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Evaluación Probabilista de la Amenaza Sísmica,El uso del CRISIS
Mario A. Salgado-Gálvez
Lunes 25 de mayo
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Introducción
• Para la armonización de la microzonificación sísmica deManizales se ha realizado una evaluación probabilista de laamenaza sísmica en roca.
• Esta evaluación cumple con los requisitos establecidos en elReglamento NSR-10 (A.2.9).
• Los resultados del presente estudio han servido también deinsumo para evaluaciones probabilistas del riesgo sísmico deedificaciones y líneas vitales en Manizales.
• La amenaza sísmica ha sido calculada utilizando el programaCRISIS 2014; una herramienta mundialmente conocida yaceptada.
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Desarrollo del programa CRISIS
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Evaluación de la amenaza sísmica
Se ha utilizado el programa de cálculo CRISIS 2014
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Contexto tectónico
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Modelo tectónico (fuentes sismogénicas)
SUPERFICIALES
PROFUNDAS
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Modelo geométrico
Fuentesísmica
Puntode análisis
Las fuentes son divididas entriángulos.
Las divisiones cercanas alpunto de análisis son máspequeñas que las demás.
Cada triángulo queda con lamisma sismicidad por unidadde área asignada.
Se utilizó además el modelo geométrico de plano-fuente con el cual setiene una mejor descripción de la geometría en profundidad de lasfuentes.
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Sismicidad histórica en la región
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Catálogo sísmico
Magnitud mínima 4.0
Magnitud máxima 8.1
Año de inicio 1962
Año de finalización 2013
Número de eventos 7,650
Tipo de magnitud MW
Profundidad (Km) Número de eventos
0 7,650
5 7,142
20 5,123
35 3,683
60 2,743
80 2,431
120 1,960
200 91
250 19
300 11
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Completitud del catálogo
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
# ev
ento
s ac
umul
ados
Año
Se verifica para la magnitud umbral seleccionada (4.0)
1962
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Asignación de eventos
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Modelo de sismicidad
00( )
u
u
MM
M M
e eM
e e
Modelo Poissoniano
No tiene memoria
0.001
0.01
0.1
1
10
100
3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0
Even
tos
po
r añ
o
Magnitud
λo
β
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Parámetros de sismicidad
Los parámetros de las fuentes (λo y β) fueron calculados con elmétodo de máxima verosimilitud y se calculó el coeficiente devariación de β (CV) para cada una de las fuentes, con el fin de darun tratamiento adecuado a la incertidumbre del problema. Seseleccionó una magnitud umbral Mo de 4.0.
0
N
t
1
( )N
i
N
M Mo
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Parámetros de sismicidad
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Parámetros de sismicidad
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Parámetros de sismicidad
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Curvas de recurrencia de magnitud
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
4 5 6 7 8 9
Tasa
de
exc
ed
en
cia
(eve
nto
s/añ
o)
Magnitud (Mw)
0.0001
0.001
0.01
0.1
1
10
4 5 6 7 8 9
Tasa
de
exc
ed
en
cia
(eve
nto
s/añ
o)
Magnitud (Mw)
Romeral Benioff Intermedia
Centro
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Parámetros de sismicidad (Mu)
EMUMU1 MU2
σM U σMU
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Relaciones de atenuación
1
10
100
1,000
1 10 100 1000
Sa (
cm/s
2)
Distancia (Km)
5.0
6.0
7.0
0
1
10
100
1,000
1 10 100 1000
Sa (
cm/s
2)
Distancia (Km)
5.0
6.0
7.0
Zona intraplaca
Zona subducción
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Evaluación de la amenaza sísmica
Pr(A>a|M,Ri) es la probabilidad de que la intensidad exceda un
cierto valor, dadas la magnitud del sismo M, y la distancia entre la
i-ésima fuente y el sitio Ri.
N
n
Mu
Mo
i dMRMaAM
a1
),|Pr()(
Tasa de excedencia de la intensidad
Medida de intensidad
Sumatoria de todas las fuentes sismogénicas
Integración de la función de densidad de probabilidad de cada fuente
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Exce
ed
ace
rat
e
Intensity measure
Representación de la amenaza
TR = 100 años
TR =500 años
= 0.01/año
= 0.002/año
Mapas para diferentes períodos de retorno
Curva de excedencia de intensidad
para cada ubicación
TR = 1000 años
= 0.001/año
Medida de intensidad
Tasa
de
exc
ed
enci
a (1
/añ
o)
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Resultados (curvas de amenaza y EAU)
1.E-07
1.E-06
1.E-05
1.E-04
1.E-03
1.E-02
1.E-01
1.E+00
1.E+01
1.E+02
1 10 100 1,000
Tasa
de
exc
ed
en
cia
(ve
ces/
año
)
Intensidad (cm/s2)
0.00 seg
0.10 seg
0.15 seg
0.50 seg
1.00 seg
2.00 seg
0
200
400
600
800
1000
1200
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
Sa (c
m/s
2)
Período (seg)
31 años
225 años
475 años
975 años
2475 años
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Resultados
1.E-06
1.E-05
1.E-04
1.E-03
1.E-02
1.E-01
1.E+00
1.E+01
1.E+02
1 10 100 1,000
Arco de Dabeiba
Bahía Solano
Benioff Intermedia I
Benioff Intermedia II
Benioff Intermedia III
Benioff Profunda
Bucaramanga-Santa Marta Sur
Cauca
Cimitarra
Espíritu Santo
Fallas del Magdalena
Frontal Cordillera Oriental Norte
Frontal Cordillera Oriental Centro
Frontal Cordillera Oriental Sur
Garrapatas
Ibagué
Murindó
Nido Bucaramanga
Normal Panamá-Pacífico
Palestina
Perijá
Romeral
Romeral Norte
Salinas
Suárez
Subducción Norte
Subducción Centro
Subducción Sur
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Resultados
31 años 225 años
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Resultados
475 años 2,475 años
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Resultados (desagregación de la amenaza)
PGA – 475 años
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Definición coeficientes sísmicos para diseño
Parámetro Valor estudio Valor NSR-10
Aa 0.21 0.25
Av 0.20 0.25
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
Sa (
g)
Período (seg)
Estudio
NSR-10
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Definición coeficientes sísmicos para diseño
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
Sv (
m/s
)
Período (seg)
Estudio
NSR-10
Parámetro Valor estudio Valor NSR-10
Aa 0.21 0.25
Av 0.20 0.25
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Definición coeficientes sísmicos para diseño
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
Sd (
m)
Período (seg)
Estudio
NSR-10
Parámetro Valor estudio Valor NSR-10
Aa 0.21 0.25
Av 0.20 0.25
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Definición coeficientes sísmicos para seguridad limitada
Parámetro Valor estudio Valor NSR-10
Ae 0.17 0.20
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
Sa (
g)
Período (seg)
Estudio
NSR-10
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Definición coeficientes sísmicos para umbral de daño
Parámetro Valor estudio Valor NSR-10
Ad 0.09 0.10
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
Sa (
g)
Período (seg)
Estudio
NSR-10
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Gracias!