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Los avancesy retossobrelos estudios
ssmicosen Mxico
Dr. Jorge Aguirre Gonzlez
Institutode Ingeniera
SociedadMexicana de IngenieraSsmica
Objetivo(de la SMIS)
Reducir el riesgo ssmico a travs deavances en la ciencia y prctica dela ingeniera, mediante mejoras enla comprensin del impacto de lostemblores sobre el medio ambientefsico, social, econmico, poltico ycultural, y promoviendo medidasamplias y realistas para reducir losefectos destructivos de losterremotos .
Visin(de la SMIS)
Un mundo en el que se comprenda el peligro que significan los terremotos en trminos de prdidas potenciales y se toman medidas preventivas para reducir las prdidas a niveles aceptables.
El desarrollo de la Ingeniera Ssmica en
Mxico, al igual que en otros pases, se ha
apoyado en la sismologa, la que a su vez a
florecido mas como ciencia pura en
satisfaccin a la curiosidad cientfica que
en respuesta a problemas que plantean
ingenieros civiles y militares.
El apoyo que ha recibido la investigacin
mexicana en ingeniera ssmica ha resultado
de la conjuncin de:
Problemas importantes propios ,
susceptibles de resolverse a corto plazo
mediante investigacin;
Grupos de investigadores apasionados con
el tema; y
La presencia de cuadros dirigentes con fe
en la investigacin y en los investigadores.
El progreso de la ingeniera ssmica se basa en:
Los avances en el conocimiento de la
generacin, propagacin y registro de las ondas
ssmicas;
El estudio sistemtico de la respuesta de las
estructuras civiles ante las solicitaciones
ssmicas; y
La implantacin de medidas y polticas que
reflejen el conocimiento anterior y que conduzcan
a contar con una sociedad mas segura y mejor
preparada frente a los sismos .
FUENTESSMICA
EFECTOS DE SITIOEstimacin delPeligro ssmico
Fuente
SsmicaTrayecto Efectos de sitio
Estimacin del Riesgo Ssmico
La estimacin del Peligro Ssmico
Enfoque Probabilista
Distribucin de PGA esperadas para un periodo de
tiempo dado
Definicin de zonas seismogenticas
Relaciones de atenuacin de los movimientos del terreno
Enfoque Determinista
Formas de onda (sismogramas) para un escenario
ssmico especfico.
Detalles de la fuente ssmica (su caracterizacin)
Detalles del trayecto.
Detalles de los efectos de sitio (estratos superficiales).
Enfoque ProbabilistaAtenuacin Zonas fuente
PGA en gales para
un periodo de retorno
de 500 aos
General Results
Impacto en la industria
Desde 1998, la CNSF (Comisin Nacional de Seguros y Fianzas) adopt este modelo como un estndar industrial para evaluar el riesgo ssmico de carteras de edificios asegurados
Las compaas de seguros deben evaluar sus carteras cada tres meses
Los resultados de la evaluacin determinan el tamao de sus reservas tcnicas y la velocidad a la cual deben ser constituidas
Se evalan cerca de 1,000,000 de inmuebles cada tres meses
Marco de trabajoparala prediccinde movimientos
fuertesparaescenariosssmicos(Irikura,2004)
1. Observaciny registro
ssmicode largo tiempo
Monitoreode fallasactivas
Registrode sismoshistricos
Observacionesde GPS
Monitoreode la actividad
ssmica
2. Observacinde movimientos
fuertese inversinde los
procesosde fuente
Registrosde movimientos
fuertes
RegistrosTeleseismicos
Registrosde Banda ancha
Compilacionesde daos
ssmicos
3. Investigacinde las
estructuressubterrneas
Seccionesde Reflecciny/o refraccinssmica
ProspeccinGravimtrica
Registrode pozos, sondasuspendidaetc. (determinacinde velocidadesP-S)
Medicionesen Arreglosde Microtremores
Modeladode la Fuente
(Parametrosexternos)
(Parametrosinternos)
