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TERREMOTO DE MÉXICO EN 1985 CONCEPTOS GENERALES 1.- SISMO, TEMBLOR, TERREMOTO.
SISMO
Podemos describir al sismo como un fenómeno que se produce a partir del movimiento de las placas terrestres y que produce daños de diversa intensidad a los espacios habitados por el ser humano ya que siempre implican cierta destrucción. El nombre de sismo proviene de la idea de que el movimiento que lo produce es a través de ondas sísmicas. Cuando las placas tectónicas, aquellas sobre las que se emplazan los continentes y que tienen un increíble poder de fuerza, se mueven, la superficie terrestre se ve alterada generando terremotos. Esto también se hace visible en espacios acuáticos, en cuyo caso se habla de maremotos o tsunamis ¿Qué lo origina? La capa más superficial de la Tierra, denominada Litosfera es rígida, está compuesta por material que puede fracturarse cuando se ejerce presión sobre ella y forma un rompecabezas llamado Placas Tectónicas. Estas placas viajan como "bloques de corcho en agua" sobre la Astenósfera, la cual es una capa visco-elástica donde el material fluye al ejercer una fuerza sobre él. Este fenómeno provoca el movimiento de las placas y es justo en los límites entre placas, donde hacen contacto unas con otras, generando fuerzas de fricción que mantienen atoradas dos placas adyacentes, produciendo grandes esfuerzos en los materiales. Cuando se vence la fuerza de fricción, se produce la ruptura violenta y la liberación repentina de una gran cantidad de energía acumulada, generándose así un temblor que radia dicha energía en forma de ondas que se propagan en todas direcciones. .
Fig. 1.1 Esquema de un sismo.
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TEMBLOR
Resulta ser una sacudida del terreno que se produce debido al choque de las placas tectónicas y la liberación de energía en el proceso de lo que sería una reorganización violenta de materiales de la corteza terrestre en busca de equilibrio. Lo más recurrente es que el temblor de la tierra se produzca como consecuencia de esta liberación de energía, aunque también existen otras causas como ser: procesos volcánicos, movimientos de ladera o hundimiento de cavidades. Ése punto interior del planeta en el cual tiene lugar el terremoto se conoce como foco sísmico o hipocentro, en tanto, el punto de la superficie que se halla en la vertical del hipocentro (ubicado perpendicularmente a este) se conoce con el término de epicentro; muchas veces hemos escuchado decir que el epicentro del terremoto fue tal o cual para dar cuenta del lugar en el cual se desató el mismo con una mayor intensidad de ondas sísmicas. Los temblores se propagan a través de ondas elásticas desde el hipocentro. En tanto, existen tres grandes tipos de ondas sísmicas: las ondas primarias u ondas longitudinales (se propagan en el mismo sentido que la vibración de las partículas), las ondas secundarias u ondas transversales (se propagan de manera perpendicular al sentido de vibración de las partículas) y las ondas superficiales (se desarrollan en la superficie terrestre como resultado de la interacción entre las ondas primarias y las secundarias). La escala sismológica de Richter es una escala logarítmica que asigna un número a cada terremoto para poder cuantificar su gravedad e impacto.
TERREMOTO
Un terremoto es el movimiento brusco de la Tierra, causado por la brusca liberación de energía acumulada durante un largo tiempo. La corteza de la Tierra está conformada por una docena de placas de aproximadamente 70 km de grosor, cada una con diferentes características físicas y químicas. Estas placas ("tectónicas") se están acomodando en un proceso que lleva millones de años y han ido dando la forma que hoy conocemos a la superficie de nuestro planeta, originando los continentes y los relieves geográficos en un proceso que está lejos de completarse. Habitualmente estos movimientos son lentos e imperceptibles, pero en algunos casos estas placas chocan entre sí como gigantescos témpanos de tierra sobre un océano de magma presente en las profundidades de la Tierra, impidiendo su desplazamiento. Entonces una placa comienza a desplazarse sobre o bajo la otra originando lentos cambios en la topografía. Pero si el desplazamiento es dificultado comienza a acumularse una energía de tensión que en algún momento se liberará y una de las placas se moverá bruscamente contra la otra rompiéndola y liberándose entonces una cantidad variable de energía que origina el Terremoto. Las zonas en que las placas ejercen esta fuerza entre ellas se denominan fallas y son, desde luego, los puntos en que con más probabilidad se originen fenómenos sísmicos. Sólo el 10% de los terremotos ocurren alejados de los límites de estas placas.
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2.- PLACAS TECTÓNICAS El término "placa tectónica" hace referencia a las estructuras por la cual está conformado nuestro planeta. En términos geológicos, una placa es una plancha rígida de roca sólida que conforma la superficie de la Tierra (litósfera), flotando sobre la roca ígnea y fundida que conforma el centro del planeta (astenósfera). La litósfera tiene un grosor que varía entre los 15 y los 200 km., siendo más gruesa en los continentes que en el fondo marino. ¿Por qué esta placa flota, si es tan pesada? Porque comparada con los metales que conforman el núcleo resulta relativamente más liviana (está conformada principalmente por cuarzo y silicatos). Teoría de las placas tectónicas La Tierra, hace 225 millones de años, estaba conformada en su superficie por una sola estructura llamada "Pangea" (todas las tierras, en griego), la que se fue fragmentando hasta conformar los continentes tal como los conocemos en la actualidad, recién en los últimos 30 años, gracias al desarrollo de la ciencia, ha adquirido la sustentación suficiente como para revolucionar la comprensión de muchos fenómenos geológicos, dentro de ellos los Terremotos. La teoría de tectónica de placas tiene sus inicios en 1915 cuando Alfred Wegener propuso su teoría de la " deriva continental." Wegener propuso que los continentes se separaron a través de la corteza de las cuencas del océano, lo que explicaría porque los contornos de muchas líneas de la costa (como América del Sur y África) parecieran encajar juntas como un rompecabezas. Estos fueron los principales hallazgos para confirmar la teoría de Wegener.
El mayor conocimiento de los fondos marinos gracias al eco doppler, sonar, computación, etc. Se determinó que el fondo del Atlántico era mucho más delgado de lo que se pensaba, que había una cadena montañosa submarina de más de 50.000 km de largo recorriendo toda la Tierra (Cordillera mesoatlántica), etc.
