Proyección Social
Revista informativa
VULNERABILIDAD SÍSMICA
Misión Ser una universidad modelo, reconocida por generar impactos positivos en el campo social y medioambiental, orientado a los grupos de interés en el tiempo.
Visión Desarrollar acciones de responsabilidad social universitaria orientada a los grupos de interés al interior y exterior de la universidad para contribuir significativamente con el desarrollo sostenible de nuestra región.
DIRECTORIO Presidente Fernando Barrios Ipenza Vicepresidente José Barrios Ipenza AUTORIDADES UNIVERSITARIAS Rector Esaú Caro Meza Gerente General Teresa Godoy Castilla AUTORIDADES DE LA OFICINA DE PROYECCIÓN SOCIAL Directora de la Oficina de Proyección Social Elizabeth Coronel Capacyachi Asistente de la Oficina de Proyección Social Paola Manyari Verástegui DECANOS Decano de la Facultad de Ingeniería Ricardo Salcedo Zárate Decano de la Facultad de Ciencias para la Empresa William Rodríguez Giraldez Decano de la Facultad de Ciencias de la Salud Rigoberto Zúñiga Mera Decano de la Facultad de Derecho Armando Prieto Hormaza COORDINADOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Roberto Vadillo Salazar 06 2 | VULNERABILIDAD SÍSMICA
Presentación El proyecto “Estudio de vulnerabilidad sísmica” se desarrolló con la finalidad de dar a conocer los daños que presentan las estructuras de la I.E.M. “Sagrado Corazón de María” y los riesgos existente frente a un evento sísmico, y así prevenir futuros accidentes.
INTEGRANTES DEL GRUPO • Aliaga Elguera, Luis Franco. • Arellano Cajachagua, David Felix. • Castillo Carhuamaca, Ricardo. • Chagua Cruz, Erick Braulio. • Fuentes Cueto, Kledey Samuel. • Giráldez Candiotti, Lilia Fiorella. • Guerreros Abregú, Paul Christian. • Gutarra Urbina, Yohana Anghela. • Inga Jaime, Jhorch Antony. • Lazo Dolorier, Dick David Dany. • Manrique Asto, Dayvi. • Manrique Dávila, Medalith. • Pérez Gonzales, Jose Luis. • Portocarrero Almonacid, Gerardo Manuel. • Salazar Torres, Abel Nicolas. • Salvatierra Huamán, Edgar Angel. • Vargas Quispe, Nadia Pamela. • Villalva Gutarra, Jimmy Rooni.
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Indice Introducción 1° ACTIVIDAD Reconocimiento del área de trabajo y evaluación preliminar. 2° ACTIVIDAD Levantamiento topográfico del área de estudio
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3° ACTIVIDAD Evaluación y procesamiento de datos
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4° ACTIVIDAD Alternativas de solución
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5° ACTIVIDAD Señalización de zonas seguras y rutas de evacuación
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CONCLUSIONES
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RECOMENDACIONES
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Introducción La vulnerabilidad sísmica de una edificación es un conjunto de parámetros capaces de predecir el tipo de daño estructural, el modo de fallo y la capacidad resistente de una estructura bajo condiciones probables de sismo. La vulnerabilidad sísmica no solo depende del edificio de estudio en cuestión, sino también del lugar. Es decir, dos edificios iguales tendrán mayor o menor vulnerabilidad dependiendo del sitio en el que se encuentren. La vulnerabilidad sísmica es el área de trabajo de la ingeniería sísmica que busca reducir riesgos, teniendo en cuenta los costes y los principios de la ingeniería estructural basando en la filosofía y los principios básicos de la ingeniería sismo resistente. Se rige bajo:
causar daños graves a las personas debido a movimientos sísmicos severos que puedan ocurrir en el lugar. • La estructura debería soportar movimientos sísmicos moderados, que puedan ocurrir en el sitio durante su vida de servicio, experimentando posibles daños dentro de límites aceptables. Estos principios y filosofía se tornan de gran importancia en nuestro país, puesto que nos encontramos en un país sísmico, además Huancayo se ubica en la Zona II de sismicidad intermedia; por lo que es indispensable tomar conciencia al momento de diseñar estructuras que albergarán a gran cantidad de personas como los centros educativos y demás edificaciones importantes y/o esenciales.
