monografia de amenaza sismica en la uni. managua

Evaluacin de la Amenaza Ssmica del Recinto Universitario Simn Bolvar UNI-RUSB

Br. Marvin Jos Villareyna Martnez, Br. Ronald Sal Blando Ruiz 1

I. INTRODUCCION Nicaragua como sabemos es un pas altamente ssmico, siendo las zonas mas propensas el rea del pacifico, por encontrarse en el margen de la zona de subduccin y Managua siendo la capital de Nicaragua se encuentra dentro de uno de los focos de peligrosidad debido a su ubicacin dentro de una depresin tectnica conocida como graven de Nicaragua y dentro de ste, tambin se localiza la otra depresin tectnica conocida como graven de Managua (Monografa, CIGEO. UNAN 2012). La construccin de diversos tipos de infraestructuras (entre ellas, edificios) conlleva como etapa previa, la realizacin de diversos estudios tcnicos de ingeniera para verificar la viabilidad del emplazamiento del mismo en el sitio seleccionado. Uno de estos estudios que se debe realizar es el de Amenaza Ssmica, el cual tiene como objetivo la determinacin de las propiedades fsico mecnicas del suelo, desde el punto de vista dinmico (amenaza ssmica). Se conoce como Amenaza Ssmica los peligros que representan los terremotos de una u otra forma para la poblacin [Wed, INITER]. En el campo de la sismologa se le llama Amenaza ssmica a la probabilidad de ocurrencia o excedencia de cierta intensidad ssmica o aceleracin del suelo de un determinado sitio durante un periodo de tiempo normalmente un ao (INETER). Por tal razn es de suma importancia conocer de manera estimada la probabilidad de la ocurrencia de sismos de diferentes magnitudes en las principales fuentes sismo-generadoras que pueden afectar Nicaragua: La zona de subduccin, cadena volcnica, fallamiento geolgico superficial local, Graven de Managua y Micro Graven de Tiscapa formados por fallas activas. La determinacin de la Amenaza actualmente se realiza apoyndose en la base de datos de registros histricos de sismos, archivo que se obtendr desde el rea geofsica de INETER. Adems se tiene que tener conocimiento sobre la forma cmo las ondas ssmicas se atenan en dependencia de la distancia al sitio de inters y de las caractersticas geolgicas de este. Actualmente existen mapas de amenazas ssmicas para Centro America, Nicaragua y Managua (INITER), sin embargo, estos no representan las condiciones propias de un sitio en especifico, recordemos que el tren de ondas que se genera al producirse un sismo, provocara distintos niveles de aceleracin en el terreno, puesto que las amplitudes, periodos y frecuencias del tren de ondas, esta en dependencia del medio que recorra. Existen dos metodologas para el clculo de la Amenaza Ssmica en un sitio determinado; estas son los llamados enfoques Determinstico y probabilstico o una combinacin de los dos, en ambos casos se utiliza un software para el procesamiento y calculo de la Amenaza. Los resultados finales de la Amenaza pueden reforzarse por medio de estudios de repuesta de sitio el ms comnmente usado para esto es el Mtodo de Nakamura por su fcil realizacin, puesto que no es laborioso y su costo es bastante econmico en comparacin con otros mtodos como el de reflexin o refraccin. Nakamura (1989) hizo una publicacin donde describe un nuevo mtodo de procesamiento que emplea observaciones de ruido cultural y que produce estimaciones seguras de las caractersticas del movimiento del suelo (amplificaciones). El mtodo utiliza las componentes horizontal y vertical del movimiento para el clculo de razones espectrales (mtodo de Fourier). Esta tcnica se aplic por primera vez a micro temblores de zonas urbanas de Japn. Nakamura supone que la razn H/V o ratio espectral corresponde a la funcin de transferencia de los niveles superficiales sometidos a movimientos horizontales. Basa su trabajo en la hiptesis de que un microtemblor est compuesto por un cuerpo principal de ondas y por ondas superficiales RayLeigh, inducidas por fuentes artificiales (trenes, trfico, personas, etc.) [Estudio Zonificacin, INITER] Adicionalmente y para descartar anomalas, flexuras, fallas geolgicas, paleo-causes o cualquier otra anomala estructural bajo la zona de emplazamientos de los futuros edificios de este recinto, se realizarn Sondeos Elctricos Verticales (SEV), los cuales adicionalmente revelaran las caractersticas litoestratigraficas y estructurales existentes ms all de la zona conocida pos los sondeos geotcnicos de rotacin/percusin realizados en las cercanas al recinto.



Los sondeos elctricos verticales (S.E.V.) constituyen uno de los mtodos elctricos (mtodos geofsicos) de campo para determinar la variacin en profundidad de las propiedades elctricas del subsuelo. Los S.E.V. consisten en una serie de determinaciones de resistividades aparentes, efectuadas con el mismo tipo de dispositivo y de separacin creciente entre los electrodos de emisin y de recepcin. La finalidad del S.E.V. es averiguar la distribucin vertical de resistividades bajo el punto sondeado. Son tiles en zonas con estratificacin aproximadamente horizontal, en las que las propiedades elctricas varan principalmente con la profundidad, ms bien que lateralmente. (Cantos Figuerola 1987). En base a todos los datos anteriormente descritos podemos evaluar el nivel de amenaza ssmica en trminos de aceleracin mxima del terreno de una manera ms exacta y precisa.



II. ANTECEDENTES

A nivel mundial, el nmero de muertos provocados por terremotos es creciente (Bertero, 1994). Esto no se debe al aumento de la actividad ssmica, para la cual no hay ninguna evidencia. Principalmente se debe al crecimiento de la poblacin y la expansin urbana, especialmente en aquellos lugares donde son dbiles la gestin urbana y los mecanismos de seguridad ssmica. Segn Bilham (1988) para el ao 2000 ya existen ms de 100 superciudades (con ms de 2 millones de habitantes) en el mundo y 41 de estas (que en su conjunto tendrn una poblacin total de 292 millones) se encontrarn en zonas ssmicas, y el 80% de ellos sern del Tercer Mundo. La amenaza ssmica de un sitio en particular, es una funcin de la magnitud del sismo y la distancia del sitio hasta la fuente ssmica. El movimiento ssmico se mide con la aceleracin mxima del terreno y se evala la amenaza en trminos probabilstico, es una prctica comn definir la amenaza ssmica como la aceleracin mxima del terreno con probabilidad del 90% de no ser excedida durante un perodo de 50 aos, que corresponde a la vida til de una estructura normal. Estos valores fueron utilizados por primera vez para estudios en los Estados Unidos (Algermissen Perkins, 1976) y han sido adoptados casi universalmente. Este nivel de amenaza corresponde al movimiento ssmico que tiene un perodo de retorno (un intervalo promedio entre eventos) de 475 aos (Bommer, 1996). En Managua se han llevado a cabo una serie de estudios de amenaza ssmica, los cuales dan una idea aproximada de la caracterizacin ssmica de los suelos en la ciudad capital, entre los ms importante tenemos: 1.- Shah H.C., et. Al., A study of Seismic Risk for Nicaragua, Part 1, Part 2 and Summary, (1976), investigacin que fue soportada parcialmente por el banco central de Nicaragua y por la fundacin de ciencias nacional GI-39122 en Marzo de 1976. 2.- Mattson, C. and Larsson, T., Seismic Hazard Analysis in Nicaragua, (1986), Master Thesis in Stockholm, Sweden. En este estudio fue utilizado el Mtodo de Cornell para llevar a cabo el anlisis. 3.- Segura, F., y Rojas, W., (1996). Amenaza ssmica para el centro de la ciudad de Managua. Este fue un estudio preliminar para el rea metropolitana de Managua. 4.- Segura, F., Bungum, H., Lindholm, C. y Hernndez, Zoila., Estudio de Amenaza ssmica de Managua, Nicaragua., Fase II 1996-2000. NORSAR, Oslo, Noruega. 5.- Movimondo, Octubre 2001, Zonificacin ssmica preliminar para Nicaragua, y Microzonificacin ssmica para Posoltega-Quezalcuaque. La mayor parte de estos estudios presentan en su contenido, una zonificacin general para el rea de Managua, razn por la cual, es de suma importancia la realizacin de los estudios locales (Estudio de Sito) para mostrar de una manera especifica y puntual la amenaza ssmica de un sitio en particular en base al uso (tipo de infraestructura) que se le dar al suelo. El presente estudio pretende dar un aporte en trminos de amenaza ssmica en las reas en donde se pretenden emplazar las nuevas infraestructuras de las UNI.



III. JUSTIFICACION

El historiador William Durant afirm que la civilizacin existe por consentimiento geolgico, sujeto a cambio sin previo aviso y definitivamente esto es aplicable a Nicaragua, cuya historia ha sido fuertemente marcada por las erupciones volcnicas y los terremotos. La ciudad de Managua se ubica dentro de la cordillera volcnica entre el complejo volcnico de Apoyeque (volcanes Apoyeque, Xiloa, Chiltepe, etc.) al noroeste y Complejo volcnico del Masaya (volcanes Masaya, Santiago, Nindiri, etc.) al sureste. En Managua y sus alrededores se reconocen numerosos pequeos edificios volcnicos y remanentes de volcanes: Santa Ana, Asososca, Tiscapa, Chico Peln, Ticomo, Motastepe, entre otros. Existe una estrecha relacin entre la segmentacin del frente volcnico y el emplazamiento de un complejo estructural en la zona de Managua. El proceso de estiramiento de la corteza fue lo que llev a la formacin del graben o de la depresin estructural conocido como graben de Managua. (Monografa, UNAN). Este graben de aproximadamente 40 Km de ancho (Monografa, UNAN), se abre a lo largo de dos zonas distintas de fallamiento normal, denominados: Sistema Falla Mateare al Oeste y el Sistema Falla Las Nubes al Sur, el Sistema Falla Cofrada marca el lmite este del graben. Todas las fallas (exceptuando las que limitan los lados Este y Oeste del graben de Managua) presentan rumbo promedio de NE-SW. Por su longitud y desplazamiento, en el rea de Managua las fallas geolgicas principales son: Falla San Judas, Falla Estadio, Falla Los Bancos, Falla Tiscapa, Falla Chico Peln, Graben de Tiscapa, Falla Escuela, Falla Centroamrica, Falla Las Colinas, Falla Aeropuerto. Las fallas geolgicas que limitan el Graben de Managua, son: Por el Este, el Sistema de Fallas Cofrada, con orientacin Noreste Suroeste a Norte Sur (NE SW a N-S), mientras que por el lado Oeste, por el Sistema de Fallas Mateare Las Nubes, con orientacin Noroeste Sureste (NW SE). De toda esta complejidad tectnica existente en la ciudad de Managua, nace la necesidad de un estudio de Amenaza ssmica en los sitios en donde sern emplazados los nuevos edificios pertenecientes al plan de modernizacin de la infraestructura universitaria de la UNI, puesto que son fundamentales para la planificacin y buen diseo, as como para minimizar el riesgo durante la ocurrencia de un terremoto mediante acciones en conjunto entre estudiantes- docentes y autoridades. Es importante adems resaltar, que los estudios de Amenaza ssmica por terremotos, deben realizarse peridicamente, puesto que los datos obtenidos pueden sufrir modificaciones con el paso del tiempo cada vez que sismos importantes ocurran.



