EVALUACIÓN DE EFECTOS DE SITIO PARA LA MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE PEREIRA RESUMEN

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1 EVALUACIÓN DE EFECTOS DE SITIO PARA LA MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE PEREIRA ANIBAL E. OJEDA C. * * JEFE RED SISMOLÓGICA Y DE ACELERÓGRAFOS NACIONAL DE COLOMBIA Instituto de Investigaciones en Geociencias, Minería y Química - INGEOMINAS Santafé de Bogotá, diagonal 53 # Tel : (9) Fax : (9) RESUMEN Se presenta la evaluación de efectos de sitio en Pereira, Dosquebradas y Santa Rosa de Cabal, a partir de registros de sismos fuertes, débiles y microtrepidaciones ; la metodología consistió en comparar los resultados obtenidos con sismos y microtrepidaciones, utilizando distintas técnicas de análisis. Para el registro de la información sísmica, se instaló una red local de acelerógrafos que consta de seis estaciones sobre suelo blando y una sobre roca. Los períodos y amplificaciones relativas para cada uno de estos sitios se calcularon a partir de espectros de respuesta y espectros de amplificación (técnica de Kagami), seguido se tomaron registros de microtrepidaciones y se analizaron calculando espectros de Fourier y de Nakamura (espectro de frecuencias de la componente horizontal entre espectro de frecuencias de la componente vertical). Los resultados obtenidos con sismos fuertes, débiles y microtrepidaciones se compararon, encontrando semejanza en los resultados obtenidos para sismos y microtrepidaciones. Con los datos en toda la zona de estudio, se propone un mapa de isoperíodos que es considerado como una zonificación. Para finalizar, se plantean unos modelos teóricos que permiten calcular curvas de amplificación y comparar los resultados obtenidos contra los modelos empíricos. INTRODUCCIÓN Las condiciones o efectos locales de sitio son de los factores mas influyentes en la distribución de daños durante sismos, de allí la importancia de adelantar estudios tendientes ha determinar el comportamiento dinámico de los suelos y su respuesta cuando están sometidos a sismos y cargas dinámicas. La repuesta local de sitio puede ser evaluada por métodos teóricos y empíricos. Los primeros permiten un análisis de los distintos parámetros del problema, aunque requieren una descripción detallada de las capas del suelo que conforman el estrato y de las fuentes que generan los sismos, las cuales en algunos casos pueden ser muy complejas y por lo tanto, se dificulta la construcción realista de un modelo matemático. Los métodos empíricos se basan en registros de datos sísmicos en el sitio de interés, de tal manera que se puedan determinar amplificaciones relativas y períodos dominantes de vibración. A diferencia del método anterior, no se requiere una descripción detallada de las capas del suelo, pero se necesita tener una gran cantidad de registros o información sísmica, lo cual es posible en regiones donde se tenga una alta sismicidad y se cuente con redes de