El descubrimiento del "Listado Magnético" del fondo marino, que corresponde a minerales magnéticos (magnetita) formados al enfriarse el magma del núcleo de la Tierra y dispuestos en franjas de polaridad inversa entre una y otra.
Dispersión y reciclaje de la costra marina. Resultado de las exploraciones en busca de petróleo, se han obtenido muestras del fondo marino que muestran zonas de distinta edad geológica: hay crestas o arrecifes son más jóvenes y trincheras o cañones profundos que son más antiguos. Esta disposición concuerda con la cadena montañosa y con esta polaridad magnética alternada de los puntos anteriores
Mayor ocurrencia de sismos en las zonas de las crestas y trincheras.
Podríamos resumir el fenómeno diciendo que estas placas están en contacto entre sí, como enormes témpanos que se juntan o separan, provocándose los cambios geológicos (y los sismos) en las fronteras de las placas. La explicación de por qué se mueven es aún poco clara, pero podía explicarse por el fenómeno de convección, que se refiere a la influencia que la temperatura en el Página 3
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magma del núcleo de la tierra ejerce sobre los distintos minerales, haciendo flotar a los más calientes y hundiéndose los más fríos, de manera similar a como hierve el agua en una olla. El calor provendría del decantamiento radiactivo de isótopos como el uranio, torio y potasio (fenómeno que libera energía) así como del calor residual aún presente desde la formación de la Tierra. Hay cuatro tipos fundamentales de fronteras o vecindades de las placas (en inglés: boundaries): Fronteras divergentes: Donde se genera nueva costra que rellena la brecha de las placas al separarse. El caso mejor conocido de frontera divergente es esta cordillera meso atlántica a la que hacíamos referencia en el punto anterior y qu e se extiende desde el Océano Ártico hasta el sur de África. En esta frontera se están separando las placas norteamericana y Euroasiática a una velocidad de 2,5 cm cada año. Fronteras convergentes: donde la costra es destruida al hundirse una placa bajo la otra (subducción). El ejemplo más conocido es el de la Placa de Nazca (o Nazca), que se está hundiendo bajo la placa Sudamericana frente a las costas de Perú y Chile, dando origen a una de las zonas más sísmicas del planeta. Fronteras de transformación: donde la costra ni se destruye ni se produce y las placas sólo se deslizan horizontalmente entre sí. Un ejemplo de este tipo de fronteras es la tan conocida Falla de San Andrés, en California. Zonas fronterizas de las placas: es un ancho cinturón en que las fronteras no están bien definidas y el efecto de la interacción de las placas no es claro. FALLAS: Las zonas en que las placas ejercen esta fuerza entre ellas se denominan fallas y son, desde luego, los puntos en que con más probabilidad se originen fenómenos sísmicos. Sólo el 10% de los terremotos ocurren alejados de los límites de estas placas. Placas tectónicas del mundo Placas principales: Placa Sudamericana | Placa Norteamericana | Placa Euroasiática | Placa Indoaustraliana | Placa Africana | Placa Antártica | Placa Pacífica Placas secundarias: Placa de Cocos | Placa de Nazca | Placa Filipina | Placa Arábiga | Placa Escocesa | Placa Juan de Fuca | Placa del Caribe Otras placas: Placa de Ojotsk | Placa Amuria | Placa del Explorador | Placa de Gorda | Placa Somalí | Placa de la Sonda Microplacas: Placa de Birmania | Placa Yangtze | Placa de Timor | Placa Cabeza de Pájaro | Placa de Panamá | Placa de Rivera | Placa de Pascua |Placa de Juan Fernández Placas antiguas: Placa de Kula | Placa de Farallón. Página 4
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Placas tectónicas que afectan al Perú El Perú es afectado por dos placas tectónicas: Placa sudamericana, placa de nazca. Placa Sudamericana: La placa Sudamericana es una placa tectónica que abarca dicho subcontinente y la porción del océano Atlántico Sur comprendida entre la costa sudamericana y la dorsal meso atlántica, esta placa abarca unos 9 millones de kilómetros cuadrados. El límite convergente en el oeste ha generado dos notables fenómenos: la cordillera de los Andes y la Fosa peruano-chilena; mientras que en el este el límite divergente con la placa Africana permitió la aparición del océano Atlántico y, posteriormente, la dorsal meso atlántica. Las placas limítrofes son:
Al Norte, la placa del Caribe y la placa Norteamericana. Al Sur, la placa Antártica. Al Este, la placa Africana. Al Oeste, la placa de Nazca.
Placa de Nazca: La placa de Nazca es una placa tectónica oceánica que se encuentra en el océano Pacífico oriental, junto a la costa occidental de América del Sur, más específicamente enfrente de parte de Chile, Perú, Ecuador y parte de Colombia. El borde oriental de la placa se encuentra dentro de en una zona de subducción bajo la placa Sudamericana, lo que ha dado origen a la Cordillera de los Andes y a la fosa peruano-chilena. El límite austral de la placa de Nazca es divergente con respecto a la placa Antártica, al igual que el límite occidental con la placa del Pacífico y en el norte con la placa de Cocos. Existen tres microplacas, específicamente en las zonas de unión entre las placas. La de las islas Galápagos se encuentra en la unión de las de Nazca, del Pacífico y de Cocos. La de Juan Fernández en el borde entre la del Pacífico, la de Nazca y la Antártica, y la de Isla de Pascua en el límite entre Nazca y del Pacífico, un poco más al norte que la de Juan Fernández.
3.- MAGNITUD SISMICA En forma general se puede decir que durante un sismo se propagan ondas internas, y ondas superficiales. Desde el hipocentro salen dos tipos de ondas internas conocidas con el nombre de ondas S y ondas P, las mismas que son convertidas en la superficie en ondas L y ondas R. La propagación de las ondas L de “Love” y R de “Rayleigh” se realiza desde el epicentro, como se indica Página 5
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Propagación de ondas sísmicas. La velocidad de las ondas P es superior a la velocidad de las ondas S por ese motivo llegan primero a una estación sismológica. De otro lado, las ondas P tienen menos intensidad que las ondas S. Por eso cuando hay un sismo se inicia con movimientos suaves los mismos que se van incrementando. A las ondas P y S también se les denomina ondas de cuerpo. Las ondas R consisten en movimientos elípticos verticalmente y horizontalmente; en cambio las ondas L son movimientos en el plano horizontal.