IV. OBJETIVOS Objetivo General. Evaluar la Amenaza ssmica en los sitios donde sern emplazados los nuevos edificios pertenecientes al plan de modernizacin de la infraestructura universitaria de la UNI, mediante la realizacin de un estudio tcnico que brinde parmetros dinmicos como aceleracin mxima del terreno, amplificacin mxima esperada en el sitio, identificacin de estructuras geolgicas en el sub-suelo del sitio de estudio (a travs de mtodos elctricos geofsicos). Objetivos Especficos. 1.- Realizar una caracterizacin geolgica del terreno del Recinto Universitario Simn Bolvar y reas circundantes, mediante exploracin de campo y revisin de documentacin existente. 2.- Obtener las amplificaciones mximas esperadas del terreno, as como las frecuencias y perodos naturales promedios en los sitios donde se pretenden realizar las futuras construcciones. 3.- Calcular la Aceleracin mxima del terreno. 4.- Construir los espectros de diseo del terreno. 5Calcular los mdulos elsticos. 6.- Calcular las resistividades aparentes de cada estrato, por medio de Sondeos Elctricos Verticales SEV, para descartar la presencia de paleo cauces, plegamientos, fracturamiento, fallamiento geolgico activo de Managua.



V. MARCO TEORICO

1.- MARCO GEOLOGICO-ESTRUCTURAL DE MANAGUA.

La ciudad de Managua se ubica dentro de la cordillera volcnica entre los volcanes Apoyeque al Noreste y Masaya al Sureste. El subsuelo de Managua se caracteriza por la presencia de una secuencia Volcano-sedimentaria donde se han identificado productos provenientes del Masaya, Apoyeque, Apoyo, Mira flores Nejapa, Motastepe, as como de otros entre ellos Chico Peln y Tiscapa. [Actualizacin del Mapa de Fallas de Managua, INETER. 2002. Pgina. 11]. Dentro de dicha estratigrafa se pueden encontrar la presencia de numerosos suelos fsiles lo cual demuestra la existencia de ciertos periodos de calma entre eventos volcnicos. 2.- FALLAS GEOLOGICAS Y LINEAMIENTOS PRINCIPALES.

El Municipio de Managua se ubica dentro de la depresin de Managua o mejor conocida como Graven de Managua, estudios como el de Woodward-Clyde (1975) indican que se trata de una estructura extensional y activa, la cual disloca la cordillera volcnica en sentido derecho por unos trece (13) kilmetros. El graven de Managua esta limitado por la Falla Cofradia al Este y por el llamado Lineamiento Mateare Las Nubes al Oeste; hacia el Norte el graven se pierde dentro del lago, hacia el sur el limite se encuentra dentro de las calderas de la Sierra. Las fallas geolgicas dentro del graven poseen dos orientaciones N-S y NE-SW [Woodward-Clyde Consultants, 1975]. Las fallas con orientacin N-S estn relacionadas a colapsos volcnicos y este tipo de falla presenta un desplazamiento del tipo normal, segn el Estudio de Actualizacin de fallas de Managua, INETER 2002, este tipo de falla estn relacionadas en el tiempo y espacio con el evento de subsidencia del Graven. Las fallas con orientacin NE-SW, en particular las de orientacin N35E y N45E, presentan desplazamientos laterales izquierdos, estudios como el de LaFemina, Dixon y Strauch (2002) explican esta orientacin como una acomodacin de los bloques tectnicos en la cadena volcnica. 3.- FALLAS SISMICAS Y AMENAZA VOLCANICA EN MANAGUA.

Aunque se conocen muchos crteres volcnicos en los alrededores y dentro de la ciudad de Managua se sabe muy poco sobre la amenaza por activacin de algunos de los crteres de la zona, sin embargo en esta investigacin se quiere hacer un parntesis en este punto en especial por la presencia muy particular del crter Tiscapa uno de los mas cercanos al recinto Simn Bolvar. Como amenaza directa para Managua se sabe que el volcn Masaya presenta un alto riesgo de repeticin de una erupcin de carcter destructivo [INETER, 2000]. Adentrndonos ms en el rea metropolitana encontramos el volcn Apoyeque ubicado a unos 8 Km del centro de la ciudad, actualmente no presenta amenaza volcnica pero segn el informe de Microzonificacin Ssmica del INETER, 2000 frecuentemente ocurren periodos de sismicidad fuerte, dicho estudio no descarta la posibilidad de una reactivacin volcnica explosiva con un enorme riesgo para la ciudad de Managua. En el sector Oeste de Managua se encuentra el lineamiento Nejapa-Miraflores, el cual segn el estudio de INETER, 2000 no descartan la repeticin de actividad volcnica. As mismo no se descarta la Amenaza por reactivacin volcnica debido a la activacin de una falla geolgica activa, una reactivacin de alguna de las fallas existente podra tambin dar lugar a nuevos centros volcnicos y crteres; un ejemplo claro es el de chico peln. Hradecky en 1997 documento un sinnmero de centros volcnicos ubicados sobre fallas activas, por tal razn es de mucha importancia y muy probable las erupciones volcnicas sobre fallas activas en Managua. El Informe de Microzonificacin Ssmica de Managua INETER, 2000 sealan que erupciones volcnicas catastrficas extremas se repiten en la historia geolgica en los centros volcnicos Masaya, Apoyeque y



Nejapa-Miraflores. De llegar a ocurrir esto, la ciudad estara expuesta a grandes cantidades de cenizas acumuladas en unas pocas horas, sin embargo no seria el efecto mas devastador puesto que las ondas piroclasticas lanzadas por el volcn poseen el poder mas destructivo, para las personas que se encuentren cerca del radio de erupcin prcticamente no habra escapatoria. Todas estas teoras son extradas de datos geolgicos, tectnicos y sismolgicos objetivos. Hay que recordar que este tipo de situacin ya ha pasado con anterioridad en otras partes del mundo como por ejemplo la ciudad de Rabaul en Nueva Guinea la cual quedo destruida por una erupcin volcnica, sin embargo se anota que, antes de dicha erupcin se presentaron fenmenos premonitores como sismos fuertes. 4.- MARCO GEOLOGICO ESTRUCTURAL DE LA ZONA DE ESTUDIO.

La ubicacin actual de Managua es indudablemente muy peligrosa en trminos geolgicos, esto se demuestra en los estudios desarrollados despus del terremoto de 1972, en la mayora de ellos se presentan conclusiones muy claras en cuanto al peligro ssmico, incluso se considero la reubicacin de la Ciudad Capital estableciendo como propuestas Teustepe (Boaco) o Ciudad Daro (Matagalpa). La causa del terremoto en la capital Managua en el ao de 1972 fue la activacin de la falla Tiscapa; a pesar de que el sismo no sobre paso los 6.5 Mw con una duracin de 7 segundos, tuvo caractersticas sin precedentes, uno de los registros mas estudiados y notables que se tiene fue el del Acelerograma que se encontraba en la antigua Refinera ESSO, situada a 8 km al Oeste de la capital; en este registro se aprecia que la componente del movimiento horizontal exhibi picos de hasta 35% de la aceleracin de la gravedad, adems se destaca [Estrada Uribe. 1973] que la componente vertical alcanzo niveles alarmantes casi iguales a los del movimiento horizontal. Cabe mencionar que en el diseo sismorresistente esta componente se considera despreciable. Estrada Uribe describe el movimiento como un gran contenido de frecuencias elevadas como es de esperarse en un suelo rgido, las tres componentes del sistema exhiben en el registro del Acelerograma amplitudes considerables de esta 0.35g en la Componente N.S. como se menciono la componente vertical llama la atencin de los especialista debido a los numerosos y amplios picos con aceleraciones de hasta 0.28g. Esto significa que la aceleracin vertical fue de 80% de la mxima horizontal, en algunos puntos del registro las aceleraciones verticales sobrepasan las horizontales. Posterior a este movimiento del terreno de casi 30 cm en la vertical con un agrietamiento de hasta 20cm, se forma lo que se llama un micro graven entre las Falla Tiscapa y Chico Peln. Estudios como el de Vulnerabilidad estructural de Managua consideran que en la zona cercana al Crter de Tiscapa las aceleraciones podran hasta llegar a 1g. 4. 1.- Graven de Tiscapa. El graven de Tiscapa es una zona comprendida entre la Falla Tiscapa y la Falla Chico Pelon, el estudio de (Woodward and Clyde Consultant, 1975), es categrico al afirmar que no se deberan emplazar estructuras de importancia en esta zona debido a su complejidad estructural. El ancho de este graven es de unos 250 metros; fue descubierto primeramente por Mooser and Riva-Palacio en 1973. Los autores dan una descripcin detallada de esta zona debido a la peligrosidad para construcciones futuras, se recomienda la realizacin de un estudio muy detallado para realizar emplazamientos importantes. Topogrficamente resulta difcil apreciar el Graven debido a la presencia del crter de Tiscapa, sin embargo esta zona fue fielmente descubierto por medio de trincheras geolgicas realizadas en la zona del mercado oriental donde se constata que el ancho del graven en esa zona fue de 225 metros. 4. 2.- Falla Tiscapa. Esta denominacin fue dada por Kuan-Willians, 1971, puesto que esta cruza la Laguna de Tiscapa. De los diversos estudios como el de J. Kuang. Se observan a lo largo de esta falla que las fracturas que la componen presentan un rumbo N-S, esta falla durante el terremoto de 1972 tuvo un movimiento lateral izquierdo, el mximo desplazamiento del terreno ha sido de 6 cm (Refutado por Estrada Uribe) el lugar de mayor fracturacin es en la antigua calle Monseor Garca con ancho de fractura de 10cm y con un mximo desplazamiento vertical de 7cm cerca de la antigua residencia Somoza. Durante el movimiento del 72 el bloque noroccidental (Izquierdo) fue el levantado.



