Tecnologías para la Prevención y Mitigación del Riesgo

Tecnologías para la Prevención

y Mitigación del Riesgo causado

por Sismos y Tsunamis

Dr. Ing. Carlos ZAVALA

Dr. Ing. Miguel ESTRADA

Msc. Ing. Fernando Lazares

Centro Peruano-Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres

Facultad de Ingeniería Civil – Universidad Nacional de Ingeniería

La Gestión de Desastres Ciclo de un Desastre

Pre-evento Evento Post-Evento

Hardware

Software

CISMID-FIC-UNI

Mecanismo detrás del nacimiento de un

Desastre Natural

Riesgo = Función (Peligro, Exposición, Vulnerabilidad)

Peligro Exposición

Vulnerabilidad

Riesgo ante

Desastres

Sismos,

Inundación,

Tsunamis

Personas, Propiedades

Susceptibilidad a peligros naturales

CISMID-FIC-UNI

Riesgo a

Desastres

Mecanismo para reducir desastres naturales

Peligro Exposición

Vulnerabilidad

Reubicación de Personas y propiedades

Básicamente sin cambio

pero hay “cambios

climáticos”

Incremento de la

resistencia de las

estructuras

LEVANTAMIENTO DE DAÑOS

MICROZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA Y SÍSMICA

•Tipificación de daños •Evaluación de daños

•Levantamiento topográfico •Exploración geotécnica •Procesamiento de datos •Análisis de datos

MAPA DE MICROZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA Y SÍSMICA

ESTUDIO DE PELIGRO DE TSUNAMIS

MAPA DE DESARROLLO URBANO

IDENTIFICACIÓN DE INTERVENCIONES EN EL TERRITORIO URBANO

RECOMENDACIONES

ANÁLISIS DEMOGRÁFICO

ÁREAS DE CRECIMIENTO

URBANO

ANÁLISIS DE LOS USOS DEL SUELO

ENFOQUE METODOLÓGICO

6

Grandes Sismos Producidos en el Peru

Fuente: Sladen et al. (2010)

Fuente: Okal et al (2006)

1940 05 24 Huacho, M8.2

1942 08 24 San Juan, M8.0

1966 10 17 Barranca, M8.1

1974 10 03 Lima, M8.1

2001 06 23 Atico, M8.4

2007 08 15 Pisco, M8.0

Dorsal de Nazca

265 años

143 años

1746

1868

Ubicación de

los terremotos

que produjeron

los cuatro

tsunamis que

afectaron al

Perú y otros

países

Estudio de Caso

Dr. Ing. Carlos ZAVALA

Dr. Ing. Miguel ESTRADA

Dr. Ing. Zenon Aguilar

Msc. Ing. Fernando Lazares

Arq. Victoria Ramos

CISMID/FIC/UNI

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA LIMA-PERU

Facultad de Ingeniería Civil

MICROZONIFICACIÓN SISMICA POST SISMO

DE LA CIUDAD DE PISCO

NIVELES DE DAÑO

• GRAVE

• SEVERO

• LEVE

1.0.DOMICILIO

1.1.DIRECCION

1.2.DEPARTAMENTO : ICA 1.3.PROVINCIA : PISCO

1.4.DISTRITO : 1.5.ZONA Y MANZANA :

2.0.DESCRIPCION

2.1.AREA CONSTRUIDA (APROXIMADA) : m2

2.2.NUMERO DE SOTANOS : 2.3.NUMERO DE PISOS :

2.4.USO : 2.5.LARGO DE FACHADA :

3.0. ESTADO ESTRUCTURAL

3.1. D errumbe parcial : S I ( 70 ) NO ( 0 )3.2. Inclinación de muros S I ( 70 ) NO ( 0 )3.3. Daños en muros

3.3.1. UNIDADES DE ADOBE SI ( 70 ) NO ( 0 )

3.3.2. TARRAJEO SI ( 50 ) NO ( 0 )

4.0. Estado de los Alrededores

4.1. Agrietamiento en el suelo SI ( 0 ) NO ( 0 )

4.2. Hundimiento en el Suelo SI ( 0 ) NO ( 0 )

PUNTAJE TOTAL

5.0. Observaciones y Comentarios

5.1. NOMBRE DEL EVALUADOR :

5.2. FECHA DE EVALUACION :

5.3. HORA DE INICIO : 5.4. HORA FINAL :

6.0. Condición Final del Establecimiento

Calificativo

GRAVE

MODERADO

LEVE

*Adaptado por F. Lázares del Manual de Procedimientos de Evaluacion Rápida Post Evento

Sísmico Para Establecimientos de Salud en el Perú (Castillo et al, 2005).

