Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Elaboración de una guía para la implementación de un sistema de abastecimiento de agua segura para los primeros momentos de una emergencia por sismo en la metrópoli de Lima y Callao(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-10) Tejada Romero, Fresia Mirelly; Suarez Quintana, Jeans Franklin; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaSegún Cenepred, el escenario sísmico crítico esperado para la metrópoli de Lima y Callao es la ocurrencia de un sismo de 8,8Mw, el cual ocasionaría una situación de emergencia que incluiría la interrupción parcial o total del sistema de agua potable que ofrece Sedapal. A partir de un análisis de los protocolos y planes de contingencia existentes, se considera que el servicio sería restablecido a partir de los 3 días, lo cual puede ser una estimación optimista con base en las experiencias previas en Perú y otros países de América Latina y Asia. Ante ello, se requiere la implementación de un sistema de abastecimiento de agua segura que funcione desde el inicio de la emergencia hasta la puesta en marcha de las primeras respuestas de los protocolos de abastecimiento, además se requiere que este sistema esté localizado estratégicamente en lugares accesibles y de mayor demanda, como los espacios públicos. En ese sentido, el objetivo de esta tesis es elaborar una guía para la implementación de un sistema de abastecimiento de agua segura que funcione con las características descritas. En cuanto a la metodología aplicada, se trabajó en 4 fases. Primero se identificaron las zonas abastecidas y no abastecidas; en segundo lugar, se determinó la solución de abastecimiento; posteriormente, se definieron los tipos de tanques a implementar con base en los criterios de factibilidad y finalmente se realizó la guía y su aplicación para una manzana de estudio. Como resultado, es posible garantizar el abastecimiento de la totalidad la metrópoli a través de las alternativas de abastecimiento propuestas para las zonas donde Sedapal no podrá abastecer. Sin embargo, es importante mencionar que todo trámite de una nueva instalación requiere de trámites y coordinaciones con Sedapal y la población en conjunto para evitar conflictos; además, resulta primordial que las autoridades sean conscientes de la problemática de desabastecimiento post-sismo y se organicen para ofrecer soluciones beneficiosas y efectivas, preferiblemente tomando en cuenta los datos de esta guía y otros estudios complementarios.Ítem Texto completo enlazado Evaluación del riesgo sísmico de viviendas sobre pircas en un asentamiento humano en el distrito de Villa María del Triunfo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-01) Ramos Clemente, Vladimir; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEn la ciudad de Lima, la expansión urbana no planificada ha ocasionado que la población más desfavorecida ocupe terrenos precarios en zonas inseguras como las laderas de cerros; es por ello, que para nivelar estos terrenos y construir sus viviendas, los pobladores construyen muros de piedra con junta seca, conocidos como “pircas”. Asimismo, esta ciudad se encuentra en la zona con mayor actividad sísmica en el mundo, conocida como el Cinturón de Fuego del Pacífico. Es así que, la vulnerabilidad del sistema vivienda-pirca, producto de la informalidad e improvisación en su construcción, se superpone al peligro sísmico generando un alto riesgo en la población, lo cual puede traducirse en lamentables pérdidas humanas y materiales. El presente trabajo consiste en la evaluación del riesgo sísmico de las viviendas del AAHH Edén del Manantial ubicado en el distrito de Villa María del Triunfo. La evaluación consistió en la caracterización espacial de peligro, vulnerabilidad y exposición, y en la superposición de esta información con un enfoque probabilístico. En primer lugar, se realizó la estimación del peligro sísmico de la zona siguiendo la metodología de evaluación probabilística del peligro sísmico, PSHA, por sus siglas en inglés. En segundo lugar, la vulnerabilidad de estas estructuras se estimó a través de los resultados experimentales de ensayos estáticos realizados a escala natural a dos tipologías definidas, pircas de 1m y 1.5m de altura. Finalmente, la información de los elementos expuestos, fue obtenida de la base de datos de instituciones públicas como son el INEI y el COFOPRI. La evaluación de riesgo fue realizada utilizando el software CAPRAGIS v2.4.0. Los resultados indican que los sistemas vivienda-pirca son altamente riesgosos y frágiles debido a que ante un sismo frecuente las pircas de 1.5m de altura colapsarían en su totalidad mientras que las pircas de 1m de altura presentarían un daño promedio de alrededor del 85%, asimismo, ante sismos ocasionales la totalidad de ambos sistemas ya se encontrarían colapsados. En ese sentido, se recomienda limitar el uso de pircas a construcciones temporales. Sin embargo, su uso podría ser ventajoso en otros espacios, en los cuales no se ponga en alto riesgo vidas humanas, como por ejemplo, terrazas de agricultura, construcciones en espacios públicos o áreas naturales protegidas, debido a que la construcción de las pircas tiene un bajo impacto en el medio ambiente y su costo es relativamente bajo en comparación con las estructuras tradicionales.