El documento resume las principales investigaciones sobre el riesgo sísmico de la Ciudad de México desde el terremoto de 1985, destacando cómo han influido en el conocimiento actual del riesgo sísmico. Las investigaciones incluyen el movimiento sísmico en terreno firme y zonas lacustres, la duración y energía del movimiento, y la dirección del movimiento. Finalmente, cómo estas investigaciones parciales han contribuido al reglamento de construcción, programas para calcular el peligro sísmico y estimar pérdidas, y sistemas de inform
El documento trata sobre la consolidación de suelos. Explica que la consolidación es el proceso de disminución de volumen de un suelo saturado bajo una carga, produciendo asentamientos a medida que el agua es expulsada. Describe las fases de la consolidación, la teoría de la consolidación unidimensional y cómo se realiza la prueba de consolidación en laboratorio para medir parámetros como el coeficiente de consolidación.
Estudio de zapatas y de cimentaciones, tipos: cimiento corrido de concreto si...Naydu Moran Carmen
Este documento presenta información sobre los tipos de cimentaciones y zapatas. Explica que las cimentaciones transfieren las cargas de la estructura al suelo y clasifica los tipos principales como cimentaciones superficiales y profundas. Describe zapatas corridas de concreto simple y armado, así como zapatas aisladas para soportar columnas individuales. Resalta la importancia de considerar las propiedades del suelo para el diseño adecuado de cimentaciones.
El documento presenta un análisis del estabilidad de taludes. Se describen los tipos de problemas de estabilidad de taludes, incluyendo terraplenes en suelos blandos y rocosos, taludes en excavaciones y laderas naturales. Se detallan los procedimientos de investigación y diseño de taludes, como observación de campo, uso de ábacos y análisis detallado. Finalmente, se incluyen ejemplos de análisis de estabilidad de taludes para diferentes condiciones de consolidación y drenaje.
Este documento describe las presiones efectivas y totales en suelos. Explica que la presión efectiva, que gobierna los cambios de volumen y resistencia de un suelo, es el esfuerzo correspondiente a la fase sólida y excluye la presión de agua. También presenta el principio de la presión efectiva de Terzaghi, que establece que la presión efectiva es igual a la presión total menos la presión de agua.
1. El documento describe los elementos y el diseño de una losa de cimentación o platea. Explica que una platea se usa para edificaciones altas o con sótanos, y consiste en una losa de concreto armado colocada sobre ambos lechos superior e inferior. 2. Detalla los pasos para calcular el espesor requerido considerando punzonamiento, longitud de desarrollo y distribución de presiones, así como el modelo estructural y cálculo de esfuerzos. 3. Explica el diseño como una viga continua, calculando es
Normativa competente a Puentes en Colombia Exploración del subsueloGonzalo Gomez Castillo
Este documento presenta las normativas y requisitos para la exploración geotécnica de puentes en Colombia y Estados Unidos. Describe los estándares aplicables como el Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes, AASHTO LRFD Bridge Design Specifications y el Manual de exploración Sub-superficial. Explica los requisitos mínimos para la profundidad de exploración de acuerdo con el tipo de cimentación y tamaño de la subestructura. También enumera los ensayos requeridos para suelos y rocas a fin
Este documento habla sobre la importancia de la privacidad y la seguridad en Internet. Explica que los usuarios deben proteger su información personal mediante contraseñas seguras y software antivirus. También menciona que los gobiernos y empresas deben respetar la privacidad de los datos personales de los usuarios y solo recopilar información con su consentimiento.
Análisis Estático y Dinámico por Viento,Tall BuildingGustavo Cu
Este documento describe el análisis por viento de un edificio alto de hormigón armado en Arequipa, Perú. Calcula la velocidad y presión de diseño del viento utilizando la norma mexicana, considerando factores como la altura, topografía, rugosidad del terreno y temperatura. Luego determina el factor de ráfaga y las fuerzas laterales resultantes aplicadas a la estructura.
El documento trata sobre la consolidación de suelos. Explica que la consolidación es el proceso de disminución de volumen de un suelo saturado bajo una carga, produciendo asentamientos a medida que el agua es expulsada. Describe las fases de la consolidación, la teoría de la consolidación unidimensional y cómo se realiza la prueba de consolidación en laboratorio para medir parámetros como el coeficiente de consolidación.
Estudio de zapatas y de cimentaciones, tipos: cimiento corrido de concreto si...Naydu Moran Carmen
Este documento presenta información sobre los tipos de cimentaciones y zapatas. Explica que las cimentaciones transfieren las cargas de la estructura al suelo y clasifica los tipos principales como cimentaciones superficiales y profundas. Describe zapatas corridas de concreto simple y armado, así como zapatas aisladas para soportar columnas individuales. Resalta la importancia de considerar las propiedades del suelo para el diseño adecuado de cimentaciones.
El documento presenta un análisis del estabilidad de taludes. Se describen los tipos de problemas de estabilidad de taludes, incluyendo terraplenes en suelos blandos y rocosos, taludes en excavaciones y laderas naturales. Se detallan los procedimientos de investigación y diseño de taludes, como observación de campo, uso de ábacos y análisis detallado. Finalmente, se incluyen ejemplos de análisis de estabilidad de taludes para diferentes condiciones de consolidación y drenaje.
Este documento describe las presiones efectivas y totales en suelos. Explica que la presión efectiva, que gobierna los cambios de volumen y resistencia de un suelo, es el esfuerzo correspondiente a la fase sólida y excluye la presión de agua. También presenta el principio de la presión efectiva de Terzaghi, que establece que la presión efectiva es igual a la presión total menos la presión de agua.
1. El documento describe los elementos y el diseño de una losa de cimentación o platea. Explica que una platea se usa para edificaciones altas o con sótanos, y consiste en una losa de concreto armado colocada sobre ambos lechos superior e inferior. 2. Detalla los pasos para calcular el espesor requerido considerando punzonamiento, longitud de desarrollo y distribución de presiones, así como el modelo estructural y cálculo de esfuerzos. 3. Explica el diseño como una viga continua, calculando es
Normativa competente a Puentes en Colombia Exploración del subsueloGonzalo Gomez Castillo
Este documento presenta las normativas y requisitos para la exploración geotécnica de puentes en Colombia y Estados Unidos. Describe los estándares aplicables como el Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes, AASHTO LRFD Bridge Design Specifications y el Manual de exploración Sub-superficial. Explica los requisitos mínimos para la profundidad de exploración de acuerdo con el tipo de cimentación y tamaño de la subestructura. También enumera los ensayos requeridos para suelos y rocas a fin
Este documento habla sobre la importancia de la privacidad y la seguridad en Internet. Explica que los usuarios deben proteger su información personal mediante contraseñas seguras y software antivirus. También menciona que los gobiernos y empresas deben respetar la privacidad de los datos personales de los usuarios y solo recopilar información con su consentimiento.
Análisis Estático y Dinámico por Viento,Tall BuildingGustavo Cu
Este documento describe el análisis por viento de un edificio alto de hormigón armado en Arequipa, Perú. Calcula la velocidad y presión de diseño del viento utilizando la norma mexicana, considerando factores como la altura, topografía, rugosidad del terreno y temperatura. Luego determina el factor de ráfaga y las fuerzas laterales resultantes aplicadas a la estructura.
Este documento describe varios modelos de histéresis para representar la relación resistencia-deformación de elementos estructurales sometidos a cargas cíclicas. Introduce los conceptos de curva esqueleto, carga, descarga y recarga. Explica modelos bilineales y su limitación para representar el comportamiento del concreto armado. También describe un modelo bilineal degradante que considera la reducción de la rigidez con la deformación máxima previa.
El documento presenta información sobre el diseño de cimentaciones superficiales. Explica diferentes tipos de criterios de diseño como el esfuerzo permisible transmitido, el factor de seguridad contra falla por capacidad portante y los movimientos permisibles. También describe valores de soporte permisibles para arenas, modos de falla por capacidad portante, y parámetros para el cálculo de la capacidad portante como los factores de forma Nc, Nq y Nγ.
El documento presenta el análisis dinámico de un edificio aporticado de concreto armado de 4 pisos ubicado en Tacna. Se modela la interacción suelo-estructura y se realizan análisis estáticos y dinámicos con y sin la incorporación de balasto. La adición de balasto aumenta los desplazamientos máximos del último piso de 40.59 mm a 45.59 mm, cumpliendo el objetivo de mejorar la funcionalidad sísmica.
El ensayo de penetración estándar (SPT) mide la resistencia de los suelos mediante el número de golpes necesarios para hincar una cuchara normalizada. Es el ensayo más utilizado en sondeos geotécnicos y proporciona muestras de suelo. Los resultados del SPT se correlacionan con parámetros como el ángulo de rozamiento y densidad de arenas, y la resistencia al corte de suelos cohesivos.
Este documento presenta un resumen de tres métodos para el análisis y diseño sísmico de presas de tierra y enrocado:
1) El análisis pseudo-estático, que utiliza un coeficiente sísmico para evaluar la estabilidad.
2) El método simplificado de deformaciones inducidas, que evalúa las deformaciones permanentes debido a un sismo.
3) El análisis de estabilidad dinámico, que evalúa los esfuerzos sísmicos y la respuesta dinámica.
Finalmente, se
Este documento presenta el análisis estructural y diseño de una estructura metálica para una cancha recreativa en el barrio Progreso de San José de Acobambilla, Huancavelica. Incluye el cálculo de viguetas y arcos metálicos mediante el software SAP2000, considerando cargas muertas, vivas y de viento. También presenta el diseño de cimentaciones para absorber esfuerzos de corte, flexión y punzonamiento evaluados con el programa SAFE.
Este documento presenta los conceptos básicos de la hidráulica aplicados al flujo en canales abiertos. Explica las ecuaciones fundamentales, clasifica los canales según su tipo de flujo, geometría y estado del flujo. También describe las propiedades de los canales artificiales, incluyendo su revestimiento, forma de la sección transversal y uso previsto. Finalmente, introduce conceptos como número de Reynolds, número de Froude y flujo crítico.
Este documento describe el ensayo de penetración estándar (SPT), incluyendo el equipo, procedimiento y correcciones. El SPT mide la resistencia a la penetración mediante la cuenta de golpes requeridos para hundir un muestreador en el suelo. Se relaciona los resultados de SPT con la consistencia del suelo y resistencia a la compresión. El documento también discute factores que afectan los resultados de SPT y métodos de corrección.
1. El documento presenta una serie de ejercicios de hidráulica de canales abiertos que incluyen cálculos de alturas críticas, normales y de escurrimiento para canales trapezoidales, rectangulares y de sección variable, así como análisis de régimen de flujo, cálculo de alcances de saltos y dibujos de ejes hidráulicos.
2. También incluye preguntas conceptuales sobre temas como resalto hidráulico, alturas conjugadas, flujo gradualmente variado, gradiente
El documento trata sobre la estabilidad de taludes. Explica que un talud es una pendiente no horizontal y que puede fallar si la fuerza gravitacional que empuja el suelo hacia abajo supera la resistencia al corte del suelo. Luego describe cómo los ingenieros calculan el factor de seguridad de los taludes considerando la resistencia cortante del suelo y la fuerza cortante desarrollada. Finalmente, cubre diferentes métodos para analizar la estabilidad de taludes infinitos y finitos.
La fricción negativa en pilotes puede ocurrir debido a la consolidación del suelo circundante, causando que el suelo "se cuelgue" del pilote. Se describe cómo se calcula la fuerza de fricción negativa y cómo puede distribuirse a lo largo del pilote. También se mencionan algunas condiciones que podrían dar lugar a fricción negativa, como la consolidación de rellenos recientes o cambios en el nivel freático.
Importancia del Análisis de asentamientos en Fundaciones Superficiales.pptxGabrielaGallardo47
Este documento discute la importancia del análisis de asentamientos en fundaciones superficiales. Explica que los asentamientos diferenciales pueden causar daños estructurales y no estructurales en los edificios debido a factores como la durabilidad, las condiciones de servicio y la necesidad de rehabilitación. También presenta casos históricos de edificios dañados por asentamientos y analiza la vulnerabilidad de las estructuras de concreto reforzado a los asentamientos. El documento propone una metodología para
Este documento describe dos métodos gráficos para determinar el tiempo de consolidación de un suelo: el método de Taylor y el método de Casagrande. El método de Taylor usa una curva deformación-raíz cuadrada del tiempo para encontrar el tiempo necesario para alcanzar el 90% de consolidación, mientras que el método de Casagrande usa una curva deformación-logaritmo del tiempo para encontrar el tiempo para alcanzar el 50% de consolidación. Ambos métodos son útiles para evaluar el asentamiento potencial de un suelo.
Este documento presenta un resumen de tres oraciones del trabajo de grado "Apoyo Didáctico para la Enseñanza y Aprendizaje en la Asignatura de “Tecnología del Hormigón”". El trabajo fue realizado por dos estudiantes de ingeniería civil de la Universidad Mayor de San Simón en Cochabamba, Bolivia, para optar al título de licenciados. El documento incluye agradecimientos, una ficha resumen, y un índice analítico de los materiales y propiedades del hormigón tratados en el trabajo.
Este documento establece los procedimientos para determinar la resistencia a la compresión de cilindros de concreto. Describe cómo se realiza la prueba aplicando una carga axial de compresión a los cilindros hasta que fallen, y cómo se calcula la resistencia dividiendo la carga máxima por el área de la sección transversal. También especifica los requisitos para la máquina de prueba, como su capacidad, precisión y bloques de carga, para garantizar pruebas consistentes y confiables.
Este documento presenta los conceptos básicos para calcular el empuje de los suelos sobre estructuras de retención según la teoría de Rankine. Explica que el empuje depende de la naturaleza del suelo y del tipo de estructura. Describe los estados límites activo y pasivo de Rankine y cómo se relacionan las tensiones principales en cada estado. Proporciona fórmulas y diagramas para calcular el empuje activo y pasivo tanto en arenas como en arcillas, considerando la profundidad, cohesión,
Manual de análisis estático y dinámico según la nte e.030 2016 [ahpe]Rafael Cine Paez
Este manual describe los procedimientos para realizar análisis estático y dinámico de un edificio de acuerdo a la norma peruana NTE E.030 utilizando el programa ETABS. Explica cómo modelar la estructura, definir los materiales y secciones, asignar cargas y realizar diferentes análisis para determinar parámetros como cortantes y desplazamientos. El objetivo es servir de guía para ingenieros e ingenieros civiles.
Este documento describe los métodos para analizar la estabilidad de taludes. Explica que la resistencia cortante de un suelo consta de dos componentes, cohesión y fricción. Luego, presenta ecuaciones para calcular el factor de seguridad de taludes infinitos y finitos, asumiendo diferentes formas para la superficie de falla potencial, como un plano o un arco circular. Finalmente, detalla el método de Culmann para analizar taludes finitos asumiendo una superficie de falla plana.
Este documento presenta los cálculos estructurales para el diseño y construcción de una cubierta autoportante de acero para una escuela primaria y secundaria en Yarinacocha, Ucayali. Describe las cargas y combinaciones de cargas consideradas en el análisis, así como los parámetros sísmicos. Luego presenta los resultados del análisis estructural realizado con software, incluyendo las reacciones y esfuerzos en la cubierta. Finalmente concluye que los ratios de esfuerzos cumplen con las especific
Este documento describe un método para generar acelerogramas artificiales de terremotos de mayor magnitud a partir de registros de eventos más pequeños. El método utiliza el modelo sísmico de Brune para describir cómo escalan los terremotos con el tamaño. Se explica cómo dividir la fuente sísmica en celdas elementales y sumar las señales de cada celda usando las funciones de Green empíricas de los registros pequeños. Esto permite generar terremotos simulados compatibles con las teorías sismológicas actuales sobre cómo varía
Este documento discute el fenómeno de la interacción dinámica suelo-estructura en la Ciudad de México. La interacción ocurre cuando los movimientos del suelo y de la estructura son diferentes durante un sismo, lo que puede reducir o aumentar la intensidad de los movimientos sísmicos en la estructura. Observaciones de sismos muestran que la interacción puede reducir los movimientos en una estructura flexible pero aumentarlos en una rígida. El documento también describe métodos para analizar los movimientos del suelo libre y
Este documento describe varios modelos de histéresis para representar la relación resistencia-deformación de elementos estructurales sometidos a cargas cíclicas. Introduce los conceptos de curva esqueleto, carga, descarga y recarga. Explica modelos bilineales y su limitación para representar el comportamiento del concreto armado. También describe un modelo bilineal degradante que considera la reducción de la rigidez con la deformación máxima previa.
El documento presenta información sobre el diseño de cimentaciones superficiales. Explica diferentes tipos de criterios de diseño como el esfuerzo permisible transmitido, el factor de seguridad contra falla por capacidad portante y los movimientos permisibles. También describe valores de soporte permisibles para arenas, modos de falla por capacidad portante, y parámetros para el cálculo de la capacidad portante como los factores de forma Nc, Nq y Nγ.