FICHA DE EVALUACION PRELIMINAR POST-EVENTO SISMICO

PARA EDIFICACIONES DE ADOBE*

Menor a 35

Intervalo del Puntaje

FIRMAMayor 65

35 -65

1.0.DOMICILIO

1.1.DIRECCION

1.2.DEPARTAMENTO : ICA 1.3.PROVINCIA : PISCO

1.4.DISTRITO : 1.5.ZONA Y MANZANA :

2.0.DESCRIPCION

2.1.AREA CONSTRUIDA (APROXIMADA) : m2

2.2.NUMERO DE SOTANOS : 2.3.NUMERO DE PISOS :

2.4.USO : 2.5.LARGO DE FACHADA :

3.0. ESTADO ESTRUCTURAL

3.1. D errumbe parcial ó total : S I ( 70 ) NO ( 0 )3.2. Inclinación notoria de la edificación o algún entrepiso S I ( 70 ) NO ( 0 )Sí 3.1 ó 3.2 existen trasladarse a 3.7, 3.8 y 3.9

3.3. Daños enelementos estructurales (daños locales )

SI ( 40 ) NO ( 0 ) SI ( 20 ) NO ( 0 )

SI ( 40 ) NO ( 0 ) SI ( 20 ) NO ( 0 )

MUROS DE

ALBAÑILERIA

GRIETAS

DIAGONAL SI ( 50 ) NO ( 0 ) SI ( 40 ) NO ( 0 ) SI ( 30 ) NO ( 0 )

HORIZONTAL

Y/O VERTICALSI ( 0 ) NO ( 0 ) SI ( 0 ) NO ( 0 ) SI ( 0 ) NO ( 0 )

3.4. Las grietas observadas permiten ver a traves del muro SI ( 10 ) NO ( 0 )

3.5. Lineas vitales ó tuberias rotas en uno o más pisos SI ( 0 ) NO ( 0 )

3.6. Caida de mobiliario y/o equipos, etc. SI ( 0 ) NO ( 0 )

3.7. Asimetria (planta o elevación) SI ( 0 ) NO ( 0 )

3.8. Agrietamiento del suelo SI ( 0 ) NO ( 0 )

3.9. Hundimiento del suelo SI ( 0 ) NO ( 0 )

PUNTAJE TOTAL

4.0. Observaciones y Comentarios

4.1. NOMBRE DEL EVALUADOR :

4.2. FECHA DE EVALUACION :

4.3. HORA DE INICIO : 4.4. HORA FINAL :

5.0. Condición Final

Calificativo

GRAVE

MODERADO

LEVE

F IC HA DE E VAL UAC IO N P R E L IMINAR P O S T -E VE NT O S IS MIC OP AR A E DIF IC AC IO NE S DE AL B AÑIL E R IA*

ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO

EXPOSICIÓN DE ACERO

DE REFUERZO

GRIETAS DEL

CONCRETO

COLUMNAS

VIGAS

ANCHO DE UÑA ANCHO DE PAPELANCHO DE LAPICERO

ESPESOR DE GRIETAS

Menor a 35

FIRMA

Intervalo del Puntaje

Mayor 65

35 -65

AL

BA

NIL

ER

IA

AD

OB

E

DETERMINACIÓN DE LA TIPOLOGIA

E INVETARIO URBANO

LEVANTAMIENTO DEL DAÑO

INVESTIGACIÓN DE LA SISMICIDAD QUE PRODUJO EL DAÑO

Excavación de Calicatas

EXPLORACIÓN DE SUELOS EN LA CIUDAD DE PISCO

Mapa Ubicación de Sondajes

Ensayos de Medición de Ondas de Corte – MASW

(Análisis Multiespectral de Ondas Superficiales)

