“Amenaza sísmica del área de Managua y sus …blog.uca.edu.ni/estructuras/files/2011/02/Amenaza-sismica-del-area... · Figura 3: Trazo del ruido cultural registrado en Ciudad

Parte II.4: Amenaza sísmica

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Parte II.4

Guía técnica de la elaboración del mapa de

“Amenaza sísmica del área de Managua y sus alrededores (Nicaragua)”


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Índice 1 Resumen.......................................................................................................................162

2 Lista de figuras y tablas...............................................................................................163

3 Introducción.................................................................................................................164 3.1 Definición de amenaza sísmica...............................................................................164 3.2 Estudios de amenaza sísmica en Nicaragua............................................................165 3.3 Relación entre el reglamento de construcción y la amenaza sísmica.....................165

4 Objetivos......................................................................................................................167

5 Metodología.................................................................................................................168 5.1 Sismicidad...............................................................................................................168 5.2 Fallas geológicas.....................................................................................................168

5.2.1 Definiciones......................................................................................................168 5.2.2 Actualización del mapa de Fallas de Managua.................................................169

5.3 Amenaza sísmica - GSHAP....................................................................................169 5.4 Amplificación del suelo (Método de Nakamura)....................................................169 5.5 Morfología y mapa de pendientes...........................................................................171

5.5.1 Mapas topográficos...........................................................................................171 5.5.2 Curvas de nivel.................................................................................................172 5.5.3 Proceso para crear mapas de pendientes...........................................................173

6 Implementación en el SIG...........................................................................................175 6.1 Sismicidad de Nicaragua.........................................................................................175 6.2 Fallas de Managua y sus alrededores......................................................................175 6.3 Amenaza sísmica (PGA en roca)............................................................................176 6.4 Mapa de amenaza sísmica en superficie (combinación del PGA en roca con amplificaciones del suelo)......................................................................................176

7 Composición y contenido del mapa.............................................................................177 7.1 Capas Vectoriales....................................................................................................177

7.1.1 Puntos................................................................................................................177 7.1.2 Líneas................................................................................................................177 7.1.3 Polígonos..........................................................................................................177


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7.2 Elementos de amenaza sísmica...............................................................................177

7.2.1 Cualidades de los elementos.............................................................................178 7.2.2 Características del shape “epicentros”..............................................................178 7.2.3 Características del shape “fallamiento local”...................................................179 7.2.4 Características del shape “amplificaciones del suelo”......................................179 7.2.5 Características del shape “mapa de pendientes”...............................................179

7.3 Elementos geográficos............................................................................................180 7.3.1 Características de shape “caminos”..................................................................180 7.3.2 Características del shape “ciudades”................................................................180 7.3.3 Características del shape “límites del país”......................................................180

8 Conclusiones................................................................................................................181

9 Referencias...................................................................................................................182


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1 Resumen

El presente estudio fue realizado con el fin de implementar para el SIG-Georiesgos un mapa de amenaza sísmica en superficie del área piloto Managua. Por lo cual fueron consideradas una serie de capas temáticas implementadas al SIG con anterioridad, entre las cuales estaban: sismicidad de Nicaragua y en particular del área de interés, fallas de Managua y alrededores, amenaza sísmica en roca (PGA en roca calculado por el GSHAP para Centroamérica), mapa de amplificaciones del suelo (calculado durante la micro-zonificación sísmica de Managua, 1997-2000 aplicando el método de Nakamura) y mapa de pendientes.

Para la elaboración del mapa de amenaza sísmica en superficie, se combinaron las tres capas temáticas siguientes: 1. Mapa de amenaza sísmica del GSHAP 2. Mapa de amplificaciones del suelo 3. Mapa de pendientes

El primer mapa fue interpolado a una rejilla de 80 x 80 m utilizando programa para PC-SURFER 7.0 y luego se utilizó la herramienta “Spatial Analyst” de ArcGIS para crear el mapa raster correspondiente. Lo mismo se hizo con la rejilla de puntos de amplificaciones del suelo. Para el cálculo final se empleo la herramienta “Raster Calculator” de ArcGIS y la función “CON (Condition, True, False)”. Las condiciones utilizadas para el cálculo fueron: si la pendiente era menor o igual a 15 grados se multiplicó al PGA por 1.5 de la amplificación del suelo (este 1.5 se refiere a la amplificación promedio calculada para el área metropolitana de Managua), si no fue este el caso el PGA era multiplicado por un factor de amplificación de 2. De estas condiciones se obtiene el mapa combinado.


