LECCIONES APRENDIDAS DE LOS SISMOS DE MÉXICO – APLICACIONES A BOGOTÁ Ing. EDGAR E. RODRÍGUEZ GRANADOS Profesor Asistente U. Nacional y Catedrático ECI Ingeniería y Georiesgos IGR SAS –GERENTE GENERAL Sociedad Colombiana de Geotecnia - PRESIDENTE

1. LECCIONES APRENDIDAS DE LOS SISMOS
DE MÉXICO – APLICACIONES A BOGOTÁ
Ing. EDGAR E. RODRÍGUEZ GRANADOS
Profesor Asistente U. Nacional y Catedrático ECI
Ingeniería y Georiesgos IGR SAS –GERENTE GENERAL
Sociedad Colombiana de Geotecnia - PRESIDENTE
SOCIEDAD COLOMBIANA DE INGENIEROS

2. 1. PARTICULARIDADES DEL SISMO DE MÉXICO DEL19-09-2017
2. OTROS EVENTOS SÍSMICOS RELACIONADOS CON EFECTOS
LOCALES
3. CARACTERÍSTICAS DE LOS EFECTOS SÍSMICOS LOCALES
4. POSIBLES INCIDENCIAS PARA LAS ESTRUCTURAS DE BOGOTÁ
5. CONCLUSIONES
CONTENIDO

3. 1. PARTICULARIDADES DEL SISMO DE MÉXICO DEL19-09-2017
2. OTROS EVENTOS SÍSMICOS RELACIONADOS CON EFECTOS
LOCALES
3. CARACTERÍSTICAS DE LOS EFECTOS SÍSMICOS LOCALES
4. POSIBLES INCIDENCIAS PARA LAS ESTRUCTURAS DE BOGOTÁ
5. CONCLUSIONES
CONTENIDO

4. • Magnitud de Momento Mw = 7.1
• Aproximadamente a 60 km al suroeste de Puebla, México.
• A 120 km al sureste de la Ciudad de México, México.
• Ubicación del epicentro: Latitud 18.40N , Longitud -98.72W
• Profundidad hipocentral: 57 km
• Mecanismo de falla Normal, cerca del punto de máxima curvatura de la placa de Cocos, que se
subduce bajo la placa de Norte América
Particularidades del Sismo ocurrido el 19 de
Septiembre de 2017, México

5. UBICACIÓN DE ESTACIONES DE ACELERÓMETROS

6. MAPA REGIONAL DE ACELERACIÓN MÁXIMA A NIVEL
DE SUPERFICIE DEL SUELO (PGA)

7. RED LOCAL DE ACELERÓMETROS DE CIUDAD DE MÉXICO D.F.

8. ACELERÓGRAFOS ANALIZADOS (ESTUDIANTES DINÁMICA DE
SUELOS, UNIVERSIDAD NACIONAL)

9. CORRECCIÓN DE SEÑALES (ESTUDIANTES DINÁMICA DE
SUELOS (UNIVERSIDAD NACIONAL)

10. CORRECCIÓN DE SEÑALES (ESTUDIANTES DINÁMICA DE
SUELOS (UNIVERSIDAD NACIONAL)

11. ANÁLISIS DE LAS SEÑALES – ESPECTRO DE RESPUESTA

12. MAPAS DE PERIODO PREDOMINANTE DEL SUELO (s) Y
ACELERACIÓN MÁXIMA EN SUPERFICIE (cm/s2)

13. ZONIFICACIÓN SÍSMICA CDMX

14. ISOPROFUNDIDADES

15. MATERIALES PREDOMINANTES

16. MATERIALES PREDOMINANTES

17. ESPECTROS DE RESPUESTA TÍPICOS

19. ACELERACIONES ESPECTRALES

21. AMPLIFICACIONES Y DAÑOS PREVISTOS PARA EL ESCENARIO
DE FUENTE LEJANA (TIPO 1985)
OJO
Los estudios previos a
2017, NO tenían
previsto un scenario
crítico por sismo de
Intraplaca (Intermedio)
¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡

23. AFECTACIONES

24. AFECTACIONES

25. AFECTACIONES

26. AFECTACIONES

27. AFECTACIONES

28. AFECTACIONES

29. AFECTACIONES

30. AFECTACIONES

31. AFECTACIONES

32. AFECTACIONES

33. AFECTACIONES

34. AFECTACIONES

35. AFECTACIONES
EDIFICACIÓN #19: GALICIA Y NIÑOS HÉROES

36. AFECTACIONES
EDIFICACIÓN #20: PETEN Y ZAPATA

37. AFECTACIONES
EDIFICACIÓN #21: SARATOGA Y EMILIANO ZAPATA

38. AFECTACIONES
EDIFICACIÓN #23: BALSAS Y MIRAVALLE

39. AFECTACIONES
EDIFICACIÓN #27: TLALPLAN Y FOVISSSTE TLALPLAN

40. AFECTACIONES
EDIFICACIÓN #29: PASEO DE LAS GALIAS

41. AFECTACIONES
EDIFICACIÓN #30: RANCHO DE LOS ARCOS 32

42. AFECTACIONES
EDIFICACIÓN #32: LAS BRUJAS Y RANCHO TAMBOREO

43. AFECTACIONES
EDIFICACIÓN #33: DEL PUENTE Y EJIDO HUIPULCO

44. AFECTACIONES
EDIFICACIÓN #37: LÁZARO CARDENAS Y AVENIDA MÉXICO

45. AFECTACIONES

46. 1. PARTICULARIDADES DEL SISMO DE MÉXICO DEL19-09-2017
2. OTROS EVENTOS SÍSMICOS RELACIONADOS CON EFECTOS
LOCALES
3. CARACTERÍSTICAS DE LOS EFECTOS SÍSMICOS LOCALES
4. POSIBLES INCIDENCIAS PARA LAS ESTRUCTURAS DE BOGOTÁ
5. CONCLUSIONES
CONTENIDO

47. SISMO DE MÉXICO 1985 MW= 7.2

48. Resonancia por similitud de periodos en depósitos de arcillas
blandas: Falla por capacidad dinámica de carga de cimentación
profunda en el sismo de México 19-09-1985

49. SISMO DEL QUINDIO 1999, MW= 6.2

50. SISMO DE HAITÍ 2010 MW= 7.0

51. SISMO DE CHILE 2010, Mw = 8.8

52. SISMO DE ECUADOR 2016, Mw = 7.8

53. 1. PARTICULARIDADES DEL SISMO DE MÉXICO DEL19-09-2017
2. OTROS EVENTOS SÍSMICOS RELACIONADOS CON EFECTOS
LOCALES
3. CARACTERÍSTICAS DE LOS EFECTOS SÍSMICOS LOCALES
4. POSIBLES INCIDENCIAS PARA LAS ESTRUCTURAS DE BOGOTÁ
5. CONCLUSIONES
CONTENIDO

54. Involucra la generación del movimiento sísmico, el medio físico de
propagación, las condiciones estratigráficas y topográficas locales y el
mecanismo de interacción dinámica sismo-suelo-estructura (IDSE).

55. ACELERACIÓN MÁXIMA O PICO EN ROCA
NSR10 (TR = 475 años) CCP14 (TR = 975 años)

56. Estudio de Amenaza Sísmica Regional o Nacional
Evaluación de la aceleración horizontal
máxima en superficie
AMax = Aa* Fa
Aa
AS
FA

57. ACELEROGRAMAS
REGISTRADOS EN ROCA
ESPECTRO DE
AMENAZA
UNIFORME
Movimiento de
Respuesta del
Sistema
Estructural
G
h


Scaled Acceleration
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0 10 20 30 40
Time (sec)
Acceleration(g)
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0 10 20 30 40 50
Tiempo (s)
Aceleración(g)

58. Esquema de
Interacción IDSE
Scaled Acceleration
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0 10 20 30 40
Acceleration(g)
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0 10 20 30 40 50
Tiempo (s)
Aceleración(g)
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0 10 20 30 40 50
Tiempo (s)
Aceleración(g)
SUELO
ROCA
Esquema en Campo
Libre
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0 10 20 30 40 50
Tiempo (s)
Aceleración(g)

