tesis efecto de sitio managua_2013

EVALUACION DEL EFECTO DE SITIO EN EL ANTIGUO CENTRO URBANO DE LA CIUDAD DE MANAGUA

UNAN – MANAGUA CIENCIAS E INGENIERIA

(SEMINARIO PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO CIVIL)

1 Br. J. Muñoz Robleto, Br. Y. Morales Flores, Br. J. Pérez Aburto.

RESUMEN. Muchos de los daños provocados por terremotos son causados por amplificaciones

debidas a condiciones de sitio locales que afectan las ondas sísmicas que se propagan

desde la roca. Por lo tanto es necesario anticipar el daño debido a este fenómeno,

resultando conveniente realizar una medición antes del desastre con el objeto de

determinar cómo y dónde las señales sísmicas pueden ser modificadas por condiciones

geológicas locales o geomorfológicas. El estudio de efecto de sitio es una herramienta

eficaz para la caracterización dinámica del suelo, en el cual se hace uso de los

microtemblores o ruido ambiental para estimar el periodo natural de vibración las que

pueden ser correlacionadas con la información geológica.

Lo más importante es que se puede sacar provecho de la información proveniente de

microtremores o ruido ambiental; ya que esta facilita posteriormente los estudios de

evaluación de la amenaza sísmica local.

En este trabajo se presenta el estudio, “Evaluación del efecto de sitio en el antiguo

centro urbano de la ciudad de Managua”, mediante la aplicación de la técnica H/V

propuesta por Nakamura en 1989, con la cual se han estimado los períodos

fundamentales de vibración de depósitos de suelo de esta localidad.

El objetivo, de estimar los periodos de vibración, es con la finalidad de microzonificar el

área de estudio de acuerdo a los periodos fundamentales así como las amplificaciones

relativas de los suelos. Lo más interesante de las microzonifocacion, por periodos

fundamentales, es la estimación de la rigidez de los estratos de suelos la que cambia

de suelos rígidos a suelos firmes en la orientación N-W para esta localidad.

También se han identificado hasta tres periodos fundamentales para cada uno de las

zonas de la microzonificación delimitada; sin embargo con la aplicación de la formula





empírica (Ti = 4Hi / Vs) y con las velocidades de ondas S para los suelos de esta

localidad, Faccioli, 1973; se obtuvieron espesores de perfil estratigráfico comportándose

como tres paquetes de suelos bien definidos. Aunque los espesores de estos paquetes

varían en el área de estudio podemos definir de manera aproximada los siguientes

espesores:

H1 = 14 m, H2= 30 m y H3 = 110 m.

Los dos primeros paquetes de estratos o contrastes han sido identificados

anteriormente por otros autores (e. g. Faccioli 1973). Sin embargo, el tercer paquete de

estrato ha sido identificado por primera vez en este estudio. Por lo que esta tesina

aporta un nuevo conocimiento en las características dinámicas de los suelos en el

antiguo centro urbano de la ciudad de Managua.





Dedicatoria:

Principalmente al único merecedor de gloria, honra y honor.

Al Rey de gloria, porque de Jehová es la tierra y su plenitud, el

mundo y los que en él habitan. (Salmos 24:1).Porque todas las

cosas han sido creadas por él y para él.

A nuestros padres y hermanos, por brindarnos su apoyo

incondicional.

Julio, Yoel, y Stanley.





Agradecimientos:

Julio:

A Dios por darme la luz y guía espiritual para mi crecimiento

intelectual como moral y permitirme disfrutar el fruto de todo un

esfuerzo que hoy ha valido la pena.

A mi bella madre Julia del Carmen Calero y a mí querida esposa

Lic. Estela Pérez, gracias por haberme brindado su fiel apoyo y

comprensión en los momentos más difíciles de mi carrera.

A mi pequeño Diego Josué por darle una razón más a mi vida.

A los docentes por sus consejos y enseñanzas, haciendo de mí una

persona de bien.

Yoel:

Primeramente a Dios por haberme permitido llegar hasta este punto

y haberme dado salud, ser el manantial de vida y darme lo

necesario para seguir adelante día a día para lograr mis objetivos,

además de su infinita bondad y misericordia.

A mis padres, José Morales Poveda y Ana Flores Cordonero, como

agradecimiento a su esfuerzo, amor, comprensión, paciencia y

apoyo, durante mi formación tanto personal como profesional,

A mis amigos, Sr. Ramón Alonso Sánchez y su esposa Sonia

Estrada López, quienes me brindaron su apoyo incondicional y





estuvieron conmigo en los momentos difíciles.

Stanley:

Primeramente gracias a Dios por darme la oportunidad de haber

culminado mi formación profesional

A mis padres, Mario Antonio Pérez Martínez y Modesta Aburto

Steven.

Al grupo de docentes que contribuyeron a mi preparación curricular

para hacer de mi un excelente profesional.

Un Agradecimiento en Especial:

Al Ing. Msc. Edwin Nadir Castrillo por su constante apoyo e

importantes contribuciones para el desarrollo de esta tesis. Quien

siempre nos brindó la tutoría para que este trabajo fuera el justo

reflejo de todo el esfuerzo el cual le dedicamos.

También agradecemos a todas las personas que directa o

indirectamente cooperaron en el desarrollo y culminación de este

trabajo, deseándoles siempre lo mejor y que Dios les bendiga por sus

valiosos e importantes aportes.





INDICE

RESUMEN........................................................................................................................................... 1

DEDICATORIA. .................................................................................................................................... 3

AGRADECIMIENTOS. ........................................................................................................................... 4

INDICE ............................................................................................................................................... 6

1. INTRODUCCION. ............................................................................................................................ 9

2. ANTECEDENTES. .......................................................................................................................... 11

3. JUSTIFICACIÓN. ........................................................................................................................... 13

4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ............................................................................................... 14

5. OBJETIVOS. ................................................................................................................................. 15

5.1 Objetivo General. ................................................................................................................. 15

5.2 Objetivos Específicos. ........................................................................................................... 15

6. MARCO TEÓRICO. ........................................................................................................................ 16

6.1 Ondas Sísmicas. .................................................................................................................... 16

6.1.1 Definición de las ondas sísmicas. ............................................................................. 16

6.1.2 Ondas internas. ...................................................................................................... 17

6.1.2.1 Ondas P. ................................................................................................... 17

6.1.2.2 Ondas S. ................................................................................................... 18

6.1.3 Ondas Superficiales. ............................................................................................... 18

6.2 Efecto de sitio. ..................................................................................................................... 20

6.2.1 Microzonificación Sísmica. ...................................................................................... 20

6.2.2 Peligrosidad sísmica, Definición y características. .................................................... 21

6.2.3 Proceso de evaluación de la peligrosidad sísmica. .................................................... 24

6.2.3.1 Información para el proceso de evaluación de la peligrosidad sísmica. ....... 25

6.2.3.1.1 Registros Sísmicos. ........................................................................ 25

6.2.3.1.2 Movimientos sísmicos fuertes. ....................................................... 27

6.2.3.1.3 Movimientos sísmicos débiles o moderados. .................................. 28





6.2.3.1.4 Microtremores (vibración ambiental). ............................................ 29

6.2.3.2 Técnicas de análisis. .................................................................................. 29

6.2.3.2.1 Cociente o razón espectral relativa a un sitio de referencia. ............ 30

6.2.3.2.2 Cociente o razón espectral H/V para un mismo sitio. ...................... 32

6.2.3.2.3 Modelamiento de perfiles de ondas S con microtremores. .............. 35

6.2.3.3 Resultados. ............................................................................................... 36

7. MATERIALES Y MÉTODOS. ........................................................................................................... 37

7.1 Área de estudio. ................................................................................................................... 37

7.2 Instrumentos y métodos utilizados en las mediciones. .......................................................... 38

7.2.1 Acelerómetro McSEIS-MT Neo. ............................................................................... 38

7.3 Trabajo de Campo. ............................................................................................................... 41

7.4 Procesamiento de Datos. ...................................................................................................... 42

8. ANALSIS Y RESULTADOS. .............................................................................................................. 46

8.1 Ubicación de registros de microtremores. ............................................................................. 46

8.2 Análisis de efecto de sitio. .................................................................................................... 49

8.3 Familias Espectrales T0. ......................................................................................................... 53

8.3.1 Clasificación de familias espectrales para cada zona. ............................................... 53

8.3.2 Agrupación de funciones de transferencia empíricas, para la zonificación en mapa en

función de los periodos dominantes de cada registro. ........................................................... 55

8.3.3 Microzonificación en función de los periodos. ......................................................... 57

8.3.4 Cálculo de espesores. .............................................................................................. 58

8.3.4.1 Modelamiento. ......................................................................................... 58

8.3.4.2 Cálculo de espesores mediante la fórmula empírica. .................................. 61

8.3.4.3 Propuesta de modelamiento de perfiles. ................................................... 63

8.3.5 Mapa de microzonificación en periodos dominantes. .............................................. 64

8.4 Familias Espectrales A0. ........................................................................................................ 65

8.4.1 Clasificación de familias espectrales para cada zona. ............................................... 65

8.4.2 Agrupación de espectros de transferencias empíricas, para la microzonificación en

mapa en función de las amplificaciones relativas de cada registro. ........................................ 67





8.4.3 Análisis de A0 promedio para los registros seleccionados 5 y 28. .............................. 69

8.4.4 Mapa de microzonificación basada en amplificaciones relativas............................... 70

9. CONCLUSIONES. ........................................................................................................................... 71

9.1 Método. ............................................................................................................................... 71

9.2 Períodos............................................................................................................................... 71

9.5 Amplificación relativa. .......................................................................................................... 71

9.6 Espesores. ............................................................................................................................ 72

10. RECOMENDACIONES. ................................................................................................................... 74

11. BIBLIOGRAFIA. ............................................................................................................................. 75

12. ANEXOS....................................................................................................................................... 82





1. INTRODUCCION.

El municipio de Managua se encuentra localizado en un área predominantemente

volcánica con rasgos geomorfológicos que varían desde planicies hasta montañas

abruptas, estas son: Planicie de Managua, Sistema Montañoso de las Sierras de Santo

Domingo, la sucesión de cerros y lagunas (Ticomo, Nejapa, Motastepe, Asososca y

Xiloá) al oeste y coronando este paisaje la Laguna de Tiscapa en el centro de la ciudad.

Se han reconocido tres diferentes familias de fallas, cuyo origen y actividad se asocian

al campo tensional neotectónico. La primera familia de fallas son transcurrentes y

ocurren de orientación noreste-suroeste con desplazamiento lateral-izquierdo, como los

desplazamientos de la Falla Tiscapa y fallas asociadas. Estas fallas fueron activadas

durante los terremotos de 1931 y 1972 (Bice, 1985; Avellan, 2009).

La segunda familia de fallas transcurrentes, son de rumbo nor-noroeste-sur-sureste

muestran desplazamientos lateral-derecho y constituye un sistema conjugado con la

primera familia de fallas. Este tipo de fallas, ocurren entre otras, a lo largo de

Alineamiento Volcánico de Nejapa-Miraflores (Bice, 1985; Avellan, 2009).

El tercer rasgo estructural, son fallas normales de orientación norte-sur que por su

naturaleza tensional, promovieron el ascenso de magma. Esto está corroborado por el

alineamiento de estructuras volcánica de Nejapa-Miraflores y Veracruz (Bice, 1985;

Avellan, 2009).

El subsuelo del área urbana de Managua y sus alrededores, está compuesto

básicamente de dos agrupamientos de rocas fragmentarias de procedencia volcánica.

El más antiguo, el Grupo Las Sierras, constituido principalmente por rocas piroclásticas

de los períodos Plio-Pleistoceno, y se considera que representa el basamento de la

región. El segundo paquete de rocas, de edad más reciente, se conoce como Grupo

Managua, cubre al anterior y está constituido por productos volcánicos y materiales





sedimentarios transportados, a los que se les ha asignado la época del Holoceno. Este

apilamiento de materiales piroclásticos y sedimentarios, descansan sobre materiales

más antiguos, depositados durante el Período Terciario Superior (Plioceno) y se

reconocen con el nombre de Formación El Salto, compuesta principalmente por

areniscas y limonitas (INETER-BGR 2003).

En la actualidad no existen medios para predecir terremotos, sin embargo se puede

reducir el riesgo y minimizar sus efectos, para lograr esto se tiene que analizar y

descubrir causas específicas que en el pasado provocaron grandes pérdidas, de las

cuales la ciudad aún no se recupera.

Una de las herramientas que nos ayuda a tener una idea con buena aproximación

sobre la geología local, se conoce como estudio de efecto de sitio, que consiste en

determinar el periodo fundamental y la amplificación de la repuesta sísmica de un sitio

dado y con buena aplicación del método de análisis conocer algunas de las

propiedades dinámicas de los suelos de la área estudiada.

Un estudio completo de efecto de sitio comprende diferentes aspectos a considerar, sin

embargo en el presente trabajo solo tomaremos en cuenta el periodo fundamental de

los suelos y menor grado (la amplificación de la señal sísmica) de acuerdo a las

características geológicas.





