RIESGO SÍSMICO CON FINES DE INGENIERÍA,

CASO DE ESTUDIO: LOS MOCHIS SINALOA,

MÉXICO.

Dr. Héctor E. Rodríguez Lozoya

Humberto Guerrero Rojo

Carlos I. Huerta López, Alfredo Reyes Salazar, Edén Bojórquez Mora

Héctor Enrique Rodríguez Leyva.

INTRODUCCIÓNLa sismicidad en la República Mexicana se origina principalmente en dos regiones: al noroeste y al suroeste, en la región noroeste los mecanismos de fallas sísmicas son en su mayoría de tipo lateral derecho mientras que al suroeste son subducción dominantemente. Los registros de la sismicidad son de gran utilidad para los estudios de riesgo sísmico los que a su vez son utilizados en estudios de ingeniería civil. En esta investigación se estudia el riesgo sísmico regional del estado de Sinaloa y en específico la región de los Mochis Sinaloa ubicada en el municipio de Ahome. En esta investigación se determina la aceleración en roca para distintos periodos de retorno (Tr=50, 500, 1500 y 2000 años). Lo anterior se compara con las aceleraciones que se proponen en los espectros de diseño a través del coeficiente sísmico en las normativas que se aplican en los proyectos de ingeniería locales.

Distribución espacial de la sismicidad regional en la zona de estudio.

Relación frecuencia magnitud

Gutemberg y Richter (1944)

Donde ‘N’ es el número de sismos que ocurre en un cierto

periodo de tiempo y ‘M’ la magnitud de dichos sismos, en nuestro

caso especifico la magnitud considerada fue la de ondasuperficial (Ms). Los parámetros ‘a’ y ‘b’ son constantes que

representan en general el número de sismos con magnitud mayorque cero y la proporción de sismos con magnitudes pequeñas y

grandes (Udias,1999), los valores de las constantes mencionadasdependen del periodo de datos considerados del área, de las

propiedades físicas del medio y son índices del nivel de

sismicidad de la región en estudio.

El valor ‘a’ resulto en nuestro análisis es de 5.2 mientras que el de ‘b’ es de 0.69 .

Como el valor de ’a’ varía fuertemente de una región a otra, la

determinación de la variación espacial de ‘a’ se considera como un

importante indicador del riesgo sísmico en lo general. Por otra parte, el

valor de ‘b’ o pendiente de la línea de regresión, indica la relación de

eventos grandes y pequeños. Un valor bajo de ‘b’ puede implicar una

mayor proporción de eventos grandes que un valor alto de ‘b’. Como

el valor de ‘b’ cambia de región a región, la variación espacial de ‘b’surge como un importante parámetro para evaluar la potencialidad

sísmica de áreas sismogénicas.

El valor de ‘b’ varía de región a región, generalmente está en el rango de 0.3 a

2.0, tomando en muchos casos valores próximos a uno (Ogata y Katsura, 1993).

En parte superior: curva resultante de la regresión lineal y la ecuación

correspondiente, abajo: gráfica de las incertidumbres en el análisis.

Distribución de la sismicidad en función de la variación de la magnitud y

el año de ocurrencia

En la figura se ilustra la distribución de la sismicidad en función de la

variación de la magnitud y el año de ocurrencia, de esta gráfica puede

observarse que la cantidad de la sismicidad regional aumentó a partir

del año de 1999 hasta la fecha, probablemente debido a que

recientemente se han instalado instrumentos en la región Nars-baja

(Trampert J.A. et, al 2003).

Magnitud(M) Numero de sismos(N) Periodo de retorno(Tr,años)

4.5 2.10 0.5

5.0 0.952 1.05

5.5 0.430 2.32

6.0 0.194 5.14

6.5 0.0879 11.40

6.9 0.0465 21.50

7.0 0.0397 25.17

Tabla 1: Periodos de retorno regionales en función del número de sismos y sus

magnitudes.

.

Esta tabla nos indica que los sismos más frecuentes en la región son de

magnitudes de entre 4.5 y 5.0 en la escala de momento sísmico (Mw), y

que ocurren en una frecuencia de al menos 2 cada 18 meses, lo anterior

es muy aproximado a la realidad de ocurrencia sísmica en esta región.

Variación del periodo de retorno con la magnitud para la sismicidad regional

(periodo 1973-2010).

Periodo de retorno en función de la vida útil de la construcción y la

probabilidad de excedencia anual.

Para fines de ingeniería es común estimar una vida útil de las construcciones

comunes de alrededor de 50 años, que para una probabilidad de excedencia

del 10% daría como resultado un periodo de retorno de 475 años. Esto no

debe confundirse con el concepto de que cada 475 años en promedio va a

ocurrir un sismo de determinadas características.

Fuentes sísmicas de la región del Golfo de California, definida por la distribución espacial de la sismicidad regional, anexada a la base de datos de (CRISIS99).

Los Mochis

Los Mochis

Los Mochis

Los Mochis

Los Mochis

Aceleración en roca para distintos periodos de retorno (50, 500,1500

y 2000 años) en la región de estudio.

Regionalización Sísmica de México según CFE

(1993)

Regionalización Sísmica de México según

CFE (2008)

Zona sísmica de la República

MexicanaTipo de suelo a0 C Ta (s) Tb (s) r

Zona A

I (Terreno Firme)

II (Terreno Intermedio)

III (Terreno blando)

0.02

0.04

0.05

0.08

0.16

0.20

0.2

0.3

0.6

0.6

1.5

2.5

1/2

2/3

1

Zona B

I

II

III

0.04

0.08

0.10

0.14

0.30

0.36

0.2

0.3

0.6

0.6

1.5

2.9

1/2

2/3

1

Zona C

I

II

III

0.36

0.64

0.64

0.36

0.64

0.64

0.0

0.0

0.0

0.6

1.4

1.9

1/2

2/3

1

Zona D

I

II

III

0.50

0.86

0.86

0.50

0.86

0.86

0.0

0.0

0.0

0.6

1.2

1.7

1/2

2/3

1

Coeficientes sísmicos según la región sísmica y tipo de suelo para la República Mexicana

(CFE, 1993).

Espectros de diseño obtenidos en este estudio (Tr=50 años) y propuestos por la

normativa CFE (1993) Y CFE (2008).