59. FALLAS Y COLAPSOS POR IRREGULARIDADES EN FORMAS DE
LAS EDIFICACIONES

60. AMPLIFICACIONES POR RESONANCIA
EDIFICIO (TD)
S
D
V
H
T
4

CERCANO - COALINGA
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0 10 20 30 40 50 60 70
Tiempo (s)
Aceleración(g)
INTERMEDIA - DEER CANYON
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0 10 20 30 40 50
Tiempo (s)
Aceleración(g)
LEJANA - MEXICO CUMV
-0.05
-0.04
-0.03
-0.02
-0.01
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0 10 20 30 40 50 60
Tiempo (s)
Aceleración(g)
SISMOS (TE)
SISMO CERCANO SISMO INTERMEDIO SISMO LEJANO
Te1 Te2 Te3
Si: TS  TD  TE
INCREMENTO SEVERO DE
AMPLIFICACIONES POR RESONANCIA
H1
H2
H3
TD1 TD2 TD3
SUBSUELO (TE)

61. METODOLOGÍA PARA ANÁLISIS DE LA RESPUESTA SÍSMICA DEL SUBSUELO Y DISEÑO
ESTRUCTURAL EN OBRAS DE INFRAESTRUCTURA
VALORACIÓN DE LA AMENAZA SÍSMICA
Mapas de Amenaza Sísmica y Fallas Activas
Aceleración máxima en roca, Aa
Periodo de Retorno del Sismo, Tr
ESTUDIOS DE RESPUESTA SÍSMICA LOCAL (ERSL)
1. Tectónica Regional y Local  Fuentes Contribuyentes
2. Determinación de Acelerogramas por Fuente Sísmica
3. Exploración y Caracterización Dinámica del Subsuelo
4. Modelo Geológico-Geotécnico-Estructural y Numérico
5. Análisis de Respuesta Dinámica  ESPECTROS DE RESPUESTA
6. Definición de Parámetros Asociados:
- Incrementos de Esfuerzos de Corte, ∆Ƭc
- Isoaceleraciones Máximas
- Deformaciones por Corte y Deformaciones Permanentes
- Desplazamientos Absolutos y Relativos
- Análisis de Licuación y Ablandamiento Cíclico
ESPECTROS DE RESPUESTA POR
NORMATIVIDAD (NSR10, CCP14, MZS
Ciudades, etc.)
Exploración y Caracterización Geotécnica Directa e
Indirecta
NSPT, Cu, Vs para PERFIL de H = 30M
DEFINIR ESPECTRO DE RESPUESTA PARA
PERFIL DE SUELO: A, B, C, D, E, F
Estudios especiales para Suelo
Tipo F
- Suelos licuables, colapsables, arcillas
sensitivas y de gran espesor con IP>75,
turbas y suelos orgánicos
INFORMACIÓN
PARA EL DISEÑO
SÍSMICO
ESTRUCTURAL

62. 16. SISTEMA PLACA - PILOTES
II CURSO DE EXPLORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO & DISEÑO DE
CIMENTACIONES PROFUNDAS Bogotá D.C. 4, 5 y 6 de Mayo de 2017

63. 16. SISTEMA PLACA - PILOTES
II CURSO DE EXPLORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO & DISEÑO DE
CIMENTACIONES PROFUNDAS Bogotá D.C. 4, 5 y 6 de Mayo de 2017

64. 1. PARTICULARIDADES DEL SISMO DE MÉXICO DEL19-09-2017
2. OTROS EVENTOS SÍSMICOS RELACIONADOS CON EFECTOS
LOCALES
3. CARACTERÍSTICAS DE LOS EFECTOS SÍSMICOS LOCALES
4. POSIBLES INCIDENCIAS PARA LAS ESTRUCTURAS DE BOGOTÁ
5. CONCLUSIONES
CONTENIDO