4. 3.- Falla Chico Peln. Posee una longitud comprobada de aproximadamente 300 metros con un Angulo N45E perdindose dentro del lago de Managua, esta falla es la mas cercana al Recinto Simn Bolvar, actualmente se considera activa, junto a la falla Tiscapa forman el llamado Graven de Tiscapa zona de caractersticas complejas. Segn el mapa de fallas de INETER, 2000 la Falla Chico Peln entra en la zona de influencia del recinto desde el costado Noreste hasta el costado Noroeste, la cual tambin es considerada activa. 5.- AMENAZA SISMICA EN TERMINOS DE LA ACELERACION MAXIMA DEL TERRENO.

En sismologa Amenaza Ssmica es la probabilidad estadstica de la ocurrencia o excedencia de cierta intensidad ssmica (o aceleracin del Suelo) en un determinado sitio. Este conocimiento es muy importante para constructores, ingenieros y planificadores [Estudio de Microzonificacin Ssmica de Managua, INETER 2000]. La estimacin de la amenaza ssmica es llevada a cabo mediante un enfoque determinstico y/o probabilstico en el cual se consideran las fuentes que podran generar sismos importantes que afecten la ciudad de Managua o cualquier otro sitio en particular. 5. 1.- Importancia de los estudios de Amenaza. Debido a la peligrosidad ssmica de Managua, la cual ha sido comprobada por todos los estudios realizados en la ciudad capital post terremoto de 1972; como resultado de estos estudios tcnicos han emanado diversas recomendaciones de expertos nacionales e internacionales llegando a concordar todos en que se debe de realizar un estudio de peligrosidad ssmica para cualquier construccin de importancia que se emplace en la ciudad capital, sobre todo en zonas tan complejas como la zona al contorno de crter Tiscapa, graven Tiscapa y cercana de la Falla Tiscapa y Chico Peln; es de vital importancia conocer el grado de Amenaza existente en esta zona debido a la activacin de alguna de las fallas mas cercanas, cual es la amplificacin mxima esperada del suelo en esta zona y como influir la geologa en la amplificacin debido a las condiciones locales del sitio, as mismo, dicho estudio pretende contribuir en este sentido pretendiendo ser una herramienta mas en la planificacin. 5. 2.- Fuentes Ssmicas generadoras de Terremotos.

Al seleccionar las fuentes ssmicas que probablemente podran generar sismos en Managua nos permite estimar la magnitud mxima esperada que puede generar cada una de estas fuentes sismognicas seleccionadas sobre un sitio de inters en especfico. Los estudio de Segura et. al, 1999 y Microzonificacin Ssmica de Managua, 2000 dividen Nicaragua en cierto nmero de fuentes generadoras de sismos, dictadas por la tectnica del pas y por la historia instrumental de sismos registrados en el pasado, as mismo este estudio de Microzonificacin Ssmica de INETER, 2000 utiliza las mismas fuentes generadoras de terremotos, por lo cual la eleccin de estas fuentes para nuestro estudio de Amenaza ssmica esta validada por los mas importantes estudios de sismicidad realizados despus del terremotos de 1972 en la Ciudad de Managua.



Este modelo sismo tectnico consta de trece (13) fuentes sismo generadoras, las cuales se presentan en los siguientes grficos. Fig. No.1: Fuentes Sismogenicas del Modelo INETER, 2000.

A continuacin se da una breve explicacin de cada una de las fuentes sismogenicas cogido del estudio de Microzonificacin ssmica de Managua del ao 2000. Las fuentes 1-3 modelan los sismos resultado de la subduccin de la placa de Cocos bajo la placa del Caribe. La fuente 4 incluye los temblores intraplaca, localizados en la placa de Cocos subducida (Y no en la interfaz como los de las fuentes 1-3). Las fuentes 5, 6 y 7 se refieren a fallas corticales regionales asociadas a la cadena volcnica de Nicaragua, mientras que la fuente 8 modela la extensa zona regional del Graven de

Nicaragua. La zona 9 esta relacionada con la zona de fractura de Nueva Segovia- Guayape y la zona 10 modela la sismicidad tras-arco del atlntico de Nicaragua. Todas estas fuentes estn asociadas a sismos superficiales. Adicionalmente se incluyen las fuentes 11 y 12 para tomar en cuenta los temblores de profundidad intermedia (30-110km) y la fuente 13 en que se incluyen los sismos intraplaca profundos (110-220 Km)" Todas estas fuentes sismogenicas se resumen en temblores interplaca, intraplaca y los de fallamiento superficial [F. Segura y W. Rojas, 1996] y son la causa mas probable de afectacin por sismo en la ciudad de Managua. Los autores consideran [F. Segura y W. Rojas, 1996] que el temblor interplaca mximo probable seria de una magnitud de 7.5 Mw, sin embargo tendra su hipocentro a no menos de 100km de la ciudad de Managua, reduciendo el riesgo ssmico para la ciudad capital. Con respecto a los sismos intraplaca los autores esperan un temblor de igual magnitud 7.5 Mw, a una profundidad entre los 30-110 km otro de 7.0 Mw entre los 110-220 km, sin embargo diferentes estudios como el de W. Rojas desprecian los sismo ocurridos a los 220Km. puesto que la afectacin que tendran en la ciudad de Managua es prcticamente despreciable debido a la distancia y profundidad. De amanera porcentual se puede decir [Estudio de Microzonificacin Ssmica de Managua, 2000] que las fallas ssmicas locales en Managua, generan el 59% de la Amenaza Ssmica total y el 41% restante lo generan la zona de subduccin, cadena volcnica y de la zona montaosa de Nicaragua. Esto remarca la importancia de un estudio de Amenaza Ssmica en los sitios donde se pretender construir los nuevos edificios pertenecientes al plan de modernizacin de la infraestructura universitaria de la UNI. Las fallas principales que atraviesan toda el rea de Managua [Actualizacin de Fallas de Managua del ao 2002] tienen pocos kilmetros de longitud y debido a esta caracterstica pueden generar terremotos relativamente moderados de magnitudes no mayores a 6.5 Richter; No obstante resultan extremadamente destructivos porque el hipocentro seria poco profundo, inclusive la ruptura corta la superficie; por otro lado, las fallas que forman los limites Este y Oeste del Graven de Managua (Falla Cofradia, Falla Mateare) por ser las mas largas y poder acumular mas energa, podran causar terremotos mas grandes.



En vista de todo lo anterior; las fuentes ssmicas que se seleccionaran para la Evaluacin de la Amenaza Ssmica sern fallas geolgicamente activas y las ms cercanas al Recinto Universitario Simn Bolvar. 5. 3.- Fuentes Ssmicas generadoras de Terremotos Corticales. Los sismos someros o Corticales son la causa probable que mas llama la atencin debido a que estos representan el 59% de la Amenaza Ssmica en la zona de Managua, estos temblores son originados a profundidades menores a los 20Km; las fuentes sismogeneradoras que pueden generar este tipo de sismos se describen a continuacin: Zona Ssmica del Fallamiento Ante Arco Predominan sistema de fallas con rumbo NE-SO y NO-SE, ubicadas a lo largo de la Costa del Pacifico, ejemplo de este tipo de fallas son la Falla de Mateare en Managua y Ochomogo en Rivas. Zona Ssmica del Arco Volcnico de Occidente Este tipo de fallas tienen un rumbo NE-SO y ligeramente NS [Amenaza Ssmica para Managua, 1996. Pg. 11], transversales a la cadena volcnica, las fallas que mas se destacan en esta zona son aquellas sobre las que estn emplazados los volcanes de la cadena cuaternaria [ F. Segura 1996], se sabe que el evento mximo conocido ocurri en Len con una Mw de 7.0. Zona Ssmica del Arco Volcnico del Sureste Este arco volcnico comprende la Caldera Volcnica del Masaya, la Laguna cratrica de Apoyo, Volcn Mombacho, Isla Zapatera, Isla Ometepe y Archipilago de Solentiname. El sismo mas reciente y conocido ocurri en 1985 de 5.5 Mw al este de la Isla Zapatera. Zona Ssmica del Graven de Nicaragua Consiste en una prominente depresin estructural [Rojas, 1993a] limitada hacia el suroeste por el arco volcnico de Nicaragua y Costa Rica. Algunos sismos ocurridos en los ltimos quince aos han sido asociados a esta depresin. Segn F. Segura 1996, Pag. 12 considera que el graven de Nicaragua es una zona con bajo grado de sismicidad; el mayor evento ocurri en el sector de Ticuantepe en 1928 con una magnitud de 6.5Mw. Zona Ssmica tras arco Comprende la mayora del territorio nacional central y oriental, se extiende desde el borde oriental del graven de Nicaragua hasta parte de la plataforma continental del Atlntico. Hasta la fecha solo se registran los sismos ocurridos con una magnitud mayor a 3.5Mw. 5. 4.- Fuentes Ssmicas seleccionadas para el Estudio de Amenaza. A pesar de que las fuentes anteriormente descritas son capaces de generar sismos someros, algunas de ellas debido a la ubicacin y a las leyes de atenuacin resultan poco probable que generen daos importantes a los edificios en la ciudad capital; para la Evaluacin de la Amenaza Ssmica en el recinto Simn Bolvar se ha seleccionado la fuente No.6 (Ver Fig. No. 1) donde se encuentra la ciudad de Managua y dentro de esta zona se seleccionan las fallas mas importantes y cercanas al Edificio, entre estas tenemos Falla Estadio, Falla los Bancos, Falla Tiscapa, Falla Chico Peln, Falla Zogaib y/o Escuela y Falla Centroamrica. De estas seis fallas, tres de ellas han sido las responsables de los tres terremotos ms importantes y destructivos en la historia contempornea de Managua, hablamos de falla Estadio debido a su activacin se produce el terremoto de 1931, falla Centroamrica la cual fue causante del terremoto de 1968 o terremoto de la Centroamrica y Falla Tiscapa la causante de la destruccin casi total de Managua en 1972. A continuacin de da una descripcin de cada una de las fallas seleccionadas para la Evaluacin de la Amenaza Ssmica. Falla Estadio Localizada en el viejo centro de Managua fue reconocida por vez primera por Lientenant Dan I Sultan en 1931, siendo la causante del terremoto de Marzo de 1931. Su relato histrico puede encontrarse en el



