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Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural 1 INFLUENCIA DE LOS EFECTOS DE SITIO EN LAS FORMAS ESPECTRALES REGIONALES OBTENIDAS A PARTIR DE REGISTROS EN EL CAMPO CERCANO DEL SISMO DE ABRIL 4 DE 2010 (EL MAYOR-CUCAPAH Mw 7.2). Héctor E. Rodriguez Lozoya 2 ,Eden Bojorquez Mora 2 ,Alfredo Reyes Salazar 2 y Héctor E. Rodriguez Leyva 2 RESUMEN A partir de registros en el campo cercano del sismo de abril 4 de 2010 (Mw 7.2) y considerando los efectos de sitio locales, se obtienen espectros elásticos cuyas ordenadas exceden las del espectro propuesto por CFE2008 para el sitio en estudio .Esto ocurre para periodos de 0.1 a 1.2 segundos, algo similar ocurre pero a periodos cortos (0.1 a 0.5 segundos) para los espectros elásticos obtenidos a partir de los registros libres del efecto de sitio. Estos resultados se obtuvieron utilizando el método lineal equivalente a partir de información geotécnica y de mediciones de vibración ambiental obtenida en el sitio. ABSTRACT From records in the near field of the earthquake of April 4, 2010 (Mw 7.2) and considering local site effects, elastic spectra are obtained whose spectrum ordinates exceed CFE2008 proposed for the site under study. This occurs for periods 0.1 to 1.2 seconds, something similar occurs but short periods (0.1 to 0.5 seconds) for the elastic spectra obtained from the effect of free records site. These results were obtained using the linear equivalent method from geotechnical and ambient seismic noise measurements obtained from the site. INTRODUCCIÓN En abril 4 de 2010 a las 04: 22:40:42 (tiempo origen) ,un fuerte sismo sacudió la región Noroeste de México, particularmente a la parte norte de Baja California y en especifico a la ciudad de Mexicali, esté sismo fue de magnitud Mw de 7.2 (USGS). Para este sismo, CICESE reporto magnitud y localización , ellos reportaron una magnitud en la escala de momento sísmico(Mw) de 6.9, la cual fue estimada a partir de registros en estaciones símicas localizadas tanto en campo cercano como intermedio, sus coordenadas epicentrales fueron latitud 32.297 y longitud - 115.279 con una profundidad de 4 kms.. Este epicentro fue localizado aproximadamente a 64 kms hacia el sur de la frontera entre Estados Unidos y México, entre las placas tectónicas de Norte América y la Pacifico. La energía liberada por este sismo fue sentida en regiones ubicadas azimultamente respecto al epicentro tanto en México como en los Estados Unidos. El mecanismo de ruptura de dicho sismo fue dominantemente del tipo lateral derecho (Harvard Tensor Moment, CMT Project) compatible con el comportamiento tectónico regional, históricamente esta región ha desarrollado sismicidad de manera frecuente con sismos cuyas magnitudes varían de 3 a 7.2 en la escala de 2 Profesor, Universidad Autonoma de Sinaloa, Ave. De Las Américas y Blvd. Universitarios s/n (Culiacan) C.P.80000, Culiacan Sinaloa. Teléfono: (01) 667-7134053; fax: 667-7134053; [email protected] 2 Profesor, Universidad Autonoma de Sinaloa, Ave. De Las Américas y Blvd. Universitarios s/n (Culiacan) C.P.80000, Culiacan Sinaloa. Teléfono: (01) 667-7134053; fax: 667-7134053 [email protected] 2 Profesor, Universidad Autonoma de Sinaloa, Ave. De Las Américas y Blvd. Universitarios s/n (Culiacan) C.P.80000, Culiacan Sinaloa. Teléfono: (01) 667-7134053; fax: 667-7134053 [email protected] 2 Alumno, Universidad Autonoma de Sinaloa, Ave. De Las Américas y Blvd. Universitarios s/n (Culiacan) C.P.80000, Culiacan Sinaloa. Teléfono: (01) 667-7134053; fax: 667-7134053 [email protected]

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INFLUENCIA DE LOS EFECTOS DE SITIO EN LAS FORMAS ES PECTRALES REGIONALES OBTENIDAS A PARTIR DE REGISTROS EN EL CAMPO CERCANO DEL SISMO DE ABRIL 4

DE 2010 (EL MAYOR-CUCAPAH Mw 7.2 ).

