Este trabajo explora la normativa internacional referida a la instrumentación sísmica de edificios y la aplicación de un sistema de procesamiento de señales sísmicas registradas en edificios instrumentados bajo la normativa de instrumentación sísmica peruana. Las normativas revisadas pertenecen a Colombia, Venezuela, Chile, Costa Rica, Turquía, Estados Unidos y Filipinas. Esta recopilación se presenta en cuadros informativos con las principales disposiciones de cada capítulo de instrumentación. Asimismo, se incluye una comparación entre las estipulaciones de una de las normativas estudiadas versus las disposiciones sugeridas por las principales guías internacionales de monitoreo sísmico de edificaciones. Finalmente, se sugieren aspectos normativos a incluir en el capítulo de instrumentación sísmica peruana propuestos en base a la información estudiada. Por otra parte, se revisan los conceptos básicos de señales sísmicas y su procesamiento. Luego, se presentan los conceptos y especificaciones técnicas de estaciones sísmicas y acelerómetros. Después, se realiza el estudio de los métodos numéricos usados para el cálculo de la respuesta dinámica de modelos de un grado de libertad y la construcción de espectros de respuesta de desplazamiento, velocidad y aceleración. Finalmente, se desarrolla un programa en LabVIEW para la construcción de espectros de respuesta y la creación de reportes automáticos con la información obtenida del evento sísmico registrado en una edificación instrumentada.

En los albores de la humanidad, los movimientos telúricos tuvieron especial atención al ser incomprendidos e, incluso, interpretados como castigo divino. Con el paso del tiempo, científicos se han dedicado a la detección y ubicación de los sismos. Eventualmente, las causas de los mismos pasaron a ser de mayor interés, debido a que, al entender las causas, comportamientos y su relación con otros fenómenos de los sismos, se espera definir métodos de predecirlos eventualmente. Los precursores son fenómenos de naturaleza electromagnética, que ocurren antes de los sismos debido a la presión ejercida por las placas terrestres entre sí. Estos han llegado a ser importantes objetos de estudio en la investigación de métodos para la predicción de sismos como lo es en el caso del Instituto de Radioastronomía de la Pontificia Universidad Católica del Perú (INRAS-PUCP) que actualmente se encuentra investigando la Física de la generación de señales electromagnéticas en la litósfera y desarrollando un sistema de predicción basado en ciertos tipos de precursores electromagnéticos. La razón de ser de la presente tesis surgió a la necesidad del INRAS de instalar un medidor de desplazamiento, caso diferente a los magnetómetros normalmente usados, para investigar y confirmar si alguna relación existe entre desplazamientos de muy baja frecuencia y la aparición de pulsos electromagnéticos precursores de sismos. El desarrollar esta estación remota es una oportunidad para poner en práctica el control de sistemas remotos, diseño de sistemas reguladores de temperatura y manejo energético. Por otro lado, al acomodarse de manera adecuada en los proyectos del INRAS, se hace un aporte en un proyecto mucho mayor el cual pretende, como objetivo final, salvar vidas y minimizar desastres tan impredecibles como lo son los sismos. La presente tesis tiene por objetivo el diseño de una estación remota para el alojamiento y adquisición de datos de un medidor de desplazamiento sísmico, además la transmisión de dichos datos a distancia. Para ello el presente documento se organiza en cuatro capítulos. En el primer capítulo se presenta la problemática donde se menciona la razón de ser del proyecto, los objetivos principales, específicos y el estado de arte actual, además de una breve introducción teórica a la sismología. El segundo capítulo trata acerca del entorno en el cual se desplegará el proyecto, las propuestas de solución inicialmente concebidas y los requerimientos del sistema. El tercer capítulo se presentan las propuestas iniciales que se diseñaron y luego el diseño definitivo en el cual se habrá de basar la estación, así como una comparación cualitativa y cuantitativa con, las antes mencionadas, propuestas iniciales. En el cuarto capítulo se desarrolla de diseño del sistema mecatrónico en sí, en el que se incluyen los subsistemas que componen el proyecto, los componentes electrónicos y mecánicos, los diversos cálculos requeridos para el dimensionamiento de los componentes internos, la programación requerida para los algoritmos de control y los diversos costos del proyecto. Finalmente, se presentan las diversas conclusiones a las que se llegó durante el desarrollo del proyecto.