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2 Lista de figuras y tablas

Figuras

Figura 1: Mapa de amenaza sísmica (iso-aceleraciones, PGA) Ciudad Sandino (PRRAC).

Figura 2: Sismicidad de Nicaragua, sismos en rangos de profundidades de 0-40 y 40-200 km.

Figura 3: Trazo del ruido cultural registrado en Ciudad Sandino durante proyecto PRRAC 2003.

Figura 4: Mapa topográfico de la región del volcán Masaya.

Figura 5: Curvas de nivel del volcán Masaya digitalizadas a partir del mapa de la figura 4

Figura 6: Shape de Puntos, transformados utilizando script de Visual Basic Aplications.

Figura 7: Interpolación hecha al mapa de puntos con alturas mostrado en figura 5.

Figura 8: Mapas de pendientes del área piloto Managua y sus alrededores, mostrando las mayores pendientes en color rojizo y amarillo.

Figura 9: Mapa de fallas geológicas de Managua actualizado hasta Mayo de 2002, es posible acceder al mapa a través de esta dirección electrónica http://www.ineter.gob.ni/geofisica/sis/f-mana.html.

Tablas

Tabla 1: Relación entre el reglamento de construcción y la amenaza sísmica

Tabla 2: Características del shape “epicentros”

Tabla 3: Características del shape “fallamiento local”

Tabla 4: Características del shape de “amplificaciones del suelo”

Tabla 5: Características del shape “mapa de pendientes”

Tabla 6: Características de shape “caminos”

Tabla 7: Características del shape “ciudades”

Tabla 8: Características del shape “límites del país”


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3 Introducción

3.1 Definición de amenaza sísmica

La amenaza sísmica es una función de la magnitud del sismo y la distancia del punto hasta la fuente sísmica. El movimiento sísmico se mide con la aceleración máxima del terreno (PGA) y se evalúa la amenaza en términos probabilísticos: es una práctica común definir la amenaza sísmica como la aceleración máxima del terreno con probabilidad del 90% de no ser excedida durante un período de 50 años, que corresponde a la vida útil 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 nive l de amenaza corresponde al movimiento sísmico que tiene un período de retorno (un intervalo promedio entre eventos) de 475 años (Bommer, 1996).

Los mapas de amenaza (figura 1) son hechos a partir de rejillas de puntos con aceleración máxima del suelo y se trazan curvas de igual nivel. Además de identificar áreas de mayor peligro en los mapas, lo cual sirve para fines de planificación, se establecen niveles de aceleración que se deben considerar en el diseño sísmico de estructuras.

La amenaza sísmica refleja características de la naturaleza que generalmente no pueden ser modificados, como son la sismicidad y la geología de una región.

Figura 1: Mapa de amenaza sísmica (iso-aceleraciones, PGA) Ciudad Sandino (PRRAC).

568500 569000 569500 570000 570500 571000 571500 572000

1344000

1344500

1345000

1345500

1346000

0.198

0.1981

0.1982

0.1983

0.1984

0.1985

0.1986

0.1987

0.1988

0.1989

0.199

0.1991

0.1992

0.1993


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3.2 Estudios de amenaza sísmica en Nicaragua

En Nicaragua se han llevado a cabo una serie de estudios de amenaza sísmica, entre los cuales se pueden mencionar:

1) Shah H.C., et. Al., A study of Seismic Risk for Nicaragua, Part 1, Part 2 and Summary, (1976), investigación que fue soportada parcialmente por el banco central de Nicaragua y por la fundación de ciencias nacional GI-39122 en Marzo de 1976. En este estudio se llevaron a cabo análisis para los diferentes tipos de estructuras dando valores de PGA que podrían afectar a la misma y para diferentes regiones de Nicaragua, este estudio sirvió como base para la elaboración del reglamento de construcción de 1983.

