Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniera Escuela de Ingeniera Civil

ESTUDIO DE VULNERABILIDAD SSMICA ESTRUCTURAL EN UN SECTOR DE LA ZONA 7, DE LA CIUDAD DE GUATEMALA

Claudia Ondina Rivas Reyes Elder Benjamn Vsquez Rubio Asesorado por el Ingeniero Omar Flores Beltetn

Guatemala, mayo de 2008

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERA

ESTUDIO DE VULNERABILIDAD SSMICA ESTRUCTURAL EN UN SECTOR DE LA ZONA 7, DE LA CIUDAD DE GUATEMALATRABAJO DE GRADUACIN PRESENTADO A JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERA POR CLAUDIA ONDINA RIVAS REYES ELDER BENJAMIN VASQUEZ RUBIO ASESORADO POR EL INGENIERO OMAR FLORES BELTETN AL CONFERRSELES EL TTULO DE INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, MAYO DE 2008

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERA

NMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO VOCAL l VOCAL ll VOCAL lll VOCAL lV VOCAL V SECRETERIA

Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos Inga. Glenda Patricia Garca Soria Inga. Alba Maritza Guerrero de Lpez Ing. Miguel ngel Dvila Caldern Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz

Inga. Marcia Ivnne Vliz Vargas

TRIBUNAL QUE PRACTIC EL EXAMEN GENERAL PRIVADO Claudia Ondina Rivas Reyes

DECANO EXAMINADOR EXAMINADOR EXAMINADOR SECRETARIA

Ing. Sydney Alexander Samuels Ing. Guillermo Eduardo Melini Salguero Ing. Ronald Estuardo Galindo Cabrera Ing. Carlos Augusto Prez Inga. Marcia Ivnne Vliz Vargas

HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos de Guatemala, presento a su consideracin mi trabajo de graduacin titulado:

ESTUDIO DE VULNERABILIDAD SSMICA ESTRUCTURAL EN UN SECTOR DE LA ZONA 7, DE LA CIUDAD DE GUATEMALA,

tema que me fuera asignado por la Direccin de la Escuela de Ingeniera Civil, el 26 de abril de 2006.

Elder Benjamn Vsquez Rubio

Claudia Ondina Rivas Reyes

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERA

NMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO VOCAL l VOCAL ll VOCAL lll VOCAL lV VOCAL V SECRETERIA

Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos Inga. Glenda Patricia Garca Soria Inga. Alba Maritza Guerrero de Lpez Ing. Miguel ngel Dvila Caldern Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz

Inga. Marcia Ivnne Vliz Vargas

TRIBUNAL QUE PRACTIC EL EXAMEN GENERAL PRIVADO Elder Benjamn Vsquez Rubio

DECANO EXAMINADOR EXAMINADOR EXAMINADOR SECRETARIA

Ing. Sydney Alexander Samuels Ing. Guillermo Eduardo Melini Salguero Ing. Gabriel Gabriel Ordez Ing. Carlos Vargas Inga. Marcia Ivnne Vliz Vargas

El director de la Escuela de Ingeniera Civil, despus de conocer el dictamen del asesor y del Visto Bueno del Jefe del rea o revisor al trabajo de los estudiantes Claudia Ondina Rivas Reyes y Elder Benjamn Vsquez Rubio, titulado procede a la autorizacin del mismo. Estudio de vulnerabilidad ssmica estructural en un sector de la zona 7, de la ciudad de Guatemala,

Ingeniero Fernando Amilcar Boiton

Guatemala, mayo de 2008.

El decano de la Facultad de Ingeniera, luego de conocer la autorizacin por parte de del director de la Escuela de Ingeniera Civil, al trabajo de graduacin titulado Estudio de vulnerabilidad ssmica estructural en un sector de la zona 7, de la ciudad de Guatemala, de los estudiantes Claudia Ondina Rivas Reyes y Elder Benjamn Vsquez Rubio procede a la autorizacin para la impresin de la misma.

IMPRMASE

Ingeniero Murphy Olympo Paiz Recinos

Guatemala, mayo de 2008.

AGRADECIMIENTOS

Gracias Padre Eterno por tu infinita misericordia, a ti sea toda la gloria; me has dado la vida, salud, sabidura, fortaleza y muchas cosas mas; sin ti no hubiese logrado alcanzar esta meta.

Gracias a mis

padres: Benjamn Vsquez y Patrocinia Rubio

porque son

ejemplares; quienes me han amado, apoyado y empujado a lo largo de toda mi vida, con todo mi corazn, muchas gracias a ellos por todo lo que me han enseado y por la manera en que me han formado. A mis hermanas, hermanos, sobrinos, por su cario y apoyo, a mi amada Jessica por su apoyo y compaa, muchas gracias por estar all siempre.

A mis amigos de infancia, compaeros de estudio, compaeros de trabajo gracias por su apoyo y amistad.

A mis autoridades espirituales, quienes me brindaron su apoyo y me motivaron para alcanzar este sueo.

Al ingeniero Pedro Rocito Rosada, por su ayuda incondicional, apoyo, paciencia quien sembr en m, una semilla de confianza y deseos de superacin inspirndome para ser un profesional de la Ingeniera Civil.

Al ingeniero Omar Flores, mi asesor, por su apoyo, paciencia y generosidad para transmitir sus conocimientos y orientacin en el desarrollo de este trabajo y otras reas del conocimiento de la Ingeniera Civil.

A las autoridades de la Escuela de Ingeniera Civil y al Ingeniero Oswaldo Escobar, por su apoyo.

Elder Benjamn Vsquez

AGRADECIMIENTOS

Gracias Padre, por todo lo que me has dado, por permitirme estar aqu y alcanzar este triunfo, a ti toda la gloria.

A mi mam, ngela Ondina Reyes, gracias por su ayuda, apoyo y ejemplo de fortaleza, a mi pap, Lus Ernesto Rivas, porque se que desde el cielo, siempre a estado all para protegerme y ayudarme, a mis abuelos Juan Jos y Andrea, seres fundamentales a lo largo de mi vida, gracias por su amor, su ejemplo, sus enseanzas y apoyo en todos los aspectos de mi vida. A mis hermanos, gracias por su ejemplo, cario y apoyo incondicional, A mi hermana, gracias por tu cario. A mis cuadas y sobrinos, por su cario, muchas gracias por estar siempre all.

A mi esposo Giovanni, por su amor, ayuda, apoyo y comprensin muchas gracias. A mi hijo, Diego, porque con sus travesuras y sonrisas me llen de energa para seguir adelante.

A ti Elder, porque en muchos momentos estuve a punto de abandonar este proyecto y tu siempre estuviste all, para apoyarme, gracias por tu comprensin.

A mis amigos, compaeros de estudio, compaeros de trabajo, apoyo y amistad.

gracias por su

Al ingeniero Omar Flores, nuestro asesor, por su apoyo, paciencia y generosidad para transmitir sus conocimientos y orientacin en el desarrollo de este trabajo y otras reas del conocimiento de la ingeniera civil.

A las autoridades de la Escuela de Ingeniera Civil y al Ingeniero Oswaldo Escobar, por su apoyo.

Claudia Ondina Rivas

DEDICATORIA

El presente trabajo lo dedico a Dios porque a sido mi fiel amigo a lo largo de toda mi vida; lo dedico a mis amados padres, pues s que ellos al igual que yo se han gozado al verme alcanzar un ttulo profesional, gracias por todo lo que han hecho por m, espero poder corresponderles con esta y otras satisfacciones.

Dedico tambin este trabajo de graduacin a las autoridades, sobre quienes est la responsabilidad de velar por la seguridad de la poblacin guatemalteca, motivndolos para que acten de forma correcta poniendo en prctica las propuestas descritas en este trabajo, asimismo para seguir llevando a cabo este tipo de estudios, y con ello se evite vivir el dolor de experiencias pasadas.

Elder Benjamn Vsquez

DEDICATORIA

El presente trabajo va dedicado a Dios, porque sin l no estara aqu. A mi familia, porque a ellos les debo lo que soy y lo que he logrado, este triunfo en muchas maneras es de ustedes, gracias infinitamente por todo lo que me han dado. A mi esposo y mi hijo Dieguito, por ser parte valiosa e importante de mi vida. A mi papa, mis abuelos y mi hermano Daniel, porque s que desde el cielo han estado all apoyndome, siempre ocuparan un lugar muy importante en mi corazn. Dedicamos tambin este trabajo graduacin a las autoridades, sobre quienes est la responsabilidad de velar por la seguridad de la poblacin guatemalteca, motivndolos para que acten de forma correcta poniendo en prctica las propuestas descritas en este trabajo, asimismo para seguir llevando a cabo este tipo de estudios, y con ello se evite vivir el dolor de experiencias pasadas.

Claudia Ondina Rivas

NDICE GENERAL

NDICE DE ILUSTRACIONES LISTA DE SMBOLOS GLOSARIO RESUMEN OBJETIVOS INTRODUCCIN

VII XI XIII XIX XXI XXIII

1.

GENERALIDADES 1.1. Sismisidad en Guatemala 1.2. 1.3. Riesgo amenaza y vulnerabilidad Clasificacin de Edificaciones (Segn RN6) Crticas Esenciales Importantes Ordinarias Utilitarias

1 2 8 10 10 10 11 12 12 12 19 21 23 24 25 27

1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5

1.4. Factores que propician la vulnerabilidad ssmica de las Estructura 1.5. Mtodos de anlisis de vulnerabilidad 1.6. Mtodo de evaluacin visual rpido Descripcin del mtodo Formulario de evaluacin Criterios de evaluacin Diagrama de flujo de procesos de evaluacin I 1.6.1 1.6.2 1.6.3 1.6.4

2.