Héctor E. Rodriguez Lozoya 2,Eden Bojorquez Mora 2 ,Alfredo Reyes Salazar 2 y Héctor E. Rodriguez Leyva 2

RESUMEN

A partir de registros en el campo cercano del sismo de abril 4 de 2010 (Mw 7.2) y considerando los efectos de sitio locales, se obtienen espectros elásticos cuyas ordenadas exceden las del espectro propuesto por CFE2008 para el sitio en estudio .Esto ocurre para periodos de 0.1 a 1.2 segundos, algo similar ocurre pero a periodos cortos (0.1 a 0.5 segundos) para los espectros elásticos obtenidos a partir de los registros libres del efecto de sitio. Estos resultados se obtuvieron utilizando el método lineal equivalente a partir de información geotécnica y de mediciones de vibración ambiental obtenida en el sitio.

ABSTRACT

From records in the near field of the earthquake of April 4, 2010 (Mw 7.2) and considering local site effects, elastic spectra are obtained whose spectrum ordinates exceed CFE2008 proposed for the site under study. This occurs for periods 0.1 to 1.2 seconds, something similar occurs but short periods (0.1 to 0.5 seconds) for the elastic spectra obtained from the effect of free records site. These results were obtained using the linear equivalent method from geotechnical and ambient seismic noise measurements obtained from the site.

INTRODUCCIÓN

En abril 4 de 2010 a las 04: 22:40:42 (tiempo origen) ,un fuerte sismo sacudió la región Noroeste de México, particularmente a la parte norte de Baja California y en especifico a la ciudad de Mexicali, esté sismo fue de magnitud Mw de 7.2 (USGS). Para este sismo, CICESE reporto magnitud y localización , ellos reportaron una magnitud en la escala de momento sísmico(Mw) de 6.9, la cual fue estimada a partir de registros en estaciones símicas localizadas tanto en campo cercano como intermedio, sus coordenadas epicentrales fueron latitud 32.297 y longitud -115.279 con una profundidad de 4 kms.. Este epicentro fue localizado aproximadamente a 64 kms hacia el sur de la frontera entre Estados Unidos y México, entre las placas tectónicas de Norte América y la Pacifico. La energía liberada por este sismo fue sentida en regiones ubicadas azimultamente respecto al epicentro tanto en México como en los Estados Unidos. El mecanismo de ruptura de dicho sismo fue dominantemente del tipo lateral derecho (Harvard Tensor Moment, CMT Project) compatible con el comportamiento tectónico regional, históricamente esta región ha desarrollado sismicidad de manera frecuente con sismos cuyas magnitudes varían de 3 a 7.2 en la escala de

2 Profesor, Universidad Autonoma de Sinaloa, Ave. De Las Américas y Blvd. Universitarios s/n (Culiacan) C.P.80000, Culiacan Sinaloa. Teléfono: (01) 667-7134053; fax: 667-7134053; [email protected] 2 Profesor, Universidad Autonoma de Sinaloa, Ave. De Las Américas y Blvd. Universitarios s/n (Culiacan) C.P.80000, Culiacan Sinaloa. Teléfono: (01) 667-7134053; fax: 667-7134053 [email protected] 2Profesor, Universidad Autonoma de Sinaloa, Ave. De Las Américas y Blvd. Universitarios s/n (Culiacan) C.P.80000, Culiacan Sinaloa. Teléfono: (01) 667-7134053; fax: 667-7134053 [email protected] 2 Alumno, Universidad Autonoma de Sinaloa, Ave. De Las Américas y Blvd. Universitarios s/n (Culiacan) C.P.80000, Culiacan Sinaloa. Teléfono: (01) 667-7134053; fax: 667-7134053 [email protected]