2) Mattson, C. and Larsson, T., Seismic Hazard Analysis in Nicaragua, (1986), Master Thesis in Stockholm, Sweden. En este estudio fue utilizado el Método de Cornell para llevar a cabo el análisis: 1. Se uso un modelo simple de cuatro fuentes sismo-generadoras (0-40 km y de 40-200 km, utilizando todos los registros de sismos con que se contaba hasta ese momento de la Red sismográfica de Nicaragua. El resultado fueron mapas de iso-aceleraciones para Nicaragua.

3) Segura, F., y Rojas, W., (1996). Amenaza sísmica para el centro de la ciudad de Managua. Este fue un estudio preliminar para el área metropolitana de Managua, en el cual se usó un modelo de 12 fuentes sismo – generadoras, y se calcularon mapas de iso-aceleraciones, las cuales pueden ser comparadas con estudios previos, hechos para Managua.

4) Segura, F., Bungum, H., Lindholm, C. y Hernández, Zoila., “Estudio de Amenaza sísmica de Managua, Nicaragua.”, Fase II 1996-2000. NORSAR, Oslo, Noruega. En este estudio fue utilizado el modelo de 13 fuentes sismo-generadoras de Segura F. y Rojas W. (1986), que considera 10 zonas someras y tres asociadas a la zona de subducción caracterizadas por la actividad sísmica de cada una, las relaciones de atenuación utilizadas para el análisis fueron las de Dahle et al. (1995) y Schmidt et al. (1997). El resultado son mapas de PGA.

5) Movimondo, Octubre 2001, “Zonificación sísmica preliminar para Nicaragua, y Microzonificación sísmica para Posoltega-Quezalcuaque”.

3.3 Relación entre el reglamento de construcción y la amenaza sísmica

El reglamento de la construcción en su artículo 1, menciona las normas reglamentarias establecidas como requerimientos aplicables al diseño y construcción de nuevas edificaciones, así como la reparación y reforzamiento de las ya existentes que lo requieran, con el objeto de:

a) evitar la pérdida de vidas y disminuir la posibilidad de daños físicos a personas, b) resistir sismos menores sin daños, c) resistir sismos moderados con daños estructurales leves y daños no estructurales

moderados, d) evitar el colapso por efecto de sismo de gran intensidad, disminuyendo los daños a

niveles económicamente admisibles, e) resistir efectos de viento y otras acciones accidentales sin daño.


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En este punto son aplicables los resultados obtenidos de análisis de amenaza sísmica que determinan como se deben diseñar los determinados tipos de estructuras, como se mencionaba anteriormente y se separan en grupos a saber considerando el uso que se les dará:

Grupo A Edificios cuya falla puede significar cuantiosas pérdidas humanas o económicas o cuyo funcionamiento es vital cuando se presentan condiciones de emergencias. Este grupo incluye entre otras estructuras.

a) hospitales y otros centros médicos que presenten servicios de cirugías y tratamientos de emergencia,

b) estaciones de bomberos, c) cárceles de máxima seguridad, d) edificios que contengan objetos de valor excepcional, tales como museos, bibliotecas,

archivos, e) centros importantes de transporte y comunicación, tales como: terminales de

aeropuerto, estaciones de ferrocarril, edificios de telecomunicaciones y correos, f) centros de bombeo y depósitos de almacenamiento de aguas y combustibles líquidos, g) instalaciones industriales con depósitos de materiales tóxicos explosivos. Centros que

utilicen materiales radiactivos, h) edificios con máquinas y estructuras afines en plantas generadoras de electricidad

cuya operación sea esencial para satisfacer la demanda de carga del sistema nacional interconectado.

Grupo B a) edificios no clasificados en el Grupo A, b) edificios para habitación privada o pública, como hoteles, apartamentos,

condominios, etc., c) centros de trabajo, como oficinas privadas ó públicas, gasolineras, restaurantes, etc. d) centros de enseñanza, e) edificios industriales no incluidos en el grupo A, bodegas o instalaciones de

almacenamiento, f) otras instalaciones no incluidas en el Grupo A que almacenan bienes o equipos

costosos, g) estructuras cuya falla pueda poner en peligro otros edificios de este grupo o del

Grupo A.