DESCRIPCIN DE LA ZONA A EVALUAR 2.1. 2.2. Localizacin y delimitacin Aspectos fsicos de la zona 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.3. 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4. 2.5. Geologa Hidrolgica Precipitacin Viento Clima Tipo y uso del suelo Desarrollo urbanstico y demogrfico Densidad de poblacin Densidad de vivienda

29 30 31 32 33 34 36 37 38 40 42 45 47 48 50 51 53 54 55 56 59 62 62 63 64 64 65 66 66

Poblacin

Ambiente econmico y social Infraestructura Tipologia estructural

2.5.1

2.5.1.1 Estructura de adobe 2.5.1.2 Estructura de madera 2.5.1.3 Estructura de mampostera 2.5.1.4 Estructura de concreto 2.5.1.5 Estructura de acero 2.6. Lneas de servicios bsicos 2.6.1 Redes de distribucin de electricidad 2.6.1.1 Fuentes de abastecimiento 2.6.1.2 Componentes del sistema 2.6.1.2.1 Subestacin 2.6.1.2.2 Circuitos 2.6.2 Redes de distribucin de agua potable 2.6.2.1 Fuentes de abastecimiento

II

2.6.2.2 Componentes del sistema 2.6.2.2.1 Hidrantes 2.6.2.2.1 Circuitos 2.6.3 2.6.4 2.6.5 2.7. 2.7.1 Redes de alcantarillado sanitario y pluvial Telecomunicaciones Vas de acceso Hospitales 2.6.3.1 Componentes del sistema

67 68 69 69 70 72 74 76 79 80 82 83 84 86 89 89 89 90 90 90 93 93 99 101 101 106 109

Posible centros de albergue 2.7.1.1 Caractersticas 2.7.1.2 Seguridad mnima requerida 2.7.1.3 Servicios bsicos

2.7.2

Edificios pblicos

2.7.2.1 Caractersticas 2.7.2.2 Seguridad mnima requerida 2.7.2.3 Servicios bsicos 2.7.3 Iglesias 2.7.3.1 Caractersticas 2.7.3.2 Seguridad mnima requerida 2.7.3.3 Servicios bsicos 3. ESTUDIO DE VULNERABILIDAD SSMICA 3.1 Datos obtenidos 3.1.1 3.1.2 Clculo de ndice de vulnerabilidad estructural Breve descripcin de la situacin actual de las en viviendas redes de servicio bsicos 3.1.2.1 Agua potable 3.1.2.2 Drenajes 3.1.2.3 Electricidad

III

3.1.2.4 Vas de acceso 3.1.2.5 Telecomunicaciones 3.1.3 Vulnerabilidad en posibles centros de albergue 3.1.3.1 Hospitales 3.1.3.2 Edificios pblicos 3.1.3.3 Iglesias 3.2 Cuantificacin de daos potenciales 3.2.1 Viviendas 3.2.1.1 Estructuras de adobe 3.2.1.2 Estructuras de madera 3.2.1.3 Estructuras de mampostera 3.2.1.4 Estructuras de concreto 3.2.1.5 Estructuras de acero 3.3 Mapeo 3.3.1 sector 3.3.2 Centros de albergue ndice de vulnerabilidad en viviendas del

111 115 116 117 118 120 122 123 123 124 124 125 127 128 130 134 135 135 136 138 139 144

4. PROPUESTA DE MTODOS DE MITIGACIN DE VULNERABILIDAD ESTRUCTURAL 4.1. Informacin para la mitigacin ndice de vulnerabilidad en viviendas del reas propuestas de proteccin 4.1.1 sector 4.1.2

4.1.3 Instituciones tcnicas y de socorro 4.2. Problemas estructurales tpicos observados en el sector

IV

4.3. 4.4. 4.5.

Establecimientos de alternativas de rehabilitacin Propuesta de un plan de mitigacin Discusin sobre cdigos de construccin existentes Cdigos, reglamentos, normas de

145 148 153 154 161 165 169

estructural

en Guatemala y otras reglamentaciones 4.5.1 edificaciones. CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFA

V

VI

NDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS

1. Placas tectnicas que afectan el territorio nacional 2. Mapa geolgico con ubicacin de epicentros de movimientos ssmicos Enjambre ssmico junio 2003. 3. Fotografa y esquema de una estructura evaluada 4. Mapa geogrfico de la ciudad de Guatemala 1945 5. Mapa geogrfico de la ciudad de Guatemala 6. Mapa de Isolineas, estudio de aguas subterrneas 7. Mapa de Inmuebles ubicados en zona con pendiente pronunciada 8. Uso del suelo sector de estudio 9. Grfica uso del suelo del sector de estudio 10. Fotografa de torre telefnica 11. Fotografa de estructuras de adobe 12. Fotografa de estructura de mampostera media 13. Fotografa estructura de concreto 14. Fotografa estructura de acero 15. Ubicacin de poste de EEGSA dentro del sector de estudio 16. Subestacin la Castellana zona 8, ciudad de Guatemala 17. Circuito 41 colonia Landivar y Quinta Samayoa 18. Mapa distribucin Agua Potable 19. Mapa de Colectores ubicados en la Col. Quinta Samayoa y Landivar 20. Distribucin de tipos de estructuras del rea evaluada 21. Mapa temtico tipos de estructuras del sector de estudio

1 5 26 29 32 34 35 39 40 51 54 56 59 61 63 64 65 68 71 95 96

VII

22. Uso de estructuras del rea evaluada 23. Mapa temtico uso del suelo del sector de estudio 24. Componentes de un sistema de Agua Potable. 25. Fractura de tubera ocasionada por derrumbe 26. Fractura de estructura de tanque elevado 27. Daos en componentes difcil de inspeccin, tubera del circuito 28. Subestacin la Castellana, circuito 41 y circuitos que funcionaran en caso surja una emergencia 29. Grietas en red vial causadas por fenmeno ssmico. 30. Estado de la red vial del sector de estudio 31. Direccin del flujo vehicular del sector de estudio 32. Mapa del sector en estudio con ubicacin de postes de TELGUA 33. Mapa de los ndices de prdidas potenciales en elementos humanos en el sector de estudio. 34. Mapa del sector estudiado que ilustra el grado de vulnerabilidad estructural de cada lote 35. Mapa de red de Agua Potable y ubicacin de fracturas del suelo ocasionadas por terremoto de 1976. 36. reas propensas a derrumbes dentro del sector de estudio 37. Mapa temtico vulnerabilidad estructural albergues 38. Ubicacin de Sedes Regionales INSIVUMEH 39. Encamisado de muros de adobe 40. Ejemplo de descentralizacin de almacenamiento de Agua Potable 41. Almacenamiento de agua potable durante un desastres

98 98 103 104 105 105 110 111 112 114 116 129 131 133 133 134 141 147 150 151

VIII

TABLAS I Vulnerabilidad de iglesias II Caractersticas generales del rea evaluada III Cuantificacin de los distintos tipos de estructuras existentes en el rea evaluada IV Uso de las estructuras en el rea evaluada V ndices de vulnerabilidad estructural para el rea evaluada dentro del sector en estudio VI ndices de vulnerabilidad estructural para el rea evaluada dentro del sector en estudio VII Escuela Oficial Urbana Mixta No 36 Jos Mart VIII Escuela Oficial Urbana Mixta No 42 Repblica de Belice IX Escuela Nacional de Prvulos No 14 Vicente Laparra de la Cerda X Escuela Oficial Urbana No 43 Doctor Pedro Jos Valenzuela XI Escuela Mixta No 52 Jos Mara Bonilla Ruano XII Iglesia Mormona, ubicada en la Colonia Landivar 6-50 zona 7 XIII Iglesia Catlica Monte Basan ubicado en la 6 avenida 7-38 Colonia Landivar XIV Estructuras de adobe XV Estructuras de madera XVI Estructuras de mampostera superior XVII Estructuras de mampostera media XVIII Estructuras de concreto XIX Muros de corte de concreto XX Marcos de concreto con muros de relleno de mampostera no reforzada XXI Estructuras de concreto prefabricado XXII Estructura de acero liviana 126 127 123 124 124 125 125 125 126 118 119 119 119 120 121 121 100 97 100 92 94 95

IX

XXIII XXIV XXV XXVI XXVII

.Marcos de acero con muros de relleno de mampostera no reforzada Colores sugeridos asociados a la vulnerabilidad estructural. ndices de vulnerabilidad estructural para el rea evaluada dentro del sector en estudio ndices de vulnerabilidad para el rea evaluada dentro del sector en estudio Estaciones de bomberos municipales y Gestin.

127 130 137 137 142 156

XXVIII Cuadro de clasificacin de Reglamento del Sistema de Planificacin

X

LISTA DE SMBOLOS

Smbolo

Significado Aceleracin de la gravedad Metro Metros cuadrados Magnitud coda Magnitud de superficie Magnitud de momento Intensidad Mercalli modificada Segundo Porcentaje

G M m2 Mc Ms Mw MM seg. %

XI

XII

GLOSARIO

Amenaza

Probabilidad de ocurrencia de un evento potencialmente desastroso durante cierto perodo, en un sitio dado. Es la mxima altura de una cresta o del valle de una onda. Proyeccin horizontal del rea que ocupa un edificio. Sumatoria de las reas de construccin de todos los niveles de un edificio Cambio relativo en el nivel vertical de dos o ms puntos en una estructura, debido a diferentes magnitudes de asentamiento del suelo en dichos puntos. Desarrollo de obras de construccin cuya responsabilidad, direccin y administracin est a cargo del propietario, para lo cual es posible que haya existido, al menos, planificacin y diseo profesional. Obra de autoconstruccin que evidencia deficiencias en aspectos tcnicos, desarrollada segn el criterio de los albailes y el propietario, sin que haya existido planificacin, asesora, criterio o supervisin profesional para su desarrollo.

Amplitud de onda

rea de construccin

rea construida

Asentamiento diferencial

Autoconstruccin

Construccin emprica

XIII

Curvas de isoaceleracin

Curvas que delinean los sitios para los cuales se espera el mismo valor de aceleracin mxima del suelo en determinado tiempo, debido a fenmenos ssmicos. Evento o suceso que ocurre en la mayora de los casos, en forma repentina e inesperada y que causa sobre los elementos sometidos, alteraciones intensas, representadas en la prdida de vida y salud de la poblacin, la destruccin o prdida de los bienes de una colectividad y daos severos al medio ambiente. Escala que sirve para designar la intensidad de un sismo en un sitio dado, la cual se asigna en forma subjetiva segn el sismo sea sentido por las personas (grados I a VI), segn los daos que ocasione a las edificaciones (grados VII a X), y segn los cambios geolgicos que este produce (grados XI a XII). Llamada tambin Magnitud Local ML, es un escala que permite establecer una medida cuantitativa del tamao de un sismo en su fuente, relacionada con la energa ssmica liberada durante el proceso de ruptura de la falla. Fallas geolgicas al borde de las placas tectnicas, pueden ser de tipo transcurrente, cuando los bloques adyacentes se mueven lateralmente en sentidos opuestos paralelos a la falla. Zona de fracturas en el material de la corteza a lo largo de

Desastre

Escala de Mercalli modificada

Escala de Richter

Fallas mayores

Falla secundaria

XIV

la cual dos bloques adyacentes han sufrido una dislocacin o un desplazamiento relativo paralelo a la falla, cuya dislocacin total puede ser en centmetros o metros. Graben Bloque de corteza, generalmente largo y estrecho, que se ha hundido con respecto a los bloques adyacentes y se encuentra bordeado por fallas normales. Bloque de corteza bordeado por fallas inversas que ha subido con respecto a los bloques adyacentes. Incorporar un objeto dentro del rea espacial que le corresponde. Cada una de las parcelas en las que se divide un rea de tierra. Sistema constructivo de tipo cajn, que consiste en pegar piezas o bloques para formar muros y soportar cargas. Sistema constructivo de tipo cajn que consiste en prismas que se forman con piezas o bloques unidos con mortero confinados entre elementos horizontales y verticales de concreto reforzados. Intervalo entre las amplitudes mximas en una onda, se mide en segundos y es el inverso de la frecuencia.