2 acelerógrafos o equipos de registro sísmico. En el caso de no contar con mucha información sísmica, se debe recurrir al uso de otros métodos. Entre las alternativas para obtener datos sísmicos de una región en particular se encuentran las microtrepidaciones. Las microtrepidaciones son vibraciones de baja amplitud del terreno y están conformadas por ondas internas y superficiales. Sin embargo, algunas veces se ha encontrado que principalmente están compuestas por ondas Rayleigh, excitadas localmente por una fuente cercana al sitio de estudio. Investigadores han observado que las microtrepidaciones de período largo mayor a s. están conformadas por ondas superficiales Rayleigh y Love generadas por fuentes naturales, como el viento, olas del mar y variaciones de presión en el aire. Las microtrepidaciones de periodo corto menor a s. son producidas por fuentes de ruido artificiales como el tráfico de vehículos, plantas industriales, maquinarias, etc. Estudios adicionales han demostrado que a medida que el período de las microtrepìdaciones decrece, su dependencia en las fuentes locales aumenta, haciendo mas difícil interpretar las variaciones de sitio a sitio. Las microtrepidaciones fueron estudiadas en un principio por investigadores en regiones del Japón con el objetivo de determinar amplificaciones y períodos de vibración dominantes en los suelos blandos, luego sus estudios se extendieron a regiones de México, Perú, España, Italia, Francia, San Francisco y recientemente en Santafé de Bogotá. Los resultados obtenidos con el uso de las microtrepidaciones han sido ambiguos, en algunos casos de México y Japón, los resultados son excelentes y se correlacionan con los resultados obtenidos con el uso de sismos y modelos teóricos, sobre todo en la determinación de períodos dominantes, aunque los niveles de amplificación obtenidos no siempre se correlacionan. En el caso de Santafé de Bogotá, Ojeda y Yamin (995), evaluaron los períodos dominantes de vibración para los estratos de suelo blando a partir de microtrepidaciones, los periodos obtenidos con microtrepidaciones no correspondían a los obtenidos con los sismos, de tal manera, que se tuvo la necesidad de plantear modelos teóricos para determinar los períodos de vibración de los suelos, los cuales mostraron que los sismos lograban excitar al estrato de suelo blando solo hasta el segundo modo de vibración y las microtrepidaciones alcanzaban a excitar el tercer modo de vibración. Ojeda y Yamin (995), concluyeron que los períodos obtenidos, estaban controlados por la profundidad de los estratos de suelo y no por las velocidades de ondas de corte, ya que éstas, eran muy constantes a lo largo del estrato de suelo. Las microtrepidaciones aunque no determinaron períodos dominantes de vibración, si mostraron distintos tipos de comportamiento dinámico de los suelos. Por otro lado, estos resultados mostraron muy buena correlación con los obtenidos con los estudios de gravimetría en la misma zona, integrando ambos métodos se logró determinar con gran confiabilidad la profundidad de los estratos de suelo blando. 2 TÉCNICAS PARA EL ANÁLISIS DE MICROTREPIDACIONES Para el análisis de microtrepidaciones se han propuesto tres técnicas que son : Interpretación directa de la transformada de Fourier o del Espectro de Auto Correlación también llamada Amplitudes espectrales, cálculo de los espectros relativos de amplificación de las estaciones en suelo blando versus una estación en suelo firme o

3 técnica de Kagami y cálculo de los espectros entre la componente horizontal y vertical del movimiento en un mismo sitio o técnica de Nakamura. 2. Amplitudes Espectrales Esta técnica consiste básicamente en calcular el espectro de Fourier de las componentes horizontales del movimiento y de esta manera, obtener una frecuencia predominante. En esta técnica, se supone que las microtrepidaciones están conformadas por ondas S, que se propagan verticalmente a través de los estratos de suelo blando y que el espectro de la fuente de las microtrepidaciones está caracterizado por un ruido blanco. La técnica de las Amplitudes Espectrales, ha sido utilizada por varios investigadores para determinar períodos predominantes en suelos blandos, obteniendo buenos resultados. Kobayashi (986), Lermo (994), Katz (976) Morales (99) y Kanai (954). En algunos casos se ha utilizado el espectro de Auto Correlación, el cual se calcula a partir del espectro de Fourier, de la siguiente manera : APS(w)=R(w) R * (w) () donde APS(w) es el espectro de Auto Correlación, R(w) corresponde a la transformada de Fourier y R * (w) corresponde al complejo conjugado de la transformada de Fourier. Este espectro determina de una manera más clara el período de vibración fundamental, pero la amplificación del sitio no la puede determinar. La calidad de los resultados con la Auto Correlación es similar a la obtenida con la transformada de Fourier, por esta razón en la mayoría de los casos es suficiente con tan solo calcular la transformada de Fourier. 2.2 Técnica de Kagami o espectros relativos a una estación de referencia Esta técnica relaciona las señales registradas en una estación sobre suelo blando y otra sobre roca o suelo firme, de tal manera que se asume que el movimiento en la superficie en roca es representativo de la excitación de los sedimentos debajo de las capas de suelo blando, lo cual es muy difícil cuando se trabaja con microtrepidaciones ya que estas son afectadas muy fácilmente por las fuentes locales. El espectro de Kagami está dado por la siguiente relación : E K =H S (w)/h R (w) (2) En la cual E K (w) es el espectro de Kagami, H S (w) es el espectro horizontal de la señal en el suelo blando y H R (w) es el espectro horizontal de la señal en roca o suelo firme. Para aplicar esta técnica en microtrepidaciones se hace necesario identificar un tren común de ondas entre las dos estaciones de interés, lo cual se hace tomando una ventana de datos en suelo blando y en roca para un tiempo absoluto o calculando una ventana representativa del movimiento en roca. 2.3 Técnica de Nakamura o espectros horizontales entre verticales

