Este documento presenta los resultados de un estudio sobre leyes de atenuación de aceleraciones espectrales para sismos peruanos. Se utilizó un funcional de Joyner-Boore para modelar la atenuación basada en una base de datos de 65 sismos registrados en Perú con magnitudes mayores a 4.0. Los resultados incluyen valores esperados a posteriori para la atenuación de sismos en la interfase de subducción, la zona sur de la interfase y sismos intraplaca.

1. 1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
LEYES DE ATENUACIÓN DE ACELERACIONES
ESPECTRALES PARA SISMOS PERUANOS
Expositor: Jorge Antonio Chávez Obregón, Ing.
Asesor: Jorge E. Alva Hurtado, Dr. Ing.
Co-asesores: Mario Ordaz Schroeder, Dr. Ing.
Zenón Aguilar Bardales, Dr. Ing.
Fernando Lázares La Rosa, Msc. Ing.
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
1
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
2
LEYES DE ATENUACIÓN
* CONCEPTO
* METODOLOGÍA
* BASE DE DATOS
* RESULTADOS DE LA MODELACION
* COMPARACIÓN Y POSIBLES ESCENARIOS
* CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

2. 2
Expresiones matemáticas que relacionan la magnitud,
posición relativa fuente-sitio y la intensidad
(Aceleración, velocidad, desplazamiento, etc) .
3
CONCEPTO
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
TEORÍA DE VIBRACIONES
TEORÍA DE VIBRACIONES
4
METODOLOGÍA
MODELO OMEGA
CUADRADO
MODELO OMEGA
CUADRADO
ALEATORIAS
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
ALEATORIAS
COEFICIENTES A
PRIORI DEL
FUNCIONAL
COEFICIENTES A
PRIORI DEL
FUNCIONAL
ESTADISTICA
BAYESIANA
ESTADISTICA
BAYESIANA
COEFICIENTES A
POSTERIORI
DEL FUNCIONAL
COEFICIENTES A
POSTERIORI
DEL FUNCIONAL
FIN

3. 3
lnSa(T)=α1(T)+ α2(T)(Mw-6)+ α3(T)(Mw-6)2+α4(T)lnR+α5(T)R+lnε(T)
5
METODOLOGÍA
FFUUNNCCIIOONNAALL ((JJooyynneerryy BBoooorree,, 11998888))
ATENUACIÓN
ATENUACIÓN
POR
TRAYECTORIA
ATENUACIÓN
GEOMÉTRICA
TAMAÑO DEL SISMO
Y
EFECTOS DE SITIO
MAGNITUD
COMO
PARÁBOLAS
ACELERACIÓN
ESPECTRAL
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
POR
TRAYECTORIA
ATENUACIÓN
GEOMÉTRICA
TAMAÑO DEL SISMO
Y
EFECTOS DE SITIO
MAGNITUD
COMO
PARÁBOLAS
ACELERACIÓN
ESPECTRAL
EErrrororr
Mw = MAGNITUD DE MOMENTO SÍSMICO
R= DISTANCIA HIPOCENTRAL (KM)
T= PERIODO DEL SISTEMA DE UN GRADO DE LIBERTAD (s)
6
METODOLOGÍA
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
LEYES
DE
ATENUACIÓN

4. 4
7
BASE DE DATOS
RED
ACELEROGRÁFICA
DEL CISMID
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
FFOORRMMAATTOO DDEE AARRCCHHIIVVOO EESSTTÁÁNNDDAARR DDEE AACCEELLEERRAACCIIÓÓNN
8
BASE DE DATOS
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

5. 5
GEOMETRÍA DE LA SUBDUCCIÓN DE LA PLACA OCEANICA BAJO LA CONTINENTAL
9
BASE DE DATOS
MMEECCAANNIISSMMOO DDEE SSUUBBDDUUCCCCIIÓÓNN
(MATTAUER, 1989)
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
10
BASE DE DATOS
MAPA DE
UBICACIÓN DE
65 SISMOS CON
Mw ≥ 4.0
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
CISMID
MAPA DE UBICACIÓN DE 65 SISMOS
(Mw > 4.0)
(CHÁVEZ - ALVA - 2006)
LEYENDA
FIGURA 5 2: MAPA DE UBICACIÓN DE 65 SISMOS REGISTRADOS EN EL PERÚ CON MAGNITUD DE MOMENTO SÍSMICO Mw >4 0
Sismos
Interface 34
Intraplaca 25
Cortical 6
Total 65
Cantidad
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

