*Docente de la Escuela de Postgrado

DETERMINACIÓN DEL ESPECTRO DE PELIGRO SISMICO UNIFORME PARA

TACNA

Mag. Carmen E. Ortiz Salas*

cortiz@upt.edu.pe

Introducción

Los antecedentes sismológicos históricos e instrumentales muestran que el territorio del Perú y en

particular su zona costera tiene un alto 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 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 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

espectro de respuesta sísmica depende de la magnitud y distancia del sismo al sitio (Anderson, Trifunac M.D. , Boore D., Joyner W.), por lo que es necesario tener espectros que tengan en cuenta

posibles combinaciones para la misma probabilidad de excedencia, cumpliendo esta función los

espectro de peligro sísmico uniforme.

Determinación del Espectro de Peligro Sísmico Uniforme para Tacna

En este trabajo, el espectro de peligro sísmico uniforme para Tacna se ha determinado a partir 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 distingue sismos

de subducción de interfase e intraplaca y que incluye ordenadas espectrales .

Los valores de las aceleraciones espectrales han sido calculados para 11 periodos, el primero correspondiente a la aceleración máxima del suelo (0.0 seg), y el resto con 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 útil, es decir el 10% de nivel de excedencia en un periodo retorno de 475 años.

La Tabla N° 01 muestra los valores de máximas aceleraciones espectrales para la 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 E-030 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

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CORNELL A, C. (1968), "Engineering Seismic Risk Analysis", Bulletin of the

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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.

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