NUMERO CUADERNOS 33 - files.cenapred.unam.mx

CUADERNOS

DEINVESTIGACION

NUMERO

33ABRIL, 1996

V CROZO\

C ^.,

F CAC O\ SISVICA DE LADAD DE COL VA

Carlos Gutiérrez M.

Kozuoki Mosoki

Javier Lermo

Julio Cuenco

Ing. Shigeharu MorishitaDirector del Equipo Asesor Japonés

Dr. Mario Ordaz

Coordinador de Investigación

M. en I. Robe rto QuaasCoordinador de Instrumentación

Lic. Ricardo Cícero Betancourt

Coordinador de Difusión

SECRETARIA DE GOBERNACION

Lic. Emilio Chuayffet Chemor

Secretario de Gobernación

Lic. Juan Ramiro Robledo RuizSubsecretario de Protección Civil y de Prevencióny Readaptación Social

CENTRO NACIONAL DE PREVENCION DEDESASTRES

Dr. Roberto MeliDirector General

la. edición, Abril 1996

o SECRETARIA DE GOBERNACION

o CENTRO NACIONAL DE PREVENCION DEDESASTRESAV. DELFIN MADRIGAL No. 665, COL. PEDREGAL

SANTO DOMINGO, DELEGACION COYOACAN, C.P.04360, MEXICO, D.F.TELEFONOS: 606 98 37, 606 97 39, 606 99 82,

FAX: 606 16 08

° Autores: Carlos Gutiérrez M., Kazuaki Masaki,Javier Lermo, Julio Cuenca.

Edición a cargo de: Carlos Gutiérrez

Derechos reservados conforme a la ley

IMPRESO EN MEXICO. PRINTED IN MEXICO

Distribución Nacional e Internacional: Centro Nacionalde Prevención de Desastres

EL CONTENIDO DE ESTE DOCUMENTO ESEXCLUSIVA RESPONSABILIDAD DE LOSAUTORES

SISTEMA NACIONAL DE PROTECCION CIVIL

SISTEMA NACIONAL DE PROTECCIÓN CIVIL

CENTRO NACIONAL DE PREVENCIÓN DE DESASTRES

MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE LA CIUDAD DE COLIMA

Carlos Gutiérrez M. 1

Kazuaki Masaki 2

Javier Lermo 3

Julio Cuenca 3

Informe preparado para el CENAPRED

Área de Riesgos Geológicos

Abril de 1996

I Centro Nacional de Prevención de Desastres2 Aichi Institute of Technology; Nagoya, Japón3 Instituto de Ingeniería, UNAM

CLAM.: (INA Pm:- 2AKIT TS : 6 6 2 0ITCTI

D3

CUADERNOS DE INVE

PRESENTACION

La Coordinación de Investigación del Centro Nacional de Prevención de

Desastres (CENAPRED) realiza estudios sobre las características de los

fenómenos naturales y de las actividades humanas que son fuentes potenciales de

desastres, así como sobre las técnicas y medidas que conducen a la reducción de

las consecuencias de dichos fenómenos.

Las actividades enfocan la problemática de los Riesgos Geológicos

(Sismos y Volcanes), de los Riesgos Hidrometeorológicos (Inundaciones,

Huracanes, Sequías, Erosión) y de los Riesgos Químicos (Incendios,

Explosiones, Contaminación por Desechos Industriales).

Los resultados de los estudios se publican en Informes Técnicos que se

distribuyen a las instituciones y los especialistas relacionados con cada tema

específico.

En adición a dichos Informes Técnicos de carácter muy especializado, el

CENAPRED ha emprendido la publicación de esta serie, llamada

CUADERNOS DE INVESTIGACION, con el fin de dar a conocer a un público

más amplio aquellos estudios que se consideran de interés más general o que

contienen información que conviene quede publicada en una edición más formal

que la de los Informes Técnicos.

Los catálogos de Informes Técnicos y de Cuadernos de Investigación, así

como las publicaciones específicas pueden obtenerse solicitándolos por escrito a

la Coordinación de Investigación del CENAPRED, o pueden consultarse

directamente en su Unidad de Información.

MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE LA CIUDAD DE COLIMA

RESUMEN

Con el propósito de establecer parámetros básicos para la microzonificación sísmica de laciudad de Colima, se llevó a cabo la observación de microtremores (vibración ambiental) en 57puntos del área urbana y el registro de 10 sismos de magnitud moderada en sitios de terrenofirme y blando, información que fue utilizada para definir líneas de isoperiodos y factores deamplificación, respectivamente.

