Evaluación de desempeño sísmico de estanques elevados de hormigón armado en Chile

Abstract

Los estanques elevados de hormigón armado son estructuras críticas para la sociedad debido a su función de almacenamiento y distribución de agua. Su desempeño ante eventos sísmicos es fundamental para evitar colapsos que afecten la infraestructura y la comunidad. Este estudio tiene como objetivo evaluar el desempeño sísmico de dos estanques típicos del país, Cartagena y Rancagua, ubicados en zonas de alta actividad sísmica en Chile. Para ello, se ha elaborado modelos estructurales de elementos finitos, en los cuales el pedestal se ha modelado con elementos tipo shell, mientras que la copa del estanque ha sido representada mediante un sistema de pilares rígidos y flexibles que simulan las masas impulsiva y convectiva del fluido almacenado. En primer término se realizó, un análisis estático incremental no lineal (pushover), que permitió identificar los puntos críticos de fluencia y los posibles mecanismos de colapso de las estructuras bajo cargas laterales crecientes. Luego, se llevó a cabo un análisis dinámico tiempo-historia no lineal, utilizando como solicitación varios registros de sismos chilenos, cuyos resultados mostraron que ambos estanques incursionan levemente en el rango no lineal en el caso más crítico. Utilizando la metodología de análisis dinámico incremental (IDA), se obtuvo los factores de amplificación de los registros para generar el colapso de las estructuras. Finalmente, se evaluó el desempeño sísmico de los estanques a través del Margen de Colapso (CMR) y el Margen Ajustado de Colapso (ACMR) de la metodología FEMA P695 (FEMA, 2009), ajustados por la incertidumbre en los parámetros del modelo. Estos resultados permitieron determinar que las estructuras cumplen con los estándares de seguridad sísmica requeridos, asegurando su estabilidad durante eventos sísmicos severos.