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magnitud de momento sísmico (Mw).Como ejemplos de sismos interesantes históricos ocurridos en esta región podemos mencionar el evento de Mw 7.0 ocurrido en 1915 , el de 1934 de Mw 7.2 este sismo rompió la falla de Cerro Prieto .Adicionalmente podemos mencionar los sismos de1940(Mw 6.9), 1956( Mw 6.80), 1979(Mw 6.53),1983( Mw 5.5) ,y este ultimo de 2010(7.2) además de existir información de que en 1892 ocurrió un sismo similar sobre el sistema de fallas Laguna Salada(Comunicación personal : Víctor Wong O. CICESE). Debido a la ocurrencia de este sismo, fue posible obtener registros en el campo cercano e intermedio, dichos registros fueron obtenidos en estaciones localizadas sobre sedimentos así como sobre roca, la información de estos registros es de gran importancia en el aspecto de la ingeniería sísmica ya que las distancias epicentrales de las estaciones de registro están en el rango de 12 a 140 kms. Las estaciones que registraron las aceleraciones más altas fueron GEO y RII, en GEO la PGA fue de 0.496g en su componente E-W y en RII de 0.402g en su componente N-S, las distancias epicentrales de estas estaciones son 12 y 33.29 kms. respectivamente. La localización epicentral y las estaciones utilizadas en este estudio se muestran en la figura 1 ,en esta se indican la ubicación de las estaciones utilizadas en esta investigación, las estaciones localizadas sobre roca se localizan hacia el sur-oeste del epicentro mientras que las que están sobre sedimentos, hacia el norte del mismo, es claro ver la cercanía de las estaciones GEO y MDO del epicentro es por ello que estas fueron las estaciones que más altas aceleraciones registraron. otro sismo regional de magnitud similar al ocurrido en abril 4 de 2010, fue el sismo como el sismo del Centro California el cual ocurrió en el año de 1940 (Mw 6.9) ,de este sismo fueron registradas aceleraciones en estaciones localizadas sobre sedimentos del orden de los 0.258g ,en distancias cercanas a los 13 kms.( USGS ,El Centro Array # 9). La información obtenida mediante el procesado de los registros del sismo de Mexicali de abril 4 de 2010 ,fue utilizada con el objetivo de obtener los espectros de respuesta al 5% de amortiguamiento crítico considerando los efectos de la geología local, además se realizaron tres mediciones de ruido ambiental en un sitio localizado en el centro urbano de la ciudad de Mexicali .Con esta mediciones de ruido sísmico se obtuvo la función de transferencia empírica, misma que fue utilizada para estimar la variación de la onda de corte con la profundidad en el sitio , lo cual fue utilizada para realizar la de propagación de las ondas SH (Figura 8). Las velocidades de onda de corte (Vs) del perfil estratigráfico fueron estimadas empleando dos alternativas ,la primera alternativa fue mediante el proceso de ensayo y error y la segunda utilizando correlaciones empíricas propuestas por distintos autores (Imai 1982, Lee 1992) en estas correlaciones se utiliza el numero de golpes(N) en la prueba de penetración estándar(SPT) para estimar la velocidad de onda de corte ,una vez definidas estas velocidades para cada estrato, se obtiene la función de transferencia para el perfil de velocidades previamente definido , esta función de transferencia se compara con la obtenida a partir de mediciones de ruido sísmico, así , este proceso termina cuando ambas son muy semejantes tanto en amplitud como en frecuencia en el modo fundamental. El objetivo del proceso señalado es obtener los espectros de respuesta a partir registros sísmicos originados por el sismo de abril 4 de 2010 (tabla 1) considerando al efecto de sitio y para ello fue aplicó el proceso siguiente: Se introduce cada registro sísmico regional en la base del perfil estratigráfico, se propaga y se obtiene en superficie el mismo registro sísmico, el cual ya se considera afectado por el sitio. Lo anterior se realiza a cada uno de los registros sísmicos señalados, una vez obtenidos todos los registros sísmicos con efecto de sitio se construyen los espectros de respuesta al 5% ,al final se realizan operaciones estadísticas para obtener el espectro de respuesta promedio y poder así realizar la comparación de ordenadas espectrales entre este espectro promedio y el espectro de diseño propuesto por las normativas, en nuestro el espectro de referencia fue el propuesto por CFE2008 para el sitio. Este es un espectro de cuatro ramas con ordenas espectrales máximas de 1.12 con unidades de Sa/g,es decir por ciento de ‘g´.