Los sismógrafos son los equipos que miden la amplitud del movimiento de la tierra y el registro en papel se llama sismograma. En base a estos registros se determina la Magnitud de un sismo. La magnitud de un evento sísmico mide la energía liberada en el hipocentro. Este concepto se fundamenta en el hecho de que la amplitud de las ondas sísmicas es una medida de la energía liberada en el foco o hipocentro. Fue Richter, en 1935, quien introdujo el concepto de magnitud, con el objeto de poder comparar la energía liberada por distintos sismos registrados en el sur de California. Es así como se definió la magnitud local ML.
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Existen otras escalas de magnitud, una de ellas es la desarrollada por Gutenbergh, quien obtiene la magnitud en base a la amplitud de las ondas internas. A esta magnitud se denomina Mb. Gutenbergh y Richter, en 1945, desarrollaron otra escala de magnitud en base a la amplitud de las ondas superficiales, a la que se denomina magnitud Ms, la misma que es muy utilizada actualmente. Kanamori ha desarrollada otra escala, denominada Magnitud de momento sísmico Mw, que no tiene el problema de lo que se llama saturación de la magnitud. La saturación se da en otras escalas en el sentido de que por más grande que sea el sismo siempre tienen la misma magnitud. Esta saturación no se da con la escala Mw. Los sismólogos también utilizan otra escala para definir la magnitud de un sismo y es la denominada Md, la misma que es función de la duración de la señal sísmica y la distancia hipocentral. Escala sismológica de Richter También conocida como escala de magnitud local (ML), es una escala logarítmica arbitraria que asigna un número para cuantificar la energía liberada en un terremoto, denominada así en honor del sismólogo estadounidense Charles Richter (1900-1985).
La escala de Richter crece en forma semilogaritmica Problemas de la escala sismológica de Ritcher El mayor problema con la magnitud local ML o de Richter radica en que es difícil relacionarla con las características físicas del origen del terremoto. Además, existe un efecto de saturación para magnitudes cercanas a 8,3-8,5, debido a la ley de Gutenberg-Richter del escalamiento del espectro sísmico que provoca que los métodos tradicionales de magnitudes (ML, Mb, MS) produzcan estimaciones de magnitudes similares para temblores que claramente son de intensidad diferente. A inicios del siglo XXI, la mayoría de los sismólogos consideró obsoletas las escalas de magnitudes tradicionales, siendo éstas reemplazadas por una medida físicamente más significativa llamada momento sísmico, el cual es más adecuado para relacionar los parámetros físicos, como la dimensión de la ruptura sísmica y la energía liberada por el terremoto.
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Tabla de Magnitudes La mayor liberación de energía que ha podido ser medida fue durante el terremoto ocurrido en la ciudad de Valdivia (Chile), el 22 de mayo de 1960, el cual alcanzó una magnitud de momento (MW) de 9,5. A continuación se describen los efectos típicos de los sismos de diversas magnitudes, cerca del epicentro. Los valores son estimados y deben tomarse con extrema precaución, ya que la intensidad y los efectos en la tierra no sólo dependerán de la magnitud del sismo, sino también de la distancia del epicentro, la profundidad, el foco del epicentro y las condiciones geológicas (algunos terrenos pueden amplificar las señales sísmicas).
Magnitudes Descripción Efectos de un sismo Richter
Frecuencia ocurrencia
Menos 2,0
Los microsismos no son perceptibles.
Alrededor de 8.000 por día
Generalmente no son perceptibles.
Alrededor de 1.000 por día
de
Micro
2,0-2,9
de
Menor Perceptibles a menudo, provocan daños.
3,0-3,9
pero
rara
vez
49.000 por año.
Ligero
Movimiento de objetos en las habitaciones que genera ruido. Sismo significativo pero con 6.200 por año. poco probable daño.
5,0-5,9
Moderado
Puede causar daños mayores en edificaciones débiles o mal construidas. En edificaciones 800 por año. bien diseñadas los daños son leves.
6,0-6,9
Fuerte
Pueden ser destructivos en áreas pobladas, 120 por año. en hasta unos 160 kilómetros a la redonda.
7,0-7,9
Mayor
Puede causar serios daños en extensas 18 por año. zonas.
4,0-4,9
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Puede causar graves daños en zonas de 1 por año. varios cientos de kilómetros.
8,0-8,9 Gran 9,0-9,9
Devastadores en zonas de varios miles de 1 en 20 años. kilómetros.
10,0+
En la historia de la Nunca registrado; ver tabla de más abajo para humanidad nunca ha el equivalente de energía sísmica. sucedido un terremoto de esta magnitud.
Épico
4.- INTENSIDAD SISMICA Los efectos producidos por los terremotos en las estructuras y en las personas, se mide por medio de la Intensidad Sísmica, describiendo de una manera subjetiva el potencial destructivo de los sismos. Existen varias escalas de Intensidad, una de ellas es la denominada ”Mercalli Modificada”, la misma que fue desarrollada por Wood y Newman en 1931 y es una modificación del trabajo desarrollado por Mercalli en 1902. Intensidad en Escala de Mercalli (Modificada en 1931 por Harry O. Wood y Frank Neuman) Se expresa en números romanos. Creada en 1902 por el sismólogo italiano Giusseppe Mercalli, no se basa en los registros sismográficos sino en el efecto o daño producido en las estructuras y en la sensación percibida por la gente. Para establecer la Intensidad se recurre a la revisión de registros históricos, entrevistas a la gente, noticias de los diarios públicos y personales, etc. La Intensidad puede ser diferente en los diferentes sitios reportados para un mismo terremoto (la Magnitud Richter, en cambio, es una sola) y dependerá de: a) La energía del terremoto. b) La distancia de la falla donde se produjo el terremoto. c) La forma como las ondas llegan al sitio en que se registra (oblicua, perpendicular, etc,) d) Las características geológicas del material subyacente del sitio donde se registra la Intensidad. e) Cómo la población sintió o dejó registros del terremoto. Los grados no son equivalentes con la escala de Richter. Se expresa en números romanos y es proporcional, de modo que una Intensidad IV es el doble de II, por ejemplo.
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Grado
Descripción
I. Muy débil
Imperceptible para la mayoría excepto en condiciones favorables. Aceleración menor a 0.5 Gal.