2. ANTECEDENTES.

El efecto de sitio en Managua ha sido estudiado por varios autores desde la ocurrencia

del último terremoto que destruyó la ciudad en 1972. Para estas investigaciones se han

empleado diversas técnicas, tanto analíticas como empíricas. Existen referencias de por

lo menos más de una docena de estudios relacionados con el tema, entre los que se

destacan:

Microzonation criteria and seismic response studies for the city of Managua

(Faccioli et al, 1973).

Informe geológico del macrosismo del 23 de diciembre de 1972 en la ciudad de

Managua, Nicaragua. (Mooser y Rivera, 1973).

Seismic hazard analysis of Managua, Nicaragua (Johansson, 1988).

Revaluación del efecto de sitio y propuesta de clasificación de terrenos con fines

de diseño sísmico. Hernández, (2009).

Estudio de riesgo sísmico para la ampliación del C.C. Metrocentro y la

construcción de un hotel en Managua (Ordaz y Miranda, 1996).

Microzonation study in Managua, Nicaragua. (Stal and Westberg, 1996).

SASW measurement in Managua, Nicaragua. (Ekholm and Norberg, 1988).

Microzonificación sísmica de Managua. (Escobar y Corea, 1998).

Empirical site response study in Managua, Nicaragua. (Guzman and Atakan,

1998).

Empirical site response study in Managua, Nicaragua (Guzmán y Lindholm,

1999).

Estudio de la Amplificación del suelo en Managua, Nicaragua, con el método de

Nakamura. (Guzmán, 1999).

Estudio de microzonificación sísmica de Managua, Informe INETER. (Strauch,

ed. 2000).

Proyecto de Georriesgos en Centroamérica. (INETER-BGR, 2003).





Recopilación de información sobre amenaza sísmica para Managua (Moore,

2004).

Proyecto Estudio de la Vulnerabilidad Sísmica de Managua (Reinoso, 2005).

Dynamic properties of the soils in the area of Managua, Nicaragua. Engineering

Geology, Lund University (Parrales, 2006).

Stress–strain behaviour of the soils of Managua city due to seismic cyclic loading

(Ulloa 2011)

Las primeras técnicas usadas fueron las analíticas, que generalmente han consistido en

el modelamiento de la propagación unidimensional de ondas S, incidiendo

verticalmente, a través de los estratos horizontales en que se supone dividido el suelo.

Trabajos como los de Faccioli (1973), Escobar y Corea (1998), Ekholm y Norberg

(1998), nos muestran el empleo de estas técnicas en el estudio de la respuesta de

suelo en Managua.

También se ha investigado utilizando técnicas empíricas, como las empleadas por Stal

y Westerberg (1996), Guzmán y Atakan (1998), Guzmán y Lindholm (1999) y Guzmán

(1999). En estos estudios se ha dado una gran importancia a estimar la frecuencia

predominante del sitio, más allá de identificar si se trata de un suelo rígido o de un suelo

blando (Reinoso, 2005).

En términos generales, los estudios realizados han concluido que el suelo en Managua

es, desde el punto de vista de la amplificación sísmica, relativamente homogéneo. En

vista de esta situación, el INETER concluye en su reporte (Strauch, 2000) que bastaría

definir a toda la ciudad de Managua como una sola zona de terreno firme. Reinoso

(2005) llega a conclusiones similares y además afirma "que para distinguir posibles

micro zonas en la ciudad, el camino que queda es el de interpretar los resultados de la

modelación analítica del suelo".





A pesar de todo lo expuesto anteriormente, no se ha encontrado en la literatura

evidencias de que se hayan correlacionado todos estos trabajos entre sí, principalmente

para conocer la veracidad de las estimaciones hechas con las técnicas analíticas;

tampoco se han contrastado con los resultados obtenidos en los reportes de daños de

terremotos ocurridos hasta la fecha, ni con la geomorfología, geología e hidrología de la

ciudad de Managua.

Según Ulloa (2011), los suelos de Managua se clasifican en los primeros 10 m, como

Limo arenosos pobremente y bien graduados (SW-SM, SP-SM, respectivamente) y

Limo arenoso (SM).

3. JUSTIFICACIÓN.

Los fenómenos geológicos en Managua obligan a tomar medidas de prevención y

mitigación frente a los daños y pérdidas producidas por estos eventos. Una acción

necesaria y básica es la investigación que generen datos precisos que relacionen de

manera adecuada las características dinámicas de los suelos.

Esta labor garantizará la recuperación del antiguo centro de Managua, debido a que se

iniciaría la construcción de edificaciones seguras y resistentes a eventos sísmicos.

La investigación sobre el aprovechamiento del ruido sísmico en exploración geofísica

ha experimentado un gran desarrollo en las dos últimas décadas. Indudablemente, la

relativa facilidad para disponer de instrumentos portátiles con buena sensibilidad y

respuesta espectral ha sido la causa principal de este rápido desarrollo.

Por tanto, este trabajo de investigación que se presenta, está orientado al estudio de la

respuesta del suelo o del sitio ante un evento sísmico. La atención del estudio se limita

a la antigua zona urbana de Managua y para ello se realizó recopilación de información

de interés geológico, tectónico, geotécnico, registros de microtremores para estimar

funciones de transferencias empíricas (FTE) mediante la técnica de H/V o técnica de





Nakamura. Como se ha mencionado antes, esta técnica es una herramienta que

proporciona datos importantes a la hora de diseñar un proyecto de construcción.

4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Una de las amenazas naturales que el municipio de Managua está sometido, son las

actividades sísmicas de la zona, catalogada por el INETER como una zona alta a muy

alta sismicidad. La geología, el tipo de relieve y los suelos de origen volcánico,

representan en sí mismo, diferentes tipos de amenazas. Entre ellas los alineamientos

de fallas geológicas localizadas en el lugar que pueden activarse mediante una

eventualidad sísmica (rose intraplaca) en la periferia y centro de la zona.

Los sismos son unos de los fenómenos naturales que más daño causan cuando estos

se llegan a manifestar. Sabemos que estos no son más que una liberación de energía

que se mantiene en forma potencial en el interior de la Tierra y que es liberada como

energía mecánica a través de las ondas sísmicas. Cuando estos ocurren, las pérdidas

humanas y materiales pueden variar según la intensidad del sismo, forma de

propagación de las ondas, tipo de construcción de las viviendas y sobre todo del tipo de

suelo por el cual se propagan las ondas.





5. OBJETIVOS.

5.1 Objetivo General.

Evaluar el efecto de sitio en el antiguo centro Urbano de Managua basado en

microtremores a través de la técnica H/V.

5.2 Objetivos Específicos.

Determinar el periodo fundamental de vibración de los suelos en la zona de

estudio.

Determinar los efectos de sitios en el área de estudio, usando el método

espectral de Nakamura, para estimar funciones de transferencias empíricas

(FTE).

Elaborar una microzonificación del área de estudio de acuerdo al análisis de

microtremores en conformidad de los periodos y amplificaciones relativas

obtenidas para cada uno de los puntos registrados en la localidad.





6. MARCO TEÓRICO.

6.1 Ondas Sísmicas.

El desarrollo de las ondas sísmicas se debe a los efectos que produce el golpe seco,

que causa el desarrollo de un movimiento, liberación de la energía que es la que genera

el foco sísmico o hipocentro (Udías, 1971).

Las ondas sísmicas están provocadas debido a una fuente de liberación de energía, en

donde se origina la fuerza necesaria que produce el movimiento de la estructura

geológica del suelo. (Udías, 1971).

En el caso de los terremotos, la energía se presenta en acumulaciones o

concentraciones más o menos grandes, cerradas, sin espacio ni oxígeno suficiente, lo

que provoca un movimiento súbito y violento del conjunto de toda la energía. Es lo que

se conoce como nuclearización de la energía. Cada uno de los terremotos que se

producen en la Tierra es desarrollado por un movimiento que hace las veces de golpe

seco, que, para su liberación, rebota repetidas veces sobre las paredes, hasta que se

consume la energía. Esto da a las ondas sísmicas una gran fuerza y poder destructor,

capaz de abrir grandes fisuras o grietas en la superficie y tirar al suelo muchos de los

edificios. La mayoría de las ondas sísmicas se originan en el foco sísmico o hipocentro.

En este punto las ondas se generan y se propagan en todas direcciones en forma

esférica, llegando al epicentro punto vertical y más cercano a la superficie, donde llegan

con la máxima intensidad (Udías, 1971).

6.1.1 Definición de las ondas sísmicas.

Las ondas sísmicas son ondas mecánicas que transmiten la fuerza que se genera en el

foco sísmico en todas direcciones en proporción a la intensidad y magnitud de cada

sismo.

Estas ondas sísmicas pueden ser internas o superficiales. Las ondas internas son las





que se propagan por el interior de la Tierra y su estudio es muy importante ya que nos

aporta datos sobre la estructura y composición de ésta. Sin embargo las ondas

superficiales sólo viajan por la superficie de la Tierra y son las responsables del mayor

daño a las edificaciones.

6.1.2 Ondas internas.

Las ondas internas viajan a través del interior. Siguen caminos curvos debido a la

variada densidad y composición del interior de la Tierra. Este efecto es similar al de

refracción de ondas de luz. Las ondas internas transmiten los temblores preliminares de

un terremoto pero poseen poco poder destructivo. Las ondas internas son divididas en

dos grupos: ondas primarias (P) y secundarias (S).

6.1.2.1 Ondas P.

Las ondas P o primarias se llaman así por ser las más rápidas y por tanto las que

primero se registran en los sismógrafos. Son ondas longitudinales o compresionales, lo

cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la

propagación y pueden viajar a través de cualquier tipo de material, ya que pueden

atravesar sin ninguna dificultad el manto y el núcleo de la Tierra. La velocidad de

propagación va de los 8 a los 12 km/seg dependiendo de los materiales que atraviesan

(Udías, 1971). Figura 1

Figura 1. Detalle de desplazamiento, Ondas p Lawrence B, (2006).





6.1.2.2 Ondas S.

Las ondas S (ondas secundarias) son ondas transversales, lo cual significa que el suelo

es desplazado perpendicularmente a la dirección de propagación, alternadamente hacia

un lado y hacia el otro. Las ondas S pueden viajar únicamente a través de sólidos

debido a que los líquidos no soportan esfuerzos de corte (Udías, 1971). Su velocidad es

alrededor de 58% la de una onda P para cualquier material sólido. Usualmente la onda

S tiene mayor amplitud que la P y se siente más fuerte que ésta. La velocidad de las

ondas S depende de la densidad y de la rigidez de las masas que atraviesa (resistencia

a la distorsión o cizallado). Se registran en los sismógrafos en segundo lugar. Figura 2

Figura 2. Detalle de desplazamiento, Ondas S Lawrence B, (2006).

6.1.3 Ondas Superficiales.

Además de la manifestación de las ondas P, y S, la Tierra puede trasmitir otros dos

tipos de ondas que se desplazan por la superficie, basadas en una reflexión continua

que se manifiesta en los límites superiores e inferiores de las capas superficiales. A

este tipo de ondas se las conoce colectivamente como ondas L porque desarrollan

períodos largos (Udías, 1971).

Las Ondas (L), se manifiestan después de las ondas P y las ondas S, se propagan sólo

por la superficie mediante períodos vibratorios más largos que los anteriores.





Desarrollan una velocidad más lenta, 3.5 km/seg, y son las responsables de producir

los desplazamientos en la superficie que producen los efectos más catastróficos en el

epicentro de un terremoto de fuerte intensidad, siguiendo el sentido de propagación de

forma parecida a las ondas que se producen en el agua de un estanque después de

arrojar una piedra. Figura 3

Figura 3. Detalle de desplazamiento, Ondas L (superficiales); Lawrence B, (2006).

A su vez, las ondas (L) se dividen en dos clases, ondas de Rayleigh y ondas de Love

(L). La primera de estas ondas la predijo el tercer Lord Rayleigh en 1887, veinte años

antes de que se identificaran en sismógrafos (Udías, 1971).

Las Ondas Rayleigh, son ondas de periodo largo, que producen en las partículas

afectadas, movimientos elípticos sobre planos verticales y en sentido opuesto a la

dirección de propagación (Udías, 1971).

Las Ondas Love, generan movimiento horizontal y perpendicular a la dirección de

propagación. El paso de este tipo de ondas produce una dislocación en las masas de la

superficie o lugar donde se desarrollan, debido a la compresión y expansión alternativa

del medio que atraviesan.





6.2 Efecto de sitio.

De observaciones durante temblores de origen tectónico (Seed, H. B. y Idriss, I. M.

1982) o debidos a explosiones nucleares se ha llegado a la conclusión que las

propiedades geotécnicas, geológicas y topográficas de los estratos más superficiales de

la corteza terrestre, cuyos espesores son de decenas o centenas de metros, tienen

gran influencia en las características de los movimientos sísmicos esperados para un

sitio. En gran medida, estos estratos determinan la amplitud, contenido de frecuencias

y duración del movimiento (Chávez - García y Sánchez, 1986); en (Romero, 2004).