Horst

Georeferenciar

Lote

Mampostera

Mampostera media o confinada

Perodo de vibracin

XV

Placas tectnicas

Segmento relativamente grande y rgido de la litosfera, que incluye la corteza y la parte superior del manto, que se desplaza sobre la astensfera, movindose en relacin a las placas adyacentes. La superficie de la Tierra est divida en unas 17 placas mayores. Inclinacin natural de una regin a ser afectada por determinado tipo de sismos. Grado de prdidas esperadas y efectos provocados debido a la ocurrencia de un evento particular en funcin de la amenaza y la vulnerabilidad. Cuando un sistema mecnico sufre una excitacin peridica externa, cuya frecuencia de aplicacin coincide con la frecuencia natural de oscilacin libre del sistema, ste entra en vibracin, y externa. Evento fsico causado por la liberacin repentina de energa debido a una dislocacin o desplazamiento en la corteza terrestre; parte de la energa es irradiada en todas direcciones en forma de ondas elsticas y ondas ssmicas, y es percibido en la superficie como una vibracin del terreno denominada temblor, cuando no causa daos, y terremoto, cuando la sacudida es violenta y el evento es destructivo, causando daos severos y vctimas. aumenta la amplitud de oscilacin en cada ciclo mientras se aplique la fuerza

Propensin ssmica

Riesgo

Resonancia

Sismo

XVI

Suelo piro clstico

Suelo originado por erupciones volcnicas

Tipologa estructural

Sistema de clasificacin de estructuras en funcin de la forma en que transmiten y soportan las cargas que se les aplican. Sistema de clasificacin de Construcciones sin tomar en cuenta pormenores interiore nicamente en funcin de su muros, techo, entrepiso y nmero de niveles; de tal forma que una construccin debe se poseer una clasificacin de tipologa constructiva .

Tipologa Constructiva

Vulnerabilidad

Grado de prdida de un elemento o grupo de elementos que corren riesgo, como resultado de la probable ocurrencia de un evento desastroso, expresada en una escala desde 0, o sin dao, hasta 1, o prdida total. Grado de prdidas de un elemento o grupo de elementos que estn en riesgo por la probable ocurrencia de un evento desastroso como resultado del dao al que es susceptible el sistema estructural que mantiene en pie a un edificio.

Vulnerabilidad estructural

Vulnerabilidad no estructural

Grado de prdidas de un elemento o grupo de elementos que corren riesgo por la probable ocurrencia de un evento

XVII

desastroso, como resultado del dao en los componentes que estn dentro de un edificio y que no pertenecen al sistema estructural del mismo, tales como elementos arquitectnicos, instalaciones, equipos mdicos, etctera. Zona en la que un segmento de placa ocenica se sumerge bajo una placa continental u ocenica a lo largo de la fosa marina. Consiste en descifrar de manera multidisciplinaria el comportamiento del suelo ante fenmenos ssmicos, con el propsito de determinar la amenaza y peligrosidad ssmica de una regin muy extensa (macro zonificacin), o un rea especfica (micro zonificacin).

Zona de subduccin

Zonificacin ssmica

XVIII

RESUMEN

En el presente trabajo de graduacin titulado Estudio de Vulnerabilidad Ssmica Estructural en un sector de la zona 7, de la ciudad de Guatemala, se determinara la vulnerabilidad estructural de las estructuras ubicadas dentro de dicho sector, aplicando el mtodo visual rpido ATC-21; dicho sector se encuentra delimitado al norte por la colonia Castillo Lara, Al sur por la Calzada San Juan, Al este por el basurero de la Zona 3 y el Estadio el Trbol y al oeste por la colonia Kaminal Juyu I.

Previo al estudio del sector es importantes conocer el significado de conceptos bsicos como: riesgo, amenaza y vulnerabilidad, a si tambin conocer los diferentes mtodos aplicables para el anlisis de vulnerabilidad, los factores que favorecen la vulnerabilidad de las estructuras y los criterios y procedimientos que se utilizan.

Con este estudio se est contribuyendo a que

14,000 habitantes; (poblacin

estimada en el rea segn fuentes de informacin citadas); conozcan la situacin actual de las estructuras a si como su vulnerabilidad. Se proporciona una idea general de la situacin econmica y social del rea de acuerdo a la percepcin durante el levantamiento de datos de campo.

De manera general se hace mencin de la infraestructura y las lneas de servicio bsico con los que cuenta el rea en estudio. En cuanto a lo segundo es de nuestro conocimiento que no solo una edificacin suele ser afectada a la hora de un fenmeno ssmico si no tambin otras estructuras que juegan un papel importante en la salud fsica y social del ser humano. XIX

Con respecto a los servicios se puede mencionar que se

demuestra de forma

general, a travs de superposicin de mapas ubicacin de fracturas dentro del rea de estudio las que en un momento podran activarse y ocasionar serios daos ha todo tipo de estructura sobre el suelo dentro de dicha rea.

Las evaluaciones practicadas a las estructuras

con base a criterios de la

metodologa ATC-21 dan como resultado indicadores de la vulnerabilidad de las estructuras y valores de los daos en elementos humanos y elementos materiales. Con lo anterior, se determin que dentro del rea evaluada es susceptible ha daos severos aproximadamente 560,635.82 m2 de rea construida, lo que implicara alrededor de Q 981,727,796.00 (novecientos ochenta y un millones setecientos veintisiete mil setecientos noventa y seis quetzales) en el costo de reposicin de las prdidas materiales; que el nmero potencial de muertes esta alrededor de 5,606 personas y el nmero potencial de heridos alrededor de 8,395 personas, lo que equivale al 10.03% y 15.02%, respectivamente, del total de habitantes dentro del rea evaluada.

Basados en los resultados del estudio, se realiz el mapeo de la vulnerabilidad para cada estructura incluyendo los centros de albergue, material que permite apreciar de forma fcil y clara la situacin de vulnerabilidad que vive el sector analizado. Se finaliza con la propuesta de tcnicas de mitigacin de vulnerabilidad la que tiene por objeto ubicar problemas estructurales tpicos observados en el sector, y el establecimiento de alternativas de reforzamiento estructural a travs de recomendaciones.

XX

OBJETIVOS

General Realizar un estudio, por medio de un anlisis visual rpido, que permita cuantificar la vulnerabilidad estructural y la cantidad de daos potenciales en elementos materiales y humanos, que podra sufrir un sector de la zona 7, de la ciudad de Guatemala ante un fenmeno ssmico con aceleraciones del suelo de 0.3g = 2.94 m/seg2, o mayores, en la componente horizontal, con una probabilidad de ocurrencia de, al menos, una vez en cincuenta aos, equivalente a 0.02.

Especficos 1. Determinar el grado de Vulnerabilidad Ssmica Estructural de las edificaciones ubicadas en un sector de la zona 7, de la ciudad de Guatemala. 2. Cuantificar los daos potenciales humanos y materiales que ocasionara un movimiento ssmico de cierta magnitud. 3. Detectar los posibles centros de albergue dentro del sector de estudio. 4. Prevenir a las autoridades acerca del grado de vulnerabilidad del sector. 5. Ubicar y analizar brevemente las redes principales de los servicios bsicos que funcionan dentro del sector. 6. Detectar problemas estructurales tpicos.

XXI

7. Proponer un plan de mitigacin que reduzca las prdidas materiales y humanas ocasionadas por un movimiento ssmico, dentro del sector de estudio.

XXII

INTRODUCCIN

Guatemala es un pas altamente ssmico debido a varias razones, entre estas tenemos que, se encuentra geogrficamente ubicada en los lmites de tres placas tectnicas que forman la corteza terrestre, cuyos movimientos relativos y esfuerzos inducidos a la regida corteza terrestre son las causantes de las actividades ssmicas, posee un suelo que en su gran parte es de origen volcnico. El ltimo movimiento ssmico que ocurri en Guatemala provoc daos potenciales en elementos materiales y humanos; estos lamentables hechos fueron causados por factores como la autoconstruccin y las construcciones empricas los cuales se siguen dando en la actualidad poniendo en riesgo la vida de la poblacin en caso de suceder un movimiento ssmico.

El objetivo principal del estudio es expresar la vulnerabilidad estructural de un sector de la zona 7, en funcin de la cantidad de dao potencial en elementos materiales y humanos debido a la ocurrencia de un fenmeno ssmico con aceleraciones del suelo de 0.3g = 2.94 m/seg2, o mayores, en la componente horizontal, con una probabilidad de ocurrencia de, al menos, una vez en cincuenta aos, equivalente a 0.02. El mtodo a utilizar ser el mtodo de evaluacin Visual Rpida de Edificios ante amenaza Ssmica, publicada por Applied Technology Council, el cual a dado buenos resultados en distintos pases del mundo.

XXIII

Es importante aclarar que el mtodo a utilizar es un primer nivel de evaluacin de la vulnerabilidad de las estructuras y no puede ser concluyente en ningn caso en particular hasta que se practiquen evaluaciones detalladas de alto nivel en estructuras que as se requieran. Este estudio tambin pretende ubicar y proponer inmuebles dentro del sector, que renan las caractersticas suficientes para ser considerados como posibles albergues, as tambin un anlisis general de los servicios pblicos y otros aspectos importantes que sern descritos en el presente documento.

XXIV

1. GENERALIDADESEl territorio nacional est repartido en tres placas tectnicas: Norte Amrica, Caribe y Cocos, Los movimientos relativos entre estas determinan los principales rasgos topogrficos del pas y la distribucin de los terremotos y volcanes. El contacto entre las placas de Norteamrica y Caribe es de tipo transcurrente. Su manifestacin en la superficie son las fallas de Chixoy Polochic y Motagua, el contacto entre las placas de Cocos y del Caribe es de tipo convergente, en el cual la Placa de Cocos se mete por debajo de la Placa del Caribe (fenmeno conocido como subduccin). Este proceso da origen a una gran cantidad de temblores y formacin de volcanes. El contacto entre estas dos placas est aproximadamente a 50 Km. frente a las costas del Ocano Pacfico. Estos dos procesos generan deformaciones a la placa del Caribe, produciendo fallamientos secundarios como: Jalpatagua, Mixco, Santa Catarina Pinula,12

Figura 1. Ilustracin Placas tectnicas que afectan el territorio Nacional.

Fuente:http://www.insivumeh. gob. gt / geofisica12

http://Insivumeh. gob.gt / geofisica

1

Los sismos son el producto de la liberacin de energa generada por el desplazamiento de placas tectnicas o por el desplazamiento de fallas, gran parte de esta energa ssmica se libera en forma de calor y una pequea parte mediante la propagacin de diversos tipos de ondas que hacen vibrar la corteza terrestre.12

1. 1 Historia de la sismicidad en Guatemala

En Guatemala por ser un pas altamente ssmico surgi la necesidad de desarrollar la Sismologa , esta ciencia es una de las ramas de la Geofsica que se encarga de estudiar la tierra y en especial el fenmeno de los terremotos. En el ao de 1925 se instalaron los primeros sismgrafos mecnicos en el Observatorio Nacional, en la dcada de los 70 los primeros seis sismmetros electromagnticos, como parte del servicio Geolgico de los Estados Unidos, para vigilar los volcanes activos. Al inicio el centro de registro estuvo en el Instituto Geogrfico Nacional y posteriormente fue trasladado al Observatorio Nacional, a consecuencia del terremoto del 4 de febrero de 1976 el gobierno decidi crear el Instituto Nacional del Sismologa, Vulcanologa, Meteorologa e Hidrologa, INSIVUMEH y con el la red de sismogrfica Nacional, la red fue diseada para registrar la actividad micro ssmica ( eventos con magnitud Richter < 5) dentro del territorio Nacional.1

Entre los principales eventos ssmicos del siglo XX en Guatemala podemos mencionar: Abril 1902, ocasiono daos principalmente en Quetzaltenango y Solol, el cual tuvo una magnitud de 7.5 grados

2

8 de marzo de 1913 tubo como principal acontecimiento la destruccin de Cuilapa Santa Rosa 1917 y 1918 serie de movimientos ssmicos posiblemente un enjambre. 6 de agosto de 1942 magnitud de 8.3, la mayor hasta la fecha. 1959, 20 de febrero, el evento presento estragos en la poblacin de Ixcn Departamento del Quich. 4 de febrero de 1976 Violento Terremoto, 25,000 muertos se considera como el mas destructor.13 (Espinoza,1976) 1985 movimiento con magnitud de Ms = 5.0 grados; posiblemente el evento de menor magnitud con efectos destructores en el Siglo XX, destruccin casi completa de una ciudad (Uspantn)

1991 terremoto en Pochuta Chimaltenango 1995 tiembla en San Miguel Tucur Alta Verapaz 1998 el sismo del 10 de enero de 1998, de magnitud 5.8 Mc en la escala de Richter12

El riesgo de sismicidad en Guatemala es alto y a falta de un ordenamiento territorial es de esperar que en sectores clasificados como de alto riesgo (laderas de barrancos) se ubiquen asentamientos humanos precarios; debido a la pendiente de las laderas sumado a las propiedades del suelo que la conforma (principalmente su resistencia) el suelo es susceptible a deslizamiento en un alto porcentaje. Habitar en estas reas aumenta la probabilidad de prdidas materiales y humanas, ya que puede ocurrir un derrumbe o un deslizamientos (el terremoto de 1976 produjo mas de 10,000 deslizamientos)13

provocado por cualquier fenmeno natural.