65. • TRABAJO DE GRADO
• TESIS MAGISTER DE LA ECI EN INGENIERÍA CIVIL (en ejecución): JUAN CARLOS BERROCAL LOPEZ
• DIRECTOR: EDGAR E. RODRÍGUEZ GRANADOS
• TEMA: AMPLIFICACIONES POR INTERACCIÓN SÍSMICA SUELO - ESTRUCTURA EN EDIFICACIONES ALTAS
EN EL NORTE DE BOGOTA.
• ENTIDADES COLABORADORAS:
• IDECA (Infraestructura de Datos Espaciales del Distrito Capital)
• IDIGER (Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático)
• IGAC (Instituto Geográfico Agustín Codazzi)
• SGC (Servicio Geológico Colombiano)
• La Secretaría Distrital de Planeación – Alcaldía Mayor de Bogotá
• ECI (Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito)
• PROGRAMAS UTILIZADOS:
• ArcGIS (Sistema de Información Geográfica)
• PLAXIS 2D
• FLAC3D
POSIBLES ESCENARIOS DE RESONANCIA POR INTERACCIÓN
SISMO-SUELO-ESTRUCTURA EN BOGOTÁ

66. MAPA DE ZONAS GEOTÉCNICAS (FOPAE, 2010)

67. SECTOR SANTA ANA (CERROS HASTA LA CARRERA 15)

68. PERFIL ESTRATIGRÁFICO Y DE TRAMO 4, LÍNEA 1 METRO
CALLE 63 HASTA CALLE 92
Jorge A. Rodríguez, 2014, ASPECTOS GEOTECNICOS DE LA LINEA 1 DEL METRO DE BOGOTA , XIV
CONGRESO COLOMBIANO DE GEOTECNIA IV CONFERENCIA SUDAMERICANA DE INGENIEROS
GEOTÉCNICOS JÓVENES
Calle 63 Calle 92

69. PERFIL ESTRATIGRÁFICO Y DE Vs TRAMO 3 LÍNEA 1 METRO
CALLE 63 HASTA LA CALLE 10 (CARRERA 13)
Jorge A. Rodríguez, 2014, ASPECTOS GEOTECNICOS DE LA LINEA 1 DEL METRO DE BOGOTA , XIV
CONGRESO COLOMBIANO DE GEOTECNIA IV CONFERENCIA SUDAMERICANA DE INGENIEROS
GEOTÉCNICOS JÓVENES

70. MAPAS DE ISOPROFUNDIDADES E ISOPERIODOS DEL
SUBSUELO DE BOGOTÁ
MAPA DE
ISOPROFUNDIDADES
MAPA DE
ISOPERIODOS (Seg)

71. MAPA DE ZONAS DE RESPUESTA SÍSMICA (FOPAE)

72. EVALUACIÓN PRELIMINAR DE POSIBLES EFECTOS DE
RESONANCIA ENTRE SISMO-SUELO-ESTRUCTURA
COMPARACIÓN ENTRE EL PERIODO
NATURAL DE VIBRACIÓN DEL SUBSUELO
Y LOS TIPOS DE EDIFICIOS (NÚMERO DE
PISOS)
TSuelo = 4 H / Vs (Seg)
TEdif = # Pisos / 10 (Seg)
Tsismo = depende del tipo de evento

73. RELACIONES ENTRE PERIODO DE ESTRUCTURAS DE 3 A
12 PISOS Y PERIODOS DEL SUBSUELO DE BOGOTÁ
EVENTO CRÍTICO: CERCANO
Tsismo = 0.2 - 0.4 Seg
Tedif = 0.3 - 0.6 Seg
EVENTO CRÍTICO: INTERMEDIO
Tsismo = 0.5 – 1.0 Seg
Tedif = 0.7 – 1.3 Seg

74. RELACIONES ENTRE PERIODO DE ESTRUCTURAS DE 13
A 30 PISOS Y PERIODOS DEL SUBSUELO DE BOGOTÁ
EVENTO CRÍTICO: LEJANO
Tsismo = 1.5 - 2.5 Seg
Tedif = 1.3 – 1.7 Seg
EVENTO CRÍTICO: LEJANO
Tsismo = 1.5 - 2.5 Seg
Tedif = 1.8 – 3.0 Seg

75. DETALLE DE POSIBLES EFECTOS DE RESONANCIA EN LA
ZONA CENTRAL DE BOGOTÁ

76. DETALLE DE POSIBLES EFECTOS DE RESONANCIA EN LA
ZONA NORTE DE BOGOTÁ

77. USO DE AISLADORES SÍSMICO CON PÉNDULO
DE FRICCIÓN PARA EVITAR LA RESONANCIA

78. PRINCIPIOS FÍSICOS DEL FUNCIONAMIENTO DEL
AISLADOR SÍSMICO
Operación del Péndulo de Fricción
Alargamiento del Periodo
Flexibilidad del aislador
Reducción de fuerza
Incremento del desplazamiento