Ítem Texto completo enlazado Estimación de la confiabilidad de edificaciones escolares típicas con reforzamiento incremental considerando daño sísmico acumulado(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-15) Gresia Munayco, Juana Eva; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEl reforzamiento incremental consiste en dos o más etapas de reforzamiento programado durante la vida útil de la edificación con la finalidad de disminuir los costos iniciales y evitar la interrupción prolongada de las actividades. El objetivo de este trabajo es evaluar la confiabilidad de las edificaciones con reforzamiento incremental en zonas sísmicas considerando los daños acumulados con un método probabilístico simplificado. Así mismo, se considera que el daño estructural se acumula en una serie de movimientos sísmicos hasta que se alcanza o supera un nivel de daño. El método propuesto consta de ocho pasos: (1) Definición de los estados de daño global (GDS) que resultan de la sectorización de la curva de capacidad de la edificación en un estado sin daños, obtenida a través de un análisis estático no lineal (Análisis Pushover) según Vision2000 (SEAOC, 1995). (2) Estimación de las curvas de momento-rotación modificadas de cada elemento dañado de la edificación asociada a cada GDS definido con un enfoque aproximado. Este método se basa en la evaluación de la rotación de las rótulas plásticas mediante la estimación de la curva de momento-rotación para cada elemento estructural. (3) Estimación de la curva de capacidad de la edificación para cada GDS considerando los elementos de daño a través de sus curvas de momento-rotaciónmodificadas. (4) Elaboración de las curvas de fragilidad sísmica para cada GDS con el método de evaluación del espectro de capacidad utilizando el software FRACAS (Rossetto et al., 2016), que utiliza espectros de respuesta inelástica derivados de acelerogramas de movimiento sísmicos para construir las curvas de fragilidad. (5) Determinación de las matrices de probabilidad de transición de daño para diferentes intensidades sísmicas utilizando los valores obtenidos en el paso anterior. (6) Implementación de un modelo de Cadenas de Markov para obtener la función de distribución de probabilidad de cada GDS después de un número determinado de sismos. (7) Estimación de la confiabilidad teniendo en cuenta el proceso de acumulación de daños debido a futuros sismos probables asumiendo un proceso de Poisson. (8) Estimación de la confiabilidad considerando el reforzamiento incremental en dos etapas. Esta metodología se aplica para determinar la confiabilidad de una edificación escolar con reforzamiento incremental. Se determina que la primera etapa se realiza a los 5 años y la segunda etapa a los 10 años. Además, para el estado de daño Funcional, se tiene que la confiabilidad de la edificación con reforzamiento incremental es 10% mayor que la edificación con reforzamiento convencional.Ítem Texto completo enlazado Evaluación experimental del desempeño de muros de contención de piedra de junta seca usando especímenes a escala reducida(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-09-07) Alcántara Cornejo, Julio César; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaLa ciudad de Lima es una zona altamente sísmica, en el que el 30% de la población vive en las laderas de los cerros. Esta situación, sumada a informalidad en las construcciones, ocasiona una situación de gran vulnerabilidad. Para poder habitar en las laderas de los cerros, los habitantes emplean terraplenes y muros de piedra de junta seca (pircas) como muros de contención. Los efectos de un sismo de gran intensidad podrían provocar la falla en los terraplenes y las pircas, dando lugar a grandes daños materiales y lamentables pérdidas humanas. Para disminuir la vulnerabilidad de las pircas, es necesario realizar estudios experimentales para poder caracterizar las propiedades de este tipo de construcciones y evaluar su desempeño ante cargas laterales perpendiculares a su plano. En el proyecto 109-2017- FONDECYT, que propone la construcción y ensayos de pircas a escala natural, se ha visto la necesidad de llevar a cabo ensayos complementarios a escala reducida con el fin de definir algunos parámetros y verificar los modelos numéricos. El objetivo es evaluar experimentalmente el desempeño de muros de piedra de junta seca frente a cargas laterales estáticas perpendiculares a su plano, mediante el uso de especímenes (muros) a escala reducida. Primero, se caracteriza los especímenes a ensayar según la geometría y armado, obteniendo un espécimen ideal. Luego, se diseña y construye un equipo portátil inclinable para ensayos estáticos ante cargas laterales. A continuación se diseña, construye y ensaya los especímenes, realizando diez ensayos con el fin de hallar la fuerza máxima que puedan resistir los especímenes. Con los bloques regulares (adoquines) se hizo tres ensayos en los que se arman muros sin arriostres. Con los bloques irregulares (rocas) se hizo: tres ensayos en los que se arman muros sin arriostres, tres ensayos en los que se armas muros con arriostres, y un ensayo en el que se arma un muro con tarrajeo. Con los ensayos realizados, se obtiene la fuerza máxima como el porcentaje del peso propio de los especímenes: en bloques regulares sin arriostres, 32%; en bloques irregulares sin arriostres, 24%, en bloques irregulares con arriostres, 33%; y en bloques irregulares con tarrajeo, 57%. En conclusión, se logra el objetivo mencionado, ya que con los ensayos a escala reducida se puede validar (teóricamente) los resultados de ensayos a escala natural.