EXPLORACIÓN GEOFÍSICA EN LA CIUDAD DE PISCO

Plaza de Armas – San Andres

Av. Las Américas - Pisco

PUNTOS DE MEDICIÓN DE ONDAS DE

CORTE - MASW

Perfiles Sísmicos - MASW


Fig. 12.- Modelo Unidimensional de Ondas de Corte

Sondaje 14

0

5

10

15

20

0 100 200 300 400 500 600

Velocidad Vs (m/s)

Pro

fu

nd

idad

(m

)

Promedio

Fig. 02.- Modelo Unidimensional de Ondas de Corte

Sondaje 4

0

5

10

15

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Velocidad Vs (m/s)

Pro

fu

nd

idad

(m

)

Promedio

Medición de Microtrepidaciones

(Vibración Ambiental)


PUNTOS DE MEDICIÓN DE MICROTREPIDACIONES

Registro de Microtrepidaciones

EXPLORACIÓN DE SUELOS EN LA CIUDAD DE PISCO

Mapa de Curvas Isoperiodos

Mapa de Microzonificación Sísmica de Pisco

Daños

Escenario: Sismo del 15/08/2007

Mapa de Riesgo Sísmico

Escenario: Sismo del 15/08/2007

ZONIFICACIÓN DE PISCO-SAN ANDRÉS-TÚPAC AMARU (Arq. V. Ramos)

CISMID-FIC-UNI Proyecto MVCS-

BID

ESTUDIO DE ESTIMACIÓN DE COSTOS DE REPARACIÓN Y

REPOSICIÓN DE VIVIENDA E INFRAESTRUCTURA DE

SANEAMIENTO FRENTE A UN EVENTO SÍSMICO

Dr. Carlos Zavala

Dr. Miguel Estrada

Msc. Fernando Lázares

Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres – CISMID Facultad de Ingeniería Civil – Universidad Nacional de Ingeniería


BID

Ámbito de Estudio

• La Molina

• Chorrillos

• Villa el Salvador

• San Juan de

Lurigancho

• Comas

• Puente Piedra Distrito Área(km2) Población aproximada en miles

Chorrillos 38.9 262.6

Villa el Salvador 35.5 381.8

San Juan de Lurigancho 131.3 898.4

La Molina 65.8 132.5

Puente Piedra 71.2 233.6

Comas 48.8 487

Aproximadamente: 2.4 millones de personas

Carabayllo

Ate

Lurin

Lurigancho

Ancón

Pachacamac

Cieneguilla

Ventanilla

Callao

Comas

San Juan de Lurigancho

La Molina

Lima

Chorrillos

Puente Piedra

Villa MarÍa del Triunfo

Villa el Salvador

Rimac

Santa Rosa

San Martín de PorresEl Agustino

Independencia

San Borja

Miraflores

Santa Anita

San MiguelLa Victoria

San Isidro

Chaclacayo

Breña

Lince

Santiago de Surco

Los Olivos

San Juan de Miraflores

Surquillo

Bellavista

San LuisPueblo LibreJesús María

La Perla

Barranco

Magdalena del Mar

Punta Hermosa

La Punta

Carmen de la Legua Reynoso

76°50'0"W

76°50'0"W

76°55'0"W

76°55'0"W

77°0'0"W

77°0'0"W

77°5'0"W

77°5'0"W

77°10'0"W

77°10'0"W

11°50'0"S 11°50'0"S

11°55'0"S 11°55'0"S

12°0'0"S 12°0'0"S

12°5'0"S 12°5'0"S

12°10'0"S 12°10'0"S

12°15'0"S 12°15'0"S

Distritos

ProyectoMV

MVCyS-BID

Ü

0 5 10 15 202.5Kilómetros

Actualización de Mapa de

Microzonificación y Riesgo

Sísmico de la Ciudad de Lima

2012

http://www.vivienda.gob.pe/pgt/proyecto1.html


BID

Excavación de Calicatas

EXPLORACIÓN DE SUELOS


BID

MAPA UBICACIÓN DE SONDAJES CALICATAS Y POZOS


BID

Ensayos de Medición de Ondas de Corte – MASW

(Análisis Multiarreglo de Ondas Superficiales)