Un estudio completo del efecto local o de sitio supone considerar: las propiedades

geológicas y dinámicas del material en el sitio, la topografía superficial, y la composición

y dirección de la radiación incidente en la base rocosa (Romero, 2004).

Sin embargo, dada la complejidad del problema, la mayoría de los estudios se realizan

considerando solamente algunos de los elementos descritos o, una combinación de

ellos. Así, el efecto local se puede enfocar abordándose solo desde el punto de vista de

la geología superficial (se denomina el problema 1D). En otros trabajos se analiza

exclusivamente el efecto debido a irregularidades sobre la superficie libre de un medio

homogéneo. Por último, en cualquiera de los dos casos anteriores se pueden

considerar las características de la radiación incidente.

6.2.1 Microzonificación Sísmica.

La microzonificación sísmica consiste en establecer zonas de suelos con

comportamiento similar durante un sismo, de manera que puedan definirse allí,

recomendaciones precisas para el diseño y construcción de edificaciones sismo

resistentes (Areas, 2005). Para cada una de las zonas, además de especificarse la

fuerza sísmica posible, deben identificarse los tipos de fenómenos asociados que

pueden desencadenarse a raíz del sismo, como son los deslizamientos, la amplificación

exagerada del movimiento o la posibilidad de la licuación del suelo.





La definición de estas zonas se hace con base en criterios topográficos, estratigráficos,

espesores y rigidez relativa de los materiales, entre otras características de los suelos

(Areas, 2005).

Por ejemplo, en las zonas montañosas, las consecuencias más importantes son los

deslizamientos y avalanchas, además de la amplificación de las ondas por efectos

topográficos. En los sitios donde la topografía es plana y con suelos relativamente

blandos, existe la posibilidad de grandes amplificaciones del movimiento sísmico

dependiendo de las características del sismo. En los depósitos conformados

principalmente por materiales arenosos, especialmente cuando se trata de arenas

limpias, sueltas ubicadas menos de 15 metros de profundidad y con niveles freáticos

altos, existe la posibilidad de que se presente el fenómeno llamado licuación, en el cual

se pierde toda la capacidad de soporte del suelo presentándose grandes asentamientos

del terreno y hundimiento de las edificaciones que estén localizadas sobre estos (Areas,

2005).

6.2.2 Peligrosidad sísmica, Definición y características.

Por peligrosidad sísmica de una zona se entiende cualquier descripción de los efectos

provocados por terremotos en el suelo de dicha zona. Estos efectos pueden ser

representados mediante la aceleración, la velocidad o el desplazamiento sísmico del

terreno o también utilizando la intensidad macrosísmica de la zona. Para evaluar la

peligrosidad, es necesario analizar los fenómenos que ocurren desde la emisión de las

ondas sísmicas en el foco hasta que dichas ondas alcanzan la zona de estudio (Bozzo

y Barbat, 2000).

En la Figura 4 puede observarse el mecanismo de propagación de la energía de un

sismo desde el epicentro hasta el desplazamiento de una estructura. Cuando se

produce un terremoto con determinadas características (profundidad de foco,

mecanismo focal, magnitud, etc.), parte de la energía disipada se convierte en ondas





sísmicas. Al propagarse por la Tierra, dichas ondas se reflejan, refractan, atenúan o

amplifican y llegan, en forma de excitación sísmica X1, al basamento rocoso que se

encuentra debajo del desplazamiento de una estructura. Las ondas sufren un nuevo

filtrado a través de la función de transferencia A correspondiente a las capas de suelo

que se encuentran entre el basamento y la superficie, por lo que se obtiene la señal X2.

Debido al fenómeno de interacción suelo-estructura, descrito por una función de

transferencia I, la señal sufrirá nuevos cambios hasta obtenerse la señal X3, que será la

excitación en la base del edificio. La respuesta de la estructura X4 es el resultado de la

convolución de la señal X3 por la función de transferencia D de la estructura (Bozzo y

Barbat, 2000).

Figura 4. Propagación de la energía sísmica desde el epicentro hasta la estructura; en

(Bozzo y Barbat, 2000).

La evaluación de las funciones de transferencia I y D es un problema de ingeniería

estructural, mientras que el cálculo de la función de transferencia A y la evaluación de la

excitación X1 deben resolverse mediante estudio de peligrosidad sísmica, en otras

palabras, el objetivo del estudio de peligrosidad es evaluar el movimiento del terreno o,

como mínimo, proporcionar una estimación de la severidad del terremoto en un dado





sitio de interés (Bozzo y Barbat, 2000).

Los estudios de peligrosidad sísmica a escala regional, también conocidos como

estudio de macrozonificación, evalúan el parámetro X1, mientras que los estudios de

peligrosidad a escala local, o de microzonificación, tienen como objetivo la

determinación de la función de transferencia A y, por ende, de la señal X2. Estos

estudios requieren investigaciones detalladas de varias disciplinas científicas tales

como Geofísica, Geología y Geotecnia.

Las principales variables que influyen en el peligro sísmico son:

Ubicación del epicentro, dado por sus coordenadas y su profundidad focal, con lo

cual queda señalada la ubicación del foco.

Tamaño o magnitud del sismo.

Mecanismo de generación y la dirección de propagación de la ruptura.

Las características del medio a través del cual viajan las ondas sísmicas.

La distancia epicentral.

Las características locales del sitio de observación (Romero, 2005).

Debido a las incertidumbres y a la complejidad que resulta de incluir todos los

parámetros en un mismo modelo, sólo se consideran las variables más significativas:

La magnitud del sismo. (Hablar sobre parámetro de medición de un sismo)

El concepto de magnitud fue introducido por Richter en 1935 para comparar la

energía liberada en el foco por diferentes sismos. La energía total liberada de un

terremoto es la suma de la energía transmitida en forma de ondas sísmicas y la

disipada mediante otros fenómenos, principalmente en forma de calor. La

energía disipada por medio de ondas es del orden del 1% al 10% de la total.





Como el efecto de sitio se manifiesta en magnitud caracteriza la energía total de

los terremotos, calculada a partir de registros sísmicos (Romero, 2005).

El decaimiento (atenuación) de las amplitudes de las ondas sísmicas a medida

que aumenta la distancia epicentral, con lo cual quedan incluidas de manera

implícita las características del medio a través del cual se propagan las ondas

sísmicas (Romero, 2005).

Las características locales del sitio en observación (Romero, 2005).

Los estratos superficiales de la corteza terrestre, para cuantificarlo es necesario

determinar la respuesta dinámica de la estratigrafía de suelo en el lugar de interés. En

la naturaleza, el subsuelo puede presentarse como un depósito de suelos con

diferentes propiedades índice y mecánicas cuya base es una formación rocosa. La

profundidad de la roca basal podría estar a varias decenas o centenas de metros bajo

la superficie del terreno. Cuando ocurre un terremoto, la señal sísmica llega a la

formación rocosa basal, se filtra a través del medio estratificado y finalmente se

manifiesta en la superficie libre. Si la amplitud de la señal sísmica en superficie libre es

mayor que la correspondiente en la formación rocosa basal, ocurre una amplificación

del movimiento respecto a la base rocosa. De esta manera, los parámetros que

comúnmente se obtienen para cuantificar el efecto de sitio son: la amplificación relativa

y el periodo natural de vibración del suelo (Romero, 2005).

6.2.3 Proceso de evaluación de la peligrosidad sísmica.

Los estudios de evaluación de la peligrosidad sísmica proporcionan datos sobre la

probabilidad de que ocurra un sismo de una determinada severidad asociado a un

período de retorno y a un tiempo de exposición (Romero, 2005).

La peligrosidad a escala regional proporciona dicha información para los estratos de

terreno firme o roca. No obstante, muy pocas veces las estructuras se cimentan sobre

este tipo de estratos. Por lo que es necesario conocer cuál es el efecto de la presencia





de capas de suelo de menor calidad sobre las características del movimiento sísmico

en el lugar.

6.2.3.1 Información para el proceso de evaluación de la peligrosidad

sísmica.

Generalmente, al evaluar los efectos locales de un sitio, se realiza una investigación

preliminar sobre aspectos como:

Tectónica y sismicidad de la región.

Geología local.

Topografía y geomorfología.

Geotecnia (estudios previos).

A partir de la información disponible, es posible ubicar puntos de interés en el lugar de

estudio para registrar movimientos sísmicos del terreno. Además, esta información

permite una mejor comprensión de los resultados obtenidos en el estudio realizado.

6.2.3.1.1 Registros Sísmicos.

Durante terremotos pasados se han observado daños graves en estructuras

emplazadas en ciertos lugares más alejados del epicentro que otros. La comparación

de registros sísmicos obtenidos en el mismo sitio, en el subsuelo y en la superficie, ha

permitido observar diferencias en la amplitud, en el contenido de frecuencias y en la

duración del movimiento registrado, tal como puede apreciarse en la figura 5.

Al analizar el proceso de transmisión de ondas descrito en la figura 5, el

comportamiento de un depósito de suelo puede considerarse como el de un filtro cuya

función de transferencia A0 depende de las propiedades dinámicas del suelo y de la

geometría del depósito.





Figura 5. Registros de aceleración en la superficie y en el subsuelo obtenidos en Urasayu, Japón mostrando efectos locales de amplificación en (Bozzo y Barbat, 2000). Por ello el suelo puede actuar no sólo como amplificador de energía, sino también como

disipador. En el primer caso, su comportamiento es el de filtro paso-banda, ya que

modifica la amplitud y el espectro de frecuencias de ondas; en el segundo, amortigua el

movimiento del suelo, al distribuir una parte de la energía de vibración en el suelo del

entorno y otra parte en la estructura. Para la frecuencia de resonancia se producirían

daños severos en las estructuras que no tengan suficiente capacidad de disipar una

parte de la energía inducida por el terremoto, es decir, que no tengan ductilidad

suficiente. De hecho, tal circunstancia se ha observado durante muchos terremotos

ocurridos en el pasado (Bozzo y Barbat, 2000).

El efecto de las condiciones locales del suelo se toma en cuenta en los análisis de

peligrosidad mediante varios procedimientos, cuya aplicación depende de los datos que

se tengan y de la importancia del problema.





Otra alternativa de análisis se basa en el uso de relaciones obtenidas a partir de

observaciones, que indican una fuerte correlación entre la velocidad de las ondas de

cortante y el factor medio de amplificación espectral horizontal (Bozzo y Barbat, 2000).

Para determinar la amplificación relativa (A0) y el periodo natural de vibración (To) del

suelo, se pueden utilizar los registros de: movimientos sísmicos fuertes, movimientos

sísmicos débiles o moderados, y microtremores (vibración ambiental). Los resultados

que se obtienen a partir de estos registros, pueden complementarse con los obtenidos a

partir de modelos analíticos de propagación de ondas que idealizan la estratigrafía

superficial como un medio continuo o uno discreto; para aplicar estos modelos, es

necesario contar con información sismológica de la región donde se encuentra el sitio

de interés, así como con información geotécnica de la estratigrafía en dicho sitio

(Chávez – García y Sánchez, 1986 en Bozzo y Barbat, 2000).

6.2.3.1.2 Movimientos sísmicos fuertes.

Los terremotos fuertes causan catástrofes naturales terribles y el número de víctimas

que han producido en todo el mundo es innumerable. Es comúnmente aceptado que los

terremotos tienen como origen roturas bruscas de la corteza terrestre seguidas de la

liberación casi instantánea de la energía acumulada en el interior de la Tierra. Los más

fuertes y frecuentes terremotos son los tectónicos, que están asociados a los

movimientos de la litosfera terrestre. Los principales fenómenos que se producen

durante un terremoto consisten, por un parte, en deformaciones tectónicas y, por otra

en la emisión y transmisión de ondas a través de la Tierra.

La información más valiosa sobre efectos de sitio para ser aplicada en microzonificación

sísmica es el uso directo de registros de movimientos sísmicos fuertes, debido a que

incluyen efectos no lineales y amplios contenidos de frecuencias. Una de las

limitaciones en el análisis de movimientos sísmicos fuertes es que sólo se aplica para

los lugares donde los instrumentos de registro están densamente colocados y donde la





sismicidad es elevada. Por esta razón, en muchos casos, los registros de movimientos

fuertes no son suficientes para dibujar curvas detalladas de periodos dominantes del

suelo (Hernández, 2009).

Los principales factores que afectan a las deformaciones tectónicas son las

características geométricas de la fuente sísmica, el mecanismo focal del terremoto y las

propiedades elásticas e inelásticas de material. Los factores que afectan a la emisión y

transmisión de ondas son la radiación de la fuente sísmica, el mecanismo de

propagación de dichas ondas y también la geometría y naturaleza del desplazamiento.

Con el objeto de definir la severidad de los terremotos, nacen los conceptos de

intensidad y magnitud sísmica, los cuales se describirán brevemente a continuación

(Bozzo y Barbat, 2000).

Magnitud: El concepto de magnitud fue introducido por Richter en 1935 para

comparar la energía liberada por un terremoto es la suma de la energía

transmitida en forma de ondas sísmicas y la disipada mediante otros fenómenos,

principalmente en forma de calor. La energía disipada por medio de ondas es del

orden del 1% al 10% de la total. La magnitud caracteriza la energía total de los

terremotos, calculada a partir de registros sísmicos (Bozzo y Barbat, 2000).