13

Espinoza 1976

3

El sistema de fallas de Mixco y el sistema de fallas de Pinula han causado en parte la Sismicidad local, en historias recientes la sismicidad local ha sido responsable de grupos de eventos ssmicos denominados enjambres. Uno de los aspectos principales de un enjambre es que no existe un evento principal, aun cuando se puedan dar varios eventos de magnitud mediana agrupados en un pico de magnitudes 14. Un ejemplo de enjambre ssmico en la Ciudad de Guatemala es el ocurrido en mayo de 1988 en el cual se produjeron 2000 microsismos, en un periodo de menos de un mes. Desde que se instalo la Red Ssmica Nacional en el ao de 1977, se han reportado al menos un microsismo por ao, principalmente en el sector del Altiplano. Como otro dato histrico importante es el enjambre ssmico de junio del ao 2,003 que incluyo al menos 20 eventos de magnitud Richter entre 2.5 y 3.712

14

Informe de Riesgo, Enjambre Ssmico Junio 2003 CONRED

4

Figura 2. Mapa Geolgico con ubicacin de Epicentros de Movimientos Ssmicos Enjambre Ssmico junio 2003.

Fuente:http://www.conred. gob. gt / , Informe de Enjambre Ssmico Junio 2003 Ciudad de Guatemala

Un pas afectado por un fenmeno ssmico suele ser afectado tanto econmicamente como en su desarrollo, este tipo de fenmeno no se puede evitar, pero si es posible disminuir las prdidas materiales y humanas.

Las obras de ingeniera civil de gran tamao, por lo general, son desarrolladas por profesionales, y aunque en el pas an se necesitan estudios, lineamientos y cdigos de diseo sismo resistente que den mayor seguridad y respaldo al trabajo profesional y a los propietarios, la intervencin de un ingeniero con buen criterio implica construcciones ms seguras y eficientes.

5

Esto nos lleva a pensar que las construcciones pequeas son las mejores candidatas a participar en un desastre de origen ssmico, las cuales en Guatemala ms abundantes y desarrolladas con menos control, generalmente auto construidas por sus propietarios o construidas de manera emprica debido a factores econmicos, legislativos y culturales de la sociedad.

Este estudio es complementario al efectuado en un sector de la zona 03 (Arrecis 2002) el estudio est enfocado principalmente a evaluar las reas populares y antiguas de la ciudad de Guatemala, esto debido a que en ellos se encuentra la mayor cantidad de casos que coinciden con la autoconstruccin y malas tcnicas de construccin como ejemplo, la combinacin de mampostera no reforzado con mampostera reforzada.

El sector de la zona 7 en estudio, contiene estructuras muy antiguas que datan de los inicios de la dcada de los 40 15 , siendo el objetivo primordial expresar la vulnerabilidad estructural del sector mencionado, en funcin de dao potencial de elementos materiales y humanos debido a la ocurrencia de un fenmeno ssmico esperado al menos una vez en cincuenta aos.

Considerando que la construccin con mampostera reforzada empez a tener ms auge despus del terremoto de 1976, es de imaginar la gran cantidad de edificaciones que se encuentran en el sector, compuestas por mampostera no reforzada las cuales si bien sufrieron daos durante el terremoto, se mantuvieron de pie, pero que en la actualidad representan riesgo, por factores que se detallarn en la seccin 1.4 de este captulo.

15

Mapa Geogrfico de la ciudad de Guatemala 1945, captulo 2 Descripcin de la zona a evaluar de este trabajo.

6

Existe tambin una descripcin de forma general de los componentes de las redes de servicios pblicos dentro del sector como lo son: las lneas de conduccin de agua, lneas de conduccin de energa elctrica, lneas telefnicas y sistema de drenajes.

Para el anlisis de vulnerabilidad se toma como base el del sector de la zona 03 (Arrecis 2002) que utiliz Appkued Technology Council- ATC-21 que utiliza metodologas y criterios de mucho prestigio a nivel internacional para la evaluacin masiva de estructuras. Sin embargo, la certeza del estudio depende de varios factores, tales como el hecho de que el mtodo utilizado es un primer nivel de evaluacin de la vulnerabilidad de las estructuras, y no puede ser concluyente para ningn caso en particular, hasta que se practiquen evaluaciones detalladas de ms alto nivel estructural, la vulnerabilidad estructural puede ser variable a travs del tiempo en la medida que se renueven o remodelen las estructuras, el tipo de fenmeno ssmico que se presente y la respuesta del suelo.

Es de suma importancia realizar la evaluacin de vulnerabilidad estructural por amenaza ssmica a todas las edificaciones de la ciudad, principalmente aquellas asentadas sobre sectores clasificados como antiguos o de clase social baja, esto debido a las deficiencias que estos presentan en materia de construccin. Esto contribuir a hacer conciencia en la poblacin y en las autoridades, para desarrollar planes y medidas de mitigacin, enfocadas no solo al campo estructural, si no tambin a la educacin, cultural e institucional, para formar estado de preparacin.

7

1. 2 Riesgo amenaza y vulnerabilidad

Riesgo:

Se define como riesgo, a la prdida esperada a causa de una

amenaza

determinada en un elemento, durante un perodo especifico en el futuro, se puede medir segn la prdida econmica esperada o segn el nmero de vidas perdidas o la extensin del dao fsico a la propiedad. Se define tambin como la amenaza ssmica relativa o comparativa de un sitio a otro.

Matemticamente se expresa como la probabilidad de exceder un nivel de consecuencias econmicas y sociales en un cierto sitio y un cierto perodo de tiempo; se determina por la siguiente expresin:

R=A*V Donde: R = Riesgo A = Amenaza V = Vulnerabilidad

8

Para evaluar el riesgo deben seguirse tres pasos: la evaluacin de la amenaza o peligro; el anlisis de la vulnerabilidad y la estimacin del riesgo como resultado de relacionar los dos parmetros anteriores. Cambios en uno o ms de estos parmetros modifican el riesgo en si mismo.16 (OPS 1991)

Amenaza:

Se define como la probabilidad de ocurrencia de un evento potencialmente desastroso durante cierto perodo de tiempo en un sitio dado.

En este estudio, se ha establecido este parmetro por el valor representativo de la mxima aceleracin del suelo esperada, al menos, una vez en 50 aos, equivalente a una probabilidad de ocurrencia de 0.002 17 (Arrecis 2002)

La diferencia entre amenaza y riesgo radica en que la amenaza est relacionada con la probabilidad de que se manifieste un evento natural o un evento provocado, mientras el riesgo esta relacionado, con la probabilidad de que se manifiesten ciertas consecuencias, las cuales estn ntimamente relacionadas no solo con el grado de exposicin de los elementos sometidos si no con la vulnerabilidad que tienen dichos elementos a ser afectados por el evento.18

16 17

Vulnerabilidad y evaluacin de riesgo , Programa para entrenamiento 1991 Tesis Ing. Francisco Arresis Vulnerabilidad Ssmica estructural en un sector de la zona 3. 18 LA RED Evaluacin de la amenaza, La vulnerabilidad y el riesgo

9

Vulnerabilidad:

Se define como el grado de prdida de elemento o grupo de elementos bajo riesgo, resultado de la probable ocurrencia de un evento desastroso expresada en una escala desde 0 o sin dao a 1 o prdida total.

En trminos generales la vulnerabilidad puede entenderse, como la predisposicin de un sujeto o elemento a sufrir dao debido a posibles razones externas, y por lo tanto su evaluacin contribuye en forma fundamental al conocimiento del riesgo mediante las interacciones del elemento susceptible con el ambiente peligroso.18

1. 3 Clasificacin de edificaciones, segn la Asociacin Guatemaltecade Ingeniera Estructural Ssmica AGIES( RN6 )

1. 3. 1 Estructuras crticas:

Son aquellas edificaciones que de fallar pondran indirectamente a gran nmero de personas. Ejemplo: Edificios.

en peligro directo o

10

1.3. 2 Estructuras esenciales:

Son aquellas que deben permanecer operantes durante y despus de un sismo. Ejemplo de ellas son: Hospitales con instalaciones de emergencia, de cuidado intensivo y/o Quirfanos, instalaciones de defensa civil, de bomberos, de polica y de comunicaciones asociadas con la atencin de desastres.

1. 3. 3 Estructuras importantes:

Son aquellas que albergan o pueden albergar a gran nmero de personas, aquellas donde los ocupantes estn restringidos a desplazarse, aquellas donde se prestan servicios importantes a gran numero de personas o entidades, obras que albergan valores culturales reconocidos o equipo de alto costo, ejemplo: a. Todos los edificios educativos y guarderas pblicos y privados, todos los hospitales, sanatorios, centros y puestos de salud pblicos y privados que no clasifiquen como esenciales: garajes de vehculos, prisiones, museos y similares. b. Todos los edificios de 5 pisos o ms; todos los edificios de mas de 3,000 m2 de rea interior (excluyendo estacionamientos). c. Teatros, cines, templos, auditorios, mercados, restaurantes y similares que alojen mas de 300 personas simultneamente. d. Estructuras en las que hay fabricacin y / o almacenamiento de materiales txicos, explosivos o inflamables.

11

1.3. 4 Estructuras ordinarias

Son aquellas edificaciones para vivienda, comercio, industria, uso agrcola que por su volumen, tamao, importancia o caractersticas no tengan que asignarse a otra clasificacin. Tambin se incluye en esta clasificacin las obras menores consideradas en las normas NR-419 (AGIES; 2001)

1.3. 5 Utilitarias

Son aquellas estructuras que albergan personas de manera incidental, y que no tienen instalaciones de estar, de trabajo o habitables, ejemplos: Estructuras agrcolas o industriales de ocupacin incidental y bodegas que no contengan materiales txicos, explosivos o inflamables.