estudio de Woodward Clyde Consultants de 1975 Investigation of Active Faulting in Managua and Vinicity; Brown en 1973 indica que durante el evento del 23 de Diciembre de 1972 esta falla no se movi. Falla Los Bancos Es paralela a la falla Estadio, corta diagonalmente al viejo banco central que continua por el parque Luis Alfonso Velsquez. Fue mapeada en detalle por Brown, Ward, Plafter (1973), el U.S.G..S.- Brown et al le describieron de largo 2.7 k.m, con desplazamiento lateral de 5.9 cm, J .Kuant y Carlos Valle la mapearon para el Catastro, fue descrita despus del evento de 1972 para controlar cuanto se desplaz, es una falla menor con estructura ramificada. Falla Tiscapa Esta zona de falla se extiende desde la zona del Country Club pasando por el crter de Tiscapa y el Mercado Oriental, desapareciendo hacia adentro del lago de Managua, en el sitio conocido como Quinta Nina. Su longitud es de aproximadamente 6 kilmetros y el desplazamiento acumulado mnimo es de 12 metros. (Kuang 1973). Se considera que esta falla se activo, durante el terremoto de 1972, teniendo un desplazamiento lateral izquierdo de 33 centmetros, y vertical de 10 centmetros (Woodward and Clyde Consultant, 1975). Falla Chico Peln La descripcin y datos tcnicos de esta falla se toman del estudio de (Woodward and Clyde Consultant, 1975). La falla Chico Peln es considerada en la actualidad como Activa, tiene una longitud comprobada (Al ao de 1973) de al menos 5Km. su ubicacin es prcticamente paralela a la Falla de Tiscapa con una separacin promedio entre ellas de 300 metros, esta separacin o rea forma el llamado Graven de Tiscapa zona muy compleja en trminos tectnicos y en la cual se ha recomendado evitar la construccin de edificios de importancia; el desplazamiento mximo acumulado en el tiempo es de unos 38cm en la direccin horizontal y unos 5cm en la vertical.La direccin de esta falla es como todas las consideradas dentro del graven de Managua N45E. Falla Zogaib Fue descubierta sobre escarpe localizado al oeste del barrio Zogaib y fue mapeada pero no nombrada por Kuang and Willians (1971), este no la nombro deduciendo que dicho escarpe podra ser una continuacin de la Falla Escuela, aunque en el estudio de (Woodward and Clyde Consultant, 1975) no establece muy claramente la relacin entre estas fallas. Falla Centroamrica Fue mapeada y nombrada por primera ves por Kuang (1973) esta pasa por el costado este del colegio Centroamrica y al noroeste de la colonia Centroamrica. El 4 de Enero de 1968, un terremoto al que se le ha asignado magnitud 4.6 fue sentido en Masaya, Granada, Carazo y Managua, donde caus daos en la Colonia Centroamrica, varias viviendas sufrieron daos. Se le asign una intensidad mxima de VII en la escala de intensidades de Mercalli (Leeds, 1973), se ha comprobado que la falla causante de dicho movimiento fue la Falla Centroamrica. 5. 5.- Sismicidad Histrica en la Zona Sur del Crter Tiscapa. El terremoto de Managua de 1972 ocurri a las 0:30 a.m. del da domingo 23 de diciembre de 1972. El evento ssmico principal fue descrito como de intenso movimiento vertical de 7 segundos de duracin. La magnitud del evento, cuyas secuelas aun estn latentes, fue calculada por la NOAA --Administracin Ocenica y Atmosfrica Nacional-- de EU en 6.2 grados en la escala de Richter [Diario La prensa, 2013]. Poco despus del terremoto muchos cientficos, ingenieros y gelogos se dieron cita en Managua para estudiar el evento destructor. La mayora de ellos coinciden en que los daos fueron muy grandes en relacin con la magnitud del terremoto, lo que probablemente se debi a que el epicentro se localiz muy cerca de la zona mas densamente poblada y la mayora de las construcciones en ese momento no estaba diseada para resistir ese tipo de movimientos. Lo especial del evento que duro en su fase intensa 7 segundos, fue que hubo varios ciclos con aceleraciones cercanas a la mxima y que en estas fases los periodos dominantes fueron cortos, del orden de los 0.30 segundos en la componente horizontal y un poco menores en la vertical. Estos movimientos con este tipo de periodos afectan principalmente a las construcciones rgidas (Menores de Tres Niveles)



El movimiento fuerte duro 90 segundos aproximadamente, incluyendo dos adicionales a los 28 y 63 segundos del inicio del registro. Enrique del Valle C. expresa en su informe de 1973. En relacin a los sismoscopios, en cuatro de ellos se obtuvieron buenos registros, dos en la Refinera y en otros dos excedi el limite disponible en otros ubicados en las zonas de mayor destruccin los cristales fueron desalojados de su lugar por la violencia del movimiento. La causa de este movimiento fue la activacin de la Falla Tiscapa y en menor grado la Chico Peln, actualmente estas fallas se consideran activas, en toda la zona cercana al Crter de Tiscapa se espera aceleraciones de hasta 50% de la gravedad similares a las registradas durante el movimiento de 1972 los desplazamientos horizontales variaran en relacin a la falla que se active sin sobre pasar los 30cm en la horizontal y mximo 10 en la vertical. 5. 6.- Preparacin de datos para el clculo de la Amenaza. La estimacin de la amenaza ssmica seguir un enfoque determinstico, en el que hemos considerado y elegido las fuentes ssmicas ms importantes que pueden afectar a la ciudad de Managua. Este enfoque nos permite estimar la magnitud mxima esperada que puede generar cada fuente, a partir de la longitud de ruptura, del rea de ruptura y de la sismicidad histrica resiente. Homogenizacin de Magnitudes Para la misma ocurrencia diferente agencias estiman diferentes magnitudes con distintos criterios ML, Mb, Ms , etc. para resolver este problema los expertos han obtenido diferentes relaciones entre las magnitudes mencionadas para aplicarlas a los eventos de America Central. Un problema bsico de las escalas es que cuando ocurre un evento con magnitud alta la escala se satura subvalorando la verdadera magnitud real, en este sentido la formula en funcin de Ms es mejor que la que es funcin de ML y que la que es funcin de Mb, por tal razn, es conveniente emplear una escala que relacione la energa para todos los intervalos de magnitud. En la actualidad solo existe un tipo de magnitud que no se satura a ningn valor del evento, esta magnitud es conocida como Magnitud Momento Ssmico Mw la cual fue originalmente definida por Hanks y Kanamori (1979).

Mw = 2/3 log (Mo)-10.7 En donde Mo = es el momento ssmico en dinas-cm. Para nuestro clculo de la Amenaza Ssmica todas las magnitudes empleadas estn dadas en Mw. Anlisis de Completitud Cuando se usa un catalogo ssmico para la estimacin probabilstica de futuros movimientos fuertes, es particularmente importante el anlisis de completitud, porque si se emplea un conjunto de datos incompletos puede afectar significativamente los resultados de la estimacin final de la Amenaza Ssmica. En la actualidad existen diversos mtodos para determinar la Completitud, muchos de ellos son puramente estadsticos, con base en supuestos los cuales no siempre estn de acorde con el comportamiento natural de la sismicidad. Este problema esta resuelto para el caso de Managua en vista que desde el ao 1995 INETER, mantiene un registro actualizado de datos smicos por lo cual y segn F. Segura y W. Rojas, 19996, Rojas y otros 1993 consideran que es completo de acuerdo a cierto grado de magnitud, para los siguientes periodos:

A partir de 1910 para sismos Mw6.0 A partir de 1963 para sismos Mw4.0 A partir de 1970 para sismos Mw3.0 A partir de 1984 para sismos Mw2.5



Filtrado de Replicas Debido a que los registros de las agencias se presentan en diversas magnitudes para el mismo eventos, se realiza un filtrado, los cuales se pueden encontrar en la base de datos de INETER, as, se seleccionan por agencias con un intervalo de espacio y tiempo previamente definido. 5. 7.- Modelo de Sismicidad. Adems del modelo de fuentes ssmicas, se agregan en el presente estudio datos de amplificacin del suelo, datos geotcnicos a travs de estudios geotcnicos realizados cerca de esta zona, perfilaje elctrico, as como la informacin geolgica recopilada en visita en campo y estudios realizados en sitios cercanos y de la ciudad de Managua. Todos estos datos dan un relevante aporte al clculo de la Amenaza Ssmica. Valores de Recurrencia Ssmica a y b La relacin fundamental que relaciona el numero de temblores de un determinado valor de magnitud para un determinado periodo de tiempo, es la relacin log N(M) = a-bM; propuesta por Gutenberg y Richter donde los valores a y b se calculan por regresin lineal. Magnitudes Mximas La determinacin de la magnitud Mxima para cada una de las fuentes seleccionadas no es fcil de estimar, debido a la ciclicidad de terremotos por lo cual no se comporta como una simple relacin de Poisson, se estiman Magnitudes Mximas en base a:

Estimaciones Probabilisticas, derivadas de catlogos ssmicos existentes, en la cual se considera tanto los catlogos histricos como los instrumentales. Consideraciones deterministicas basadas en los conocimientos geolgicos de la zona para el caso de la falla Tiscapa y Chico Peln, el terremoto de 1972.

Valor de N Es la relacin de recurrencia de la ecuacin Richter-Gutenberg, N significa el numero de eventos de magnitud igual o mayor que M. este valor de N lo obtenemos despejando de la ecuacin antes descrita luego de conocer los valores de a y b, para una magnitud de Mw 4.3, se considera que 4.3 es la magnitud mnima que dara la menor contribucin a la Amenaza. Relacin de Atenuacin Para efectos de la determinacin de la aceleracin Mxima del terreno (PGA), se empleara la relacin desarrollada recientemente por Climent y Otros (1994), para la regin de Centroamrica. En este momento es la relacin mas apropiada para Nicaragua, en vista que se basa directamente en los propios registros acelerogrficos de la regin y ha sido probada con algunos estudios sobre este mismo tema. Para un sitio con condicin en roca, la relacin es la siguiente.