El presente trabajo abarca el proceso de diseño del sistema de uno de los proyectos del Instituto de Radioastronomía (INRAS), denominado Perú-Magneto. Este proyecto consiste en una red de estaciones que detectan señales electromagnéticas en el subsuelo para conocer más sobre la Física y Geofísica del movimiento tectónico de placas en la corteza terrestre y poder detectar señales antecesoras a los sismos. Se tomaron en cuenta los criterios del funcionamiento de las estaciones de magnetómetros que actualmente se encuentran instalados. Con los criterios y con ayuda de herramientas se logró establecer las ubicaciones de 55 estaciones adicionales a las 10 que se tienen hoy en día. Luego del establecimiento de ubicaciones, el acceso, sus condiciones electromagnéticas, análisis de las condiciones de comunicación y transmisión de datos, se procedió a diseñar el plan de instalación y el plan logístico en la instalación de la Red. Por último, como resultados se detallarán todos los costos del proyecto y los planes de instalación y mantenimiento.

El presente estudio tiene como objetivos diseñar un modelo multivariado para identificar los factores determinantes que explican el número de damnificados por causa de un terremoto en la región de Lima y Callao; asimismo, formular y resolver un modelo de programación lineal entera para la distribución de bienes de ayuda humanitaria. El primer capítulo corresponde al marco teórico que incluye los conceptos y terminología de la gestión de desastres. Además, presenta un estudio detallado de los diferentes tipos de vulnerabilidad física y social, y la relación que guardan con las posibles pérdidas materiales y humanas causadas por desastres naturales. En el segundo capítulo se realiza una revisión del estado del arte sobre modelos econométricos que exponen las determinantes de naturaleza geológica y socioeconómica de la cantidad de damnificados provocados por un sismo. A partir de esta revisión se plantea el modelo para el caso de Perú y se discuten los resultados. El tercer capítulo presenta la situación actual de la región en la que se enfoca el estudio y el sistema de gestión de desastres de su jurisdicción. Se determina la problemática general en la región de Lima y Callao y se encuentran las oportunidades de mejora a nivel de logística de bienes de ayuda humanitaria así como en la ejecución del plan de respuesta ante una situación de emergencia. En el cuarto capítulo se formula un modelo de programación lineal entera para ruteo de vehículos con ventanas de tiempo para determinar el plan de distribución de los bienes de ayuda humanitaria, tomando en cuenta las restricciones de la situación actual. Con dicho modelo, se determina la cantidad de vehículos necesarios y las rutas de despacho para atender a los afectados luego de ocurrido un terremoto. El quinto capítulo contiene la discusión y evaluación de las propuestas de mejora para la distribución de ayuda humanitaria en la región del Callao desde el almacén nacional del INDECI, a partir de los resultados del modelo de ruteo de vehículos. Por último, se contrastan los resultados de los escenarios analizados en términos de costos y medidas de respuesta en el ámbito de la logística humanitaria.

El presente trabajo tiene como finalidad proponer una solución a los problemas que podría sufrir la población con respecto al tema del agua frente a situaciones donde la red de agua está bloqueada o no se presente. Además, el objetivo es presentar un mecanismo, un sistema mecatrónico, cuyo peso y tamaño le permitan al usuario transportarlo por medio de su propia fuerza. Adicionalmente, este trabajo incluye los elementos necesarios para poder implementar dicho mecanismo; así como la documentación pertinente. El sistema mecatrónico planteado tiene como función el de potabilizar el agua; es decir, asegurar que la acidez esté en los límites permisibles y no presente bacterias que pongan en riesgo a la salud. Además, el sistema puede generar su propia energía y almacenarla para un uso posterior sin la necesidad de limitarse a una red de energía eléctrica.