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La figura 2 ilustra el sitio así como el espectro de diseño para el estado límite de colapso utilizado como espectro de referencia en este estudio.

Figura 1: Localización de las estaciones sísmicas u tilizadas en este estudio, la estrella representa e l epicentro del sismo de abril 4 de 2010(Mw 7.2), el rectángulo la localización donde de realizaron las mediciones de vibración ambiental y el sondeo geoté cnico.

Figura 2: Sitio donde se obtuvo el espectro de re ferencia utilizado en este estudio (PRODISIS CFE-2008).

TECTÓNICA REGIONAL Y SISMICIDAD

La tectónica regional y los epicentros de los sismos fuertes ocurridos en las cercanías de la ciudad de Mexicali se ilustran en la figura 3. Además en esta figura, son dibujados las fallas sísmicas locales y regionales, y la magnitud del sismo es proporcional al tamaño de los octágonos, además es claro observar en esta figura, que la sismicidad regional en su mayoría se concentra sobre las fallas aquí ilustradas y sobre la conocida falla de

San Andrés, cuya orientación es en un rumbo NW-SE en esta región.

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Figura 3: Tectónica regional y epicentros de los s ismos fuertes ocurridos en las cercanías de la

ciudad de Mexicali.

REGISTROS DE ACELERACION Los registros utilizados en nuestro estudio corresponden a 12 estaciones localizadas sobre sedimentos (6) y sobre roca (6) todas de tres componentes, las estaciones más cercanas al epicentro fueron la estación GEO (12 kms.) y la estación MDO (18 kms.),la taza de muestro de los registros fue de 200 m/seg , el instrumento de registro en GEO es un Etna, Kinemetrics y en MDO un GeoSIC GMS-18 ,un resumen del tipo de instrumento ,tipo de material sobre el que esta la estación y localización se da en la Tabla1.

Tabla 1: Tipo de instrumento y tipo de suelo sobr e el que esta la estación respectiva así como sus coordenadas de su localización.

Estación Latitud Longitud

Altura (nmm) Tipo de sitio Instrumento

Geotérmica (GEO) 32.400 -115.240 30 sedimentos Etna,Kinemetrics Saltillo (SAL) 32.422 -115.130 50 sedimentos GeoSIC GMS-18 M. De Ocampo(MDO) 32.464 -115.316 14 sedimentos GeoSIC GMS-18 Chihuahua (CHI) 32.488 -115.242 15 sedimentos GeoSIC GMS-18 Tamaulipas (TAM) 32.549 -115.235 15 sedimentos GeoSIC GMS-18 RIITO(Rii) 32.165 -114.961 15 sedimentos GeoSIC GMS-18 Rancho San Luis (RSL)

32.116 -115.840 1490 Roca solida GeoSIC GMS-18

Héroes de la Ind. (HDI) 32.615 -115.882 1130 Roca solida Etna,Kinemetrics Rancho Agua Caliente (RAC)