II. Débil
Perceptible sólo por algunas personas en reposo, particularmente aquellas que se encuentran ubicadas en los pisos superiores de los edificios. Los objetos colgantes suelen oscilar. Aceleración entre 0.5 y 2.5 Gal.
III. Leve
Perceptible por algunas personas dentro de los edificios, especialmente en pisos altos. Muchos no lo reconocen como terremoto. Los automóviles detenidos se mueven ligeramente. Sensación semejante al paso de un camión pequeño. Aceleración entre 2.5 y 6.0 Gal.
IV. Moderado
Perceptible por la mayoría de personas dentro de los edificios, por pocas personas en el exterior durante el día. Durante la noche algunas personas pueden despertarse. Perturbación en cerámica, puertas y ventanas. Las paredes suelen hacer ruido. Los automóviles detenidos se mueven con más energía. Sensación semejante al paso de un camión grande. Aceleración entre 6.0 y 10 Gal.
V. Poco Fuerte
Sacudida sentida casi por todo el mundo y algunas piezas de vajilla o vidrios de ventanas se rompen; pocos casos de agrietamiento de aplanados; caen objetos inestables. Se observan perturbaciones en los árboles, postes y otros objetos altos. Se detienen de relojes de péndulo. Aceleración entre 10 y 20 Gal.
VI. Fuerte
Sacudida sentida por todo mundo. Algunos muebles pesados cambian de sitio y provoca daños leves, en especial en viviendas de material ligero. Aceleración entre 20 y 35 Gal.
VII. Muy fuerte
Pararse es dificultoso. Muebles dañados. Daños insignificantes en estructuras de buen diseño y construcción. Daños leves a moderados en estructuras ordinarias bien construidas. Daños considerables estructuras pobremente construidas. Mampostería dañada. Perceptible por personas en vehículos en movimiento. Aceleración entre 35 y 60 Gal.
VIII. Destructivo
Daños leves en estructuras especializadas. Daños considerables en estructuras ordinarias bien construidas, posibles colapsos. Daño severo en estructuras pobremente construidas. Mampostería seriamente dañada o destruida. Muebles completamente sacados de lugar. Aceleración entre 60 y 100 Gal.
IX. Ruinoso
Pánico generalizado. Daños considerables en estructuras especializadas, paredes fuera de plomo. Grandes daños en importantes edificios, con colapsos parciales. Edificios desplazados fuera de las bases. Aceleración entre 100 y 250 Gal.
X. Desastroso
Algunas estructuras de madera bien construidas quedan destruidas. La mayoría de las estructuras de mampostería y el marco destruido con sus bases. Rieles doblada. Página 10
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Aceleración entre 250 y 500 Gal. XI. Muy desastroso
Pocas estructuras de mampostería, si las hubiera, permanecen en pie. Puentes destruidos. Rieles curvados en gran medida. Aceleración mayor a 500 Gal.
XII. Catastrófico
Destrucción total con pocos sobrevivientes. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas quedan distorsionados. Imposibilidad de mantenerse en pie.
5.- MAPA DE ISOSISTAS La información de las intensidades macrosísmicas se puede representar gráficamente en mapas de intensidades -puntos de un determinado grado de intensidad. Los mapas de isosistas o isointensidades indican áreas de similar intensidad sísmica, siendo una representación del campo de intensidades donde el epicentro macrosísmico local se encuentra en el interior de la zona delimitada por la isosista de grado más elevado. A través de ellas es posible visualizar gráficamente no sólo la distribución superficial de los efectos y daños generados por el sismo, sino también la atenuación de la intensidad. Asimismo, a partir de las isosistas se puede establecer el “epicentro macrosísmico” de un evento en cuestión (cuando no se dispone de datos instrumentales).
6.- EPICENTRO DE UN SISMO El epicentro es el punto en la superficie de la Tierra que está directamente encima del foco o hipocentro, el punto donde un terremoto o una explosión bajo tierra se origina. La palabra deriva del griego ἐπίκεντρον (epikentron), “ocupando un punto cardinal” de ἐπί (epi), “sobre, en” más κέντρον (kentron), “centro”.
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7.- HIPOCENTRO DE UN SISMO El hipocentro es el punto del interior de la Tierra, donde se inicia un movimiento sísmico. También corresponde al punto en el cual se produce la fractura de la corteza terrestre, que genera un terremoto. En él se produce también la liberación de energía (es decir de donde se inicia el terremoto) El epicentro es la proyección del hipocentro en la superficie terrestre; por lo tanto, el lugar donde el sismo se siente con mayor intensidad corresponde al punto en la superficie de la tierra ubicado directamente sobre el hipocentro. Como indican los correspondientes prefijos griegos, el hipocentro es un punto del interior de la litosfera, mientras que el epicentro está en la superficie de ésta.
8.- TSUNAMI Y MAREMOTO
MAREMOTO
Maremoto es un terremoto que se produce en el fondo del mar, es decir, cuyo epicentro está en la tierra sumergida, y ese movimiento sísmico, si es muy potente, genera una gran marea que se manifiesta con olas muy altas que inundan y arrasan los territorios costeros. Esa marea y esas grandes olas es lo que se conoce como tsunami.
Fig. 8.1. Formación de un Tsunami por efecto de un maremoto.
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TSUNAMI
Los tsunamis son grandes olas formadas, producto de los terremotos que se dan por liberación de energía en el fondo marino, estas olas pueden causar diversos daños en las costas donde terminan así también como causando pérdida de vidas humanas.
Fig. 8.2. Tsunami impactando increiblememente a una costa.