Grupo C Construcciones aisladas o provisionales no destinadas a la habitación o el uso público, no clasificables en los Grupos A o B cuya falla no ponga en peligro estructuras de los otros grupos, tales como cobertizos, lecherías, construcciones rurales, obras de carácter no permanente, etc..


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De acuerdo con la anterior clasificación, se recomienda la vida económica útil, según la importancia de la obra y las probabilidades de excedencia para edificios, obteniéndose los siguientes períodos de retorno en años para los cuales debe ser diseñada la estructura, calculados mediante la fórmula siguiente:

p = 1 - (1 – (1 / T)) ^ t

donde [p] es la probabilidad de excedencia, [T] es período de retorno y [t] es la vida útil de la estructura a diseñar.

Tabla 1: Relación entre el reglamento de construcción y la amenaza sísmica

Grupo Vida economica util (anos) Probabilidad de excedencia Período de retorno (años)

A 100 0.2 500

B 50 0.4 100

C 30 0.45 50

En casos debidamente justificados así como para la estructura durante el proceso constructivo, podrá modificarse la vida económica útil y la probabilidad de excedencia previamente recomendada. 4 Objetivos

• Fortalecer la capacidad de los gobiernos locales (alcaldías) para tomar medidas de emergencia de manera inmediata y efectiva con base a predicciones de daños muy precisas.

• Construir ciudades resistentes a desastres al considerar las mejoras que inducen este tipo de estudios en el código de construcción. Por ejemplo mejorar la resistencia de los diferentes tipos de estructuras constructivas con la ocurrencia de un sismo.

• Ayudar a las alcaldías con el ordenamiento territorial. • Usar en la educación pública en escuelas y otras instituciones. • Evaluar la concientizacion sobre la prevención contra desastres suministrando

información al sector comercial y a la ciudadanía en general.


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5 Metodología

En siguiente se presenta la base de datos usada para el mapa:

5.1 Sismicidad

La sismicidad es el nivel de actividad sísmica de una región y se define por la ocurrencia de los terremotos en el espacio y el tiempo, es decir que se determina conociendo en donde ocurren los sismos, que magnitud tienen y con que frecuencia ocurren. Para ello, es necesario ordenar y recopilar datos sismológicos (provenientes de catálogos sísmicos locales e internacionales), datos históricos (relatos de terremotos anteriores a este siglo) y datos geológicos (estudios de la tectónica y la geología de la región). Una manera sencilla de representar la sismicidad, es mediante mapas que muestren la ubicación de los epicentros de los terremotos, para un período de tiempo determinado, un rango de magnitud y profundidad focal (figura 2). Figura 2: Sismicidad de Nicaragua, sismos en rangos de profundidades de 0-40 y 40-200 km. 5.2 Fallas geológicas

5.2.1 Definiciones

Con objeto de comprender mejor los mecanismos de subsidencia o hundimiento del terreno, transcribimos enseguida las definiciones tomadas del diccionario de términos geológicos y textos especializados en geología estructural.

Graben.- Fosa tectónica o fosa de hundimiento. Bloque hundido entre dos fallas paralelas. Falla.- Rotura a lo largo de la cual se puede observar un desplazamiento, debido a algún movimiento geológico.


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Fractura.- En geología el término implica generalmente una rotura sin desplazamiento apreciable a lo largo de una dirección o direcciones que no son de esquistosidad, exfoliación o fisilidad. Se aplica tanto a rocas como a minerales. Grieta.- Abertura longitudinal de poca anchura y profundidad variable, se origina naturalmente en la tierra o en las rocas por procesos mecánicos o térmicos. 5.2.2 Actualización del mapa de Fallas de Managua

Para el área piloto de Managua se han venido efectuando una serie de estudio y actualización de las fallas después del terremoto de 1972. Entre los años 2001-2002 se ejecutó la última actualización acerca de la ubicación de las fallas geológicas en Managua, en este período de estudios fueron contratados geólogos y geofísicos para recopilar información acerca de la ubicación de las fallas con mayor precisión de la que se contaba. Un resultado del proyecto fue un Sistema de Información Geográfica (SIG) que presenta las fallas junto con otra información en forma digital. De este sistema se derivó la versión web interactiva del mapa de las fallas de Managua (INETER, 2002). Es posible interactuar con el mapa de fallas actualizado para Managua en la dirección http://www.ineter.gob.ni/geofisica/sis/f-mana.html.