1. 4 Factores que propician la vulnerabilidad ssmica de las estructuras

Existe un nmero de factores distintos que afectan la vulnerabilidad general de una estructura.

19

Asociacin Guatemalteca de Ingeniera Estructural Ssmica AGIES NR-4

12

Todas las estructuras se comportan de diferente forma bajo la accin de los sismos debido a los materiales empleados en su construccin, la disposicin de los elementos estructurales, el sistema estructural, la forma, geometra y configuracin del edificio, la calidad de la construccin, los criterios o cdigos de diseo, el mantenimiento que recibe el edificio y otros factores, lo que hace de cada edificacin un caso en particular

a) Calidad y mano de obra

Debe ser obvio decir que un edificio que est bien construido ser ms fuerte que uno que est mal construido, se presenta la dificultad de definir lo que constituye "bueno" y "malo". El dejar una discriminacin para estas condiciones de una manera subjetiva es mejor que el no incorporarlas del todo. El uso de materiales de buena calidad y buenas tcnicas de construccin resultar en un edificio que resistir en mejor forma la vibracin que uno donde se usan materiales de baja calidad, as como mano de obra deficiente. En el caso de los materiales, la calidad del mortero es de particular importancia al igual que la mampostera dando como resultado un edificio fuerte, por el contrario si el mortero es alta calidad pero la mano de obra de mala calidad agregando recortes de presupuestos, tal como el error de no anclar adecuadamente los segmentos de la estructura dar como resultado una estructura final no satisfactoria.22

(Arrecis 2002)

13

b) Estado de preservacin

Un edificio que se le ha dado el mantenimiento en forma adecuada funcionar de acuerdo a la resistencia esperada que generan los otros factores. Un edificio que se le ha permitido decaer puede estar significativamente ms dbil. Esto se puede observar en los casos de edificios abandonados as como en los que existe una falta evidente de mantenimiento. Un caso particular a ser mencionado es el caso de edificios previamente daados (por un terremoto previo, donde se han manifestado series de grietas). Dichos edificios pueden responder muy pobremente, a un sismo de poca magnitud el cual puede causar daos desproporcionados (incluyendo colapso).Tenemos que tener claro que la aplicacin de repello reciente y capas de pintura bonita no necesariamente conllevan a una reparacin adecuada del sistema estructural del edificio.22

(Arrecis 2002)

c) Regularidad

Desde el punto de vista de la sismo resistencia, el edificio ideal sera un cubo en el cual todas las variaciones en la rigidez (como las gradas) estn dispuestas en forma simtrica. Lamentablemente estos no funcionaran adecuadamente y seran rechazados estticamente, se puede esperar variaciones ms o menos significativas en la mayora de edificios con respecto a este plan perfecto. Entre mayor sea la discrepancia en simetra y regularidad, mayor ser la vulnerabilidad del edificio con relacin a la vibracin ssmica, es posible observar el dao a edificios en los cuales la irregularidad ha contribuido claramente al dao. La regularidad estructural se refiere especficamente a dimensiones y relaciones geomtricas.

14

Las irregularidades graves se pueden identificar fcilmente; por ejemplo, edificios diseados en los planos con formas de L son comunes y estn sujetos a efectos torsionales que pueden aumentar dramticamente los daos sufridos. No sera inteligente asumir que un edificio acata las normas de regularidad solamente debido a que posee una simetra en sus dimensiones exteriores. Aun si la planta es regular, pueden surgir problemas en edificios que poseen una asimetra marcada en el arreglo interno de componentes de rigidez variable. Un aspecto notable en este caso es la posicin de cavidades para elevadores y gradas.

Se encuentra frecuentemente casos de edificios en los cuales un piso (usualmente el ms bajo) es significantemente ms dbil que los otros; algunas veces ser muy abierto (sin muros) solo con columnas que soportan los pisos superiores. Tales casos se conocen como pisos dbiles y son susceptibles a colapsar. De igual forma los ventanales amplios a lo largo de un edificio pueden introducir efectos similares.

En algunos casos las modificaciones subsecuentes pueden afectar adversamente edificios que tenan un buen nivel de regularidad. Por ejemplo, la conversin del primer piso de un edificio en una cochera o almacn puede debilitarlo (creando un piso dbil); la construccin de una extensin de un edificio puede introducir irregularidades en la planta e introducir irregularidades de rigidez y perodo sobre toda las estructura.

Edificios

antiguos

de

mampostera

pueden

haber

sido

modificados

extensivamente a lo largo de varios aos, resultando en desniveles en los pisos, as como losas en distintos niveles de pendientes y casos similares.

15

d) Ductilidad

La ductilidad representa una medida de la capacidad de un edificio para tolerar cargas laterales en el rango post-elstico, disipando la energa del terremoto y creando daos controlados en forma dispersa o en forma localmente concentrada, dependiendo del tipo de construccin y del tipo de sistema estructural.

La ductilidad puede estar en funcin directa del tipo de construccin; viviendas bien construidas de acero tienen una alta ductilidad y por lo tanto resisten la vibracin en forma adecuada, en comparacin a los edificios ms quebradizos tales como las viviendas de mampostera no reforzada.

En los edificios diseados en forma sismorresistente, los parmetros que determinan las caractersticas dinmicas del edificio (rigidez y distribucin de masas) se controlan y la calidad de transformacin y disipacin de energa se aseguran en los acoplamientos entre el piso, los cimientos y los elementos estructurales.

16

e) Localizacin

La localizacin de un edificio con respecto a otros edificios en la vecindad puede afectar su comportamiento durante un terremoto. En el caso de una fila de viviendas en una cuadra, por lo general son las viviendas situadas en los extremos de la fila o las situadas en la esquina las que se ven ms afectadas, Esto debido a que un extremo de la vivienda est anclado a la vivienda vecina, mientras que el otro lado no, generando irregularidad en la rigidez general de la estructura, lo que conlleva a un dao mayor.

Se pueden ocasionar daos severos cuando dos edificios altos con perodos naturales distintos estn situados muy cerca el uno del otro. Durante el terremoto, ambos pueden mecerse a frecuencias distintas y chocarse el uno contra el otro, causando un efecto conocido como "golpeteo.

f) Suelos no favorables:

Los peligros geolgicos pueden afectar grandemente a una estructura. Es importante resaltar que la interaccin entre el suelo y la estructura puede ocasionar que sta entre en resonancia si los perodos naturales de vibracin del suelo y la estructura son similares. Las estructuras bajas poseen perodos de vibracin rpidos, similares a los suelos rgidos; las estructuras altas, son de perodo de vibracin lento, similares a los suelos blandos, en los cuales se producen mayores amplitudes de movimiento, por lo que estructuras asentadas en suelos que favorezcan la condicin de resonancia son ms vulnerables.

17

Otra condicin crtica podra producirse por suelos mal compactados o distintos tipos de suelo en el rea del edificio, lo que podra ocasionar asentamientos diferenciales o diferentes tipos de vibracin. Arenas sueltas no cohesivas, con grandes contenidos de humedad favorecen el fenmeno de licuacin, el cual consiste en que el suelo se comporta momentneamente como arena movediza, es decir prcticamente como un lquido, debido a las presiones y movimientos del sismo, lo cual desencadena asentamientos permanentes en las estructuras que se encuentran sobre este tipo de suelo.

La existencia de estos factores no implica, necesariamente, que la estructura sea vulnerable, ya que un buen anlisis y diseo de la estructura sustentante del edificio, permitira un comportamiento ssmico adecuado.

g) Cambio de uso

Es comn encontrar edificios que se han diseado para tener usos residenciales o de oficinas, por ejemplo, en los cuales se ha cambiado el uso de uno, de varios niveles, o de algunas partes de algn nivel, para ser utilizado como archivo o bodega, lo que cambia la magnitud de las cargas vivas y muertas que actan en estos pisos. En casos crticos, cuando el incremento y la concentracin de las cargas es considerable stas pueden, incluso, afectar el perodo natural de vibracin de la estructura, lo cual afecta la respuesta ssmica de la estructura.22

18

1.5 Mtodos de anlisis de vulnerabilidad

Los procedimientos de evaluacin de la vulnerabilidad ssmica se clasifican en: Mtodos cuantitativo o experimentales Mtodos analtico Mtodos cualitativo

Mtodos cuantitativos o experimentales

Los mtodos cuantitativos deben determinar la resistencia de la estructura principal. Sus procedimientos en trminos generales son muy parecidos a los expuestos anteriormente para el diseo de estructuras nuevas sismo-resistentes. La diferencia con respecto a los mtodos de diseo radica en que en el diseo de estructuras nuevas el diseador provee un nivel de ductilidad a la estructura, en cambio, en el anlisis de vulnerabilidad la ductilidad es un valor propio de la estructura y en muchas ocasiones es incierto.

Los mtodos cuantitativos requieren de la mayor recopilacin de informacin posible, por lo tanto son ms precisos que los cualitativos para predecir el tipo de falla y el lugar donde se producirn. Son mtodos ms confiables al momento de estimar la seguridad de una edificacin frente a sismos.

19

Si la estructura no cumple los requisitos de resistencia, flexibilidad y ductilidad debe ser objeto de refuerzo para elevar su nivel de seguridad ssmica estructural.

Mtodos analticos

Se basan en recalcular la resistencia de una estructura y el anlisis de su comportamiento dinmico a travs de anlisis no lineal. Para este se pueden utilizar nuevos mtodos de anlisis estructural y programas de computadora.

Mtodos cualitativos

Los mtodos cualitativos tienen como objetivo evaluar de forma rpida y sencilla las condiciones de seguridad estructural de la obra. Con estos mtodos la estructura recibe una clasificacin de acuerdo a la evaluacin de parmetros tales como la edad de la edificacin, el estado de conservacin, la caracterstica de los materiales, el numero de pisos, la configuracin geomtrica arquitectnica y la estimacin de la resistencia al cortante en base al rea de los elementos verticales resistentes en cada piso y direccin. Tambin reciben clasificacin las condiciones geolgicas y la amenaza ssmica en el sitio de la obra.

20

La calificacin de los mtodos cualitativos sirve para realizar un tamizado y reafirmar la seguridad de la estructura. Si con este diagnstico alguna edificacin resulta ser insegura, se requerir de anlisis cuantitativos ms detallados para conocer su vulnerabilidad ssmica.

Los mtodos cualitativos son utilizados en evaluaciones masivas, con objeto de expresar de manera general el grado de vulnerabilidad que tiene el sector, y como se mencion en el prrafo anterior es un tamizado para reafirmar la seguridad estructural. Un mtodo cualitativo que ha dado buenos resultados en otros pases es el Mtodo Rapd Visual Screening Of Buildings for Potencial Seismic Hazards, ATC-21, propuesto por Applied Technology Council. (ATC-21)

Los mtodos cualitativos deben ser aplicados por profesionales preparados, ya que consideran una serie de factores que determinan la vulnerabilidad de una edificacin y requieren de un buen criterio para su definicin. (Jerez 2001)20

1. 6 Mtodo visual rpido

1.6.1 Descripcin del mtodo

En el

documento de soporte ATC-21-1 en el Apndice B, muestra cmo

determinar las calificaciones iniciales para los diversos tipos estructurales, segn la sismicidad y condiciones del rea.