6. 6
11
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
VVAALLOORREESS E ESSPPEERRAADDOOSS A A P POOSSTTEERRIOIORRI I– –ININTTEERRFFAACCEE
0.45
0.35
0.25
0.15
0.05
-0.05
0.00
-0.25
-0.50
-0.75
0.010
0.005
0.000
-0.005
1.30
1.20
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T( s)
α
E-W
N-S
MG
2.00
1.75
1.50
1.25
1.00
0.75
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.15
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-1.00
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.010
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
σ
E-W
N-S
MG
12
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
VVAALLOORREESS E ESSPPEERRAADDOOSS A A P POOSSTTEERRIOIORRI I– –ININTTEERRFFAACCEE - -LLIMIMAA
0.45
0.35
0.25
0.15
α
0.05
-0.05
T(s) E-W
N-S
MG
0.00
-0.25
-0.50
-0.75
0.010
0.005
0.000
-0.005
1.30
1.20
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T( s)
α
E-W
N-S
MG
2.00
1.75
1.50
1.25
1.00
0.75
0.50
0.25
0.00
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.15
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
-1.00
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.010
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
σ
E-W
N-S
MG

7. 7
VVAALLOORREESS E ESSPPEERRAADDOOSS A A P POOSSTTEERRIOIORRI I– –ININTTEERRFFAACCEE – –ZZOONNAA S SUURR
13
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
0.45
0.35
0.25
0.15
0.05
-0.05
0.00
-0.25
-0.50
-0.75
0.015
0.010
0.005
0.000
-0.005
1.30
1.20
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T( s)
α
E-W
N-S
MG
2.00
1.75
1.50
1.25
1.00
0.75
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.15
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-1.00
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.010
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
σ
E-W
N-S
MG
14
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
VVAALLOORREESS E ESSPPEERRAADDOOSS A A P POOSSTTEERRIOIORRI I– –ININTTRRAAPPLLAACCAA
0.45
0.35
0.25
0.15
α
0.05
-0.05
T(s) E-W
N-S
MG
0.00
-0.25
-0.50
-0.75
0.010
0.005
0.000
-0.005
1.30
1.20
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T( s)
α
E-W
N-S
MG
2.00
1.75
1.50
1.25
1.00
0.75
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.15
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
-1.00
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.010
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
σ
E-W
N-S
MG

8. 8
VVAALLOORREESS E ESSPPEERRAADDOOSS A A P POOSSTTEERRIOIORRI I– –ININTTRRAAPPLLAACCAA - -LLIMIMAA
15
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
0.45
0.35
0.25
0.15
0.05
-0.05
0.00
-0.25
-0.50
-0.75
0.010
0.005
0.000
-0.005
1.30
1.20
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
9.0
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T( s)
α
E-W
N-S
MG
2.00
1.75
1.50
1.25
1.00
0.75
0.50
0.25
0.00
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.15
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-1.00
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.010
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
σ
E-W
N-S
MG
VVAALLOORREESS E ESSPPEERRAADDOOSS A A P POOSSTTEERRIOIORRI I– –ININTTRRAAPPLLAACCAA – –ZZOONNAA S SUURR
16
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
0.45
0.35
0.25
0.15
0.05
-0.05
0.00
-0.25
-0.50
-0.75
0.010
0.005
0.000
-0.005
1.30
1.20
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
0.60
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T( s)
α
E-W
N-S
MG
2.00
1.75
1.50
1.25
1.00
0.75
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.15
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-1.00
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
-0.010
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
α
E-W
N-S
MG
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
T(s)
σ
E-W
N-S
MG

9. 9
17
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
EESSPPEECCTTRROOSS D DEE R REESSPPUUEESSTTAA – –SSISISMMOOSS D DEE I NINTTEERRFFAACCEE
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
EESSPPEECCTTRROOSS D DEE R REESSPPUUEESSTTAA – –SSISISMMOOSS D DEE I NINTTEERRFFAACCEE - -LLIMIMAA
18
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