El documento presenta el análisis dinámico de un edificio aporticado de concreto armado de 4 pisos ubicado en Tacna. Se modela la interacción suelo-estructura y se realizan análisis estáticos y dinámicos con y sin la incorporación de balasto. La adición de balasto aumenta los desplazamientos máximos del último piso de 40.59 mm a 45.59 mm, cumpliendo el objetivo de mejorar la funcionalidad sísmica.
El ensayo de penetración estándar (SPT) mide la resistencia de los suelos mediante el número de golpes necesarios para hincar una cuchara normalizada. Es el ensayo más utilizado en sondeos geotécnicos y proporciona muestras de suelo. Los resultados del SPT se correlacionan con parámetros como el ángulo de rozamiento y densidad de arenas, y la resistencia al corte de suelos cohesivos.
Este documento presenta un resumen de tres métodos para el análisis y diseño sísmico de presas de tierra y enrocado:
1) El análisis pseudo-estático, que utiliza un coeficiente sísmico para evaluar la estabilidad.
2) El método simplificado de deformaciones inducidas, que evalúa las deformaciones permanentes debido a un sismo.
3) El análisis de estabilidad dinámico, que evalúa los esfuerzos sísmicos y la respuesta dinámica.
Finalmente, se
Este documento presenta el análisis estructural y diseño de una estructura metálica para una cancha recreativa en el barrio Progreso de San José de Acobambilla, Huancavelica. Incluye el cálculo de viguetas y arcos metálicos mediante el software SAP2000, considerando cargas muertas, vivas y de viento. También presenta el diseño de cimentaciones para absorber esfuerzos de corte, flexión y punzonamiento evaluados con el programa SAFE.
Este documento presenta los conceptos básicos de la hidráulica aplicados al flujo en canales abiertos. Explica las ecuaciones fundamentales, clasifica los canales según su tipo de flujo, geometría y estado del flujo. También describe las propiedades de los canales artificiales, incluyendo su revestimiento, forma de la sección transversal y uso previsto. Finalmente, introduce conceptos como número de Reynolds, número de Froude y flujo crítico.
Este documento describe el ensayo de penetración estándar (SPT), incluyendo el equipo, procedimiento y correcciones. El SPT mide la resistencia a la penetración mediante la cuenta de golpes requeridos para hundir un muestreador en el suelo. Se relaciona los resultados de SPT con la consistencia del suelo y resistencia a la compresión. El documento también discute factores que afectan los resultados de SPT y métodos de corrección.
1. El documento presenta una serie de ejercicios de hidráulica de canales abiertos que incluyen cálculos de alturas críticas, normales y de escurrimiento para canales trapezoidales, rectangulares y de sección variable, así como análisis de régimen de flujo, cálculo de alcances de saltos y dibujos de ejes hidráulicos.
2. También incluye preguntas conceptuales sobre temas como resalto hidráulico, alturas conjugadas, flujo gradualmente variado, gradiente
El documento trata sobre la estabilidad de taludes. Explica que un talud es una pendiente no horizontal y que puede fallar si la fuerza gravitacional que empuja el suelo hacia abajo supera la resistencia al corte del suelo. Luego describe cómo los ingenieros calculan el factor de seguridad de los taludes considerando la resistencia cortante del suelo y la fuerza cortante desarrollada. Finalmente, cubre diferentes métodos para analizar la estabilidad de taludes infinitos y finitos.
La fricción negativa en pilotes puede ocurrir debido a la consolidación del suelo circundante, causando que el suelo "se cuelgue" del pilote. Se describe cómo se calcula la fuerza de fricción negativa y cómo puede distribuirse a lo largo del pilote. También se mencionan algunas condiciones que podrían dar lugar a fricción negativa, como la consolidación de rellenos recientes o cambios en el nivel freático.
Importancia del Análisis de asentamientos en Fundaciones Superficiales.pptxGabrielaGallardo47
Este documento discute la importancia del análisis de asentamientos en fundaciones superficiales. Explica que los asentamientos diferenciales pueden causar daños estructurales y no estructurales en los edificios debido a factores como la durabilidad, las condiciones de servicio y la necesidad de rehabilitación. También presenta casos históricos de edificios dañados por asentamientos y analiza la vulnerabilidad de las estructuras de concreto reforzado a los asentamientos. El documento propone una metodología para
Este documento describe dos métodos gráficos para determinar el tiempo de consolidación de un suelo: el método de Taylor y el método de Casagrande. El método de Taylor usa una curva deformación-raíz cuadrada del tiempo para encontrar el tiempo necesario para alcanzar el 90% de consolidación, mientras que el método de Casagrande usa una curva deformación-logaritmo del tiempo para encontrar el tiempo para alcanzar el 50% de consolidación. Ambos métodos son útiles para evaluar el asentamiento potencial de un suelo.
Este documento presenta un resumen de tres oraciones del trabajo de grado "Apoyo Didáctico para la Enseñanza y Aprendizaje en la Asignatura de “Tecnología del Hormigón”". El trabajo fue realizado por dos estudiantes de ingeniería civil de la Universidad Mayor de San Simón en Cochabamba, Bolivia, para optar al título de licenciados. El documento incluye agradecimientos, una ficha resumen, y un índice analítico de los materiales y propiedades del hormigón tratados en el trabajo.
Este documento establece los procedimientos para determinar la resistencia a la compresión de cilindros de concreto. Describe cómo se realiza la prueba aplicando una carga axial de compresión a los cilindros hasta que fallen, y cómo se calcula la resistencia dividiendo la carga máxima por el área de la sección transversal. También especifica los requisitos para la máquina de prueba, como su capacidad, precisión y bloques de carga, para garantizar pruebas consistentes y confiables.
Este documento presenta los conceptos básicos para calcular el empuje de los suelos sobre estructuras de retención según la teoría de Rankine. Explica que el empuje depende de la naturaleza del suelo y del tipo de estructura. Describe los estados límites activo y pasivo de Rankine y cómo se relacionan las tensiones principales en cada estado. Proporciona fórmulas y diagramas para calcular el empuje activo y pasivo tanto en arenas como en arcillas, considerando la profundidad, cohesión,
Manual de análisis estático y dinámico según la nte e.030 2016 [ahpe]Rafael Cine Paez
Este manual describe los procedimientos para realizar análisis estático y dinámico de un edificio de acuerdo a la norma peruana NTE E.030 utilizando el programa ETABS. Explica cómo modelar la estructura, definir los materiales y secciones, asignar cargas y realizar diferentes análisis para determinar parámetros como cortantes y desplazamientos. El objetivo es servir de guía para ingenieros e ingenieros civiles.
Este documento describe los métodos para analizar la estabilidad de taludes. Explica que la resistencia cortante de un suelo consta de dos componentes, cohesión y fricción. Luego, presenta ecuaciones para calcular el factor de seguridad de taludes infinitos y finitos, asumiendo diferentes formas para la superficie de falla potencial, como un plano o un arco circular. Finalmente, detalla el método de Culmann para analizar taludes finitos asumiendo una superficie de falla plana.
Este documento presenta los cálculos estructurales para el diseño y construcción de una cubierta autoportante de acero para una escuela primaria y secundaria en Yarinacocha, Ucayali. Describe las cargas y combinaciones de cargas consideradas en el análisis, así como los parámetros sísmicos. Luego presenta los resultados del análisis estructural realizado con software, incluyendo las reacciones y esfuerzos en la cubierta. Finalmente concluye que los ratios de esfuerzos cumplen con las especific
Este documento describe un método para generar acelerogramas artificiales de terremotos de mayor magnitud a partir de registros de eventos más pequeños. El método utiliza el modelo sísmico de Brune para describir cómo escalan los terremotos con el tamaño. Se explica cómo dividir la fuente sísmica en celdas elementales y sumar las señales de cada celda usando las funciones de Green empíricas de los registros pequeños. Esto permite generar terremotos simulados compatibles con las teorías sismológicas actuales sobre cómo varía
Este documento discute el fenómeno de la interacción dinámica suelo-estructura en la Ciudad de México. La interacción ocurre cuando los movimientos del suelo y de la estructura son diferentes durante un sismo, lo que puede reducir o aumentar la intensidad de los movimientos sísmicos en la estructura. Observaciones de sismos muestran que la interacción puede reducir los movimientos en una estructura flexible pero aumentarlos en una rígida. El documento también describe métodos para analizar los movimientos del suelo libre y
Este documento presenta un nuevo método cuasidinámico para el análisis sísmico de edificios. El método comienza con un análisis estático, pero luego modifica los resultados para incorporar el efecto de todos los modos de vibración de la estructura, usando factores obtenidos de un análisis dinámico espectral. El método proporciona resultados de fuerzas cortantes y momentos que son más precisos que el análisis estático tradicional y se acercan a los obtenidos por un análisis diná
Este documento discute cómo el aumento del amortiguamiento en las estructuras puede reducir los efectos sísmicos de manera similar a como se reducen las vibraciones en los vehículos. Al aumentar el amortiguamiento, la respuesta máxima de una estructura se reduce notablemente, especialmente cerca de la resonancia. Los nuevos reglamentos de construcción en México han reducido la máxima reducción permitida por ductilidad para evitar daños graves en futuros sismos.
El documento resume las lecciones preliminares sobre los aspectos estructurales del terremoto del 19 de septiembre en la Ciudad de México. El terremoto causó daños inesperados debido a la intensidad del movimiento del suelo, que alcanzó aceleraciones extraordinariamente altas en algunas zonas debido a las propiedades del subsuelo blando. Se necesitan más estudios para entender mejor el comportamiento de las estructuras y definir nuevos parámetros de diseño sísmico que consideren factores como la ductilidad requerida.
Este documento presenta la minuta de la segunda sesión ordinaria del Consejo Académico 2016-2018 de la Academia de Ingeniería. Se llevó a cabo el 9 de diciembre de 2016 en la Ciudad de México. Se discutieron varios temas como la aprobación de la minuta anterior, el seguimiento de acuerdos, el informe financiero, propuestas de modificación al estatuto y reglamento electoral, el papel de la Academia como testigo social, y la integración de comités editorial y de comunicación social. También
Reporte principios metodológicos de la geografía sismo 85Michelle Ceseña
El terremoto de 1985 en México tuvo una magnitud de 8.1 y causó grandes daños debido a que el epicentro se localizó frente a las costas de Michoacán. Las placas tectónicas convergentes y las fallas geológicas locales causaron el sismo. Más de 10,000 personas murieron y cientos de edificios colapsaron, especialmente en la Ciudad de México debido al suelo blando. Se necesita mejorar la preparación para terremotos a través de normas de construcción más estrictas y educación sobre medidas de prote
El documento trata sobre sismología. Explica que la sismología estudia la propagación de ondas sísmicas y la estructura interna de la Tierra, así como el estudio de la fuente sísmica y sus fenómenos asociados. También describe brevemente la historia sísmica del Perú, incluyendo detalles sobre terremotos destructivos a lo largo de los años y sus efectos.
El documento resume varios estudios recientes sobre terremotos en México y la estimación de movimientos sísmicos fuertes. Explica que los grandes terremotos en México son causados por la subducción de las placas de Cocos y Rivera debajo de la placa de América del Norte. También describe los períodos de recurrencia estimados para grandes terremotos a lo largo de la zona de subducción, variando de 30 a 75 años.
El terremoto de Valdivia de 1960 en Chile fue el terremoto más poderoso registrado, con una magnitud de 9.5. Afectó amplias zonas del sur de Chile y provocó olas de tsunami. Causó casi 2,000 muertes, más de 2 millones de desplazados y daños generalizados a la infraestructura. El evento se debió a la subducción de la placa de Nazca bajo la placa Sudamericana.
El 19 de septiembre de 1985, un terremoto de magnitud 8.1 sacudió México, dejando más de 10,000 muertos y daños generalizados en Ciudad de México. El epicentro se localizó frente a la costa de Michoacán. El terremoto destruyó aproximadamente el 30% de las edificaciones en la capital y expuso la vulnerabilidad de la infraestructura ante los sismos. El evento llevó a nuevas regulaciones de construcción antisísmica y una mayor cultura de protección civil en el país.
Este documento presenta los resúmenes de las conferencias y ponencias presentadas en las VI Jornadas Venezolanas de Sismología Histórica. Incluye resúmenes de tres conferencias invitadas que tratan sobre metodologías de estudio de sismología histórica, el gran terremoto de Valdivia de 1960 y la historia comparada de los sismos de Caracas. También presenta el resumen de una ponencia sobre las diferentes interpretaciones sismológicas del terremoto de 1812 en Venezuela y un análisis de sus efectos a través de
El documento describe el terremoto de 1985 en la Ciudad de México, que tuvo una magnitud de 8.1 grados. El terremoto causó gran devastación, con miles de muertos, hogares destruidos y daños a la infraestructura. Aunque el gobierno falló en la respuesta inicial, la sociedad civil mostró una gran solidaridad que ayudó a la recuperación psicológica. El terremoto resaltó la vulnerabilidad de la Ciudad de México a los desastres sísmicos debido a su ubicación sobre antiguos depó
El documento presenta un resumen de un texto que describe los sucesos del terremoto del 19 de septiembre de 1985 en la Ciudad de México. Explica que el terremoto tuvo su origen en Michoacán y que dos minutos después llegó a la Ciudad de México causando el derrumbe de cientos de edificios y miles de víctimas. También describe las consecuencias como la destrucción de miles de edificios, la falta de servicios y la necesidad de rescatar sobrevivientes. Finalmente, menciona que a pesar de las lecciones apre
El documento describe la actividad sísmica en México. México se encuentra en una zona de alta actividad tectónica debido al movimiento de placas tectónicas como la de Norteamérica y Cocos. Esto ha dado lugar a numerosos terremotos, incluidos 8 de magnitud 8.0 o mayor en el siglo XX. Existen "brechas sísmicas", segmentos de fallas donde no ha habido sismos importantes, lo que indica una acumulación de energía que podría liberarse en futuros terremotos grandes. Las brechas
2a Parte Corregido Proyecto Lago De Texcoco Regresé 15 Mayosuhuer
El documento describe la historia del Valle de México y el Lago de Texcoco, incluyendo cómo los españoles drenaron el lago para construir la ciudad de México y cómo el rápido crecimiento de la población en los siglos XX y XXI ha causado problemas ambientales como hundimientos del suelo. También resume un proyecto de 1965 encabezado por el Dr. Nabor Carrillo Flores para recuperar el Lago de Texcoco mediante la construcción de lagos para almacenar agua y regular inundaciones.
El terremoto de México de 1985 fue un sismo de magnitud 8.1 que causó entre 3,192 y 20,000 muertes. Destruyó muchos edificios en la Ciudad de México y dejó a 250,000 personas sin hogar. El gobierno tuvo una respuesta ineficaz, lo que llevó al caos. La sociedad se autoorganizó para realizar tareas de rescate que duraron meses. El terremoto tuvo consecuencias sociales, políticas y de construcción a largo plazo en México.
El documento describe el sismo de magnitud 8.1 que ocurrió el 19 de septiembre de 1985 en Michoacán, México. El sismo se originó en una "brecha sísmica" o segmento de la falla de subducción a lo largo de la costa de Michoacán que no había experimentado un gran sismo desde 1911. El sismo liberó la energía acumulada en este segmento de la falla durante los últimos 74 años. El área de ruptura de la falla se extendió 200 km a lo largo de la costa, causando intensidades sísmic
Este documento describe los factores geológicos que forman y modifican el relieve terrestre, incluyendo sismos, volcanes y placas tectónicas. Explica que los sismos se producen por la liberación de energía acumulada entre las placas tectónicas que se desplazan. También describe la ubicación y características de varios volcanes activos en México, que se encuentran principalmente a lo largo de la Faja Volcánica Transmexicana debido a la subducción de las placas de Rivera y Cocos
Este documento resume la sismicidad e historia de terremotos en el estado de Jalisco, México. Describe varios terremotos destructivos que han ocurrido en la región a lo largo de la historia, incluyendo uno en 1911 con magnitud 7.9 y uno en 1932 con magnitud 8.4. También analiza la normatividad sísmica en Jalisco y la necesidad de revisar los parámetros de diseño sísmico ante cambios recientes en manuales como el Manual de Obras Civiles de la Comisión Federal de Electricidad.
Documento realizado a partir de la recopilación de información sobre la gran ciudad de Tenochtitlán. El documento aborda aspectos tales como historia de fundación de la ciudad, su organización social y urbana, los templos que conforman el Recinto Sagrado y además menciona información sobre la técnica constructiva y materiales de construcción utilizados por el pueblo azteca.