32.020 -116.301 714 Roca solida GeoSIC GMS-18

Valle de la Trinidad(VTR)

31.398 -115.714 750 Roca solida Etna,Kinemetrics

Tres Hermanos(TRH) 31.690 -116.190 800 Roca solida GeoSIC GMS-18 CICESE (CIC) 31.868 -116.664 60 Roca solida GeoSIC GMS-18

En la tabla (2) se resume lo siguiente: nombre de la estación de registro, su distancia epicentral, la PGA y la duración según el criterio de Arias (1970) de la fase fuerte del sismo registrado en las componentes horizontales:

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Tabla 2: Estación, Componente, Distancia Epicentral y la Duración de la Fase Fuerte del Sismo según

el Criterio de Arias (1970).

De la tabla 2, puede observarse, que las duraciones de la fase fuerte son mayores para las estaciones localizadas sobre sedimentos con la excepción de la duración de la estación VTR que localizándose sobre roca es la que más alta duración presentó. La figura 4 , ilustra cómo la atenuación de la aceleración con la distancia en las estaciones sísmicas utilizadas.

Figura 4: Atenuación de la aceleración con la dista ncia en las estaciones sísmicas utilizadas tanto pa ra las estaciones en roca y sedimentos. Las formas de onda en sus tres componentes, de las señales registradas en las estaciones TAM, SAL GEO y RII se presentan en la figura 5

Estación EW (% g) NS (% g) Distancia epicentral Duración (Intensidad Arias, segs.)

MDO -0.400 -0.402 18.84 32.70 CHI -0.197 0.214 21.47 42.40 GEO -0.496 -0.367 12.00 38.00 HDI 0.060 0.051 94.70 53.70 RAC 0.070 0.074 101.17 34.00 RII 0.385 0.402 33.29 23.10 RSL 0.051 0.068 56.60 44.50 SAL 0.148 0.149 19.73 44.40 TRH 0.048 0.045 109.3 40.50 VTR -0.040 -0.031 107.80 56.90 CIC -0.021 0.0188 139.12 38.00 TAM 0.230 -0.200 27.90 40.40

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Figura 5: Registros en sus tres componentes de la s estaciones GEO ,TAM, SAL y RII sin efectos de sitio En la figura anterior, es claro observar que las mayores amplitudes de aceleración ocurre en las estaciones GEO Y RII localizadas al SW y SE del epicentro por lo anterior es posible inferir que la propagación de la energía durante este evento sísmico fue en las direcciones SW-SE preferentemente. Estudios de las aceleraciones sísmicas regionales en roca realizados por NEHRP considerando un criterio probabilístico y un periodo de retorno de 475 años, reportan valores de la aceleración en roca de entre 0.360g a 0.46g (en porcentaje de aceleración). Lo anterior puede observarse en la figura (5), y en la tabla 2 para las estaciones GEO, RII y MDO se puede leer los registros alcanzaron la amplitud de -0.496g, 0.402g y -0.402g respectivamente. Estas aceleraciones superan las aceleraciones sobre roca estimadas por NEHRP para el sitio en estudio, es preciso señalar que las estaciones de registro utilizadas en nuestro estudio en su mayoría se localizan sobre sedimentos.

Figura 6: Aceleraciones sobre roca según NEHRP de sde un punto de vista probabilístico para un periodo de retorno de 475 años equivalente a un 10% de excedencia en 50 años

