Evaluación del riesgo sísmico en la ciudad de Ayacucho

Abstract

Las ciudades situadas en áreas de peligrosidad sísmica moderada o baja tienden a minusvalorar el peligro sísmico y a descuidar precauciones básicas de protección frente a los terremotos. Ello conlleva un aumento de su vulnerabilidad y, en consecuencia, suelen presentar un elevado riesgo sísmico que, a su vez, aumenta con el tiempo. Este trabajo probablemente está entre los primeros que obtienen escenarios de daño sísmico de una ciudad en el Perú, mediante una aproximación que permite y efectúa un análisis edificio a edificio. Para ello se ha utilizado el sistema de información geográfica ARCVIEW que permite la incorporación y gestión de la información necesaria para la generación de escenarios de daño. El sistema incorpora, entre otros, los mapas de peligrosidad sísmica básica, los mapas geológico y geotécnico, la zonificación de la ciudad y la altimetría. Toda esta información se usa posteriormente para individualizar la vulnerabilidad, daño y pérdidas económicas esperadas para una edificación bajo diferentes hipótesis de acción sísmica básica. Por otra parte, se ha recopilado, e incorporado a la herramienta, información individualizada de todas y cada una de los 1527 lotes que conforman la zona de estudio. Para cada una de ellas ha sido posible estimar su estado de edificación y, en su caso, las principales características estructurales y edad de los edificios. En la presente tesis se realizaron trabajos de campo como estudios geofísicos y geotécnicos, así como el levantamiento estructural de cada lote a ser analizado; en donde el comportamiento dinámico del suelo se evaluó en base a mediciones de micro trepidaciones, refracción sísmica y a la caracterización geotécnica de la zona en estudio. Todo este estudio ha ido orientado hacia la aplicación del método del índice de vulnerabilidad para estimar escenarios para la zona de estudio, con ciertas adaptaciones para nuestro medio, pero, la potencia de la herramienta creada trasciende los objetivos y aplicaciones del presente estudio permitiendo su ampliación o adaptación a otros problemas de análisis urbano; con esta metodología se pudo observar que gran parte de los edificios evaluados representan a una vulnerabilidad baja a media. Para la obtención de las curvas de daño para las diferentes tipologías, se realizaron modelos y simulaciones de edificaciones de la zona, haciendo una adaptación de las curvas de daño construidas y calibradas por el Centro Peruano Japonés de Investigación Sísmica y Mitigación de Desastres (CISMID) a la metodología utilizada en este estudio; observándose efectivamente que los edificios mayoritariamente de mampostería presentan un daño alto para los tres niveles de aceleración esperados. Una vez determinada la amenaza sísmica a nivel de superficie para los tres sismos escenarios, los daños y las pérdidas son estimados superponiendo los mapas de amenaza con el inventario de las edificaciones; y para la presentación e interpretación de los escenarios se ha elegido una distribución a nivel de lotes y manzanas. El sistema SIG creado ha demostrado también ser una excelente herramienta para la generación, gestión, representación y análisis de escenarios de daño bajo diferentes

hipótesis, siendo extremadamente útil y versátil, permitiendo de forma natural la incorporación de capas de información. Los resultados de la tesis son de aplicación inmediata a la protección civil y a la planificación y gestión de planes de emergencia sísmica.

The cities located in low to moderate seismic hazard areas usually tend to ignore seismic hazards and neglect basic precautionary measures up against earthquakes. This fact increases its vulnerability and, therefore, usually elevates the seismic risk, which in turn, increase more and more with time. This work probably is among die first to obtain seismic damage scenarios of a city in Peru, by using an approach that permits and carries out a building to building analysis. For the above, ARCVIEW geographical information systems have allowed the incorporation and management necessary for generating damage scenarios. Among others, the system incorporates the basic seismic danger hazard maps, geologic and geotechnical maps, the zoniflcation and altimeter of the city. All this information is used later on to individualize the vulnerability, damage and prospective economic losses for a construction under different hypothesis of basic seismic action. On the other hand, individualized information of all and each one of the 1527 lots that form the study area have been gathered and incorporated to the tool. It has been possible to estimate, for each one of them, its state of construction and, regarding its case, the age and main structural characteristic of the buildings. In the present thesis, field works were carried out, such as geotechnical and geophysical studies, as well as die structural rising of each lot to be analyzed; where the dynamic soil behavior was evaluated based on microtrepidation measurements, seismic refraction and on geotechnical characterization of the area to be studied. This whole entire study has been geared toward the application of the vulnerability index method to calculate scenarios for the study area, with certain adaptations for our means, but, the power of the created tool transcends the objectives and applications of the present study allowing its amplification or adaptation to other urban analysis problems; with this methodology one could observe that the majority of evaluated buildings have a low to medium vulnerability. Models and simulations of buildings in the zone were carried out to obtain damage curves for the different typologies, the Peruvian Japanese Center of Seismic and Mitigation Investigation of Disasters (CISMID) made an adaptation of the built and calibrated damage curves using the methodology used in this study; effectively observing, for the most pan, that masonry buildings present a high damage for the three prospective levels of acceleration. Once a superficial seismic threat for the three earthquakes scenarios was determined, the damages and losses are calculated superimposing die threat maps with the construction inventory; and a lot and block distribution has been chosen for the presentation and interpretation of die scenarios. The created SIG system also proved to be an excellent tool for generating, managing, representing and analyzing damage scenarios under different hypothesis, being extremely useful and versatile, allowing the natural incorporation of information layers. The results of the thesis are immediately applied to protect civilians and to plan and manage seismic emergency plans.