Evaluación Probabilista de la Amenaza Sísmica,El uso del CRISIS

Mario A. Salgado-Gálvez

Lunes 25 de mayo

Introducción

• Para la armonización de la microzonificación sísmica deManizales se ha realizado una evaluación probabilista de laamenaza sísmica en roca.

• Esta evaluación cumple con los requisitos establecidos en elReglamento NSR-10 (A.2.9).

• Los resultados del presente estudio han servido también deinsumo para evaluaciones probabilistas del riesgo sísmico deedificaciones y líneas vitales en Manizales.

• La amenaza sísmica ha sido calculada utilizando el programaCRISIS 2014; una herramienta mundialmente conocida yaceptada.

Desarrollo del programa CRISIS

Evaluación de la amenaza sísmica

Se ha utilizado el programa de cálculo CRISIS 2014

Contexto tectónico

Modelo tectónico (fuentes sismogénicas)

SUPERFICIALES

PROFUNDAS

Modelo geométrico

Fuentesísmica

Puntode análisis

Las fuentes son divididas entriángulos.

Las divisiones cercanas alpunto de análisis son máspequeñas que las demás.

Cada triángulo queda con lamisma sismicidad por unidadde área asignada.

Se utilizó además el modelo geométrico de plano-fuente con el cual setiene una mejor descripción de la geometría en profundidad de lasfuentes.

Sismicidad histórica en la región

Catálogo sísmico

Magnitud mínima 4.0

Magnitud máxima 8.1

Año de inicio 1962

Año de finalización 2013

Número de eventos 7,650

Tipo de magnitud MW

Profundidad (Km) Número de eventos

0 7,650

5 7,142

20 5,123

35 3,683

60 2,743

80 2,431

120 1,960

200 91

250 19

300 11

Completitud del catálogo

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

# ev

ento

s ac

umul

ados

Año

Se verifica para la magnitud umbral seleccionada (4.0)

1962

Asignación de eventos

Modelo de sismicidad

00( )

u

u

MM

M M

e eM

e e

Modelo Poissoniano

No tiene memoria

0.001

0.01

0.1

1

10

100

3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

Even

tos

po

r añ

o

Magnitud

λo

β

Parámetros de sismicidad

Los parámetros de las fuentes (λo y β) fueron calculados con elmétodo de máxima verosimilitud y se calculó el coeficiente devariación de β (CV) para cada una de las fuentes, con el fin de darun tratamiento adecuado a la incertidumbre del problema. Seseleccionó una magnitud umbral Mo de 4.0.

0

N

t

1

( )N

i

N

M Mo

Parámetros de sismicidad

Parámetros de sismicidad

Parámetros de sismicidad

Curvas de recurrencia de magnitud

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

4 5 6 7 8 9

Tasa

de

exc

ed

en

cia

(eve

nto

s/añ

o)

Magnitud (Mw)

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

4 5 6 7 8 9

Tasa

de

exc

ed

en

cia

(eve

nto

s/añ

o)

Magnitud (Mw)

Romeral Benioff Intermedia

Centro

Parámetros de sismicidad (Mu)

EMUMU1 MU2

σM U σMU

Relaciones de atenuación

1

10

100

1,000

1 10 100 1000

Sa (

cm/s

2)

Distancia (Km)

5.0

6.0

7.0

0

1

10

100

1,000

1 10 100 1000

Sa (

cm/s

2)

Distancia (Km)

5.0

6.0

7.0

Zona intraplaca

Zona subducción

Evaluación de la amenaza sísmica

Pr(A>a|M,Ri) es la probabilidad de que la intensidad exceda un

cierto valor, dadas la magnitud del sismo M, y la distancia entre la

i-ésima fuente y el sitio Ri.

N

n

Mu

Mo

i dMRMaAM

a1

),|Pr()(

Tasa de excedencia de la intensidad

Medida de intensidad

Sumatoria de todas las fuentes sismogénicas

Integración de la función de densidad de probabilidad de cada fuente

Exce

ed

ace

rat

e

Intensity measure

Representación de la amenaza

TR = 100 años

TR =500 años

= 0.01/año

= 0.002/año

Mapas para diferentes períodos de retorno

Curva de excedencia de intensidad

para cada ubicación

TR = 1000 años

= 0.001/año

Medida de intensidad

Tasa

de

exc

ed

enci

a (1

/añ

o)

Resultados (curvas de amenaza y EAU)

1.E-07

1.E-06

1.E-05

1.E-04

1.E-03

1.E-02

1.E-01

1.E+00

1.E+01

1.E+02

1 10 100 1,000

Tasa

de

exc

ed

en

cia

(ve

ces/

año

)

Intensidad (cm/s2)

0.00 seg

0.10 seg

0.15 seg

0.50 seg

1.00 seg

2.00 seg

0

200

400

600

800

1000

1200

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2

Sa (c

m/s

2)

Período (seg)

31 años

225 años

475 años

975 años

2475 años

Resultados

1.E-06

1.E-05

1.E-04

1.E-03

1.E-02

1.E-01

1.E+00

1.E+01

1.E+02

1 10 100 1,000

Arco de Dabeiba

Bahía Solano

Benioff Intermedia I

Benioff Intermedia II

Benioff Intermedia III

Benioff Profunda

Bucaramanga-Santa Marta Sur

Cauca

Cimitarra

Espíritu Santo

Fallas del Magdalena

Frontal Cordillera Oriental Norte

Frontal Cordillera Oriental Centro

Frontal Cordillera Oriental Sur

Garrapatas

Ibagué

Murindó

Nido Bucaramanga

Normal Panamá-Pacífico

Palestina

Perijá

Romeral

Romeral Norte

Salinas

Suárez

Subducción Norte

Subducción Centro

Subducción Sur

Resultados

31 años 225 años

Resultados

475 años 2,475 años

Resultados (desagregación de la amenaza)

PGA – 475 años

Definición coeficientes sísmicos para diseño

Parámetro Valor estudio Valor NSR-10

Aa 0.21 0.25

Av 0.20 0.25

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Sa (

g)

Período (seg)

Estudio

NSR-10

Definición coeficientes sísmicos para diseño

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Sv (

m/s

)

Período (seg)

Estudio

NSR-10

Parámetro Valor estudio Valor NSR-10

Aa 0.21 0.25

Av 0.20 0.25

Definición coeficientes sísmicos para diseño

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

0.20

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Sd (

m)

Período (seg)

Estudio

NSR-10

Parámetro Valor estudio Valor NSR-10

Aa 0.21 0.25

Av 0.20 0.25

Definición coeficientes sísmicos para seguridad limitada

Parámetro Valor estudio Valor NSR-10

Ae 0.17 0.20

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Sa (

g)

Período (seg)

Estudio

NSR-10

Definición coeficientes sísmicos para umbral de daño

Parámetro Valor estudio Valor NSR-10

Ad 0.09 0.10

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Sa (

g)

Período (seg)

Estudio

NSR-10

Gracias!