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CARATERIZACION DEL SITIO

Para este tipo de estudios , se requiere además de señales símicas ,caracterizar de manera precisa el medio de propagación, esta parte del estudio ,es la que más incertidumbre presenta, ya la estimación de la velocidad de onda de corte (Vs) presenta alta incertidumbre ,para estimar dicha velocidad utilizamos dos alternativas ,la primera consistió en aplicar un proceso de ensayo y error ,mientras que en la segunda se utilizaron varias correlaciones empíricas que correlacionan el numero de golpes(N) con la velocidad de onda de corte en la prueba de penetración estándar(SPT).Dichas correlaciones han sido propuestas por distintos autores como Lee (1992) ,sykora y Stokoe (1983) entre otras. Al final decidimos utilizar las correlaciones (Ecuaciones 1 y 2) que se indican junto al perfil de velocidades (figura 8) ya que fueron las que resultaron con valores de Vs muy similares a las obtenidas mediante el ensayo de prueba y error. La figura 7 ilustra el perfil estratigráfico obtenido del estudio geotécnico en un sitio y que fue utilizado para estimar la variación de la onda de corte (Vs) con la profundidad. Una vez definidas estas velocidades de onda de corte para el perfil estratigráfico, se obtuvo su función de transferencia, esta función de transferencia fue comparada respecto a la obtenida a partir de mediciones de ruido sísmico aplicando la técnica de Nakamura(1989), el proceso para estimar la velocidad de onda de corte en el perfil estratigráfico ,fue iterativo y este terminaba cuando la función de transferencia obtenida mediante los cocientes espectrales y la obtenida para el perfil estratigráfico, eran muy semejantes tanto en amplitud como en frecuencia en el modo fundamental.

Figura 7: Perfil estratigráfico obtenido del estudi o geotécnico en un sitio utilizado para estimar l a variación de la onda de corte (Vs) con la profundid ad. Las correlaciones utilizadas para estimar la velocidad de ondas de corte en los distintos estratos fueron las siguientes:

Imai, 1982 (1)

Ohta and Goto, 1978 (2)

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Donde: N es el número de golpes de la prueba de penetración estándar (SPT), La figura 8 muestra la variación de la velocidad de onda de corte con la profundidad obtenida a partir del empleo de las ecuaciones 1 y 2.Al final el perfil de velocidades resultante fue el que se ilustra a continuación:

Figura 8: Perfiles de velocidades de onda de corte obtenidos mediante correlaciones empíricas ( Imai, 1982, y Otha y Goto 1978 (líneas a trazos)) y me diante el proceso de ensayo y error (línea llena). Del perfil de velocidades obtenido, es posible definir que nuestro modelo puede considerarse formados por 7 capas con espesores variables y velocidades de onda de corte de valores comprendidos entre 90 y 180 m/s. El semiespacio se le asigno una velocidad de onda de corte (Vs) de 400 m/s según criterio propuesto por NEHRP. Como puede observarse del perfil estratigráfico ocurre una inversión de velocidades en las capas intermedias. Reconocemos que un solo estudio geotécnico realizado en un sitio es insuficiente para representar una región geográfica, pero dadas las características físicas del suelo en el Valle de Mexicali que en general son muy similares sitio a sitio, consideramos que el sitio analizado en este estudio es una buena muestra de los suelos regionales. De este perfil de velocidades de onda de corte, es posible estimar una velocidad de onda de corte promedio, así como el periodo dominante del sitio utilizando las siguientes expresiones:

(3)

(4)

Donde es el espesor de cada capa del suelo y la velocidad de onda de corte en cada estrato del perfil estratigrafico. La velocidad media estimada aplicando la ecuación 3 fue de 106 m/s y una

, este valor puede ser comparado con el que propone NEHRP para el sitio ,como

puede observarse en la figura 9 ,NEHRP asigna una velocidad de onda S para los primeros 30 metros( de suelo en el sitio de alrededor de 180 m/s que es mayor a la obtenida en este estudio, por lo anterior el suelo en estudio según NEHRP es clasificado como suelo tipo E (de consistencia de intermedia a blanda).

