Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Propuesta de mitigación de riesgo de desastres originados por flujos de detritos en la quebrada de Cusipata, distrito de Chaclacayo, Lima, Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-24) Izquierdo Horna, Antenor; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaLa evaluación del riesgo de desastres es un procedimiento metódico cuyo propósito es reconocer, examinar y valorar los riesgos vinculados a posibles desastres causados por fenómenos naturales o por el hombre. Este procedimiento es esencial para la gestión de riesgos de desastres, ya que sirve como fundamento para la creación e implementación de estrategias de mitigación, preparación, respuesta y recuperación. En esta investigación, se realizó una evaluación del riesgo generado por flujo de detritos en la quebrada Cusipata (Chaclacayo, Lima - Perú) con la información disponible hasta el año 2017, ya que, en este año, se realizó el último censo nacional. La metodología empleada, para la evaluación del riesgo, fue la estipulada por CENEPRED, la cual se basa en un Proceso de Análisis Jerárquico multicriterio. Las dimensiones estudiadas fueron la dimensión física, social y económica, las cuales se desglosaron en diferentes factores que sirvieron para caracterizar el área de estudio. Los resultados obtenidos indicaron que existen 12 manzanas en un nivel de Alto riesgo. Esto se debe a las características presentes en el área de influencia de la quebrada Cusipata. De este modo, se presenta una propuesta de medidas de mitigación del riesgo a partir del análisis realizado en la zona de influencia de la quebrada Cusipata, las cuales son el reforzamiento de las estructuras existentes, la construcción de un cuarto dique y de dos muros de contención, un análisis estructural, un análisis costo – beneficio – efectividad, la realización y señalización de rutas viales para mantenimiento de las estructuras, la descolmatación y limpieza del cauce de la quebrada, la planificación de rutas de evacuación, la realización de programas de concientización, la evaluación de riesgos periódicos y el desarrollo de sistemas de alerta temprana. Finalmente, se espera que el aporte de esta tesis sea considerado en la toma de decisiones para la mitigación de riesgo ante flujo de detritos.Ítem Texto completo enlazado Análisis de la influencia del asentado en la respuesta estructural de muros tipo pirca mediante ensayos a escala reducida(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-23) Jaimes Cucho, Geraldine Lizbeth; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEn la ciudad de Lima existe población que vive en laderas y asienta sus viviendas sobre pircas. La informalidad de estas construcciones conjugada con un escenario sísmico superior al de la normativa peruana desencadenarían la destrucción de estas viviendas y de las estructuras ubicadas altitudinalmente bajo ellas. Esto sin considerar las posibles víctimas humanas y pérdidas económicas. La necesidad de entender mejor el comportamiento de estos muros de piedras sin mortero ha conllevado el desarrollo de estudios (tesis) en los últimos años mediante recopilación histórica, uso de modelos experimentales o analíticos, los cuales han sido recogidos en esta tesis. El presente texto analiza la influencia de los arreglos geométricos de las piedras en el comportamiento estructural de muros tipo pirca mediante 3 arreglos a escala reducida. Se inicia con una recopilación bibliográfica sobre las pircas plasmadas en el Marco Teórico en las que se identifican diversos arreglos. Entre ellos, se elige el espaciamiento vertical entre piedras pasantes consecutivas dado que la presencia de este tipo de piedras es recomendada por diversos autores como McCombie et. al. (2016) e Ita et. Al. (2023). Se elige también la variación del traslape dado que estudios como los de McCombie et. al. (2016), Mundell et. al. (2009) y McCombie et. al. (2012) dan a entender que las juntas corridas son perjudiciales en el comportamiento del muro. Por último, se elige modificar la inclinación de las hileras en contra del movimiento lateral. Se busca explorar dicho comportamiento dado que son pocos los estudios y no son concluyentes. Esto es abordado en la Elección y diseño de los especímenes. Los ensayos fueron realizados en la losa del Laboratorio de Estructuras de la PUCP. Para el ensayo se cuenta con una estación total, un nivel y un trasportador, principalmente, como instrumentos de medición. Todos los cálculos fueron realizados a partir de los datos de la estación total, dada su precisión. En cuanto a los equipos, se usó una mesa inclinable donde se armaron los especímenes que fueron inclinados mediante una grúa pórtico conectada a la mesa. El procedimiento es descrito en el Plan de