El Sismo de Bahía de Caráquez de 1998

5/22/2018 El Sismo de Bah a de Car quez de 1998

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EVALUACION DE ESTRUCTURAS EXISTENTES DECIMO-PRIMERO

LEMA NAVARRETE CARLOS ARTURO 1

EL SISMO DE BAHA DE CARQUEZ DE 1998

En el transcurso de la historia, la accin ssmica de los terremotos ha dejado grandes e

irrecuperables prdidas a la humanidad golpeando fuertemente su economa impidiendo as

su desarrollo. Entre los sismos ms importantes que han ocurrido en los ltimos aos en

nuestro pas tenemos el sismo de Baha de Carquez con un Ms= 7.1 que tuvo lugar el 4 de

agosto de 1998 afectando as a varias poblaciones. La mayora de estructuras calculadas en los

ltimos 10 o 20 aos no han sido diseados con caractersticas de sismo resistencia, incluso

algunos de los diseos actuales presentan grandes deficiencias como lo confirman los estudios

hechos a alguno edificios de Baha de Carquez.

Ubicacin Geogrfica: PROVINCIA DE MANABI

Figura 01(ubicacin geogrfica y mapa topogrfico)

El da martes 4 de agosto de 1998 dos importantes sismos sacudieron al Ecuador y de manera

especial a la costa ecuatoriana. El primer sismo (o sismo premonitor) de una magnitud de 5.7

grados en la escala de Richter, se sinti a las 12:35 PM hora local, y el epicentro fue ubicado auna profundidad de aproximadamente 28 km. En cambio el segundo y ms fuerte de los

sismos, se registr a las 13:59 hora local con un magnitud de 7.1 grados en la escala de Richter

y su epicentro fue situado a 10 km. al norte de la ciudad de Baha de Carquez y a una

profundidad de 37 km segn el Instituto Geofsico de la Escuela Politcnica Nacional. La

duracin efectiva del sismo ms fuerte fue de 111 segundos segn el registro de la red ssmica

del austro.

Este terremoto fue sentido en todo el Ecuador y en la parte sur de Colombia, es el evento ms

grande ocurrido con epicentro en esta zona desde el terremoto del 19 de Enero de 1958 de


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magnitud Ms 7.8. Al final de ese ao se registraron 200 rplicas la mayor de las cuales tuvo una

magnitud de mb 5.0

Figura 02 (epicentro del sismo)

Se estima una intensidad de 8 en base al dao registrado en el terremoto de Baha de

Carquez y una aceleracin mxima aproximada de suelo en roca de 0.30g. Aguiar et al

(1998).

DAOS ESTRUCTURALES

Las ciudades ms afectadas a causa de estos movimientos son Baha de Carquez, Chone, Junn

y Portoviejo, siendo esta ltima capital de la Provincia de Manab. Los daos reportados

mostraron que el dao ms importante, desde el punto de vista social, es el sector de la

vivienda ha sido uno de los ms afectados; desde el punto de vista econmico el mayor monto

de dao se produjo en los edificios de la zona turstica y comercial de la ciudad. Sin embargo

los sismos tambin ocasionaron algunos daos en la infraestructura vial de la provincia, as

como en algunos establecimientos hospitalarios. Aguiar et al (1998).

Figura 03 (plano de ubicacin de edificaciones)


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Entre los establecimientos de salud daados se puede destacar el Hospital Miguel Alcvar de la

ciudad de Baha de Carquez, el cual fue evacuado debido a la magnitud de los daos. As

mismo en la ciudad de Chone, el Hospital Napolen Dvila Crdoba sufri algunas fisuras en

sus paredes, por lo cual se desalojaron algunos ambientes. Los problemas en el

comportamiento de las edificaciones ante el sismo de Baha de Carquez, tuvieron una

relacin directa con las propiedades de los materiales estructurales usados, los procesos

constructivos y detalles arquitectnicos, as como distintos niveles de asesoramiento tcnico,

por lo que su respuesta ssmica fue muy particular en cada caso. En el caso de edificaciones de

hormign armado pueden diferenciarse las siguientes. Romo (1998).

Figura 04 (Colapso edificio Calipso)

a)

Edificaciones de hormign armado de 1 o 2 pisosEn general, las estructuras diseadas acorde al Cdigo Ecuatoriano de la Construccin y

construidas por profesionales competentes, que estn en su mayora ubicadas en la zona

turstica de la ciudad, salieron mejor libradas que los edificios altos, pues la mampostera

ayud a soportar parte de las fuerzas ssmicas. El problema se present en los barrios

marginales por el hecho de que un alto nmero de viviendas de hormign armado nunca

fueron diseadas ni construidas por profesionales capacitados, lo que provoc que tales

inmuebles sufran un nivel de dao muy alto, al punto de quedar inservibles.

