ANÁLISIS ECONÓMICO, COMPARATIVO DE LA IMPLEMENTACIÓN DE AISLADORES SÍSMICOS PARA

UN EDIFICIO DE 23 PISOS, UBICADO EN LA COMUNA DE LA FLORIDA, REGIÓN METROPOLITANA

Examen de Grado:

Viernes 17 de Julio de 2020.

Analizar el impacto económico que se produce al incorporar aisladores sísmicos basalesen un edificio de 23 pisos de hormigón armado que ha sido diseñado de manera tradicional,ubicado en la comuna de La Florida, Región Metropolitana.

OBJETIVO

RESUMEN

RESULTADOS

CONCLUSIÓN

El trabajo estadístico realizado para la obtención de los periodos de retorno y luego para lasprobabilidades de excedencia, ha tomado una base de datos con registros sísmicos que fueronobtenidos de fuentes confiables, sin embargo, existen periodos de tiempo anteriores al año 73 enlos que no hay continuidad de registros para todas las magnitudes sísmicas. No obstante, losresultados probabilísticos se consideran relativamente coherentes con los hechos históricamenteregistrados y son coincidentes a los considerados en la normativa chilena actual NCh2745:2013.

Desde el punto de vista estructural, es posible concluir que para el edificio estudiado lainclusión de aisladores sísmicos basales resulta beneficiosa toda vez que los elementos estructuralesalcanzan factores de utilización de hasta un 76,64% lo que implica que la estructura no presentadaños mayores que pequeñas grietas ante la presencia de un sismo severo como lo es un sismo deintensidad 8.4 Mw. Por otro lado, las evaluaciones estructurales realizadas a los sistemas deaislación sísmica basal en comparación a la estructura sin PASB, presentan mejoras sustanciales encuanto a los periodos de vibrar de la estructura presentando un aumento de un 100% y alcanzandoun periodo Ty = 2.047 [s], como también, la disminución de las aceleraciones máximas en un 71.7%y la disminución de los desplazamientos de piso máximo en un 75.8%, lo que lleva a la idea de quetanto los sistemas no estructurales, los equipos de servicios básicos y los equipamientos generales,no son dañados ante la presencia de un sismo severo. Lo anterior implicaría que la estructurapermitiría, luego de una inspección rápida de los servicios básicos, continuidad operacional.

Finalmente, la evaluación económica del proyecto de inclusión de un sistema de aislaciónsísmica basal para el “Edificio Departamental 1475”, entrega como resultado la conveniencia derealizar el proyecto, al evaluar los daños estructurales en el edificio producto de someter losmodelos computacionales a los registros tiempo historia de los sismos seleccionados, y conseguir unVAN= 26.669,94 [UF] con una rentabilidad sobre la inversión de 1,01 UF por cada UF invertida. Seestima que esta evaluación económica podría mejorar si se consideran los costos de: seguros contrasismo en las etapas de construcción-puesta en marcha-operación, daños en los equipamientos comoascensores y sistemas de servicios básicos, y por ultimo, si se consideran los costos de capital debidoa la no venta de departamentos, al arriendo de inmuebles para trasladar a los habitantes mientras serealizan las reparaciones estructurales o al no arriendo de los inmuebles dañados.

Alumnos: FRANCISCO SERGIO AGUIRRE CARRIL.

En la actualidad, en Chile coexisten dos grandes modelos para la edificación deinfraestructura en Hormigón Armado, por un lado, se diseña y construye infraestructura demanera tradicional, y por el otro, se diseña y construye utilizando las nuevas tecnologías deaislación sísmica.

La actual normativa nacional establece que infraestructuras del tipo hospital y otrosedificios que requieren continuidad operacional, deben usar aisladores sísmicos, sin embargo,deja la posibilidad al diseñador de seguir utilizando el método tradicional en nuevasconstrucciones. Por otro lado, la industria de la construcción a pesar de conocer la tecnología deaislación sísmica no la utiliza en todos los proyectos porque no ve un beneficio económico que lepermita emplear con decisión esta nueva tecnología. En general, las evaluaciones publicadas a lafecha dan cuenta de un mayor costo en la implementación de los sistemas de aislación sísmica,esto se produce porque la normativa vigente exige estructurar el edificio como si no tuvieseaisladores sísmicos, de tal forma que los aisladores se agregan directamente al costo total deconstrucción. No obstante, dichas evaluaciones solo han cuantificado los mayores costos dediseño y construcción, pero no han cuantificado los mayores costos que se producen enoperación por el sobre mantenimiento que se deberá realizar a la infraestructura, debido a losdaños causados por los sismos severos.

Con todo lo anterior, la presente investigación tiene como propósito entregar unaevaluación económica sobre los métodos constructivos enfrentados a eventos sísmicos,comparando los costos constructivos y los costos de mantenimiento, para un edificio habitacionalprivado de 23 pisos, que ha sido diseñado en Hormigón Armado de manera tradicional y que estáemplazado en Avenida Departamental N°1475, comuna de La Florida, en la Región Metropolitana.

La metodología adoptada para el análisis económico es: "Metodología de Daño Evitado",empleada normalmente en proyectos de evacuación de aguas lluvias. El método proponeestudiar los costos asociados a las reparaciones de los daños, los cuales, son estimados con lasimulación del comportamiento de la estructura frente a eventos sísmicos, asociándolos a laprobabilidad de excedencia anual de distintas magnitudes de eventos sísmicos.

Estudio Estadístico sismos en Chile.

Sismo Severo seleccionado para evaluación estructural.

El sismo severo seleccionado para la evaluación estructural es el ocurrido el día 16 deSeptiembre de 2015 en las costas de la IV Región, evento de subducción que alcanzo los 8,4 Mw yque fue medido en Illapel en la estación C230.

Modelación Estructural por medio de software de elementos finitos.

Modelo Estructural Edificio

Original

Modelo Estructural Edificio

sin PASB

Modelo Estructural Edificio

con PASB

Los factores de utilización para los

elementos estructurales en el sistema

con PASB entregan valores de 0 daño

E(daño) [UF/anua] c/p = 0

Evaluación Costos utilizando la Metodología de Daño Evitado.

Evaluación Económica Inclusión Proyecto Aislación Sísmica Basal (PASB).

𝑉𝐴𝑁𝑃𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑜 = 26.669,96 [UF]

𝐼𝑉𝐴𝑁𝑃𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑜 = 1,01 UF ∗ [UF invertida]

❖ Valor Neto Inversión Proyecto Original Edificio = 1.038.910,66 [UF]

❖ Costo Neto Inversión PASB = 26.501,9 [UF]

❖ Porcentaje mayor inversión PASB = 2,55%

❖ Superficie construcción Proyecto original = 25.500 [m2]

❖ Costo neto adicional PASB por m2 proyectado = 1,04 [UF]