ensayo. La respuesta estructural cuantifica la resistencia lateral, la rigidez inicial lateral, la deformación última del muro, el tipo de falla y el porcentaje de muro que se mantiene en su lugar luego del colapso, los cuales se presentan en la Descripción de los resultados. Los muros con mayor cantidad de piedras pasantes, traslape a la mitad y sin ángulo de inclinación son los que tienen una mayor deformación última antes del colapso. Se observa también que los traslapes más simétricos hacen que el muro se abombe más sin fallar. En cuanto a la falla, los muros que generan menos escombros es el que tiene más piedras pasantes, traslape simétrico y sin ángulo de inclinación, y el que tiene menos piedras pasantes, juntas corridas y sin ángulo de inclinación. Por último, se presenta la Discusión de resultados, y Conclusiones y recomendaciones en la que se identifica que el espaciamiento vertical entre piedras pasantes consecutivas no predice la deformación última aún cuando parecen estar relacionadas. Se confirma que, a más piedras pasantes, hay mayor resistencia, rigidez inicial y menos escombros ante una carga lateral. También, es posible reducir la cantidad de piedras pasantes, colocándolas en posiciones estratégicas. Asimismo, se concluye que los muros con traslapes simétricos se deforman más antes del colapso debido a que un buen traslape da un soporte adicional y son capaces de abombarse más antes de la falla. Por último, los muros sin inclinación de sus hileras son capaces de deformarse más antes de colapsar. Se recomienda continuar con el desarrollo de tesis experimentales que permitan alimentar modelos numéricos de predicción de comportamiento en ensayos a escala real. En esta tesis se ha tratado las variables independientes de forma separada. Se sugiere que, en próximos estudios, se realicen análisis de regresión múltiple que permitan medir el efecto de variables combinadas.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 Estudio experimental y numérico en elementos discretos de muros de contención de piedra de junta seca (pircas) de Perú. Consideraciones para mejorar las prácticas constructivas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-07) Ita Paico, Paola Isabel; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEn las laderas de Lima, la falta de iniciativas de planificación urbana ha llevado a la construcción de viviendas sobre rellenos contenidos por muros tradicionales de contención de piedra de junta seca, conocidos como pircas. Estas estructuras son precarias e inestables, y presentan un alto riesgo ante posibles sismos. La investigación se enfoca en analizar la influencia del proceso constructivo (configuración) de las pircas en su desempeño sísmico fuera del plano, con el objetivo de mejorar las prácticas constructivas actuales. Para ello, se realizaron estudios experimentales a escala natural y modelación numérica utilizando el Método de los Elementos Discretos (DEM). Para los modelos numéricos se utilizó el software de código abierto YADE. Se realizó una campaña experimental pseudo-estática de tres configuraciones de muro (3 especímenes por configuración). Los resultados numéricos y experimentales pseudo-estáticos mostraron la misma tendencia. Por otro lado, también se analizó el efecto de la configuración de las pircas en su desempeño mediante el estudio numérico dinámico. Este enfoque se comparó con el enfoque pseudo-estático y se obtuvo lo conservador que es un enfoque en comparación con el otro. Por último, con base en los resultados obtenidos, se brindó algunas recomendaciones para construir pircas y mejorar su desempeño actual. Se ha comprobado que la técnica de construcción actual puede mejorarse utilizando regularmente los through-stones y considerando una sección transversal con traslape. Se logró un aumento de hasta el 50% de la resistencia lateral, lo que verifica la eficacia de los through-stones.Ítem Texto completo enlazado Evaluación del Desempeño Sísmico del bloque B9 del Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN) mediante el análisis no lineal estático y dinámico(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-31) Mejía Trejo, Paulo Israel; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEl objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeño sísmico del bloque B9 del Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN) mediante el empleo del análisis no lineal estático y dinámico. Para ello, se siguieron los lineamientos desarrollados en el documento del comité VISION2000 y en el código ASCE41 versión 2013 para evaluar el desempeño de estructuras. Para el análisis no lineal estático, los niveles de amenaza sísmica se modelaron según los parámetros de la norma E.030 en sus versiones 2003 y 2016, verificándose que se cumplan