Un gran prócer mexicano acuño este célebre lema, “Por mi raza hablará el espíritu”, que significa la convicción de que la raza nuestra elaborará una cultura de tendencias nuevas, de esencia espiritual y libérrima”, explicó en su momento el propio Vasconcelos.
Los mexicanos somo una raza “Cósmica” decía Vasconcelos, es decir más allá de lo común, porque los mexicanos, somos amables, nobles, fuertes, trabajadores, comprometidos y muy SOLIDARIOS, simplemente hay que recordar los hechos de hace 32 años y el suceso del 19 de septiembre de 2017.
Pareciera que 32 años después, la Naturaleza nos hiciera una “mala jugada”, sin embargo, se replicó algo más que un sismo, se replicó la Nobleza y Solidaridad de todos nosotros los mexicanos porque nuestra raza se templó con el coraje, visión y sabiduría de dos grandes civilizaciones la Azteca y la Española.
Hoy México nos necesita a todos, ya cuenta con la “Raza Cósmica” que está apoyando y orando por los caídos en desgracia el 19 de septiembre de 2017, sin embargo, hace falta incluir a los irracionales que se aprovechan de las circunstancias para robar de distintas formas, unos sorprendiendo a los incautos en las calles o en sus mismo domicilios, aquellos que usufructúan con la salud de los demás a través de drogas destructivas, aquellos que se enriquecen con el erario público y también, aquellos irracionales que toman decisiones financieras, para fondear partidos políticos (11.9 mil mdp) que invierten dichos fondos de una forma absurda y poco ética, en lugar de fomentar proyectos auto sustentables para la población menos favorecida y ahora para la población afectada por el sismo del 19 de septiembre de 2017.
Este documento describe los terremotos, incluyendo su definición, causas, partes, frecuencia e intensidad. Explica cómo se miden la intensidad y magnitud de los terremotos y las escalas utilizadas. También describe los daños causados por los terremotos y factores que afectan la destrucción, como la amplificación de ondas sísmicas. Finalmente, discute la posibilidad de predecir terremotos a corto y largo plazo.
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Sitios afectados por licuefaccion a causa del terremoto 27 f (1)CristianGarridozambr
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RIESGO SÍSMICO DE LA CIUDAD DE MÉXICO
1. ,t7<p- Ó2
MEXICO
RIESGO SÍSMICO
DE LA CIUDAD DE MÉXICO
ESPECIALIDAD: INGENIERÍA CIVIL
Dr. Eduardo Reinoso Angulo
México DF, 24 de mayo de 2007
2. CONTENIDO
Página
Resumen ejecutivo 3
1 Introducción 4
2 Movimiento observado en terreno firme 8
3 Amplificación en la zona lacustre 12
4 Duración y energía del movimiento 18
5 Dirección del movimiento y desplazamientos relativos 27
6 Sistema de Información Geográfica 32
Conclusiones 47
Agradecimientos 49
Referencias 50
3. RESUMEN EJECUTIVO
Se presenta un resumen de las principales investigaciones en que he colaborado desde
el terremoto de 1985, poniendo énfasis en la importancia que todas ellas han tenido
en el conocimiento que hoy tenemos sobre el riesgo sísmico de la ciudad de México.
Los trabajos incluyen desde la influencia de las distintas fuentes sísmicas, la
atenuación de las ondas y su amplificación tanto en terreno firme como en zona de
lago del valle de México, incluyendo otros aspectos como duración del movimiento
sísmico, energía de entrada y demanda de energía, espectros de respuesta y
respuesta estructural, entre otros.
Todas estas investigaciones parciales han tenido frutos en el reglamento de la ciudad
de México, en programas de cómputo para calcular el peligro sísmico (Programa Z) y
en otros programas para estimar pérdidas tanto económicas (RS-Mex) como humanas
(RS-Nic) y, finalmente, en sistemas de información geográfica que ofrecen soluciones
amigables, dinámicas y completas para la sociedad en general y para la toma de
decisiones.
Palabras clave: riesgo sísmico, peligro sísmico, ciudad de México, efectos de sitio,
duración, sistemas de información geográfica, estimación de pérdidas,
4. 1 INTRODUCCIÓN
"En México a la verdad tiembla la tierra casi todos los años ... Ello acontece en
cualquiera de las estaciones del año sin que en ésta ni en otra circunstancia se observen
ningunos indicios en el suelo ni el cielo capaces de fundar un prudente pronóstico de
estos fatales accidentes." (Joaquín Velázquez de León, Descripción histórica y
topográfica del valle, siglo XVIII)
Desde la caída de Tenochtitlán en manos de los españoles y sus aliados indígenas, una
guerra donde la estrategia naval jugó un papel preponderante, la Ciudad de México ha
crecido en una necia e infinita lucha sobre el lago que la vio nacer. Se han tenido que
vencer muchas dificultades para aprovechar el agua y deshacerse de ella. La lucha ha
sido en forma desordenada y las estrategias y soluciones planteadas han tenido poco
respeto al entorno y han atentado continuamente contra el equilibrio ecológico. Por
razones históricas, políticas, sociales, religiosas y económicas, la ciudad convirtió un
lago en un suelo blando y compresible, poco apto para sostener eficazmente las
estructuras que ha creado.
En su carrera vertiginosa por crecer, la ciudad ha conocido sismos de muchos tipos y
diversas intensidades. Su memoria sísmica abarca varios siglos atrás. Como testigos
quedan las crónicas y relatos hechos por propios y extraños, las cuarteaduras y
grietas de las obras que se conservan en pie y los recientes parques donde hasta
hace once años había hoteles, hogares y oficinas.
El valle de México, donde se encuentra enclavada la ciudad, es a su vez una cuenca
cerrada de 110 km de largo en el sentido norte-sur (NS) y 80 km de ancho en el este-
oeste (EW). Tiene una altitud de 2236 msrim en su parte más baja y alcanza hasta
5230 msnm en la más alta: la punta del Iztaccíhuatl.
Desde principios del cuaternario hasta hace apenas 500 años, la cuenca había
recogido y almacenado, dentro del parteaguas que la define, abundante lluvia de
verano para formar los lagos de Zumpango, Xaltocan, Texcoco, Xochimilco y Chalco.
Pero a partir del siglo XVI, se han drenando sus aguas con majestuosas obras como el
Tajo de Nochistongo en la época colonial, el Gran Canal y los túneles de Tequisquiac
en el siglo pasado y el drenaje profundo a partir de 1975Si bien estas obras han
cumplido su objetivo al aminorar y en algunas zonas eliminar el problema de las
inundaciones, han contribuido al secado casi total de los lagos. Actualmente, sólo
pequeñas zonas del lago subsisten en Xochimilco, Tláhuac y Texcoco. Sobre esas
zonas drenadas la ciudad ha crecido con estructuras ligeras y flexibles diseñadas para
no experimentar hundimientos importantes, pero con características que las hace
vulnerables ante sismos. Aunado a esto, la explotación de acuíferos provoca
hundimientos regionales y locales que causan daños en las cimentaciones y
estructuras que en muchos casos son alarmantes, lo que agrava el problema sísmico
al hacer las estructuras todavía más vulnerables.
Desde el punto de vista de Ingeniería Sísmica, los 150 m superficiales son los más
relevantes ya que determinan los efectos más importantes de amplificación. Los
primeros trabajos de exploración y laboratorio para conocer las propiedades del
subsuelo en la zona céntrica de la ciudad, y por consiguiente verificar la teoría de
5. hundimiento desarrollada por Nabor Carrillo en 1948, dieron fruto a la primer
microzonación de la ciudad. En ella se distinguen tres zonas: de lomas, de transición y
de lago. Esta última formada por lo que fueron los lagos hace 500 años y que consiste
en depósitos lacustres muy blandos y compresibles con contenidos de agua de entre
50 y 500% y con profundidades hasta de 60 m en Texcoco y mayores que 100 m en
Tláhuac.
1.1 Sismicidad en la Ciudad de México
La ciudad de México ha sido afectada por sismos de muchos tipos y diversas
intensidades. Las principales fuentes sísmicas que la afectan (Rosenblueth y otros,
1987, fig 1.1) pueden clasificarse en cuatro grupos: (1) Temblores locales (M:55.5),
originados dentro o cerca de la cuenca; (2) Temblores tipo Acambay (M:57.0), que se
originan en el resto de la placa de Norteamérica; (3) Temblores de profundidad
intermedia de falla normal, causados por rompimientos de la placa de Cocos ya
subducida, pudiendo llegar hasta M=6.5 debajo del valle de México; y (4) Temblores
de subducción (M:c~ 8.2).
Subduction Acambay r Local
orrna
Figura 1.1 Los cuatro tipos de sismos que afectan a la ciudad de México
Pese a su gran distancia epicentral (280 a 600 km), la ciudad es particularmente
vulnerable ante sismos de subduccián porque el tipo de ondas que llegan son ricas en
períodos largos que sufren menos atenuación y experimentan gran amplificación al
atravesar las arcillas del lago. Por ello, prácticamente cualquier sismo grande que
ocurra en la zona de subducción, desde Jalisco hasta Oaxaca, representa un peligro
para las estructuras erigidas en la zona lacustre de la ciudad. Aunque estos sismos
sean ms conocidos y estudiados, debemos estar preparados para cualquier tipo de
terremoto ya que, por ejemplo, un sismo local podría provocar daños en la zona de
lomas y no en la zona de lago. A continuación se presentan algunas evidencias
históricas de los últimos 500 años sobre la ocurrencia de sismos pertenecientes a
estos cuatro grupos.
1.2 Principales terremotos sentidos en el valle de México
En esta breve recopilación, se incluyen sólo los sismos considerados "severos", ya que
en promedio se han reportado, por cada sismo de éstos, cinco fuertes, diez moderados
y cincuenta leves (Bravo y col, 1992; Fundación ICA, 1987).
En la época prehispánica las principales fuentes de información son los códices. El
sismo más relevante reportado para esta época ocurre en 1475 (año 9 ácatl)
6. aparentemente de origen local en donde "los cerros se desgajaron, las casas quedaron
aplastadas". Durante la época colonial el número de fuentes aumenta con las crónicas
y los periódicos. Se tiene evidencia histórica de fuertes sismos ocurridos en las costas
de Jalisco y Colima (1611), en Oaxaca (1768) y en Guerrero (1776 y 1787). Ya para el
siglo XIX las referencias a sismos son muchas y detalladas, lo que ha permitido ubicar
la zona epicentral y el origen de al menos 23 sismos severos de M ~ 7.0 (Sirigh y
Suárez, 1987). Algunos de estos sismos ocurren en Oaxaca (1800), norte de
Michoacán de falla normal (1858, M=7.5) y de subducción en Guerrero (1845,
M=7.9).
El surgimiento de los sismógrafos en el siglo XX permite calcular con mejor precisión
los epicentros de los temblores. En este siglo han ocurrido más de 40 sismos de
7.0~M~ 7.9, y seis con M~ 8.0 (Singh y Suárez, 1987) la mayor parte de ellos originados
en las costas del pacífico y en algún grado se han sentido en la Ciudad de México. A
principios de siglo la ciudad se ve afectada por varios sismos de subducción como los
de Guerrero (1907, M=7.9; 1909, M=7.5), que causan daños en el centro de la
ciudad. En 1912 ocurre el temblor de Acambay (M=7.0) que no provoca daños
importantes pero deja el precedente de que puede haber sismos grandes a distancias
epicentrales pequeñas (80 km). En 1932 se registra el sismo más grande del siglo en
México (M=8.2), originándose en las costas de Jalisco sin producir grandes daños a la
capital del país.
A consecuencia de los daños provocados por el sismo de Michoacán de 1941 (M=7.7),
en el reglamento de 1942 se incluye el diseño sísmico de estructuras. Los edificios en
la ciudad habían resistido con éxito el gran temblor de 1932 pero entonces se contaba
con inmuebles de menos de cuatro niveles con estructuración conservadora.
Por los daños que causó, el sismo de Guerrero de 1957 (M=7.5) es el que impulsa los
estudios sobre el comportamiento sísmico del valle. Las estructuras que surgieron a
partir del sismo de 1941 requerían mejores diseños y conocimientos sobre las
propiedades de los materiales y los suelos. Por ello, en el nuevo reglamento se
incluye, entre otras innovaciones, la microzonación de la ciudad atendiendo a las
características del subsuelo. Esta microzonación tuvo sus orígenes en el estudio del
problema de hundimientos y se incorpora al problema sísmico al observarse la
estrecha correlación entre daño estructural y composición del subsuelo.
En 1979 ocurre otro sismo en las costas de Guerrero (Petatlán, M=7.6) que produce
algunos daños en la colonia Roma y derriba la Universidad Iberoamericana. Este
último colapso se atribuyó, en ese momento, a fallas en el diseño y construcción, y
nunca se pensó que los efectos de sitio hubieran provocado fuerzas tales que se
sobrepasaran las normas de diseño. Pero son los sismos de 1985 (M=8.1 y 7.6)
originados en las costas de Michoacán los que provocan daño y destrucción sin
precedente. Mueren más de cinco mil personas y se dañan más de dos mil edificios.
Estos sismos dejan grandes lecciones sobre diseño de cimentaciones y edificios y
sobre amplificación sísmica en depósitos lacustres.
1.3 Red acelerométrica y sismos a partir de 1985
A raíz de los daños ocasionados por el sismo de 1957, surge la necesidad de conocer
las características del movimiento en diferentes sitios del valle de México. Se instalan
dos acelerómetros, uno en zona de lago en el centro de la ciudad y otro en terreno
firme (Ciudad Universitaria, CU). A partir de 1965 se obtienen de manera confiable y
consistente y para una gran variedad de terremotos datos de aceleración en CU.
Durante los sismos de 1985, la red de acelerógrafos manejada por el Instituto de
Ingeniería contaba ya con 11 estaciones distribuidas en las tres zonas geotécnicas. El
7. registro de aceleración en SCT evidencia la gran amplitud de la respuesta de ese sitio
para periodos largos (T=2s).
-o
9L/
O4c44,
.78 .32 .4
, 3 p&47,_1 .45
31
ti .18
.
*
.30
2
* 8L4
*38
1 CO
.77
.40
.59
.79 .9
*47
-10,1 WZ -101 -100 -99 -98 -97 -96
Longitud
Figura 1.2 Epicentros de sismos que han afectado a la ciudad de México desde 1985
A partir de 1985 la red crece considerablemente. A la fecha se cuenta con alrededor
de 200 acelerógrafos digitales distribuidos a lo largo y ancho del valle: 57% en campo
libre, 14% en pozos y 29% en estructuras. La densidad de acelerógrafos es mayor en
las zonas céntricas y donde ha habido daños durante sismos recientes.
Una gran cantidad de datos se han obtenido desde 1986 de más de trece sismos
pequeños y moderados. En la fig 1.2 se indica la localización de los epicentros en un
mapa de la parte sur de la República Mexicana. Atendiendo a su intensidad, los sismos
más relevantes han sido los ocurridos el 25 de abril de 1989 (M=6.9) y el 14 de
septiembre de 1995 (M=7.3). Otro sismo importante es el del 23 de mayo de 1994
(M=6.0) ya que, aunque de baja magnitud, es de falla normal, por lo que aporta
información valiosa para predecir las características de este tipo de sismos. El sismo
de mayor magnitud ocurre el 9 de octubre de 1995 (M8.0) pero debido a su relativa
lejanía de la ciudad (590 km) no fue muy intenso en la misma.
7
8. 2 MOVIMIENTO OBSERVADO EN TERRENO FIRME
Debido a que se cuenta con más datos de temblores de subducción y falla normal, en
este capítulo nos referiremos principalmente a este tipo de sismos. Para estos
temblores, los datos registrados en el valle de México son una suma de los efectos de
atenuación de las ondas, el efecto de amplificación regional, los efectos de sitio y los
efectos de fuente (magnitud, contenido de frecuencias, entre otros).
2.1 Atenuación de las ondas y efecto de amplificación regional
Utilizando los datos de la red acelerográfica de Guerrero, la fig 2.1 ilustra el efecto de
trayecto de las ondas desde su origen hasta el valle de México. El sismo utilizado es el
del 25 de abril y el componente mostrado es el NS. En la estación Las Vigas, el
movimiento fue de duración corta, con gran amplitud y con periodos de vibración
cortos. Partiendo del epicentro, el efecto de atenuación se aprecia en la baja amplitud
de los registros ubicados hacia el poniente y al oriente; inclusive, otras estaciones
ubicadas más al poniente no registraron el sismo. También hacia el norte se aprecia la
disminución en la amplitud de los registros incluyendo los de terreno firme en la
Ciudad de México. Se muestran además dos acelerogramas en zona de lago con el
objeto de poner en evidencia la gran diferencia del movimiento causada por la brutal
amplificación en la zona lacustre; en estos registros se aprecia la existencia de
periodos dominantes largos, la gran amplificación dinámica y el sustancial incremento
en la duración.