Ítem Texto completo enlazado Método multicriterio para la selección de técnicas de reforzamiento sísmico mediante el uso de criterios de transparencia y herramientas BIM(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-23) Córdova Arias, Lisselyn Cristina; Santa Cruz Hidalgo, Sandra Cecilia; Brioso Lescano, Xavier MaxMuchos edificios escolares localizados en zonas sísmicas fueron diseñados con criterios sísmicos obsoletos y construidos bajo estándares de calidad inadecuados. Experiencias pasadas han dejado en evidencia la alta vulnerabilidad sísmica de los edificios escolares debido a fallas estructurales. Ante la necesidad de mitigar consecuencias futuras se han propuesto diversas técnicas de reforzamiento sísmico con el fin de alcanzar niveles de desempeño sísmico requeridos. Sin embargo, la selección de la mejor técnica de reforzamiento entre todas las alternativas disponibles es una tarea compleja debido a la variedad de criterios que influyen en la decisión. Esta tarea resulta aún más difícil cuando la reglamentación sobre reforzamiento sísmico a nivel mundial no propone un método de selección racional. En ese sentido, la investigación tiene como objetivo general mejorar la toma de decisiones de proyectos de reforzamiento sísmico mediante el uso de criterios de transparencia y herramientas BIM. Para afrontar el objetivo planteado, se propone una metodología para la toma de decisiones de proyectos de reforzamiento sísmico con un enfoque de transparencia. La metodología propuesta consta de cinco pasos en los que se apuesta por la innovación a través de la incorporación de tecnologías de información y comunicación en la construcción, como BIM, desde el inicio. El uso de BIM favorece la transparencia de la información y mejora el desempeño de la edificación a lo largo de todo su ciclo de vida. De esta manera, BIM se presenta como una estrategia prometedora para combatir las prácticas corruptas en la construcción, que afectan drásticamente la calidad de los proyectos, por ende, la salud y el bienestar de la población. La metodología propuesta se aplicó al estudio de caso “Reforzamiento Sísmico de Colegios Públicos Sistema Modular 780-PRE de Lima Metropolitana”. Los colegios 780-PRE fueron construidos con criterios de diseño sísmico obsoletos y baja calidad constructiva. Como parte de la metodología se llevó a cabo el taller participativo “Métodos multicriterios para toma de decisiones más transparentes en infraestructura educativa pública mediante el uso de BIM y TICs”, al que asistieron todos los stakeholders con participación en infraestructura educativa. Durante el taller, los stakeholders fueron partícipes de una experiencia de aprendizaje inmersivo a través del recorrido virtual por los modelos 3D y 4D de las alternativas de reforzamiento. Al mismo tiempo, los stakeholders participaron activamente en la coproducción de criterios de decisiones sobre reforzamiento sísmico dentro de entornos de trabajos colaborativos y multidisciplinarios. Finalmente, los stakeholders manifestaron que las actividades desarrolladas en el taller contribuyeron positivamente al incremento de la transparencia en la toma de decisiones de proyectos de reforzamiento sísmico.Ítem Texto completo enlazado Análisis probabilístico de peligro sísmico para el diseño de una presa de enrocado en Huancavelica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-05-03) Barreto Jiménez, Diego Afonso; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaActualmente el Perú es uno de los países que busca planificar y mitigar los desastres que puedan ocurrir debido a los fenómenos sísmicos ocasionados por la alta sismicidad de la zona en donde se encuentra. Por consiguiente, se elaboran normas de diseño sismo resistente en donde se detallan las cargas sísmicas a usar en los diseños de edificios; si bien en la norma se detalla para edificaciones comunes, cuando se trata de estructuras esenciales como presas, túneles o centrales nucleares, estas no están especificadas. Por esta razón se realizan estudios de peligro sísmico que permitan obtener valores de demanda sísmica que puedan ser usados en el diseño de este tipo de infraestructuras. En esta tesis se busca determinar los valores de la demanda sísmica mediante un análisis probabilístico de peligro sísmico para una presa de enrocado ubicada en la provincia de Tayacaja, Huancavelica. El desarrollo del análisis probabilístico se realizó con la metodología de Cornell 1968 teniendo como herramienta el programa CRISIS 2015, la elaboración del espectro de diseño bajo la metodología FEMA 356, el cálculo de los valores de los coeficientes de diseño sísmico bajo el enfoque de los artículos RUIZ et al 2011 y MARTINEZ et al 2011 y, por último, los acelerogramas sintéticos se generaron con la herramienta SEISMOSOFT. Los resultados obtenidos demostraron que el análisis probabilístico de peligro sísmico se pudo realizar de manera satisfactoria a pesar que la presa se ubicaba en un sitio distante a una falla sísmica importante y además de carecer de registros sísmicos relevantes; permitiendo obtener demandas sísmicas para la presa de enrocado en forma de espectros de diseño, coeficientes sísmicos y acelerogramas artificiales para tiempos de retorno de 475 y 2475 años muy similares.