DETERMINACIÓN DEL ESPECTRO DE PELIGRO SISMICO UNIFORME PARA TACNA Mag. Carmen E. Ortiz Salas*
[email protected] Introducción Los antecedentes sismológicos históricos e instrumentales muestran que el territorio del Perú y en particular su zona costera tiene un alto a lto grado de peligrosidad sísmica, lo que ha ocasionado elevada cantidad de víctimas y gran destrucción que ha afectado sensiblemente a nuestro desarrollo social y económico por lo que es es importante contar con procedimientos confiables para la estimación de espectros de diseño sísmico. El espectro de diseño proporcionado por el código sísmico Peruano se basa en escalar una forma espectral estándar a la aceleración a celeración máxima máxima del suelo lo que conduce a una distribución no uniforme del peligro en el rango de periodos estructurales. Diversos estudios han mostrado que la forma del espectroo de respuesta sísmica depende de la espectr la magnitud y distancia distancia del sismo al sitio (Anderson, Trifunac M.D. , Boore D., Joyner W.), por lo que es necesario tener espectros que tengan en cuenta posibless combinaciones para la misma probabilidad de excedencia, cumpliendo esta función los posible espectro de peligro sísmico uniforme.
Determinación del Espectro de Peligro Sísmico Sís mico Uniforme para Tacna En este trabajo, el espectro de peligro p eligro sísmico uniforme para Tacna se ha determinado a partir par tir de un estudio de peligro símico el mismo que fue evaluado probabilísticamente con el método desarrollado por Cornell (1968). Este método probabilístico incorpora los efectos de todos los sismos de las fuentes sismogénicas considerando las características tectónicas en el entorno del sitio, los valores de magnitud máxima, la relación frecuencia-magnitud y las distancias al sitio medidas desde todos los puntos dentro de cada una de las fuentes, de esta forma se logra considerar la probabilidad de ocurrencia de diferentes sismos. Las aceleraciones así obtenidas no proviene de ningún sismo específico sino del efecto combinado de todos los sismos ubicados en las fuentes sismogénicas. Así mismo, se ha utilizado la magnitud momento (Mw) y leyes de atenuación que que distingue sismos de subducc subducción ión de interfa interfase se e intrap intraplaca laca y que incluye ordenada ordenadass espectra espectrales les . Los valores valores de las aceleraciones aceleraciones espectrales han sido calculados para 11 periodos, periodos, el primero correspondiente correspondien te a la aceleración máxima máxima del suelo (0.0 seg), y el resto con valores valores que varían de 0.1 seg a 3.0 seg . y para cinco periodos de retorno (100, 475, 1000, 5000 y 10 000 años). Se ha utilizado los resultados correspondientes para un periodo de retorno de 475 años a fin de comparar con los propuestos en la norma E-030, la que considera el 90% de nivel de confianza, para 50 años de vida vida útil, es decir el 10% de nivel de excedencia excedencia en un periodo retorno de 475 años. años. La Tabla N° 01 muestra muestra los valores de máximas aceleraciones espectrales espectrales para la la Determinación Determinación del Espectro de Peligro Sísmico Uniforme para Tacna, obtenido con el programa CRISIS 2007 (Ordaz et al,. 2007).
*Docente de la Escuela de Postgrado
Tabla N° 01
Análisis y comparación de resultados con la Norma E-030 del Reglamento Nacional de Edificaciones Del análisis efectuado se desprende que el valor de aceleracion obtenido igual a 0.38 g corresponde aproximadamente a una aceleración máxima esperada cuando t=0 seg y que el valor de 0.77 g corresponde a la aceleración espectral de respuesta horizontal con 5% de amortiguamiento cuando t=3 seg, ambos valores para una vida útil de 50 años y un periodo de retorno de 475 años para el la Ciudad de Tacna. A partir de estos valores se ha realizado la comparación con los valores y el espectro de aceleración propuestos en la norma E-030 del Reglamento Nacional Edificaciones, observándose que el espectro de diseño proporcionado por el Código Sísmico Peruano se basa en escalar una forma espectral estándar a la aceleración máxima del suelo (el único valor con probabilidad de excedencia), lo que conduce a una distribución no uniforme del peligro en el rango de periodos estructurales, tal como se observa en la Tabla Nº02.
