Vulnerabilidad sísmica y parámetros estructurales y sismológicos de subestaciones eléctricas aéreas de distribución en el Perú

Abstract

Este estudio tuvo como objetivo evaluar la vulnerabilidad sísmica de postes de concreto armado en subestaciones eléctricas aéreas de distribución (SEAD), incorporando variabilidad en propiedades constitutivas del material: resistencia a la compresión del concreto (f'c) y el esfuerzo de fluencia del acero (fy); y en demanda sísmica: aceleración máxima del suelo (PGA). Con la técnica Monte Carlo se generaron 2000 combinaciones aleatorias, utilizando valores medios de 280 kgf/cm2 y 4200 kgf/cm2 para f’c y fy, con coeficientes de variación del 15% y el 6%, respectivamente. Se utilizaron 100 acelerogramas artificiales espectro-compatibles para modelar la acción sísmica de 20 intensidades diferentes, de 0,05 g a 1,00 g de PGA. Los análisis dinámicos tiempo historia no lineales generaron desplazamientos laterales máximos (δmax) que van desde 0,0295 a 0,2147 m y rotaciones máximas (θmax) de 0,0027 a 0,0193 m/m. Las curvas de fragilidad mostraron cuatro estados límite de daño estructural (ELDE) diferentes. ELDE1 y ELDE2 ocurren entre 0 y 0,10 g, ELDE3 (fluencia) ocurre entre 0,12 y 0,24 g, y ELDE4 (colapso) ocurre entre 0,20 y 0,64 g. El análisis mostró R² bajos, indicando débil relación lineal entre variables. Sin embargo, las pruebas de normalidad confirmaron distribución normal en varios casos. La prueba t de Student evidenció dependencia significativa entre f’c, fy y los indicadores de daño (Dmáx y θmáx), mientras Spearman confirmó correlación significativa entre PGA con Dmáx y θmáx y ELDE. Se recomienda incorporar variables internas, ampliar el rango de PGA y validar modelos simulados con ensayos de laboratorio.