Evaluación del riesgo sísmico de las edificaciones en la ciudad de Cartago

Abstract

Se realizó una evaluación de los daños que pueden ocurrir en las edificaciones ubicadas en los distritos occidental y oriental del cantón central de Cartago ante la ocurrencia de un sismo fuerte. Del historial sísmico de la zona, se conoce que existen varias fallas activas que han producido en el pasado sismos de magnitudes superiores a 5.5 Mw. Estos sismos se han producido por fallamiento local en la falla llamada Aguacaliente, que se ubica al sur del cantón, y que discurre desde las cercanías del cantón de Desamparados en San José, hasta cerca de la zona del valle de Orosi. Se definieron tres escenarios posibles: el primero un sismo con una magnitud de 6.1 Mw, con una distancia de cerca de 5 km al sur de la ciudad, el segundo con una magnitud de 5.5 Mw, cerca de la zona de Paraíso, con una distancia en promedio de 12 km y el tercero con una magnitud de 5.8 con epicentro en la zona de Desamparados. Se obtuvieron mapas de aceleración y para el primer escenario se estimó una aceleración cercana a 0.45g, para el segundo de 0.41g y para el tercer escenario de 0.35g. Además se obtuvieron mapas de intensidad sísmica, MMI, que dan como resultados intensidades de VIII, para los escenarios 1 y 2 y de VII para el último escenario. Esto implica que los daños potenciales en las edificaciones serían severos, en el caso de ocurrir un sismo similar. Se realizó un inventario de 60 lotes aleatoriamente escogidos, de los cuales se obtuvo la información de las edificaciones en cada una de ellos, para un total de 922 edificios levantados. De ahí se obtuvieron las características prevalecientes de los edificios y se definieron cuatro tipos constructivos dominantes: madera, mampostería confinada con diafragma o no, y un sistema dual que se definió como un sistema construido en primera instancia con mampostería y que posteriormente tiene ampliaciones a base de elementos livianos. Las características principales fueron proyectadas al resto de los lotes según un criterio de vecindad, completando el mapeo de la ciudad. Se aplicaron funciones de vulnerabilidad a los cuatro tipos constructivos seleccionados, obteniéndose niveles de daños. Se estimó que las edificaciones tipo dual, podrían sufrir un nivel de daños cercano al 100% e incluso el colapso. Las edificaciones de mampostería podrían sufrir daños entre el 50-60% y en el caso de las construcciones de madera, se espera que tendrían un mejor comportamiento, con daños menores al 20%. A pesar de los resultados, estos se deben considerar con un carácter preliminar, dado que el estudio tiene sus limitaciones, sobre todo en cuanto al inventario de edificios, por lo que se considera necesario, mejorar el inventario para futuros proyectos.

The study performed an evaluation of the damage that can occur in buildings located in the Western and Eastern districts of the Cartago’s central canton upon the occurrence of a strong earthquake. Within the seismic history of the area, it is known there are several active seismic faults that caused earthquakes in the past with magnitudes above 5.5 MW. These earthquakes were caused by a local fault called Aguacaliente, which lies South of the canton, running from the surroundings of the city of Desamparados in San José, to the Orosi Valley area. Three possible scenarios were defined: the first, an earthquake with a magnitude of 6.1 Mw, with a distance of about 5km South of the central city, the second with a magnitude of 5.5 Mw, near the area of Paraíso, with an average distance of 12 km and the third with a magnitude of 5.8 with its epicenter near Desamparados city. Through acceleration maps, for the first scenario an estimation of 0.45g was obtained; 0.41g for the second scenario and for the third one of 0.35g. Beside acceleration maps, seismic intensity maps were analyzed, MMI, which give results of VIII intensities for the first and second scenarios and VII for the third. This means that potential damage to buildings would be severe in the case of a similar earthquake. A list of 60 randomly chosen lots was made, with the information of all buildings within them, totaling an amount of 922 constructions. Through it, the predominant characteristics of the buildings could be obtained and four main building types were defined: wood, confined masonry diaphragm or not, and a dual system, which consists of a system built with masonry for the first instance and the later extensions are built of light elements. The main features were projected to the rest of the lots (438 in total) with a neighbor criteria, completing the city mapping. Vulnerability functions were applied to the four selected building types to differentiate damage levels. It was estimated that the dual type buildings could suffer a damage level close to 100% and even collapse. Masonry buildings may be damaged between 50 and 60%, and in the case of wood constructions, which are expected to have better performance, may poses minor damage up to 20%. Despite the results, these should be considered as preliminary, given that the study has its limitations, especially in the inventory of buildings, so it is considered necessary improving in this aspect for future projects.