calculo de riesgo sismico en pakistan

8/18/2019 Calculo de riesgo sismico en pakistan

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1 INTRODUCCIÓN

Se requiere el cálculo del riesgo sísmico en la ciudad de Timbu y en el país de Paquistán, se

tiene de información disponible varios archivos .shp con la exposición para ambos casos. Las

funciones de vulnerabilidad también son proporcionadas para todas las tipologías

estructurales utilizadas. Finalmente, la caracterización de la amenaza se realizó con el archivo

.ame proporcionado.

Como resultados se solicitó lo siguiente:

Calcular la tasa de excedencia de perdidas

Calcular la probabilidad de excedencia agregada de pérdidas y compararlas

Elaborar gráfica de magnitud vs pérdida

Mapa de daño anual esperado.

Además para Pakistán:

o Establecer qué conjunto de curvas de vulnerabilidad se debe utilizar.

o

Realizar análisis estadístico de pérdidas humanas, comentando que sistema

estructural genera mayor número de pérdidas.

2 CÁLCULO DEL RIESGO PARA LA CIUDAD DE TIMBU

Timbu es la capital del reino de Bután y cuenta con una población de 74 515 habitantes

aproximadamente, se encuentra a una altura de 2320 msnm y cuenta con una densidad de

3029 habitantes por metro cuadrado.

Para la caracterización de la amenaza se utilizó un archivo .ame con 7416 escenarios de

diversas magnitudes. Se consideró que los resultados del archivo .ame se encuentran en

unidades de m/s2, las cuales son consistentes con las funciones de vulnerabilidad que se

proporcionan. En los bienes expuestos se cuenta con un archivo .shp con un total de 6617elementos.


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En la siguiente gráfica se presenta la comparación de ambas gráficas donde se puede ver que si

bien son similares, representan cosas totalmente distintas como se explicó anteriormente.

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RELACIÓN DE LA MAGNITUD CON LA PÉRDIDA

A continuación se presenta una gráfica donde se puede ver las pérdidas anuales causadas por

magnitud de sismo:

0.01

0.1

1

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10 100 1000 10000 100000

P r o b a b i l i d a d A c u m u l a d a

T a s a d e e x c e d e n c i a

Pérdidas

Tasa de excedencia de pérdidasy probabilidad acumulada de Bután

0 10 20 30 40 50 60

5.07

5.2

5.28

5.47

5.6

5.73

5.92

6.28

6.46

6.88

7.02

7.55

Pérdida Anual

M a g n i t u d

Pérdida Anual vs Magnitud


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De la gráfica anterior se puede ver claramente una tendencia a que a mayor magnitud existe

una mayor pérdida, lo cual es consistente con lo que uno esperaría al ver las funciones de

vulnerabilidad utilizadas, ya que a mayor intensidad se tiene un mayor daño, las pérdidas por

los sismos de magnitud altas comúnmente son mayores a pesar de tener periodos de retorno

mucho más largos.

2 4 M

APA DE DAÑO ANUAL ESPERADO

A continuación se presenta un mapa de daño anual esperado para la ciudad de Timbu:

Se puede ver como la mayor parte de los elementos tienen pérdidas similares, esto es

explicable ya que en primera solamente existen 2 tipos de elementos estructurales en el

análisis, cuya única diferencia es el número de niveles, por lo que la mayor parte de los

elementos al estar sujetos a las mismas aceleraciones tendrán el mismo nivel de daño y dado

que cada tipo de elemento tiene el mismo valor la pérdida anual esperada tiende a ser similar.


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3 CÁLCULO DEL RIESGO PARA LA REPÚBLICA ISLÁMICA DE PAKISTÁN

Pakistán es un Estado soberano del sur de Asia. Con una

población que supera los 180 millones de personas, es el sexto

país más populoso del mundo. Está ubicado en una

encrucijada de caminos entre las regiones estratégicamente

importantes del sur, el centro y el oriente asiático. Cuenta con

1046 km de costa hacia el mar Arábigo y el golfo de Omán en

su parte sur. Además, tiene fronteras con la India por el este,

con Afganistán por el oeste y el norte, con Irán por el suroeste

y con China en su extremo noreste.

Para la caracterización de la amenaza se utilizó un archivo

.ame con 33024 escenarios de diversas magnitudes. Se

consideró que los resultados del archivo .ame se encuentran

en unidades de m/s

2

, las cuales son consistentes con lasfunciones de vulnerabilidad ya modificadas.

Se cuenta con 7 distintos archivos .shp con los elementos expuestos, divididos por tipo

estructural, cada uno de estos archivos .shp tiene una o más funciones de vulnerabilidad

relacionadas.

El análisis del riesgo para Pakistán será realizado dos veces, ya que se cuenta con dos distintos

conjuntos de funciones de vulnerabilidad, con los resultados del análisis se decidirá cuál de los

conjuntos de funciones son correctos.