EXPLORACIÓN GEOFÍSICA


BID

PUNTOS DE MEDICIÓN DE MICROTREPIDACIONES


BID

ARREGLO DE MICROTREMORES: TECNICA F-K


BID

REGISTRO DE MICROTREPIDACIONES


BID

MAPA DE CURVAS ISOPERIODOS


BID

MAPA DE PELIGRO GEOLOGICO


BID

Zonificación Sísmica


BID

Inventarios Urbanos


BID

Evaluación Estructural

INFORMACIÓN DE LA MANZANA

CÓDIGO DE LA MANZANA:

LEYENDA PARA LA CODIFICACIÓN DEL LOTE

No.Pisos (1) Material (2) Usos (3) Sistema Estructural (4) Conservación (5)

Adobe (A) Vivienda (V) S Mampostería de Arcilla Sin Refuerzo (B) Bueno

Mamposteria (M) Vivienda y Comercio (Y) M Mampostería Armada o Confinada con Diafragmas Rígidos (R) Regular

Concreto(C) Comercio (C) N Mampostería Armada o Confinada con Diafragmas Flexibles (M) Malo

Quincha (Q) Multifamiliar (M) L Construcción Informal en Albañilería

Acero (S) Policia o Bomberos (B) A Adobe y Quincha

Madera(W) Educativo (E ) C Pórticos de Concreto

Otro (O) Hospital (H) W Estructura de Concreto Armado con Placas

Industrial (I) I Pórticos de Concreto con Vanos Rigidizados con Mampostería

Baldio (B) L Estructura Celular de Concreto

Otros (O) F Pórtico de Acero Resistentes a Momento

B Pórtico de Acero Arriostrados con Diagonales

U Estructura de Perfiles Livianos

W Entramados de Madera

T Estructuras Industriales / Comerciales

*Nota:La Información de la manzana irá en plano lotizado adjunto similar al Nota 2: No Evaluado Use (X)

ejemplo de llenado que se muestra. (1) + (2) + (3) + (4) + (5) Caso Valdio Use (V)

1AVSR 1PISOS + ADOBE + USO VIVIENDA + MAMPOSTERIA DE ARCILLA SIN REFUERZO + REGULAR

Foto 5 - Numero

Foto 1 - Numero Foto 2 - Numero

Foto 3 - Numero Foto 4 - Numero

CONVENIO CISMID/FIC/UNI - MINISTERIO DE VIVIENDA COSNTRUCCION Y SANEAMIENTO

ESTUDIO DE RIESGO SISMICO DEL DISTRITO DE SAN JUAN DE LURIGANCHO

Achurar lote representado

1AVMR

1AVMR

2AVMR

2CYPR

1AVMR

Achurar lote representativo

1AVM1R

1AVM1R1AVM1R

1AVSR2MCMB

2SVSR

1AVSR

3MMMB


BID

Evaluación Estructural

CODIGO DE MANZANA CODIGO INTERNO

Material Mamposteria Concreto Observaciones

Estado de Conservación Regular Malo

Asentamiento No

Humedad en la Base No

Adobe

Madera

Caña

Torta Barro

Otro

Fisuración

Columnas NOTA Fisura Vertival (V)

Vigas Sin Fisuras (X) Fisura Diagonal (D)

Muros Fisura Horizontal (H)