Hill
.(h)
- -
- ---- -
Figura 2.1 Aceleraciones durante el sismo del 25 de abril de 1989 componente NS
Contrariamente a lo que podría esperarse, aun para sitios de terreno firme dentro del
valle se observan amplificaciones espectrales importantes con respecto a sitios más
cercanos a la fuente. Esta amplificación no es fácilmente observable en los
acelerogramas de la fig 2.1 ya que se presenta sólo en un rango limitado de
frecuencias. Ordaz y Singh (1992) muestran que esta amplitud es hasta diez veces
mayor a la esperada para un intervalo de periodos particularmente dañino para la
9. ciudad (de 0.1 a 10.0s). En una investigación paralela a la anterior, Sánchez-Sesma y
otros (1993), calcularon para el sismo del 25 de abril una amplificación promedio de 8
a 10 veces para periodos de entre 2 y 3 s con respecto al sitio Teacalco localizado
fuera de la cuenca, en el estado de Morelos (fig. 2.2). Otros resultados confirman los
valores anteriores para eventos ocurridos en el estado de Guerrero, pero
sensiblemente menores para los sismos que provienen de Michoacán. A partir de estos
resultados, es de esperarse que ante un sismo futuro que ocurra en las costas de
Guerrero, debemos esperar una amplificación relativa mayor al terremoto de
Michoacán aun en terreno firme en la Ciudad de México.
NS FW
0 1 2 3 4 60 i 2 3 4 5 6
Figura 2.2 Amplificación relativa del movimiento en sitios de terreno firme de la
ciudad de México con respecto al sitio Teacalco del sismo del 25 de abril de 1989 (NS)
2.2 Efectos de sitio en terreno firme
En sismos ocurridos recientemente (Italia 1976 y 1980, Chile 1985) se observaron
importantes amplificaciones del movimiento en las cimas de los cerros así como
deamplificación en la base de los mismos. En general, tanto las observaciones durante
temblores como los resultados de modelos matemáticos, indican que el movimiento se
amplifica en superficies convexas y deamplifica en cóncavas. Estos efectos de
topografía superficial no han sido suficientemente cuantificados por lo que no se han
tomado en cuenta en reglamentos.
Antes de contar con varios registros de terreno firme para un mismo temblor, se
consideraba que las diferencias del movimiento entre los sitios en zona de lomas eran
despreciables. Durante el temblor del 25 de abril de 1989 estas diferencias se hicieron
evidentes, siendo hasta el sismo del 14 de septiembre de 1995 cuando se miden de
manera confiable. La diferencia en aceleración máxima es notoria e importante: 0.05
m/s2 para el sitio 64 y 0.25 m/s 2 para el 21, un factor de cinco. De igual manera,
tanto la forma como el tamaño de los espectros difiere notablemente. Estas
diferencias se pueden atribuir principalmente a los efectos de topografía superficial y a
la compleja estructura profunda del valle.
Analizando estos registros en el dominio de la frecuencia (fig 2.3), se observa que
existen dos grupos que, atendiendo a la amplitud de sus espectros de Fourier,
presentan un comportamiento bien definido. El grupo suroeste (estaciones 07, 13, 21,
34, 40, 50, 74, 78, CU, CH y TV) presenta mayor amplitud que el grupo noreste (64,
ES, TX, MR), mientras que las estaciones que no pertenecen a estos grupos (18 y 28)
tienen una respuesta intermedia; con líneas gruesas se muestran los espectros
promedio de ambas zonas. Esta observación puede explicarse por la presencia de
formaciones geológicamente recientes en la zona suroeste de la ciudad, lo que
provoca una sensible amplificación de las ondas que llegan a la superficie. Lo contrario
sucede con el grupo noreste cuyas estaciones se encuentran desplantadas en
depósitos más antiguos.
10. La fig 2.3 muestra que en promedio los sitios de un mismo grupo tienen el mismo
comportamiento espectral. Esta última observación nos ha permitido definir el
movimiento hipotético de terreno firme de un sismo como el promedio de los
espectros de Fourier de las estaciones que lo registraron (líneas sólidas de la fig 2.3).
Para sismos ocurridos a una misma distancia epicentral a CU (Ro300 km) la amplitud
espectral varía en función de la magnitud. Es notable que en baja frecuencia el
aumento de la amplitud es mucho mayor que para baja frecuencia.
*7
E
'o..'
a
U ..1
1 1 j
lo.. ' 56
(- :Ib)
Figura 2.3 Espectros de Fourier en terreno firme para el sismo del 14 de septiembre
de 1995: (a) Espectros NS y (b) Espectros EW
06
M Local M R=í60 rnPr intermedia03
00
Sio~--0.3 - "711
-0.6 ___________________________________________________
06
M=7.7 R= 160 km Prof intermedia M=7.7, R=263 km Subducción
________________________ 5seg T=0.5 seg-0,6
06
M= 7.7, R=263 km Subducción M=7.7, R=263 km Subducción
T=lseg T=2seg-0.6
0 10 20 3040 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70
Tiempo (seg) Tiempo (seg)
06
Subduccion
0.3
0.0
cm
-0.3
-06
0 10 20 30 40 50 60 70
Tiempo (seg)
Figura 2.4 Acelerogramas de diseño para terreno firme
'o
11. T=O.5 sec
2.3 Acelerogramas con fines de diseño
Recientemente se han propuesto (Jaimez y Reinoso 2007) acelerogramas con fines de
diseño que toman en cuenta todas las posibles fuentes que pueden afectar a la ciudad
de México. Si bien estos acelerogramas fueron generados para reproducir la respuesta
elástica son una buena opción para hacer análisis no lineales de estructuras
importantes en terreno firme. La fig. 2.4 muestra estos acelerogramas cuyos
espectros de respuesta elásticos cubren el espectro de peligro uniforme (fig 2.5) en el
cual está basado el reglamento de construcciones vigente.
1.5
1.0
E
0.5
CO
0.0
1.5
1.0
E
(u
0.5
0.0
0 1 2 3 40 1 2 3 40 1 2 3 4
Period (sec) Period (sec) Period (sec)
Figura 2.5 Espectros de peligro uniforme en terreno firme de la ciudad de México y
espectros obtenidos para los acelerogramas de la figura 2.4 creados para los períodos
de 0.0, 0.2, 0.5, 1, 2 y 3 segundos (lineas delgadas)
11
12. 3 AMPLIFICACIÓN EN LA ZONA LACUSTRE
"Hallábame en la calzada de Chapultepec ( ... ) cuando se hizo sentir un fuerte
sacudimiento trepidatorio; a ese movimiento siguieron fuertes oscilaciones, que
violentamente cambiaron de dirección transformándose al fin en movimiento
ondulatorio. Los campos se hundían y levantaban haciendo chocar las aguas de
las acequias, obligadas a dirigirse en direcciones encontradas, o a precipitarse en
cascada sobre las acequias transversales, a causa del repentino desnivel
producido por el terrible e irregular movimiento de la tierra" (García Cubas,
sobre el temblor de junio de 1858)
En el valle de México se manifiestan de manera dramática los efectos de amplificación
dinámica en depósitos lacustres. Esta amplificación se debe al entrampamiento de
ondas por el contraste entre las características dinámicas de los depósitos
superficiales, cuyo espesor no sobrepasa los 150 m, y de la roca basal. En el dominio
de la frecuencia, la forma y amplitud de esta amplificación están controladas por el
contraste de impedancias elásticas, el amortiguamiento del suelo, las características
del campo incidente y la geometría del valle. Para conocer la amplificación en forma
teórica es necesario recurrir a modelos de propagación de ondas. En forma empírica,
la técnica más usada es la de cocientes espectrales o funciones de trasferencia
empíricas.
En el dominio del tiempo la respuesta se refleja en movimientos más armónicos, en el
incremento de la duración y en la mayor amplitud de los registros. Los
desplazamientos en la zona de lago muestran variaciones espaciales importantes y
una duración excepcional. Típicamente, después de una porción con excitación de
banda de frecuencias relativamente ancha se observa una coda monocromática con
duración mayor a cien segundos.
3.1 Amplificación relativa de la zona de lago con respecto a terreno firme
Utilizando la técnica de los cocientes espectrales o funciones de trasferencia empírica,
los datos de la red acelerométrica han servido, entre otras cosas, para medir la
amplificación relativa de los sitios en zonas de lago y transición con respecto a los de
terreno firme (Singh y otros, 1988). El cociente representa la amplificación medida en
el dominio de la frecuencia y refleja las características dinámicas del sitio, entre ellas
el periodo o frecuencia dominantes.
Desde los primeros cálculos de cocientes para el valle se observó que, para un mismo
sitio, poco variaban los cocientes calculados para ambos componentes horizontales.
Sin embargo, se encontraron algunas diferencias en los resultados de un sismo a otro.
Esto llevó a la conclusión de que la amplificación en el valle podría depender de la
magnitud, distancia epicentral y azimut del sismo. Con más datos disponibles Reinoso
y Ordaz (1999) comprobaron que los cocientes calculados son muy similares de un
sismo a otro si se toma como sitio de referencia el movimiento promedio en los sitios
de terreno firme localizados en el suroeste de la ciudad. De esta forma, las diferencias
observadas son mínimas y no hay clara evidencia de que la magnitud, la distancia
12
13. epicentral o el azimut, influyan de manera importante en la amplificación, al menos
para la mayoría de los sitios en zona de lago.
Con el objeto de contar con cocientes que sean representativos de la amplificación del
valle de México, tomamos en cuenta la mayor parte de los datos y procedimos a
calcular, para cada componente horizontal y cada sismo, los cocientes de cada sitio
con respecto al movimiento promedio en terreno firme. Una vez obtenidos los
cocientes para cada sismo y dada la similitud observada entre ellos, los promediamos
para obtener el cociente promedio por componente para cada estación. En la fig 3.1 se
muestran algunos de estos cocientes dibujados en función del periodo. Para zonas de
transición, los periodos dominantes y la amplitud son pequeños (0.5 s y 3-5,
respectivamente) pero para las partes profundas del lago, los periodos dominantes y
las amplitudes aumentan hasta llegar a 5.0 s y 60, respectivamente. La forma de los
cocientes es menos regular en los bordes y partes profundas de la zona de lago, lo
que posiblemente se debe a efectos de geometría bi y tridimensional del valle que
contribuyen de manera significativa e irregular a la amplificación. Ello dificulta
enormemente el estudio detallado de los efectos de sitio en estos lugares y es
necesario recurrir a modelos matemáticos complejos para conocer e interpretar los
datos observados y poder predecir el movimiento.
-
- •
Figura 3.1 Cocientes espectrales para algunas estaciones de la ciudad de México
La fig 3.2 (Reinoso y Ordaz, 1999) muestra la forma en que varían los cocientes
espectrales en la estación CD dependiendo de la intensidad del sismo. Esta estación es
la única que ha mostrado este comportamiento. La forma se puede predecir en función
de la magnitud del sismo, siempre y cuando la distancia epicentral sea la misma. En
este caso la predicción se hizo a partir de la velocidad espectral medida en la estación
para cada sismo.
La fig 3.3 muestra cuatro mapas de amplificación relativa calculados a partir de estos
cocientes. En ella se aprecian en tonos más fuertes las zonas de gran amplificación
13
14. T=5sec/)
0>15
• >20
T = 3 sec
cr> 5
D >10
D >15
• >20
o
dependiendo del periodo estructural. La figura superior izquierda, que corresponde a
un periodo estructural de 1.5 segundos, es la que mejor se ajusta a los daños
observados durante temblores intensos (Remoso y Ordaz, 1999).
40
Cociente espectral
35
.30
EW1
25
20
15 f
10
/
o
40
35
30
NSj
g 25
15-
2
PERIODO (s)
Cociente normalizado
1.2
EW
1.2
:L:JPERI000/Ts
Promedio y o
1.2
i0 EW
1,2
.0 z_i
PERiODO/rs
Cociente predicho
40
351.
EW
301- N5.O
251-
5 L
01
40
NS
30 M5O
25
lo
5
o
0 2 4 6
PERIODO (e)
Figura 3.2 Cocientes espectrales para algunas estaciones de la ciudad de México
V__- /'T = 1.5 sec D> 5
,
/1
/=>5
T = 2 sec 0>10
0>15
0,20
WN
H u 1
, l/
Figura 3.3 Mapas de amplificación relativa calculados a partir de estos cocientes
14
15. La fig 3.4 muestra en un Sistema de Información Geográfica estos mapas de
amplificación montados en la cartografía de la delegación Cuauhtémoc incluyendo
además las estaciones acelerométricas. Se aprecia, al igual que en la figura 3.3, que
las curvas de amplificación no son constantes para el mismo periodo lo que explica por
qué los daños en la ciudad tienden a concentrarse en algunas colonias y zonas. En el
último capitulo de este trabajo se profundiza más sobre este tema.
LRLo6
ip
-
4&M48
259-- 25
..L45 72kU72
MRRM
ft:3
*
TLLÚ
622
0101 TL!TLSS 48$M48
25PC25
o 4SA3L45
o
?2*1J12
MRM
00fl:3 49SA49
Figura 3.4 Sistema de información geográfica con curvas de igual amplificación
(claros representa más amplificación) para 2.2 y 2.7 segundos (izquierda y derecha,
respectivamente) y las manzanas de la delegación Cuauhtémoc. Se muestran también
las estaciones acelerométricas
3.2 Penados dominantes dentro del valle
A partir de un cociente espectral, el periodo dominante del sitio será el asociado a la
máxima amplitud de ese cociente. En general, para un mismo sitio, el periodo es muy
similar para ambos componentes y de un sismo a otro. De esta manera se han
calculado más de 90 periodos dominantes dentro del valle. Paralelamente, el uso de la
técnica de microtemblores ha dado buenos resultados para medir el periodo
dominante en la zona de lago. Esta técnica consiste en registrar por varias horas
oscilaciones naturales del terreno en campo libre (tráfico vehicular, microsismos, entre
otros). El periodo asociado a la mayor amplitud del espectro de velocidad se considera
como el periodo dominante del sitio.
Ambas técnicas han sido comparadas y sus resultados combinados (Reinoso y Lermo,
1991) para obtener mapas de periodo dominante. La fig 3.5 muestra el mapa con
curvas de igual periodo calculadas con datos de sismos y microtemblores. Este mapa
es más confiable al incluido en las normas técnicas complementarias del reglamento
vigente por haberse obtenido a partir de datos de sismos, y más completo por abarcar
no sólo la parte centro de la ciudad sino gran parte de la zona de lago.
La importancia de conocer el periodo dominante del suelo en un sitio dado, está en
que debe evitarse construir allí estructuras con periodos similares. Ello reduciría la
probabilidad de que la estructura entrara en resonancia con el suelo. Además, el
reglamento vigente permite hacer una reducción del coeficiente sísmico cuando se
15
16. conoce el periodo del suelo (Apéndice A4), y tomar en cuenta los efectos de
interacción suelo-estructura (Apéndice A7) en donde el periodo del suelo es un
parámetro necesario para los cálculos.
Figura 3.5 Mapas de curvas de igual periodo para el centro de la ciudad de México
Estos trabajos han permitido desarrollar modelos de cómputo para estimar de manera
confiable el peligro sísmico en la ciudad de México y las pérdidas que un sismo puede
ocasionar a edificios individuales o a carteras completas.
a=2500rn 400m
CU TB
11150m
'F,SV,SH
o
Figura 3.6 Modelo utilizado para reproducir analíticamente la amplificación observada
en la estación TB del valle de Tláhuac, ciudad de México
3.3 Modelado matemático de la respuesta del valle de México
Reinoso (1994) elaboró modelos matemáticos de elementos de frontera para poder
reproducir de manera analítica la amplificación relativa del valle de México. La fig 3.6
muestra el modelo que se propuso para el valle de Tláhuac donde CU se usa como
señal de entrada. El modelo se corrió para ondas de Rayleigh, P, SV y SH. Los
resultados se muestran en la fig 3.7. Se aprecia que la respuesta analítica obtenida
para ondas 5V (figs (c), (d) y (e)) reproduce mejor la respuesta que la respuesta
unidimensional (fig (f)), aunque dista todavía de poder reproducir lo exactamente
16
17. observado. Sin embargo, el modelo es tan sencillo que sugiere que con más precisión
se pueda reproducir mejor la respuesta. Este resultado permite concluir que
efectivamente en zonas como esta la respuesta bidimensional del valle de México es
notoria.