La presente investigación parte de analizar el peligro sísmico de Perú por pertenecer al Cinturón de Fuego del Pacífico y cómo esto afecta la vulnerabilidad de la sociedad. Se presentan los planes de emergencia con los que cuenta el Estado comparándolos con las normas propuestas por el Proyecto Esfera, haciendo énfasis en la norma correspondiente a la distribución de ayuda humanitaria no alimentaria. Por ello se propone un modelo con fundamento científico que busque optimizar las rutas de distribución en menos de 72 horas, plazo máximo definido por INDECI. Se presenta un escenario crítico de un terremoto de magnitud 8,0 Mw con epicentro frente a Lima, ante el cual se busca realizar la distribución de ayuda humanitaria no alimentaria a 1 795 735 damnificados en Lima Metropolitana y Callao. Se trabaja bajo el supuesto que se cuenta con 22 almacenes los cuales abastecerán a 42 subestaciones propuestas. Cada subestación distribuirá los bienes a 50 nodos ubicados en parques aledaños. La población damnificada deberá acercarse al parque seleccionado para recibir tres kits de bienes de ayuda. El modelo que mejor se ajusta a este escenario es un VRPTW; sin embargo, presenta limitaciones del software ya que el modelo es calificado como NP-hard debido a su complejidad computacional. Para superar esto se evalúan tres heurísticas clásicas: el algoritmo de ahorros, el método en dos fases y el algoritmo del vecino más cercano. La heurística seleccionada es el método en dos fases: asignando primero los nodos en grupos, usando el algoritmo de barrido, y luego determinar la ruta con ayuda de un modelo TSP. Luego de realizar la heurística a cada una de las 42 subestaciones, se concluye que sí se llega a cumplir con la norma de 72 horas realizando un recorrido total de 70 800 kilómetros. Adicionalmente, se presentan escenarios evaluando una menor cantidad de vehículos en las subestaciones que presenten holguras de tiempo.

El Perú se encuentra ubicado en la zona del Círculo de Fuego del Pacífico, el cual bordea el océano Pacífico y presenta el 75% de la actividad sísmica del planeta. Esto supone una sobre exposición del país a la alta probabilidad de movimientos telúricos severos dentro de nuestro territorio. El país se ha visto afectado por una numerosa cantidad de sismos de gran magnitud, entre los cuales figura el Terremoto de Pisco de 2007. Los problemas observados en la respuesta a este desastre conllevaron a realizar un análisis profundo sobre la preparación de la respuesta a nivel nacional regional. La tesis se nutre de publicaciones realizadas desde que ocurrió el sismo, para definir el contexto y las razones por las cuales la respuesta fue ineficiente. El sismo de Pisco en 2007 generó los dos mayores cambios en la respuesta humanitaria nacional existentes en el contexto actual: la creación de RHN en 2008 y la formulación de la Ley SINAGERD en 2011. La Ley SINAGERD ha representado un cambio beneficioso al enfocarse en una gestión de procesos integrales que buscan fortalecer la cadena de valor desde que se estima el riesgo existente hasta se termina por rehabilitar la zona y población afectadas por emergencias. Sin embargo, su implementación ha tenido una serie de deficiencias que son analizadas a lo largo de la tesis, utilizando como caso de estudio a la Municipalidad Metropolitana de Lima. Asimismo, se realiza un análisis de los avances de la Red Humanitaria Nacional y su importancia en la coordinación de los Actores Humanitarios no estatales. La tesis se enfoca en los Espacios de Coordinación existentes para el fortalecimiento de la preparación de la respuesta a desastres de gran magnitud. El estudio de estos Espacios de Coordinación consiste en un análisis de los mecanismos institucionales a nivel normativo y estructural; los protocolos de acción emitidos por la Red Humanitaria Nacional y la Municipalidad Metropolitana de Lima para estandarizar la respuesta; las recursos de contingencia existentes a todo nivel; y la capacidad para gestionar la información relevante para la atención del desastre.