IMPORTANTES TSUNAMIS EN EL PERÚ Afortunadamente, el Perú no ha sufrido los efectos de los Tsunamis con la misma frecuencia que en otros lugares (Japón, Hawaii, etc.). Sin embargo, la historia nos dice que nuestro litoral ha sufrido los efectos destructivos de Tsunamis en el pasado como en: 1589, JULIO 09: Maremoto a lo largo de la costa de Lima, el mar subió 4 brazas, destruyendo propiedades unos 300 metros tierra adentro. Las olas inundaron aproximadamente 10 Km2. Esta ola fue ocasionada por un sismo de intensidad VIII cuyo epicentro estuvo cerca de la costa de Lima y que destruyo la ciudad perdiendo la vida cerca de 22 personas. 1644, MAYO 12: Maremoto en la costa de Pisco (Ica) el mar invadió parte de la población, registrándose 70 muertos. El maremoto fue ocasionado por fuerte sismo ocurrido a las 04:00 horas se estima que fue sentido en Ica con intensidad VI. 1687, OCTUBRE 20: Gran ola en el Callao, y otros puertos, ocasionado por el sismo ocurrido a las 16:00 horas, con epicentro al norte de Lima, con una intensidad de IX que dejó la mayor parte de Lima en ruinas, registrándose más de 200 muertos, causando destrucción y pérdidas materiales en Página 13
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muchas propiedades. 1746, OCTUBRE 28: El Callao fue destruido por dos olas, una de las cuales alcanzó más de 7 metros de altura. Este maremoto causó la muerte de 5 á 7 mil habitantes y es probablemente el maremoto más fuerte registrado a la fecha. Diecinueve barcos, incluidos los de guerra, fueron destruidos o encallados; uno de ellos fue varado aproximadamente 1.5 Km tierra adentro. En otros puertos también hubo destrucción especialmente Chancay y Huacho. 1806, DICIEMBRE 01: Maremoto en el Callao que alcanzo más de 6 metros de altura, dejando varias embarcaciones en tierra, la ola levantó un ancla de una de tonelada y media y la depósito en la casa del capitán de puerto fue generado por un sismo intensamente sentido en Lima. 1828, MARZO 30: Ciudades de la costa destruidas por el efecto del maremoto, ocasionado por un sismo que ocurrió a 07:30 horas, y sentido en Lima con intensidad VII. 1868, AGOSTO 13: Maremoto ocasionó grandes daños desde Trujillo (Perú) hasta Concepción (Chile) en Arica una nave de guerra norteamericana fue depositada 400 m. tierra adentro. El Tsunami se dejó sentir en puertos tan lejanos como Hawaii, Australia y Japón. En Arequipa el movimiento fue sentido con intensidad VI aproximadamente. Epicentro frente Arica, máxima altura de la ola registrada 21 m en concepción (Chile). 1942, AGOSTO 24: Movimiento submarino cerca de Pisco. Braveza de mar registrada en Matarani y en el Callao. Alguna evidencia de deslizamientos submarinos. Maremoto ocasionado por un sismo de magnitud 8.1° con epicentro en 15.1°s, 75.0°w, profundidad 60 Km. ocurrido a las 22h. 50' 24". 1946, ABRIL 01: Terremoto en Chile. Tsunami destructivo en una gran área en el Pacifico (Chile, Perú, Ecuador y Colombia). Cinco murieron en Alaska y en Hawaii, una onda de 6 m. de altura causa la muerte de 165 personas y pérdidas materiales por más de 25'000,000 de dólares. 1964, MARZO 28: Sismo originado en Kodiak, Alaska; uno de los más grandes terremotos registrados en el Pacífico norte. Daños de gran magnitud en las costas de Alaska, oeste de Norteamérica. Cobró más de 100 vidas humanas. Registrado en las costas de Perú y Chile. En el Callao se registró onda de 1.5 m. 1974, OCTUBRE 03: Sismo originado frente a las costas del Callao, el Tsunami inundo varias fábricas frente a las bahías de Chimú y Tortugas, al norte de Lima, destruyendo muelles y cultivos.
(Jr. Loreto Cuadra 6 - Callao) 1996, FEBRERO 21: Sismo originado a 210 Km. al SW de Chimbote, magnitud 6.9°. La ola causó daños materiales y pérdidas de 15 vidas humanas en el departamento de Chimbote, en Salaverry Página 14
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causó daños materiales de poca consideración. 1996, NOVIEMBRE 12: Sismo originado a 93 Km SW de San Juan de Marcona, magnitud 6.4° profundidad 46 Km este Tsunami causó grandes daños materiales y pérdidas de vidas humanas. 2001, JUNIO 23: Tsunami en Camaná, originado por sismo con epicentro en el mar al NW de Ocoña, 6.9 en la escala de Ritcher. Generó tres olas, la mayor alcanzó una altura de 8.14 m., causando la muerte de 23 personas, 63 desaparecidos y cuantiosos daños materiales. 2007, AGOSTO 15: Tsunami en Pisco, originado por un sismo con epicentro en el mar a 60 km al Oeste de Pisco, de 7.0º de magnitud en la escala de Ritcher. Inundó la localidad de Lagunillas con un run-up de 5.6m. Causó algunas muertes (3) y muchos daños materiales, sin embargo, el terremoto en sí causó más de 500 víctimas.
TERREMOTO DE MEXICO DE 1985 El terremoto del jueves 19 de septiembre de 1985, conocido como el Terremoto de México de 1985, afectó en la zona centro, sur y occidente de México y ha sido el más significativo y mortífero de la historia escrita de dicho país. El Distrito Federal, la capital del país, fue la que resultó más afectada. Cabe remarcar que la réplica del viernes 20 de septiembre de 1985 también tuvo gran repercusión para la Ciudad de México. Este fenómeno sismológico se suscitó a las 7:19 a.m. Tiempo del Centro (13:19 UTC) con una magnitud de 8,1 en la escala de Richter, superando en intensidad y en daños al terremoto registrado el 28 de julio de 1957 también en la Ciudad de México. La energía que desprendió el sismo fue equivalente a mil 114 bombas atómicas de 20 kilotones cada una.