Estimacinde la Function de Green
(Funcinde Green Emprica)
(Funcinde Green Estocstica)
(Funcinde Green Terica)
Macroscpico
(Externo)
Directividadde la
ruptura
Microscpico
(Interno)
EnfoqueEmprico
Hbrido
EstocsticoTerico
Enfoque Probabilista
4. Simulacinde movimientos
fuertesparaescenariosssmicos
Formasde ondade movimientos
fuertes(acelerogramas)
PGA, PGV
Espectrode Respuesta
IntensidadSsmica
Reglamentosde
construccinde edificios
Hospitales, Escuelas,
Puentes, Presas, Plantas
Nucleares
5. Establecimientode
criteriosssmicosde
diseo
Validacin por mediode registroshistricosde dao ssmico
Modeladode la Fuente
(Parametrosexternos)
(Parametrosinternos)
Estimacinde la Function de Green
(Funcinde Green Emprica)
(Funcinde Green Estocstica)
(Funcinde Green Terica)
Marco de trabajoparala prediccinde movimientos
fuertesparaescenariosssmicos(Irikura,2004)
1. Observaciny registro
ssmicode largo tiempo
Monitoreode fallasactivas
Registrode sismoshistricos
Observacionesde GPS
Monitoreode la actividad
ssmica
Sismo del 13 de Abril
de 2007 Atoyac de Alvarez,
Guerrero (M 6.3)
http://www.ssn.unam.mx/~yi/cgi-bin/map0.cgiRed del Servicio Sismolgico, dependiente de Geofsica de la UNAM.
Los tringulos amarillos representan las 42 estaciones sismolgicas del SSN, los crculos naranja, representan
los 160 sismos mayores de magnitud 6.5, que han ocurrido en los ltimos 110 aos en Mxico.
Propuesta de estaciones sismolgicas.
The event began in
October of 2001 and
lasted for 6 9 months.
Average slip of 10 cm
produced measurable
displacements over an
area of 550x250 km2.
The equivalent moment
magnitude of the event
was Mw 7.5.
Kostoglodov et. al, 2003
2001-2002
silent earthquake
Observacin GPS
The event began in
October of 2001 and
lasted for 6 9 months.
Average slip of 10 cm
produced measurable
displacements over an
area of 550x250 km2.
The equivalent moment
magnitude of the event
was Mw 7.5.
Kostoglodov et. al, 2003
2001-2002
silent earthquake
Observacin GPS
1. Observaciny registro ssmicode
largo tiempo
SSN monitoreode actividadssmicanacional
Monitoreode fallasactivasdeficiente
Falta evaluacinde fallasactivasa nivelnacional
Paleosimologapracticamenteinexistente
ObservacinGPS incipientecon resultadosinteresantes
Registrosde sismosHistricosbiendocumentados.
Marco de trabajoparala prediccinde movimientos
fuertesparaescenariosssmicos(Irikura,2004)
1. Observaciny registro
ssmicode largo tiempo
Monitoreode fallasactivas
Registrode sismoshistricos
Observacionesde GPS
Monitoreode la actividad
ssmica
2. Observacinde movimientos
fuertese inversin de los
procesosde fuente
Registrosde movimientos
fuertes
RegistrosTeleseismicos
Registrosde Banda ancha
Compilacionesde daos
ssmicos
Red Accelerogrfica Mexicana
(Antes del Sismo de 1985)
Red Acelerogrfica y nuevas estaciones
ISEE Kobe 2005
Kobe/Awaji, January 13 - 16, 2005
Red Acelerogrfica
De la Ciudad de Mxico(Ants del sismo de 1985)
ISEE Kobe 2005
Kobe/Awaji, January 13 - 16, 2005
Red Acelerogrfica
De la Ciudad de Mxico(Despus del sismo de 1985)
Ejemplo de estructurasquehan sido
instrumentadasen la ciudad de Mexico
ISEE Kobe 2005
Kobe/Awaji, January 13 - 16, 2005
#
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#
#
^ 19/11/06 06:59:07.22/01/03 02:06:34.5
ZIIG
MOIGCJIG
MANZ
ZAIIG
106W 105W 104W 103W 102W 101W 100W 99W 98W
17N
18N
19N
20N
21N
22N
23N
0 200100
Kilometers
SISMO DE TECOMN 22/I/2003 MW 7.5
##
#
#
#
#TECOMANCAMP
TXPA
INDC
BOMB
CUHA
PROCO
10351'0"W10352'0"W10353'0"W
18
55
'0"N
18
54
'0"N
0 10.5
KilometrosOceano Pacifico
Estaciones locales donde se aplico el modelo.