con los objetivos desempeño para ambos casos. En el análisis no lineal dinámico se emplearon diez registros sísmicos, característicos del país, para obtener las curvas IDA y con ellas sacar una curva representativa para evaluar si se cumplen con los objetivos de desempeño. El trabajo se dividió en siete capítulos, ordenados de la siguiente manera: En el capítulo I, se hizo una revisión de los antecedentes de la destrucción de hospitales a lo largo de los años a causa de los terremotos, la evolución de los códigos de evaluación de estructura, la amenaza sísmica local, la situación actual de los hospitales en el Perú, justificación y objetivos del trabajo. En el capítulo II, se realizó un detallado marco teórico sobre los métodos de análisis sísmicos existentes, haciéndose énfasis en los análisis no lineales. Además se hace una comparación entre el análisis no lineal estático y dinámico, mostrando las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. También se presentan los métodos empleados por el ATC40, FEMA356 y FEMA440 para obtener el punto de desempeño ante un nivel de amenaza sísmica. En el capítulo III, se desarrollan los conceptos referentes a la evaluación del desempeño sísmico de estructuras. Se brinda un repaso de los lineamientos especificados por el comité VISION200 y el ASCE41-13 como: niveles de desempeño, niveles de amenaza sísmica y objetivos de desempeño según el tipo de edificación. Además se hizo una lista con los principales documentos que evalúan la vulnerabilidad en un hospital. En el capítulo IV, se presentan las principales consideraciones y requerimientos que se deben tomar para desarrollar un análisis no lineal. Los temas que abarca este capítulo son: modelos del comportamiento de los materiales, rigideces efectivas, diagramas momento vs curvatura y modelos de plasticidad de secciones y elementos. En el capítulo V, se brindan las consideraciones generales que se tomaron para modelar los elementos estructurales en el programa de cómputo. Además se definen los niveles de amenaza sísmica para el análisis no lineal estático y los factores de escala de los registros para el análisis no lineal dinámico. En el capítulo VI, se muestra la evaluación realizada con el FEMA577, los resultados obtenidos en cada dirección según las matrices de desempeño de los códigos empleados para los niveles de amenaza modelos con la norma E.030 (versión 2003 y 2016). También se muestran las curvas IDA obtenidas en cada dirección de los registros sísmicos, además de la curva representativa. En el capítulo VII, se brindan los comentarios, conclusiones y recomendaciones sobre el trabajo realizado. Se presentan anexos con las tablas empleadas de los códigos y ejemplos detallados del modelamiento de los elementos estructurales en el programa Peform3D.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo de desempeño físico y de recuperación ante terremotos de las ciudades de Kamaishi y Pisco(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-10-13) Quispe Perez, Carlos Anthony; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaLos desastres naturales son eventos físicamente explicables, aunque no necesariamente predecibles siendo los terremotos aquellos que ocasionan grandes pérdidas. Por ello, los Gobiernos cumplen un rol importante en la elaboración de medidas preventivas, reactivas y de recuperación ante tales eventos sísmicos, y lo hacen mediante la Gestión de Riesgos de Desastres. Es así que la presente investigación identificó las carencias en el desempeño en lo que a gestión de riesgos respecta en Perú a través de una comparación de indicadores de desempeño físico y de recuperación entre el caso de la ciudad de Pisco cuando ocurrió el terremoto de Pisco del año 2007 y el caso de la ciudad de Kamaishi durante el terremoto de Tohoku del año 2011. Dicha comparación de realizó a través del cálculo de una serie de descriptores de desempeño físico y de recuperación de cada ciudad, de los cuales, mediante una serie de cálculos, se obtuvo un Índice de Daño (ID) y un Índice de Recuperación (IR). Finalmente se determinó la correlación entre las condiciones sociales y de preparación inherentes de las ciudades con los desempeños físicos y de recuperación ante los eventos sísmicos correspondientes. Para ello, se emplearon herramientas como el Proceso Analítico Jerárquico (PAJ), que requirió de la opinión de expertos con amplios conocimientos en la gestión de riesgos para la asignación de pesos de cada descriptor de desempeño. También se usó la Matriz Cualitativa de Daño Conjunto (MCDC) para normalizar el daño ocasionado por los terremotos en cada caso de estudio y que estos puedan ser comparados. Los resultados indicaron que los daños, en el caso de Japón, fueron relativamente menores y hubo una recuperación rápida y eficaz luego el Terremoto de Tohoku. Esto se debió principalmente a las condiciones de preparación (registro de amenazas, inclusión de programas educativos de gestión de riesgos). Por otro lado, en el caso de Perú se tuvo una mayor cantidad de daño y menor rapidez en su recuperación. Uno de los factores de mayor diferencia con su contraparte japonesa fue la gran informalidad en la construcción, junto con un inferior grado de gestión de riesgos de desastres que desencadenó una serie de fallas en los protocolos de comunicación interinstitucional durante el terremoto de Pisco.