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ASPECTOS SISMOLÓGICOS CARACTERISTICAS DEL TERREMOTO El sismo fue localizado en el océano pacífico frente a las costas del estado de Michoacán, frente a la desembocadura del río Balsas, cerca del puerto Lázaro Cárdenas, ocurre a las 7:17:48.5 horas de aquella mañana del 19 de septiembre de 1985 con una magnitud de 8.1 Mw, 7.8 Ms ML en escala de Richter, cuya duración fue de 90 segundos. Al día siguiente, a las 7:20 de la noche, un segundo sismo de menor intensidad volvió a sacudir la ciudad. La destructividad se ve reflejada sobre todo por la forma en que se radió la energía desde la fuente sísmica y, la peculiar estructura y composición del Valle de México. Tipo: Trepidatorio y oscilatorio. Coordenadas del epicentro: 17°06′N 102°05′O. Profundidad: 15 km. Intensidad del sismo: a) Región Epicentral Lázaro Cárdanas" Mich, Intensidad VIII-IX Planta Sicartsa y Fertimex. Intensidad IX Playa azul, Mich. Intensidad IX Otras localidades de Michoacán. Zihuatanejo, Gro. Intensidad VII Ixtapa, Gro. Intensidad VII Acapulco, Gro. Intensidad VI Manzanillo, Col. Intensidad VI b) Interior Ciudad Guzmán, Jal. Intensidad VIII
c) Distrito Federal Las intensidades en el Distrito Federal variaron entre vi en la periferia del Valle de México a Vlll o lX en las zonas circunscritas del centro de la ciudad. El sismo se inició en forma leve (intensidad II a III) y gradualmente se incrementó a un movimiento oscilatorio casi monocromático, con períodos del orden de 2 segundos, que duró más de 2 minutos. Las observaciones de intensidad reportadas en diferentes puntos de la república son integradas e interpretadas para luego vaciarlas sobre un mapa geográfico. Con el fin de facilitar su lectura, en el mapa se muestran no sólo las intensidades reportadas en cada sitio, sin líneas que encierran áreas que experimentaron la misma intensidad aproximadamente. Estas líneas llamadas isosistas.
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CAUSAS DEL SISMO Causas de sismos en México México es un país altamente sísmico, se registran 90 sismos por año con una magnitud superior a cuatro grados en la escala de Richter, debido a que su costa del pacífico esta en el borde de una zona de subducción. En esta región la placa de Norteamérica cabalga sobre la placa de cocos. La velocidad relativa de la placa de cocos con respecto a la placa de América del norte es de unos 6.4 cm. por año, ocurriendo que la placa de cocos se introduce bajo la norteamericana a lo largo de la línea dentada que está marcada por una hondonada en la topografía del fondo oceánico llamada trinchera. Las reparticiones geopolíticas con mayor riesgo sísmico son: Jalisco, Colima, Michoacán, Guerrero, Puebla, Oaxaca y el Distrito Federal. La energía sísmica que se libera es principalmente de origen tectónico. Características de las placas en México 1) Usualmente cuando ha ocurrido un temblor grande las placas no alcanzan una posición de equilibrio inmediato. A lo largo de la zona de ruptura las diferentes áreas se reacomodan paulatinamente lo cual da origen a posteriores movimientos generalmente menores que el primer temblor. Es por esto que luego de la ocurrencia de un temblor es necesario vigilar el área para registrar estos sismos y estudiar posteriormente su distribución en tiempo y espacio para entender el movimiento general del segmento de la placa.
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2) Aunque cada segmento actúa con cierta independencia, ésta no es absoluta y la nueva posición del segmento influye, en la distribución del esfuerzo de los segmentos adyacentes. Las relaciones de causalidad son por ahora objeto de investigación, ya que no se han comprendido totalmente. Mecanismo de ruptura y causas de su destructividad
El patrón de radiación
Aparentemente, la ruptura se propagó en dirección sudeste, lo que daría lugar a un patrón de radiación que produjo efectos direccionales con rumbo a la ciudad de México, por enfocamiento. Esto provocaría que llegaran al valle de México ondas elásticas con una cantidad de energía mayor que lo que hubiera sido normal para un sismo de las magnitudes del 19 de septiembre. Esto contribuyó a que las aceleraciones fueron mucho mayores (un factor de tres), que las observadas en sismos anteriores.
Similitud con un movimiento armónico
Al llevar a cabo el análisis del movimiento registrado del terreno en la parte blanda de la Ciudad de México, se encontró que el mismo se asemeja mucho a un movimiento armónico. Esto propició que las estructuras entraran en resonancia, lo que explica en parte su mayor destructividad.
Resonancia del terreno blando
La amplificación del movimiento debido a la presencia del terreno blando fue excepcionalmente alta en la zona dañada, como consecuencia de que en terreno firme (registros de CU) el movimiento fue regular, con periodo de 2 segundos. Esto es, casi igual al del terreno blando en el centro de la ciudad.
ASPECTOS GEOTECNICOS En las áreas centrales de la ciudad las ondas sísmicas tuvieron una aceleración cuatro veces mayor que las registradas en áreas periféricas. La estructura del subsuelo en esta parte de la ciudad, ubicada en la antigua área lacustre y constituida por depósitos de arcilla blanda de alta compresibilidad, y la composición topográfica y geológica perimetral determinaron una compactación diferencial de los sedimentos y licuefacción produciendo un sinnúmero de ondas que fueron activadas por la resonancia de las ondas sísmicas atrapadas en el Valle de México. El daño mayor ocurrió en esta área, al norte del Distrito Federal, precisamente localizada sobre la antigua zona lacustre donde estaba la vieja ciudad azteca de Tenochtitlan. No Linealidad La enorme concentración de daños en la zona del centro de la ciudad corresponde clara e indiscutiblemente a la presencia de arcillas lacustres. Es totalmente evidente y está fuera de toda discusión que existió tal correlación. Proponemos, por consiguiente, que se acepte como primera causa de la catástrofe la presencia de arcillas lacustres en el centro de la ciudad de México. Página 18
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Ahora bien, la no linealidad del comportamiento elástico de estas arcillas está documentada por numerosos ensayos de laboratorio. El módulo de cortante G ( que sería constante en el caso de un sólido lineal) decae rápidamente con la deformación aplicada . La arcilla se reblandece a medida que se deforma, y eventualmente su rigidez puede tornarse insignificante. Estamos en presencia de un material que es, en cierto sentido, intermedio entre un sólido y un líquido. Ello puede ser importante cuando se trata de estudiar las ondas superficiales que se propagan en este material. Desde un punto de vista geofísico, un líquido es un material cuyo módulo de cortante es menos de 1% de su módulo de incompresibilidad. En arcillas saturadas del Valle de México la incompresibilidad es muy elevada, del orden de 109N/m2, como la del agua; su módulo de Poisson es del orden de 0.499, como el del agua.