.4
CU (Ew) 25/JV/89
.0
E
—.4
2.4 0
• 160
12
E
—.4
20
16
. 12
20 (Os)
0 L20
16
12
D(3oO) _
(ci)
20
16
4
. 12
a6
O(e)
20
CUx1D(Q°) 16
12
0 20
(f) 40
Time (s) 60
80 100
Frequency (f)
Figura 3.6 Resultados del modelo de elementos de frontera: (a) acelerograma de
entrada de CU, (b) acelerograma observado en TB, ambos para el sismo del 25 de
abril de 1989, y cociente espectral entre ambas estaciones; (c), (d) y (e) resultados
del modelo matemático para tres incidencias de ondas SV y cocientes espectrales
analíticos (función de trasferencia); por último, (f) respuesta unidimensional con el
estrato debajo del sitio TB
17
18. 4 DURACIÓN Y ESPECTROS DE ENERGÍA DE MOVIMIENTOS FUERTES
4.1 Duración del movimiento fuerte
"Duró más del tiempo del que se puede ocupar en rezar dos credos con
devoción" (Relato del sismo ocurrido el 17 de enero de 1653)
"Duró más de un minuto, sin embargo de que hubo quien lo extendió a 22,
otros más moderados a 15 y otros algo menos, a proporción del terror de cada
uno" (Diario de México, sismo del 3 de diciembre de 1805)
Un aspecto que no ha sido estudiado directamente es la duración del movimiento. El
interés por integrar de alguna forma la duración al análisis de estructuras se debe al
deterioro que éstas sufren por carga cíclica. Las estructuras están sometidas a
grandes solicitaciones ante un número elevado de ciclos. Sorprende la extensa
duración de las señales que en el caso del sismo del 9 de octubre llega hasta once
minutos de registro y alrededor de cinco minutos de movimiento intenso. La gran
variación de la duración en el mismo sitio para diferentes temblores, dificulta el
estudio para predecir la duración ante un sismo futuro.
Es claro que no basta diseñar las estructuras para que resistan una determinada
fuerza; hay que considerar el deterioro que sufren ante un cierto número de ciclos.
Resalta la necesidad de desarrollar en el diseño estructural, una técnica que involucre
a la duración en forma explícita, sobre todo en la zona de lago donde la gran duración
y su consecuente degradación pueden llegar a ser parámetros vitales en la resistencia
estructural.
Reinoso y Ordaz (2001) calcularon una expresión para obtener la duración de la fase
intensa de un temblor, D, en función de la magnitud, M, de la distancia epicentral R y
del periodo del sitio, Ts. Esta expresión es útil para calcular espectros de respuesta
con teoría de vibraciones casuales y para otros cálculos que involucran ciclos:
D = 0.01 eM + (0.036 M -0.07) R + (4.8 M - 16) (Ts - 0.5) (4.1)
La ecuación 4.1 sirve para obtener muchos resultados que involucran valores de
energía y su correlación con la resistencia estructural, pero sobre todo, sirve para
obtener espectros de respuesta con la teoría de vibraciones aleatorias.
4.2 Energía del movimiento fuerte
Los terremotos son fenómenos en que enormes cantidades de energía mecánica
acumulada en las zonas de interacción entre placas tectónicas durante décadas o
incluso siglos son liberadas en periodos muy cortos de tiempo. Gracias a las
aportaciones de la ciencia moderna hoy sabemos en qué consiste un terremoto y
cuáles son los mecanismos que lo producen. No obstante, la ingeniería sísmica sigue
utilizando las fuerzas y desplazamientos en la estructura como parámetros de diseño y
reconoce que éstos son sólo una manifestación del evento sísmico y no representan al
111
19. fenómeno en su totalidad al no tomar en cuenta la historia completa del movimiento.
El caso de la ciudad de México es particularmente importante por la gran duración de
los sismos.
Los reglamentos de construcción en zonas sísmicas indican que las construcciones
deben ser capaces de resistir determinadas fuerzas sísmicas y no exceder las
condiciones de servicio para las que están destinadas. La mayoría de las estructuras
se diseñan para que durante temblores moderados y severos sus materiales
incursionen en comportamiento inelástico para disipar parte de la energía introducida
por el sismo. Este comportamiento inelástico provoca daño a los elementos
estructurales el cual debe ser tomado en cuenta en el análisis y diseño de la
estructura. Recientemente se ha utilizado la distorsión de entrepiso o el máximo
desplazamiento relativo entre niveles consecutivos de la estructura para determinar el
daño que ésta sufrirá.
Los reglamentos actuales están elaborados para garantizar que las construcciones
puedan resistir sismos severos que ocurren en un determinado periodo de retorno sin
que colapsen. Sin embargo, no garantizan que las construcciones presenten un buen
comportamiento sísmico ante diferentes niveles de movimiento del terreno, es decir,
que los daños puedan controlarse. Esto ha dado lugar a intensas discusiones sobre la
necesidad de revisar estos códigos y modificar la metodología de diseño empleada. Así
han aparecido diversos métodos de diseño basados en desempeño que consideran el
control de daño. Los conceptos de energía que se expondrán posteriormente pueden
ser aplicados a estos métodos y a los existentes. Una de las condiciones que
establecen los métodos de diseño basados en conceptos de energía es que la
capacidad de admitir y disipar energía de la estructura debe ser mayor que la
demanda de energía que puede producir el sismo de diseño, considerando distintos
niveles de movimiento del terreno. Sin embargo, esto no es suficiente y debe
complementarse con controles de daño tales como la demanda de desplazamientos y
de ductilidades garantizando también que las fuerzas y momentos actuantes sean
menores que los resistentes.
La tendencia para crear un método de diseño basado en energía involucra, como los
otros métodos, la consideración de dos aspectos: el primero se relaciona al
establecimiento de los niveles de peligro sísmico en función de la energía
correspondiente y el segundo con la evaluación de la absorción de energía y la
capacidad de disipación de energía de la estructura. El objetivo de este capítulo es
introducir una propuesta que podría contribuir a la solución del primero de los
aspectos antes mencionados.
Espectros de aceleración y de velocidad en zona epicentral
Los espectros de diseño que contienen los reglamentos generalmente se obtienen
trazando una envolvente de varios espectros de respuesta de un oscilador de un grado
de libertad. Los espectros de respuesta representan los valores de respuesta máxima
de varios osciladores caracterizados por su periodo natural de vibración y por un
amortiguamiento dado, usualmente 5 por ciento. Por definición, estos espectros no
consideran la contribución del movimiento del acelerograma completo sino solamente
de los valores máximos. Se pueden obtener espectros de respuesta muy parecidos
para dos acelerogramas con diferente forma, duración y contenido de frecuencias pero
que produjeron la misma respuesta máxima del oscilador. Sin embargo, estos
acelerogramas pueden introducir energía a la estructura con diferentes características
e intensidades.
20. j300 cm/s2
PAFN M=5 7
VIGA M=6.9
Irrlt,J.lJ-JI1 -
PAFt'I M=7.6
VILE M=8.1
10 20 30 40 50 60 70
Tiempo(s)
Figura 4.1 Aceleración del terreno para cuatro sismos de diferentes magnitudes. Se
encuentran en roca a la misma distancia de la superficie de ruptura (19 km)
Recientemente se ha reconocido que las ordenadas de un espectro de respuesta no
están siempre correlacionadas con el daño en los distintos sistemas estructurales.
Como ejemplo se muestran en la fig. 4.1 los registros obtenidos en estaciones sobre
roca localizadas a la misma distancia de la superficie de ruptura (alrededor de 19 km)
durante cuatro sismos de diferentes magnitudes (5.7, 6.9, 7.6 y 8.1 correspondientes
a los sismos del 8 de febrero de 1988, 25 de abril de 1989, 21 y 19 de septiembre de
1985, respectivamente) originados en la zona de subducción de las costas del Océano
Pacífico mexicano. Debido a que estos registros están todos sobre roca y que tienen la
misma distancia a la superficie de ruptura, es de esperarse que sus diferencias sean
atribuidas solo a la magnitud ya que la secuencia de ruptura es un efecto que
generalmente se desprecia con fines de predicción de movimiento fuerte. Cabe
destacar que de estos sismos el único en el que se registraron daños ¡mportantes en
las construcciones de su zona epicentral fue durante el sismo del 19 de septiembre de
1985, por lo que se puede pensar que este registro debería tener mayor amplitud en
la aceleración del terreno. Sin embargo, los registros provenientes del sismo de menor
magnitud presentan mayor aceleración del terreno que la de los registros de mayor
magnitud. Por ejemplo: para el registro PAPN correspondiente al sismo de magnitud
5.7 se tiene una aceleración máxima del terreno de 434 cm/s 2, que es cuatro veces
mayor que la aceleración del registro VILE (104 cm/s 2) obtenida de un sismo con
magnitud de 8.1. A pesar de que Nau y Hall (1984) mostraron que la aceleración
máxima de terreno solo está bien correlacionada con la respuesta de estructuras de
periodo corto, durante los sismos mencionados para la fig. 4.1 sólo existieron daños
para el sismo del 19 de septiembre, y no para los otros que tienen mayores
aceleraciones del terreno.
Esta observación confirma el hecho de que la aceleración del terreno no está
correlacionada con la magnitud del sismo y por lo tanto tampoco está correlacionada
con el daño ocasionado por éste. En la fig. 4.2 se muestra cómo varían los espectros
de respuesta de aceleración con la magnitud. Para estas gráficas se utilizaron varios
registros con la misma distancia a la superficie de ruptura de ocho sismos con
diferentes magnitudes (5.2, 5.3, 5.7, 5.8, 6.8, 7.3, 7.6 y 8.1). Estas gráficas se
calcularon obteniendo la envolvente de los espectros de respuesta de las estaciones
seleccionadas en ambas direcciones y suavizando las variaciones de las ordenadas en
20
21. la magnitud y periodo mediante una regresión matemática. A pesar de este suavizado,
la tendencia de cada espectro (no se muestra en este trabajo) se refleja
razonablemente bien en la fig. 4.2. Se observa que en los espectros de aceleración las
ordenadas son menores tanto para los sismos pequeños (M<5.5) como para los
grandes (M>7.0), mientras que son máximas para sismos de mediana magnitud
(M6.0). Esto no es congruente con el daño que han producido los sismos de gran
magnitud en la zona epicentral, por lo que se puede confirmar que los espectros de
aceleración, que incluyen la aceleración máxima del terreno (para T=Os), no están
correlacionados con el daño que pueden sufrir las estructuras.
ç
1
Figura 4.2 Representación espacial de los espectros de respuesta de aceleración y de
velocidad para sismos de subducción con diferente magnitud; los registros
corresponden a sitios sobre el área epicentral
Al comparar los espectros de respuesta de velocidad (fig. 4.2) obtenidos de la misma
forma y para los mismos registros utilizados en los espectros de aceleración, se
observa que para periodos cortos (T<0.5s) estas ordenadas espectrales siguen la
misma tendencia que las de aceleración; es decir, que las ordenadas disminuyen para
sismos de mayor magnitud. Sin embargo, para periodos largos las ordenadas
espectrales se incrementan, aunque no de manera importante, con la magnitud. Esto
indica que la velocidad espectral está mejor correlacionada con la magnitud del sismo
y con el daño provocado por éste. Sin embargo, el daño observado en todas las
estructuras, incluyendo las de periodo corto, no puede atribuirse a estas pequeñas
diferencias. Housner (1975) reconoció que la velocidad espectral está mejor
correlacionada con el daño que la aceleración y varios investigadores han observado
que existe una correlación todavía mejor de la velocidad al cuadrado, que es una
medida de energía, con el daño.
Como se aprecia en la fig. 4.1, los registros obtenidos de sismos severos tienen mayor
duración, diferente contenido de frecuencias y, como se mostrará en adelante, mayor
energía que los registros provenientes de sismos pequeños y moderados. La duración
del movimiento es directamente proporcional a la magnitud del sismo; por lo tanto,
esta duración también puede ser un parámetro que se podría utilizar para estimar el
daño en estructuras. El hecho de que la energía elástica de entrada sea un resultado
que toma en cuenta la amplitud y duración del movimiento ha promovido su uso en
análisis de riesgo sísmico.
Espectros de energía
Como en los espectros de respuesta de aceleración y velocidad, los espectros de
respuesta de energía se obtienen graficando la energía máxima de varios osciladores
definidos por su periodo y amortiguamiento. Los espectros elásticos de energía de
entrada calculados como se indicará más adelante, muestran claramente que existe
una relación estrecha de las ordenadas espectrales de energía con la magnitud del
21
22. sismo y por lo tanto con el daño. Esto se aprecia en la representación espacial de la
fig. 4.3 obtenida de la misma forma que la fig. 4.2. Se observa un comportamiento
muy similar para periodos cortos (T<0.5s); para periodos mayores la energía
permanece baja y constante para magnitudes menores a 7.5 grados pero se
incrementa considerablemente cuando el sismo tiene una magnitud mayor o igual a
ésta. Para estas gráficas se observa que existe una mejor correlación de la energía de
entrada con el daño que los otros espectros ya que los sismos que produjeron daños
importantes a las estructuras (y que pueden ocasionarlos en sismos futuros) son los
que tienen magnitudes mayores de 7.0 grados. Sin embargo, existen otras formas de
energía como la energía histerética normalizada que como se indicará más adelante sí
tienen una correlación directa con el daño.
ç
1
Figura 4.3 Representación espacial de los espectros de respuesta de energía de
entrada para sismos de subducción con diferente magnitud; los registros corresponden
a sitios sobre el área epicentral
Atenuación de la energía con la distancia
El propósito de este trabajo no es el de desarrollar leyes de atenuación de energía sino
solamente ilustrar algunas de las características de su comportamiento. En la fig. 4.4
se muestran los espectros elásticos de energía de entrada (El) para algunos registros
del componente este-oeste de las estaciones de la Red Acelerométrica de Guerrero
para el sismo del 19 de septiembre de 1985. En la fig. 4.4 se observa para una
estación sobre el área de ruptura, UNTO, la existencia de importantes variaciones
tanto en el periodo en que se presenta la máxima ordenada de energía como en la
amplitud, lo que dificulta cualquier esfuerzo por predecir estos espectros. Para
estaciones a varias decenas de kilómetros del área de ruptura, se observa claramente
una disminución de la energía con la distancia para todos los periodos. Las estaciones
TEAC y CU se localizan a 220 y 280 km de distancia de la superficie de ruptura,
respectivamente. La estación TEAC se localiza fuera del valle de México y CU dentro
de éste. Se observa que las ordenadas espectrales de energía en CU sufren
amplificación sobre todo en periodos de 1 a 3 segundos, obteniéndose en algunos
casos ordenadas de energía similares a las observadas en las estaciones del área
epicentral (fig. 4.4). Este efecto de amplificación aún en sitios de terreno firme del
valle de México contribuye a que en este lugar la energía sísmica sea tan grande,
como se verá a continuación.
22
23. 060
0.50
E
0.40
E
' 0 030
a,
020
(a
o,
a,
, 0.10
0 1 2 3 4 5 €
Periodo (seg)
Figura 4.4 Espectros elásticos de energía de entrada para algunas estaciones que
registraron el sismo del 19 de septiembre de 1985 (comp. N-S)
Espectros de energía en el valle de México
Contrario a lo que se mencionó en la primera parte de este trabajo al referirnos al
movimiento sísmico en la zona epicentral, en cada estación acelerométrica del valle de
México la mayoría de los parámetros sísmicos se correlacionan con el daño. Aunque
existen grandes diferencias entre las estaciones debidas a los efectos de sitio, si
analizamos cada estación por separado observamos que la aceleración del terreno y
espectral, la velocidad, los desplazamientos, el contenido de frecuencias y la duración,
para cada una de ellas, están directamente correlacionados con la magnitud e
inversamente correlacionados con la distancia al área de ruptura.