Intensidad: Es un parámetro que describe los daños producidos en edificios y

estructuras, así como sus consecuencias sobre el terremoto y los efectos sobre

las personas, por lo que su utilización en la evaluación de daños está muy

extendida. Se observa claramente la diferencia entre magnitud e intensidad ya

que, la primera es una característica propia del sismo, la segunda depende del

lugar y la forma en que se realiza su evaluación (Bozzo y Barbat, 2000).

6.2.3.1.3 Movimientos sísmicos débiles o moderados.

Borcherdt (1970), Chávez-García (1991), Lermo y Chávez-García (1993), entre otros,

demostraron buena correlación del factor de amplificación para un sitio entre datos de





movimientos débiles o moderados y datos de movimientos fuertes. Una parte

controvertida de la aplicabilidad de estos registros es la presencia de efectos no lineal

es durante movimientos sísmicos fuertes del terreno. Sin embargo, aportan información

útil para realizar una estimación preliminar del nivel de amplificación del suelo durante

un sismo.

6.2.3.1.4 Microtremores (vibración ambiental).

Los microtremores o ruido ambiental se han venido estudiando desde el siglo pasado

para la caracterización de suelos y estructuras. En los años cincuenta aparecieron

diversas metodologías lideradas por los japoneses sobre el origen y utilización de los

microtremores para el estudio de las propiedades dinámicas del suelo.

La primera metodología de análisis fue propuesta por Kanai (1961) y posteriormente Aki

y Richards (1980) entre otros, realizaron diversas investigaciones para explicar la

naturaleza de los microtremores, aperturando el desarrollo y la mejora en las

metodologías para su uso. En los últimos años, el uso de los microtremores se ha

incrementado considerablemente, para los estudios geotécnicos, efectos de sitio y para

la estimación de los modelos de velocidad, por ser estos métodos de bajo costo y de

sencilla operación.

6.2.3.2 Técnicas de análisis.

Básicamente, son tres las técnicas utilizadas para el análisis de los registros sísmicos:

directamente de la densidad espectral de potencia, el cálculo de la razón o cociente

espectral con un sitio de referencia, y el cálculo de la razón o cociente espectral entre

las componentes horizontales y la vertical de un mismo registro. A las razones o

cocientes espectrales también se les conoce como funciones de transferencia, cuya

representación gráfica consta de:

En el eje de las ordenadas, la amplificación relativa (cociente espectral H/V).

En el eje de las abscisas, la frecuencia o el periodo T0. En este estudio, las gráficas se

presentan con dominio en el periodo T en segundos.





6.2.3.2.1 Cociente o razón espectral relativa a un sitio de referencia.

Conocida también como cociente o razón espectral estándar y fue introducida por

Borcherdt (1970). Consiste en calcular un cociente de amplitudes espectrales, de la

siguiente manera:

El numerador corresponde al espectro de amplitudes de Fourier de la señal sísmica

registrada en el sitio de interés.

El denominador es el espectro de amplitudes de Fourier de la señal sísmica registrada

en un sitio de referencia.

Como se pretende determinar la respuesta dinámica de la estratigrafía de suelo en el

lugar de interés, lo ideal sería ubicar la estación de referencia en la formación rocosa

basal; sin embargo, esto sería poco práctico y muy costoso debido a la considerable

profundidad a la cual podría encontrase. Por esta razón, el sitio que servirá como

referencia, en superficie, debe seleccionarse cuidadosamente de manera que sus

niveles de amplificación sean los mínimos. Generalmente, se seleccionan terrenos

rocosos; la idea es que el registro en roca sea representativo del campo de ondas

incidente en la interface de la formación rocosa basal y el medio estratificado, y evitar

así errores de interpretación en los resultados (Hernández, 2009).

Si el valor de dicho cociente es cercano a la unidad, para una determinada frecuencia,

se concluye que no hay amplificación significativa del movimiento sísmico del suelo en

el sitio de interés respecto a la del sitio de referencia. Si el valor del cociente es mayor o

menor que la unidad, para una determinada frecuencia, se concluye que hay una

amplificación o una de amplificación respectivamente de dicho movimiento (Hernández,

2009).

Como vemos, para utilizar esta técnica es necesario contar con dos registros sísmicos

simultáneos: uno en el sitio de interés y el otro en el sitio de referencia. En ocasiones

esto no es posible, ya sea por una falla instrumental en alguna de las estaciones, o por





la escasa instrumentación sísmica que impide la obtención de registros en los sitios de

interés (Hernández, 2009).

Los microtremores, también llamado ruido ambiental, microtremores, oscilaciones

omnipresentes y ruido de fondo, son vibraciones aleatorias inducidas en las masas de

suelo y roca por fuentes naturales y artificiales. Este tipo de información es

principalmente utilizada para el estudio de las propiedades y formas de las capas

superficiales (Hernández, 2009).

Figura 6. Muestra ejemplos de fuentes generadoras de microtremores: fuentes naturales y

artificiales (J. Lermo, 1993).

En la Figura 6, se presenta un ejemplo de las diferentes fuentes que originan el ruido

ambiental o microtremores, tanto de origen natural y/o artificial y cuyas características

se describen a continuación:

Fuentes naturales: Entre los más importantes está el oleaje, el viento, la presión

atmosférica y la actividad volcánica, entre otros.

Fuentes artificiales: Como el tráfico vehicular y/o trenes, el paso de peatones,

maquinaria industrial, etc.





6.2.3.2.2 Cociente o razón espectral H/V para un mismo sitio.

Fue introducido en el contexto de análisis de microtremores por Nakamura (1989). Se le

conoce también como técnica de Nakamura, técnica H/V o simplemente REHV, y puede

aplicarse incluso a los registros de movimientos sísmicos fuertes o débiles (Lermo y

Chávez-García, 1993). Para este cociente, no se requiere una estación de referencia.

Consiste en calcular un cociente de amplitudes espectrales, de la siguiente manera: el

numerador corresponde a las amplitudes del espectro de Fourier de la componente

Norte-Sur o la Este-Oeste del registro obtenido, y el denominador corresponde a las

amplitudes del espectro de Fourier de la componente vertical del mismo registro.

Esta técnica, aplicada a registros de microtremores, ofrece una estimación bastante

exacta de la frecuencia natural de vibración del terreno, pero subestima demasiado los

valores de amplificación relativa del suelo (Lermo y Chávez – García, 1994 b; Riquer,

2003). Generalmente sólo nos permite obtener el periodo asociado al primer modo de

vibrar de la estratigrafía del sitio, pero no define los periodos para modos superiores

(Riquer, 2003). Sin embargo dependiendo de la estratigrafía del suelo y de las

características de los instrumentos utilizados a veces es posible encontrar más de un

modo superior de vibrar.

Aunque la técnica H/V aplicada a registros de sismos permite una mejor estimación de

la amplificación relativa en comparación con la técnica H/V aplicada a microtremores,

en general también proporciona información sólo del primer modo de vibrar del suelo.

La razón espectral estándar aplicada a sismos fuertes y/o débiles es más confiable que

estas dos, ya que permite obtener los niveles de amplificación relativa más severos

dentro de los eventos registrados, y además permite definir los periodos asociados a

modos de vibrar superiores (Lermo y Chávez-García, 1994 a).

Lermo y Chávez-García (1994 a, b) compararon los resultados que obtuvieron de la

técnica REHV aplicada a microtremores con los que obtuvieron de la técnica razón





espectral estándar aplicada a registros de temblores. Concluyeron que los

microtremores, cuando son analizados con la técnica REHV, permiten una estimación

bastante aproximada del periodo dominante (T0) de sedimentos sujetos a amplificación

dinámica, en un intervalo de frecuencias de 0.1 a 10 Hz, junto con una estimación

preliminar del nivel de amplificación relativa (A0).

Para el desarrollo de esta técnica conocida como cociente horizontal sobre vertical

(Horizontal to Vertical Spectral Ratio, HVSR, por sus siglas en inglés), Nakamura

plantea varias hipótesis. Por un lado, supone que los microtremores consisten

fundamentalmente en ondas incidentes S o Rayleigh, y que los efectos de amplificación

de un sitio, son debidos a la presencia de un estrato blando sobre un semiespacio.

Según Nakamura, en el dominio de la frecuencia hay 4 amplitudes espectrales

comprometidas: las componentes horizontales y verticales del movimiento en la

superficie y en la base del estrato blando. Por otro lado, asume que el movimiento del

microtremor es producido por fuentes muy locales tales como el tráfico. Suponiendo

ahora que las fuentes locales no afectan el movimiento del microtremor en la base del

estrato del suelo, es posible estimar la amplitud de la fuente, As, por el cociente:

(Ecuación 1)

Donde Vs es la amplitud del espectro del componente vertical del movimiento en la

superficie y Vb es la amplitud del espectro del componente vertical del movimiento en la

base del estrato. Nakamura define una estimación de los efectos de sitio, Se cómo el

cociente:

(Ecuación 2)

Donde Hs es la amplitud del espectro de Fourier del componente horizontal del





movimiento en la superficie y Hb es la amplitud del espectro de Fourier del componente

horizontal del movimiento en la base del estrato.

Para compensar los efectos de sitio (Se) por el efecto de la fuente, se calculan los

efectos de sitio modificados, Sm, así:

(Ecuación 3)

Lo cual es equivalente a escribir:

⁄

⁄

⁄

⁄

(Ecuación 4)

Si finalmente se acepta que el cociente Hb / Vb= 1, los efectos de sitio corregidos por la

fuente serán:

(Ecuación 5)

Esto indica que la estimación de los efectos de sitio está dada por el cociente espectral

de la componente horizontal sobre la componente vertical del movimiento en la

superficie.

La hipótesis de que: Hb / Vb= 1; fue verificada experimentalmente por Nakamura, (1989)

usando registros de microtremores obtenidos con mediciones en pozo.

Lermo y Chávez-García (1993) verificaron si las hipótesis de Nakamura eran

consistentes. Ellos supusieron que tenían una onda Rayleigh (modo fundamental)

propagándose en un estrato sobre un semiespacio. De ser ciertas las suposiciones de

Nakamura, la elipticidad en la superficie (cociente del movimiento horizontal sobre

vertical) debía ser semejante a la función de transferencia de un modelo I-D con





incidencia vertical de una onda S. Adicionalmente, la elipticidad en la interface

sedimentos sub-estratos debería ser cercana a la unidad. Los sitios elegidos para hacer

esta prueba fueron dos estaciones de movimientos fuertes en la Ciudad de México. La

primera estación sobre suelo blando (zona de lago) y la última sobre suelo más duro

(zona de transición). Los resultados obtenidos presentaron una buena aproximación de

las curvas para la frecuencia de ocurrencia del más alto pico de amplificación entre la

función de transferencia unidimensional y la elipticidad en la superficie, lo cual,

corrobora la expuesto por Nakamura.

6.2.3.2.3 Modelamiento de perfiles de ondas S con microtremores.

Uno de los parámetros dinámicos más importantes de los suelos es la velocidad de

ondas de corte (Vs). Este parámetro incide en los daños causados por los terremotos en

determinadas regiones. La estimación de este parámetro por métodos convencionales,

es decir, perforaciones o estudios geofísicos, resulta sumamente costosa y limitante

debido a los pocos espacios abiertos disponibles en zonas urbanas. Por lo anterior es

importante determinar este parámetro para aportar a la prevención o mitigación de

desastres ante terremotos (Arai y Tokimatsu, 2005).

Estudios anteriores han demostrado que la aplicación de diferentes técnicas de análisis

y procesamiento tales como el método numero-frecuencia (Capon, 1969) o la auto

correlación espacial (Aki, 1957) a mediciones de microtremores pueden resultar en la

obtención de curvas de dispersión de ondas Rayleigh (Arai y Tokimatsu, 2005).

Además, Tokimatsu y Miyadera, (1992) encontraron que la variación del cociente H/V

de los microtremores corresponden al modo fundamental de las ondas Rayleigh para la

estructuras de velocidades de ondas S (Vs) en un sitio dado.

Arai y Tokimatsu, (2004) presentaron formulas teóricas para simular el espectro H/V

obtenido de mediciones de microtremores. Usando estas fórmulas, ellos también

presentaron un análisis de inversión de datos de microtremores para estimar perfiles de





velocidades de ondas S a profundidades de basamento ingenieril (Vs>750 m/s).

En este estudio no presentaremos el fundamento teórico para el cálculo de perfiles de

velocidad de ondas S, por estar fuera del alcance del estudio.

6.2.3.3 Resultados.

Por lo general, los estudios de efecto de sitio están enfocados a determinar, para las

estratigrafías de suelo que subyacen a los puntos de medición, los siguientes

parámetros de comportamiento dinámico:

Periodos dominantes de vibración. Pueden presentarse en mapas de distribución

de periodos o en mapas de curvas de isoperiodo.

Amplificaciones relativas del movimiento. Pueden presentarse en mapas de

distribución de amplificaciones relativas o en mapas de curvas de

isoamplificación relativa.