FILOSOFÍA: • Evitar pérdidas de vidas. • Asegurar la continuidad de los servicios básicos. • Minimizar los daños a la propiedad.
PRINCIPIOS: • La estructura no debería colapsar, ni VULNERABILIDAD SÍSMICA | 5
Primera actividad Reconocimiento del área de trabajo y evaluación preliminar DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD
La primera actividad se desarrolló en las inmediaciones de la I.E.M. N° 30216 “Sagrado Corazón de María”. El procedimiento se basó en la visita al plantel ubicado en la calle Antonio Lobato en el distrito de El Tambo, en una inspección ocular y en el registro fotográfico de cada
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pabellón o módulo del colegio. Para ello, se contó con un equipo de 15 personas, quienes para desarrollar sus tareas, participaron de una capacitación en el tema de riesgo y vulnerabilidad de locales escolares a cargo de un docente especializado, a fin de que la inspección se realice con la mayor minuciosidad posible.
IDENTIFICACIÓN Y EVALUACIÓN PRELIMINAR
A) PABELLÓN NUEVO: • Se tienen problemas a nivel de proceso constructivo, debido a que se encontraron grietas en los muros del segundo nivel. • Las escaleras no ofrecen la seguridad del caso, ya que no cumplen con las especificaciones mínimas del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). • Las losas de los techos se encuentran en mal estado y presentan filtraciones. • Se presenta en el último nivel mochetas y parapetos inseguros. • La junta de construcción está expuesta y no cuenta con un sellado adecuado. B) PABELLÓN ANTIGUO: • Los aceros de la rampa en la unión con la losa aligerada se encuentran expuestos debido a un mal proceso constructivo, además la pendiente que tiene no es la adecuada según el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). • El techo del segundo nivel, compuesto por tijerales que datan del año 1988, no cuenta con el debido mantenimiento y se encuentra en malas condiciones. Además ha sido invadido por aves (palomas), siendo un riesgo para la salud de los niños. • Se observó que la estructura no cumple con su función sísmica para la que fue diseñada. • El dimensionamiento de ambientes, escaleras, rampas y espacios libres con las que cuenta el centro educativo, no se encuentran acorde a lo especificado en el RNE, en el párrafo de centros educativos. • El centro educativo no cuenta con la señalización adecuada para una debida evacuación en caso de sismo. VULNERABILIDAD SÍSMICA | 7
Segunda actividad Levantamiento topográfico del área de estudio DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD
La actividad consistió en realizar el levantamiento topográfico del centro educativo por grupos conformados de cuatro alumnos distribuidos en los diferentes pabellones. Una vez determinado los datos de los ambientes, se realizó el trabajo de gabinete en la cual los estudiantes elaboraron el plano topográfico correspondiente y el informe en el que se describe todo el trabajo realizado. LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA
• Reconocimiento del centro educativo El lugar donde se desarrollará la proyección social será en la I.E. N°30216 “Sagrado Corazón de Jesús”, ubicado en la intersección del Jr. Antonio Lobato y Jr. Libertad en El Tambo.
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• Levantamiento topográfico de los pabellones: Se realizó el levantamiento topográfico a fin de obtener medidas reales y características geométricas de toda el área de estudio. Asimismo, se elaboró el levantamiento de la rampa de acceso al segundo nivel del pabellón antiguo.
Levantamiento topográfico realizado con el asesoramiento de la Ing. Natividad Sánchez Arévalo, asesora del grupo.
Obteniendo las medidas reales de la estructura para posteriormente obtener los planos de los pabellones del Centro Educativo.
Verificación del peralte mínimo de la viga.
Comprobación de la altura de las ventanas.