5.3 Amenaza sísmica - GSHAP

El GSHAP es el programa para la estimación de la Amenaza Sísmica Global (Global Seismic Hazard Assessment Program siglas en Inglés, GSHAP) fue iniciado en 1992 por el Programa de la Litosfera Internacional (International Lithosphere Program siglas en Inglés, ILP) con el soporte del consejo Internacional de Uniones Científicas (Internacional Council Scientific Unions, ICSU), y endosado como un programa de demostración en el marco de la Década Internacional de las Naciones Unidas para la reducción de los desastres naturales (UN/IDNDR). El proyecto del GSHAP finalizó en 1999. Es posible acceder a toda la información que ofrece el GSHAP en la dirección del web http://seismo.ethz.ch/GSHAP/.

El GSHAP calculó valores de amenaza sísmica para el mundo entero y en particular para el área Centroamericana en una rejilla de 0.5 por 0.5 grados, luego se interpoló y re-muestreó para una rejilla de 0.1 por 0.1 grados utilizando software GMT (Wessel and Smith, 1995), los valores fueron aproximados utilizando el método paramétrico histórico (Veneziano et al., 1984; McGuire, 1993) el cual fue aplicada por Tanner y Sheppard (1997).

5.4 Amplificación del suelo (Método de Nakamura)

Nakamura (1989) hizo una publicación donde describe un nuevo método de procesamiento que emplea observaciones de ruido cultural (figura 3) y que produce estimaciones seguras de las características del movimiento del suelo (amplificaciones). El método utiliza las componentes horizontal y vertical del movimiento para el cálculo de razones espectrales (método de Fourier).

La publicación de Nakamura (1989) propone un nuevo método para estimar las características dinámicas de capas en superficie con solamente la medición de ruido


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cultural. De acuerdo ha este método, pueden hacerse estimaciones estables de la frecuencia predominante y el factor de amplificación aún con la presencia de cierto grado de ruido artificial y no existe la necesidad de restringir el tiempo en que se hagan las mediciones del ruido.

Figura 3: Trazo del ruido cultural registrado en Ciudad Sandino durante proyecto PRRAC 2003.


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5.5 Morfología y mapa de pendientes

Se ha demostrado a través de experimentos sísmicos que la morfología de un sitio en estudio afecta el paso de las ondas sísmicas, esto significa que durante la ocurrencia de un sismo en sitios con determinada pendiente del terreno genera determinada amplificación del suelo. Por esta razón, en nuestro mapa de amenaza sísmica consideramos este tipo de criterios para determinar como se afectarían determinadas áreas de interés. 5.5.1 Mapas topográficos

Para la elaboración de mapas topográficos se utilizan fotografías de radar. Para mayor información seguir el enlace http://spaceplace.jpl.nasa.gov/espanol/srtm_action1.htm o ver trabajos efectuados por proyecto PRRAC.

Figura 4: Mapa topográfico de la región del volcán Masaya. Después de efectuar cálculos y correcciones a las fotografías aéreas, se obtienen mapas como el de la figura 4.


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5.5.2 Curvas de Nivel

Como se ve del mapa en figura 4 el volcán Masaya está representado por curvas de nivel del suelo figura 5 y forma parte del área piloto. Del mismo mapa es posible sacar las coordenadas de cada punto de estas curvas las cuales pueden ser digitalizadas después de georeferenciar el mapa. Figura 5: Curvas de Nivel del volcán Masaya digitalizadas a partir del mapa de la figura 4 Para el área piloto Managua y sus alrededores se usaron mapas de curvas de nivel que fueron digitalizadas a partir de mapas topográficos a escala 1:50,000 como el que se ve de la figura 4. Las curvas fueron digitalizadas cada 80 m y a partir de estos mapas es posible crear diferentes tipos de mapas, tales como: mapas de sombras, mapas de pendientes y otros.


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5.5.3 Proceso para crear mapas de pendientes

1. Lo primero que debemos hacer es transformar el mapa de curvas de nivel (shape de líneas) figura 5, a un nuevo archivo shape de puntos con valores de alturas figura 6.

