Análisis del comportamiento estructural de hospitales, con y sin sistema de aislamiento sísmico en la base frente a un evento sísmico, en la zona tipo 3, según norma técnica peruana E-031

Abstract

La presente investigación cuantifica la variación porcentual del comportamiento estructural de un hospital prototipo mediante un análisis comparativo entre un sistema aporticado de base fija y un sistema aporticado con aislamiento sísmico en la base, bajo las condiciones geotécnicas de un perfil de suelo tipo S2 en la Zona Sísmica 3. La problemática identificada en los hospitales de Cajamarca radica en su comportamiento estructural desfavorable ante eventos sísmicos, presentando elevados niveles de aceleración de piso que comprometen los componentes no estructurales y el equipamiento médico crítico, poniendo en riesgo la continuidad operativa durante y tras un evento sísmico. La metodología es de tipo aplicada con nivel descriptivo; los parámetros geotécnicos se obtuvieron de un Estudio de Mecánica de Suelos (EMS) del hospital Simón Bolívar, desarrollándose seis modelos de análisis: Modal Espectral con Base Fija con periodo de retorno de 500 años, Modal Espectral con Base Fija con periodo de retorno de 2500 años, Tiempo Historia con base fija con periodo de retorno de 2500 años, Modal Espectral con Base Aislada con periodo de retorno de 500 años, Modal Espectral con Base Aislada con periodo de retorno de 2,500 años, y Tiempo Historia con Base Aislada con periodo de retorno de 2,500 años; ejecutándose los modelos de Tiempo historia con ocho pares de registros sísmicos reales escalados al espectro objetivo; el sistema de aislamiento basal se modeló con 88 aisladores de núcleo de plomo. Las variables cuantificadas en el análisis comparativo entre el sistema de base fija y el sistema de base aislada fueron la cortante de entrepiso, las derivas de entrepiso y las aceleraciones de piso. Los resultados demuestran que el sistema de aislamiento sísmico varía positivamente el comportamiento estructural en las tres variables evaluadas: la fuerza cortante se reduce hasta en un 90.04%, las aceleraciones de piso se mitigan hasta en un 90.55% y las derivas de entrepiso se controlan hasta en un 93.78%. Estos valores se mantienen dentro de los límites normativos establecidos por la Norma técnica peruana E.030 (2018) y E.031 (2019) en todos los modelos aislados, incluso bajo el Sismo Máximo Considerado de 2,500 años, confirmando que el sistema mantiene la superestructura dentro del rango elástico y garantiza la continuidad operativa de la edificación ante eventos sísmicos severos.