Mapas de microzonificación sísmica. Basados en la configuración de las curvas

de isoperiodo.

Y en menor cantidad pero de gran importancia:

Perfiles de velocidades de propagación ondas de cortante (β) a través del medio

estratificado.

Mapas de microzonificación por peligro de: fallas activas, inestabilidad de

taludes, inundaciones, agrietamientos.





7. MATERIALES Y MÉTODOS.

7.1 Área de estudio.

El presente estudio se desarrolló en el antiguo centro urbano de la ciudad de Managua,

donde se delimito aproximadamente un área 12 km2, la cual se detalla a continuación.

Figura 7. La figura muestra el mapa de localización del área de estudio. Los triángulos indican

los puntos donde se registraron microtremores. (INETER, 1996).





7.2 Instrumentos y métodos utilizados en las mediciones.

7.2.1 Acelerómetro McSEIS-MT Neo.

Figura 8. Oyo Instruments, (Manual 2010 e7. Y Manual McSEIS-MT Neo).

McSEIS-MT Neo; Registrador de Datos Para Microtremores.

McSEIS-MT Neo es una estación de adquisición de datos equipada con un sensor de 3 componentes – acelerómetro, además dota de un GPS de reloj que tiene la función de realizar una grabación continúa con la sincronización del tiempo para el almacenamiento de los registros de vibración ambiental.

Este equipo es utilizado específicamente para el estudio de vibraciones características de las estructuras de masas de suelo. No requiere ninguna fuente sísmica artificial como la caída de martillo o peso, a como lo detalla la segunda figura de este ficha. El instrumento reconoce como onda de superficie a la vibración generada por cualquier tipo de fuente sobre la superficie en donde se haga el registro.

El equipo, tan solo, requiere reconocer las ondas superficiales como las de ruidos del tráfico y de vibración industriales, fenómenos naturales, tales como las olas del mar en orilla del mar y los vientos y luego analizar su velocidad de fase para producir perfiles de velocidades de ondas S.

El McSEIS-MT Neo se utiliza también para el estudio de las características de vibración de la tierra y estructuras.





LOS COMPONENTES DEL SISTEMA.

Estación principal (All-in-one) + Software de Aplicación. La Estación principal incluye sensores 3D, la función de adquisición de datos, GPS módulo de E /Conector F para la comunicación de datos, Batería interna, Software de aplicaciones función para ordenadores.

SENSOR.

1. Posee 3 Servo – acelerógrafos. 2. Resolución: 1 μG. 3. Sensibilidad: 2.0 V/G. 4. Alcance: +/- 4G.

DATOS DE ADQUISICION.

1. Número de Canales: Seleccionable (3 canales internos, 3 canales externos).

2. Impedancia de entrada: 1MΩ (Typical).

3. Entrada Máxima: +/- 5V (Configuración en el amplificador interno × 1, 1/2 atenuador).

4. Señal de Voltaje: 0.1 – 200 Hz.

5. Respuesta de frecuencia: 32bits (S/N ratio on 130db 250sps, 127db 500sps).

6. Convertidor A/D: 4, 8, 16, 32msec (LPF 103Hz Fixed).

7. Tiempo de muestreo：

2, 4, 10, 20, 50msec (LPF 206Hz Fixed). 8. Recodificación de Datos Modo:

En modo continuo, modo de hora.

9. Longitud de registro de datos:

10 horas como máximo. 10. Almacenaje de Datos:

SD memory Card 2GB, SDHC memory Card 2GB, 4GB, 8GB, 16GB.

11. Formato de datos: Binario en la memoria interna.

12. I/F:

USB port ×1, RS232C port ×1, SD memory Card I/F.

13. Operación: Pantalla, Teclado.





14. Ajuste: Carga de un archivo de configuración en una tarjeta de memoria SD.

SISTEMA DE CARATULA.

1. Nivel de Ajuste: Burbuja de ajuste de nivel de bloque o patas niveladoras.

2. Tamaño: 220mm (W) ×245mm (D) ×250mm (H).

3. Peso: 7.5kg (Incluyendo la Batería Interna).

4. Sistema del Casco: A prueba del polvo e impermeable.

SISTEMA.

1. Fuente de Alimentación: Batería interna+12 V, 7.2A y externa (DC +19 a 20 V).

2. Consumo de Energía: 600mW (Sin módulo inalámbrico), 1270mW (Con la tecnología inalámbrica.

3. Temperatura: Operando en un Rango de Temperatura de -20 a 55º C.

4. Humedad: Operando en un Rango de 10 al 90%.





7.3 Trabajo de Campo.

Para el desarrollo del presente estudio, se realizaron 54 registros o mediciones de

microtremores o ruido ambiental en el antiguo centro urbano de la ciudad de Managua,

aplicando la metodología abajo descrita:

Se delimito un área característica para la medición, de microtremores, en el

antiguo centro urbano de la ciudad de Managua. Definiendo el área en un mapa

una vez editado en ArGIS en donde se ubicaron los puntos de interés con sus

coordenadas respectivas.

Se programó el equipo (Acelerómetro) para que registrara un promedio de 35

min para cada uno de los puntos.

Valiéndonos del mapa con los puntos definidos, un GPS GARMIN y una brújula;

se procede a visitar cada uno de los puntos de interés para tomar los registros

necesarios.

Para registrar la vibración del suelo, se colocó el acelerómetro con sus sensores

respectivos en el sitio de interés, ubicándolos (con ayuda de la brújula) de

manera que las componentes quedara orientada de la siguiente manera: 1= N-S,

2=E-W y la tercera componente en dirección U-D. En todo momento se trató de

que el equipo se situara aproximado al punto seleccionado previamente, en los

casos en donde no fue posible realizar la medición, debido a la existencia de

obstáculos, se realizó una proyección con respecto a la ubicación del punto

previamente definido haciendo quedar el registro de la medición lo más cercano

posible al punto antes especificado.

Una vez terminado el tiempo programado se guardaba el registro, de la medición

del sondeo, en la computadora para luego trasladarse a otro punto.

En la figura 9 se aprecia el trabajo realizado para realizar la medición de la vibración

del suelo, verificando la instalación del instrumento debidamente nivelado con los





sensores debidamente orientados y el GPS activado. Realizando lo mismo para

cada uno de los 54 puntos.

Figura 9. Medición de microtremores, contiguo al edificio administrativo de la Holcim

Managua.

7.4 Procesamiento de datos.

Los registros digitalizados han sido almacenados en tarjetas de memoria del

acelerómetro (extensión *.mtn), se convierten a formato ASCII para que puedan ser

leídos por cualquier ordenador (PC).

Posteriormente se creó un ejecutable (grafico_executable_NADIR_pkg) desarrollado en

MATLAB por el Msc. Edwin Nadir Castrillo del IGG/UNAN-Managua (Figura10), para

visualizar los registros de microtremores y de esta forma seleccionar los rangos más





limpios de cada una de las componentes del registro para cada punto y efectuar el

procesamiento de cálculo de los espectros de Fourier.

Figura 10. Selección de ventana con menor ruido en cada registro. Se utilizó la aplicación

ejecutable (grafico_executable_NADIR_pkg), desarrollada en MATLAB.

Una vez visualizados los intervalos más estables en la medición de microtremores para

cada una de las componentes a través del ejecutable de la figura 10, se toman el valor

mínimo y el máximo y se definen en la ventanas del programa FouSpcMicGv4e (Eto, K.

2011 Comun. Pers.), para obtener la transformada de Fourier (espectros de Fourier),

obteniendo registros de las amplificaciones (H/V Promedio) con respecto al período.





Figura 11. Espectros de Fourier mediante la rutina FouSpcMicGv4e (Eto, K. 2011 Comun.

Pers.).

Una vez realizada la operación definida en la figura 11, el programa detalla la

información en formato (.CSV), luego se grafican los datos obtenidos mediante el

programa MS Excel 2010 para adquirir las amplificaciones y períodos dominantes en

cada uno de los puntos, a través de la curva promedio. Ver detalle en captura de

ventana en MS Excel 2010 figura 12.

Este análisis es repetitivo para cada uno de los datos analizados en cada una de las

tres aplicaciones definidas mediante las figuras 10 hasta la figura 12, eso permite

calcular los T0 y las A0 en cada uno de los 54 registros analizados.





Figura 12. Graficas H/V promedio, en Excel.





8. ANALSIS Y RESULTADOS.

8.1 Ubicación de registros de microtremores.

A continuación se presenta, a manera gráfica, la ubicación para cada uno de los 54

puntos estudiados en el antiguo centro urbano de Managua. En donde se efectuaron los

registros de microtremores o ruido ambiental, y se analizaron posteriormente aplicando

la técnica de Nakamura H/V.

Figura 13. Ubicación de los puntos estudiados. (Sin escala)





La siguiente tabla muestra la fecha y las coordenadas geográficas (X, Y), con datum

WGS84 de los puntos donde se efectuaron registros de microtremores en el antiguo

centro de la ciudad de Managua.

Tabla 8.1 Coordenadas de puntos donde se tomaron los registros de

microtremores.

Pto Fecha X Y Ubicación

01 17/10/2012 -86.2812 12.1586 Bo. San Sebastián

02 17/10/2012 -86.2772 12.1587 Bo. San Sebastián

03 17/10/2012 -86.2715 12.1587 Costado Norte, Casa Presidencial

04 17/10/2012 -86.2669 12.1559 Bo. Rubén Darío

05 18/10/2012 -86.263 12.1544 Bo. Rubén Darío

06 18/10/2012 -86.2556 12.1543 Bo. Quinta Nina

07 18/10/2012 -86.2563 12.1524 INDENICSA, Mcdo. Oriental

08 18/10/2012 -86.2611 12.1527 Terminal de buses cofradía, Mcdo. Oriental

09 18/10/2012 -86.2644 12.1527 Mcdo. Oriental

10 18/10/2012 -86.2671 12.1519 Costado sur Loyola

11 22/10/2012 -86.269 12.1523 Bo. Santo Domingo

12 22/10/2012 -86.2772 12.1537 Bo. San Antonio

13 22/10/2012 -86.282 12.1531 Bo. San José

14 22/10/2012 -86.2817 12.1657 Costado Este del Estadio Nacional

15 22/10/2012 -86.2765 12.1486 Bo. Bóer

16 22/10/2012 -86.2699 12.1486 Bo. 19 de Julio

17 23/10/2012 -86.2687 12.1488 Bo. 19 de Julio

18 23/10/2012 -86.2648 12.149 El Novillo, Mcdo. Oriental

19 23/10/2012 -86.2627 12.143 Costado Norte, Hospital Bautista

20 23/10/2012 -86.2601 12.1441 Gancho de Camino, Mcdo. Oriental

21 23/10/2012 -86.2566 12.1468 Ciudad Jardín

22 23/10/2012 -86.2674 12.1437 Anexo, Bo. Redentor

23 24/10/2012 -86.2708 12.1456 Costado Norte, Fuerza Naval

24 24/10/2012 -86.2775 12.1446 Bo. Marta Quezada

25 24/10/2012 -86.2814 12.1447 Bo. William Díaz

26 24/10/2012 -86.2817 12.1395 Bolonia

27 24/10/2012 -86.2766 12.1399 Bolonia

28 24/10/2012 -86.2738 12.1414 Mirador Tiscapa

29 24/10/2012 -86.2679 12.1399 Costado Sur, Radio Sandino, Tiscapa





Pto Fecha X Y Ubicación

30 07/11/2012 -86.2638 12.1406 Bo. Larga Espada

31 07/11/2012 -86.2602 12.1396 Bo. Francisco Meza

32 07/11/2012 -86.2592 12.134 Bo. Jorge Dimitrov

33 07/11/2012 -86.2609 12.1338 Bo. Jorge Dimitrov

34 07/11/2012 -86.2683 12.1359 Costado sur de Tiscapa.

35 07/11/2012 -86.272 12.1337 Costado Este, Chamán

36 08/11/2012 -86.2769 12.135 Bo. Jonathan González

37 08/11/2012 -86.2825 12.1348 Parqueo la Colonia, Plaza España

38 08/11/2012 -86.2861 12.1577 Bo. San Sebastián

39 08/11/2012 -86.2862 12.1532 Bo. Julio Buitrago

40 08/11/2012 -86.2871 12.1487 Montoya, Fte. UCM

41 08/11/2012 -86.2881 12.1427 Costado Oeste, Residencia Presidencial

42 12/11/2012 -86.286 12.1393 Plaza España

43 12/11/2012 -86.2865 12.1359 Recreo Norte

44 12/11/2012 -86.2872 12.1306 El Recreo

45 12/11/2012 -86.2821 12.1296 Costado Norte Edificio Holcim; Frente a IND.