10. 10
EESSPPEECCTTRROOSS D DEE R REESSPPUUEESSTTAA – –SSISISMMOOSS D DEE I NINTTEERRFFAACCEE - -SSUURR
19
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
20
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
EESSPPEECCTTRROOSS D DEE R REESSPPUUEESSTTAA – –SSISISMMOOSS D DEE I NINTTRRAAPPLLAACCAA
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

11. 11
EESSPPEECCTTRROOSS D DEE R REESSPPUUEESSTTAA – –SSISISMMOOSS D DEE I NINTTRRAAPPLLAACCAA - -LLIMIMAA
21
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
EESSPPEECCTTRROOSS D DEE R REESSPPUUEESSTTAA – –SSISISMMOOSS D DEE I NINTTRRAAPPLLAACCAA - -SSUURR
22
RESULTADOS DE LA MODELACIÓN
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

12. 12
23
COMPARACIÓN
EESSPPEECCTTRROOSS D DEE R REESSPPUUEESSTTAA – –SSISISMMOOSS D DEE I NINTTEERRFFAACCEE
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
24
COMPARACIÓN
EESSPPEECCTTRROOSS D DEE R REESSPPUUEESSTTAA – –SSISISMMOOSS D DEE I NINTTRRAAPPLLAACCAA
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

13. 13
25
POSIBLES ESCENARIOS
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
™Las relaciones de atenuación para aceleraciones espectrales
obtenidas en esta investigación, mediante la técnica de regresión
lineal bayesiana, presentan resultados muy aceptables y
demuestran que las leyes aquí determinadas tienen un mejor
comportamiento en comparación al modelo propuesto por
Youngs et al.
26
CONCLUSIONES
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

14. 14
™Para el cálculo del peligro sísmico en el Perú y espectros de
peligro uniforme, se recomienda utilizar los coeficientes a
posteriori correspondiente a la media geométrica, por ser una
estimación intermedia y no tan conservadora como usar la
ordenada máxima de las componentes horizontales.
27
CONCLUSIONES
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
™Las leyes de atenuación propuestas, predicen adecuadamente
los niveles de aceleración espectral registrados para sismos de
interface e intraplaca, obteniéndose resultados estadísticamente
aceptables con valores de desviación estándar promedio de 0.76
para sismos de interface y de 0.65 para sismos de intraplaca.
28
CONCLUSIONES
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

15. 15
™Los resultados muestran que, para sismos de interface de poca
profundidad y con magnitud Mw=8.5, pueden presentarse
aceleraciones máximas en la base de hasta 0.81 veces la
aceleración de la gravedad, generando aceleraciones espectrales
de hasta dos veces la aceleración de la gravedad, para periodos
en el intervalo de 0.12s a 0.21s.
29
CONCLUSIONES
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
™Sin la libre disposición de registros de movimientos fuertes
obtenidos por la red acelerográfica del CISMID, no hubiera sido
posible la presente tesis de investigación.
™Los resultados obtenidos en la presente tesis son una primera
aproximación estadísticamente aceptable, por lo tanto, con el
aumento muy probable de registros de movimientos fuertes, y un
mejor conocimiento del mecanismo focal de los sismos, se
deberá ir actualizando las leyes de atenuación espectral
propuestas en la presente investigación.
30
CONCLUSIONES
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

16. 16
™Homogenizar y mantener actualizados y revisados los
catálogos sísmicos.
™Continuar con la implementación de la red acelerográfica del
CISMID, mediante la instalación de un mayor número de equipos
triaxiales de movimientos (Etna o similares), y mantener
actualizada la web del CISMID con la finalidad de continuar las
investigaciones en este campo de la ingeniería sísmica.
31
RECOMENDACIONES
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID
™Actualizar los parámetros de sismicidad local utilizando
técnicas bayesianas.
™Calculo del Peligro Sísmico con las leyes de atenuación
propuestas, con la finalidad de obtener mapas de
isoaceleraciones espectrales y espectros de peligro uniforme
para el Perú.
32
INVESTIGACIONES FUTURAS
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID

17. 17
33
GRACIAS
POR SU ATENCIÓN
CENTRO DE INVESTIGACIONES SÍSMICAS Y MITIGACIÓN
DE DESASTRES PERÚ-JAPON- CISMID