Figura 6: Shape de Puntos, transformados utilizando script de Visual Basic Aplications. 2. Usando la herramienta “Spatial Analyst” de ArcGIS, se interpola el shape de puntos a un mapa raster, usando el método de interpolación preferencial (en este caso usamos Inverse Distance Weighted), el resultado puede observarse de la figura 7.

Figura 7: Interpolación hecha al mapa de puntos con alturas mostrado en figura 6.


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3. Con la misma herramienta “Spatial Analyst” pero ahora usando “Surface Analysis” y “Slope” se crea el mapa de pendientes para el área piloto y sus alrededores, que se muestra en figura 8.

Figura 8: Mapas de pendientes del área piloto Managua y sus alrededores, mostrando las mayores pendientes en color rojizo y amarillo.


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6 Implementación en el SIG

Para la implementación del mapa de amenaza sísmica en el SIG, se consideraron una serie de capas temáticas, entre las cuales están:

6.1 Sismicidad de Nicaragua

Esta capa está compuesta por sismos registrados por la red nacional de Nicaragua (vieja y actual), la que nos indica como ha sido afectada Managua sísmicamente entre 1975 y 2002, de aquí es posible determinar las fuentes sismo-generadoras, que sirven como una parte del modelo utilizado para el cálculo de la amenaza sísmica (figura 2).

6.2 Fallas de Managua y sus alrededores

Esta capa está compuesta por todas las fallas reconocibles las cuales se han venido actualizando a través del tiempo por diferentes investigadores. Esta capa es de gran utilidad pues nos define zonas que podrían ser afectadas por la activación de las mismas con la ocurrencia de un terremoto con las características del sismo de 1972 o con una magnitud mayor (figura 9), esta información es de gran valor para el cálculo de la amenaza sísmica de un área determinada.

Figura 9: Mapa de fallas geológicas de Managua actualizado hasta Mayo de 2002, es posible acceder al mapa a través de esta dirección electrónica http://www.ineter.gob.ni/geofisica/sis/f-mana.html.


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6.3 Amenaza sísmica (PGA en roca)

Para esta capa se tomaron datos que fueron generados de análisis hechos por colaboradores del GSHAP los cuales usaron parámetros de sismicidad, fallamiento y relaciones de atenuación para Centroamérica y aplicando un programa para computador el cual calcula una rejilla de puntos en nuestro caso 0.1 por 0.1 grados. La distancia entre puntos calculados es de 11 km, aproximadamente. Por lo que se requirió hacer una interpolación entre puntos hasta tener una rejilla más densa.

El proceso de interpolación se trató de hacer con ayuda de las herramientas de ArcGIS - “Spatial Analyst” pero los resultados fueron insatisfactorios, en el proceso de interpolación la mayoría de veces no funcionó (el proceso se interrumpía después de horas de tratar de llevar a cabo la tarea).

Se probó otro software para efectuar el proceso, en nuestro caso usamos el programa para PC - SURFER 7.0, el cual posee una herramienta para efectuar interpolaciones de rejillas de puntos, permitiendo cambiar las distancias entre éstos. La cantidad de puntos calculados por GSHAP correspondientes al área piloto Managua y sus alrededores es 16 puntos, de los cuales solo 2 se encuentran en el área urbana, esto es debido a que la rejilla calculada por GSHAP como se mencionó anteriormente fue de 0.1 por 0.1 grados, lo que equivale aproximadamente a 11 km por 11 km.

La rejilla de puntos calculada por GSHAP se dividió en cuatro pedazos, los que fueron interpolados a una rejilla de 80 por 80 m.

Utilizando herramientas de ArcGIS - “Spatial Analyst” se transformó cada rejilla interpolada a un mapa raster. Por último, se usó la herramienta “Raster Calculator” también de “Spatial Analyst” para juntar los pedazos con el comando “merge raster1, raster2”. Obteniendo así, un mapa completo del área piloto.

6.4 Mapa de amenaza sísmica en superficie (combinación del PGA en roca con

amplificaciones del suelo)

El mapa de amenaza sísmica en superficie es un mapa compuesto debido a que se obtiene de combinar otros mapas en uno solo.

