Análisis y evaluación de riesgo sísmico en líneas vitales: caso de estudio Bogotá D.C.

Abstract

Se plantea un marco metodológico para el estudio del riesgo sísmico en líneas vitales de cualquier tipología: redes de acueducto, alcantarillado, eléctricas, de gas e hidrocarburos, de telecomunicaciones, tanques, puentes y vías. Para su aplicación se diseña e implementa una base de datos geográfica, y se desarrolla bajo metodología RUP, el software “Riesgo Sísmico en Líneas Vitales - RSLV” utilizando Java con ArcGis Engine y ArcObjects. Con la información geográfica en la geodatabase, y el software RSLV, se presenta un caso de estudio del riesgo sísmico para las líneas vitales de la ciudad de Bogotá especialmente sobre las redes de acueducto y alcantarillado. La amenaza sísmica insumo para este caso de estudio corresponde a los escenarios con periodos de retorno de 50, 100, 200, 475 y 1000 años con información de aceleración, velocidad y desplazamiento pico del terreno, PGA, PGV y PGD respectivamente, para todas las fuentes sismogénicas integradas (fallas cercanas, intermedias y lejanas). Se analizó principalmente el efecto, sobre las líneas vitales, del “movimiento del terreno o ground shaking” por el paso de la onda sísmica; los efectos de “falla del terreno o ground failure” no fueron analizados por no disponer de datos de amenaza sísmica relacionados con licuefacción (asentamientos y desprendimientos laterales). Para el estudio de vulnerabilidad se analizaron las siguientes propuestas: ATC-25, ALA (2001), O’Rourke and Ayala (1993), Eidinger and Ávila (1999), Isoyama (2000), Japan Waterworks Association (1998), Eidinger − G and E Report (2001) con las modificaciones de UNIANDES (2005), y finalmente JICA (2002) Para la valoración global del riesgo teniendo en cuenta factores físicos, culturales, sociales y económicos se mejoró la propuesta de Cardona (2001) y Carreño y otros (2005) y la combinación de factores se hizo a través del método de evaluación multicriterio, combinación lineal de pesos. (Texto tomado de la fuente).

A methodological framework for the study of seismic risk in lifelines is proposed: networks (water, sewage, electricity, gas, hydrocarbons, and telecommunications), tanks, bridges and roads. For its application, a GIS is designed and implemented which contains a geographic database and “Seismic Risk in Lifelines” – RSLV software (acronym in Spanish), using Java, ArcGis Engine and ArcObjects. The study case was conducted in Bogotá. The seismic hazard input has information about acceleration, velocity, ground displacement, and spectral acceleration, for five scenarios with return periods of 50, 100, 200, 475, and 1000 years. The study mainly analyses the effect of “ground motion” due to the passage of seismic waves. For the seismic vulnerability, the study analyzes eight different fragility curves: ATC-25, ALA (2001), O’Rourke and Ayala (1993), Eidinger and Ávila (1999), Isoyama (2000), Japan Waterworks Association (1998), Eidinger − G and E-Report (2001), and JICA (2002). The most appropriate proposal for Bogotá, is selected from parametric analysis: O’Rourke and Ayala (1993) Multiple damage scenarios are investigated for Bogotá (five hazard scenarios vs eight fragility curves). The damaged lifeline system is studied by type and geographic areas. Losses and economic impact were calculated. The analysis includes a reliability study of the damaged system and restoration times are estimated. The proposal of Cardona (2001) and Carreño and others (2005) for global risk assessment is improved upon, taking into account physical, cultural, and socioeconomic aspects. A multicriteria evaluation array of indicators is proposed and solved. As a final result, for the fragility curve O’Rourke- and -Ayala (1993), the risk scenario is shown in detail by type, material and geographic area.