Adicionalmente, se registraron microtremores a lo largo de una línea deaproximadamente 24 km que cruza el valle, con afloramientos de caliza en sus extremos, lo quepermitió reconocer las diferencias principales en espesor y comportamiento dinámico de losmateriales.

Finalmente, en dos sitios con litología representativa de la zona con mayor número deasentamientos humanos, se determinaron velocidades de ondas P y S en las capas mássuperficiales de manera directa, utilizando un sistema de sonda suspendida en dos pozos conprofundidad de 50 m, con lo que se pudo proponer un modelo de dos capas para la ciudad.

ABSTRACT

In order to estimate basic parameters for seismic microzoning in Colima city,microtremors were observed at 57 sites in the urban area and 10 moderate magnitudeearthquakes were recorded in soft and hard soils, information that was used to define isoperiodlines and amplification factors, respectively.

Additionally, microtremors were recorded along a 24 km line across the valley withlimestone outcrops at both edges. It permitted to recognize the main differences in depth anddynamic behavior of the materials.

Finally, at two sites with representative lithology of the zone with the greatest number ofhuman settlements, P and S wave velocities were directly observed using a logging system inboreholes with depths of 50 m; this permitted to propose a two-layer model for Colima city.

5

CONTENIDO

RESUMEN 5

ABSTRACT 5

CONTENIDO 7

INTRODUCCIÓN 9

CAPÍTULO 1 MARCO GEOLÓGICO 11

CAPÍTULO 2 DETERMINACIÓN DE AMPLIFICACIÓN RELATIVA 13

2.1 DISTRIBUCIÓN DE INSTRUMENTOS DE REGISTRO 13

2.2 EVENTOS SÍSMICOS REGISTRADOS 13

2.3 COCIENTES ESPECTRALES Y AMPLIFICACIÓN RELATIVA 13

CAPÍTULO 3 MAPA DE ISOPERIODOS PARA LA CIUDAD DE COLIMA 15

3.1 PROCEDIMIENTO DE OBSERVACIÓN DE MICROTREMORES 15

3.2 ANÁLISIS DE MICROTREMORES Y LÍNEAS DE ISOPERIODOS 15

3.3 ESTACIONARIEDAD DE MICROTREMORES 16

CAPÍTULO 4 MICROTREMORES A TRAVÉS DEL VALLE DE COLIMA 19

4.1 INTRODUCCIÓN 19

4.2 PROCEDIMIENTO DE OBSERVACIÓN 19

4.3 ANÁLISIS Y RESULTADOS 19

CAPÍTULO 5 OBTENCIÓN DE VELOCIDADES DE ONDAS P y SMEDIANTE SONDA SUSPENDIDA 21

5.1 INTRODUCCIÓN 21

5.2 POZOS PARA SONDEOS EN EL ÁREA URBANA 21

5.3 SISTEMA DE SONDA SUSPENDIDA 215.4 MODELO DE VELOCIDADES 22

CONCLUSIONES 23

REFERENCIAS 25

RECONOCIMIENTOS 27

TABLAS 29

FIGURAS 33

7

INTRODUCCIÓN

La ciudad de Colima se encuentra cercana a una de las principales zonas sismogénicasde nuestro país. que es la región costera de Jalisco y Colima. Aunque su nivel de sismicidadno llega a ser como el de Guerrero. la región tiene un potencial sísmico alto. Durante estesiglo se han producido sismos de gran magnitud en esa región tales como los del 3 y 18 dejunio de 1932. con magnitudes 8.2 y 7.8, respectivamente: 15 de abril de 1941 (M 7.7), 30 deenero de 1973 (M 7.5) y recientemente el 9 de octubre de 1995 (M 7.9). Cabe señalar que elprimero de ellos esta considerado como el de mayor magnitud en México durante el presentesiglo (Singh et al.,1985). Esto ha mostrado la necesidad de que las grandes ciudades cercanasa zonas de alto potencial sísmico, por ejemplo Colima y Guadalajara, cuenten coninformación relativa al comportamiento dinámico del suelo en el cual se encuentran,estableciendo áreas con diferentes grados de riesgo por sismos de gran magnitud, lo cual seconoce como microzonificación sísmica.

Uno de los procedimientos más conocidos para la microzonificación sísmica, en estecaso aplicado en la ciudad de Colima. es el registro y análisis de vibración ambiental omicrotremores. en un número considerable de puntos en el área de interés para laconfiguración de un mapa con curvas de igual periodo dominante, cuyos valores puntuales seobtienen de los espectros de amplitud o de potencia de las señales registradas. Asimismo, secuantifica la amplificación relativa del movimiento sísmico en suelos blandos con respecto asuelo firme mediante el análisis de eventos de moderada o gran magnitud obtenidos consismógrafos o acelerógrafos (Lomo et al., 1988: Gutiérrez y Singh, 1992).