Ítem Texto completo enlazado Evaluación del desempeño de muros de retención de piedra con junta seca. Caso de estudio: pircas en una zona de las periferias de Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-09-21) Párraga Terbullino, Anghie Paola; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaLa habilitación urbana en la metrópoli de Lima se ha realizado de manera desordenada de tal modo que la población se ha asentado en lugares poco accesibles. Es el caso de las laderas de la Ciudad de Lima, donde los pobladores construyen viviendas en superficies inclinadas y apoyadas en muros de retención de roca sin mortero conocidas mayormente como pircas. Su ubicación en zona sísmica, así como el poco conocimiento técnico para la construcción de las pircas, generan un gran riesgo para la población y sus medios de subsistencia. Por tanto, es importante el estudio de las pircas con un enfoque técnico ingenieril que permita dar un diagnóstico objetivo para las futuras tomas de decisiones. El objetivo general de este trabajo es evaluar el desempeño de los muros de roca con junta seca sometidas a cargas estáticas laterales perpendiculares a su plano. En primer lugar, se realiza la documentación de la construcción de 6 especímenes por medio de registros audiovisuales de visitas a campo. En segundo lugar, se determinan las cargas de colapso y tipos de falla mediante ensayos a escala natural en una mesa inclinable, a su vez se elabora un modelo analítico. En tercer lugar, se miden las deformaciones perpendiculares al plano de la pirca. Los resultados muestran que los muros de 1.0 m y 1.5 m de altura resisten el 30% y 25% de su peso respectivamente. Las fallas son del tipo volteo y delaminación. En la modelación analítica, los ángulos en inminente colapso tienen un error promedio de 10% respecto a los valores registrados en los ensayos. Para el caso de las deformaciones, las magnitudes son en promedio de 11.37 mm y 23.84 mm para las pircas de 1.0 m y 1.5 m respectivamente. A partir de los ensayos se demuestra que la forma en la que se arreglan los bloques de piedra duante la construcción, que a su vez depende de la experiencia de los maestros pirqueros, son clave para dar estabilidad a los muros ante cargas perpendiculares a su plano. Finalmente, en base a las limitaciones de las construcciones se establecen recomendaciones para elaborar futuras estructuras estables.Ítem Texto completo enlazado Estimación de vulnerabilidad sísmica de vivienda social de 2 pisos de Muros de Ductilidad Limitada en la costa central del Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-16) Reyes Virhuez, Cesar Abraham; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaLa costa central del Perú se encuentra en silencio sísmico desde hace muchos años por lo que es de gran importancia estudiar el comportamiento que sufrirán las estructuras peruanas ante eventos sísmicos de diversas intensidades y estimar sus consecuencias económicas y sociales con la finalidad de planificar acciones de prevención y reconstrucción. En el caso de las edificaciones de muros de ductilidad limitada no se cuenta con la experiencia de campo sobre su comportamiento estructural respecto a eventos sísmicos debido a que son construcciones relativamente nuevas y no son tradicionales. Las investigaciones respecto al desempeño sísmico de estructuras con muros de ductilidad limitada en nuestro país principalmente se centran en el estudio de las edificaciones de departamentos mayores a 5 pisos y no a viviendas unifamiliares de 2 o 3 pisos. En los estudios previos se han obtenido curvas de fragilidad, que analizan el comportamiento sísmico y los daños sufridos en las estructuras, y curvas de vulnerabilidad, que estiman los costos de los daños generados y sus costos de reparación, para edificaciones mayores a 5 pisos: mientras que solo curvas de fragilidad para viviendas de 2 o 3 pisos. Esta tesis tiene como finalidad ampliar el espectro de análisis del estudio del desempeño sísmico de esta tipología a través del estudio de la vulnerabilidad sísmica de viviendas sociales de 2 niveles.