Plataforma SIG para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las subestaciones eléctricas aéreas de distribución

Abstract

Este trabajo de investigación pretende ser un aporte a la prevención de líneas vitales de electrificación frente a los desastres de origen sísmico. En la presente tesis se muestra la evaluación de la vulnerabilidad sísmica de las Subestaciones Eléctricas Aéreas de Distribución, la cual se visualiza en mapas temáticos elaborados en una Plataforma SIG, dicha evaluación se basa en el desarrollo de una metodología analítica probabilística llamada Curvas de Fragilidad. La generación de Curvas de Fragilidad se produce considerando la variabilidad en los parámetros sísmicos y parámetros estructurales, formando una cantidad importante de modelos estructurales las cuales son sometidas a sus respectivas acelerogramas sintéticas, para su análisis dinámico no lineal (análisis Tiempo – Historia). Dando como resultado los desplazamientos máximos en la cima de cada modelo estructural, para cada intensidad sísmica definida. La simulación a través de la herramienta estadística “simulación Montecarlo” y la delimitación de los estados de daño, hace posible establecer funciones que representan la vulnerabilidad de las Subestaciones Eléctricas Aéreas de Distribución, frente a distintos niveles de intensidad del movimiento sísmico. La aplicación de la Plataforma SIG se realizó en el Centro Poblado Imperial – Distrito de Imperial – Provincia de Cañete – Departamento de Lima. Se realizó la cartilla de evaluación para los 27 Subestaciones Eléctricas Aéreas de Distribución encontradas. El modelo estructural está constituido por elementos de concreto armado, asimismo no se consideró la tensión de los cables. Se realizaron 2000 muestras de acelerogramas sintético por cada tipo de suelo encontrado. Los resultados plasmados en los mapas temáticos, expresan que las Curvas de Fragilidad representan sensatamente la vulnerabilidad sísmica de las Subestaciones Eléctricas Aéreas de Distribución del Centro Poblado Imperial. Como ejemplo indicamos que intensidades sísmicas menores a 0.05g siendo “g” la gravedad, no se tendrá probabilidad de daño alguno y a partir de 0.40g a más, se tendrá probabilidad de colapso de la estructura.

This research work aims to be a contribution to the prevention of vital lines of electrification in front of disasters of seismic origin. In this thesis the evaluation of the seismic vulnerability of the aerial electrical distribution substations is shown, which is visualized in thematic maps elaborated in a GIS Platform, this evaluation is based on the development of a probabilistic analytical methodology called Fragility Curves. The generation of Fragility Curves occurs considering the variability in the seismic parameters and structural parameters, forming an important quantity of structural models which are subjected to their respective synthetic accelerograms, for their nonlinear dynamic analysis (Time – History analysis). Resulting in the maximum displacements at the top of each structural model for each defined seismic intensity. The simulation through the Montecarlo simulation tool and the delimitation of damage states makes it possible to establish functions that represent the vulnerability of the aerial distribution electrical substations, in contrast to different levels of seismic movement intensity. The application of the GIS Platform was carried out in the Imperial Village Center – District of Imperial – Province of Cañete – Department of Lima. The evaluation chart was made for the 27 aerial distribution electrical substations found. The structure model is constituted by elements of reinforced concrete, likewise the tension of the cables was not considered. 2000 samples of synthetic accelerograms were made for each type of ground found. The results obtained in the thematic maps, express that the fragility curves sensibly represent the seismic vulnerability of the aerial electrical distribution substations of the Imperial Settlement Center. As an example, we indicate that seismic intensities lower than 0.05g, with "g" being gravity, there will be no probability of damage and from 0.40g to more, there would be a probability of collapse of the structure.