Microzonación Sísmica de las Ciudades de David y Panamá.

Transcripción

1 Microzonación Sísmica de las Ciudades de David y Panamá. Nestor Luque, Eduardo Camacho Astigarrabia, Arkin Tapia y Yadira Echeverria Instituto de Geociencias de la Universidad de Panamá Ciudad del Saber, Panamá, 16 de octubre de 2014

2 Contenido 1. Sismotectónica del Centro de Panamá 2. Efecto de Sitio 3. Efecto de Sitio en Ciudad de Panamá. 4. Conclusiones y Proyecciones Futuras. 2

3 1. Sismotectónica de Panamá Suroccidental y Central 3

4 2. Efecto de Sitio en Ciudad de Panamá Efecto de sitio en el sismo de Loma Prieta, California en Está muy relacionado con la formación de los depósitos geológicos. Sin embargo, no siempre depende de la clasificación geológica ya que pueden encontrarse diferentes formas espectrales en una misma zona geológica. La clasificación de terrenos con fines de diseño sísmico nace con la necesidad de tomar en cuenta el efecto de sitio en el diseño de estructuras e incorporarlos a los reglamentos de construcción. 4

5 Funciones de Transferencia para Suelos de Panamá Para obtener el FACTOR DE AMPLIFICACION SISMICA del suelo en la Ciudad de Panamá se emplearon: Registros de microtremores adquiridos con sismógrafos de banda ancha y no acelerografos. La duración de los registros continuos fue de varias horas y algunas veces semanas El tratamiento digital de las señales fue mínimo 5

6 Mapa Geotécnico de Ciudad de Panamá (Palma, 2007) Bahía de Panamá Océano Pacífico 6

7 Clasificación de Tipos de Suelos en Ciudad de Panamá Basados en Mediciones con Acelerógrafos (Camacho, 2010) Lermo y Chavez-Garcia (1993) han propuesto : f = Vs / 4H donde f = frecuencia (Hz) Vs = velocidad de corte H = espesor capa 7

8 Mapa Geotécnico Actualizado de Ciudad de Panamá 8

9 Clasificacion Geotecnica de los Suelos en Ciudad de Panamá ZONA I. Parte alta de la ciudad conformada por rocas extrusivas como basalto, andesita, aglomerados y toba arenosa. ZONA II. Estratos de arcilla a arcilla limosa de tonalidad rojo marrón con un espesor de 3 a 5 metros, con un contenido de agua medio a alto, de consistencia blanda. ZONA III. Conformada por un estrato de limo arenoso (ML) de color marrón a gris, de baja plasticidad, con espesores que van de 2 a 15 metros en algunas zonas. Debajo de esta capa se encuentra un estrato de arena limosa (SM) color marrón de baja plasticidad. El espesor oscila entre 1 a 7 metros. ZONA IV. Depósitos de arenas y arenas limosas. ZONA V. Arcilla gris con espesores máximos de 8 metros. ZONA VI. Zonas de relleno o suelo artificial. 9

10 Mapa de la Ciudad de Panamá. Línea azul, área de estudio. Cuadros rojos, red temporal UP Círculos de diferentes colores muestran los puntos de medición de microtremores de los diferentes autores 10

11 Imagen superior, vista panorámica de la calibración de los cinco sismógrafos de banda ancha. Parte media, lado izquierdo, detalle de los cinco sismógrafos funcionando. Las otras siete fotos corresponden al momento del registro de microtremores en diferentes puntos dentro de la ciudad de Panamá. 11

12 Registro del sismo del 9 de enero de 2014 (Mw2.7), a 50 Km de distancia, en la estación Mon-Eduardo de la red temporal de la Universidad de Panamá. Señales de la parte superior e inferior, componentes horizontales. Parte media, componente vertical. 12

13 También se realizaron mediciones a lo largo de las estaciones subterráneas del metro y se han dejado estaciones registrando por un mes en sitios claves. Para el procesado de los datos, se empleó uno de los programas más utilizados en la actualidad para el tratamiento de señales sísmicas (GEOPSY), por las siglas en inglés GEOPhysical Signal database for noise array processing (SESAME, 2003). Este software tiene entre sus funciones el cálculo del método H/V. Esta técnica consiste en estimar el cociente espectral de los espectros de amplitud de Fourier de las componentes horizontales con respecto a la vertical de las vibraciones de ruido ambiental registradas en una sola estación (Nogoshi y Igarashi, 1971; Nakamura, 1989, Lermo et al., 2003, 2004). 13

14 El algoritmo empleado por este programa para el cálculo del cociente H/V se compone de los siguientes pasos: Grabar una señal de ruido ambiental de 3 componentes, con un mínimo de 3 horas. Seleccionar las ventanas de tiempo estacionarias con el fin de evitar el ruido transitorio. Cálculo y suavizado del espectro de amplitud de Fourier para cada ventana de tiempo. Cálculo del espectro H promediando ambos espectros horizontales en cada ventana, utilizando la media cuadrática (M.C.). Calcular la relación H/V para cada ventana. Calcular el cociente promedio de H/V. 14

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16 Formas Espectrales de Zona Firme 16

17 Formas Espectrales de Zona de Frecuencias Altas o Tipo C 17

18 Formas Espectrales de Zona de Transición o Tipo D 18

19 Formas Espectrales de Zona de Frecuencias Bajas o Tipo E 19

20 Microzonificacion Sísmica de Ciudad de Panamá 20

21 Mapa de periodos dominantes con rangos de la amplificación relativa para la Ciudad de Panamá. Círculo oscuro, sin efecto de sitio. Círculo verde, con efecto de sitio y Ar = 2-5 veces. Círculo azul, con efecto de sitio y Ar = 6-10 veces. Círculo rojo, con efecto de sitio y Ar=11-17 veces 21

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23 4. Conclusiones Gracias al mapa geotécnico desarrollado por Palma (2007), se pudo desarrollar un nuevo mapa geotécnico para la ciudad de Panamá que toma en cuenta las zonas de relleno (Informe Capra-Ciudad Panamá-Primera parte). Utilizando este mapa y las microzonas, se presenta la primera propuesta de Microzonificación para diseño por sismos para la ciudad de Panamá, Panamá, limitada por medio de sus periodos dominantes del suelo, las cuales presentan las siguientes características: Zona Firme, o zona estable para cualquier tipo de infraestructura, mostrado en color azul sin curvas de isoperiodos. Pertenece a la zona de colinas y lomas donde las FTE carecen de amplificación relativa 23

24 Zona de Frecuencias Altas o Tipo C, zona inestable para viviendas entre 1 a 3 pisos, mostrado en color amarillo y con curvas de isoperíodos entre 0.1 a 0.2 segundos. Zona Transición, zona inestable o Tipo D para viviendas entre 3 a 4 pisos, mostrado en color verde y con curvas de isoperíodos entre 0.2 a 0.3 segundos. Zona de Bajas Frecuencias, zona inestable o Tipo E para viviendas entre 4 a 6 pisos, mostrado en color rojo y con curvas de isoperíodos entre 0.4 a 0.5 segundos. Como complemento a este mapa de microzonificación, se desarrolló un mapa de periodos dominantes con rangos de la amplificación relativa para la Ciudad de Panamá, el cual valida las zonas con mayor peligrosidad sísmica, ya que nos muestra espacialmente el efecto de sitio de los 239 puntos analizados. 24

25 Agradecimientos Este trabajo se ha realizado gracias al apoyo brindado por las instituciones siguientes

26 GRACIAS POR SU ATENCION! 26