Figura 05 (viviendas en zonas marginales de Baha)


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En la zona turstica, alrededor del 10% de las edificaciones de hormign armado de hasta 2

pisos tuvo daos importantes en la estructura, mientras que, en las zonas suburbanas,

alrededor del 50% de las edificaciones del mismo tipo tuvo daos graves, que inclusive

llevaron a la necesidad de realizar derrocamientos.

b) Edificaciones de hormign armado de 3 o ms pisos

Estas estructuras son en su gran mayora edificios de departamentos vacacionales, y en menor

proporcin son edificios de oficinas o edificios de servicios. Por las condiciones en que qued

la ciudad luego del Fenmeno del Nio, los edificios de departamentos vacacionales

estuvieron prcticamente desocupados durante el sismo, lo que signific que el dao

provocado por el sismo fuera menor que el esperado. Los aspectos a considerarse en estas

edificaciones son:

Figura 06 (Banco Nacional De Fomento de Baha)

Tuvieron algn nivel de asesoramiento tcnico tanto en el diseo como en laconstruccin. La calidad de dicho asesoramiento no siempre fue la apropiada.

Estuvieron sometidas a desplazamientos y aceleraciones mayores que las edificacionesde menor altura, lo que signific un mayor dao de los elementos arquitectnicos,

muebles y enseres. La mampostera juega un papel diferente en el comportamiento de la estructura (est

integrada parcialmente a los elementos resistentes por que primero se construye la

estructura y luego se coloca la mampostera).

Los daos en las edificaciones de Baha se produjeron por la concurrencia simultnea de varios

de los factores siguientes:

Calidad de la estructuracin Capacidad resistente de la estructura


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Capacidad portante de los suelos Calidad de los materiales estructurales Calidad de los materiales arquitectnicos Calidad de los detalles arquitectnicos y constructivos

CLASIFICACION NOMBRE N DE PISOS

COLAPSO TOTAL CALIPSO 6

SEVERO DAO

KARINA

LOS CORALES

MENDOZA

HOTEL ITALIA

5

5

5

4

DAO MODERADO EL DELFIN

HOSPITAL ALCIVAR

5

5

TABLA 1 (clasificacin del dao de las estructuras de hormign armado)

COMPORTAMIENTO N EDIFICIOS PORCENTAJE (%)

COLAPSO TOTAL 1 2.9

SEVERO DAO 4 11.8

DAO MODERADO 2 5.9

DAO EN LA MANPOSTERIA O

LEVE EN LA ESTRUCTURA 23 67.6

SIN DAO 4 11.8

TOTAL 34 100

TABLA 2 (comportamiento estructural en edificios de hormign armado)

El Calipso era una construccin de 6 pisos La planta baja tena una altura de 4.14 m con una

piscina semicubierta y el rea de parqueaderos, la altura del resto de plantas es de 2.88 m, la

estructura era bastante flexible, todas las derivas de piso superaban el 1%. La seccin

transversal de las columnas de los tres primeros pisos era constante de tal manera que se tena

un primer piso blando por la diferencia de alturas.


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Figura 07 (Vista del Edificio Calipso que colapso)

La estructura del edificio Karina fue otra que estuvo a punto de colapsar, es una edificacin de

cinco pisos, el mayor dao ocurri en la cabeza y pie de las columnas de los dos primeros

pisos, los otros pisos no presentaron dao considerable

El Calipso y Karina, con tres ejes en cada direccin ortogonal, poseen sobre resistencias muy

bajas, lo que cuando ingresan al rango no lineal experimentan demasiado dao. La ductilidad

local es bastante alta para estas estructuras, lo cual no es garanta para que las edificaciones

tengan un buen comportamiento ssmico. Es primordial, que las construcciones situadas en

zonas de alto riesgo ssmico tengan valores altos de sobrerresistencia y ductilidad para poder

garantizar un buen comportamiento.

Figura 08 (Vista del Edificio Karina daos estructurales)


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Otro edificio con irregularidad en planta fue el Hospital Miguel H. Alcvar, tiene dos bloques

simtricos en forma de L y uno en forma T. Cuatro columnas perimetrales de planta baja

del presentan dao a nivel de ncleo por efecto de la torsin en planta. El ndice de dao

global del primer piso es 0.0727 valor bajo. Favorablemente el dao fue menor del 10%, lo que

facilit el reforzamiento del hospital del que se hablara con ms detalle en la siguiente seccin.

