso, grandes grietas en las fundaciones. 27

29 Apéndice B Barrios del Distrito IV de Managua Geounit Barrio Ciudad Jardín Los Ángeles Sector Norte Los Ángeles Sector Central 2 Lago Xolotlán Quinta Nina 2 (Benedicto Valverde) San José Oriental Lomas de Chico Pelón San Lucas Terrazas de Ciudad Jardín La Mecatera Romín Manrique Sector Este Los Ángeles San José Oriental Los Ángeles 4 (detrás de la Policlínica Oriental) Quinta Nina El Paraisito San Cristóbal Tenderí San Luis Sur Leonel Rugama (Colonia Militar) San Luis Norte Hilario Sánchez 4 (San Luis Norte) Las Torres El Paraisito María Auxiliadora Larreynaga Barricada Anexo María Auxiliadora (La Sabana) Ducualí El Edén San Luis Sur 2 (Costado Norte Estadio) Riguero Norte Hilario Sánchez Ducualí Sur Costa Rica (Blandón) Ducualí Sur Norte de Pedro Joaquín Chamorro Pedro Joaquín Chamorro Continúa en la siguiente página... 28

30 Geounit Barrio Área Comunal Riguero Norte Venezuela (Meneses) Maestro Gabriel Área Comunal 3 Pedro Joaquín Chamorro Área Comunal 2 Pedro Joaquín Chamorro Christian Pérez Área Comunal 1 Pedro Joaquín Chamorro Domitila Lugo 1 (Santa Clara) Bello Horizonte Santa Rosa Santa Clara (Costa del Lago) Detrás de Cine América (Anexo Bello Horizonte) Bello Horizonte Bello Horizonte Bello Horizonte Primero de Mayo Área Comunal Primero de Mayo Derecho de Vía de Cauce Unión Soviética Unión Soviética Derecho de Vía de Cauce Santa Clara Jardines de Santa Clara Domitila Lugo 2 (Santa Clara) Sector Sur Jardines de Santa Clara Parrales Vallejos 1 (Costado Norte de ENABUS) Sector Norte Jardines de Santa Clara Santa Lucía Unión Soviética 2 (Costado Sur de ENABUS) Pista a Tipitapa (Santa Clara) Bello Horizonte Bello Horizonte El Tempisque 1 (Selim Shible) Anexo Santa Rosa (Pedro Aráuz Palacios) Selim Shible (El Tempisque) Área Comunal El Tempisque Parrales Vallejos 2 (Costado Norte de ENABUS) Nueva Libia Sector Este Jardines de Santa Clara (Portezuelo) Pista a Tipitapa (El Tempisque) Nueva Libia 2 (Derecho de Vía Pista Larreynaga) Tempisque 2 (Costado Sur Construcciones Militares) Sector Campo Bruce Enrique Schmidt Colonia Managua Campo Bruce 2 (Rigoberto López Pérez) Derecho de Vía de Cauce Oscar Turcios Campo Bruce 1 (Rigoberto López Pérez) Cuadro B.1: Barrios del Distrito IV de Managua. 29

31 Apéndice C Mapas Los siguientes mapas muestran las probabilidades de daño completo así como la clasificación del riesgo sísmico en niveles bajo, medio y alto en los barrios del Distrito IV para cada escenario de sismo definido en el Capítulo 4. 30