21

De acuerdo a lo anterior se determinan los valores utilizados en este estudio y se ha adaptado el formulario de evaluacin para una zona altamente ssmica con una aceleracin mxima esperada del suelo de 0.3g o mayor, al menos una vez en cincuenta aos, con un criterio similar al que utiliz la Secretara de Coordinacin Ejecutiva de la Presidencia a travs de la Unidad de Riesgo Ssmico para evaluar los edificios del estado 20

Cada una de las edificaciones se evala mediante un formulario, el cual se muestra en la seccin 1.6.2 de este captulo, posteriormente se desarroll una base de datos de las evaluaciones, se digitalizaron los esquemas y resultados anotados en cada formulario, con el propsito de presentar reportes de forma ms clara y eficiente , de manera que las consultas se puedan realizar en una computadora y se evite la incomodidad que implicara tener ms de dos mil hojas de papel entre las cuales buscar una evaluacin especfica.

Adems, esto permitir la agilizacin del desarrollo de informes, ordenar los datos por diferentes criterios, priorizar planes, localizar especficamente las estructuras por sus distintos grados de vulnerabilidad o hacer que en el futuro este tipo de estudios se realice de una manera ms rpida, eficiente y sencilla.

La base de datos, aplicacin desarrollada en ACCES, elaborado por el Ing. Isaias Espaa, el archivo de texto titulado Estudio de Vulnerabilidad Ssmica Estructural en un sector de la Zona 7, de la ciudad de Guatemala y las imgenes del presente documento que son capturas de los proyectos que se han representado en un SIG, sern entregadas en un medio informtico (disco compacto) a las siguientes instituciones:20

Jerez, 2001; Applied Technology Council, 1988

22

Biblioteca de la Facultad de Ingeniera de la Universidad de San Carlos de Guatemala. Centro de Informacin para la Construccin (CICON), adscrito al Centro de Investigaciones de la Facultad de Ingeniera de la Universidad de San Carlos de Guatemala.

Centro de Estudios Superiores en Energa y Minas de la Universidad de San Carlos de Guatemala CESEM Coordinadora Nacional para la Reduccin de Desastres CONRED Asociacin Guatemalteca de Ingeniera Estructural y Ssmica AGIES Departamento de Catastro de la Municipalidad de Guatemala

23

1.6.2 Formulario de evaluacin

24

1.6.3Criterios de evaluacin

Para proceder a la evaluacin de una edificacin es necesario conocer las distintas categoras de estructuras,21 ya que dependiendo del tipo de estructura, se le asigna una calificacin bsica de amenaza estructural a la edificacin en cuestin, esta oscila entre 1.0 a 5.0, estos valores se han determinado de tal forma que una estructura ssmicamente buena tiene un valor alto, y una estructura dbil o amenazante tiene una calificacin baja.

Existen otros factores a tomar en consideracin:

Irregularidad en el sistema estructural, materiales deteriorados, condiciones de suelo adversas, exceso de ventanas en los muros, etc. Para tomar en cuenta estos factores, se ha determinado una serie de factores modificadores de la capacidad ssmica (FMCS), los cuales se sustraen de la calificacin bsica de amenaza estructural, dando como resultado la calificacin estructural final (C).22 (Arrecis 2002)

La informacin que se obtiene con el mtodo visual rpido debe documentarse con fotografas y bosquejos de la edificacin para:

21 Captulo 1 manual de evaluacin visual rpida 22 Vulnerabilidad Ssmica Estructural en un Sector de la Zona 03, de la ciudad de Guatemala).

25

Identificar el sistema estructural, y los posibles factores a restar de la calificacin bsica establecida con el tipo de estructura, en la figura 3 se puede apreciar el tipo de fotografa y esquema que complementa cada estudio.

Figura 3. Fotografa y esquema de una estructura evaluada

Fuente: Trabajo de Campo para Trabajo de graduacin y Direccin de Catastro de la Municipalidad de Guatemala

Dependiendo del edificio se debe tomar la decisin de ingresar o no a la edificacin con la finalidad de evaluar a mayor detalle la estructura y de obtener un esquema en planta con el detalle que proporcionara el plano de vivienda; esto depender de la colaboracin del propietario de la residencia.

26

1.6.4 Diagrama de Flujo de Evaluacin

Este diagrama describe el flujo que conlleva el estudio de vulnerabilidad ssmica estructural efectuado en el sector de la zona 7, el mismo sera el aplicado a cualquier sector que se pretenda evaluar en un futuro.Determinacin de la amenaza ssmica del sector Mapas catastrales del sector

Seleccin de formularios de evaluacin

Actualizacin de los mapas y lotes

Evaluacin y anlisis de estructuras

Captura de imgenes de estructuras vista planta , efectuado sobre mapa catastral y toma de fotografas digitales de fachadas

Ingreso de informacin a base de datos

Clasificacin de rangos de vulnerabilidad

Estructuras vulnerables

Estructuras no vulnerables

Cuantificacin de daos potenciales

Mapeo de sectores por grados de vulnerabilidad

Propuesta de medidas de mitigacin de la vulnerabilidad 27

28

2. DESCRIPCIN DE ZONA A EVALUAR

La zona a evaluar esta conformada por las colonias Landivar y Quinta Samayoa ubicadas en la zona 07, de la Ciudad de Guatemala, dichas colonias surgen alrededor de la dcada de los 40 (ver figura 4). En este capitulo se describirn caractersticas generales: clima, geologa, tipo y uso del suelo, etc. a si como tambin su comportamiento de crecimiento urbano y demogrfico, esto con la finalidad de conocer los aspectos tcnicos que de una u otra forma han influido en el estado actual de vulnerabilidad de las estructuras.

Figura 4. Mapa Geogrfico de la Ciudad de Guatemala 1945 (Sector estudiado)

Fuente: Centro de Estudios Superiores de Energa y Minas USAC Mapa elaborado por Alfredo Niederheitmann y Arturo de Len. Ao 1945

29

2. 1 Localizacin y delimitacin

El sector en estudio esta localizado en el rea central del municipio de Guatemala y departamento del mismo nombre, esta conformado por las colonias Quinta Samayoa y Landvar ubicadas en el extremo sureste de la zona 7, las mismas conforman un rea total de 650,101.195530 m2.

La colonia Quinta Samayoa esta limitada de la siguiente manera: norte con la colonia Castillo Lara, 9 calle de por medio; sur, con 3 calle zona 7 (calzada San Juan); este con la 7a avenida; oeste con la 12 avenida, de la zona 7. La colonia Rafael Landivar esta limitada de la siguiente manera: norte con el relleno sanitario de la zona 3; sur, con la calzada San Juan; este con la colonia San Vicente, al oeste con la colonia Castillo Lara y colonia Quinta Samayoa , 7 avenida.23

23

Municipalidad de Guatemala, Direccin de Catastro, Mapa Catastral de la ciudad de Guatemala)

30

2 Aspectos fsicos de la zona

2.2.1 Geologa

A travs de estudios realizados se ha demostrado que el valle dentro del cual se encuentra asentada la Ciudad de Guatemala y sus alrededores, esta formada en su gran mayora por depsitos volcnicos no consolidados y en menor cantidad por otros tipos de litologa (caliza, granitos al norte, depsitos aluviales al sur y lavas terciarias en los bordes este y oeste).

31

Figura 5 . Mapa Geolgico de la ciudad de Guatemala

Fuente : Instituto Geogrfico Nacional IGN (Mapa elaborado por IGN, UN e INSIVUMEH)

32

2.2.2 HidrolgicaEl antiguo acueducto Colonial conforma el lmite de la divisoria de aguas superficiales. La escorrenta del sector en estudio tiene su direccin hacia la parte norte de la divisora de aguas (figura 6) por lo tanto esta desemboca en el ri La Barraca que colinda con la colonia Verbena y este a su vez desemboca en el ri Zapote.24 Entre otros datos hidrolgicos no menos importantes podemos mencionar que la divisora de aguas subterrneas para la ciudad capital se encuentra ubicada al sur del sector en estudio, la escorrenta de la misma tiene su direccin hacia el norte y el manto fretico para dicho sector se ubica en la cota 1,400 (Isolinea) sobre el nivel del mar. figura 6

24

INSIVUMEH Mapa de Estudio de aguas subterrneas en la cuenca del valle de Guatemala

Elaborado en el ao 1978

33

Figura 6 Mapa de Isolineas, estudio de Aguas Subterrneas

AREA DE ESTUDIO

Fuente: INSIVUMEH Departamento de Hidrolgica

2.2.3 Precipitacin

La cantidad de

lluvia que cae sobre el valle de Guatemala, da origen a

deslizamientos, especialmente en laderas de barrancos, donde la estabilidad del talud se ve influenciada por el contenido de agua y del material que lo compone: a mayor contenido de agua menor es la estabilidad del talud. Este contenido de agua vara de acuerdo con la poca, llegando a un mximo en la poca de lluvia.

34

El promedio de precipitacin que se ha presentado en el valle de Guatemala durante los ltimos 15 aos es de 1,200 mm.25 , este parmetro es aceptable para la zona de estudio, debido a que la topografa de dicho sector en su mayora es plana las estructuras no se veran afectadas por inundaciones o deslaves, a excepcin del rea que forma la manzana identificada con el cdigo 7_7_46 y 7_7_57 del presente estudio (ver figura No 6.), por presentar una topografa con pendiente pronunciada, debido a estas caractersticas las estructuras de dicho sector presentan una mayor vulnerabilidad.

Figura 7 Ubicacin de inmuebles en rea con topografa de pendiente pronunciada.

Fuente: Mapa digital estudio de Vulnerabilidad Ssmica Estructural en un Sector de la Zona 07

25

Departamento de investigacin y servicios meteorolgicos de INSIVUMEH

35

2.2.4 Viento

El viento es causado por las diferencias de temperatura existentes al producirse un desigual calentamiento de las diversas zonas de la Tierra y de la atmsfera. Las masas de aire ms caliente tienden a ascender, y su lugar es ocupado entonces por las masas de aire circundante, ms fro y, por tanto, ms denso. Se denomina propiamente "viento" a la corriente de aire que se desplaza en sentido horizontal, reservndose la denominacin de "corriente de conveccin" para los movimientos de aire en sentido vertical.26

La velocidad de viento promedio anual para la ciudad capital es de 4.6 Km./H . Dentro del rea de estudio se encuentran un 80 % de viviendas con techo de lmina, mismas presentan tropicales. una mayor vulnerabilidad ante24

25

las

fuertes vientos y tormentas

26

www.insivumeh.gob.gt/metereologia/estaciones/Guatemala

36

2.2.5 Clima

Las condiciones climticas en el sector de estudio ubicado en la zona 7 al igual que toda la ciudad de Guatemala, estn regidas por tres factores:

Latitud determina un rgimen climtico subtropical; caracterizado principalmente por una poca seca de noviembre a abril y una poca lluviosa de mayo a octubre. La poca lluviosa presenta dos mximos de lluvia, uno en el mes de junio y otro en el mes de septiembre y un rgimen de temperatura de mayor variacin diaria que anual.

Altitud: determina principalmente el rgimen trmico con temperatura promedio de 18 C mxima de 33 C y mnima de 02.