46 12/11/2012 -86.2771 12.1303 Bo. 3.80

47 12/11/2012 -86.271 12.1306 Costado Oeste UNI – IES

48 14/11/1012 -86.2668 12.1311 Frente a Nueva Catedral

49 14/11/1012 -86.2654 12.1325 Parqueo Nueva Catedral

50 14/11/1012 -86.2635 12.1299 Costado Sur de la Policía Nacional

51 14/11/1012 -86.2596 12.1299 Bo. La Luz

52 14/11/1012 -86.274 12.1532 Costado Oeste Cancillería

53 14/11/1012 -86.2743 12.1486 Rotonda Plaza Inter 2c al Lago

54 14/11/1012 -86.2734 12.1446 Parqueo Plaza Inter





8.2 Análisis de efecto de sitio. En este estudio, se considera la posibilidad de efecto de sitio cuando el suelo se

caractericé con amplificaciones relativas mayores o iguales que 2 veces, según estudio

realizado en la región de Murcia, Tsige y García, (2006). Tsige establece una

clasificación Geotécnica – Amplificación para cada material según su descripción

geológica. En la propuesta del estudio de Tsige y García, (2006) existe una estrecha

relación con las amplificaciones para el rangos de A0 ≥ 2.0 la que define suelos de

origen cuaternario (depósitos aluviales, fluviales, gravas, arenas hasta depósitos como

arenas y limos, arenas y conchas) quedan así caracterizado los depósitos de suelo de

una edad más reciente.

Pese a la limitante sobre la determinación de velocidades de ondas S, que posee este

estudio, se ha establecido la comparación con otros autores como Tsige y García,

(2006) para microzonificar el área en función del riesgo de la amplificación relativa

determinada en los suelos de esta localidad especificado en la tabla 8.2.1. Para fines

ingenieriles debe de ser de interés el determinar la calidad o el comportamiento del

suelo en donde se planea efectuar posibles obras civiles.

En otro aspecto los depósitos de suelos, más reciente, de edad cuaternaria típico de los

suelos del Pacifico de Nicaragua (Schmoll y Krushensky, 1975) estos podrían registrar

altas amplificaciones evidenciadas en ciertos periodos de sitios analizados según

Schmidt, (2011). Además Burdschuh y Alvarado, (2007) expresan que en el Istmo

Centroamericano las rocas son jóvenes y predominante del cenozoico y cuaternario

volcánico es por ello que podrían predominar vibraciones en las altas frecuencias de

más de 5 Hz relativas a periodos cortos según Strauch, (2000).

La idea de microzonificar el área de interés adquiere gran importancia desde el punto

de vista de la repuesta sísmica relacionada a la amplitud obtenida mediante al primer

modo de vibrar del suelo representativo al estrato más superficial el más utilizado para

cimentar las obras de construcciones civiles menores de 3 plantas.





En otro ámbito el estudio permite hacer una clasificación de los suelos, previamente

microzonificados en relación a los periodos de vibración más comunes registrados en

cada uno de los sitios analizados. Tomando en cuenta la necesidad de efectuar las

mediciones de velocidades de ondas S en cada uno de los puntos; el trabajo se limita a

realizar, únicamente, una ligera clasificación amparándose en estudios realizados por

Schmidt, (2011), Zaho et al, (2006 a, b). Estos autores plantean la clasificación

basándose en el periodo predominante del sitio especificado en la tabla 8.2.2.

Otros autores han demostrado, basados en modelamientos teóricos, que los suelos

rígidos amplifican las vibraciones en periodos cortos mientras que los suelos suaves las

amplifican en periodos largos. (Kramer 1996).

Así que para fines de microzonificación del área de estudio en función de la

amplificación relativa y del periodo natural del sitio, se aplican los parámetros definidos

en las tablas 8.2.1 y 8.2.2 respectivamente.

Tabla 8.2.1 Clasificación cualitativa de la amplificación del sitio y su descripción

geológica (Tsige et al. 2006)

Susceptibilidad Amplificación Descripción Geológica

Nula A0 < 0.8 Rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias de edad

paleozoica, jurásica y triásica: Andesita, Basaltos.

Baja 0.8 ≤ A0 < 1.8 Rocas metamórficas y fundamentalmente

sedimentarias de distinta edad y origen: Calizas margosas, Areniscas, conglomerados.

Media 1.8 ≤ A0 < 2.0 Rocas sedimentarias, fundamentalmente Margas (edades: Jurásico, Cretácico y Terciario): Margo-

calizas y Margas calcáreas.

Alta 2.0 ≤ A0 < 2.5 Rocas fundamentalmente triásicas: Sedimentos

terciarios: Arcillas margosas, Areniscas y Arcillas. Conglomerado del cuaternario.

Muy alta A0 ≥ 2.5 Sedimentos cuaternarios de origen fluvial, aluvial,

Gravas, Arenas, arenas y limos, arenas y conchas, depósitos de playas, fangos, limos y arcillas.





Tabla 8.2.2 Clasificación de suelos según el periodo natural del sitio (Zaho et al.

2006 b). (BSSC, 2003, código NEHRP)

Clase de sitio Periodo natural

del sitio (s) Promedio de las velocidades de

ondas de cortante (m/s)

Suelo rígido T0 < 0.2 VS30 > 600

Suelo duro (firme) 0.2 ≤ T0 < 0.4 300 < VS30 ≤ 600

Suelo medio 0.4 ≤ T0 < 0.6 200 < VS30 ≤ 300

Suelo blando T0 ≥ 0.6 VS30 ≤ 200

A continuación se presentara la observación de efecto para cada uno de los puntos en

donde se realizaron los registros de microtremores, a manera de tabla se detalla el

valor del periodo asociado al primer modo de vibrar del suelo con su amplificación

relativa característica al mismo periodo.

Tabla 8.2.3 _ (1 de 2) Valores de T0, A0 y observaciones de microtremores en el antiguo centro urbano de la ciudad de Managua.

Pto T0 (s) A0 (Veces) Observación de microtremores.

01 0.325 5.87 Posible efecto de sitio en T0 = 0.325 s
























Tabla 8.2.3 _ (2 de 2).

Pto T0 (s) A0 (Veces) Observación de microtremores.







































8.3 Familias Espectrales T0.

8.3.1 Clasificación de familias espectrales para cada zona.

Las funciones de transferencias empíricas (FTE) han sido asociadas en grupos con

respuestas dinámicas similares. De esta manera, basado en las variaciones

identificadas en los 54 puntos registrados respecto al periodo dominanteT0 así como de

la amplificación relativa A0 se obtuvieron familias de curvas. En el caso de los periodos

dominantes tres zonas aparecen bien definidas.

Como se mencionó antes, se elaboró la clasificación de los periodos dominantes

basados en las familias de curvas de las FTE en donde se identifica la cantidad de

intervalos a definir en las tablas siguientes, las cuales presentan de forma delimitada las

familias espectrales de cada zona y los puntos definidos dentro de cada intervalo

basado en el periodo dominante para cada registro.

Basados en la determinación del promedio de estos periodos, se realiza el análisis para

la gráfica FTE promedio fijada por cada familia espectral.

La evaluación de las FTE promedio, respecto a cada una de las tres zonas, tiene como

único objetivo establecer el periodo dominante relacionado al primer, segundo y hasta

el tercer pico según se encuentre definido en la gráfica.

Tabla 8.3.1.a Clasificación de intervalos para definición de zonas basadas en

mapa de periodos dominantes de 54 puntos estudiados.

Intervalos Zonas

0.106 ≤ T0< 0.190 1

0.190 ≤ T0< 0.273 2

0.273 ≤ T0< 0.357 3





Tabla 8.3.1.b Agrupación de registros de microtremores por zonas.

Zona Agrupación de registros. 1 5, 6, 8, 9, 17, 18, 21, 22, 23, 27, 28, 29, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 45, 48, 49, 50.

2 3, 7, 15, 20, 26, 30, 37, 39, 43, 44, 47, 51.

3 1, 2, 4, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 19, 24, 25, 38, 40, 41, 42, 46, 52, 53, 54.

Un parámetro para la caracterización de los suelos se define en relación al periodo

dominante T0.

En este estudio, se definen dos tipos de suelos de acuerdo a sus periodos de vibración.

Esto se fundamenta en estudios desarrollados por otros autores, estos han demostrado

basados en modelamientos teóricos que los suelos rígidos amplifican las vibraciones en

periodos cortos mientras que los suelos suaves las amplifican en periodos largos.

(Kramer, 1996).

Para fines de simplificación en la microzonificación en función del periodo, observamos

que en cada uno de los registros analizado se define un T0 (s) por debajo de 0.4 seg, lo

que nos limita a efectuar el análisis de la clasificación de los suelos únicamente en los

dos parámetros abajo establecidos:

T0< 0.20 Seg. ---------------- Suelo Rígido.

0.2 ≤ T0 < 0.40 Seg. -------- Suelo Duro (Firme).

Además, los parámetros aquí descritos están delimitados por otros autores como

Schmidt, (2011), Zaho et al, (2006 a, b). Dentro de las limitaciones de este estudio es

de necesidad realizar mediciones insitu de velocidades de ondas S, pues hemos

obtenido un modelo de velocidades de ondas S, basándonos en modelamiento teórico

(Ver sección 8.3.4).





8.3.2 Agrupación de funciones de transferencia empíricas, para la

zonificación en mapa en función de los periodos dominantes de cada

registro.

Figura 14. Zona 1, Suelos Rígidos con periodos dominantes en el rango (0.106 ≤ T0< 0.190).

Figura 15. Zona 2, Suelos Duro con periodos dominantes en el rango (0.190 ≤ T0< 0.273).

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

pit

ud

(V

ece

s)

T(s)

FTE_Familia Espectral_ZONA - 1_T0

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(s)

FTE_Familia Espectral_ZONA-2_T0





Figura 16. Zona 3, Suelos Duro con periodos dominantes en el rango (0.273 ≤ T0< 0.357).

Figura 17. Ejemplo de determinación de periodos dominantes en el procesamiento de datos (modelo de evaluación de los promedios de periodos dominantes en cada pico).

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

pli

tud

(V

ece

s)

T(s)

FTE_Familia Espectral _ZONA-3_T0





8.3.3 Microzonificación en función de los periodos.

En este acápite se detallan de forma más clara los tres periodos promedios obtenidos

mediante al análisis de las familias de curvas espectrales para cada una de las zonas.

Permitiendo así tomar como punto de interés estos resultados para el análisis de la

estratigrafía de los suelos con la clasificación correspondiente para cada zona

relacionado al primer modo de vibrar de la estratigrafía del sitio analizado.

A continuación se presentan los periodos y la clasificación de los suelos basado en su

periodo, de los suelos de las zonas, obtenidos mediante el análisis de las familias de

curvas espectrales.

Tabla 8.3.3.a Periodos obtenidos para cada zona.

Microzonificación T1(s) T2(s) T3(s)

1 0.151 0.282 1.090

2 0.190 0.344 1.060

3 0.251 0.712 1.110

Promedio 0.197 0.446 1.087

Tabla 8.3.3.b Características de los suelos obtenidos para cada zona.

Clasificación de suelos

Microzonificación SueloT1 SueloT2 SueloT3

1 Rígido Duro (Firme) Blando

2 Rígido Duro (Firme) Blando

3 Duro (Firme) Blando Blando

Promedio Rígido a firme Firme a blando Blando

Los parámetros T, representan los periodos que se originan en los picos uno, dos y

tres. Así mismo están definida la clasificación de los suelos, para cada una de las

zonas, cambiando según su característica de suelo rígido a suelo duro (firme) a

medida que se profundiza cada estrato, detallándose en la tabla de izquierda a

derecha. Es importante mencionar, que esta clasificación es definida de manera

cualitativa aplicando los parámetros definidos en la tabla 8.2.2. Siendo necesario la





realización del estudios de velocidades de ondas cortantes para tener una idea más

clara sobre la característica de los suelos.

8.3.4 Cálculo de espesores.

8.3.4.1 Modelamiento.

El modelamiento de espesores de suelos, se realizó siguiendo a Arai y Tokimatsu

(2005). La hipótesis del modelamiento consiste en asumir que el modelo de suelo

corresponde a un medio semi-infinito elástico, el cual está compuesto de N capas

paralelas, solidas, homogéneas e isotrópicas. Cada estrato está caracterizado por

su espesor (H), densidad (rho), velocidad de onda P y velocidad de ondas S (Ver

figura 18).

Figura 18. Modelo idealizado de los estratos de los suelos para invertir la curva

empírica de microtremores. (Arai y Tokimatsu 2005).

Figura 19. Comparación del espectro H/V de microtremores (círculos) con el

espectro de ondas superficiales (línea solida) para perfiles de suelos estimados por inversión. (Arai y Tokimatsu 2005).





Siguiendo la metodología mencionada seleccionamos los registros con menor ruido cultural.

Figura 20. Ejemplo de registro seleccionado para el análisis de inversión. El grafico izquierdo

muestra en rojo la parte menos ruidosa seleccionada. El grafico derecho es un acercamiento de la ventana seleccionada para el análisis.

Luego procedimos a realizar la inversión del espectro H/V del registro seleccionado obteniendo el mejor ajuste para los parámetros mostrados en la siguiente tabla. Tabla 8.3.4.1.a Modelo del suelo y del perfil de Vs obtenido después de simular el

espectro H/V de microtremores.