Unidad Industrial Sólido Tubular/Hueco

Confinamiento No

Fisuras No

Tarrajeo No

Estado de conservacion Regular Malo

Si

Si

Si

Bueno

Fisuras

Fisuras

Estado de Muros

Artesanal

Elementos Estructurales

Fisuras

Calamina Placa Colaborante

Otro Otro

Losa de CA Losa de CA

Aligerado Aligerado

Techo

Mamposteria Concreto Otros

Adobe

Bueno

CimentaciónSí

Sí

CONVENIO CISMID/FIC/UNI - MINISTERIO DE VIVIENDA COSNTRUCCION Y SANEAMIENTO

ESTUDIO DE RIESGO SISMICO DEL DISTRITO DE SAN JUAN DE LURIGANCHO

ESTRUCTURACIÓN

Achurar lote representado

1AVMR

1AVMR

2AVMR

2CYPR

1AVMR

Achurar lote representativo

1AVM1R

1AVM1R1AVM1R

1AVSR2MCMB

2SVSR

1AVSR

3MMMB


BID

Base de Datos Geoespacial


BID

Base de Datos Geoespacial

Nombre del Campo Descripción

AcelMax Aceleración máxima del terreno en cm/s2

Avg_GRID_C Promedio del porcentaje del costo de reapración

CimentA Asentamiento en la cimentación

CimentH Humedad en la cimentación

Codaza Código de la manzana

Confina Confinamiento en muros

CostRep3 Porcentaje del costo de reparación calculado

Esen_Dano Uso de suelo y nivel de daño

Estado Estado de la edificación

FabricaAlb Tipo de unidad de albañilería

FID Identificador de elemento

FisuraCol Fisuras en las columnas

FisuraMur Fisuras en muros

FisuraVig Fisuras en vigas

FotoEsq1 Foto de una esquina de la manzana




FotoRepres Foto del lote representativo

LoteRepre Característica del lote representativo

Material Tipo de material construcción

MatNivDan Tipo de material y nivel de daño

Max_GRID_C Valor máximo del porcentaje del costo de reparación interpolado

Min_GRID_C Valor mínimo del porcentaje del costo de reparación interpolado

Num Número de manzana interopolada

NumMza Número de sector y manzana

Pisos Número de pisos promedio en la manzana

Rango_Dano Nivel de daño final

SD_GRID_CO Desviación estándar de los valores del porcentaje de reparación

interpolados

Shape Tipo de entidad geométrica

Sist_Est Sistema estructural

Tarrajeo Existencia de tartajeo

Techo Tipo de techo

TipoAlb Tipo de unidad de albañilería

Uso Tipo de uso

Verifica Se evalúa


BID

Mapas Temáticos


BID

Mapas Temáticos


BID

Mapas Temáticos


BID

Vulnerabilidad

Evaluación del Riesgo

• Picar los Muros S/.

• Poner Malla S/.

• Empastar S/.

• Pintar S/.

__________________

COSTO DE REPARACIÓN

COSTO DE REPARACIÓN = Función (Tipo de Estructura, Aceleración, Nivel de daño)