Posicin fisiogrfica y continental: estos factores controlan las caractersticas de la poca lluviosa. Fundamentalmente el valle de la ciudad capital, esta protegida del influjo de masas de humedad desde el ocano pacifico, por la regin montaosa que se extiende hacia el sur de la misma. Este es un control orografico de las lluvias que origina un comportamiento de la lluvia de sur a norte con valores de lluvia media anual de aproximadamente 1200 mm.25

37

La mayor catstrofe vivida en Guatemala a consecuencia de fuertes variaciones climticas fue la ocurrida en el ao 1998 (Mitch)25

siendo las reas afectadas en

la ciudad Capital aquellas ubicadas en laderas de barranco. Dentro de las reas que fueron afectadas no se encuentra el sector de estudio por lo cual las condiciones climticas evaluadas. no representan mayor riesgo para las estructuras

Tipo y uso del suelo

Es importante conocer las condiciones geolgicas del terreno sobre el cual se encuentra asentada la ciudad de Guatemala, el mapa geolgico.27 Nos muestra la siguiente clasificacin: Cuerpos de Agua Depsitos Volcnicos Consolidados y/o Soldados: Tobas,Ingnimbritas Depsitos Volcnicos no Consolidados: Tefra-Pmez Rocas Competentes: Instrusivas, Andesitas, Carbonatos Sedimentos Cuaternarios: Cubierta Aluvial

El sector de inters de acuerdo a la clasificacin del mapa geolgico se ubica sobre suelo compuesto por partculas volcnicas no consolidadas, tierra pmez, etc. Como fue descrito en inciso 2.2.1.

27

IGN Mapa Geolgico del rea metropolitana ano 1978)

38

Segn criterios de la ATC ( Applied Technology Council, 1985) un suelo compuesto por rocas volcnicas no consolidadas (Lavas y depsitos piroclastos fuertemente alterados con una velocidad de onda cortante de 800-1200 m/s) se clasifica como un suelo tipo S3(Blando) equivalente a un suelo Clase D segn la tabla 1613.5.2 del IBC 2,006. En cuanto al uso del suelo es lamentable el descontrol que existe en el pas, no se respetan normas, o no se aplican correctamente. Guatemala no ha ejecutado un ordenamiento territorial, es por eso que observamos industrias, comercios dispersos en distintos sectores de la ciudad, el sector en estudio presenta estas caractersticas. Hasta el ao 2007 el uso del suelo del sector estaba distribuido como se muestra grficamente en el siguiente mapa.

Figura 8. Uso del suelo sector de estudio

Fuente: Estudio de Vulnerabilidad ssmica estructural sector Zona 7 de la ciudad de Guatemala

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Grafica 9. Uso del suelo sector de estudio

Fuente: Estudio de vulnerabilidad ssmica estructural sector zona 7 de la ciudad de Guatemala

Los datos de uso del suelo descrito en la figura y grafica anterior, es el resultado del levantamiento de datos de campo del presente estudio.

2.3 Poblacin

La historia censal de Guatemala seala que el primer censo de poblacin fue realizado por las autoridades eclesisticas en 1778, hasta la fecha se han efectuado 11 censos de poblacin y seis de habitacin; los primeros cinco censos de poblacin fueron una combinacin de recuentos poblacionales y estimaciones29

40

A partir de 1950, la ejecucin de los censos se ha realizado con criterio tcnico y conforme a las recomendaciones de Organizacin de las naciones Unidas.

El tipo de censo levantado en el 2002, se enmarca en lo que conocemos como censo de Derecho o de jure, lo que significa que cada persona se le empadrono o adjudico el lugar geogrfico en el que tenia residencia habitual al momento del censo. De acuerdo a los Censos Nacionales XI de Poblacin y VI de habitacin, la poblacin censada, residente en el territorio nacional es de 11,237,195 habitantes y los locales de habitacin particulares (vivienda) censados son 2,578,265.

Entre las recomendaciones tcnicas de la ONU para la ejecucin de censos se encuentra la delimitacin del rea a censar por medio de cuadrantes y no por colonia; este criterio no nos ha permitido obtener un dato de poblacin por parte del INE para las colonias Quinta Samayoa y Landvar que comprenden el rea evaluada; debido a esto otras dependencias Municipales se han tomado la tarea de realizar estos censos para poder tener datos exactos de su jurisdiccin; la alcalda auxiliar ubicada en la colonia Quinta Samayoa en el ao del 2005 realiz el censo de poblacin por colonias siendo para este sector la cantidad de 14,000 habitantes28; derivado del levantamiento de campo la base de datos utilizada en el presente estudio refleja una poblacin de 29,596 Habitantes; la diferencia entre estos dos datos de poblacin se radica en:

La poblacin utilizada en el estudio es asumida en base a parmetros establecidos en el formulario de campo. ( Inciso 1.6.2 Formulario de Evaluacin)

28

Alcalda Auxiliar zona 7 Colonia Quinta Samayoa Sra. Edna Aguirre.

41

La poblacin en ciertas evaluaciones es repetitiva, tales casos son las tomadas en escuelas, iglesias, mercado, comercios, debido a que estas personas fueron incluidas para las evaluaciones de sus residencias.

2.3.1 Crecimiento urbanstico y demogrfico

Crecimiento urbanstico

El crecimiento urbanstico es la expansin de ciudades y la difusin de lo urbano por el territorio, tambin se puede definir como la consolidacin y aumento en las reas urbanas, este es un proceso dinmico, de expansin y de cambio.

Este fenmeno puede ser producto de muchos factores entre ellos: Aumento de la poblacin que reside en otros lugares (aumento demogrfico). La expansin del espacio urbanizado. El crecimiento de los sectores de actividad laboral o econmica. Flujos migratorios que implican modificaciones en las estructuras sociales y en formas de vida. La reorganizacin del sistema de asentamientos, adquiriendo las ciudades un mayor protagonismo en la estructura territorial.

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A fines del siglo XX, Guatemala tena uno de los procesos de crecimiento urbanstico ms lento a nivel latinoamericano, este proceso se vi acelerado durante el perodo de 1988-2000 de acuerdo a datos manejados por el Plan de Desarrollo Metropolitano Metropolis 2,010, el ritmo de expansin proyectado para el ao 2,010 del rea urbanizada es de 3.6% anual. 29

El crecimiento urbanstico se ve reflejado en todas las zonas de la ciudad de Guatemala, no siendo la excepcin la zona 7. No se tiene fecha exacta de los inicios de desarrollo urbanstico de dicha zona, pero segn entrevistas a residentes; durante el levantamiento de datos de campo, se conoci que las Colonias Rafael Landivar y Quinta Samayoa empezaron a urbanizarse alrededor del ao 1940, informacin que se confirmo mediante mapa geogrfico elaborado en 1945 (ver figura 4)

Como dato importante podemos mencionar que durante el periodo de 1,973 -81 la zona 7 presento un notable crecimiento tanto de habitantes como de rea urbanizada.29

Crecimiento demogrfico

El crecimiento demogrfico se puede definir como el incremento de poblacin en una regin o lugar determinado.

29

El proceso de crecimiento metropolitano de la ciudad de Guatemala, cuaderno de investigaciones No. 18

Avancso.

43

Desde su fundacin el Valle Central o de la Ermita en 1,776, La ciudad de Guatemala , se constituyo en el centro urbano que concentraba los poderes poltico, econmico y administrativo, hacia el ao 1782 tenia una poblacin de 13,000 habitantes, al inicio se tuvo un lento desarrollo urbano, pero en el momento en que se da la transformacin en el sistema econmico productivo del pas por medio del cultivo del caf, este presenta una transformacin con impacto econmico, social, poltico y territorial, a consecuencia de esto, la ciudad de Guatemala adquiere un importante crecimiento desde finales del siglo XIX concentracin de poblacin. tanto en desarrollo urbano como en

Esta primera expansin notable de la ciudad se dirigi principalmente hacia el sector sur y oeste de la ciudad, debido a que hacia el norte se ve limitada por la existencia de barrancos de fuerte pendiente.

A partir del los aos 50 el crecimiento demogrfico se presento de forma explosiva explicndose por fuertes flujos migratorios del interior del pas hacia la capital, as como por un aumento de la dinmica de crecimiento vegetativo, pasando de la poblacin antes mencionada a una de 700,504 habitantes segn censo de 1,950.

Las zonas que presentan un alto crecimiento demogrfico se puede mencionar la zona 7, la cual se ve incrementada de 14,459 habitantes, segn censo de 1950 a una poblacin de 74,340 habitantes, segn censo de 1964, teniendo una tasa de crecimiento del 12.4% al ao.30 A la presente fecha la zona 7 tiene 139,269 habitantes segn censo de ao 2,002., con una tasa de crecimiento del 1.67% al ao.

El proceso de crecimiento metropolitano de la ciudad de Guatemala, cuaderno de investigaciones No. 18 Avancso, Expansin y metropolizacin de la ciudad de Guatemala

30

44

Enfocndonos en el sector de estudio. El crecimiento demogrfico que ha experimentado este se puede definir, considerando lo siguiente:

1) Los datos obtenidos de censos son generales para la zona 7 2) El sector de estudio data del ao 1940, por lo tanto ya formaba parte de la zona 7, para el perodo de 1950 a 1964, perodo durante el cual dicha zona experiment un incremento fuerte de poblacin.

Con esto se puede establecer que la tasa de crecimiento que ha experimentado dicho sector es de 12.4% durante los aos 1950 a 1964 y del 1.64% durante los aos 1964 al 2002, ao del ltimo censo de poblacin para Guatemala.31

2.3.2 Densidad de Poblacin

La densidad de poblacin se define como el nmero de personas o habitantes que viven en la zona (superficie). Se expresa generalmente en habitantes por km

La densidad de poblacin es el resultado de la divisin entre nmero de habitantes de un sector y el rea del sector.

31

INE, Instituto Nacional de Estadstica, censo 1964 y 2002

45

La densidad de poblacin (poblacin total entre la superficie en kilmetros cuadrados) del pas ha presentado importantes cambios en los ltimos 52 aos, la repblica de Guatemala presenta, segn censo de 1950, una densidad de 26 habitantes por kilmetro cuadrado, mientras que el censo de ao 2002 una densidad de poblacin de 103 habitantes por kilmetro cuadrado.

A nivel departamental, la mayor densidad de poblacin se presenta en el departamento de Guatemala con 1,196 habitantes por kilmetro cuadrado.31

El sector de estudio posee una superficie de 0.650101195 kilmetros cuadrados equivalente a 65.01 Ha. y una poblacin la cual no fue posible obtener del INE , debido a que dicha institucin nicamente publica a nivel de zona, por lo que se tomo como dato el resultado del censo efectuado por la alcalda auxiliar para la zona 7, ubicada en la colonia Quinta Samayoa quienes determinaron una poblacin de 14,000 habitantes. Con el dato de superficie en hectreas y el dato de poblacin proporcionada por la Alcalda Auxiliar de la zona 07, se calcula una densidad de poblacin para el sector de 215 habitantes por hectrea.

31

Guatemala INE XI censo de poblacin y VI de habitacin 2002

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2.3.2 Densidad de vivienda

La densidad de vivienda al igual que la densidad de poblacin es la cantidad de viviendas se define como el nmero de viviendas en la zona (superficie) y se calcula de la siguiente manera: La densidad de vivienda es el resultado de la divisin entre nmero de viviendas de un sector y el rea del sector.