Estrato Profundidad H(m) VS(m/s) VP(m/s) ρ(t/m3)

1 0.00-1.50 1.50 150 486 1.27

2 1.50-4.50 3.00 190 513 1.57

3 4.50-9.50 5.00 260 675 1.62

4 9.50-15.50 6.00 350 675 1.62

5 15.50-45.50 30.00 550 1,485 1.80

6 45.50-190.50 145.00 850 2,025 2.10

7 190.50-890.50 700.00 1,650 4,050 2.30

8 890.50-00.00 0.00 3,000 8,100 2.50

Los parámetros de la densidad para cada uno de los estratos de suelos han sido asumidos para

la estimación del modelamiento teórico según (Arai y Tokimatsu 2005). Para los primeros cinco estratos se han tomado de la propuesta estratigráfica para los cuatro sitios de referencia de Managua (Faccioli, 1973). Con respecto a los últimos tres estratos se ha efectuado una suposición respecto a la densidad (ver valor de densidades resaltadas en azul).





Figura 21. Comparación del espectro H/V de microtremores (línea negra) con el espectro de

ondas superficiales (línea solida roja) para perfiles de suelos estimados por inversión. Las otras líneas indican el espectro H/V +/- 1 std.

Del análisis anterior podemos concluir que básicamente los suelos del antiguo centro

histórico de la ciudad de Managua, presentan dos contrastes principales uno a una

profundidad aproximada 16 m y un segundo contraste a una profundidad aproximada

de 45 m (con espesor aproximado de 30 m).

Es decir: H1=16 m & H2=30 m. También, es muy importante señalar, que el

modelamiento define un tercer contraste H3 a una profundidad aproximada de 191 m,

con espesor H3=145 m.

El periodo fundamental de un suelo puede determinarse por la relación (Kramer 1996):

(Ecuación 6)

Los resultados del modelamiento teórico de H/V coinciden aproximadamente con el

cálculo del espesor utilizando la ecuación 6.

Para el cálculo de los espesores, se toman los datos de los periodos para cada uno de

los picos detallado, por zonas, en la tabla (8.3.3). Ver detalles de periodos en acápites

(8.3.3).





Las velocidades S, fueron tomadas de estudio realizado por, Faccioli, (1973).

Enfatizando en los sondeos realizados en los puntos del teatro nacional Rubén Darío y

Hotel Balmoral, donde las velocidades están resumidas en la tabla siguiente:

Tabla 8.3.4.1.b Velocidades espectrales promedios según Faccioli, (1973).

Microzonificación Punto de Referencia VS-15(m/s) VS-30(m/s) VS >50(m/s)

1 Hotel Balmoral 380 580 600

2 Hotel Balmoral 380 580 600

3 Teatro Rubén Darío 220 400 550

8.3.4.2 Cálculo de espesores mediante la fórmula empírica.

Estratos para la zona 1.

( ) ( ⁄ )

( ) ( ⁄ )

( ) ( ⁄ )


( ) ( ⁄ )

( ) ( ⁄ )

( ) ( ⁄ )






( ) ( ⁄ )

( ) ( ⁄ )

( ) ( ⁄ )

Tabla 8.3.4.2.a Espesores de estratos para cada zona.

Microzonificación H1(m) H2(m) H3(m)

1 14.35 40.89 163.50

2 18.05 49.88 159.00

3 13.81 71.20 152.63

Promedio 15.40 53.99 158.38

En los resultados de la tabla (8.3.3.b) se observa una variante de 2 tipos de suelos

característicos denominados en suelos rígidos a suelos duros o (firmes), definiéndose

únicamente estos para las tres zonas identificadas en este estudio. En este caso no se

efectúa la microzonificación del área de estudio en función de la clasificación del suelo,

sino en relación a los periodos dominantes definidos por cada familia espectral.

Sin embargo con la aplicación de la formula empírica y tomando los antecedentes de

velocidades de ondas S promedios para los suelos de esta localidad, según estudio

realizado por Faccioli, (1973); se pueden tener de forma aproximada los espesores de

perfiles estratigráficos correspondiente a los suelos del área delimitada para este

estudio.





8.3.4.3 Propuesta de modelamiento de perfiles.

Figura 22. Modelamiento de perfil estratigráfico para antiguo centro urbano de la ciudad de

Managua.

Podemos concluir que en general los suelos del antiguo centro urbano de la ciudad de

Managua se comportan como 3 paquetes de suelos bien definidos. Aunque los

espesores de estos paquetes varían en el área de estudio podemos definir de manera

aproximada, basado en el modelamiento definido en la figura 22, los siguientes

espesores:

H1 = 14 m (perfil zona 1)



Los dos primeros estratos han sido identificados anteriormente por otros autores (e. g.

Faccioli 1973). Sin embargo, el tercer estrato ha sido identificado por primera vez en

este estudio.





8.3.5 Mapa de microzonificación en periodos dominantes.

Para fines de una visualización se detalla el siguiente mapa de microzonificación de

los registros respectivos en función de los periodos dominantes obtenidos de las

familias espectrales.

Figura 23. Mapa de microzonificación basado en periodos dominantes y clasificación de zonas

respecto a familias espectrales según similitud de T0 (s).

Los resultados anteriormente definidos nos han ratificado que los suelos en este sector

de la ciudad capital no presentan una uniformidad relacionado al parámetro de la

profundidad estratigráfica, debido a que se observa una clara discontinuidad

relacionada al promedio de los periodos y amplificaciones para estas zonas. Así mismo

se puede apreciar más pronunciadamente la variante en los espesores estratigráfica





con la orientación N-W siguiendo la flecha punteada azul, esto como una estimación

cualitativa del comportamiento del suelo de este sector.

8.4 Familias Espectrales A0.

8.4.1 Clasificación de familias espectrales para cada zona.

De acuerdo a las familias de graficas espectrales analizadas, las mismas se han

reunido en 3 zonas, definidos por el mapa de amplificaciones de los puntos estudiados.

Tabla 8.4.1.a Clasificación de intervalos por zona basada en mapa de periodos

dominantes de 54 puntos estudiados.

Tabla 8.4.1.b Agrupación de sondeos por zonas.

Relacionado a la posibilidad de ocurrencia de efecto de sitio; este mismo está

delimitado por el parámetro de la amplificación promedio respectiva para cada zona.

Empíricamente se ha mostrado por numerosos autores que el factor de amplificación

del suelo, durante terremotos generalmente varia en el rango de 1.5 hasta 4 veces

(Joyner & Boore 2000; Silva et al. 2000; Borcherdt 2002).

Otros autores en específico establecen parámetros para definir una clasificación

cualitativa en relación al factor de amplificación que puede experimentar un suelo en

función del primer modo de vibrar, Tsige et al. (2006) define suelos con alta

susceptibilidad a experimentar amplificaciones, a aquellos, cuyo factor se registra entre

Intervalos Zonas 2.062 ≤ A0< 3.681 1

3.681 ≤ A0< 5.301 2

5.301 ≤ A0< 6.920 3

Zona Agrupación de sondeos.

1 11, 16, 17, 19, 23, 24, 27, 29, 39, 51, 53, 54.

2

2, 4, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 18, 20, 22, 25, 26, 31, 32, 34, 35, 36, 37, 38, 40, 41, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 52.

3 1, 3, 5, 7, 8, 9, 21, 28, 30, 33, 42.





2 ≤ A0 < 2.5; lo contrario se determina para un factor de amplificación establecido por

debajo del rango de 2, es decir A0 < 2 en el que se describen en orden descendente el

riesgo a la amplificación del suelo en media, baja hasta nula.

En este estudio se seleccionó un factor de amplificación de 2 veces, para denotar la alta

susceptibilidad de los suelos a amplificar las ondas sísmicas ante un posible evento, de

tal manera que:

A0< 2 Veces. --------- Posibilidad media a baja de efecto de sitio.

A0 ≥ 2 Veces. -------- Posible alta de efecto sitio.

En conformidad a los registros de amplificaciones para los puntos 5 y 28 no se

consideran para efecto de zonificación por familia espectrales debido a la gran

dispersión que estos crean en la agrupación, de las amplitudes para cada intervalo.

Sin embargo se lograra verificar de manera directa la susceptibilidad del suelo conforme

al comportamiento dinámico que estos suelos podrían experimentar para un evento

dado. Sin embargo Tsige et al. (2006) establece una clasificación en especial para

suelos que presenten factores de amplificación mucho mayores a 2.5 para los cuales

los define como suelos especiales que podrían ser suelos de origen Sedimentos

cuaternarios de origen fluvial, aluvial, algún depósitos de playas, fangos, limos o

arcillas.





8.4.2 Agrupación de espectros de transferencias empíricas, para la microzonificación en mapa en función de las amplificaciones relativas de cada registro.

Figura 24. Zona 1, Posibilidad de efectos de sitio para periodos promedio dominante de T0 = 0.192 s, A0 = 2.17 veces.


0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T (s)

FTE_Familia Espectral_ZONA-1_Ao

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T (s)

FTE_Familia Espectral_ZONA-2_Ao






Figura 27. Análisis por separado de familia espectrales 5 y 28: localidad con Posibilidad de efectos de sitio para periodos promedio dominante de T0 = 0.119 s, A0 = 10.10 veces.

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(S)

FTE_Familia Espectral_ ZONA-3_Ao

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(s)

FTE_Tiscapa y Bo. Ruben Dario





Figura 28. Ejemplo de determinación de Amplificaciones en el procesamiento de datos (modelo

de evaluación de los promedios de Amplificaciones en primer pico).

8.4.3 Análisis de A0 promedio para los registros seleccionados 5 y 28.

Suelos con posibilidad de efecto de sitio con A0 ≥ 2 veces.

Periodo promedio dominante de 0.119 s.

Amplificación promedio hasta 10.10 veces.

Banda espectral de 0.065 a 0.278 seg.

Tabla 8.4.3.a Amplitudes para el primer pico.

Microzonificación T1 (s) A1(Veces) Observación de microtremores

Zona-1 0.192 2.170 Alta Posibilidad de efecto de sitio con periodo de 0.192 s.



Sondeos 5, 28 0.119 10.100 Alta Posibilidad de efecto de sitio con periodo de 0.119 s.

Promedio 0.236 2.790 La fila de promedios no incluye los valores de los sondeos 5 y 28. Criterio antes mencionado.





8.4.4 Mapa de microzonificación basada en amplificaciones relativas.

Es muy importante mencionar que las amplificaciones relativas en este estudio se

muestran a manera informativa, pues es aceptado en la literatura que este método no

es capaz de determinar con exactitud las amplificaciones de un sitio, sin embargo

provee una idea general de las amplificaciones de un sitio. Por otro lado, este método si

es capaz de determinar los periodos fundamentales con bastante precisión (Bonnefoy-

Claudet et al. 2006).

Figura 29. Mapa de microzonificación basado amplitudes dominantes y clasificación por grupos

respecto a familias espectrales según similitud de A0 (Veces).





9. CONCLUSIONES.

9.1 Método.

Una gran ventaja de los microtremores, para un estudio de efecto de sitio, es que estos

pueden realizarse en cualquier momento, lugar y a través de la utilización de equipos

de fácil manejo. Otra de las ventajas del método es la facilidad del levantamiento de las

mediciones y procesamiento de los datos obtenidos.

La técnica de Nakamura con microtremores, mostraron resultados claros para la

evaluación del período dominante, tomado en cuenta la similitud con los resultados

obtenidos por, Hernández, (2009), en su estudio de efecto de sitio.

Por otra parte, los resultados obtenidos permiten establecer zonas de distinto

comportamiento, dinámico lo cual es de suma importancia al momento de realizar

estudios de microzonificación definitivos.

9.2 Períodos.

El periodo dominante en el área de estudio oscila en el rango de 0.116 a 0.358

segundos, lo cual podría estar relacionado a suelos Rígidos y suelos firmes con

factores de amplificación promedio menores que 6, entonces los suelos en el área de

estudio se pueden considerar homogéneos.

A través de los promedios de los períodos fundamentales se aprecia un descenso

respecto a la vibración de los suelos en la orientación N-W, caracterizado de suelos

rígidos a suelos firmes. Parecen existir otras variaciones cualitativas en la orientación

OF - oeste fijo y NF - norte fijo pero la más delimitada es la variante en la orientación N-

W perpendicularmente al lineamiento de las fallas Managua.

9.3 Amplificación relativa.

En virtud de los resultados anteriores descritos podemos definir que los suelos de estas

zonas, presentan posibilidad de efectos de sitios de menor a mayor escala, en donde





oscila una amplificación promedio para ellos de 2.13 veces como mínimo y de 5.49

veces como máximo, esto para el caso en donde se han despreciado los datos de los

sondeos 5 y 28; los cuales parecen ser datos localizados de esos sitios por ello se

efectuó el análisis por separado a la de zonificación.

Por otra parte se aprecia una variación de las amplitudes de manera alterna en el

sentido N-E. Mostrando un crecimiento a como lo indica A0 en la tabla (8.4.3.b) de las

amplificaciones relativas de la microzonificación para el primer pico. También se aprecia

la posibilidad de la variante de amplificaciones siguiendo la línea punteada en azul

sobre el mapa de agrupaciones de familias espectrales en función de A0.