4 Nakamura (989), propuso que las microtrepidaciones podían evaluar los efectos de sitio simplemente evaluando el radio o cociente espectral entre las componentes horizontales y verticales del movimiento registrado en un mismo sitio. El método asume que :. Las micotrepidaciones consisten de ondas Rayleigh propagándose en un capa que está encima de un espacio infinito. 2. El movimiento es totalmente debido a fuentes locales y todas las fuentes profundas son despreciadas. 3. Las fuentes locales no afectan el movimiento de las microtrepidaciones en la base del estrato de suelo. Considerando un estimativo de los efectos de sitio de interés, estarían dados por : S E = H s (w) / H b (w) (3) donde S E representa el espectro de los efectos de sitio, H s (w) es el espectro de la onda horizontal en superficie y H b (w) es el espectro de la onda horizontal en la base del movimiento. Puesto que las ondas internas de las microtrepidaciones contienen ondas de superficie es necesario corregirlas removiendo los efectos de ondas superficiales. Nakamura asume que el efecto de las ondas Rayleigh (A S ), está incluido en el espectro de ondas verticales superficiales (V S ) y no en la base del movimiento (V b ) y consecuentemente, éste puede ser definido como : A S (w) = V s (w) / V b (w) (4) Removiendo el efecto de ondas Rayleigh, el espectro de sitio modificado queda definido por : S M (w) = S E (w) / A S (w) = (H S /V S ) / (H b /V b ) (5) Nakamura demostró experimentalmente usando registros de borehole y microtrepidaciones que : De lo anterior queda que : H b (w) / V b (w) (6) S M (w) H S (w) / V S (w) = N S (w) (7) De esta manera, Nakamura concluyó que el radio o cociente espectral entre la componente horizontal y vertical del movimiento en un mismo sitio puede ser usada como un estimativo de los efectos de sitio para ondas internas. La técnica de Nakamura es muy atractiva, ya que elimina los efectos de fuente, patrón de radiación, directividad y camino que se presentan en los sismos. Sin embargo, la validez de la técnica de Nakamura no ha sido aun bien establecida, especialmente en estratos de suelos blandos muy profundos. 3 ANALISIS COMPARATIVO ENTRE SISMOS Y MICROTREPIDACIONES

5 3. Eventos Sísmicos El Instituto de Investigaciones en Geociencias Minería y Química - INGEOMINAS - a través de su proyecto, Red Nacional de Acelerógrafos de Colombia - RNAC - y el proyecto para la Mitigación del Riesgo Sísmico de Pereira, Dosquebradas y Santa Rosa de Cabal, coordinado por la Corporación Autónoma Regional del Risaralda - CARDER -, instalaron una red local de 7 acelerógrafos en la zona de estudio. Sobre roca se localizó una estación (código FILO), y sobre los distintos tipos de suelos presentes en la región, se localizaron las restantes seis (códigos CAST, UTP, MAZP, BATA, ROSA, STRC). En la tabla se encuentra el código, la fecha de instalación del Acelerógrafo, las coordenadas de latitud, longitud, altura, topografía y geología para cada una de las estaciones. En la figura se muestra un mapa de la región y la ubicación de cada una de las estaciones. Los suelos blandos de Pereira, están conformados por cenizas volcánicas, depósitos fluvio lacustres y en algunas casos rellenos antrópicos poco compactados, en todos los casos los espesores de las distintas capas no sobrepasan los 30 m. Las zonas que anteriormente han mostrado daños en estructuras durante sismos están muy correlacionados con las zonas con rellenos muy heterogéneos y poco compactados. Tabla - Estaciones de la red local de acelerógrafos ESTACIÓN FECHA LAT. LON. ALTURA TOPOGRAFIA GEOLOGÍA CODIGO MES AÑO (grados) (grados) (m) MAZP OCT PLANA RELLENOS ANTRÓPICOS UTP OCT PLANA CENIZAS VOLCANICAS CAST MAR PLANA RELLENO COMPACTADO BATA JUL PLANA DEPÓSITO VOLCÁNICO FILO MAY ONDULADA ROCA ROSA OCT PLANA DEPOSITO FLUVIO LACUSTRE STRC OCT PLANA CENIZAS VOLCANICAS La Red Local de Acelerógrafos ha logrado registrar sismos con magnitudes ML que varían entre 4.5 y 6.4, con distancias hipocentrales a la zona estudios entre los 70 y 400 Km y profundidades que van desde 0 a 60 Km. En la tabla 2 se muestra los sismos y las estaciones donde estos fueron registrados. En la tabla 3 se describen para cada sismo las coordenadas de latitud y longitud del epicentro, la profundidad, la magnitud local ML y la distancia desde el hipocentro hasta la zona de estudio. De los sismos registrados solo 9- FEB-97 puede ser considerado como movimiento fuerte, los demás se consideran movimientos débiles. Tabla 2 - Sismos registrados por la red local de acelerógrafos Fecha SISMO MAZP UTP CAST BATA FILO ROSA -SEP-96 X 04-NOV-96 X X 7-NOV-96 X X X 04-DIC-96 X 0-ENE-97 X X 9-FEB-97 X X X X 26-FEB-97 X

