28 May Sismicidad y efectos sobre los proyectos y su mitigación del riesgo según los términos de referencia para la elaboración de diagnósticos de riesgo TRES-004-UEPC-2016.
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| Ing. Joaquín Bojórquez Acuña 28 de mayo de 2021. Hermosillo, Sonora, México. |
En el capítulo 4 de los términos de referencia TRES-004-UEPC-2016 para la elaboración de diagnósticos de riesgo, se debe de realizar un análisis y evaluación de los riesgos de origen geológico y que a su vez, se debe hacer una jerarquización de los agentes perturbadores por grado de riesgo, origen y zona de riesgo considerando sus medidas de mitigación. De estos, no están exentos los sismos.
Para ejecutar medidas de mitigación, se debe tener claro que no aplica solo anexar una impresión de estadísticas de sismos proporcionados por INEGI. Por lo que, para mitigar el riesgo por sismo es necesario realizar un análisis de la fuente sísmica que afecta de manera directa al proyecto que se pretende construir por lo que es necesario implementar metodologías desarrolladas por la Sismología e Ingeniería Sísmica y al final la Ingeniería Estructural. Si te basas en solo impresiones de INEGI para elaborar diagnósticos de riesgo, te comento que estás ocasionando un perjuicio al inversionista y sobre todo poniendo en riesgo a los usuarios que ingresarán al edificio en etapa de operación.
En esta publicación, te muestro de una manera muy general el proceso que debes de realizar para cuantificar el riesgo por sismo tomando como referencia la metodología empleada para realizar el plano de riesgo implícito en el Manual de Obras Civilices 2015 de diseño por sismo de Comisión Federal de Electricidad (MDOC-2015).
Caso de estudio:
Se supone hipotéticamente un proyecto ubicado en el Municipio de Hermosillo y que el Ingeniero en Sismología proporciona una fuente sísmica que puede afectar directamente a la estructura. Para el ejercicio, tomaré las coordenadas de una fuente sísmica cercana al Municipio de Hermosillo utilizada en MDOC-2015 para hacerlo más realista, posteriormente realizaré una búsqueda de sismos hasta 2021 ocurridos en el Mar de Cortés, elaboraré un algoritmo que pueda seleccionar únicamente los sismos de interés por magnitud y sobre todo que estén dentro de la fuente sísmica y el resto descartarlos, finalmente para obtener las aceleraciones y respuesta en roca que es en lo que se basan los planos de peligro, utilizaré el programa CRISIS empleado en el MDOC-2015 que considera un análisis por la técnica de Montecarlo.
La fuente para el presente ejercicio es la ubicada en la región 4 con las siguientes coordenadas:
Características de la fuente según el MDOC-2015 teniendo en cuenta que en el manual no viene el buzamiento se considerará 30° hacia el Noroeste con una profundidad de 40 kilómetros:
Donde:
Como se comentó al inicio del artículo, obtener estadísticas de sismos y solo anexarlos a la carpeta de diagnóstico de riesgo es incorrecto. Por lo cual, es necesario investigar la cantidad de sismos y cuantificar únicamente los que estén dentro de la fuente sísmica y en este caso solo se considera a los sismos que estén por arriba de M0.
El primer paso es obtener la totalidad de sismos históricos hasta el 2021 dentro de la fuente sísmica, posteriormente realizar un histograma de los sismos seleccionados y obtener la ecuación de tendencia para calcular el sismo máximo creíble:
Dado que agregamos sismos actuales, los parámetros que definen la excedencia cambian por lo que se calculan obteniendo el histograma y la gráfica de Gutenberg-Richter como a continuación se muestra:
Para este ejercicio, se consideró el modelo de atenuación de Zhao et al. (2006) y se calcula el espectro de amenaza sísmica uniforme con un nivel de intensidad de 15 para el periodo de T= 0.15 s. Es importante tener en cuenta, que varios parámetros necesarios para el análisis no se pueden obtener del manual. Sin embargo, se ingresaron datos de entrada que se pueden obtener mediante un estudio de sismología obteniéndose las siguientes pseudo-aceleraciones en roca en unidades [Gales] para un punto arbitrario donde se desea determinar el riesgo por sismo.
Con este procesamiento de datos, se obtiene el mapa de peligro uniforme o de riesgo sísmico teniendo en cuenta que dado que no se cuenta con un sismógrafo en el sitio donde se podría realizar el proyecto y que permitiera realizar un time-history a la estructura, es necesario obtener el factor de respuesta y el factor de sitio y con ello el producto de ambos por la aceleración en roca se obtiene el coeficiente sísmico.
Como se puede observar, es un proceso demasiado laborioso para poder contestar el capítulo 4 y en especial el sub capítulo 4.1.10 que requiere lo siguiente:
“Se elaborará una tabla de resumen, jerarquizando los agentes perturbadores por grado de riesgo, señalando el agente perturbador, grado de peligro, grado de vulnerabilidad, grado de riesgo, origen y zona de riesgo, y medidas de prevención y mitigación pertinentes propuestas. Se deberán aplicar las bases y requisitos mínimos generales de diseño para que las estructuras tengan seguridad adecuada ante los efectos de los sismos.” (TRES-004-UEPC-2016, p.16)
Con lo presentado en el presente artículo sobre un procedimiento básico que se debe de realizar para establecer las medidas de mitigación y jerarquización de riesgo, dejo a su criterio la metodología que se emplea para poder cumplir con el objetivo de la mitigación de riesgo en función de la carpeta de diagnóstico de riesgo definida en los términos de referencia TRES-004-UEPC-2016 y que responsabilidad adquieres por la elaboración o integración de documentos.
En el Colegio de Ingenieros Civiles de Sonora A.C. (CICS) se cuenta con profesionistas que pueden ayudar en la cuantificación y mitigación del riesgo en apoyo a los propietarios de las edificaciones, inversionistas de proyecto y profesionistas en la Arquitectura como lo son el grupo de Calculistas y Estructuristas de Sonora A.C y el ACI capítulo Noroeste.
Joaquín Bojórquez Acuña
Ingeniero Civil con Maestría en Valuación Inmobiliaria, Industrial y de Bienes Nacionales, Maestría en Ingeniería Económica y Financiera, Maestría en Estructuras Urbanas, Máster internacional en Estructuras de Edificación con CYPE, Maestría en Ingeniería Estructural y Sísmica, colaborador del consejo INCIDE, miembro del Colegio de Ingenieros Civiles de Sonora A.C, miembro de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural A.C. SMIE, miembro del grupo de Calculistas y Estructuristas de Sonora A.C., emprendedor PYME.
Linkedin: https://www.linkedin.com/in/joaquin-bojorquez-a-04b2bb43/
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