Tabla Nº02
*Docente de la Escuela de Postgrado
En la Figura Nº 01, se muestra la forma típica de cinco espectros de peligro sísmico uniforme para la Ciudad de Tacna, donde cada ordenada espectral es obtenida mediante un análisis de peligro sísmico para una probabilidad de excedencia correspondiente a cinco periodos de retorno, teniendo en cuenta la posibilidad de ocurrencia de sismos moderados cercanos al sitio y sismos grandes alejados del sitio. Se indican tambien, la forma del espectro estándar proporcionado por el Código Sísmico Peruano donde el peligro asociado a la ordenada espectral Sa resulta igual a la aceleración máxima del suelo y los espectros de respuesta para las componentes horizontales N-S del sismo del 05 de Mayo del 2010, obtenido de los registros de las dos casetas acelerográficas instaladas en la ciudad de Tacna. Se puede apreciar por lo tanto, que la forma del espectro de respuesta de este sismo tiene mayor similitud a las obtenidas en el estudio de peligro sísmico. Figura Nº 01
También se observa que los valores de aceleraciones máximas del suelo encontradas en este estudio, tienen valores similares a los de la Norma E-030; sin embargo la forma espectral y los resultados propuestos por la norma E-030, cuando Z= 0.4, U=1.5, S=1 Rd=3 y Ts=0.4; presentan resultados inferiores a los obtenidos con el estudio de peligro sísmico, con lo que se demuestra que la forma espectral depende de la magnitud y distancia del sismo al sitio. En la Figura Nº 02, se presenta las relaciones de amplificación entre la aceleración máxima del suelo y las ordenadas espectrales obtenidas del estudio de peligro sísmico y las propuestas por la norma E-030, de las que se puede apreciar que para estructuras con periodos de 0.3seg las demandas sísmicas obtenidas en este trabajo son mayores a las obtenidas con la norma sísmica E030 en 200% . Esta variación de los factores de amplificación dinámica (Sa/Acel. máx.) hace evidente la necesidad de contar con espectros propios para cada zona.
*Docente de la Escuela de Postgrado
Figura Nº 02
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos de los valores de espectros de peligro sísmico uniforme y los factores de amplificación dinámica obliga a contar con espectros propios para cada zona o región. Los espectros de diseño proporcionado por el Código Sísmico Peruano se basa en escalar una forma espectral estándar a la aceleración máxima del suelo, lo que conduce a una distribución no uniforme del peligro en el rango de periodos estructurales no incluyendo formas específicas para cada lugar. El programa CRISIS 2007 ha permitido utilizar leyes de atenuación que se adaptan más a la realidad de nuestra zona para el cálculo de las aceleraciones espectrales.
BIBLIOGRAFIA
ALVA J.; MENESES, J. y GUZMÁN, V. (1984), "Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas Observadas en el Perú", V Congreso Nacional de Ingeniería Civil, Tacna, Perú. ORTIZ C. (2010), “Determinación del peligro sísmico para la Región de Tacna” Trabajo de investigación ESPG-UPT. CORNELL A, C. (1968), "Engineering Seismic Risk Analysis", Bulletin of the Seismological Society of America", Vol 58, N 5, págs. 1538-1606. MONROY M.; BOLAÑOS A.; MUÑOZ A. y BLONDET M. (2004) “Demandas Sísmicas con Peligro Uniforme en el Perú”. Fuente: Tesis para optar el grado de Magíster en Ingeniería Civil “Espectros de peligro sísmico uniforme. Programa MRIESGO”. PUCP . …
*Docente de la Escuela de Postgrado