En este caso. se llevaron a cabo observaciones complementarias de microtremores a lolargo de una línea de 24 km que cruza el Valle de Colima y la medición de velocidades deondas P y S, mediante sonda suspendida, para las capas más superficiales de los depósitos deavalancha volcánica. una de las formaciones geológicas predominantes en el valle.

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CAPÍTULO 1

MARCO GEOLÓGICO

Colima está situada dentro del graben de Colima que. junto con el graben de Zacoalcoy el de Chapala, puede constituir un incipiente punto triple (Lurh y Carmichael, 1981). Dentrodel graben de Colima se ha mantenido un nivel alto de actividad volcánica, cuyo rasgo mássobresaliente es el Volcán de Fuego. considerado como uno de los más activos de México yque está situado al norte de la ciudad de Colima.

La ciudad se encuentra sobre una meseta. ubicada entre el Eje Neovolcánico y la SierraMadre del Sur, ligeramente inclinada hacia el suroeste (Silva y Esquivel, 1976). Losmateriales sobre los que se asienta la zona urbana son (Fig 1.1):

- Conglomerados. principalmente en la parte este de la ciudad.

- Intercalaciones de arenas y conglomerados, superficialmente intemperizados aunquecon mayor cohesión a medida que aumenta la profundidad, predominantes en la parte oestedel área urbana.

- Aluviones. producto básicamente del acarreo de ríos. depositados en el sur de laciudad, utilizados principalmente con fines agrícolas.

- Brecha volcánica andesítica. sobre la que se han desarrollado la mayor parte de lasobras civiles y se concentra más del 50 % de la población; se extiende principalmente en laparte norte. Debido a condiciones climáticas relativamente favorables, la ciudad tiende acrecer hacia la parte norte, sobre estos depósitos.

El espesor total de los depósitos de avalancha volcánica, debajo de la ciudad, puedellegar a ser hasta de 700 ni. según estudios geológicos (Navarro y Cortez, Univ. de Colima,comunicación personal) y geofísicos (López y Gutiérrez, 1977). Estos depósitos sobreyacencalizas del cretácico. formación basal importante en el Valle de Colima, que afloran enlocalidades cercanas tales como Zacualpan y el cerro La Cumbre.

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CAPÍTULO 2

DETERMINACIÓN DE AMPLIFICACIÓN RELATIVA

2.1 DISTRIBUCIÓN DE INSTRUMENTOS DE REGISTRO

Para el registro de los eventos sísmicos que fueron empleados en la evaluación de losfactores de amplificación. se utilizaron, durante julio y agosto de 1994, sismógrafos digitalesEDA con memoria de estado sólido y sensores Leimartz. con tres componentes ortogonales yperiodo natural To = 1 s. Para la instalación de estos instrumentos se tomaron en cuenta losdistintos tipos de terreno así como la tendencia de expansión del área urbana. Seseleccionaron ocho sitios para la instalación de los sismógrafos (ver Fig 1.1). La estaciónempleada como base de comparación se ubicó en el cerro La Cumbre, considerado el sitiomás firme cercano a la ciudad.

2.2 EVENTOS SÍSMICOS REGISTRADOS

Con la instnnnentación descrita fue posible registrar, simultáneamente en sitios de laciudad y en La Cumbre. diez sismos con magnitudes Mc entre 3.2 y 4.5 (Tabla 2.1). Losepicentros de estos eventos y sus correspondientes series de tiempo se muestran en las Figs2.1 y 2.2. respectivamente. La mayoría de los sismos se concentraron en la parte continentalen un radio no ma yor a 511 km de la ciudad y con profundidades hasta de 27 km. El eventomás lejano (evento I) se localizó aproximadamente a 370 km. siendo uno de los de mayormagnitud y mayor profundidad.

Existe un estudio previo de amplificación relativa para la ciudad de Colima para el quese eligió un sitio de referencia distinto. sobre depósitos volcánicos (Lermo et al., 1991). Selogró hacer estimaciones de amplificación relativa para 4 sitios del área urbana empleando unsismo de magnitud 3.5. Sin embargo. se consideró importante verificar y complementar esosresultados empleando un nuevo sitio de referencia con las características geológicas de LaCumbre.

2.3 COCIENTES ESPECTRALES Y AMPLIFICACIÓN RELATIVA

Se calcularon espectros de amplitud de Fourier para los paquetes de ondas S y de codade S para todos los sismos registrados. Asimismo. para estimar factores de amplificaciónrelativa en sitios de la ciudad. se calcularon los cocientes espectrales empleando comoreferencia los espectros de eventos registrados en La Cumbre (Fig 2.3).

