
Detalles del Proyecto
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Cliente
Servicio Geológico Colombiano (SGC) mediante la Asociación de Facultades de Ingeniería (ACOFI)
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Año Inicio2021
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Año Fin2024
Juan Carlos Reyes
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Gineth Katerine Arias Carrillo
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Juan Emerson Acosta Salinas
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William Alexander Ávila Prieto
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Nicolás García Carvajalino
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Jose Camilo Jurado Maya
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Emersson Duvan Torres Sanchez
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Pedro Andrés Cedeño García
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Juan Esteban García García
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José Alberto Guevara Maldonado
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Diego Andrés Peñaranda Correa
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Descripción
El proyecto Modelo Nacional de Riesgo Sísmico (MNRS) busca caracterizar estructuralmente las edificaciones de carácter residencial, considerando sus particularidades regionales y constructivas. La estimación de las consecuencias de futuros sismos es fundamental para la planificación del desarrollo territorial y la gestión del riesgo, incluyendo la evaluación y refuerzo de infraestructura residencial. Esta estimación se basa en cuatro modelos interrelacionados:
Modelo de Costos para Edificaciones Residenciales
Este modelo, busca estimar los costos de construcción y reposición de edificaciones residenciales en Colombia. Para capturar la variabilidad regional en los precios, el modelo divide el país en 10 regiones y utiliza datos de presupuestos de obra del DANE, SECOP y ConstruData. A partir de esta información, se aplica un modelo de regresión multivariable para estimar el Costo de Construcción por metro cuadrado (CCM2) y el Costo de Reposición (CR), diferenciando por tipología de vivienda y municipio.
Modelo Nacional de Exposición de Edificaciones
Este modelo tiene como finalidad identificar y caracterizar las edificaciones existentes en el país, y la población que las habita, con el fin de evaluar su exposición frente a amenazas sísmicas. Para ello, se integran datos provenientes de censos, catastros y licencias de construcción. Las edificaciones son clasificadas de acuerdo con tipologías estructurales específicas, tomando en particularidades regionales. Asimismo, se emplean herramientas digitales como GIS, Google Street View y plataformas especializadas desarrolladas en el marco del proyecto para la recolección y verificación de datos.
Fragilidad y Vulnerabilidad Sísmica
En esta fase del proyecto, se establecen arquetipos que representan las viviendas típicas construidas en mampostería no reforzada y reforzada. A partir de estos arquetipos, se desarrollan funciones analíticas que permiten estimar la fragilidad y vulnerabilidad sísmica de las edificaciones, es decir, la probabilidad de daño ante diferentes niveles de intensidad sísmica. Para ello, se emplean análisis no lineales cronológicos que permiten simular el comportamiento estructural bajo eventos sísmicos de diversas magnitudes. Además, se definen criterios específicos de daño para cada tipología constructiva, ajustados a las características particulares de las regiones del país.
Evaluación del Riesgo Sísmico
Por último, para le evaluación del riesgo sísmico se integran de tres componentes fundamentales: amenaza, exposición y vulnerabilidad sísmica. Esto se realizó mediante simulaciones estocásticas y deterministas utilizando OpenQuake, el cual permite cuantificar de manera precisa los niveles de riesgo. A través de estos análisis, se generan mapas de intensidad sísmica, estimaciones de pérdidas anuales esperadas y proyecciones de consecuencias humanas en caso de terremotos. Esta información es clave para la toma de decisiones en gestión del riesgo y planificación urbana en el país.
Objetivo
Desarrollar un conjunto de herramientas técnicas integradas dentro del Modelo Nacional de Riesgo Sísmico (MNRS) para:
- Evaluar el riesgo sísmico en Colombia.
- Estimar pérdidas económicas y humanas.
Proveer insumos confiables para la toma de decisiones en gestión del riesgo.
Problema
La investigación aborda un conjunto de desafíos críticos en la gestión del riesgo sísmico en Colombia, derivados de la falta de herramientas integradas y adaptadas al contexto nacional. En primer lugar, se identificó la ausencia de modelos estandarizados para estimar los costos de construcción y reposición habitacional, lo cual dificultaba la planeación efectiva de intervenciones post-desastre y políticas de reconstrucción. Asimismo, existía una notoria carencia de información homogénea y actualizada sobre la exposición estructural de las edificaciones a nivel nacional, limitando la capacidad de caracterizar adecuadamente el entorno construido. Otro aspecto clave fue la inexistencia de funciones de fragilidad y vulnerabilidad sísmica desarrolladas específicamente para las tipologías constructivas más comunes en el país, como la mampostería informal y reforzada, lo que dificultaba la estimación los impactos potenciales de los terremotos. Finalmente, los modelos de riesgo sísmico previos presentaban inconsistencias significativas al no integrar de manera coherente la amenaza, exposición y vulnerabilidad, resultando en una posible representación errónea del riesgo real. Esta investigación surge, por tanto, como una respuesta a estas brechas, con el objetivo de construir un modelo integral, coherente y basado en evidencia real en el contexto nacional.
Solución
En respuesta a la problemática descrita, se diseñó e implementó una solución que incluye los siguientes pasos:
- Crear un modelo nacional de costos de construcción y reposición por tipología estructural y región.
- Establecer una metodología técnica y estandarizada para caracterizar y estimar la exposición de edificaciones a nivel nacional.
- Desarrollar funciones de fragilidad y vulnerabilidad sísmica específicas para Colombia.
- Integrar todos los componentes en un modelo unificado de riesgo sísmico que permita:
- Estimar pérdidas económicas (ej. $1,24 billones COP/año para Bogotá).
- Estimar consecuencias humanas (ej. 98 muertes/año).
- Planificar intervenciones priorizadas por zona y tipología de edificación.
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