El nmero total de edificaciones evaluadas en el sector de estudio es de 3,015 y el rea del sector evaluado es de (65.01 Ha.) por lo que se determin que la densidad de vivienda en el sector evaluado es de 46 viviendas por hectrea.

2.4 Ambiente econmico y social

Es difcil delimitar los diferentes sectores dentro de cualquier rea de la ciudad de Guatemala, para este sector en particular se hace de manera general una breve descripcin de su ambiente econmico y social.

47

Ambiente econmico: las reas comerciales del sector analizado se ubican a un costado de dos vas principales de la ciudad de Guatemala, siendo estas: Calzada San Juan y Calzada Roosevelth; las edificaciones colindantes a estas vas desempean actividades comerciales, tales como agencias bancarias, restaurantes, farmacias, centros comerciales, comedores etc. Otra rea comercial del sector en estudio es la 7 avenida, la 9 avenida, la 10 avenida y la 9 calle de la zona 7. Como se ha mencionado el sector evaluado se conforma por 3015 predios o lotes de los cuales un total de 98 son de uso exclusivamente comercial, 0.44% del total de unidades. constituyendo el 4.29%, un total de 10 edificaciones presentan combinaciones comerciales, residenciales y oficinas estas constituyen el

El uso industrial es muy escaso en el sector, segn el estudio se tiene un total de 20 inmuebles ocupados netamente como industrias, equivalente al 0.88% del total de unidades, entre estas industrias tenemos: industrias farmacuticas (laboratorios farmacuticos), industrias de productos lcteos, otras industrias como talleres, fabricas de muebles, as tambin existen edificaciones que combinan su uso industrial con otros usos como oficina, comercio y residencia, estas suman un total de 7 unidades, equivalentes al 0.31%.

Del total de predios en el rea evaluada, alrededor de 2,127, equivalentes a un 88.25%, son de uso netamente residencial; 113 lotes, equivalentes al 4.95%, manifiestan usos residenciales y comerciales, y unos 6 lotes, correspondientes al 0.26%, usos residenciales en combinacin con otras actividades.

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Los habitantes del sector pertenecen a diversos sectores econmico-sociales, que van desde clase media, que viven en casa propias, hasta sectores de clase baja que viven alquilando (percibido durante la evaluacin de campo).

El sector cuenta con todos los servicios bsicos necesarios como agua potable, energa elctrica, telfono y en un porcentaje muy alto tambin con servicio de cable, Otro aspecto muy importante son sus vas de acceso, las cuales en su mayora son asfaltadas y actualmente presentan un regular estado segn lo observado durante la evaluacin.

Adems de los servicios bsicos el sector evaluado cuenta con servicios de emergencia privados de pequea capacidad, tales como: clnica medica de nios ubicada en Calzada San Juan 10-88 colonia Quinta Samayoa (Evaluacin No 7_7_79_27). Colindante al sector se encuentra el Hospital Roosevelt de la zona 11, Edificio de Infectologia del IGSS, ubicado en la 11 avenida 12-45 Colonia La Verbena zona 7 y el Hospital privado San Vicente ubicado en la 11 avenida y 12 calle Colonia La Verbena zona 7.

Dentro del sector se ubican dos establecimientos pblicos: la Escuela Oficial Urbana Mixta No 36 Jos Mart (Evaluacin No 7_7_107_1). y Escuela Mixta No 52 Jos Maria Bonilla Ruano (Evaluacin No 7_7_101_3); aunque dentro de la colonia Castillo Lara que colinda con el sector de estudio se ubican otros establecimientos educativos: Escuela Oficial Urbana No 43 Doctor Pedro Jos Valenzuela, Escuela Oficial Urbana Mixta No 42 Republica de Belice, Escuela Nacional de Prvulos No 14 Vicente Laparra de la Cerda, todas ubicadas sobre la 7 avenida A entre 9 y 13 calle colonia Castillo Lara zona 7.

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2.5 Infraestructura

Se denomina infraestructura la realizacin profesional (Arquitectura, Economa, Ingeniera Civil, etc), que es conjunto bsico y de soporte para el desarrollo de cualquier realizacin de actividad o funcionamiento necesario en la organizacin estructural de la ciudad, el vocablo, utilizado habitualmente para este tipo de estructuras es como sinnimo de Obra Pblica por haber sido el estado el encargado de su construccin y mantenimiento, aunque no necesariamente sea solo el estado el que la realice.

Otro concepto de Infraestructura es: conjunto bienes y servicios que hacen posible el funcionamiento de una sociedad, entre estos bienes y servicios podemos mencionar: Energa Elctrica, servicio de telefona, pavimento, agua/saneamiento, equipamiento/obras de contencin, obras civiles.

Para prestar el servicio de energa elctrica, dentro del sector se ubican un total de 609 unidades de postes de concreto de la Empresa Elctrica de Guatemala, en cuanto al servicio telefnico dentro del sector se ubican 412 postes, adems 3 torres de TELGUA, la primera en la 5 calle 8-54, zona 07 la segunda en la Calzada San Juan 776, zona 07 y la tercera sobre la 13 avenida y 7 calle, zona 7; las tres en la Colonia Quinta Samayoa. El sector cuenta tambin con servicio de agua potable y drenajes.

En cuanto a pavimentacin, el sector cuenta con el total de calles y avenidas asfaltadas, actualmente se encuentran en un estado regular. Dentro del sector no se ubican obras civiles de gran envergadura como los son pasos a desnivel, pasos elevados, pasarelas, tanques elevados de distribucin de agua potable etc. 50

Figura 10. Torre de telefona

Fuente: Estudio de Vulnerabilidad Ssmica Estructural Sector Zona 7

2.5.1 Tipologa estructural

En su mayora, las construcciones son de mampostera media o mampostera confinada, conocida como mixto principalmente las estructuras de mediana envergadura; las ms antiguas ubicadas dentro del sector, estructuras que datan desde los inicios de la urbanizacin, utilizan el sistema de mampostera no reforzada.

51

El 80% de las construcciones evidencia autoconstruccin, que influyen notablemente en su vulnerabilidad. Aunque la tcnica de la mampostera media es bastante simple, al grado que un maestro de obra con pocos aos de experiencia en edificaciones puede desarrollar este tipo de construccin cumpliendo satisfactoriamente muchos de los requisitos tcnicos como los propuestos por las Normas de Planificacin y Construccin para casos proyectados de la divisin tcnica del FHA (Fomento de Hipotecas Aseguradas, 1994), hay muchos factores que se escapan del control de estos constructores y de los propietarios, se omiten por facilitar el trabajo, por negligencia o por economa, lo que comnmente origina malas prcticas, como el uso de materiales econmicos de baja calidad 13 malas cimentaciones, rellenos mal compactados o con malos materiales para relleno , el agregar niveles desmedidamente a los edificios, etctera.

Las construcciones de gran envergadura utilizadas para industrias y comercios grandes, evidencian rasgos de planificacin y construccin profesional, y las hay de mampostera, acero, concreto reforzado o combinaciones de estos materiales.

Las construcciones que an son de adobe, son las ms preocupantes y peligrosas, es comn encontrar casas en las que el adobe ya no tiene ningn recubrimiento que le proteja de la intemperie, otras con refuerzos de madera podridos, otras con muros altamente daados, agrietados o parcialmente derrumbados.

13

Quinez, 1996

52

Es preocupante tambin, que mucha gente refuerza estas construcciones con tcnicas no adecuadas; lo ms comn es fundir columnas de concreto reforzado entre los muro, y una solera o viga de corona, sin tomar en cuenta que la adherencia entre el concreto y el adobe no es satisfactoria, que el adobe es deleznable y que pueden desprenderse los lienzos de muro con movimientos ssmicos, los cuales por su peso podran causar la muerte de los habitantes de la vivienda. La situacin se ve agravada al construir uno o ms niveles sobre un primero de adobe que ha sido reforzado.

2.5.1.1 Estructuras de adobe

Este tipo de estructuras se pueden encontrar en un 27.958 % del total de las construcciones evaluadas. Los mtodos de construccin de adobe varan ampliamente y esto introduce algunas variaciones en la resistencia de las viviendas de adobe contra las vibraciones ssmicas. Los muros construidos de capas de adobe sin el uso de ladrillos son rgidos y dbiles. El peso del techo es uno de los factores ms importantes en el rendimiento de tales viviendas, de tal forma que los techos pesados son ms peligrosos. Las viviendas de adobe con marcos de madera poseen una resistencia mayor y tienen un mejor rendimiento.

Tales edificios pueden sufrir daos en los muros fcilmente, mientras el marco de madera permanece intacto debido a su mayor ductilidad. Uno tambin encuentra casos donde se usan las vigas y columnas de madera no unidas en viviendas de adobe; estas proveen una rigidez horizontal y por lo tanto mejoran el rendimiento, pero no tanto como en el caso de un marco conectado.

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Figura 11. Fotografa de estructuras de adobe

Fuente: Fotografa evaluacin 7_7_29_2

2.5.1.2 Estructuras de madera

Dentro del rea evaluada se ubican en una menor cantidad estructuras de madera equivalentes al 1.584158416% del total de estructuras evaluadas dentro del sector. Tomando en consideracin la flexibilidad innata de la madera esta es mayor resistente a los daos, aunque esto puede variar considerablemente en funcin de la condicin. La madera podrida o las uniones flojas pueden hacer una vivienda de madera altamente vulnerable al colapso.

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En este tipo de estructuras es de vital importancia el tipo de uniones utilizadas en el amarre de las piezas, s estas conexiones son dbiles, la estructura colapsar.

Las construcciones de madera y lmina son por lo general de autoconstruccin y poco vulnerables a los sismos, aunque pueden estar expuestas a otros peligros, como incendios, inseguridad, estar ubicadas en laderas o junto a muros de adobe que las aplastaran.

2.5.1.3 Estructuras de mampostera

Bajo esta clasificacin se encuentran varios sistemas, en los cuales se ha hecho un esfuerzo significante por mejorar el rendimiento y la ductilidad de la construccin de mampostera, dentro del sector evaluado este tipo de estructura predomina y constituyen el 69.01% del total de estructuras evaluadas.

En la mampostera reforzada se insertan barras o mallas de acero (en el mortero en huecos o entre capas de ladrillos de mampostera, creando un material compuesto que acta como un muro o un sistema de muros altamente resistente y dctil. Tal refuerzo se presenta en direcciones horizontales y verticales. La mampostera confinada se caracteriza como mampostera construida rgidamente entre columnas estructurales y vigas en los cuatro lados y provee un nivel similar de resistencia. En tales casos no se pretende que los elementos de conexin respondan como un marco resistente a momentos, donde la mampostera actuara como un relleno no estructural en la mayora de los casos.

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Figura 12. Fotografa de estructura de mampostera media

Fuente: Fotografas evaluacin No 7_7_27_11

2.5.1.4 Estructuras de concreto

El sistema estructural de marcos de concreto reforzado consiste de vigas y columnas que forman un marco y que estn acopladas mediante uniones de vigas y columnas monolticas resistentes a momentos y esfuerzos de corte, dentro del sector evaluado este tipo de estructuras constituyen el dentro de dicho sector. 0.89 % del total de las estructuras

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Las estructuras de marcos de concreto r