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Tercera actividad Evaluación y procesamiento de datos DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD
Evaluar las estructuras existentes y determinar los peligros y riesgos, los cuales son factores claves para el análisis de vulnerabilidad sísmica de la I.E.M. N° 30216 “Sagrado Corazón de María”. Plantear alternativas de solución a los problemas que se identificaron en ambos pabellones (construcción nueva y antigua).
EVALUACIÓN ESTRUCTURAL
A) PABELLÓN NUEVO:
a cargas de gravedad como cargas sísmicas. Tratándose del análisis del pabellón nuevo, • En la losa aligerada del segundo piso se se pudo determinar que existen errores a están generando filtraciones debido al nivel de proceso constructivo: escaleras desnivel que existe entre ambas edificaque se encuentran en malas condiciones, la ciones. Además de ello, se encontraron losa aligerada del segundo piso en la cual grietas en las losas. se observaron filtraciones de agua, la junta de separación del colegio con la vivienda vecina que está obstruida por un material que perjudica el correcto funcionamiento de esa junta, y los parapetos del tercer nivel (azotea) que son inseguros. • Se identificó que las juntas de dilatación sin tratamiento, están generando filtraciones de agua hacia los muros de ambas estructuras. El humedecimiento en los muros provoca que el muro de albañilería se debilite y sea menos resistente 06 10 | VULNERABILIDAD SÍSMICA
Se observa junta de dilatación sin tratamiento que generan filtraciones.
Las escaleras no tienen la configuración adecuada para ser utilizadas por los niños. Además las dimensiones de los pasos y contra pasos y ancho de las escaleras no cumplen con lo que establece la norma A-010 del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Finalmente, la baranda resulta muy peligrosa pues los espaciamientos de los tubos son muy grandes.
Los parapetos son inseguros, ya que no existe columna o columneta que los confine. Las mochetas que se observan en la imagen, por ningún motivo, cumplen con la función de asegurar los parapetos.
Las juntas de dilatación que colindan con las otras edificaciones presentan un material inadecuado para su correcto funcionamiento y en muchas ocasiones sirve como botadero.
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EVALUACIÓN ESTRUCTURAL
B) PABELLÓN ANTIGUO:
Se realizó la inspección de los techos, observando el estado de los elementos estructurales.
Se observa el mal estado de las maderas que conforman la estructura del techo. Además se encontró heces de palomas.
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En el pabellón antiguo se tienen los problemas del techo del segundo nivel, el cual se encuentra en condiciones deficientes, debido a que se trata de un techo de tejas artesanales con estructuras de madera. Además no se encuentra unido a la estructura, corriendo el riesgo de que ceda. Asimismo, el interior del techo se encuentra habitado por nidos de palomas, lo que representa un peligro inminente para la salud de los niños. Los elementos estructurales (columnas, vigas y losas) y no estructurales (muros) se encuentran en malas condiciones debido a la antigüedad de la edificación. Sin embargo, el suelo sobre el cual se encuentra la estructura presenta una buena capacidad portante. Por lo que, si se pretende plantear, una losa aligerada en lugar de la existente, se deberá realizar el análisis respectivo con el fin de conocer si la cimentación tendrá la capacidad de resistir el nuevo peso (construcción nueva y antigua).
EVALUACIÓN ESTRUCTURAL
C) RAMPA: La rampa que conduce al segundo piso resulta muy peligrosa, ya que las pendientes que presentan son muy elevadas y exceden los límites máximos permitidos por el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Así mismo, las barandas que se colocaron como seguridad, son inadecuadas esto con respecto al espaciamiento entre los tubos metálicos que la componen, siendo un riesgo para los niños.
En el primer tramo, la rampa presenta una pendiente del 17% siendo inapropiada para el uso de los estudiantes, superando el máximo límite establecido en las normas.