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Figura 9: Velocidad de onda de corte (Vs) según NEH RP para el sitio en estudio para los primeros 30 metros de suelo en el sitio. Otro parámetro importante en este tipo de estudios es el periodo dominante del sitio, este fue obtenido mediante el procesado de mediciones de ruido sísmico ambiental obtenidos en el sitio donde se realizó el estudio geotécnico .A continuación se presentan los resultados obtenidos mediante el procesado las mediciones y realizando el análisis numérico respectivo, para estimar el periodo fundamental en el sitio se utilizó la técnica de cocientes espectrales(Nakamura,1989) ,lo anterior se presenta en las figuras siguientes , en estas se indican la frecuencia en el primer modo y la amplificación correspondiente , el periodo de sitio de Ts=0.77 segundos se obtiene aplicando la ecuación (4) que es muy similar al periodo promedio obtenido a partir de las funciones de transferencias obtenidas mediante el análisis de vibración ambiental que es del orden de los 0.89 segundos o los 1.12 Hz. ,estos periodos son característicos de suelos consistencia de intermedio a blando .Para estimar el periodo dominante se realizaron 3 mediciones de ruido ambiental en los sitio denominados : CK001,CL001 Y CN001 ,esto se muestra en las figuras 10,11 y 12.

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Figura 10: Función de transferencia empírica para l as mediciones de vibración ambiental en el sitio CK001.

Figura 11: Función de transferencia empírica para l as mediciones de vibración ambiental en el sitio CL001.

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Figura 12: Función de transferencia empírica para l as mediciones de vibración ambiental en el sitio CN001. Una vez caracterizado el sitio, el paso siguiente es realizar el procesado de las señales sísmicas de interés, con el objetivo de tomar en cuenta el efecto de sitio en la obtención de los espectros de respuesta.

ESPECTROS DE RESPUESTA ELASTICOS (5% DE AMORT.) En esta etapa se obtuvieron los espectros de respuesta a partir de los registros sísmicos considerando los efectos locales del sitio en las estaciones: CHI, TAM, SAL, GEO y RII, fueron consideradas estas estación por su cercanía al epicentro. El espectro de respuesta es una valiosa herramienta desde el punto de vista de la ingeniería sismoresistente, este representa la respuesta de varios sistemas de un grado de libertad con distinto periodo de vibración sujetos a la acción de uno o más sismos. Mediante el análisis estadístico de un conjunto de espectros de respuesta obtenidos para distintos sismos es posible obtener el espectro de diseño, el cual presenta una forma más suavizada respecto al espectro de respuesta. Generalmente los reglamentos de diseño proponen una serie de espectros de diseño que son obtenidos considerando aspectos de tectónica y sismología regional más que de consideraciones específicas de un sitio, lo anterior hace necesario que los espectros propuestos por las normas de construcción sean revisados y comparados con aquellos obtenidos considerando los aspectos de la geología local en el sitio. En la figura 13 se muestran los espectros de respuesta elásticos en las estaciones TAM,CHI, MDO, RII, GEO Y SAL de esta figura también es posible inferir la dirección preferente de la radiación de la energía sísmica(directividad) que en este caso es en el rumbo SW-SE preferentemente. Lo anterior se comprueba observando en la siguiente figura las amplitudes espectrales en las estaciones TAM y RII principalmente.

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Figura 13: Espectros de r espuesta al 5% para cada estación de registro. Los espectros de respuesta elásticos obtenidos con los registros del sismo de abril 4 de 2010 en la región de Mexicali BC, se ilustran en la figura 14 en esta figura en su parte superior aparecen los espectros de respuesta para cada una de la estaciones considerando los efectos del suelo local mientras que en su parte inferior a parecen los espectros de respuesta pero ignorando tales efectos. Además en ambos casos en la misma figura aparece el espectro de referencia (CFE2008).

Figura 14: Espectros de respuesta al 5% (líneas a c olor) para cada estación de registro y el espectro de diseño (CFE2008).Parte superior espectros considera ndo los efectos de sitio y parte inferior sin considerar los efectos de sitio.