Log PGA = -1.687 + 0.553Mw 0.537ln R 0.00302R

Para un sitio en condicin normal de suelo, la relacin es la siguiente:

Log PGA = - 1.408 + 0.553Mw 0.537lnR 0.00302R

Donde PGA est dado en cm/seg



6.- CONDICIONES LOCALES DEL SITIO.

6. 1.- Amplificacin del Suelo. Para investigar los efectos locales del suelo, se aplican dos mtodos:

1.- Mtodo Analtico: Anlisis numrico de la amplificacin, con base en los parmetros fsicos del suelo (Espesores y Velocidades de las capas de suelo). 2.- Mtodos Empricos:

I. Mtodo de Referencia: comparacin de los registros instrumentales de sismos, tomados en el sitio de inters, con un sitio de referencia ubicado en roca.

II. Mtodo de Nakamura: Deduccin de la amplificacin del ruido ssmico en el sitio. III. Anlisis de los datos macrossmicos sobre la afectacin del sitio por terremotos

anteriores. 6. 2.- Mtodo Analtico Este mtodo se basa en los conocimientos existentes sobre el suelo, los espesores de las capas blandas y las velocidades con que se propagan las ondas ssmicas en estas capas. Si se conocen los espesores de capas y las velocidades de ondas S en cada capa, determinados con perforaciones o pruebas de golpes (SPT), es posible determinar de qu manera el suelo amplifica las ondas ssmicas en los diferentes rangos de frecuencias. El mtodo analtico ofrece resultados correctos, solo si se asume que la fuente ssmica o hipocentro, se ubica a grandes distancias del sitio de estudio. Pero en Managua, el mayor peligro ssmico radica en las fallas locales, que rompen la superficie de la tierra y generan fuertes ondas superficiales, las cuales no son consideradas por los programas estndares [Estudio de Microzonificacin Ssmica de Managua, INETER, 2000]. 6. 3.- Mtodo de Referencia Este mtodo ha sido utilizado nicamente por C. Guzmn, durante el proyecto de microzonificacin Ssmica de Managua 2000, utilizando una estacin de referencia y la red de acelergrafos instalados en toda Managua, los resultados no difieren mucho con los encontrados aplicando el Mtodo de Nakamura. 6. 4.- Tcnica de Nakamura Una de las formas de cuantificar la amplificacin de las amplitudes de ondas ssmicas en un sitio determinado es a travs de la tcnica de Nakamura, el cual, es un mtodo emprico que brinda resultados bastantes satisfactorios y ha sido empleado en estudios de respuesta de sitio como el de Guzmn, C. y Lindholm, C. (1998).

La consistencia del suelo juega un papel importante en la evaluacin de la Amenaza ssmica, en cada una de las capas de un suelo el paso de las ondas generadas por sismos sufren cambios muy significativos, generalmente las capas de suelo (Capas superiores de la tierra) se tornan mas peligrosas que las capas de roca. Cuando un edifico se asienta sobre suelo blando el paso de las ondas ssmicas reducen su velocidad considerablemente de mas de mil metros por segundos hasta unos cien metros por segundos y en casos extremos a menos de cien metros por segundo. Esto significa que la energa transportada por las ondas ssmicas se concentra en un volumen muy pequeo, la oscilacin del material aumenta y las amplitudes de las ondas ssmicas se incrementan. Lo anterior significa que en suelo blando se registran amplitudes ssmicas mas altas que sobre roca. Por tal razn es tpico que en zonas ubicadas en planicies o valles, a menudo sufran mas destruccin que otras. La amplificacin ssmica no es uniforme para todas las frecuencias; el espesor de suelo blando es el principal factor responsable de que algunas frecuencias se amplifiquen ms que otras. As mismo los edificios son ms sensibles para ciertas frecuencias de sacudida ssmica que para otras, esto tiene que ver con la frecuencia de resonancia del edificio, lo cual esta relacionada principalmente con la cantidad de pisos, es decir la altura de la construccin. As, los edificios altos de 5 o ms pisos son ms sensibles para oscilaciones de frecuencias baja (2Hz), las casas pequeas de 1 o 2 pisos son ms sensibles a frecuencias altas de ms de 5Hz. Si un terremoto sacude a un edificio con las mismas frecuencias la construccin pude entrar en fase de resonancia causando daos irreparables hasta el colapso.



6. 5. - Importancia de los parmetros del suelo en Managua. Se determinara la amplificacin del suelo para cada frecuencia que pudiese afectar las futuras y las construcciones existentes; se analizara desde las frecuencias de 0.5 Hz hasta los 10 Hz; cubriendo de esta manera construcciones desde un (1) nivel hasta los veinte (20) pisos de altura. Para conocer la amplificacin del suelo nos valdremos de la conocida tcnica de Nakamura, la cual fue descrita por el Dr. Ing. Yutaka Nakamura (1989) y aplicada por primera vez en zonas urbanas de Japn. Consiste en registrar con sismgrafos en las componentes vertical y horizontal el ruido ssmico en el sitio de inters. La relacin entre la amplitud vertical y horizontal depende de los parmetros de suelo blando, Al dividir en cada rango de frecuencias la amplitud horizontal entre la vertical, se obtiene la amplificacin del suelo, segn la frecuencia. El mximo de esta curva es la llamada amplificacin mxima del suelo.

Fig. No.2. Esquema del Mtodo Nakamura

Esta tcnica, ha sido empleada extensivamente en las ltimas dcadas, dada su economa en dispositivos y requerimientos logsticos, ya que slo se necesita obtener un registro en tres componentes del microtremor por cada punto investigado [Lermo and Chvez-Garca, 1993 y 1994; Gaull et al., 1995; Abeki et al., 1996; Fh et al., 1996; Alfaro et al., 1997; Fh 1997]. El micro-tremor es medido con un sismgrafo porttil de tres componentes (NS > Norte-Sur; EO -> Este-Oeste y Z -> Vertical), el cual efecta un anlisis de Fourier utilizando un programa para computador denominado DEGTRA A4 (desarrollado por Mario Ordaz de UNAM y C. Montoya Dulch de CENAPRED, 1990-2002), este programa calculara el espectro de frecuencias correspondientes para cada medicin que se realice. Finalmente se efectuara un promedio del total de espectros de frecuencias para cada componente analizada, y por ltimo se calcula el cociente entre la componente Horizontal y Vertical (NS/Z y EO/Z), lo cual genera datos de amplificaciones del suelo en forma de grficos logartmicos. Nakamura parte de que campo de ondas que forma el microtremor las cuales pueden separarse en su componente de ondas internas (subndice b) y la componente de ondas superficiales (subndice s). Entonces, las componentes horizontales (superndice H) y vertical (superndice V) en la superficie de los sedimentos (S mayscula) son:



Donde son los espectros de la parte de ondas internas en el basamento (sitio de

referencia en roca) en las componentes vertical y horizontal, son las amplificaciones verdaderas entre el basamento y la superficie de los sedimentos para las componentes vertical y horizontal. A partir de esto, el cociente espectral entre las componentes horizontal y vertical puede escribirse ahora como:

Donde es el cociente H/V para el sitio en roca

mientras que es el cociente H/V para las ondas superficiales: . Como primera fase del estudio se realizara una exploracin geolgica In Situ con la finalidad de identificar visualmente las principales estructuras geolgicas existentes; en base a esta exploracin se escogern los sitios mas representativos para realizar las mediciones con el mtodo Nakamura, de manera tal, que estas mediciones sean las mas representativas de la situacin actual existente. 6. 6.- Recopilacin de datos en campo y su procesamiento. Para la correcta ubicacin de los puntos donde se realizaran las mediciones de campo, nos basaremos en exploracin geolgica In Situ, datos de fallas comprobadas as como opiniones de expertos como Ing. Eduardo Mayorga, Carlos Guzmn y Luis Carvajal, los cuales nos ayudaran en la eleccin de los sitios ms representativos de toda el rea del Recinto Universitario Simn Bolvar. En cada punto donde se realicen mediciones se tomaran sus respectivas coordenadas con GPS para su debida georeferenciacin en planos con sus respectivas escalas. El procedimiento practico para los levantamiento en campo de microtremores se basa en colocar un Sismgrafo Porttil de tres componentes sobre el sitio previamente elegido, el sismgrafo registrara seales ssmicas de micro-tremores a 50 muestras por segundo, el registro se hace a intervalos de tiempo de 15 minutos, cada lectura que el sismgrafo realiza se almacena en la memoria interna para posteriormente descargarlos en la PC y proceder a su anlisis. Posteriormente que los datos han sido descargados en la PC, se deben procesar de manera que los intervalos de medicin sean divididos en registros o ventanas de tiempo con una duracin entre 35 y 40 segundos con ayuda del programa DEGTRA de la UNAM de Mxico. Lo anterior se hace para obtener registros que no sobrepasen las 4096 muestras, nmero mximo necesario para una eficaz aplicacin del anlisis de Fourier. Posteriormente que los datos han sido analizados en DEGTRA el programa devuelve los resultados del anlisis en forma de graficas logartmicas de espectros de cada sismograma analizado de cada componente NS, EO y Z, a travs de estos obtenemos una funcin de transferencia de la que obtenemos las correspondientes amplificaciones y frecuencias caractersticas del sitio de estudio. 7.- LOS METODOS ELECTRICOS.

Existen muchas modalidades de exploracin del subsuelo entre ellos tenemos los mtodos de exploracin elctrica, cada uno de los mtodos elctricos tiene su propio campo de aplicacin, sus ventajas y sus defectos.



A continuacin se da un bosquejo de la clasificacin de los mtodos geoelctricos ms importantes y difundidos: a) Mtodos de campo natural (potencial espontneo, corrientes telricas,...). b) Mtodos de campo artificial, ya sea constante (cuerpo cargado, sondeos elctricos, calicatas...) o variable (sondeos de frecuencia, transitorios,...) y polarizacin inducida. APLICACIONES Los ms importantes y difundidos son los siguientes: a) Investigaciones tectnicas para la bsqueda de petrleo. b) Estudios para la localizacin de aguas subterrneas. c) Estudios complementarios para cartografa geolgica bajo recubrimiento. d) Estudios de cuencas carbonferas. e) Localizacin de yacimientos de otros minerales tiles. f) Investigaciones de firmes, cimentaciones y desprendimientos de tierras para Ingeniera Civil. g) Localizacin y ubicacin aproximada de materiales de construccin. h) Investigaciones a profundidad muy reducida para la localizacin de objetos y edificaciones enterradas, como gua y ayuda para investigaciones arqueolgicas. i) Estudios de zonas muy profundas de la corteza terrestre. j) Estudios geotrmicos. 7. 1.- Resistividad de las Rocas. Si la resistividad de las rocas dependiese nicamente de los minerales que la forman, habran de considerarse a las rocas aislantes en la inmensa mayora de los casos. Afortunadamente todas las rocas tienen poros en mayor o menor proporcin, los cuales estn ocupados parcial o totalmente por electrolitos por lo que las rocas se comportan como conductores inicos de resistividad muy variable segn los casos. Se hace necesario estudiar la resistividad de medios heterogneos, las que se compondrn en los casos ms sencillos de 2 materiales, uno de los cuales tiene una resistividad 2 y sirve de matriz a otro de resistividad 1 que est disperso en el interior del primero. A continuacin se presenta un grfico con las mrgenes de variacin ms comunes en algunas rocas y minerales. La fisuracin, impregnacin de agua salada, etc., pueden extender estos lmites.

