Este documento presenta un estudio de riesgo sísmico en la región de Los Mochis, Sinaloa, México. Determina las aceleraciones en roca para diferentes periodos de retorno y compara esto con los espectros de diseño de normativas locales. Analiza la distribución espacial y temporal de la sismicidad regional y determina parámetros como el número de sismos, magnitudes, y periodos de retorno asociados. Finalmente, compara los espectros de diseño obtenidos en el estudio con los propuestos en normativas como CFE 1993 y C

1. RIESGO SÍSMICO CON FINES DE INGENIERÍA,
CASO DE ESTUDIO: LOS MOCHIS SINALOA,
MÉXICO.
Dr. Héctor E. Rodríguez Lozoya
Humberto Guerrero Rojo
Carlos I. Huerta López, Alfredo Reyes Salazar, Edén Bojórquez Mora
Héctor Enrique Rodríguez Leyva.

2. INTRODUCCIÓN
La sismicidad en la República Mexicana se origina
principalmente en dos regiones: al noroeste y al suroeste, en la
región noroeste los mecanismos de fallas sísmicas son en su
mayoría de tipo lateral derecho mientras que al suroeste son
subducción dominantemente. Los registros de la sismicidad
son de gran utilidad para los estudios de riesgo sísmico los que
a su vez son utilizados en estudios de ingeniería civil. En esta
investigación se estudia el riesgo sísmico regional del estado de
Sinaloa y en específico la región de los Mochis Sinaloa ubicada
en el municipio de Ahome. En esta investigación se determina
la aceleración en roca para distintos periodos de retorno
(Tr=50, 500, 1500 y 2000 años). Lo anterior se compara con las
aceleraciones que se proponen en los espectros de diseño a
través del coeficiente sísmico en las normativas que se aplican
en los proyectos de ingeniería locales.

3. Distribución espacial de la sismicidad regional en la zona de estudio.

4. Relación frecuencia magnitud
Gutemberg y Richter (1944)
Donde ‘N’ es el número de sismos que ocurre en un cierto
periodo de tiempo y ‘M’ la magnitud de dichos sismos, en nuestro
caso especifico la magnitud considerada fue la de onda
superficial (Ms). Los parámetros ‘a’ y ‘b’ son constantes que
representan en general el número de sismos con magnitud mayor
que cero y la proporción de sismos con magnitudes pequeñas y
grandes (Udias,1999), los valores de las constantes mencionadas
dependen del periodo de datos considerados del área, de las
propiedades físicas del medio y son índices del nivel de
sismicidad de la región en estudio.

5. El valor ‘a’ resulto en nuestro análisis es de 5.2 mientras que el de ‘b’ es de
0.69 .
Como el valor de ’a’ varía fuertemente de una región a otra, la
determinación de la variación espacial de ‘a’ se considera como un
importante indicador del riesgo sísmico en lo general. Por otra parte, el
valor de ‘b’ o pendiente de la línea de regresión, indica la relación de
eventos grandes y pequeños. Un valor bajo de ‘b’ puede implicar una
mayor proporción de eventos grandes que un valor alto de ‘b’. Como
el valor de ‘b’ cambia de región a región, la variación espacial de ‘b’
surge como un importante parámetro para evaluar la potencialidad
sísmica de áreas sismogénicas.
El valor de ‘b’ varía de región a región, generalmente está en el rango de 0.3 a
2.0, tomando en muchos casos valores próximos a uno (Ogata y Katsura, 1993).

6. En parte superior: curva resultante de la regresión lineal y la ecuación
correspondiente, abajo: gráfica de las incertidumbres en el análisis.

7. Distribución de la sismicidad en función de la variación de la magnitud y
el año de ocurrencia
En la figura se ilustra la distribución de la sismicidad en función de la
variación de la magnitud y el año de ocurrencia, de esta gráfica puede
observarse que la cantidad de la sismicidad regional aumentó a partir
del año de 1999 hasta la fecha, probablemente debido a que
recientemente se han instalado instrumentos en la región Nars-baja
(Trampert J.A. et, al 2003).

8. Tabla 1: Periodos de retorno regionales en función del número de sismos y sus
magnitudes.
.
Magnitud(M) Numero de sismos(N) Periodo de retorno(Tr,años)
4.5 2.10 0.5
5.0 0.952 1.05
5.5 0.430 2.32
6.0 0.194 5.14
6.5 0.0879 11.40
6.9 0.0465 21.50
7.0 0.0397 25.17
Esta tabla nos indica que los sismos más frecuentes en la región son de
magnitudes de entre 4.5 y 5.0 en la escala de momento sísmico (Mw), y
que ocurren en una frecuencia de al menos 2 cada 18 meses, lo anterior
es muy aproximado a la realidad de ocurrencia sísmica en esta región.

9. Variación del periodo de retorno con la magnitud para la sismicidad regional
(periodo 1973-2010).

10. Periodo de retorno en función de la vida útil de la construcción y la
probabilidad de excedencia anual.
Para fines de ingeniería es común estimar una vida útil de las construcciones
comunes de alrededor de 50 años, que para una probabilidad de excedencia
del 10% daría como resultado un periodo de retorno de 475 años. Esto no
debe confundirse con el concepto de que cada 475 años en promedio va a
ocurrir un sismo de determinadas características.

11. Fuentes sísmicas de la región del Golfo de California, definida por la distribución
espacial de la sismicidad regional, anexada a la base de datos de (CRISIS99).

12. Los Mochis
Los Mochis
Los Mochis
Los Mochis
Aceleración en roca para distintos periodos de retorno (50, 500,1500
y 2000 años) en la región de estudio.

13. Regionalización Sísmica de México según CFE
(1993)
Regionalización Sísmica de México según
CFE (2008)

14. Coeficientes sísmicos según la región sísmica y tipo de suelo para la República Mexicana
(CFE, 1993).
Zona sísmica de la República
Tipo de suelo a0 C Ta (s) Tb (s) r
Mexicana
I (Terreno Firme) 0.02 0.08 0.2 0.6 1/2
Zona A II (Terreno Intermedio) 0.04 0.16 0.3 1.5 2/3
III (Terreno blando) 0.05 0.20 0.6 2.5 1
I 0.04 0.14 0.2 0.6 1/2
Zona B II 0.08 0.30 0.3 1.5 2/3
III 0.10 0.36 0.6 2.9 1
I 0.36 0.36 0.0 0.6 1/2
Zona C II 0.64 0.64 0.0 1.4 2/3
III 0.64 0.64 0.0 1.9 1
I 0.50 0.50 0.0 0.6 1/2
Zona D II 0.86 0.86 0.0 1.2 2/3
III 0.86 0.86 0.0 1.7 1

15. Espectros de diseño obtenidos en este estudio (Tr=50 años) y propuestos por la
normativa CFE (1993) Y CFE (2008).