Inseguridad en la rampa en el centro educativo
Vista de rampa y espaciamiento de las barandas
La rampa presenta tramos diferentes con elevaciones distintas. La pendiente en el tramo inicial es de 12% siendo adecuada para el uso según demanda la norma de seguridad A 120 para educación. Sin embargo, en el segundo tramo la pendiente en esta zona es de 15% resultando inadecuada, lo mismo sucede con el tramo final que presenta una rampa con pendiente de 9%. El ancho de la rampa es de dimensión pequeña siendo está muy angosta. Además, las barandas son inseguras, ya que los espaciamientos son grandes, cuando deben estas ser más juntas para el uso de los niños, lo que evita riesgos de caídas u otros. Se observa que a nivel de proceso constructivo la rampa presenta deficiencias presenciándose los aceros expuestos, siendo este un gran peligro que genera el riesgo de que, ante la ocurrencia de un sismo, ceda y caiga. VULNERABILIDAD SÍSMICA | 13
Cuarta actividad Alternativas de solución CONSOLIDACIÓN DE RESULTADOS
A) Pabellón nuevo:
B) Pabellón antiguo:
Con respecto a las escaleras del pabellón nuevo, se concluyó que estas deben ser rediseñadas para dar mayor seguridad a los niños, debiendo seguir las especificaciones mínimas según la norma A 010 capítulo VI, dándole la dimensión de pasos mínimos a 0.25m y contrapasos 0.175 m.
Esta estructura se encuentra con un grado de alta vulnerabilidad sísmica, dado la antigüedad de la edificación así como del techo del segundo nivel; el cual no se encuentra sujeto a la estructura de manera correcta.
Se tendrá que cambiar el pasamano, ya que resulta muy peligroso para los niños, debido a los distanciamientos entre tubos de acero que comprenden las barandas. Los techos del pabellón nuevo deberán ser impermeabilizados nuevamente ya que estos generan filtraciones. En la azotea del pabellón nuevo, se deberá demoler el parapeto existente para luego proceder a picar la losa hasta encontrar el acero y que de esta forma las columnetas de amarre nazcan desde los aceros de la losa, generando una unión que permita mantener asegurados los parapetos. Se deberá realizar la respectiva limpieza, retirando el material comprendido en la junta sísmica de la estructura con la vivienda colindante, para que la junta cumpla su función, según lo establece la norma A-010 cap. III y la norma E-030 de diseño Sismorresistente.
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Para el caso del pabellón antiguo, el mayor problema encontrado es el del techo del segundo nivel, debido a que este se encuentra en malas condiciones. Por tanto, se deberá replantear un techo aligerado. Previo a ello, se deberá realizar el análisis de la cimentación para determinar si esta será capaz de resistir el nuevo peso generado por las cargas del aligerado planteado. El grupo de proyección social optó por replantear el techo del segundo nivel, proponiendo la construcción de un techo aligerado para mayor seguridad y de esta forma evitar la proliferación de enfermedades por la presencia de heces de aves en el techo existente.
Quinta actividad Señalización de zonas seguras y rutas de evacuación DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD
La actividad consistió en establecer zonas seguras y rutas de evacuación utilizando señalizaciones, puesto que, el estudio de vulnerabilidad tiene como finalidad una gestión de prevención de riesgos. Las acciones se basaron en este punto importante, para ello, el grupo de proyección se distribuyó en tres subgrupos.
das por Defensa Civil (ya que cada salón cuenta con un brigadista como mínimo) y se enseñó las medidas reglamentarias, las zonas seguras en casos de sismos y las respectivas zonas de evacuación.
Para la colocación de la señalización se tuvo en cuenta el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), teniendo en cuenta las dimensiones y alturas especificadas en este documento. Así mismo, se interactuó con las brigadas de seguridad conformaSEÑALIZACIÓN DE ZONAS SEGURAS Y RUTAS DE EVACUACIÓN
Se identificó las zonas seguras para la colocación de las señales. Para ello, se tomó en cuenta las alturas que se especifican en la norma G-O50 de Seguridad y Salud del RNE.
Realizando la medición respectiva para la colocación de la señal de zona segura en las zonas externas de pabellones. VULNERABILIDAD SÍSMICA | 15
Señalización de zona de riesgo eléctrico.