Los mapas utilizados en la generación del nuevo mapa son:

1) Mapa de amenaza sísmica (PGA en roca). 2) Mapa de amplificación del suelo. 3) Mapa de pendientes.

El criterio utilizado fue a través de la observación de valores promedios para la amplificaciones en al área piloto, se tomó 1.5 para zonas que no sobrepasaran 15 grados en la pendiente y para sitios con pendiente mayor a 15 grados se multiplicó por una amplificación de 2.0 a los valores de PGA.


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7 Composición y contenido del mapa

7.1 Capas Vectoriales

Aunque es posible tener puntos, líneas y polígonos en una sola capa, una capa típica consiste de un solo tipo de elemento. Es posible tener una sola capa vectorial para ríos (líneas) y otra capa para predios (polígonos). Una capa vectorial está definida como un conjunto de elementos que tienen una localización (definida por coordenadas y por apuntadores topológicos a otros elementos) y, posiblemente atributos (definidos como un conjunto de ítems o variables) (ESRI, 1989). Las capas vectoriales contienen los elementos vectoriales (puntos, líneas, polígonos) y la información de atributos.

7.1.1 Puntos

Un punto está representado por un par de coordenadas x, y. Los puntos pueden representar la localización de un lugar geográfico o un punto sin área, tal como la localización del epicentro de un sismo o terremoto, poblados, etc.

7.1.2 Líneas

Una línea (polilínea) es un conjunto de segmentos de línea y representa un elemento geográfico lineal, tales como ríos, caminos, redes de servicio o también fallamientos. Las líneas también pueden representar límites no geográficos, similares a zonas escolares, curvas de nivel, etc.

7.1.3 Polígonos

Un polígono es una línea cerrada o un conjunto de líneas cerradas que definen un área homogénea, tales como cuerpos de agua, caídas de cenizas, límites municipales. Los polígonos pueden también ser usados para representar sitios no geográficos, como hábitats de vida salvaje, límites estatales, distritos comerciales, etc..

7.2 Elementos de amenaza sísmica

Para la realización cartográfica de los elementos que intervienen en la amenaza sísmica, que son básicamente:

1) epicentros de sismos, 2) fallamiento local, 3) amplificaciones del suelo, 4) relieve del terreno.


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7.2.1 Cualidades de los elementos

• Forma (pueden ser shapes de puntos, multipuntos, polilíneas, polígonos). • Referencia Espacial (se refiere a la geometría de los elementos Coordenadas

Cartesianas X, Y). • Atributos (son campos relacionados a Magnitud, distancias, energía liberada, etc.). • Subtipos (los elementos se agrupan en subclases: ejemplo, los sismos pueden

clasificarse como locales, regionales o lejanos). • Relaciones (los elementos mantiene relación con algún otro elemento: los epicentros

tienen estrecha relación con las fallas o sistemas de fallamiento. Las amplificaciones del suelo están relacionadas con el relieve del terreno).

• Dominios (un atributo puede tomar un valor de un conjunto de valores predefinidos, evita la introducción de errores).

• Reglas (es posible utilizar reglas para restringir o asegurar cierto comportamiento: Ejemplos, no construir cerca de fallas sin tomar en cuenta las restricciones planteadas en códigos constructivos).

• Topología (es un tipo específico de relación). • Comportamiento complejo (esto requiere de programación). 7.2.2 Características del shape “epicentros”

Esta capa muestra la sismicidad de toda Nicaragua entre los años 1975 a 2002. Datos de atributos correspondientes a esta capa se observan en la tabla siguiente.

Tabla 2: Características del shape “epicentros”

Campo Tipo de campo Descripción OBJECTID Object ID SHAPE Geometry Puntos FECHA_HOR Text Fecha y hora del epicentro LATITUD Double LONGITUD Double PROF Float Profundidad en km N_STA Long integer Numero estaciones que lo registro RMS Float Error cuadrático medio MAG Float Magnitud

L TIPO_MAG Text Tipo_Mag C

AGENCIA Text Organización que procesa el dato


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7.2.3 Características del shape “fallamiento local”

Esta capa muestra el fallamiento local que ha sido actualizado hasta la fecha. Los atributos de la misma se observan de la tabla siguiente.

