Metodología para la evaluación del daño sísmico de líneas vitales en la ciudad de Lima

Abstract

Los sistemas de líneas vitales como el de agua potable y alcantarillado proveen diariamente los medios para el correcto funcionamiento de servicios críticos en ciudades, por lo que están estrechamente ligados al bienestar económico y social de las comunidades a las cuales brindan servicios. Estos servicios pueden verse súbitamente interrumpidos, si la ciudad es afectada por un evento sísmico severo que dañe los componentes de los sistemas de líneas vitales. Por tal motivo es importante evaluar de manera confiable el daño en estas componentes frente a futuros escenarios sísmicos. En la presente tesis, se plantea una metodología integral para la evaluación del daño sísmico en componentes de sistemas de líneas vitales de la ciudad de Lima. La metodología propuesta se aplicó en la evaluación del daño en tuberías de las redes de agua potable y alcantarillado en un área de estudio definida dentro de la zona sur del área de Lima Metropolitana. Esta metodología contempla procedimientos tales como, la revisión e implementación del conjunto de datos de las redes de tuberías de agua potable y alcantarillado en un sistema de información geográfica, la selección de funciones de fragilidad y la propuesta de un árbol lógico de decisiones para los modelos de vulnerabilidad considerados a partir de la información de daños y reparaciones registrados en tuberías debido al terremoto de Pisco del 2007, y el desarrollo de un análisis de peligro sísmico a fin de definir escenarios determinísticos y probabilísticos para la estimación de la distribución de parámetros de intensidad de movimiento como el PGA y PGV. Finalmente, a partir de la aplicación de la metodología propuesta se estimó el daño en términos del del ratio de reparación y el número total de puntos de reparación en las tuberías de las redes de agua potable y alcantarillado del área de estudio, para cada escenario sísmico considerado. Además, se desarrollaron mapas de zonificación del daño en términos del ratio de reparación de las tuberías de cada una de las redes analizadas.

Lifelines such as drinking water and sewage systems provide the means and conveyance for daily critical services, so they are closely linked to the economic and social well-being of the communities they serve. Therefore, earthquake damage to lifeline components needs to be reliably assessed for a probable future seismic scenario. This thesis presents an integrated methodology for earthquake damage assessment in lifeline systems components of Lima City. This proposed methodology was applied to the earthquake damage assessment of buried pipeline networks in a study area south of the Lima Metropolitan Area. It encompasses some procedures. In the first part, a review and implementation of the buried pipeline dataset of drinking water and sewage systems are made. Then, an adequate selection of empirical fragility functions is made according to the comparison with the damage data of pipelines in the Pisco earthquake of 2007, and a logic tree for these selected fragility functions is proposed to be applied in the study area. Subsequently, a seismic hazard analysis was conducted to define probabilistic and deterministic earthquake scenarios and calculate the PGA and PGV distribution. Finally, the pipeline repair ratios and the total number of repairs are estimated for the earthquake scenarios, and result maps are presented for each pipeline network analyzed.