Fig. No. 3 Resistividad de los distintos tipos de materiales.



7. 2.- Resistividad Aparente. Casi todos los principales mtodos geolctricos elctricos usan 4 electrodos clavados en el suelo. Por medio de un par introducimos una corriente elctrica al terreno, mientras que el segundo par se utiliza para medir la diferencia de potencial que se establece entre ellos a medida que pasa la corriente elctrica. Los distintos dispositivos difieren solo en la posicin relativa de los cuatro electrodos. Consideremos un subsuelo homogneo de resistividad en cuya superficie colocaremos un dispositivo elctrico ABMN como el de la figura No. 3

Fig. No. 4 Esquema de dispositivo elctrico

Los dos electrodos de corriente son A y B y los dos de potencial son M y N. El electrodo A est conectado a un generador y el campo elctrico que produce se estudia por medio de los electrodos M y N que estn conectados a un voltmetro que mide la diferencia de potencial que aparece entre ellos. El electrodo B se supone en el infinito para que no influya en las observaciones. Sabemos que:

Con esta frmula puede calcularse la resistividad de un subsuelo homogneo. Si se utiliza el mismo dispositivo electrdico para efectuar mediciones sobre un subsuelo no homogneo, la diferencia de potencial V ser diferente de la registrada sobre el medio homogneo. Haciendo la medicin correspondiente y utilizando la frmula anterior tendremos una resistividad ficticia a. Esta resistividad aparente puede definirse como la de un medio homogneo en el que con la misma corriente I se observara la misma cada potencial V que en el medio no homogneo. La resistividad aparente nos proporciona una medida de la desviacin respecto de un subsuelo homogneo e istropo. La unidad preferida es el Ohmnio - metro (.m.). 7. 3.- Sondeos Elctricos Verticales en la Zona de Estudio. Los sondeos elctricos o mejor conocidos Sondeos Elctricos Verticales (SEV) tienen un sinfn de utilidades con fines ingenieriles, para el caso del estudio de Amenaza Ssmica su utilizacin practica ser de vital importancia para descartar fallas existentes en la zona, fracturas, flexuras, agrietamientos o paleocauces todos relacionados con el fallamiento activo de Managua [Gonzles, 2001]. Los S.E.V. que se realicen en la zona de estudio consisten en una serie de determinaciones de resistividades aparentes de la estratigrafa existente en el sitio, efectuadas con el mismo tipo de dispositivo y de separacin creciente entre los electrodos de emisin y de recepcin. Las resistividades aparentes obtenidas en cada SEV se representan por medio de curvas, en funcin de las distancias entre electrodos. Las resistividades aparentes a se llevan en las ordenadas y en las abcisas las distancias OA = AB / 2. La curva obtenida se denomina curva de SEV curva de campo o curva de resistividad aparente. La finalidad del SEV es averiguar la distribucin vertical de resistividades bajo el punto sondeado.



Tericamente se considerara un medio estratificado generalmente formado por dos semiespacios, uno que representa la atmsfera con conductividad nula y otro que representa al terreno de estudio que es un medio heterogneo compuesto de medios parciales homogneos e istropos. Para caracterizar cada medio estratificado, bastar dar el espesor Ei y la resistividad i de cada medio parcial istropo de ndice i. Cada uno de estos medios parciales ser denominado capa geoelctrica.

Fig. No. 5 Esquema supuesto del medio estratificado

Los resultados de los levantamientos de SEV, deben de valorarse, desde el punto de vista terico, por la seguridad y precisin de los resultados obtenidos [Alberto Daz, UPM, 2001] Por lo tanto en todas las etapas del trabajo deben tomarse las precauciones necesarias para obtener la mxima calidad en los resultados finales. Las etapas principales de que se compone un estudio de campo por medio de levantamiento de SEV son las siguientes: a) Planteamiento del problema y recopilacin de datos geolgicos y de otra ndole sobre la zona de trabajo. Punto que se resolver por medio de exploracin geolgica In Situ, efectuada al iniciar la fase de campo. b) Eleccin del mtodo y modalidad prospectiva en funcin del objetivo y sus circunstancias. En vista que la exploracin a profundidad es ms econmica y sencilla de llevar a cabo por medio de SEV, se escoge dicho mtodo, sin embargo existen tambin la prospeccin por medio de Refraccin y reflexin ssmica en estos ltimos casos con instrumentacin poco disponible en Nicaragua. c) Programacin detallada del trabajo de campo. d) Ejecucin del trabajo de campo. e) Recopilacin y elaboracin de los datos obtenidos. Los resultados obtenidos en campo se procesan en un programa de computador el cual arroja graficas que sern interpretadas con ayudas de la tutora y asesoras de geofsicos y gelogos. f) Interpretacin fsica de los resultados anteriores y traduccin geolgica de la misma, seguida de las conclusiones y recomendaciones pertinentes. El anlisis matemtico efectuado a los datos obtenidos en campo, parte de la Fsica elemental, as pues, sabemos que si aplicamos un potencial V a un cuerpo de seccin constante A, la corriente I es proporcional al potencial V:

Donde R es la llamada resistencia del cuerpo. Tambin sabemos que la resistencia R de un material dado es proporcional a su longitud L es inversamente proporcional a la seccin A atravesada:

Donde es la resistividad del material y est expresada en . m



La resistividad es una medida de la dificultad que la corriente elctrica encuentra a su paso en un material determinado. Pero, igualmente poda haberse considerado la facilidad de paso, surgiendo as el concepto de conductividad que es el inverso de la resistividad:

La unidad de conductividad es: mho / m El siguiente cuadro muestra las clases de conductividad:

Fig. No. 6 Tipos de Conductividad 7. 4.- Levantamiento en Campo de los SEV. Lo sitios donde se harn las mediciones de los SEV estar determinada en primer lugar por la ubicacin de los edificios existentes, debido a que los dispositivos (Electrodos) debe ir colocados a una distancia no menor a 10 metros (En el caso de los MN, los cuales registran la diferencia de Potencial) a ambos lados del equipo que registra la resistividad y los de corriente a partir de los 20 metros de distancia medidos desde el equipo. Como prembulo se considera que estos podran ser levantados en la direccin Norte- Sur, de esta manera se podra cubrir tambin desde los edificios conocidos como las Monjas hasta los edificio del IES y un poco ms al norte procurando intersectar la falla Chico Peln. Sin embargo la ubicacin exacta de estos perfiles elctricos, deber ser determinada mediante la exploracin de campo, disponibilidad de espacios debido a que los electrodos debern ser colocados por encima del suelo y no en lozas, adoquines o cualquier medio no perteneciente al suelo existente, as mismo en este punto es de mucha importancia la opinin de los expertos en esta materia los cuales darn su punto de vista con respecto a la ubicacin definitiva de los SEV. 8.- SONDEOS DE PENETRACION ESTANDAR SPT.

El SPT es una prueba in situ que consiste en determinar el nmero de golpes (N), necesario para hincar un toma muestra partido estndar una longitud de 305 mm (1 pie), mediante un martillo con un peso de 63.5kg (140 lb) y 762 mm (30 pulg) de altura de cada. El SPT es el que brinda mejores resultados en la prctica y proporciona una informacin til en torno al subsuelo, no solo en lo referente a la descripcin sino tambin en cuanto a la resistencia del suelo. En suelo friccionante la prueba permite conocer la compacidad o densidad relativa de los estratos. En suelos cohesivos la prueba permite obtener una idea de la resistencia a la compresin simple, adems el mtodo lleva implcito un muestreo que proporciona muestras alteradas del suelo, tambin el valor de N es til para obtener otros parmetros geotcnicos mediante correlaciones, como la carga admisible del suelo y asentamientos en suelos granulares. El muestreo de los suelos granulares con el toma muestras partido produce cambios intensos en sus estructuras originales e imposibilita la correcta determinacin de las propiedades fsicas mediante pruebas de laboratorio para obviar esta dificultad se ha encontrado conveniente medir en forma sencilla el grado de compacidad del suelo en el sitio, al convertir el proceso de hincar el toma muestras en el terreno mediante el ensayo de penetracin estndar (SPT).



Equipo utilizado en el SPT Martillo con peso de 63.5 kg. Gua Barras de perforacin Toma muestras partido estndar Polea Trpode Motor y malacate Procedimiento de campo en la prueba de penetracin estndar Previo al ensayo se deber armar el equipo y cerciorarse de que se encuentra vertical, el conjunto toma muestras, gua, martillo. Posteriormente se procede como sigue: 1. Hincar el toma muestras mediante energa proporcionada por el martillo, este dispositivo puede ser manual o mecnico. 2. Realizar este hincado hasta que el muestreador haya penetrado una distancia de 45 cm, registrando el nmero de golpes de martillo requeridos para cada 15 cm de intervalo. El ensayo se detiene, si ms de 50 golpes son requeridos para cualquiera de los intervalos, o si ms de 100 golpes totales son requeridos. A cualquiera de estos eventos se les conoce como rechazo, ste debe registrarse en el reporte de la perforacin. 3. Calcular el valor de N mediante la suma del conteo de golpes en los ltimos 30 cm de penetracin. El conteo para los primeros 15 cm es tomado para propsitos de referencia, pero no es usado para el clculo de N, dado que el suelo podra estar alterado por efectos del proceso utilizado durante la ejecucin del sondeo (el fondo del agujero probablemente est disturbado por el proceso de perforacin, y puede estar cubierto con suelo suelto que cae de los lados del agujero). 4. Sacar el toma muestra del SPT examinando su contenido, el cual aunque est disturbado, frecuentemente es suficiente para observar caractersticas de los estratos del subsuelo. Extraer la muestra de suelo, guardarla, sellarla y enviarla al laboratorio. 5. Perforar el agujero hasta la profundidad del siguiente ensayo. Repetir del paso 1 al 5 hasta la profundidad a ser investigada.