79. Viaducto El Helicoidal, Colombia

80. Modelo de Tanques de LNG, Peru

81. Alcaldía de Pasadena, California

82. Aeropuerto Internacional de San Francisco
Edificio aislado mas grande del mundo

83. 1. PARTICULARIDADES DEL SISMO DE MÉXICO DEL19-09-2017
2. OTROS EVENTOS SÍSMICOS RELACIONADOS CON EFECTOS
LOCALES
3. CARACTERÍSTICAS DE LOS EFECTOS SÍSMICOS LOCALES
4. POSIBLES INCIDENCIAS PARA LAS ESTRUCTURAS DE BOGOTÁ
5. CONCLUSIONES
CONTENIDO

84. • Las principales enseñanzas de los eventos sísmicos ocurridos en México se relacionan
con la alta vulnerabilidad que aun existe en muchas tipologías estructurales y las
sorpresas que generan los efectos de ISSE.
• Las condiciones locales particulares (períodos fundamentales del evento sísmico,
estratigrafía y topografía del subsuelo, y características estructurales de las
edificaciones) inciden fuertemente en la respuesta sísmica y comportamiento de las
estructuras.
• La combinación de la heterogeneidad de los suelos de Bogotá y de las tipologías
estructurales existentes, propicia la existencia de alta vulnerabilidad sísmica de muchas
edificaciones para cualquiera de los posibles escenarios (sismo cercano, intermedio o
lejano).
• La norma NSR-10 no garantiza un correcto comportamiento sísmico de todas las
estructuras ante efectos sísmicos locales o particulares, especialmente en
construcciones antiguas (antes de normas), edificaciones con sistema placa-pilotes y
edificios muy esbeltos. Deben priorizarse u obligarse la realización de estudios de ISSE
que incluyan los escenarios sísmicos reales que contribuyen a la amenaza en cada
ciudad.
CONCLUSIONES

85. COLABORADORES
• Docente: Edgar E. Rodríguez G., I.C., M. Sc.
• Estudiantes Universidad Nacional de Colombia:
• Cristian Armando Buenaventura Bastidas
• Angélica Marcela Orjuela Garzón
• Guillermo Esneyder Gonzalez Ovalle
• Wrangel Eduardo Guerrero Mendoza
• Laura Daniela Jerez Rodríguez
• David Eduardo León Vanegas
• Erick Julián Mejía Rodríguez
• Lina María Millán Díaz
• Juan Camilo Reyes Ramírez
• César Daniel Flores Galicia
• Rubén Mora Cuellar

86. BIBLIOGRAFÍA
• ÁLVAREZ, C. R. (2017). Efectos de Sitio en la Cd. de México durante el Sismo del 19 de septiembre de 2017. México.
• Jaimes, D. M. (2017). Sismo del 19 de septiembre de 2017 M7.1, Puebla-Morelos. México.
• Nacional, S. S. (25 de septiembre de 2017). Sismo del día 19 de Septiembre de 2017, Puebla-Morelos (M 7.1). México.
• UNAM, G. d. (2017). ¿Qué ocurrió el 19 de Septiembre de 2017 en México? México.
• UNAM, I. d. (2017). Parámetros del Movimiento del Suelo Sismo de Puebla-Morelos (Mw 7.1) 19 de Septiembre de 2017. México.
• GEOTECHNICAL EXTREME EVENTS RECONNAISSANCE- GEER. http://www.geerassociation.org/index.php/component/geer_reports/?view=geerreports&layout=build&id=82
• https://www.gob.mx/proteccion-civil
• https://eldiariony.com/2017/09/20/tiempo-real-conteo-de-victimas-y-danos-por-sismo-en-mexico/
• http://www.animalpolitico.com/2017/09/cdmx-sismo-deja-una-decena-edificios-derrumbados-danos/
• http://www.huffingtonpost.com.mx/2017/09/23/fotos-el-antes-y-despues-de-los-edificios-derrumbados-en-cdmx_a_23220020/