Con ayuda de los profesores, alumnos e integrantes de las brigadas de seguridad dispuestas por INDECI, se señalizaron las aulas.
Interactuando con las brigadas de seguridad de la institución.
Participación activa de los alumnos del centro educativo.
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Conclusiones Realizado el análisis respectivo, se observó que el dimensionamiento de escaleras y rampas con las que cuenta el centro educativo, no se cuentan con lo especificado en el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Se observó que ambas tienen problemas de nivel estructural, por lo que se realizó un análisis detallado.
Se realizó el respectivo análisis estructural mediante el uso del software SAP 2000, con el cual se estudiaron los desplazamientos de la estructura, del cual se obtuvo que las estructuras tienen un desplazamiento relativo menor al máximo permitido por la norma (E-030) de diseño sismo resistente para cada entrepiso.
En la segunda actividad, se hizo el levantamiento topográfico con el que se obtuvieron los datos de las dimensiones de los elementos estructurales y no estructurales de los pabellones de la I.E.M. N° 30216 “Sagrado Corazón de María”. Así mismo, se logró obtener los planos correspondientes a las estructuras, lo cual permitió al grupo realizar la respectiva evaluación estructural.
Se plantearon las alternativas de solución en función de cada problema encontrado en las estructuras del pabellón antiguo, nuevo, rampa, escaleras, parapetos, etc.
Se elaboró la evaluación estructural respectiva, identificando los principales problemas encontrados tanto en el pabellón nuevo, como en el antiguo, en las rampas y escaleras, los cuales muestran resultados de alta y media vulnerabilidad sísmica. Por lo que, se deberán replantear las escaleras, rampa y pabellón antiguo.
Se logró establecer las zonas seguras y rutas de evacuación en la I.E.M. N° 30216 “Sagrado Corazón de María”, mediante el uso de señales, lo cual contribuirá a la institución en la gestión y prevención de riesgos y ayudará a los estudiantes, docentes y padres de familia en la rápida identificación de las zonas de evacuación y zonas seguras ante la ocurrencia de un sismo. Esto a su vez, evitará posibles accidentes, mitigando los posibles riesgos suscitados en casos de desastres naturales.
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Recomendaciones Todo centro educativo, por el hecho de albergar una gran cantidad de población estudiantil, está obligado a tener un control minucioso en su concepción estructural y/o diseño, puesto que, es una estructura importante. Para ello, debemos tener en cuenta algunos criterios básicos como: Las aulas deben albergar una cantidad de alumnos acorde con el área construida, sin exceder su capacidad. Todas las estructuras deben contar con estudios adecuados para su concepción, con el fin de proyectar estructuras resistentes en el tiempo y adecuados para el uso que se les destinará, debiendo estar en un buen estado por todo su periodo de vida útil. Todo centro educativo debe contar con áreas adecuadas como zonas de escape en casos de emergencia (dentro y fuera de las aulas), bien señalizadas. La zona de las escaleras debe cumplir con las recomendaciones mínimas que brinda el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), puesto que este constituye un medio de salida en caso 06 18 | VULNERABILIDAD SÍSMICA
de ocurrir eventos sísmicos u otros eventos fortuitos. Las estructuras destinadas a educación deben tener un mantenimiento constante a fin de evitar complicaciones producto del deterioro propio del tiempo, de este modo se reducirá el riesgo de colapso. La señalización debe ser adecuada y acorde con la distribución de ambientes para la fácil movilización de los alumnos. Zona segura, riesgo eléctrico, pozo a tierra (si es que lo hubiere), salida (derecha e izquierda), salida (en caso de escaleras), zona de extintores, y luces de emergencia, son las señales mínimas que debe tener la edificación. También debe existir la zona de reunión en caso de sismos, la cual será pintada en el área de la losa deportiva u otras zonas debidamente evaluadas a fin de que sean seguras para evitar accidentes mientras ocurre el evento sísmico.
Grupo de Proyección Social “Vulnerabilidad Sísmica” Facultad de Ingeniería Civil
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