Tabla 3: Características del shape “fallamiento local”

Campo Tipo de campo Descripción OBJECTID Object ID Shape Geometry Polilíneas

Comprobada CLASE Text Importancia Principal Transcurrente derecha Normal

Tipo Text De falla

Desconocido Buzamiento Double RUMBO Double NOMBRE Text Fuente Text Autor (bibliografía) Actividad Text Si es activa o no activo Año_activ. Short Integer Año de la ultima actividad

7.2.4 Características del shape “amplificaciones del suelo”

Esta capa muestra como amplifican los suelos de Managua para diferentes rangos de frecuencias, el método empleado para el cálculo fue el de Nakamura. Los atributos de la capa son mostrados en la tabla siguiente.

Tabla 4: Características del shape de “amplificaciones del suelo”

Campo Tipo de campo Descripción OBJECTID Object ID SHAPE Geometry Puntos Estación Text Punto donde se hizo la medición de Nakamura Amp05_3 Double Amplificación de Nakamura para el intervalo de

05_3 Hz. Amp3_7 Double Amplificación de Nakamura para el intervalo de

3_7 Hz.

7.2.5 Características del shape “mapa de pendientes”

Esta capa muestra como varía el relieve del terreno en toda el área piloto y es usado como criterio para el cálculo de un nuevo mapa de PGA en superficie, también este es un subproducto del shape de líneas curvas de nivel (tabla 5).

Tabla 5: Características del shape “mapa de pendientes”

Campo Tipo de campo Descripción OBJECTID Object ID SHAPE Geometry Polilíneas ELEVACION Double Valor de altura


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7.3 Elementos geográficos

Los elementos geográficos poseen muchas cualidades tales como formas vectoriales, relaciones, atributos y comportamientos, al igual que otros tipos de elementos.

Para muchas aplicaciones la forma vectorial de representación de los elementos es la que otorga más precisión y conveniencia. Otras requieren de otras formas de representación tales como TIN o RASTER.

7.3.1 Características de shape “caminos”

La capa de caminos está compuesta por todos los tipos de caminos con que cuenta el área piloto en particular y Nicaragua en general. Ver atributos de esta capa en la tabla siguiente.

Tabla 6: Características de shape “caminos”

Campo Tipo de campo Descripción OBJECTID Object ID SHAPE Geometry Polilíneas

Camino general Camino de tiempo seco Camino de todo tiempo

DESCRIP Text Tipo de camino

Carretera pavimentada

7.3.2 Características del shape “ciudades”

Esta capa esta formada por todas las ciudades de Nicaragua. Ver atributos de la capa en la siguiente tabla.

Tabla 7: Características del shape “ciudades”

Campo Tipo de campo Descripción OBJECTID Object ID Shape Geometry Polígono POBINIC Double Población de Nicaragua NOMBRE Text Nombre de la ciudad

7.3.3 Características del shape “límites del país”

Esta capa contiene los límites del país.

Tabla 8: Características del shape “límites del país”

Campo Tipo de campo Descripción OBJECTID Object ID Shape Geometry

De la combinación de los elementos de la amenaza sísmica con los geográficos se obtiene un mapa que indica como sería afectada determinada zona en particular. Podemos visualizar del mapa de PGA en superficie que se debe considerar para el diseño de estructuras en determinadas áreas en las que se este considerando urbanizar.


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8 Conclusiones

Considerando los resultados obtenidos y los objetivos del análisis efectuado se llega a las siguientes conclusiones:

1) Que utilizando herramientas del SIG es posible combinar resultados de estudios que provienen de diferentes metodologías para obtener nuevos resultados, los cuales son reflejados en un mapa combinado.

2) Que a partir de la observación del mapa se pueden obtener valores de PGA para un sitio en particular que servirá para el diseño de estructuras más resistentes durante la ocurrencia de sismo.

3) De la observación de aquellos sitios con determinados rangos de PGA puede servir a las alcaldías en el ordenamiento territorial.

4) El mapa puede ser utilizado como herramienta en la educación pública para niños en las escuelas e incluso en otras instituciones.

5) La observación del mapa también puede ayudar en la concientización sobre la prevención contra desastres, pues podrían utilizarse los valores de PGA en determinadas zonas en las que las edificaciones necesiten ser reforzadas.


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9 Referencias

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