Los espectros de energía son especialmente sensibles a esta amplificación del
movimiento. Para ilustrar estos efectos en la fig. 4.5 se muestran los espectros
elásticos de energía de entrada del componente norte-sur de los registros localizados
en las estaciones del valle de México para el sismo del 25 de abril de 1989. Se escogió
este sismo por ser el más intenso desde 1985 y porque fue ampliamente registrado
por la red. El propósito de mostrar todos los registros no es el de identificar la energía
en cada estación, sino mostrar algunas de las principales características del
comportamiento global del valle. Para la energía elástica de entrada (El) de la fig. 17
se observa lo siguiente:
- Los espectros de energía en terreno blando presentan un pico bien definido en el
periodo dominante del terreno
- Existe una gran variación en la magnitud de la energía entre distintas estaciones,
incluso para estaciones sobre suelos con el mismo periodo dominante
- La estación con la mayor ordenada espectral corresponde a la estación 49 (Centro
Médico Siglo XXI) que presenta el pico en un periodo igual a 3 segundos. La
estación SCT considerada a nivel mundial como la estación más representativa de
amplificación dinámica en valles aluviales no es la de mayor demanda de energía
dentro del valle (línea más gruesa en color negro). De hecho, el pico de la estación
SCT tiene una ordenada espectral de aproximadamente un octavo de la ordenada
espectral máxima de la estación 49
- Las estaciones con mayores ordenadas espectrales, entre 2 y 3.2 segundos, se
localizan en zonas en las que durante sismos grandes se han reportado daños
considerables. Sin embargo, hay zonas de Ts1.5 segundos donde ha habido
muchos daños durante sismos pasados y que presentan baja energía
23
24. En penados menores a 1.8 segundos la demanda de energía es muy pequeña,
incluyendo las estaciones localizadas en terreno firme y algunas zonas donde ha
habido daños
E
E
Periodo (seg)
Figura 4.5 Espectros de energía elástica de entrada (25 de abril de 1989, NS)
Curvas de igual energía en el valle de México
Con los espectros mostrados en la fig. 4.5 calculados para el sismo del 25 de abril de
1989, se realizaron las curvas de igual energía elástica de entrada (E1) para varios
intervalos de periodos estructurales. La fig. 4.6 muestra cuatro gráficas que
corresponden a periodos estructurales de 2, 3, 4 y 5 segundos, calculadas tomando el
mayor valor en un intervalo de ± 0.2 segundos en cada periodo. Las curvas
corresponden a cuatro diferentes niveles de energía, del tono más claro al más oscuro,
y corresponden a intervalos de 0.0 a 0.4, de 0.4 a 1.0, de 1.0 a 1.6 y mayor que 1.6
m2/s2, respectivamente. También se muestran con líneas oscuras las zonas de daño
de los sismos de septiembre de 1985, las zonas rectangulares representan los límites
de las zonas que presentaron daños y las otras zonas marcadas con línea oscura
dentro de las áreas rectangulares representan las zonas de mayor daño. No se
incluyen las zonas de daño de los sismos de 1957 y 1979. Sin embargo, estas zonas
son muy similares a las observadas en la parte central de la ciudad de México durante
los sismos de 1985. Los niveles de energía usados son sólo para observar la variación
de la energía y su distribución en el valle de México. Las gráficas más interesantes son
las correspondientes a los periodos de 2 y 3 segundos, ya que son las que se
correlacionan con zonas de peligro para estructuras comunes. No se ¡ncluyen las
gráficas para periodos de un segundo ya que tienen ordenadas espectrales muy
pequeñas. Para este sismo existe más energía de entrada en la parte oeste de la zona
de lago que corresponde a los sitios que históricamente han mostrado ser los más
afectados durante sismos de subducción a excepción de la zona con periodo del
terreno Ts1.5 segundos localizada entre Tlalpan y Cerro de la Estrella. Se observa
que al sur del valle de México (Xochimilco y Tláhuac) existen zonas con bastante
energía, donde deben tomarse medidas para evitar daños en sismos futuros.
Conforme se incrementa el periodo estructural la energía se mueve hacia las zonas de
24
25. estratos de ardua ms profundos con periodos mayores donde no hay correlación con
los daños ya que no existen en esos sitios estructuras con periodos tan largos.
4
•b* =v
T = 2 se
ir w1
Aeropuerto
(
Neza
de 1
/J'",1e' XochmIco Tláhuac
5
SVAlopa
Lí eropuedo
Cd Neza
-
Tiáhuac
T = 3 seg
erueo
Cd Neze
xOCico Tláhaac
y 5km
T=4seg T=5seg
Figura 4.6 Curvas de igual energía elástica de entrada para cuatro periodos en el valle
de México para el sismo del 25 de abril de 1989 y zonas de daño de los sismos de
septiembre de 1985
La fig. 4.7 muestra las curvas de igual energía de entrada en el valle de México para
un periodo de dos segundos (T=2s) para cuatro sismos y zonas de daño de los sismos
de septiembre de 1985. Se observa que las zonas en que se presenta la energía
máxima son recurrentes, con poca variación de un sismo a otro que puede ser
atribuida a la magnitud, distancia al área epicentral y en menor escala a las
características del sismo. De comprobar este patrón para sismos futuros, el promedio
de estas curvas puede contarse como una herramienta más para la microzonificación
de la ciudad.
25
26. 25 abril de 1989 14 sept. 1995 30 sept. 1999 15 junio de 1999
Figura 4.7 Curvas de igual energía de entrada en el valle de México para un periodo de
dos segundos (T=2s) para cuatro sismos y zonas de daño de los sismos de septiembre
de 1985
o
26
27. 5 DIRECCIÓN DEL MOVIMIENTO Y DESPLAZAMIENTOS RELATIVOS
La mayoría de los registros de aceleración de campo libre se obtienen
convencionalmente en una dirección vertical y en dos direcciones horizontales
perpendiculares entre sí: norte-sur y este-oeste. Es de esperarse que exista una
dirección del movimiento en que la intensidad sea la mayor y que no coincida con las
que convencionalmente se escogieron.
Esto ha sido relativamente evidente aunque no formalmente estudiado ya que ha
habido daños en sismos pasados en donde claramente han fallado estructuras en
determinada dirección. Además, el espectro de diseño que actualmente contiene el
reglamento está basado en el componente EW del registro de SCT que llegó hasta lg,
pero para ese mismo sitio la mayor componente llegó hasta 1.2g. Esto se aprecia en la
fig. 5.1.
1200
1000
aoo
1
aoo
¿00
200
o i 2 3 4 s e T(g)7
Figura 5.1 Espectros de respuesta calculados para SCT para las direcciones que
arrojan la mayor y menor intensidad (75 y 165 grados). El espectro de diseño elástico
mostrado se basó en una sobrerresistencia de 2.5 para el componente EW que alcanzó
100 cm/s2, todo esto para el sismo de septiembre de 1985
5.1 Direcciones principales de energía
En términos de energía, la fig. 5.2a muestra los espectros de la estación SCT para el
sismo del 19 de septiembre de 1985; se aprecia que la variación según la dirección es
aún mayor que para espectros de aceleración, llegando a factores de hasta seis veces:
la mayor ordenada de energía en la dirección principal corresponde a 29.7 m 2/s2, la
28. menor energía representa el 18% de este valor (5.3 m 2/s2). La fig. 5.2b muestra una
comparación entre la energía del sismo del 19 de septiembre y del 25 de abril de 1989
en donde se aprecia que la diferencia es también mucho mayor que para el caso de
aceleraciones.
Estos resultados podrían tener una repercusión importante en el diseño de estructuras
si se logra caracterizar la dirección de la energía principal para distintos eventos
sísmicos y de qué orden será el cociente entre la energía mayor y menor. Con ello se
podrán utilizar reglas más eficientes sobre las fuerzas sísmicas en los dos
componentes ortogonales de las estructuras. Por simplicidad, en este trabajo los
cálculos de los espectros se realizaron tomando la dirección norte -sur.
30
o. 25
E
20
E
15
10
22
20 ¡l —19/sepJ85(8.1) -
10
16 _____________________________ - - - 14/sep/95(7.3)
14
12 ________________________________ —*---255abrl09 (6.9)
10
.......
30/sep/99 (7.4) -
4
Periodo(s)
(a) 19 sept 1985, varias direcciones
1 2 3 4 5
Periodo (sog)
(b) comparación de dos sismos
Figura 5.2 Variación de los espectros elásticos de energía de entrada, estación SCT
5.2 Direcciones principales de energía
Los registros en la ciudad de México son tan largos que resulta también interesante
identificar dónde ocurren las mayores intensidades y cuál es su dirección. Para ello
calculamos la fig. 5.3 que muestra en ventanas de tiempo cuál fue el movimiento en la
estación CD durante el sismo del 19 de septiembre de 1985. Se aprecia que la más
intensa ocurre entre 60 y 90 segundos, pero que hay algunas partes donde el
movimiento ocurre con direcciones preferenciales, lo que podría ser particularmente
peligroso para ciertas estructuras. Desgraciadamente este aspecto es complejo y no
se puede estudiar con una sola estación ya que la dirección cambiará de una a otra,
dependiendo de los efectos de sitio. Esto se aprecia claramente en la fig. 5.4 que
muestra cuatro estaciones que registraron el sismo de 1985 y que no se pueden
comparar fácilmente.
1 2 (1 1)) Tot)
Figura 5.3 Ventanas de tiempo cuál fue el movimiento en la estación CD durante el
sismo deI 19 de septiembre de 1985
29. (
/
1P ferc
Interior
Aeropueo
sc
-TY
Cd. Neza
/ ÇC.del
cu
a
Xochimilco Tlahuac5 km
AJUSCO
-_J
Sn P. Actopan
Figura 5.4 Dirección del movimiento para cuatro estaciones que registraron el sismo
del 19 de septiembre de 1985
5.3 Efecto del paso de las ondas
Desplazamientos relativos en estructuras sencillas
Las ondas sísmicas arriban a cada pila en tiempos diferentes, lo cual depende de la
geometría del puente y del ángulo de arribo de las ondas. Ese ángulo, con respecto al
eje longitudinal del puente, genera una diferencia en el tiempo de llegada de la onda
entre las pilas. En este aspecto la velocidad de propagación de las ondas sísmicas en
el suelo tiene una importancia relevante particularmente cuando dicha velocidad es
baja. La velocidad de propagación de las ondas de cuerpo depende de la densidad y
propiedades elásticas del suelo.
Debido a la gran separación que existe entre algunas estructuras como las pilas de
puentes, se pueden tener suelos con características diferentes debajo de cada una de
ellas; en este trabajo, dado que se estudian claros de puentes cortos y medianos (L <
lOOm), se considera el mismo tipo de suelo en todos los apoyos para solamente
observar el comportamiento de la misma estructura en sitios diferentes, provocando
un desfase en el arribo de las ondas como se explicará más adelante. De acuerdo a lo
observado en el valle de México esta consideración será válida prácticamente para
cualquier sitio ya que en esos 100 m de separación entre pilas será muy difícil
encontrar variaciones importantes en el perfil del suelo.
Estrada y Reinoso (2005) calcularon la respuesta de este tipo de puentes ante varios
sismos que se han registrado en México durante los últimos años. Las estructuras se
29
30. 60 70 80 90
L (m)
idealizan como sistemas de un grado de libertad. Con la variación del periodo de estos
obtenemos curvas de comportamiento de los desplazamientos relativos. Este periodo
está en función de la longitud del claro entre las pilas y su altura respectiva.
Los registros utilizados corresponden al sismo ocurrido el 19 de septiembre de 1985
ya que, aunque las estructuras de puentes no sufrieron daño, la estructuración actual
de éstos ha cambiado con respecto a la entonces usada contándose ahora con
estructuras de mayor esbeltez donde en muchas ocasiones la superestructura está
compuesta por elementos prefabricados simplemente apoyados que tienden a perder
su longitud de apoyo. Las longitudes entre pilas a analizar se fijaron de acuerdo a las
separaciones entre 30 y 80 m.
Los resultados obtenidos para SCT están en la fig. 5.5 que muestra la distribución de
los desplazamientos relativos dependientes de la longitud para diferente periodos Ti,
así como para varias relaciones de periodo de las estructuras. En todos los casos
mostrados se observa una dependencia prácticamente lineal de la respuesta con
respecto a la separación de las estructuras.
Ti = O.5Oseg Ti = 0.80seg
0.70
-.- T2/T1 = 0.2
060 -
-a- T2/T1 = 0.5
¡150 -.-T2/Tl=0.8-
0.40
0.30
0.20
30 40 50
0 70 1
-.- T2/TI = 0.2
0.60 - T2/TI = 0.5
¡ 050-j--•-- T2'TI = 0.8
I--T2'TI=1.0
040
0,30
020
30 40 bu bU fU 80 90
L (m)
Ti = 1.00 seg Ti = 1.3oseg
0.70
-.- T21T1 = 0.2
0.60 -.-T2/rI=0.5
-.-T2/T1=0.8
.-a-T2/T1=1.0
0,40
0.30
0.20
30 40
0.70
060
¡050
0,40
030
020
3050 60 70 80 90
L (m)
40 50 60 70 80 90
L (m)
Figura 5.5 Variación de desplazamientos relativos con respecto a la longitud de
separación de las pilas en el sitio SCT
Longitud de apoyo en puentes simplemente apoyados
La longitud de apoyo de los elementos de la superestructura de un puente
estructurado a base de claros simplemente apoyados debe garantizar que no se
presente la falla del puente por la pérdida de apoyo de la superestructura. Esta
longitud depende de varios factores tales como efectos de contracción y expansión
térmica, constructivos, es decir se debe tener una longitud de apoyo mínimo y además
se deben tomar en cuenta los desplazamientos relativos entre pilas ante un evento
sísmico.
En la fig. 5.6 se muestra con trazos continuos y símbolos la longitud de apoyo mínima
obtenida a partir de los máximos desplazamientos relativos calculados con las
31. ecuaciones aquí propuestas para cada sitio estudiado más 10 cm mínimos. Se
muestran algunos resultados obtenidos con lo contenido en algunos manuales
internacionales sin considerar la holgura con el fin de compararlos con los obtenidos
en este estudio, y corresponden a periodos de 0.4, 0.6, 0.8 y 1.0 para los sitios La
Unión, Viveros, CD y SCT. También se presenta la respuesta obtenida con la expresión
propuesta por el AASHTO (1994) para el cálculo de la longitud necesaria de apoyo en
este tipo de puentes considerando un ángulo de esviaje de 00. Los resultados
obtenidos con la expresión del AASHTO son mayores a los obtenidos en los sitios de
suelo firme (La Unión) y de transición (Viveros); en el caso el sitio CD la longitud de
apoyo es muy parecida a la obtenida en nuestro trabajo, pero para el sitio SCT tal
longitud de apoyo es mucho mayor a la obtenida con dicha ecuación. Con respecto a
los casos de comparación presentados con la ecuación del CALTRANS (círculos
rellenos), en general se calculan demandas conservadoras pero no en suelo blando
donde solo para el sitio CD y para periodos largos dicha expresión resulta adecuada.
(L = 80 rn T21TI =0.8) (Ti = I.30seg T2fTI =0.8)
0.80
0.70 • Caltrans
0.60
0.50 —t—SCT
040
—I 030
020 -4--LaUrÓn
0.10
0.00
—.—PASHTO
-- SCT
CD
-- leros
..4_. LajJnt
02 0.4 0.6 0.8 1.0 12 1.4 20 30 40 50 60 70 80 90
TI(seoJ L(m)
Figura 5.6 Longitud mínima de apoyo de elementos de la superestructura en puentes
simplemente apoyados para cada sitio estudiado.
31
32. 6 SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
Un Sistema de Información Geográfica (SIG) es un sistema computacional orientado a
capturar, almacenar, administrar, integrar, manipular, analizar y presentar datos.
Estos datos representan elementos dispuestos sobre la superficie de la Tierra y su
posición en ella. Normalmente, se utiliza para el manejo de mapas digitales,
representados dentro del programa con una o más capas diferentes (fig. 6.1), cada
una de las cuales contiene información geográfica (posición de cada elemento en la
Tierra), topológica (relaciones existentes entre los elementos de la capa) y temática
(tema que busca representar, contenido) sobre algún aspecto particular. La
información se encuentra asociada por un identificador común a los objetos gráficos
del mapa digital. De esta forma, señalando un objeto se conocen sus atributos e,
inversamente, preguntando por un registro de la base de datos se puede saber su
localización en la cartografía.
1 ij. de . niuni iei.n
Nucles Je puhlaciuii
1 Red flu iiI
ltituJes
Figura 6.1 Representación de un mapa digital en un SIG formado por diferentes capas,
cada una de ellas con información asociada específica
6.1 Delegación Cuauhtémoc
En este trabajo se presenta el mapa digital de la Delegación Cuauhtémoc, que fue
realizado con información proporcionada por la Subdirección de Catastro y Padrón
Territorial del Gobierno del Distrito Federal (Quiroga y Reinoso, 2004). Contiene
información dividida en capas de predios, manzanas y calles (fig. 6.2). A partir de
éstas se creó una nueva capa llamada Estructuras Dañadas que contiene la base de
datos daños de los sismos del 57 y del 85. En la fig. 6.2 se muestran algunos
elementos que forman la base de datos del SIG (fotografías, reportes digitalizados y
cualquier información en forma de tabla).
Los SIG están siendo utilizados en la evaluación y gestión de riesgo para cualquier tipo
de catástrofe siempre y cuando se pueda tener una base de datos catastral que en
combinación con mapas de peligro para diferentes periodos de retorno se pueda
generar mapas de vulnerabilidad que a su vez en combinación con mapas de costos de
edificios y contenidos se obtengan probabilidades de falla y por lo tanto estimación de
pérdidas. El desarrollo de SIG apunta en la dirección de incluir variables sociales,
económicas y del medio ambiente aunque es todavía difícil manejar estos valores.