6 -JUN-97 -JUN-97 8-JUN-97 7-JUL-97 X X X X Tabla 3 - Características de los sismos registrados Fecha SISMO LAT. LON. PROF. MAG. DIST. -SEP-96 Sipí (Chocó) NOV-96 Juradó (Chocó) NOV-96 Dovio (Valle) DIC-96 Sipí (Chocó) ENE-97 Villanueva (Sant.) FEB-97 Sipí (Chocó) FEB-97 Santos (Sant.) JUN-97 Cepita (Sant.) JUN-97 Santos (Sant.) JUN-97 Dovio (Valle) JUL-97 Cubarral (Meta) La idea principal es evaluar la validez de cada una de las técnicas propuestas, comparando los resultados obtenidos con espectros de respuesta, espectros de Kagami, transformadas de Fourier y espectros de Nakamura para sismos fuertes, débiles y microtrepidaciones. En la figura 2, se presentan los espectros de Kagami (espectro en suelo/espectro en roca) para el sismo 9-FEB-97 que es considerado como movimiento fuerte, de esta gráfica se pueden determinar claramente los periodos dominantes de vibración. En la tabla 4 se resumen los períodos predominantes obtenidos con los espectros de respuesta para un 5% de amortiguamiento y espectros de Kagami. Los resultados obtenidos por ambos espectros son semejantes. Para los movimientos débiles se han calculado los espectros de respuesta para un 5% de amortiguamiento y normalizados a la aceleración máxima del terreno, en la figura 3 se presentan los resultados obtenidos para cada una de las estaciones donde se han logrado obtener registros. En la tabla 4 se resumen los periodos obtenidos a partir de las figuras anteriores ; es de notar que los períodos obtenidos con movimientos débiles y utilizando espectros de respuesta, son parecidos a los obtenidos con movimientos fuertes usando espectros de respuesta o espectros de Kagami. 3.2 Microtrepidaciones 3.2. Equipo de Medición : Para el registro de las microtrepidaciones en Pereira, Dosquebradas y Santa Rosa de Cabal se utilizó un acelerógrafo marca KINEMETRICS, modelo ALTUS ETNA, el cual cuenta con tres sensores ortogonales de aceleración de balance de fuerzas y escala máxima de 2g. ; el rango de respuesta lineal de estos sensores va desde DC hasta 50 Hz.