Criterios para la estimacin de cantidad y profundidad de sondeos El nmero, localizacin y profundidad apropiada para las perforaciones depende de varios factores, incluyendo los siguientes: Si el perfil de suelo es errtico, u homogneo en el lugar. S la estructura necesitar una cimentacin superficial o profunda. Cun crtica es la estructura Qu consecuencia producira la falla de la cimentacin? En nuestro pas, la poca importancia que se le da a los estudios y la informalidad, juegan un papel adverso a los proyectos, lo que requiere una actitud muy clara de los ingenieros. El nmero de sondeos a realizar est determinado por el espaciamiento entre stos y la extensin del proyecto. Para el Estudio de la Amenaza Ssmica se cuenta nicamente con cuatro sondeos de percusin/Rotacin con una profundidad mxima de perforacin de 15 metros, lo cual indica el pobre conocimiento que se tiene sobre el subsuelo bajo el edificio. 8. 1. - Propiedades fsicas de los suelos. Las propiedades de los suelos se determinan mediante ensayos y se expresan numricamente por determinados coeficientes. Las investigaciones se realizan con muestras alteradas e inalteradas.



Las muestras alteradas son suficientes cuando se quieren determinar caractersticas generales, como, granulometra, tamao, peso de las partculas, humedad, lmite lquido, plstico, capacidad de absorcin de agua, materias presentes o valores limite de densidad. Se requieren muestras inalteradas cuando se desean obtener magnitudes dependientes de la estructura o de la densidad in situ, como el ndice de poros la densidad aparente, la permeabilidad, la succin capilar, etc. 8. 2. - Tamao de los granos. La variedad en el tamao de las partculas del suelo o granos casi es ilimitada, por definicin los granos mayores son los que se pueden mover con la mano, mientras que los mas finos son tan pequeos que no se pueden apreciar con un microscopio corriente. Este puede ser determinado por medio de anlisis granulomtricos. 8. 3. - Forma de las partculas. La forma de las partculas tienen tanta importancia como su tamao en lo que respecta al comportamiento del suelo; sin embargo a menudo no se considera, pues es difcil medirla y describirla cuantitativamente, la forma de los granos puede ser de tres clases: granos redondeados, granos laminares y granos aciculares. 8. 4. - Color. El color es la propiedad del suelo que mas fcilmente emplea el que no tiene experiencia en mecnica de suelos, para identificar los suelos, sin embargo es un mtodo prctico de identificacin fcil. 8. 5. - Humedad. Es la cantidad de agua que posee un suelo, se expresa por la relacin entre el peso del agua Ww existente en el suelo y el peso seco Ws de este. La humedad es una caracterstica muy importante en los suelos cohesivos, influye sobre la capacidad de compactacin y la consistencia, as como la Capacidad portante del terreno. 8. 6. - Limites de consistencia de los suelos. Limite lquido (LL) Es el contenido de humedad expresado en porcentaje con respecto al peso seco de la muestra, con el cual el suelo cambia del estado lquido al plstico. Los suelos plsticos tienen en el lmite lquido una resistencia muy pequea al esfuerzo de corte, segn Atterberg es de 25 g/cm2. Limite plstico (LP) Es el contenido de humedad expresado en porcentaje al peso seco de la muestra, para el cual los suelos cohesivos pasan de un estado semislido a un estado plstico. ndice de plasticidad Se define como la diferencia numrica entre los lmites lquidos y plsticos, e indica el margen de humedades dentro del cual se encuentra el suelo en estado plstico y este depende generalmente de la cantidad de arcilla presente.



8.7. - Peso especifico. Se define como la relacin entre el peso de la muestra y el volumen de la muestra. Este al relacionarse con el peso especfico del agua es llamado densidad relativa la cual es importante en mecnica de suelos debido a la correlacin directa que ella tiene con otros parmetros. Adems es posible obtener el peso especifico de una muestra granular mediante la siguiente correlacin.

8. 8. - Resistencia. En el estudio de las propiedades mecnicas de un suelo hay que considerar en general tres clases de esfuerzos: de compresin (que tienden a disminuir el volumen del material); de tensin (que tienden a crear fractura en el material) y cortantes (que tienden a desplazar una parte de suelo con respecto a las otras). De acuerdo con esta clasificacin el suelo puede presentar resistencia a la compresin y resistencia al esfuerzo cortante, la resistencia a la tensin en cambio puede despreciarse como consecuencia, aquellas estructuras o parte de estructuras que han de experimentar tensiones no se construyen con material de suelo sino con otro material para ello apropiado, tales como concreto armado o el acero. 8. 9.- Designacin ASTM. Creada en 1898, ASTM Internacional (Sociedad Americana para la Prueba de Materiales), es una de las mayores organizaciones en el mundo que desarrollan normas voluntarias por consenso, aplicables a los materiales, productos, sistemas y servicios. Los miembros de ASTM, que representan a productores, usuarios, consumidores, el gobierno y el mundo acadmico de ms de 100 pases, desarrollan documentos tcnicos que son la base para la fabricacin, gestin y adquisicin, y para la elaboracin de cdigos y regulaciones.

En base a los sondeos realizados In Situ, se analizaran los clculo de velocidades de ondas de cortante en la zona de estudio, esto con la finalidad de verificar la amplificacin del suelo usada para el calculo del coeficiente ssmico establecido en el Reglamento Nacional de la Construccin 07, as mismo los datos de los SPT son muy tiles en la comparacin de estratigrafa, puesto que se realizaron clculos aproximados de la resistencia a la penetracin en base a estos se pueden correlacionar bajo los 15 metros de profundidad, puesto que por debajo de esta profundidad la estratigrafa y composicin del subsuelo es desconocida.



VI. DISEO METODOLOGICO

Para el correcto calculo y anlisis de la Amenaza Ssmica en un sitio determinado es preciso contar con toda la informacin disponible, Sondeos de Percusin o Rotacin, Datos Geolgicos de la Zona de estudio, Conocimiento de la ubicacin de Fallas Cercanas al sitio, Conocimiento de la estructura interna del terreno bajo desplante as como la amplificacin del suelo en esta zona. Todos estos datos se complementan unos con otros para dar una idea exacta del peligro ssmico en esa zona de estudio, dando como resultado final mapas, graficas y datos de fcil comprensin para todas las personas involucradas en el diseo ssmico de estructuras, as como para el publico en general y por supuesto a los estudiantes que son los usuarios finales de las estructuras que se construyan. Para cumplir con este objetivo se seguir una secuencia lgica y empleada por ingenieros y gelogos involucrados en este tipo de estudios, as mismo, se busca la sencillez para que personas no muy bien relacionadas con este tipo de especialidades, puedan interpretar y entender los datos aqu obtenidos. Recopilacin de Estudios de Amenaza y Microzonificacin Ssmica realizados en la ciudad de Managua. Antes del terremoto de 1972 se conocan muy pocos datos ssmicos, geolgicos y de Amenaza para la ciudad de Managua; posterior al terremoto de 6.5Mw de 1972 el gobierno de ese entonces solicito a diversas instituciones de carcter internacional la realizacin de estudios que determinaran con mayor eficacia el peligro ssmico en Managua, entre los estudios mas importantes se encuentra el estudio del Banco Central realizado por Woodward-Lundgren & Associates consultora de los Estados Unidos encargada de estudiar la falla activa Los Bancos y las consecuencia del terremoto de 1972 sobre la zona de emplazamiento del edificio del banco, destaca de este estudio la comparacin que se realizo entre la Falla causante del terremoto del 72 y la Falla Los Bancos, los gelogos encargados de la consultara son categricos en afirmar que la Falla Tiscapa se considera con mucha ventaja una de las mas peligrosas de Managua. Destaca tambin el estudio realizado por Woodward-Clyde Consultants 1975, consultora encargada de realizar un estudio de las fallas ssmicas activas en la ciudad capital luego del terremoto; dicho estudio es la base para todos los siguientes que se han realizado en colaboracin con INETER y de gelogos privados. En base a toda esta informacin y dems estudios geolgicos y ssmicos que se han ejecutado en Managua post terremoto, los cuales se encuentran disponible en la biblioteca de INETER, se realizara una recopilacin de informacin documental sobre la geologa y peligro ssmico en Managua en especfico se realizo bsqueda de estudios cercanos al sitio. Exploracin Geolgica y/o Visita de Campo. En base a la documentacin que se recopilara en la etapa anterior, se realizara una caracterizacin preliminar del sitio de estudio, con estos datos preliminares se planeara la visita de Inspeccin In Situ la cual tendr como finalidad la identificacin de todos los rasgos geotectnicos identificados que puedan representar o contribuir a la Amenaza Ssmica del sitio de estudio, as mismo, otro de los objetivos que persigue la visita de campo es la recopilacin de datos geolgicos y ssmicos nuevos, los cuales podran haber sido obviados en los estudios realizados pots terremoto debido a que esta zona era prcticamente inhabitable en los aos 1970-1980. Conforme se realiza la visita de campo e identifican las potenciales Amenazas para los nuevos edificios, se proceder a la georeferenciacin de los mismos, para posterior identificacin en los respectivos mapas geolgicos, topogrficos y de Amenaza. Se verificara la distancia en campo del edificio a la Falla ms cercana, se identificaran las zonas ms viables para la realizacin de los sondeos elctricos verticales y las mediciones de amplificacin de suelo. Durante el procesamiento de los datos obtenidos en las diferentes etapas, posiblemente se tengan que realizar nuevas visitas de campo, las cuales tendrn un carcter mas especifico, razn por la cual, la primera visita se convierte en la mas importante puesto que aqu es donde se debe buscar y verificar toda la informacin encontrada en los estudios consultados, as como lo expresado en los mapas de