32
33. Capas:
* Estructuras dañadas
Figura 6.2 Elementos con que se formó la base de datos en el SIG. En (1) ubicación de
cada estructura, en (2) fotografías de las estructuras, en (3) copia digital de reporte
de daños y en (4) todas las características de la estructura
En la delegación Cuauhtémoc existen colonias, calles y lugares de los que se hará
referencia con frecuencia por lo que conviene indicarlas en la cartografía para una
mejor ubicación. En la figura 6.3 se muestran las colonias Centro, Guerrero, Juárez y
Roma, así como cuáles son la avenida Insurgentes y el Paseo de la Reforma; se
muestra la ubicación de la Unidad Habitacional Tlaltelolco, Monumento a la Revolución,
la Catedral Metropolitana y la Glorieta de Insurgentes, entre otros que se pueden
identificar fácilmente en el SIG.
6.2 Estructuras existentes en 1985 en la Delegación Cuauhtémoc
A continuación se presentan estadísticas obtenidas a partir del SIG de la delegación
Cuauhtémoc con las estructuras construidas hasta 1985, para las cuales existe la
información necesaria para estimar el riesgo sísmico, la mayor parte de ésta fue
obtenida a partir de la clave de uso que tiene cada estructura en el SIG.
El 56% de las estructuras existentes en 1985 fueron construidas, o tuvieron su última
fecha de remodelación, entre 1957 y 1985. Durante esa época se modificaron varias
avenidas de la delegación Cuauhtémoc, se terminó la construcción de la Estación de
Ferrocarriles Buenavista, ubicada al norte de la delegación, esto impulsó el desarrollo
de la Unidad Habitacional Nonoalco-Tlaltelolco de 201 edificios con servicios, también
se ordenó el comercio ambulante en los mercados Lagunilla, Tepito y Merced. El 44%
eran estructuras construidas antes de 1957 con reglamentos de construcción que no
tomaban en cuenta el diseño sísmico o que lo hacían de manera deficiente, y con
historia previa de eventos sísmicos que, en algunos casos, habían provocado daños.
En la fig. 6.4 se muestra la gráfica de las estructuras existentes en la delegación
Cuauhtémoc en 1985 según el número de pisos y el uso que tenían, un 73% de las
estructuras tenía como uso vivienda, y éstas tenían entre uno y seis pisos con una
33
34. Ri
Aven;
(a) Calles y Colonias
'a Reforma
ntro
concentración de viviendas de tres pisos; en menor cantidad se encontraban los
comercios con un 6.6%, de dos y tres pisos, las oficinas gubernamentales y privadas
ocupaban casi el 6w/o y estructuras de hasta cuatro pisos en su mayoría, las oficinas
junto con los hoteles ocupaban las estructuras más altas. El 33% de las estructuras
era de cuatro pisos, el 26% tres pisos, estructuras de dos y cinco pisos ocupaban el
10% cada una. La mayor parte de las estructuras existentes en 1985 en la delegación
Cuauhtémoc eran viviendas construidas después de 1957 con altura de hasta seis
pisos, que las viviendas, oficinas y hoteles ocupaban las estructuras más altas.
U. H. Tlaltelolco i ' i
*1
Monumento a la Revolución
Glorietj Insurgentes
Parque San Martín y
Parque España
¿ e
Catedral
Metropolitana
Centro
Médico
(b) Sitios de Interés
Figura 6.3 Ubicación de algunas referencias en el SIG de la delegación Cuauhtémoc
34
35. Estructuras
16000
14000
12000
10000
8000-
6000-
4000-
2000
o
Uso
Pisos
18 >20
Figura 6.4 Estructuras existentes en 1985, número de pisos y uso
De la figura 6.5 a la 6.7 se muestra la cartografía de la delegación Cuauhtémoc
contenida en el SIG que nos da la distribución espacial de las estructuras existentes en
1985. La construcción de estructuras después de 1957 se dio de manera uniforme
(figura 6.5a), cabe mencionar que la delegación Cuauhtémoc ha sido el centro
comercial, religioso y de poder desde antes de la época colonial por lo que existen
todavía estructuras construidas desde el siglo XVI, algunas cimentadas sobre
pirámides como es el caso de la Catedral Metropolitana. En la figura 1.6b se observan
las construcciones realizadas después de 1957, se nota la construcción del conjunto
Tlaltelolco y algunas construcciones en Paseo de la Reforma, así como construcciones
en las colonias Guerrero, Centro, Juárez y Roma, debido al auge en la construcción en
la zona comentado anteriormente.
35
36. U.H. Tialtelolco
Catedral
Metropolitana
(a)
Toro
tro
(b)
Figura 6.5 Distribución de estructuras en la delegación Cuauhtémoc en 1985 por año
de Construcción: (a) Construidas hasta 1957, (b) entre 1957 y 1985
En la figura 6.6 vemos que la mayor parte de las estructuras existentes en 1985 en la
delegación tenían menos de cinco pisos y estaban distribuidas de manera uniforme,
las estructuras de entre cinco y diez pisos se encontraban en su mayoría en las
colonias Centro, Cuauhtémoc, Tabacalera, San Rafael, Juárez y al sur-poniente de la
delegación en las colonias Roma y Condesa, podemos observar Centro Médico y
Hospital General (figura 6.6b). Las estructuras con más de diez pisos estaban
ubicadas en las calles principales de la delegación como son Paseo de la Reforma e
Insurgentes, presentando una concentración en la colonia Roma, también con un buen
número de estructuras en los ejes viales, San Antonio Abad, Chapultepec, Circuito
Interior y el Eje 2 Norte donde se encuentra todavía la Unidad Tlaltelolco (figura 6.6c).
36
37. Tabacalera
.'1.5 -
•
;, •;.'--- ;
• . .
ti. --' •, ,•• - -
Centro
Cuauhtémoc
- • ' 1 -
Juárez 4;
.';::•
1.
/ g( Av. Júárez
Jí
•- ':'
- -i, :f-u%tePeG,
.. . D
/ (b)
Figura 6.6 Distribución de estructuras en la delegación Cuauhtémoc en 1985 por
número de pisos: (a) Menor de 5 pisos, (b) De 5 a 10 pisos, (c) Mayor a 10 pisos
La figura 6.7 muestra la distribución de estructuras a partir de su uso. El uso vivienda
se encontraba distribuido de forma similar en toda la delegación, el uso oficina estaba
ubicado hacia las avenidas principales, que es donde también se encontraban los
edificios más altos, y también en el Centro. El comercio se presentaba en toda la
delegación habiendo una concentración de estructuras en la colonia Centro.
Estas configuraciones permanecen aproximadamente igual a la fecha, estructuras
altas en las avenidas principales donde también se ubican las oficinas, mientras que el
comercio se encuentra más o menos distribuido por toda la delegación con una
concentración en la colonia Centro.
6.3 Estructuras dañadas en los sismos de 1957 y 1985
Quiroga y Reinoso (2005) y Orozco y Reinoso (2007) realizaron un análisis estadístico
de los daños que se presentaron en la delegación Cuauhtémoc durante los sismos de
1985 y de 1957, respectivamente. En este trabajo se presentan solo algunos detalles
de este análisis. La fig. 6.8 muestra la Distribución de algunas de las estructuras más
Centro
Medico
(a)
37
38. importantes que se dañaron en 1985, pero es posible desplegar en el SIG cualquier
información que se desee.
..
.- . . I,.. •
: 4 Centro
jb
- -
-: '- . •. '
.J•.•'...•
,
4
!•
:
(a) - (c)
Centro
Figura 6.7 Distribución de estructuras en la delegación Cuauhtémoc en 1985 según su
uso: (a) Vivienda, (b) Oficina y (c) Comercio
Un aspecto de particular interés son los edificios en esquina. En la fig. 6.9a se muestra
el edificio Corcuera (57-Corcu), conocido por su anuncio de Goodrich Euzkadi y su
enorme llanta en lo alto. Este edificio era una estructura de esquina que aunque no se
aprecia en la imagen tenía en la parte posterior un muro de rigidez; además, la
esquina era en diagonal lo que agravó la irregularidad en planta; los daños que
presentó este edifico durante el sismo fueron tan severos que causaron su demolición
meses después. En la fig. 6.9b se muestra en la misma esquina la estructura actual
que a pesar de ser más moderna es muy similar en la irregularidad tanto en planta
como en altura.
De las estructuras en esquina estudiadas sobresale que como el edificio Corcuera,
aproximadamente la mitad tenían mucha irregularidad en planta debido a que se
encontraban en cruces de calles en diagonal. Con ayuda de un SIG se localizaron este
tipo de estructuras. En la fig. 6.10 se muestra parte del resultado, se aprecia un tramo
de la Avenida Paseo de la Reforma que por su orientación presentó varios casos. Se
(b)
39. muestran en el plano con color negro las estructuras 57-70, 57-74 y 57-Corcu (fig.
6.9 y fig. 6.10) y se muestra en un croquis la forma en planta de las estructuras 57-
70 y 57-74 observándose la gran irregularidad en planta que tenían. Se muestra
también una foto panorámica de esa zona tomada antes del sismo donde se observan
las estructuras mencionadas.
Hotel Regis
/T
Hotel De Carlo
..-..
Edificio Nuevo León
1 Súper Leche
t _J ,
Conalep Juarez _-
Hotel Principado QC) Hospital Juarez
Centro Mé
C Pino Suárez
Televisa
Figura 6.8 Distribución de las estructuras de especial interés
-o
. ..J
e
u#is.iiuiI uy. .
••••l.. •lI•
.•''
;;;;
!114'l
•íii-i
!
0 70C 'll. •
(a) (b)
Figura 6.9 Avenida Reforma: a) 1957, edificio Corcuera (57-Corcu) ubicado en esquina
y con planta muy irregular por encontrarse en un cruce de calles en diagonal, fue
demolido después del sismo por los daños tan severos que sufrió y en b) 2007,
estructura actual en la misma esquina con características muy similares a la anterior.
39
40. 57-Corcu
ni
Figura 6.10 En la Av. Paseo de la Reforma debido a su orientación había varias
estructuras con bastante irregularidad en planta. Se muestran esquemáticamente con
ayuda de un SIG y en fotografía tres casos de estructuras en esquina y con planta
muy irregular.
6.4 Intensidad sísmica en cualquier sitio de la Delegación Cuauhtémoc
durante los sismos de 1957 y 1985
El programa RS-MEX fue creado para evaluar el riesgo sísmico de las estructuras, para
cuantificar este riesgo lo hace mediante la evaluación de las pérdidas probables
tomando en cuenta el peligro sísmico y la vulnerabilidad de las estructuras. Se
considera de manera similar que en el programa Z un sismo histórico escalado y se
llena una tabla con todas las propiedades de la estructura que se conozcan, año de
construcción, sistemas estructural, número de pisos, ubicación geográfica, entre otros
(manual). Entre los datos de salida del programa se obtiene el periodo estructural de
las edificaciones y el periodo del suelo según su ubicación. Todos los datos obtenidos
se capturaron en el SIG para ser utilizados más adelante.
Para la obtención del periodo natural de vibración de las estructuras así como el
periodo dominante del suelo donde se encontraban ubicadas cada una de ellas se
utilizó los programas Z y RS-MEX. El programa Z permite calcular espectros de
respuesta que podrían presentarse en una buena parte de la Ciudad de México ante
temblores históricos o postulados. Para calcular los espectros de sitio se requiere
precisar tres cosas: Sismo, espectro y sitio. Para este caso se utilizó un sismo histórico
escalado. Los espectros están en términos de seudoaceleraciones para
amortiguamiento de 5% y ductilidad p=1. Para definir el sitio se puede hacer
indicando la ubicación deseada en el mapa que se visualiza en la ventana principal;
pero en este caso se hizo calculando una malla de puntos para una zona que
comprendiera la Delegación Cuauhtémoc. En la fig. 6.11 se muestra gráficamente
cómo se obtuvieron los resultados y que más adelante se ven con detalle.
40
41. °°°Ii:. +'
50.fl 11 E.&. 93/10/24 M.g* 67
4
Ayuda
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3
eocen0l0
.5.L: ¡ y-
Figura 6.11 Aplicación de programa Z para obtención de intensidades sísmicas para el
sismo de 1957 en la ciudad de México en función de espectros de sitio.
Gal
(cm/s2)
F
-29
75
- 150
-225
-302
Estructuras dañadas: • Leve y Moderado + Grave a Colapso Total • Te=0.8s 1
(a) (b)
Figura 6.12 Estructuras con daño y mapas de aceleración a) para valores máximos
espectrales de cada sitio y b) para valores de Te=0.8s. Se aprecian pocos casos en los
que coinciden los daños con las zonas de mayores aceleraciones.
Se obtuvieron varios mapas de intensidad de aceleración con ayuda de un SIG y los
datos obtenidos del programa "Z", estos mapas son útiles para visualizar en qué zonas
se presentaron los valores mayores de aceleración. En la fig. 6.12 se muestran mapas
de intensidad de aceleración y la ubicación de las estructuras dañadas; en la fig. 6.12a
se muestra el mapa de aceleraciones máximas de cada sitio, aunque sabemos que
éstas no se pueden presentar en el mismo instante, nos sirve para darnos una idea de
las zonas que tuvieron valores mayores de aceleración. En la fig. 6.12b el mapa de
Gal
(cm/s)
- -23
-40
-60
-80
1-88
41
42. aceleraciones correspondientes a Te=0.8s, en ambos mapas las zonas de
aceleraciones mayores se muestran en tonos oscuros. Se aprecia que hay pocos casos
en donde coinciden los daños con las aceleraciones máximas. Se realizaron mapas
para otros períodos pero tampoco se encontró correlación.
Utilizando los datos de velocidad máxima que también proporciona el programa "Z" y
con apoyo del SIG se realizó un mapa de intensidad de velocidad pero tampoco se
observó una coincidencia notable de los daños con las zonas de velocidades mayores.
Para los desplazamientos también se realizaron mapas de intensidad para diferentes
periodos pero tampoco se encontró correlación con el daño.
Por lo regular se acostumbra relacionar las distorsiones de entrepiso que sufren las
estructuras durante un sismo con el daño estructural. Estas distorsiones se pueden
estimar a partir del espectro de desplazamientos y considerando que el primer modo
de vibrar es el que domina. Debido a que las magnitudes de daño manejadas son sólo
una apreciación y no una medida para poder obtener una correlación, sólo se realizó
una comparación directa tanto para los valores de aceleración como para los de
distorsiones. En la fig. 6.13a se muestra la comparación de la aceleración (eje
horizontal) con la magnitud de daño (eje vertical), en los valores de aceleración se
eligió el valor máximo de aceleración espectral en un intervalo de Te ± 0.5s. Se
añadieron algunas estructuras con daño estructural nulo para observar de forma más
completa la comparación. Las estructuras se clasificaron por número de niveles, las de
baja altura (1 a 5 niveles) mostraron en su mayoría daños graves con valores de
aceleración muy bajos, pero se podrían excluir las estructuras de la zona sombreada
ya que son las que se reportaron con daños debidos a errores constructivos (tipo nave
industrial y mampostería). La tendencia esperada era que los puntos se agruparan de
manera aproximada dentro de las líneas punteadas, tomando en consideración las
aceleraciones de los espectros; sin embargo no se aprecia ninguna tendencia,
omitiendo las estructuras mencionadas de la zona sombreada se observa que abajo de
80 gals no se presentó ningún daño. En la fig. 6.13b se aprecia la comparación de las
distorsiones de entrepiso con la magnitud de daño y tampoco se aprecia claramente
alguna tendencia, las magnitudes de distorsión de entrepiso fueron en su mayoría
pequeñas.
o Nivdes
O 1a5
balo
00 0, + 11a16
/
A l6ymás
0 ,O 31 -4V'Li 5
00 5+-+ + +
/
+&1 5
,
/
£+++-1 o
50 100 150 200 250
Amax (gal)
o o [Niveles
laS
6a10
° ° 11a16 O
l6ymáv
o o A04-f o uo o
001 5 + o H- +
+ -m * +SÁ + 5505
+ Á+O+44o Íf- + 5 + 55
0001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010
Distorsión %
Colapso
Total
- Colapso
Parcial
Grave
Moderado
ID
Leve
Nulo
Colapso
Total
Colapso
Parcial
Grave
Moderado
Leve
Nulo
(a) (b)
Figura 6.13 Comparación de la magnitud de daño estructural a) con la aceleración
espectral en Te ± 0.5s y b) con las distorsiones de entrepiso evaluadas. No se aprecia
ninguna tendencia, sólo se aprecia que no hubo daño debajo de los 80 gals omitiendo
las estructuras de la zona sombreada
6.5 Periodo del suelo vs. Periodo estructural
Se considera que el efecto de resonancia se presenta cuando en una excitación
sísmica el periodo natural de una estructura es muy similar al periodo dominante del
42
43. suelo sobre el que está desplantada. Después del sismo de 1957 se mencionó que la
resonancia podría haber sido la causa de daño en varias de las estructuras (Excelsior,
1957), hipótesis que se ha mantenido desde entonces.