En síntesis se aprecia un contraste del suelo en relación de los efectos de sitios de

menores hasta efectos de sitios que podrían provocar cambio en la topografía del

terreno en función del parámetro A0 ≥ 2 veces.

Para los sondeos relacionados al Barrio Rubén Darío (Pto_5) y Tiscapa (Pto_28) se ha

registrado alto índice de amplificación de hasta 10.10 veces. Esto indica que para estas

localidades en consideración, un evento sísmico excitaría los suelos con mayor

intensidad que el resto del área de estudio definida.

Otro aspecto es lo relacionado al periodo de 0.119 s, característico de esa excitación lo

que hasta el momento nos define un suelos rígido con un estrato no mayor de 6.545 a

11.305 metros para una velocidad promedio entre (220 – 380) m/s. idealizando de esta

manera un estrato bastante somero. Además por el parámetro de (T0, A0) podría

considerarse un suelo que presente fenómenos de licuefacción en combinación con la

saturación de la masa estratigráfica perdiendo así su capacidad soporte y presentar

grandes asentamientos en la en las estructuras soportadas sobre estos.

9.4 Espesores.

Para los resultados obtenidos, tomando en cuenta velocidad de ondas Vs promedio del





estudio realizado por Faccioli de las perforaciones desarrolladas hasta una profundidad

de 50 m, muestran que la profundidad del basamento en el área de estudio es variable.

Podemos concluir que en general los suelos del antiguo centro urbano de la ciudad de

Managua se comportan como tres paquetes de suelos bien definidos. Aunque los

espesores de estos paquetes varían en el área de estudio podemos definir de manera

aproximada los siguientes espesores:

H1 = 14 m, H2 = 30 m y H3 = 110 m.

Los dos primeros paquetes de estratos o contrastes han sido identificados

anteriormente por otros autores (e. g. Faccioli 1973). Sin embargo, el tercer paquete de

estrato ha sido identificado por primera vez en este estudio. Por lo que esta tesina

aporta un nuevo conocimiento en las características dinámicas de los suelos Managua.

Además puede visualizarse de forma clara la variante estratigráfica relacionada a la

profundidad de los perfiles modelados; notando un ligero ascenso hacia la superficie de

los perfiles ubicándonos en dirección del perfil de la zona 1 hacia la zona 3. Es decir

que a medida que nos dirigimos en la orientación N-W los suelos reducen su espesor y

aumentan su homogeneidad referente a la rigidez de los suelos.





10. RECOMENDACIONES.

Las limitaciones del tiempo por ser un estudio nivel de seminario de graduación,

impiden generar resultados más completos, por lo que se recomienda continuar

investigando en los siguientes aspectos:

Calcular velocidades de ondas S in situ, que aporten a una mejor resolución

de las velocidades de corte de los estratos de los suelos que las obtenidas

en el presente estudio por medio de modelamiento.

Profundizar en la delimitación de zonas para efecto de diseño, ahora para

toda la ciudad de Managua.

Es importante enfatizar en las autoridades municipales y población en

general sobre la importancia de este tipo de estudio. Estos contribuyen en

la mitigación de desastres ocasionados por terremotos pues conociendo el

comportamiento dinámico de los suelos se puede elaborar un diseño que

este en armonía con la dinámica del sitio donde una obra civil se va a

emplazar.

Promover la investigación científica en las universidades, de modo que

estas reten a la comunidad estudiantil a la realización de estudios, que

garanticen una buena comparación con las investigaciones existentes o el

desarrollo de nuevos conocimientos, con el fin de encontrar resultados

nuevos o más precisos.

Es importante que este estudio sea tomado en cuenta por las autoridades

municipales y el ministerio de transporte e infraestructura así como

SINAPRED para la actualización de futuros reglamentos de construcción.





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12. ANEXOS.





Figura 30. Pto. 1 _Registro H/V_Bo. San Sebastián.

Figura 31. Pto. 2 _Registro H/V_Bo. San Sebastián.

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

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s)

T(S)

FTE Pto 2 Miercoles17 de Octubre

H/V Promedio

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

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s)

T(S)

FTE Pto 1 Miercoles 17 de Octubre

H/V Promedio





Figura 32. Pto. 3 _Registro H/V_Costado Norte Casa Presidencial.

Figura 33. Pto. 4 _Registro H/V_Bo. Rubén Darío.

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(S)

FTE Pto 3 Miercoles 17 de Octubre

H/V Promedio

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(S)

FTE Pto 4 Miércoles 17 de Octubre

H/V Promedio





Figura 34. Pto. 5 _Registro H/V_Bo. Rubén Darío.

Figura 35. Pto. 6 _Registro H/V_Bo. Quinta Nina.

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

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ud

(V

ece

s)

T(S)

FTE Pto 5 Jueves 18 de Octubre

H/V Promedio

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 36. Pto. 7_Registro H/V_Costado Oeste INDENICSA, Mcdo. Oriental.

Figura 37. Pto. 8_Registro H/V_Terminal de buses Cofradia, Mcdo. Oriental.

0,10

1,00

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0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

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T(S)


H/V Promedio

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0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 38. Pto. 9_Registro H/V_ Mcdo. Oriental.

Figura 39. Pto. 10_Registro H/V_ Costado Sur del Loyola.

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

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ud

(V

ece

s)

T(S)


H/V Promedio

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 40. Pto. 11_Registro H/V_ Bo. Santo Domingo.

Figura 41. Pto. 12_Registro H/V_ Bo. San Antonio.

0,10

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0,10 1,00 10,00

Am

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ud

(V

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s)

T(S)

FTE Pto 11 Lunes 22 de Octubre

H/V Promedio

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 42. Pto. 13_Registro H/V_ Bo. San José.

Figura 43. Pto. 14_Registro H/V_ Costado Este del Estadio Nacional.

0,10

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ud

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T(S)


H/V Promedio

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0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

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ece

s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 44. Pto. 15_Registro H/V_Bo. Bóer.

Figura 45. Pto. 16_Registro H/V_Bo. 19 de Julio.

0,10

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Am

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ud

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T(S)


H/V Promedio

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10,00

0,10 1,00 10,00

TAm

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ud

(V

ece

s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 46. Pto. 17_Registro H/V_Bo. 19 de Julio.

Figura 47. Pto. 18_Registro H/V_Sector El Novillo, Mcdo. Oriental.

0,10

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10,00

0,10 1,00 10,00

Am

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ud

(V

ece

s)

T(S)

FTE Pto 17 Martes 23 de Octubre

H/V Promedio

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

TAm

plit

ud

(V

ece

s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 48. Pto. 19_Registro H/V_Costado Norte Hospital Bautista.

Figura 49. Pto. 20_Registro H/V_Gancho de Camino, Mcdo. Oriental.

0,10

1,00

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0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(S)


H/V Promedio

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

ece

s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 50. Pto. 21_Registro H/V_Sector Ciudad Jardín, Mcdo. Oriental.

Figura 51. Pto. 22_Registro H/V_Anexo Bo. El Redentor.

0,10

1,00

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Am

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T(S)


H/V Promedio

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0,10 1,00 10,00

Am

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ud

(V

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T(S)


H/V Promedio





Figura 52. Pto. 23_Registro H/V_Costado Norte Fuerza Naval.

Figura 53. Pto. 24_Registro H/V_Bo. Martha Quezada.

0,10

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0,10 1,00 10,00

Am

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T(S)


H/V Promedio

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0,10 1,00 10,00

Am

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T(S)


H/V Promedio





Figura 54. Pto. 25_Registro H/V_Bo. William Diaz.

Figura 55. Pto. 26_Registro H/V_Bolonia.

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T(S)


H/V Promedio

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0,10 1,00 10,00

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T(S)


H/V Promedio





Figura 56. Pto. 27_Registro H/V_Bolonia.

Figura 57. Pto. 28_Registro H/V_Mirador Tiscapa.

0,10

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10,00

0,10 1,00 10,00

Títu

lo d

el e

je

Título del eje

FTE Pto 27 Miércoles24 de Octubre

H/V Promedio

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1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

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ud

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T(S)


H/V Promedio





Figura 58. Pto. 29_Registro H/V_Costado Sur Radio Sandino, Tiscapa.

Figura 59. Pto. 30_Registro H/V_Bo. Largaespada.

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

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T(S)


H/V Promedio

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10,00

0,10 1,00 10,00

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T(S)

FTE Pto 30 Miércoles 07 de Noviembre

H/V Promedio





Figura 60. Pto. 31_Registro H/V_Bo. Francisco Meza.

Figura 61. Pto. 32_Registro H/V_Bo. Jorge Dimitrov.

0,10

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0,10 1,00 10,00

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T(S)


H/V Promedio

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0,10 1,00 10,00

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T(S)


H/V Promedio





Figura 62. Pto. 33_Registro H/V_ Bo. Jorge Dimitrov.

Figura 63. Pto. 34_Registro H/V_Costado Sur Mirador Tiscapa.

0,10

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T(S)


H/V Promedio

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T(S)

FTE Punto 34 Miércoles 07 de Noviembre

H/V Promedio





Figura 64. Pto. 35_Registro H/V_Costado Este Chaman.

Figura 65. Pto. 36_Registro H/V_Bo. Jonathan González.

0,10

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T(S)


H/V Promedio

0,10

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0,10 1,00 10,00

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T(S)

FTE Pto 36 Jueves 08 de Noviembre

H/V Promedio





Figura 66. Pto. 37_Registro H/V_Parqueó La Colonia Plaza España.

Figura 67. Pto. 38_Registro H/V_Bo. San Sebastián.

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T(S)


H/V Promedio

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0,10 1,00 10,00

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T(S)


H/V Promedio





Figura 68. Pto. 39_Registro H/V_Bo. Julio Buitrago.

Figura 69. Pto. 40_Registro H/V_Montoya, Frente a UCM.

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T(S)


H/V Promedio

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0,10 1,00 10,00

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T(S)


H/V Promedio





Figura 70. Pto. 41_Registro H/V_Costado Oeste Residencia Presidencial.

Figura 71. Pto. 42_Registro H/V_Plaza España.

0,10

1,00

10,00

1,00E-01 1,00E+00 1,00E+01

Am

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ud

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T(S)


H/V Promedio

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

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T(S)

FTE Pto 42 Lunes 12 de Noviembre

H/V Promedio





Figura 72. Pto. 43_Registro H/V_Bo. Recreo Norte.

Figura 73. Pto. 44_Registro H/V_Bo. El Recreo.

0,10

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10,00

0,10 1,00 10,00

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T(S)


H/V Promedio

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1,00

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0,10 1,00 10,00

TíA

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T(S)


H/V Promedio





Figura 74. Pto. 45_Registro H/V_Costado Norte Edificio Holcim, Fte. a INDE.

Figura 75. Pto. 46_Registro H/V_Bo. 3-80.

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T(S)


H/V Promedio

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0,10 1,00 10,00

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T(S)


H/V Promedio





Figura 76. Pto. 47_Registro H/V_Costado Oeste UNI-IES.

Figura 77. Pto. 48_Registro H/V_Costado Oeste Nueva Catedral.

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T(s)


H/V Promedio

0,10

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0,10 1,00 10,00

Am

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ud

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T(S)


H/V Promedio





Figura 78. Pto. 49_Registro H/V_Parqueó Este Nueva Catedral.

Figura 79. Pto. 50_Registro H/V_Costado Sur de la Policía Nacional.

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0,10 1,00 10,00

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T(S)


H/V Promedio

0,10

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0,10 1,00 10,00

Am

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ud

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s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 80. Pto. 51_Registro H/V_Bo. La Luz.

Figura 81. Pto. 52_Registro H/V_Costado Oeste de Cancillería Nacional.

0,10

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0,10 1,00 10,00

Am

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T(S)


H/V Promedio

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

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ud

(V

ece

s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 82. Pto. 53_Registro H/V_Rotonda Plaza Inter, 2C al Lago.

Figura 83. Pto. 54_Registro H/V_Parqueó Plaza Inter

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

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s)

T(S)


H/V Promedio

0,10

1,00

10,00

0,10 1,00 10,00

Am

plit

ud

(V

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s)

T(S)


H/V Promedio





Figura 84. Mapa de periodos fundamentales obtenidos mediante técnica H/V.





Figura 85. Mapa con propuesta de clasificación de terreno con fines de diseño sísmico

(Hernández, 2009). En comparación de la figura 84 se puede apreciar bastante similitud

en conformidad del comportamiento de la clasificación de los suelos existentes para el

área de estudio considerada.





Figura 86. Mapa de amplificaciones obtenido mediante técnica H/V.





Figura 87. Mapa de isosistas del terremoto de Managua de 1972. (Observando la

figura, las partes más afectadas fueron concentradas cerca de las fallas activas de

Tiscapa y cerca del sector del estadio y el Teatro Rubén Darío; en general se presentan

de manera simétrica y con alineamiento Noroeste. Realizando una comparación

conforme a la figura 86 se apreciar la semejanza en las áreas donde se definen los

suelos con altas amplificaciones y confirmando una buena aproximación con respecto al

este estudio realizado mediante microtremores de periodo largo)