3 1

T

ASA DE

E

XCEDENCIA DE

P

ÉRDIDAS

La siguiente gráfica muestra la tasa de excedencia de pérdidas para los bienes expuestos, es

decir cuántas veces al año se excederá cierto valor de pérdida, la diferencia principal con la

curva de PML es la posición de los ejes y el uso de tasa de excedencia en lugar de periodo de

retorno. De aquí en adelante siempre serán mostradas dos gráficas, la primera con las

funciones de vulnerabilidad originales y la segunda con las funciones de vulnerabilidad

corregidas:

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

0.1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000


Pérdidas (en millones)

Tasa de excedencia de pérdidas original

http://es.wikipedia.org/wiki/Estadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Asia_del_Surhttp://es.wikipedia.org/wiki/Demograf%C3%ADa_de_Pakist%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Pa%C3%ADses_por_poblaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Pa%C3%ADses_por_poblaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mar_Ar%C3%A1bigohttp://es.wikipedia.org/wiki/Golfo_de_Om%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Indiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Afganist%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ir%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rep%C3%BAblica_Popular_Chinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Rep%C3%BAblica_Popular_Chinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ir%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Afganist%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Indiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Golfo_de_Om%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mar_Ar%C3%A1bigohttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Pa%C3%ADses_por_poblaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Pa%C3%ADses_por_poblaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Demograf%C3%ADa_de_Pakist%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Asia_del_Surhttp://es.wikipedia.org/wiki/Estado


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PROBABILIDAD DE EXCEDENCIA AGREGADA DE PÉRDIDAS

La gráfica siguiente representa la probabilidad de que un valor de perdida no sea excedido:

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

0.1 1 10 100 1000 10000 100000



Tasa de excedencia de pérdidas corregida

0.01

0.1

1

0.1 1 10 100 1000 10000 100000

T a s a d e e x

c e d e n c i a


Probabilidad acumulada corregida

0.01

0.1

1

0.1 1 10 100 1000 10000 100000



Probabilidad acumulada de pérdidas original


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En la siguiente gráfica se presenta la comparación de ambas gráficas donde se puede ver que si

bien son similares, representan cosas totalmente distintas como se explicó anteriormente.

0.01

0.1

1

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

0.1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 P r o b a b i l i d a d A c u m u l a d a



Tasa de excedencia de pérdidasy probabilidad acumulada original

0.01

0.1

1

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

0.1 1 10 100 1000 10000 100000




Tasa de excedencia de pérdidasy probabilidad acumulada corregida


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se dan daños muy grandes inclusive para magnitudes pequeñas, es decir, para pequeñas

intensidades los niveles esperados de daño son exagerados.

En la segunda gráfica se puede ver lo que uno espera de este tipo de relaciones, para

magnitudes más altas se tendrán daños mucho más elevados que para magnitudes bajas, a

pesar de la mayor frecuencia de los anteriores.

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RELACIÓN ENTRE PÉRDIDAS HUMANAS Y SISTEMA ESTRUCTURAL

La mejor forma de poder observar esta relación es mediante las pérdidas humanas relativas,

de esta forma evitamos caer en la sensación de que un tipo de sistema es peor que otro

solamente porque se tiene un mayor número de muertos, sin tomar en cuenta si son más

elementos expuestos o cuentan con un mayor número de ocupantes.

En la siguiente tabla podremos ver el tipo estructural, el número de elementos (cada elemento

representa 250 inmuebles) y finalmente la pérdida humana relativa promedio, lo cual nos da

una muy buena idea de en qué tipo de estructura podremos esperar mayores pérdidas

humanas:

Tipo Estructural Número de

Elementos

Perdida Humana Relativa

Piedra 1807 0.03029%

Adobe 4455 0.02298%

Ladrillo 41997 0.01081%

Madera 1998 0.00819%

Mampostería 1642 0.00043%

Concreto Reforzado1744 0.00016%

Otro 42 0.04171%

Se puede ver que los resultados respaldan lo que uno esperaría, las estructuras de piedra,

junto con sistemas estructurales tradicionales, tienen la mayor pérdida humana relativa, esto

se explica ya que al ser estructuras con mayor masa las fuerzas sísmicas que reciben son

mayores, y dado que normalmente es un sistema poco rígido la falla de las estructuras se dan

para menores aceleraciones.

Si bien el adobe es un material menos rígido que la piedra tiene sentido que nos de menores

pérdidas humanas, ya que a pesar de esta flexibilidad también se trata de un material mucho

más ligero.

Finalmente se observa como la mampostería (uno supondría confinada) y el concreto

reforzado presentan el mejor comportamiento de todos los sistemas, sería interesante

comparar el comportamiento del concreto reforzado con el comportamiento del acero.


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3 5 MAPA DE DAÑO ANUAL ESPERADO

A continuación se presenta un mapa de daño anual esperado para Pakistán, solamente se

utilizaron las funciones corregidas.

Este mapa puede ser engañoso, ya que muchos de los elementos en rojo son los que tienen

una menor pérdida relativa, pero dado que su valor físico es mucho mayor que el resto

sobresalen en el mapa. Los mayores valores de pérdida física se dan e n edificios de concreto

reforzado.

Debido a que se trata de puntos la visualización de los mismos en el Q-Gis no se pudo hacer de

manera correcta, por lo que solamente se muestra el mapa obtenido en el Capra.

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