7 El instrumento cuenta con una tarjeta digitalizadora de 24 bits de resolución, sin embargo, su rendimiento no es superior a los 8 bits, que es más que suficiente, ya que la mayoría de los equipos no ofrecen más de 6 bits. Para el almacenamiento de la información cuenta con una tarjeta PCMCIA de 2.5 Mbytes de capacidad, lo cual permite 20 minutos de grabado para los tres canales de los sensores. Por otro lado, el equipo cuenta con una batería de gran capacidad que permite su funcionamiento por 72 horas continuas Mediciones de Microtrepidaciones y calibración en estaciones de Acelerógrafos: Con el objetivo de determinar la metodología a seguir en la toma y posterior análisis de microtrepidaciones, se adelantó la toma de registros de microtrepidaciones en cada una de las estaciones de acelerógrafos, lugares donde ya se habían determinado con cierta confiabilidad los periodos predominantes de vibración. A cada estación de acelerógrafo se le hizo un seguimiento detallado de las microtrepidaciones que se obtenían, de tal manera que se tomaron más de 20 registros en cada estación, en distintos días y a distintas horas para comprobar la estabilidad de los resultados obtenidos. En cada sitio se tomaron eventos de 20 s. de duración, tratando de tomar momentos en los cuales la zona cercana al sitio no estuviese afectada por fuentes locales de ruido ambiental, tales como, maquinaria, tráfico, lluvia, etc. A cada uno de estos registros en cada componente se les calculó la corrección de línea base, luego se les aplicó un filtro digital pasabanda entre 0.0Hz y 0.0Hz tipo Butterworth, después, se les calculó la transformada rápida de Fourier y se suavizaron con una ventana tipo Bartlett y para finalizar se calcularon los espectros de Nakamura para las dos componentes horizontales del movimiento. En la figura 4, se presenta un registro típico de microtrepidaciones en la estación de UTP, vale la pena observar lo constante que es la amplitud de la aceleración en cada una de las componentes, lo cual garantiza de cierta forma la no presencia de fuentes locales afectando el registro. En general, para el análisis de las microtrepidaciones se calcularon transformadas de Fourier y espectros de Nakamura, estos son comparados con los obtenidos para sismos fuertes y débiles. En la figura 5 y 6 se presentan las transformadas de Fourier para movimiento fuerte, débil y microtrepidaciones, para las estaciones de UTP y CAST, en ambos casos se observa una semejanza en las frecuencias dominantes, aunque para las altas frecuencias en el caso de las microtrepidaciones la tendencia a decaer no es clara como si lo es en el caso de los sismos, esta diferencia se debe principalmente a efectos de la fuentes locales en las microtrepidaciones. En la figura 7 y 8, se presentan los espectros de Nakamura y la suma de los espectros, para las estaciones de UTP y CAST, en ambos casos, se observa una frecuencia predominante que resulta ser muy parecida a la obtenida para los sismos fuertes y débiles. En las figuras 9 y 0 se presentan los espectros de Nakamura para movimiento fuerte, débil y microtrepidaciones en las estaciones de UTP y MAZP, en el caso de microtrepidaciones y movimientos débiles se obtienen períodos dominantes muy parecidos, aunque para movimientos fuertes los resultados no son tan buenos como los obtenidos con otras técnicas.

8 En la tabla 4 se presenta una comparación entre los períodos determinados por microtrepidaciones, sismos fuertes y débiles con cada una de las técnicas antes mencionadas. Tabla 4 - Períodos para sismos en las estaciones TÉCNICA UTP CAST MAZP BATA ROSA Strong Motion Spectra Strong Kagami Strong Fourier Strong Nakamura Weak Spectra Weak Fourier Weak Nakamura Microtremor Fourier Microtremor Nakamura Los resultados obtenidos hacen pensar que los suelos blandos de Pereira, deberían tener comportamientos muy plásticos, ya que, para bajas deformaciones como es el caso de microtrepidaciones y sismos débiles, se presentan períodos muy parecidos a los observados durante sismos fuertes, momentos en los cuales se presentan esfuerzos y deformaciones considerables. Para determinar los períodos predominantes de microtrepidaciones en las estaciones de acelerógrafos y posteriormente en los distintos sitios donde se tomaron registros, se utilizó el espectro de Nakamura ya que los resultados obtenidos con este se correlacionan con los resultados dados por sismos ; la transformada de Fourier tiene el problema de estar muy contaminada por otras frecuencias, por esta razón, en todos los análisis se utilizó el espectro de Nakamura. 3.3 Registro de Microtrepidaciones en el área de estudio La toma de datos se realizó en dos fases, en las cuales se registraron 294 microtrepidaciones en las áreas urbanas y suburbanas de los municipios de Pereira, Dos Quebradas y Santa Rosa de Cabal. Los sitos para la toma de microtrepidaciones se seleccionaron bajo criterios de zonas con poco influencia de fuentes locales, de tal manera, que la mayoría de los sitos son zonas verdes, parques, parqueaderos y en particular zonas donde los efectos locales no representan mayor problema. La distribución de los sitios de medida se controló a partir del mapa de formaciones geológicas superficiales, ya que éstas correlacionan en la mayoría de los casos con profundidades y velocidades de onda de corte, propiedades que controlan los períodos y niveles de amplificación de los suelos blandos. En cada uno de estos sitios se tomaron 3 registros, con una duración de 20 s. y una frecuencia de muestreo de 200 muestras por segundo. La duración del registro y la frecuencia de muestreo limitan el posible rango de frecuencias captadas en el registro, de tal manera, que la frecuencia más baja estaría alrededor de 0.Hz y la más alta de 00Hz. Estos límites en las frecuencias deben compararse a los impuestos por los sensores, que tienen una respuesta lineal entre DC y 50Hz.