Propiedades dinámicas del suelo (arena y arcilla), según datos de SEED, Kokusho y otros. La región sombreada corresponde al comportamiento no lineal de las arcilla del Valle de México; el sombreado más intenso, a las deformaciones mayores del 1%
Se observa que el efecto de no linealidad se acentúa cuando la deformación rebasa cierto umbral, del orden de > 0.1%. Ahora bien, en el sismo de 1985 la deformación en superficie alcanzó valores más de diez veces superiores a este umbral. En efecto, durante el sismo del 19 de septiembre de 1985 la estación SCT1, situada en la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, registró una amplitud máxima de µ = 30 cm con un periodo de 2s. La velocidad promedio de las ondas de cortante en una capa superficial de 30 m, que incluye el relleno de suelo arenoso y las arcillas saturadas subyacentes, es del orden de 75 m/s en condiciones normales, es decir, cuando no hay sismo. Esto significa que una onda de superficie ordinaria del tipo Rayleigh tiene una longitud de = 2 x 75 = 150m. Según Gilbert la deformación angular en una onda de Rayleigh de amplitud µ es:
=2
µ/
=2
X 0.30/150 = 0.0125
Osea, una deformación de 1.2%. Esto corresponde a una disminución de cerca de 50% del módulo de cortante G, lo que equivale a un decremento de 70% del módulo secante de rigidez µ. En el relleno arenoso que cubre las arcillas el decremento de la rigidez fue aún mayor, ya que las arenas son más degradables que las arcillas. Actualmente no sabemos si un sedimento es capaz de propagar ondas de cortante u ondas de Rayleigh de baja frecuencia en tales condiciones. Página 19
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Así las deformaciones en el sismo de 1985 rebasaron el umbral de la no linealidad; Si examinamos la ecuación, vemos que la deformación difícilmente puede quedarse en 1.2%. Tiene que aumentar sustancialmente debido al acortamiento de y debe seguir aumentando después de cada ciclo de carga, aunque la amplitud u no crezca. En realidad, u aumentó durante todo el primer minuto del temblor. En conclusión, podemos afirmar que durante el sismo de 1985 la superficie de la arcilla pudo haber alcanzado deformaciones sumamente altas, mucho mayores que el valor = 0.4% que comúnmente se supone. A medida que la impedancia elástica del material se reduce más allá de cierto umbral, una proporción creciente de la energía se vuelca hacia otra forma de energía: la gravitacional. Al principio la energía gravitacional es muy pequeña, puesto que vale gu2 por m2, mientras que la energía elástica vale 2 µ u2 / , y g << 2 µ/ . Pero cuando µ > 0 la velocidad decrece, la onda se acorta y sus características se asemejan cada vez más a las de una ola hidrodinámica, tal como predijo Gilbert.
Razones espectral es de Fourier para los sismos del19 de septiembre de 1985 (trazo lleno) y del 21 de septiembre de 1985 (trazo punteado), según Singh y otros autores. Las estaciones CDAO y CDAF se encuentran en la Central de Abasto (terreno blando), y la estación CUIP está ubicada en la Ciudad Universitaria (terreno duro) Los métodos lineales de análisis no son necesariamente los más adecuadospara detectar estos cambios, sobre todo cuando se desarrollan en el dominio de la frecuencia y no de la longitud de onda. Singh y otros autores6 comparan los espectros de Fourier de los sismos del 19 y 21 de septiembre de 1985 para tres estaciones: CDAO y CDAF, ubicadas en la Central de Abasto, en suelo blando, y CUIP, en Ciudad Universitaria, en suelo duro (véase figuras 2 y 3). Debido a la cercanía de estas estaciones, puede suponerse que el movimiento de la roca dura debajo de CDAO y CDAF fue idéntico al movimiento registrado en CUIP . Para el caso de una amplificación lineal, los tres registros no solamente deberían ser similares sino que los de CDAO y CDAF deberían poder derivarse del CUIP mediante una operación de amplificación y filtrado.
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Acelerogramas obtenidos en las estaciones CUIP y CDAO, que sirvieron de base para el cálculo de la gráfica superior de la figura anterior. Nótese la diferencia de duración y carácter entre los registros en suelo duro y blando, así como la diferencia en la proporción de amplitudes para los dos sismos. El tren de ondas--superficiales que se advierte en CDAO después de los 60 s solamente es observado en las arcillas El acelerograma de CDAF para el 19 de septiembre de 1985 alcanzó accidentalmente una duración de solamente un minuto debido a un problema operacional en CDAF. El resultado fue una fuerte reducción del pico espectral, correctamente atribuida por Singh y otros autores a la amputación de la coda del sismograma. Esta coda faltante se inició y desarrolló lo hasta dos minutos después de terminar la señal en CUIP: no pudo entonces haber sido generada por la señal de CUIP. Por lo tanto, las comparaciones espectrales parecen carecer de validez, puesto que miden el efecto de ondas superficiales que estaban presentes en los registros en suelo blando y ausentes en los de suelo duro, debido a la breve duración de estos últimos. CONSECUENCIAS DEL SISMO Muertos: El gobierno reconoció que fallecieron entre 6 y 7 mil personas. Sin embargo, la Comisión Económica Para América Latina (Cepal) registró 26 mil fallecidos, en tanto que organizaciones de damnificados calcularon en 35 mil los muertos. Heridos: Más de 40 mil. Rescatados con vida de los escombros: 4 mil 100. Daños: Aquella mañana de septiembre, una parte importante de la capital del país quedó arrasada. Todos los servicios públicos se colapsaron, principalmente en las zonas afectadas: el agua potable, la luz, el transporte público, las principales vialidades de la zona centro. La ciudad quedó incomunicada del resto del país y del mundo por la caída del sistema telefónico. Viviendas destruidas totalmente: 30 mil. Viviendas con daños parciales: 70 mil. Edificios destruidos: 400, incluyendo hospitales como el Juárez, Hospital General y condominios como el Multifamiliar Juárez y el Nuevo Léon en Tlaltelolco, escuelas y algunos como el emblemático Hotel Regis. Número de usuarios que se quedaron sin electricidad: Más de un millón 200 mil (a los tres días se había recuperado tan sólo 38% de este servicio). Estaciones del Sistema de Transporte Colectivo Metro afectadas: 32 (seis de la línea 1; 14 de línea 2; dos de la línea 3; 10 de la línea 4). Empleos perdidos por los sismos: entre 150 y 200 mil. Página 21
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Inmuebles expropiados: cerca de 6 mil. Edificios demolidos en los primeros meses: 152.
