Desarrollo de modelos de falla en componentes del sistema de agua potable

Abstract

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, mención Ingeniería Estructural, Sísmica y Geotécnica. Memoria para optar al título de Ingeniero Civil. En el presente trabajo se desarrolla un estudio de riesgo sísmico para la red de agua potable de la ciudad de Concepción utilizando la velocidad máxima del suelo (PGV) para determinar la tasa de fallas por kilómetro de las tuberías de la red. Para esto se modeló la red de agua potable de Concepción en Epanet y se desarrolló una ecuación de vulnerabilidad propia para la ciudad, utilizando los datos de las fallas ocurridas en la red después de ocurrido el terremoto del año 2010 en el país. Esta ecuación se comparó con tres ecuaciones más utilizando los datos de la American Lifelines Alliance . Con estas cuatro ecuaciones se eligió la que mejor representase los daños ocurridos el 2010 en la ciudad. Además, se desarrollaron dos ecuaciones extras diferenciando los datos según la materialidad de la red, sin embargo, estas ecuaciones resultaron ser no pertinentes para el trabajo debido a una subestimación del daño de la red. Una vez escogida la ecuación se procede a realizar un análisis hidráulico de la red utilizando el módulo de Python WNTR, donde se estudia la probabilidad de falla de las tuberías y las presiones de la red para cada escenario sísmico. Para ampliar el estudio del comportamiento de la red se modelaron 10 escenarios sísmicos y se estudiaron 5 de ellos. Con el fin de realizar una comparación con otros modelos existentes es que se utiliza la ecuación de vulnerabilidad desarrollada por Bellagamba (2019). El análisis de riesgo pudo dar cuenta de que la red empeora su desempeño a medida que aumenta la intensidad del evento sísmico en estudio. Sin embargo, no fue posible realizar un correcto análisis en el estudio de presiones debido a problemas a la hora de modelar la red en Epanet Finalmente, se realizan algunos comentarios y conclusiones donde se entregan recomendaciones para mejorar trabajos futuros en el tema.