Inventario

Urbano Microzonificación

Sísmica

Vulnerabilidad

Ensayos de Laboratorio

EDIFICACIÓN SUFRE DAÑO POR SISMO


BID

Dr. Carlos ZAVALA

495430

495

433

430

430

525

525

430

330

525 465

465

465

525

465

465 465465

465

349465465

525

433

433

207

433

433

495

495

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430

433

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400

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430

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439

495

495

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430495

430

430

430

495

495

495

495495

495

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349

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495

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525

525

433

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433465

430

433

433

465

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465

525

525

525

525

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525

525

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433

495433

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430

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430

430

430

495

430

430

433

495 495430

433495

495

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495 430

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433433

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525

525

465

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636

590590

590

615

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662

557557

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55

7557

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590

590

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636

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430

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636

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662

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662

662

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662

662

662

662

662

662

662

662

615

Actuadores

Actuador

Vista SDistorsión > 1/100

Empujando

Jalando

86 107123

168

168

186

143 151 151

8657

107

107

86

123

123

168123

151

143

107

123

123

123

123 168

123

168

168

151

186

186

151

186151

151

143

143

207

207

20

7

284

207

207

207

235

235

248

284207

207

207

248

282

207

207

207

284

248207

302

248

248

235

207

168

284

248

248

186

302

248

123

248

248

248

235

302

207

207

207

207

207

302

302

302

248 248

302

302

302

302

302

302

302

302

349

349

349

349 349

323

323

323

323

373

284

323

323

373

323

323

323

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284

323323

323

373

349

349

349

349

323

323

323

495

323 3

23

400

349

349

349323

323349

323

400

400

349

373

349

465349

32

3

349

323

323

349

349

349

349

400

400

323

323

323

349349

323

323

349

349

400

400

400

400

349

323

323

323

323

323

323

323

323323

323

323

349

400

400

400

400

400

323323

349

323

323 373

323

373

373

373

323

373

373

373

373

373

349 400

323

323

323

323

323

323

373

373373

323

349

349

349

400 349

433495

433

495

433

433

495

525

465

495

525 433

430

433

495

430

430

430

430

495

525

465

433

433433

433

433

495

430

430

495 4

30

430

46

5

495

433

495

495

430495

430

495

495

433

495495

465

430

430

430

433

433

465

495

465

525

525465

465557

465

465

465

465

465

465

465465

465

495

495

495

495

433

465

495

323

495433

430

495

495

495

207

495

495

430

430 4

30

525

465

430

433

495

433

433

430

430

465

433465

465430

465

Mayor Desplazamiento= Mayor Daño = Mayor Costo de

Reparación


BID

Dr. Carlos ZAVALA


BID

Riesgo Sísmico Evaluado


BID

Escenario de Sismo Severo

Color Rango Nivel Daño Nivel Daño Número de Mzas. % % Nivel de Daño

Verde < 15% Nivel I 1 268 27% 29% Daño Leve o sin daño

Verde agua 15% - 30% Nivel II 2 25 2%

Amarillo 30% - 60% Nivel III 3 263 26% 26% Daño Moderado

Naranja 60% - 85% Nivel IV 4 15 1% 1% Daño Severo

Rojo 85%-100% Nivel V 5 437 43% 43% Colapso

1008 100%

Resultados del daño en el distrito de San Juan de Lurigancho para un escenario de sismo severo

Mapa de

Riesgo

de San

Juan de

Lurigancho

Escenario

Preliminar

Sismo

M=8.6

CISMID- APESEG

(2003)

Diagnostico PML (Probable Maximum Loss)

Ámbito: Cartera de Clientes

CISMID-MVC&S-BID

(2011)

Diagnostico del Riesgo (Mapas y Costo de Reparación)

Ámbito: El Distrito

COMPARACIÓN MAPAS DE MICROZONIFICACIÓN

(INCREMENTO PRESICIÓN) Procesos de Generación, Mantenimiento y Renovación en el Tiempo

Mapa de

Microzonificación

de Lima

Actualizado

al 2012

Mapa de

Riesgo

de Lima

Escenario

Preliminar

Sismo

M=8.6

Mapa de

Rotura de

Tuberías

Escenario

Preliminar

Sismo

M=8.6


BID

Vulnerabilidad de Líneas Vitales

Descripción de la base de datos del sistema de distribución de agua para el distrito San Juan de Lurigancho

Nombre de Campo

Descripción

Tipo Material de tubería

Diametro Diámetro de tubería en milímetros

Longitud Longitud de la tubería en metros

Tipo_Suelo Zonificación del suelo

Velocidad Velocidad máxima en el suelo

Rot_km_Yam Número de roturas por kilómetro de tubería según Yamazaki

(2009)

Rot_km_Pro Número de roturas por kilómetro de tubería según Isoyama (2000)


BID


Numero de Roturas por Km.

CIP= Hierro Fundido y PVC 100-150 mm.

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

PGV (cm/s)

Nu

me

ro d

e r

otu

ras

po

r K

m.

Isoyama Yamazaki Rm-Y Rm-A

Numero de Roturas por Km.

CIP= Hierro ductil 100-150 mm.

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

PGV (cm/s)

Nu

me

ro d

e r

otu

ras

po

r

Km

.

Isoyama Yamazaki Rm-Y Rm-A


BID



BID


Conclusiones

• Se plantea un procedimiento para la evaluación del riesgo sísmico en la

ciudad de Lima con sustento técnico, de manera que se pueda estimar las

pérdidas probables y costos de reposición de la infraestructura en caso de un

sismo severo.

• Esta metodología permitirá la evaluación de la infraestructura en riesgo y el

conocimiento de la exposición actual de zonas vulnerables y en peligro.

• Este tipo de diagnóstico permitirá conocer con antelación el costo probable

de la reconstrucción de áreas que se encuentran en riesgo.

• El entendimiento del uso del suelo con sustento técnico evitará costos

excesivos en la generación de infraestructura y asimismo permitirá que el

desarrollo sea sostenible en el tiempo.

CISMID-FIC-UNI Proyecto MVCS

Tecnologías para la Prevención y Mitigación del Riesgo

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