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De la ilustración es evidente el cómo los efectos locales del suelo influyen en la formas espectrales, en este caso para cuando se consideran los efectos señalados las amplitudes de los espectros elásticos superan las amplitudes del espectro de referencia en la zona de periodos cortos (0.1 a 0.4 segundos) y en la banda de periodos de entre 0.4 a1.2 segundos, ocurre algo similar excepto para las estaciones GEO y SAL. Para el caso en que los efectos de sitio son despreciados las ordenadas espectrales superan las del espectro de referencia solo en la banda de periodos cortos (0.1 a 0.4 segundos), en este caso solo los espectros de la estación SAL permanece por debajo de las ordenadas del espectro de referencia. Lo anterior puede ser tomado como referencia para establecer que los efectos de sitio en esta región, afectarán a las estructuras con periodos de vibración desde los 0.1 a los 1.5 segundos, es decir tanto a estructuras bajas como a las a aquellas de alturas intermedias. Por otro lado para el caso en que los efectos de sitio sean despreciados se debe tener cuidado principalmente en las estructura de periodo corto, es decir estructuras bajas a medianas. Nos resulta claro entender que la comparación espectral estrictamente debería de realizarse únicamente entre espectros suavizados (de diseño) y no de espectros de respuesta contra espectros de diseño, pero para el fin de nuestra investigación consideramos suficiente realizar la comparación tal y como aquí se presentó.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Fue realizado un estudio a partir de los registros sísmicos obtenidos en la región de Mexicali B.C., dichos registros corresponden al último sismo fuerte registrado en la región: sismo conocido como ‘el mayor’ Mw 7.2, durante este sismo se obtuvieron registros en varias estaciones localizadas tanto roca como en sedimentos. Para el estudio solo se consideraron los registros de las estaciones sobre sedimentos además fue utilizada la información de un perfil geotécnico obtenido en el centro urbano de la ciudad de Mexicali B.C., cabe señalar que debido a la uniformidad del suelo existente en esta ciudad, dicha información geotécnica puede considerarse representativa de la zona en estudio. Con la idea principal de revisar del espectro de diseño local actual (CFE2008), se utilizó el método lineal equivalente para propagar las ondas SH de los registros mediante el perfil geotécnico señalado, lo anterior para investigar como afectaba el sitio a dichas señales sísmicas. Una vez afectados los registros por el sitio, se calcularon los espectros de respuesta elásticos al 5% de amortiguamiento para cada estación, para después comparar estas amplitudes espectrales con las ordenadas espectrales del espectro de diseño local (CFE2008).Lo anterior se realizó utilizando el perfil geotécnico ya mencionado. De nuestra investigación concluimos que es evidente el cómo los efectos locales del suelo influyen en la formas espectrales, en este caso para cuando se consideran los efectos señalados las amplitudes de los espectros elásticos superan las amplitudes del espectro de referencia en la zona de periodos cortos (0.1 a 0.4 segundos) y en la banda de periodos de entre 0.4 a1.2 segundos .Para el caso en que los efectos de sitio son despreciados las ordenadas espectrales superan las del espectro de referencia solo en la banda de periodos cortos (0.1 a 0.4 segundos). Lo anterior puede ser tomado como referencia para establecer que los efectos de sitio en esta región geográfica, afectaran a las estructuras con periodos de vibración desde los 0.1 a los 1.3 segundos, es decir tanto a estructuras bajas como a las altas. Y por otro lado, para el caso en que los efectos de sitio sean despreciados se debe tener cuidado principalmente en las estructura de periodo corto, es decir estructuras bajas. Por lo anterior se puede concluir que el espectro de diseño propuesto para el sitio (CFE2008), no es conservativo para estructuras con periodos de vibración de entre 0.1 a 1.2 segundos de los resultados obtenidos en este estudio se puede recomendar realizar en la región, estudios cuyo objetivo sean complementarios con el estudio que se presenta en esta investigación.

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XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural A capulco, Guerrero 2012

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