Los fenómenos pre-sísmicos es un tema de investigación ampliamente abordado por la comunidad científica durante las últimas décadas. En el Perú las investigaciones en este tipo de fenómenos se encuentran a la vanguardia, a través del Proyecto Perú-Magneto desarrollado en el Instituto de Radioastronomía de la Pontificia Universidad Católica del Perú. En la actualidad el proyecto cuenta con una red de diez sensores, siendo la meta en el corto plazo la expansión de la red, instalando nuevos sensores que estarán ubicados a lo largo de toda la costa del Perú. Esto permitirá obtener una amplia base de datos, y analizar de forma continua y a tiempo real los fenómenos ocurridos en la costa. Esto representa un reto en cuanto las etapas de planeamiento, despliegue e instalación, mantenimiento, tratamiento y análisis de los datos. Para afrontar este reto, en esta tesis se presenta un algoritmo que permita identificar las posibles zonas de instalación de los magnetómetros minimizando el costo fijo que representa la conexión a internet móvil de cada uno de estos sensores teniendo en cuenta restricciones como la influencia de ruido mecánico y eléctrico. Por otro lado, el algoritmo también será utilizado para plantear zonas de instalación que, esta vez escogidas por el criterio de un usuario, favorezcan la investigación científica al colocar los sensores que utiliza el proyecto a menor distancia unos de otros. Finalmente, se hará una propuesta de planeamiento para el proyecto utilizando técnicas de Planeamiento Adaptativo, específicamente el Incrementalismo Articulado y se hará una evaluación económica de la expansión de la red de magnetómetros. / Tesis

Debido a la ubicación geográfica de Perú existe el peligro sísmico de la ocurrencia de un terremoto de gran magnitud en la ciudad capital. La sociedad se encuentra vulnerable por los siguientes motivos: infraestructura de las viviendas, pocos almacenes adelantados de ayuda humanitaria, insuficiencia de bienes de ayuda humanitaria, y la falta de plan de distribución de estos bienes. Los bienes de ayuda humanitaria deberán ser entregados de manera gratuita dentro de las primeras 72 horas luego de ocurrido el sismo; sin embargo, en la práctica observamos que el tiempo de respuesta es mucho mayor. Por este motivo se presenta una propuesta de la cantidad y ubicación de almacenes de ayuda humanitaria en Lima Metropolitana y Callao, así como un plan de distribución de estos bienes a la población damnificada ante un escenario crítico de terremoto con epicentro frente a Lima. El problema se divide en dos fases: antes y después del sismo. La primera es para determinar la cantidad y ubicación de almacenes fijos, así como el clúster que atienda; y la segunda fase es calcular la cantidad, ubicación y plan de ruteo para el abastecimiento de los almacenes temporales con base en información recopilada luego de ocurrido el sismo. El resultado obtenido es una mayor cobertura, mayor dinamismo y menor tiempo de respuesta frente a un escenario con los planes vigentes. Se simuló un escenario para ejecutar la metodología propuesta y se calcularon 9 clústeres en Lima Metropolitana y Callao con un almacén fijo en cada uno de ellos, y un total de 161 almacenes temporales dispersos por el territorio mencionado. / Tesis

Se propone una técnica dual de reparación y reforzamiento para proteger las construcciones patrimoniales de adobe frente al efecto destructivo de los terremotos. La técnica consiste en la reparación de las grietas sísmicas mediante inyección de barro líquido, combinada con el reforzamiento de los muros con mallas formadas por cuerdas sintéticas (drizas). Para comprobar la efectividad de esta técnica, se efectuaron ensayos de simulación sísmica en el Laboratorio de Estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Se construyó un espécimen modelo de cuatro muros de adobe a escala natural que se ensayó en el simulador sísmico hasta generar grietas en los muros. Las grietas resultantes fueron reparadas mediante la inyección de barro líquido para intentar restituir la resistencia original de la estructura. Luego, los muros del modelo fueron reforzados con drizas. Después del periodo de secado, el modelo fue ensayado nuevamente en el simulador sísmico. El comportamiento del modelo ante movimientos de gran intensidad fue satisfactorio: se mantuvo la integridad estructural ante la excitación sísmica simulada, de gran severidad, y se evitó el colapso parcial de los muros. Para entender el comportamiento de las drizas en los muros del modelo reforzado, se estudió un procedimiento de análisis de movimiento de bloque rígido sometido a fuerzas de excitación sísmica y de interacción de drizas. Finalmente, se presenta un análisis preliminar para calcular las fuerzas en las drizas. Estos resultados permitirán desarrollar un método de diseño de la malla de drizas. Esta publicación consta de dos artículos publicados en conferencias internacionales. En ellos se compila la técnica propuesta y ensayada tal como se menciona en los párrafos superiores. El primer artículo se presentó en Turquía en setiembre de 2013 y el segundo se publicará en la ciudad de México en octubre de 2014. / Tesis