Con el fin de estudiar este efecto se relaciona aquí el periodo del suelo con el número
de niveles y con el periodo natural de las estructuras. Se obtuvo el periodo dominante
del suelo para cada uno de los sitios donde estaban desplantadas las estructuras con
el programa "Z" y con el RS-MEX, los dos resultados fueron prácticamente iguales. En
la fig. 6.14a se muestra la relación entre el número de niveles de las estructuras (eje
horizontal) y el periodo del suelo (Ts, eje vertical), los puntos observados son sólo de
las estructuras con magnitud de daño grave y colapso que no tuvieron problemas de
golpeteo, fallas por defectos de construcción, fallas fuera del plano y algunos otros
efectos que por las descripciones en los reportes resultaba claro que la resonancia no
era necesariamente el motivo del daño. La correlación obtenida es relativamente
pobre (R2=0.46). En la fig. 6.14b se muestra la correlación del Te con el Ts, se obtuvo
el Te de los datos de salida proporcionados por el RS-MEX. Se utilizaron otras
expresiones disponibles en la literatura y a pesar de que uno esperaría mejores
resultados las correlaciones fueron muy similares a la obtenida para el número de
niveles. Estas correlaciones no dejan muy en claro que la resonancia haya tenido un
papel importante en las causas de daño. Se hubiera esperado que los puntos de las
figs. 6.13 y 6.14 estuvieran alrededor de la línea punteada; sin embargo, se observa
una tendencia relativamente paralela, es decir, un aumento en el Te
aproximadamente de 1.7 veces el Ts, debido, tal vez, a comportamiento inelástico de
las estructuras.
2.5
1.5
0.5
o
0.000
6
_____________ RO.4
2.5 ________________________
2
1.5
O ColapsoJ1—op_a.1
COplaps
0.5
DañoG
0—.-
0 5 10 1520 25 30
Número de Niveles
RO.37
Colapso
•Colapso parcial
*DañoCra
0.500 1.000 1.500 2.000 2,500 3.000
Te (RS-MEX,2 006)
(a) (b)
Figura 6.14 Relación a) entre número de niveles de las estructuras dañadas y el
periodo del suelo (Ts) y b) entre periodo estructural (Te) obtenido con RS-MEX y el Ts.
Las correlaciones son muy pobres en ambos casos (R2<0.5).
Comportamiento inelástico
Para considerar el posible comportamiento inelástico que pudieron haber tenido las
estructuras se empleó la siguiente expresión para las respuesta de sistemas no
lineales que predice que la modificación del periodo elástico está en función de su
factor de ductilidad:
=i1+2p) (3.1)
To 3,u
Donde T' es el periodo después del comportamiento inelástico y To es el periodo
elástico. Para p, factor de ductilidad, propusimos valores que posiblemente tenían
cada una de las estructuras tomando en consideración el tipo de sistema estructural y
que no se diseñaban estructuras muy dúctiles en esa época; los valores propuestos
43
44. fueron: para marcos de concreto entre 1 y 1.5, marcos de acero entre 2 y 3,
mampostería confinada y tipo nave industrial 1. En la fig. 6.15 se muestra la
correlación obtenida entre el periodo modificado por comportamiento inelástico (T', eje
horizontal) y el Ts (eje vertical), donde se aprecia que la correlación no se modifica
sensiblemente. En esa figura se indica la posición de la estructura 57-Fron de la cual
se encontraron testimonios de diferentes personas afirmando que los materiales con
que estaba hecha eran de mala calidad; si este edificio no se tomará en cuenta la
correlación mejora bastante (R 2=O.71). Sin embargo, esta información carece de
bases técnicas; por lo que sólo queda como observación sobre la calidad de las
construcciones y su influencia en los análisis de factores de daño.
57-Fron R= 0.46
O Colapso Total
)Daño grave
• Colapso Parcial
-. -.-.
1
0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
T (s)
Figura 6.15 Correlación entre el periodo de las estructuras dañadas considerando
comportamiento ¡nelástico (T') y el periodo del suelo (Ts), la correlación no se
modifica mucho ya que los factores de ductilidad no eran muy elevados (R2=0.46)
TefTs=0.27-' J'T rs=0.4
Peno o Ts macelo en Del. Cuaufl eiI
Te/Ts=1.0
-
oiapso total
• Colapsoparcial
Daño Grave
Daño Nulo
....Tes=1
1
t. _-.-/' .---Penoc Ts minimo e
.Del. Cuauhle
-os.
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Te(s)
Figura 6.16 Correlación entre el periodo de las estructuras (Te) con y sin daño por el
sismo del 28/07/57 y el periodo del suelo (Ts). Se esperaría que las edificaciones sin
daño estuvieran fuera de la franja sombreada
Se añadieron a la correlación del Te y del Ts varias estructuras que no sufrieron daño
estructural durante el sismo de 1957 y de las cuales se tiene información en el SIG.
En la fig. 6.16 se muestra una franja sombreada que encierra la zona de resonancia
tomando en cuenta que el cálculo de Te no es muy exacto. Se esperaría que dentro de
esta zona estuvieran las estructuras con daños graves y fuera de ella las estructuras
que no presentaron daños. Sin embargo, varias estructuras que no presentaron daño
caen dentro de la franja sombreada y varias estructuras con daño están fuera de la
misma. Se observa que las estructuras con daño están dentro de las líneas que
3.00
2.50
2.00
1.50
1-.
1.00
0.50
0.00 -
0.00
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0.0
EJEÁI
45. indican los cocientes de 0.4<Te/Ts:51.0, omitiendo el caso de la estructura de 57-
Front (Te/Ts=0.27) por lo ya expuesto es muy probable que no haya alcanzado un
estado de resonancia antes del colapso (y que junto con las estructuras de la zona
sombreada de la fig. 6.13 no se debería tomar en cuenta en este cálculo).
La figura 6.17 muestra los mismos resultados anteriores pero para el sismo de 1985
donde se aprecia que las estructuras dañadas están entre los períodos de 1 y 3
segundos y que la aparente resonancia es muy pequeña.
Soil period unes 1.5s
2.0 s
Observed trend
3
R0.Ol V
2.5 .
1 i.
Tstructure Tsite
Figura 6.17 Correlación entre el periodo de las estructuras (Te) con y sin daño por el
sismo del 19/09/85 y el periodo del suelo (Ts). Mapa de la delegación Cuauhtémoc
con curvas de igual periodo y edificios con daño
6.5 Escenarios de riesgo sísmico
Con ayuda del programa RS-Mex se construyeron escenarios de riesgo sísmico útiles
para identificar estructuras de alto riesgo y para trazar estrategias de protección civil.
La fig. 6.18 muestra las pérdidas estimadas en edificios individuales (puntos rojos)
existentes en el año 2000 como si volviera a ocurrir el sismo del 19/09/85.
La fig. 6.19 muestra un acercamiento al cruce de Insurgentes y Reforma donde se
indica, resaltando los predios con rojo, aquellos edificios que según el sistema para
estimar pérdidas están en más riesgo. Esto sugiere como acción inmediata siguiente
una inspección a estos ¡nmuebles para recabar más información y hacer el cálculo de
manera más precisa, aunque el cálculo del peligro sísmico ya no cambiará.
46. Michoacán earthquake
Losses> 30% Losses > 50%
Figura 6.18 Estimación de pérdidas para estructuras existentes en el año 2000 como si
volviera a ocurrir el sismo del 19/09/85
Figura 6.19 SIG donde se indican los predios donde se localizan estructuras con
elevadas estimaciones de daño para el evento estudiado
47. Riesgo Sísmico de la Ciudad de México
CONCLUSIONES
La Ciudad de México ha sufrido desde siempre temblores de muchos tipos e
intensidades. Es imprescindible educarse, prepararse y reducir incertidumbres. La red
acelerométrica está aportando valiosos datos que permitirán mejorar los criterios de
diseño sísmico y predecir mejor las características de futuros terremotos destructivos.
Se ha presentado en este trabajo un resumen de diversas investigaciones sobre el
análisis de los datos arrojados por las redes acelerométricas instaladas en el país,
particularmente la de la ciudad de México. Estos resultados han permitido disminuir la
incertidumbre y conocer mejor muchos de los aspectos de atenuación y, sobre todo, de
efectos de sitio tanto en la zona de lomas como en la zona de lago.
Se han incluido diversas figuras ilustrativas sobre el fenómeno de amplificación
dinámica de las arcillas en el valle. Las características del movimiento pueden variar
enormemente aun entre sitios distantes a unas centenas de metros dentro de la misma
zona de lago. Por ello, el análisis paso a paso permitido por el reglamento debe
hacerse con criterio y escoger acelerogramas simulados que realmente consideren los
niveles de intensidad, duración y contenido de frecuencias que afectan al sitio. En este
sentido el registro de SCT del sismo de 1985 es representativo para sitios con periodos
dominantes muy cercanos a 2s y no debe usarse en sitios con otras características
dinámicas aunque sean de la zona de lago.
Los cocientes espectrales mostrados parecen ser capaces de predecir, al menos mejor
que los modelos teóricos, la amplificación del movimiento en zonas de lago y transición
ante sismos de subducción y de falla normal. El mapa de igual-periodo obtenido a
partir de los cocientes y de los datos de microtemblores es más completo, detallado y
confiable que el actualmente incluido en el reglamento. Este mapa junto con otros
recientemente publicados ayudará a que toda reparación estructural modifique
sustancialmente las propiedades dinámicas de la estructura para evitar que se
presente resonancia y daño por carga repetida. De igual manera, se debe evitar que en
el diseño de construcciones nuevas coincidan los periodos estructural y del suelo.
Con ayuda de algunos resultados presentados en este trabajo, es posible proponer una
microzonación más detallada pero con la siguiente limitación: los únicos datos con los
que contamos son provenientes de sismos de subducción y existen evidencias
históricas de daños ocasionados por otro tipo de fuentes. Para formular una
microzonación más detallada de la ciudad, será necesario recurrir a modelos
matemáticos que deberán ser capaces de explicar y predecir el movimiento dentro de
las zonas de lago, sobre todo en aquellas zonas donde se ha observado una respuesta
irregular que podría indicar la existencia de ondas superficiales generadas dentro del
valle.
Especialidad: Ingeniería Civil 47
48. Riesgo Sísmico de la Ciudad de México
El efecto de la duración del movimiento no ha sido tomado en cuenta en el diseño
estructural y puede llegar a ser un parámetro decisivo en el comportamiento de
estructuras, sobre todo en la zona de lago. Es necesario proponer herramientas de
diseño que contemplen la degradación por efecto de carga cíclica. Este análisis debe
hacerse extensivo a estudios de daño acumulado ocasionado por varios temblores, ya
que cada edificio en zona de lago es, en promedio, intensamente sacudido por un
sismo cada dos años. Se incluyen algunos resultados considerando la energía sísmica,
en donde queda claro que este es un aspecto donde se debe seguir avanzando puesto
que los movimientos en la zona de lago de la ciudad de México han mostrado ser por
mucho los que más energía transmiten a las estructuras.
Muchas de estas investigaciones han tenido contribuciones prácticas en sistemas de
cómputo con el Z, que permite obtener espectros de respuesta de sitio en cualquier
punto del valle de México, y el RS-Mex, que permite obtener pérdidas de edificios
individuales y de carteras considerando de manera precisa el tipo de suelo donde cada
edificio está desplantado.
Los Sistemas de Información Geográfica permiten desplegar mucha información de
manera práctica y útil para muchos fines. En este trabajo se han mostrado algunos
para la Delegación Cuauhtémoc, incluyendo posibles escenarios futuros para tomar en
cuenta las posibles repercusiones que esto tendría en edificios individuales, en las
personas y en la ciudad en su conjunto.
Especialidad: Ingeniería Civil 48
49. Riesgo Sísmico de la Ciudad de México
REFERENCIAS
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Rosenblueth E., Sánchez-Sesma F.J., Ordaz M. y Singh S.K., "Espectros de diseño en el
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Press, Southampton Inglaterra, ISBN 1-85312-833-3, 200pp.
Especialidad: Ingeniería Civil 49
50. Riesgo Sísmico de la Ciudad de México
AGRADECIMIENTOS
Los resultados aquí mostrados han sido patrocinados por CONACyT y de la Sría.
General de Obras y Servicios del Departamento del D.F., el FOPREDEN, la Comisión
Nacional de Seguros y Fianzas. Los datos acelerométricos han sido proporcionados por
la Coordinación de Instrumentación del Instituto de Ingeniería de la UNAM, el Centro
de Instrumentación y Registro Sísmico de la Fundación Javier Barros Sierra y el
CENAPRED.
Agradezco sinceramente la lectura y comentarios de este documento al Dr. Luis Esteva
Maraboto y a los ingenieros Alejandro Vázquez Vera y Daniel Ruiz Fernández.
Los lugares donde he laborado han sido fundamentales para mi desarrollo personal. En
SEPSA aprendí a hacer ingeniería práctica e inmediatamente útil para la sociedad, y lo
que aprendí de los ingenieros René Carranza, Gabriel Santana y Guillermo Mecalco fue
un primer paso fundamental.
En el CIS me inicié como investigador, la colaboración estrecha con Luis Eduardo Pérez
Rocha dio resultados bonitos y divertidos; agradezco la guía de Paco Sánchez Sesma y
el liderazgo de Emilio Rosenblueth que me marcó para siempre.
Los once años más recientes, en el Instituto de Ingeniería de mi alma mater, la UNAM,
han estado llenos de retos, pero siempre he recibido el sólido apoyo de esta institución
formada por numerosas personas entusiastas y capaces, entre ellas Luis Esteva,
Roberto Meli, Carlos Javier Mendoza, Mario Rodríguez, Sonia Ruiz y, de nuevo, Paco
Sánchez Sesma. Han sido muchos los estudiantes a quien debo agradecer su confianza
y trabajo.
En ERN agradezco la labor de ingenieros entusiastas, capaces y comprometidos como
Raúl Guerrero del Angel, Benjamín Huerta, Leonardo Veras, Carlos Avelar, Antonio
Zeballos, Sandra Santacruz y José Juan Hernández; con ellos he creado productos y
servicios únicos y de gran impacto.
Agradezco especialmente a dos personas con quienes he compartido miles de horas de
trabajo y numerosos logros: Eduardo Miranda y Mario Ordaz.
Especialidad: Ingeniería Civil 50
51. RIESGO SISMICO DE LA CIUDAD DE MÉXICO
EDUARDO REINOSO ANGULO
RESUMEN
Se presenta un resumen de las principales investigaciones en que he colaborado desde el
terremoto de 1985, poniendo énfasis en la importancia que todas ellas han tenido en el
conocimiento que hoy tenemos sobre el riesgo sismico de la ciudad de México, que incluye temas
como: fuentes sísmicas y atenuación del movimiento, diferencias del movimiento en el terreno
firme, efectos de sitio en zona de lago, duración del movimiento sísmico, energía de entrada y
demanda de energía, espectros de respuesta y respuesta estructural, entre otros. La parte
fundamental del trabajo incluye resultados que agrupan todos los avances anteriores y que están
reflejados en modelos para estimar pérdidas y en sistemas de información geográfica, que ofrecen
soluciones más completas para la sociedad
SEMBLANZA
lng. Civil egresado de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México
Estudios de doctorado en el Wessex lnstitute of Technology, Southampton, Inglaterra,
Desde 1995 pertenece al Sistema Nacional de Investigadores. Desde ese mismo año participa
activamente en el hoy llamado Programa de Posgrado en Ingeniería de la UNAM dirigiendo tesis
de maestría e impartiendo los cursos de Concreto Presforzado e Ingeniería Sísmica II.
Desde 1996 es Investigador Titular de tiempo completo en el Instituto de Ingeniería, UNAM
Socio fundador de Evaluación de Riesgos Naturales SC, empresa dedicada a realizar software
especializado y dar servicio y consultoría en temas relacionado con Riesgos Naturales.
Miembro de las Sociedades Mexicanas de Ingeniería Sísmica y Estructural y del Instituto de
Investigación de Ingeniería Sísmica, EERI, de Estados Unidos. A partir de enero deI 2006 es
presidente de la SMIS.
Ha participación en más de veinte proyectos de Investigación y dirigido alrededor de 30 tesis de
licenciatura, maestría y doctorado en temas relacionados con la ingeniería sísmica, estructural y de
riesgos.
Ha realizado más de 120 publicaciones en libros, congresos y revistas técnicas, alrededor de una
tercera parte de estos en foros internacionales. Uno de ellos gano, en 1999, el premio al mejor
artículo del año de la revista Earthquake Spectra por un trabajo sobre los efectos de sitio de la
ciudad de México.
COMENTARISTAS PROPUESTOS
Dr. Luis Esteva Maraboto
Dr. Daniel Ruiz Fernández (Tal vez no se acuerde de mi pero me interesa mucho su opinión)
Dr. Gabriel Auvinet