Figura 09(columna del hospital Alcvar -Baha de Carquez)

La mayora de las estructuras estudiadas son muy flexibles, compuestas por losas con vigas

banda y con derivas de piso que superan el 1 %. Adems, la seccin transversal de las

columnas son muy bajas. Algo comn en la mayor parte de edificaciones analizadas es que

tenan problemas de "piso blando" en la planta baja. A este problema se aaden otros como

tener "columnas cortas, estructuras irregulares en planta y elevacin, falta de refuerzo

transversal que provoca fallas por corte.


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Figura 10(Vista planta baja del hospital Alcvar)

Por todo lo expresado anteriormente se tuvo estructuras muy vulnerables ante las acciones

ssmicas. Puede, en trminos generales, concluirse que las edificaciones de hormign armado

de Baha de Carquez tuvieron un buen comportamiento estructural, aproximadamente el 20%

de ellas tuvieron un mal comportamiento en el rango inelstico que son las que se han descrito

y el 80% restante tuvieron un muy buen comportamiento estructural si se considera que el

sismo tuvo una magnitud de 7.1. El 67.6% tuvo un ligero dao estructural, de acuerdo a lo

previsto en las normativas y cdigos ssmicos, el mayor dao en stas edificaciones sepresent a nivel de mampostera. Aguiar et al (1998).


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FALLAS CIEGAS EN QUITO

Una buena parte de la Capital del Ecuador se encuentra sobre o muy cerca de las fallas ciegas

de Quito, las mismas que estn activas como se ver, en este trabajo, al presentar la sismicidad

registrada entre 1990 y 2011, asociadas a estas fallas.

Se hallan espectros elsticos para Quito, considerando dos sismos asociados a las fallas de

Quito, con perodos de retorno de 72 y 475 aos, empleando las metodologas propuestas por

Abrahamson Silva y Campbell Bozorgnia. Los perfiles de suelo se obtienen del estudio de

microzonificacin ssmica de la ciudad, realizado en 2002 y de dos estudios de suelos en los

cuales se determina la profundidad a la que se halla la roca.

Por otra parte, se encuentran los espectros elsticos, para la ciudad de Quito, de acuerdo al

Cdigo Ecuatoriano de la Construccin, CEC-2000 para factores de uso igual a 1 y 1.5, que

corresponden a estructuras bsicas y esenciales. Estos espectros son comparados con los

hallados a partir de una probable activacin de la falla de Quito y se formulan

recomendaciones para el diseo ssmico.

ZONIFICACIN DE LOS SUELOS DE QUITO

Figura 1(Zonificacin de Suelos en el Distrito Metropolitano de Quito EPN et al. (1994).)

En 1992 se inici el Proyecto denominado: Manejodel Riesgo Ssmico para Quito- Ecuador el

mismo que concluy en 1994 y el aspecto ms relevante fue la obtencin de 20 zonas de

acuerdo al tipo de suelo. EPN et al. (1994).

Se aprecian tres depsitos de suelos y son: Los Flancos orientales del Pichincha (f); depsitos

lacustres en la depresin central de la ciudad (l) y ceniza volcnica con formaciones de


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cangahua (q) al lado este de Quito. Se tienen 7 zonas de tipo f, 6 zonas de tipo l y 6 zonas de

tipo q y la zona donde se encuentra el Panecillo que es de origen volcnico.

Las zonas tipo f estn formadas por depsitos aluviales, principalmente de cangahua y cenizas

volcnicas. La mayor concentracin de la poblacin se tiene en la zonaque est cubierta por

suelos lacustres asentados muy probablemente sobre depsitos de Cangahua.

Las zonas tipo q estn formadas por Cangahua, que dicho sea de paso es un suelo muy duro

con una gran resistencia al corte pero ante la presencia de las lluvias la Cangahua es un

material muy malo se pierde la gran cohesin que tiene y es as como se producen grandes

deslizamientos en Quito en el invierno.

Se presentan las zonas de suelo con colores, de acuerdo a la similitud de suelos que tienen. Es

as como las caractersticas de suelos de las zonas: q1, q2, q3 y q5 son muy similares. En la

zona q4 es una cangahua recubierta con arena volcnica de poca resistencia. EPN et al.

(1994).

Con relacin a los suelos lacustres se debe mencionar que las zonas l4, l5 presentan

caractersticas similares; la zona l4 corresponde al sector del Parque la Carolina, donde el nivel

fretico es alto y los primeros estratos de suelo son de gran espesor y de poca resistencia;

algunos especialistas de suelos manifiestan que en la Carolina exista un gran lago, otros

descartan esta hiptesis en funcin del suelo encontrado en la zona. En la zona l5 est cubierta

por material aluvional de la zona f5.