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CAPÍTULO 2

De los 7 sitios instrumentados en la ciudad, puede afirmarse que sólo para 4 se logró unaestimación relativamente confiable del comportamiento característico del terreno, en vista deque en ellos se registraron entre 3 y 6 eventos. Estos sitios son Rancho Amezcua (RA),Universidad de Colima (UC), zona Centro-Este (CE) y San Cayetano (CAY), el primero deellos sobre aluvión y el resto sobre brecha andesítica. En las otras estaciones sólo un evento fueregistrado de manera simultánea.

Para un evento determinado, las formas de los espectros de ondas S y de coda de S, aligual que de los cocientes espectrales, tienen gran similitud. Esto ocurre en un buen número decasos. Las frecuencias dominantes para cada sitio fueron estimadas a partir de los cocientesespectrales buscando la coherencia de máximos en ambos tipos de cocientes. En términosgenerales, los factores de amplificación no son superiores a 6, para ondas S mientras que paracoda de S, éstos llegan hasta 9 (Tabla 2.2). Para lo anterior, se consideraron frecuenciassuperiores a 1 Hz ya que la respuesta de los instrumentos para frecuencias inferiores no esuniforme.

Los valores de amplificación resultaron relativamente reducidos en comparación conotros casos en donde la amplificación para suelos blandos se encuentra entre 8 y 56 veces (Singhet al., 1988; Gutiérrez y Singh, 1992).

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CAPÍTULO 3

MAPA DE ISOPERIODOS PARA LA CIUDAD DE COLIMA

3.1 PROCEDIMIENTO DE OBSERVACIÓN DE MICROTREMORES

El análisis espectral de microtremores ha sido ampliamente usado en Japón y otrospaíses para evaluar los periodos dominantes del terreno. Hace pocos años este método fueaplicado en la Ciudad de México con fines de microzonificación, observándose buenacorrelación entre los máximos en espectros de microtremores y aquellos de espectros deaceleración (Lermo el al.. I988). Se puede afirmar que. cuando el contraste de impedanciaacústica entre la roca basal y depósitos blandos sobreyacentes es alto. los periodos dominantesdel terreno que se presentan durante movimientos sísmicos intensos, pueden ser determinadosempleando el análisis espectral de microtremores. En el caso del Valle de Colima, de acuerdoa la información geológica y geofísica. se espera que dicho contraste sea más bien bajo.

Tomando en cuenta lo anterior, se llevó a cabo una campaña de observación demicrotremores en zonas urbanas y suburbanas con el propósito de estimar, con la mayorprecisión posible, las principales diferencias de la respuesta del terreno ante el movimientosísmico.

Las mediciones fueron hechas en 57 sitios a lo largo de 5 líneas con orientaciónaproximada NW-SE, cruzando enteramente la ciudad, alternando dos sistemas digitales deadquisición de datos. con sensores de tres componentes ortogonales y periodos naturales de 1y 5 s. respectivamente.

Las señales de microtremores fueron observadas durante 90 segundos, empleando unafrecuencia de muestreo de 50 Hz, siempre buscando evitar efectos de fuente causados por eltránsito cercano de personas y vehículos o maquinaria en uso.

3.2 ANÁLISIS DE MICROTREMORES Y LÍNEAS DE ISOPERIODOS

Para el cálculo de espectros de amplitud de Fourier se empleó, en la mayoría de loscasos. la ventana completa de la señal. Sin embargo. debido a la presencia de señalesespurias, en algunas ventanas sólo se consideró una tercera parte.

En las Figs 3.1 y 3.2 se presentan las series de tiempo de microtremores y los espectrosde amplitud para el componente norte-sur. respectivamente (ambos componentes horizontalesmostraron comportamientos muy similares). Los máximos espectrales asociados a lasfrecuencias dominantes. no se presentan generalmente con buena definición por lo que, paraconstnicción del mapa de isoperiodos. se consideró la tendencia general de las formasespectrales (Fig 3.3).

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CAPÍTULO 3

Las líneas de isoperiodos no siguen estrictamente la distribución de los depósitossuperficiales como podría haberse esperado de acuerdo a la relación directamenteproporcional espesor-periodo. No . obstante, puede verse que la porción de conglomeradoarenoso, en la parte suroeste de la ciudad, concentra los periodos más largos.