9 Después de tomados los registros y siguiendo la metodología antes explicada, se determinaron los períodos y frecuencias predominantes de vibración de cada sitio con la ayuda de los espectros de Fourier y Nakamura. 3.4 Mapa de isoperíodos Los resultados obtenidos se resumen en la figura, donde se muestra un mapa de la zonificación de la región de estudio dividida en cuatro rangos de períodos, T<=0.3s, 0.3s<T<=0.4s, 0.4s<T<=0.5s, y T>0.5s. 3.5 Modelos Teóricos Para comprobar la validez de los resultados obtenidos empleando métodos empíricos, se plantearon tres modelos teóricos de estructuras de suelos blandos en Pereira, la idea básica es comparar los períodos obtenidos por ambas metodologías. La información utilizada en los modelos teóricos proviene de estudios de suelos en sitios de Pereira, realizados por la firma Alvaro Millán Angel y Cia. Ltda., ubicados en :Cabo Marzo (Cra. 7 # 0-6), Santillana (Calle 2 # 8-47) y Viaducto (Cra. calle 0). En las tablas 5, 6 y 7 se resumen todas las propiedades de los suelos. Tabla 5 - Propiedades de los estratos de suelo en Cabo Marzo (cra 7 # 0-6) No. Capa Tipo de Suelo Profundidad (m) Densidad húmeda (T/m 3 ) Vs (m/s) Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Roca 900 Tabla 6 - Propiedades de los estratos de suelo en Santillana (cra 2 # 8-47) No. Capa Tipo de Suelo Profundidad (m) Densidad húmeda (T/m 3 ) Vs (m/s) Arena Arena Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Roca 63

10 Tabla 7 - Propiedades de los estratos de suelo en Viaducto (cra calle 0) No. Capa Tipo de Suelo Profundidad (m) Densidad húmeda (T/m 3 ) Vs (m/s) Arena Arena Arena Arena Arena Arena Arena Arena Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Arcilla Roca 633 Con esta información se construyeron modelos teóricos unidimensionales, para esto se utilizó el programa de computador SHAKE9 y se calcularon los espectros de amplificación para cada sitio. En la figura 2 se muestran los espectros de amplificación en Cabo Marzo, Santillana y Viaducto. Los resultados obtenidos muestran que los períodos calculados con modelos teóricos están en los mismos rangos de periodos calculados con modelos empíricos. 4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Los espectros de respuesta, la técnica de Kagami (espectro en suelo/espectro en roca), y las transformadas de Fourier, muestran ser unas herramientas poderosas para el análisis de eventos sísmicos fuertes. La técnica de Nakamura demuestra deficiencias en algunos casos de movimiento fuerte, ya que los espectros obtenidos no muestran resultados tan claros y precisos, como las otras técnicas. Para el caso de movimientos débiles los espectros de respuesta, transformadas de Fourier y técnica de Nakamura, muestran resultados semejantes y en el caso de Pereira correlacionaron bien con los resultados obtenidos con movimientos fuertes. Las microtrepidaciones mostraron resultados claros cuando se utilizó la técnica de Nakamura para la evaluación del período dominante. Los períodos obtenidos con microtrepidaciones mostraron ser semejantes a los calculados con movimientos fuertes y débiles. Las microtrepidaciones usando la técnica de Nakamura, demuestran ser una buena herramienta para determinar el período predominante de vibración de los suelos blandos poco profundos con estratigrafías no muy complejas y comportamientos plásticos. Por otra parte, los resultados obtenidos con microtrepidaciones permiten establecer zonas de distintos comportamiento dinámico, lo cual es de suma importancia en el momento de adelantar estudios de microzonificación definitivos.