fallas, no solamente se verificara la informacin recopilada sino que la exploracin podra dar lugar a nuevos descubrimientos geolgicos como se menciono con anterioridad. Obtencin de Microtremores. Antes de realizar los clculos de Amenaza Ssmica se proceder a realizar el levantamiento de microtremores en el sitio de estudio. Los puntos especficos donde se tomaran estos datos, sern valorados y definidos en la inspeccin In Situ realizada con anterioridad. El anlisis de Amplificacin del suelo por medio de microtremores, es una tcnica aplicada por primera vez en Japn en los aos 90, la tcnica en la actualidad es conocida como tcnica de Nakamura en honor a quien patento el mtodo. La tcnica es elegida por sismlogos por su facilidad tanto en procesamiento de datos como en trabajo de campo y al comparar resultados con otros mtodos no distan mucho en los resultados. En Nicaragua se utilizo esta tcnica para el estudio de Microzonificacin Ssmica de Managua realizada por INETER en el ao 2000, para verificar la confiabilidad de los datos que arrojo el mtodo, los autores utilizaron adicionalmente el Mtodo analtico y de Referencia para obtener la amplificacin, al final se compararon los datos y los resultados no presentaron grandes diferencias. Por lo anterior para la Evaluacin de la Amenaza Ssmica en el recinto Simn Bolvar, se selecciono el Mtodo Nakamura en vista de la disponibilidad de equipo y la confiabilidad demostrada al compararla con otros mtodos. El trabajo en campo consiste en la colocacin sobre el suelo del sismgrafo porttil, el cual tiene dimensiones aproximadas de 30cm X 30cm X 10cm, se realizan mediciones en intervalos de tiempo de mximo 15 minutos. Cada muestra tomada en un punto especfico es guardada en la memoria interna del equipo, para posteriormente descargarla en PC y procesarla. Una ves que los registros son descargados en la PC se deben dividir en intervalos de tiempo los cuales usualmente son de entre 35 y 40 segundos, todo esto se realiza con la ayuda de un software de procesamiento de datos, en nuestro caso se utilizara el programa DEGTRA de la UNAM de Mxico, mismo que se utilizo en los clculos de amplificacin de suelos en la ciudad de Managua y fueron presentados en el Estudio final de Microzonificacin Ssmica, INETER, 2000. Posterior a dividir en intervalos de tiempo el mismo programa utiliza estos datos como de entrada para el clculo de las amplificaciones mximas del suelo, las cuales se presentan en forma de graficas logartmicas, se presenta una grafica por cada componente NS, EW y Z. Finalmente el DEGTRA calcula el cociente entre cada componte NS, EW y Z y presenta los resultados en forma de Mapas de Isoamplificaciones para cada frecuencia caractersticas yendo desde los 0.5Hz hasta los 10Hz, esto es, amplificaciones que pueden afectar edificios desde 1 nivel hasta los 20 pisos de altura. Los resultados sern utilizados posteriormente para constatar el nivel de contribucin de la amplificacin del suelo en el calculo de la Amenaza Ssmica, as mismo, verificaremos que las amplificaciones encontradas para el sitio de estudio no sobrepasen el valor asignado para este tipo de suelo segn el RNC, en el caso del diseo estructural en Managua sabemos que la amplificacin por tipo de suelo S es tomado con valor 2, en base al calculo de velocidades de ondas de cortante Vs y tipo de zona ssmica C, para el caso del ultimo diseo estructural (Edificio 01) se tomo como promedio de velocidades de ondas de cortante 302 m/s considerndolo un tipo de suelo moderadamente Blando Tipo III. Este dato de 302 m/s, es calculado en base a los datos de Sondeos de Penetracin Estndar SPT, los cuales presentan una profundidad mxima de perforacin de 15 metros. Despus de los 15 metros de profundidad no se cuenta con ningn dato sobre el suelo existente, sin embargo este vaco ser llenado al realizar Sondeos Elctricos Verticales los cuales pueden realizar una exploracin a una profundidad de hasta 50 metros. Levantamiento de Sondeos Elctricos Verticales SEV. Con la finalidad de descartar cualquier flexura interna del terreno, paleocause, falla inactiva o agrietamientos todos estos relacionados con el fallamiento activo de Managua y en vista que estos no pueden ser apreciados a simple vista, se realizaran Sondeos Elctricos Verticales SEV.



Los Sondeos Elctricos Verticales SEV, son una forma de exploracin geofsica del interior de la tierra, bsicamente consiste en la colocacin en sitio de dos electrodos a una distancia de 10 metros desde el centro del equipo, estos miden la diferencia de potencial entre otros dos electrodos colocados a una distancia no menor de 20 metros los cuales son los que inyectan corriente al suelo.

Fig. 7 Levantamiento de Sondeos Elctricos Verticales

El equipo brinda datos de resistividades aparentes de la estratigrafa existente en la zona, el procesamiento de los mismos es por medio de un Software especializado en la manipulacin de este tipo de datos. Los datos de resistividad aparentes obtenidos en cada S.E.V. se representan por medio de curvas, en funcin de las distancias entre electrodos. Las resistividades aparentes

a se llevan en las ordenadas y

en las abscisas las distancias OA = AB / 2. La curva as obtenidas se denomina curva de S.E.V., curva de campo o curva de resistividad aparente. La finalidad del S.E.V. es averiguar la distribucin vertical de resistividades bajo el punto sondeado. Son tiles en zonas con estratificacin aproximadamente horizontal, en las que las propiedades elctricas varas principalmente con la profundidad.

Fig. No.8 Graficas de un perfil de terreno por medio de Sondeo Elctrico Vertical

La especificacin de espesores y resistividades de cada medio estratificado, recibe el nombre de "corte geoelctrico". Los cortes geoelctricos pueden clasificarse dependiendo el nmero de capas que lo componen; es decir de dos capas (n=2), de tres capas (n=3), etc. Los Sondeos Elctricos Verticales sern una de las mejores herramientas para estudiar el interior del suelo debido a que, como se menciono con anterioridad los sondeos de percusin y/o rotacin que se realizaron en este sitio, no profundizaron mas all de los 15 metros de profundidad, dejando el vaco sobre la estratigrafa existente en la zona mas all de la distancia sondeada.



Anlisis de los Sondeos de Penetracin Estndar SPT realizados en las cercanas al sitio de estudio. Los Ensayes de Penetracin Estndar es uno de los mtodos que rinde mejores resultados en la practica y proporciona una informacin mas til desde el punto de vista de la Ingeniera civil, sobre todo en cuanto a la resistencia del suelo y su descripcin. El mtodo lleva implcito un muestreo que proporciona muestras alteradas del suelo en estudio y consiste en hacer penetrar a golpes, con un martinete, el penetrometro o cuchara, registrando el numero de golpes necesarios para lograr una penetracin de 30cm (1 Pie). Cuando el sondeo alcanza una capa de roca ms o menos firme, no es posible lograr penetracin con el mtodo de percusin ha de recurrirse a un procedimiento diferente. En estos casos se recurre al empleo de maquinaria de perforacin rotativa con brocas de diamante o tungsteno, a las muestras en este tipo de perforacin, se le realizan todos los ensayes necesarios en la investigacin. Los datos de perforaciones geotcnicas que se uso para el diseo de fundaciones en el Nuevo Edificio 01 UNI-RUSB, fueron tomados de la Monografa titulada Diagnostico del Comportamiento Ssmico Estructural del Nuevo Edificio 01 UNI-RUSB donde se anexaron las hojas tcnicas de cada sondeo realizado en el sitio; llama la atencin que en estas hojas se describe como Proyecto Construccin Edificio UNI-IES, si esto es as, las ubicaciones serian distintas a las supuestas y la estratigrafa del sitio no seria del todo fiable, variando algunos datos tcnicos como inclinacin de las capas, espesor de las mismas y su resistencia. As mismo, se cuenta nicamente con cuatro (4) sondeos, si los sondeos pertenecen a la zona de emplazamiento del nuevo edificio, se asume que estos fueron realizados en los cuatro puntos crticos del edificio. Las hojas tcnicas de los SPT/Rotacin revelan una resistencia promedio de entre 30 y 50 golpes por pie a una profundidad entre los 8 y 12 metros, posterior a esa profundidad se utilizo rotacin, con la salvedad que nicamente se llego a los 15 metros. Se deja la duda sobre si dichos sondeos buscaban una estratigrafa en base a resistencia aceptable para emplazar, o si el hecho de no profundizar mas, fue por costos econmicos, fuere cual fuere la razn, lo cierto es que se debi profundizar a posiblemente el doble de lo que se hizo, estos datos geotcnicos son muy pobres en cuanto a revelar informacin del subsuelo donde se emplazara un edificio de 5 niveles y un costo de US$ 10, 000, 000.00 Dlares. De la monografa Diagnostico del Comportamiento Ssmico Estructural del Nuevo Edificio 01 UNI-RUSB se realizaron clculos de velocidades de ondas de cortantes Vs, en base a los sondeos y nmero de golpes por pie SPT, utilizando la formula de Umai Fumoto y el Reglamento Nacional de la Construccin RNC, sin embargo la formula para el calculo de ondas de corte Vs dada por el RNC, manifiesta que esta debe de ser calculada a una profundidad no menor de 10 metros, los clculos realizados en la Monografa por los autores empiezan desde el nivel de desplante 0.90 metros. Calculo de la Amenaza Ssmica Nicaragua es un pas de alta sismicidad con muestras histricas de daos efectivos sobre la poblacin, la economa y las posibilidades de desarrollo. La causa de la sismicidad es de larga duracin, del orden de los millones de aos, por lo tanto, es necesario conocer el nivel de severidad de las sacudidas en el territorio producto de los terremotos a fin de hacer una eficaz prevencin y Mitigacin de impacto que le imponen las fuentes ssmicas [F. Segura y W. Rojas 1996, Pg. 2]. La metodologa para el clculo de la Amenaza Ssmica en el sitio de estudio seguir una metodologa o enfoque combinado determinstico y probabilstico. En sismologa Amenaza Ssmica es la probabilidad estadstica de la ocurrencia o excedencia de cierta intensidad ssmica o aceleracin del suelo en un determinado sitio, durante un periodo de tiempo normalmente un ao. Una sacudida ssmica en un lugar determinado puede ser causada por sismos locales o terremotos lejanos. Por eso, para determinar la amenaza ssmica, se tienen que tomar en cuenta todas las fuentes de sismicidad que pueden tener algn efecto en el sitio de inters. La informacin sobre la sismicidad local y de un sitio en particular puede encontrarse en los catlogos ssmicos.


Br. Marvin Jos Villareyna Martnez, Br. Ronald Sal Blando Ruiz

monografia de amenaza sismica en la uni. managua

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