Ítem Texto completo enlazado Aportes para un plan de gestión de escombros por sismo en la zona del río Seco de Huaraz(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-20) Silva Carranza, Ana Virginia; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaLa falta de planificación ha ocasionado la ocupación de zonas expuestas a múltiples peligros naturales debido a las precarias condiciones sociales y económicas. La ocurrencia de un evento sísmico en asentamientos humanos cercanos a cauces de ríos podría ocasionar gran cantidad de escombros y, en una acción desesperada y poco planificada de la población, los escombros podrían terminar en el cauce, aumentando el riesgo de inundación en estaciones de lluvias. La correcta gestión de riesgos de desastres requiere de planes de gestión de escombros que permita su correcto manejo y disposición final. Para ello es necesario la realización de un estudio ex ante que estime la distribución de escombros después de un escenario sísmico probable. Este trabajo se aplica a un caso de estudio en la ciudad de Huaraz, específicamente la zona del río Seco. El objetivo de este trabajo es estimar la cantidad y distribución de los escombros y dar recomendaciones para la formulación de un plan de gestión de escombros posdesastre. La zona del río Seco, que sólo tiene discurrimiento de aguas en estaciones de lluvia, se ubica en un área amenazada por sismos e inundaciones y que ha tenido un fuerte crecimiento poblacional en los últimos años. A lo largo del cauce ocurre el fenómeno de colmatación debido al transporte de material que genera peligro a un asentamiento humano. La metodología del estudio se basó en un enfoque de la cuantificación y mapeo de las pérdidas de stock de material después de un evento sísmico. Primero, se estimó el stock de material de construcción, luego se evaluó el riesgo sísmico y por último se estimaron las pérdidas y mapeo de los escombros generados con un enfoque probabilista en el marco de Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE. Los resultados indican que el volumen de escombros es de 89 mil m3 y 105.8 mil m3, con 0.27 y 0.33 ton/m2 construido para los escenarios de 45 y 100 años de periodo de retorno, respectivamente. La distribución espacial muestra que las zonas norte y oeste presentan mayor acumulación de escombros afectando una vía de acceso principal. Las principales recomendaciones son: gestionar planes de reforzamiento de viviendas, realizar campañas de concientización, elaborar protocolos de reaprovechamiento de materiales y definir posibles sitios de escombreras. Esta información fue entregada a la autoridad edil para orientar las acciones de respuesta en poblaciones situadas cerca del curso hidrográfico como la zona del río Seco.Ítem Texto completo enlazado Estudio del desempeño sísmico del hospital regional de Áncash mediante el análisis dinámico incremental(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-08) León Malo, Iván Eliseo; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEl avance en el conocimiento de técnicas de análisis más refinadas frente a los altos niveles de amenaza sísmica en el Perú, hace necesario la evaluación de la infraestructura hospitalaria construida en el territorio peruano. Los edificios de hospitales son estructuras esenciales que durante y después de los movimientos sísmicos deben seguir operando, por lo que existe un amplio interés en mitigar al máximo el riesgo del sistema estructural en cada uno de sus componentes y lograr el desempeño esperado. El hospital regional Eleazar Guzmán Barrón ubicado en el distrito de Nuevo Chimbote de la Provincia del Santa de la Región Ancash, fue diseñado en 1974 con un código que no garantiza que se cumplan los requisitos más rigurosos de los códigos vigentes. En el presente trabajo se estudia el desempeño sísmico del bloque D del mencionado nosocomio. El estudio comprende primero el análisis estático no lineal y luego el dinámico incremental de la estructura que, al ser sometido a movimientos sísmicos de distintos niveles de intensidad, permitirá conocer la respuesta en ambas direcciones. En la dirección longitudinal, la estructura tiene niveles de desempeño inesperados, comportamiento elástico hasta alcanzar rápida y violentamente el nivel de seguridad limitada frente sismos menores que el de diseño porque en los ejes de fachada la edificación presenta el efecto de columna cautiva. En la dirección transversal la situación es aún peor, frente a todos los niveles de amenaza, el desempeño que se alcanzaría es de colapso. En vista que la edificación es poco dúctil y poco resistente, se recomienda realizar de forma inmediata el reforzamiento del bloque D del hospital regional Eleazar Guzmán Barrón para dotarla de capacidad de deformación y resistencia y así garantizar niveles de desempeño aceptables frente a sismos moderados y severos que están por venir.