Figura 2( Clasificacin de los Suelos en el Distrito Metropolitano de Quito EPN et al. (1994).)


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Con el propsito de tener puntos de referencia, en la figura 3 se indica el Panecillo, los parques

de El ejido y La Carolina y el Aeropuerto de Quito. En esta figura se aprecia que la mayor parte

de los suelos se hallan en perfiles de suelo S1 y S2, los mismos que son muy beneficiosos desde

el punto de vista ssmico ya que no existir amplificacin de las ondas en el perfil de suelo S1 y

la amplificacin ser muy baja en el perfil de suelo S2.

Se debe destacar que los datos de suelos con los que trabaj Valverde et al. (2002) para los

Valles son muy pocos. Por todo esto es que en el 2011 se est realizando un estudio de

Microzonificacin Ssmica de Quito.

FALLAS DE QUITO

El sistema de fallas de Quito est localizado al oriente de la Cordillera Occidental, en el callejn

interandino y se extiende entre los 00 y 0.40 S., con una direccin promedio NNE, en una

longitud aproximada de 45 km. PGM (2009).

Debido a que son fallas inversas, las cuencas de Quito y San Antonio se levantaron del resto del

callejn interandino en una altura que est entre los 400 y 500 m. Consecuencia de este

levantamiento se tiene material lacustre, palustre y fluviales dentro de las cuencas (que se

identific con la letra (l) en la figura 2) intercalados con ceniza volcnica y pmez fruto de las

erupciones de los volcanes Guagua Pichincha, Cotopaxi, Pululahua, Ninahuilca y Quilotoa.

Alvarado (1996).

Figura 3( Sistema de Fallas en el Distrito Metropolitano de Quito)


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Se indica este sistema de fallas ciegas en unas partes o que tiene un ligero afloramiento en

otras. Las lneas entrecortadas limitan las zonas de pliegue y dentro de ellas se observan las

zonas de: deslizamiento; eje anticlinal; falla inversa. Morfolgicamente el sistema de fallas de

Quito, est compuesto por las siguientes colinas alargadas: El Tabln; San Miguel; Puengasi; La

Bota - El Batn - Ilumbisi; El ColegioEl Inca; CatequillaBellavista.(PGM (2009), Alvarado).

Figura 4( sistema geomorfolgico de fallas de Quito Alvarado 2012)

Por cierto, Soulas et al. (1991) indican que la velocidad de desplazamiento discontinuo de este

sistema de fallas vara de 0.5 a 1 mm/ao e interpreta a este sistema como parte del sistema

mayor Dextral.

Lavenu (1994) es ms explcito y manifiesta que el sistema de fallas de Quito como los

ubicados en la zona Ambato-Pastocalle, corresponden a la zona de transicin del Sistema

Mayor Dextral que se inicia en la Falla de Pallatanga al Sur, que tiene un rumbo NESO y que

contina luego del Sistema Quito con la Falla Chingual al Norte que tiene un rumbo NNE SSO.


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El Sistema de Fallas 31 a es una Falla Inversa con componente Dextral que tiene un ngulo de

buzamiento medio de 600 hacia el Oeste, con una direccin media N 40 E _ 220; con una tasa

de movimiento de 0.2 a 1.0 mm/ao y que ha presentado actividad en los ltimos 15000 aos;

la longitud estimada de esta falla es 18.5 Km. Eguez et al. (2003).

El sistema de fallas 31 b es una Falla Inversa Dextral con una longitud estimada de 15.7 km.;

con un ngulo de buzamiento medio de 600 hacia el Oeste, con una direccin media N 160 E

190, con una tasa de movimiento de 0.2 a 1.0 mm/ao y que ha presentado actividad en los

ltimos 15000 aos. . Eguez et al. (2003).

FUENTE BIBLIOGRAFICA

Dr.Aguiar-2 -http://memorias.utpl.edu.ec/sites/default/files/documentacion/incoleic2008/utpl-

congreso-ingenieria-civil-2008-Dr.Aguiar-2.pdf

http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/1564/1/T-ESPE-014819.pdf http://www.cismid.uni.edu.pe/descargas/redacis/redacis44_p.pdf Revista Internacional de Ingeniera de Estructuras Volumen n 16

Aguiar Falcon, Roberto; Quishpe, Daissy; Quishpe, Magaly; San Bartolom, ngel;Quiun, Daniel; Villareal, Genner; Cerna, Marco; Galicia, William; Marulanda, M.C.;

Cardona, Omar Daro; Mora, M. G.; Barbat, Alex; Godnez, Eber; Tena Colunga, Arturo

http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/4922/1/T-ESPE-032965.pdf
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