32 Figura C.1: Probabilidad de daño completo para el escenario de sismo 1. 31

33 Figura C.2: Probabilidad de daño completo para el escenario de sismo 2. 32

34 Figura C.3: Probabilidad de daño completo para el escenario de sismo 3. 33

35 Figura C.4: Mapa de riesgo sísmico para el escenario de sismo 1. 34

36 Figura C.5: Mapa de riesgo sísmico para el escenario de sismo 2. 35

37 Figura C.6: Mapa de riesgo sísmico para el escenario de sismo 3. 36

38 Apéndice D Resultados por tipología constructiva y geounit El siguiente cuadro presenta los resultados de daño de cada tipología constructiva expresados en cantidad de edificaciones, para cada escenario de sismos Los escenarios de sismos se describen en el Capítulo 4 y la clasificación de tipologías se describe en el Capítulo 6. Los estados de daño son: nulo (N), ligero (S), moderado (M), extensivo (E) y completo (C), y se describen brevemente en el Apéndice A. Sismo 1 Sismo 2 Sismo 3 N S M E C N S M E C N S M E C geounit W CLu CBu CBrc PC S C2L geounit W AD WD CLu CBu CBrc PC S C2L geounit W CLu CBrc S geounit W CBrc PC geounit W CBrc PC S geounit W CBrc geounit W CBrc PC geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit Continúa en la siguiente página 37

39 Sismo 1 Sismo 2 Sismo 3 N S M E C N S M E C N S M E C W CLu CBrc PC geounit W CLu CBrc PC S geounit W CBrc geounit W CBrc S geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit W CLu CBrc PC S geounit W CBu CBrc PC S C2L geounit W WD CLu CBu CBrc PC S C2L geounit W CLu CBrc PC S geounit W CLu CBrc PC S geounit W CLu CBrc S geounit W CBrc geounit W CLu CBrc PC geounit W CLu CBu CBrc PC S geounit W CLu CBu CBrc PC S C2L geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit Continúa en la siguiente página 38

40 Sismo 1 Sismo 2 Sismo 3 N S M E C N S M E C N S M E C W CBrc geounit W CLu CBu CBrc PC S geounit W CLu CBu CBrc PC S C2L geounit W CBu CBrc PC S geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit W CLu CBu CBrc PC S C2L geounit W CBrc geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit W AD CLu CBu CBrc PC S C2L geounit ew CLu CBrc PC C2L geounit W CBrc PC geounit W CBrc PC geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit CBrc PC geounit W CLu CBrc PC S Continúa en la siguiente página 39

41 Sismo 1 Sismo 2 Sismo 3 N S M E C N S M E C N S M E C geounit W CLu CBu CBrc PC S C2L geounit W WD CLu CBu CBrc PC S C2L geounit W AD CLu CBu CBrc PC S geounit W CBrc PC geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit W CLu CBrc PC S C2L geounit W CLu CBrc PC geounit W CBrc geounit W CLu CBu CBrc geounit W CLu CBrc geounit W CLu CBu CBrc PC C2L geounit W CBrc geounit CBrc geounit W CBrc geounit W CLu CBrc PC Continúa en la siguiente página 40

42 Sismo 1 Sismo 2 Sismo 3 N S M E C N S M E C N S M E C S geounit W CLu CBrc geounit W CBrc geounit W CLu CBrc PC C2L geounit W CLu CBrc PC C2L geounit W CLu CBu CBrc PC S geounit W CLu CBrc PC geounit W CBrc geounit W CBrc geounit W CLu CBrc PC geounit W CBrc PC S geounit W CLu CBrc geounit W CLu CBrc geounit W CBrc S C2L geounit W CBrc Cuadro D.1: Resultados de daño por tipología para cada geounit. 41

43 Apéndice E Resultados para cada geounit En este apéndice se presentan los resultados de probabilidades de daño en las geounits ante el efecto combinado de los escenarios propuestos. Los datos de la columna de probabilidad de daño completo son la base para el mapa de la figura 7.1. Una breve síntesis de las definiciones de los estados de daño aparece en el Apéndice A. Se omiten aquellas geounits en las que no hay viviendas o edificaciones de ningún tipo, según los datos catastrales obtenidos. Estados de daño Geounit Ninguno Ligero Moderado Extensivo Completo , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , * 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Continúa en la siguiente página * Hay información sobre menos del 50 % de las edificaciones de este barrio (véase figura 6.7). Sus resultados no han sido reflejados en los mapas. 42

44 Estados de daño Geounit Ninguno Ligero Moderado Extensivo Completo , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , * 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , * 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , * 0, , , , , * 0, , , , , Cuadro E.1: Resultados de probabilidades de daño para cada geounit. 43