11 La buena correlación entre las microtrepidaciones, los sismos débiles y los fuertes puede estar ligada al hecho, que las capas de suelo blando en Pereira presentan espesores relativamente pequeños (<30m) y al gran contraste entre las velocidades de suelos blandos y basamentos rocosos. Los períodos obtenidos con modelos teóricos unidimensionales mostraron correlación con los calculados a partir de los modelos empíricos. Los mapas obtenidos a partir de microtrepidaciones pueden ser considerados como una zonificación preliminar de la zona de estudio, que debe ser complementada con estudios geotécnicos y modelaciones más detalladas del comportamiento dinámico de los suelos. 5 AGRADECIMIENTOS Este trabajo se realizo gracias al proyecto para la Mitigación del Riesgo Sísmico de Pereira, Dosquebradas y Santa Rosa de Cabal, que es coordinado por la CARDER y hace parte del programa de Prevención de Desastres del Plan de Acción Ambiental Pereira- Centro Occidente y cuenta con el apoyo de la Gobernación del Risaralda, las alcaldias municipales de Pereira, Dosquebradas y Santa Rosa de Cabal, las Empresas Públicas de Pereira, el ministerio del Medio Ambiento y el Instituto de Investigaciones en Geociencias, Mineria y Quimica - INGEOMINAS -. Se agradece espicialmente la participación por INGEOMINAS del Ing. Samuel Martinez, Geol. Luisa Salgado, T.E. Ruben Villalba y Geol. Luis García, y por la CARDER a la Ing. Ana Campos, Ing. Leonardo Cano, Geol. Jaime Guzman, Geol. German Forero y Geol. Margarita Ochoa. 6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Aki, K., Local Site Effects on Ground Motions, Earthquake Engineering And Soil Dynamics II - Recent Advances in Geound motion evaluation, J.L. Von Thun (Editor), Geotechnical Special Publication No. 20 Am. Soc. Civil Eng., New York, Chavez-Garcia, F., Bard, P., Y., Site Effects in Mexico City eight years after the September 985 Michoacan Earthquake, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 3 (994) , 994. Di Pasquale Giacomo, Margheriti Lucia, Milana Giuliano, Pugliese Antonio, Sanó Tito, Zambonelli Elisa, Site response Analysis in rieti basin (central Italy). A comparison between earthquake data and microtremor, Proceeding of the Fifth International Conference on SEISMIC ZONATION, October 7-8-9, 995 Nice, France. Dravinski, M., Ding, G., Wen K., Analysis of Spectral Ratios for Estimating Ground Motion in Deep Basins, Bulletin of Seismological Society of America, Vol. 86, No. 3, pp , June, 996. Gutirrez, C., Singh, S., A Site Effect Study in Acapulco, Guerrero, Mexico : Comparison of results from Strong Motion and Microtremors Data, International Symposium, The Effect of surface Geology on Seismic Motion, ESG 992, Odawara, Japan.

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14 Figura - Mapa con la Ubicación de las estaciones de Acelerógrafo Amplificatión (Soil Spectra/Rock Spectra) CAST EO UTP NS MAZP NS Period (s) Figura 2. Espectro de Kagami (suelo/roca) Sismo 9-FEB-97. CAST UTP BATA 5 Acceleration Normalized Period (s) 4 Acceleration Normalized Period (s) 4 Acceleration Normalized Period (s) 6 Acceleration Normalized MAZP Period (s) 6 Acceleration Normalized ROSA Period (s) Figura 3. Espectro de respuesta 5 % de Amortiguamiento Movimientos débiles

15 ESTE-OESTE ACELERACIÓN DEL TERRENO (gales) NORTE-SUR VERTICAL TIEMPO (s) Figura 4 - Registro típico de microtrepidaciones STRONG MOTION W EAK MOTION Microtrem or Figure 5. Transformada de Fourier Para Sismos fuertes, debiles y microtrepidaciones en UTP STRONG MOTION W EAK MOTION Microtrem or Figura 6. Transformada de Fourier Para Sismos fuertes, debiles y microtrepidaciones en CAST

16 Figura 7. Espectro de Nakamura para microtrepidaciones en UTP Figura 8. Espectro de Nakamura para microtrepidaciones en CAST 00 STRONG MOTION 00 STRONG MOTION Amplification 0 Amplification Frequency (Hz) Frequency (Hz) 00 WEAK MOTION 00 WEAK MOTION Amplification 0 Amplification Frequency (Hz) Frequency (Hz) 00 MICROTREMOR 00 MICROTREMOR Amplification 0 Amplification Frequency (Hz) Figura 9. Espectro de Nakamura para sismos fuertes, débiles y microtrepidaciones en UTP Frequency (Hz) Figura 0. Espectro de Nakamura para sismos fuertes, débiles y microtrepidaciones en CAST

17 CABO MARZO AMPLITUD FRECUENCIA (hz) 7 SANTILLANA 6 5 AMPLITUD FRECUENCIA (hz) 6 VIADUCTO 5 4 AMPLITUD FRECUENCIA (hz) Figura 2 - Espectros de Amplificación según modelos Teóricos

18 Figura - Mapa con isoperiodos

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES GENERALES

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