ASPECTOS ESTRUCTURALES Efecto de los muros de relleno “no estructurales”. En algunos casos su presencia fue favorable (distribución simétrica de los muros de relleno), y evitó el colapso de la edificación. En otros casos su presencia fue responsable de la falla estructural, principalmente en las siguientes situaciones: -Distribución asimétrica de los muros. El 42% de los edificios que colapsaron o sufrieron daños severos fueron edificaciones de esquina. -Primer piso blando. A menudo las edificaciones en los pisos superiores tienen una cantidad apreciable de muros de relleno, mientras que el primer piso prácticamente está libre. (Edificaciones de departamentos y hoteles). -Asimetría causada por falla de los muros de relleno. En varios casos por el refuerzo deficiente o por anclaje deficiente con la estructura principal los muros fallaron por fuerzas normales a su plano. Esta falla originó una torsión en planta significativa.
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CARGAS EXCESIVAS Por lo menos en 39 casos se encontró que las cargas verticales excedían apreciablemente a las consideradas en el diseño. En algunos las cargas muertas eran mayores que las especificadas; sin embargo más frecuentemente se observó que las cargas vivas fueron mayores debidas a un cambio de uso.
Falla frágil de columnas: La falla más frecuente en las edificaciones aporticadas de concreto armado fueron las fallas en columnas por compresión excéntrica, tensión diagonal, o por ambas.
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Columnas cortas La altura efectiva de algunas columnas fue disminuida por la presencia de ventanas o por muros de relleno. Estas columnas fallaron por tensión diagonal de una manera frágil.
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Falla en pisos intermedios: Del número total de edificaciones colapsadas o con daños severos cerca del 40% presentaron este tipo de falla. Varios de ellos no se debieron a choque de edificaciones; más bien se debió a cambios drásticos en la solución estructural (reducción de las dimensiones de columnas, reducción del refuerzo transversal, reducción de muros de relleno, empalmes deficientes del refuerzo longitudinal, anchos pequeños de columnas que no permiten la longitud de desarrollo del refuerzo de las vigas que cambia de esfuerzo de fluencia en tracción o esfuerzo de fluencia en comprensión.
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Piso flexible Son aquellas estructuras que sufrieron colapsos por causas de un suelo flexible
Vaciamiento de muros
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Otros daños estructurales
DAÑOS EN PUENTES
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DAÑOS EN CARRETERAS
DAÑOS EN LÍNEAS PRINCIPALES DE AGUA
La rotura de miles de tuberías ocasionó la interrupción del servicio en extensas zonas de la ciudad. Fue necesario recurrir a suministros de emergencia.
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ROTUTAS DE TUBERIAS DE GAS Y CORTOCIRCUITOS
Estas roturas produjeron incendios en algunos puntos de la ciudad. Estos, sin embargo, pudieron ser controlados rápidamente.
OTROS EFECTOS DEL SISMO
Este sismo generó un TSUNAMI, que es el primero que se haya registrado y observado científicamente en México. La altura máxima de la ola en Lázaro Cárdenas superó los dos metros; aparentemente no causó daños de consideración, ni víctimas.
En Sicartsa se incendió la planta cogenizadora y se desniveló la planta de laminación. Daños en los altos hornos (revestimiento de refractarios). Todos los daños son reparables. Las labores de reparación se iniciaron el mismo día del sismo.
En la planta Fertimex no hay daños aparentes, pero pueden aparecer cambios de niveles debido a asentamientos diferenciales. Elongación de pernos de 1 1/2" en bases de acero en la planta de fosfato diamónico (dap/npk complex), fácilmente reparables. Asentamientos de suelos (15 cm) en todas las vías de acceso y en general, en todas las áreas no piloteadas. Destrucción total de vías férreas y parciales de muelles, cráteres de arena, no hubo interrupción de labores.
En playa azul Derrumbe parcial del antiguo hotel playa azul; varias muertes. el maremoto alcanzó a inundar la planta baja de algunos hoteles situados sobre la playa pero no ocasiono perjuicios de consideración. El sismo ocurrido el día 20, tuvo las siguientes características: Hora de ocurrencia : 19 horas, 38 minutos Magnitud : 7.3 escala Richter Coordenadas epicentrales : 17.4 latitud norte
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102.0 longitud oeste Este sismo causó alarma en la región epicentral y el colapso de estructuras dañadas por el evento principal de la ida anterior. Ocasionó también un tsunami en la zona de Ixtapa con una altura de 1.5 m cuando menos. Se sintió en la Ciudad de México con una intensidad VI de la escala Mercalli. Causó daños materiales sobre construcciones falladas previamente por efecto del primer sismo.
CONCLUSIONES
Se puede concluir que la causa fundamental del desastre que causo el sismo, fue por lo flexible del suelo “arcillas lacustres”.
La ciudad de México ha sufrido siempre riesgo geológico, ya sea por sus suelos, o por el choque de las placas tectónicas norteamericana y cocos, sin embargo no sufre de riesgos volcánicos.
Según el registro histórico de México, últimamente los sismos son muy frecuentes en la actualidad, debido a que las placas están cada vez más activas, decimos cada vez ya que las placas norteamericana y cocos están activas desde la antigüedad, y es muy probable que México este expuesta a sismos posteriores.
Los daños sufridos en la capital a raíz de los sismos del 19 y 20 de septiembre de 1985 muestran que durante su incontrolable crecimiento, la ciudad se ha hecho más vulnerable a los fenómenos sísmicos, debido al número y tipo de edificaciones construidas en los últimos treinta años. A mediano plazo, las opciones que parecen viables para mitigar el peligro sísmico en la ciudad de México son uno proceso de descentralización que inhiba un mayor crecimiento de la ciudad.
Podemos concluir que una de las causas primordiales es el desconocimiento de los efectos que pueden tener sobre las estructuras las ondas no lineales de corta longitud.
Para la reconstrucción de la catástrofe se demoro mucho tiempo una de esas causas es por la falta de instrumentación de un programa efectivo de defensa civil y de prevención contra catástrofes en el ámbito nacional y local.
Es necesario especificar que no todas las estructuras colapsaron, de ahí que muchos edificios de México quedaron en pie sin defectos graves, de esto concluimos que en México no todas sus estructuras estuvieron mal construidas, es decir, si existió política de una buena construcción solo que fueron pocos los proyectos.
Después de pasa el sismo se detecto que hubieron innumerables replicas, de acá podemos concluir que las placas norteamericana y de cocos después de un gran sismo tienen la propiedad de reacomodarse constantemente, es por eso que ocurrió al siguiente día del sismo un segundo terremoto de magnitud 7.3 grados.
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