# Arreglo de sismografos de banda corta Tecomn.
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##
MOIGCJIG
MANZ
ZAIIG
SJAL
MARU
GDLC
CDGU
CALEUNIO
1000'0"W1020'0"W1040'0"W1060'0"W
22
0'0
"N20
0'0
"N18
0'0
"N
0 200100
Kilometros
Oceano Pacifico
Estaciones regionales y locales donde se registro el sismo de 19/11/06
# Estaciones acelerograficas del IINGEN de la UNAM
# Estaciones de banda ancha del Servicio Sismologico Nacional
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#
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#MACE
COJU
COMA
COLLR15
EZ5
ELTB, E
COL
CAMPTXPA
INDCBOMB
NAR
PAR
CEOR
CIHU
TAPE
SE5
CEN
EZA
SAN
CHA CAMP
10330'0"W1040'0"W10430'0"W
19
30
'0"N
19
0'0
"N
0 3015
Kilometros
Oceano Pacifico
Estaciones locales donde se aplico el modelo.
# Arreglo de sismografos de banda corta Tecomn.# Estaciones de RESCO# Estaciones del IINGEN de la UNAM# Acelerografos de la Red Temporal Costera
Estaciones donde
simulamos el sismo principal
usando el mtodo FGE
16 RTC y R Tecomn
2 RESCO
4 SSN
9 IINGEN
Marco de trabajoparala prediccinde movimientos
fuertesparaescenariosssmicos(Irikura,2004)
1. Observaciny registro
ssmicode largo tiempo
Monitoreode fallasactivas
Registrode sismoshistricos
Observacionesde GPS
Monitoreode la actividad
ssmica
2. Observacinde movimientos
fuertese inversin de los
procesosde fuente
Registrosde movimientos
fuertes
RegistrosTeleseismicos
Registrosde Banda ancha
Compilacionesde daos
ssmicos
3. Investigacinde las
estructuressubterrneas
Seccionesde Reflecciny/o refraccinssmica
ProspeccinGravimtrica
Registrode pozos, sondasuspendidaetc. (determinacinde velocidadesP-S)
Medicionesen Arreglosde Microtremores
Perfil MASE
Sismos regionales Tomografa,OndasSuperficiales,
Atenuacin, etc., etc.
Funciones Receptor (X. Prez-Campos)
Amplitud Promedio
Ciudad de Mxico
Aca
pu
lco
Ch
ilpa
nci
ng
o
Igu
ala
Pach
uca
Hu
eju
tla
Distancia desde la Trinchera [km]
Pro
fun
did
ad
[km
]
Funciones Receptor (X. Prez-Campos)
Amplitud Promedio
Ciudad de Mxico
Aca
pu
lco
Ch
ilpa
nci
ng
o
Igu
ala
Pach
uca
Hu
eju
tla
Distancia desde la Trinchera [km]
Pro
fun
did
ad
[km
]
MODELO 3D DE LA CIUDAD DE MEXICO
Periodo
predominante
f=1.2 Hz
h=50 mVs h
Vf
s
4
Vs=240 m/s
).(.
).(.
fVertComp
fHorizCompHVSR
Microtremores
h=100 m
Vs=480 m/sVs=120 m/s
h=25 m h
Mtodo SPAC(Spatial Autocorrelation Method)
Propuesto por Aki (1957).
Microtremorsen arreglos instrumentales.
Se basa en la estimacin de curvas de dispersin de ondas de
Rayleigha travs del clculo de la autocorrelacinespacial.
Como resultado se obtiene la estructura de velocidades
From SAGEP 2003 (corporation
OYO).
Mtodo SPAC
* *
*
frequency (Hz)
Ph
ase
Vlo
cit
y v1
v2
v3
METODO SPAC
OBSERVATION DE MICROTREMORES EN
ARRELOS
Ejemplo de observacin de
microtremores en arreglos
triangulares