En el análisis de microtremores realizado por Lermo et al. cn 1991, se reportan valoresde periodos dominantes para 35 puntos ubicados en dos líneas que cruzan casiperpendicularmente la ciudad. No en todos los casos coinciden los valores con los que aquí sereportan, probablemente por diferencias en criterios de evaluación o señales pocorepresentativas del comportamiento natural del terreno. La diferencia más grande es quedurante esta campaña de observación no se encontraron periodos cercanos a 2 s en losextremos este y sur de la ciudad, como se reporta en el estudio anterior.

3.3 ESTACIONARIEDAD DE MICROTREMORES

Puesto que los microtremores son producto principalmente de la actividad humana, silas fuentes de vibración se encuentran distribuidas al azar en un área considerable, la amplitudy la frecuencia de la señal observada estarán esencialmente determinadas por la estructura delsubsuelo. El conocer el grado de variabilidad de las amplitudes espectrales y de lasfrecuencias asociadas a sus máximos con respecto al tiempo, en un sitio dado. es de particularimportancia para los estudios de microzonificación. Normalmente, se espera que la frecuenciadominante no cambie con el tiempo, de lo contrario los resultados del análisis demicrotremores podrían considerarse poco confiables.

Se eligió. como sitio representativo para una prueba de estacionariedad demicrotremóres. el sitio Centro-Este, en el que se hicieron observaciones, con sensores de 5 s,durante 24 horas con intervalos de una hora. En los espectros calculados se identifican dosfrecuencias dominantes de 0.3 y 3.5 Hz, observándose cambios notables sólo en ésta última,especialmente entre las 6 y 21 horas (Figs 3.4 y 3.5).

La diferencia más importante. al igual que en otros lugares donde se han realizadopruebas similares. es que las amplitudes a media noche son mucho más pequeñas que duranteel día, lo cual está directamente relacionado al número de fuentes activas en cada periodo deobservación.

Para la frecuencia de 0.3 Hz. las amplitudes no presentan una variación notable através del tiempo. Se pueden plantear dos posibilidades. para explicar este máximo. Una, quese considera la más razonable, es que se trate de microsismos presentes en prácticamentecualquier lugar. y cuyo origen se atribuye al oleaje marino (Hatherton, 1960). La frecuenciatípica de los microsismos reportada a nivel mundial es de 0.2 Hz; sin embargo, puedenesperarse algunos cambios debido a diferencias en los patrones de oleaje. Puesto que la ciudadde Colima se encuentra cerca del mar. es razonable esperar efectos en los espectros deamplitud como los descritos.

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CAPÍTULO 3

Por otra parte, la posibilidad de que este máximo se deba a microtremores con origenartificial se considera lejana, especialmente si se toma en cuenta que la circulación de vehículosen la ciudad es relativamente reducida al igual que la actividad industrial.

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CAPÍTULO 4

MICROTREMORES A TRAVÉS DEL VALLE DE COLIMA

4.1 INTRODUCCIÓN

Se consideró que una parte complementaria importante de la microzonificación de laciudad sería el reconocimiento de las diferencias en amplitudes espectrales y frecuenciasdominantes de los materiales depositados en el Valle de Colima respecto de sitios firmes a loslados de éste, para lo cual se llevó a cabo el registro de microtremores a lo largo de una líneaque cruza el valle, entre el sitio de La Cumbre y el poblado Zacualpan.

4.2. PROCEDIMIENTO DE OBSERVACIÓN.

La línea fue planeada para cruzar el valle en dirección SE-NW y que sus extremos seubicaran en sitios firmes, en este caso afloramientos de caliza. La longitud total de la línea esde casi 24 km, incluyendo 25 sitios de medición con separación promedio de 1 km. El sitio 1es el punto de referencia en la parte alta del cerro La Cumbre. a unos 6 km al SSE de laciudad. El sitio 25 se localiza muy cerca del poblado Zacualpan (Fig 4.1). Durante lasobservaciones, los sensores se colocaron preferentemente sobre terreno natural, aunque enalgunas ocasiones fue sobre áreas pavimentadas, evitando al máximo la contaminación de laseñal por fuentes cercanas, algo difícil en el centro de la ciudad. La frecuencia de muestreofue de 50 Hz y la longitud de grabación de 180 s.

Tomando en cuenta que el Volcán de Fuego de Colima se encuentra en la parte nortede la ciudad y que la distribución de los depósitos de avalancha se han presentado con unpatrón radial, se puede esperar que éstos tengan espesores mayores hacia el centro de la líneade observación va mencionada.

4.3 ANÁLISIS Y RESULTADOS

El cálculo de espectros de Fourier se realizó empleando ventanas de 30 segundos deduración. Las señales correspondientes a los sitios I a 25 y sus espectros se muestran en lasFigs 4.2 y 4.3. respectivamente. Casi en todos los espectros mostrados también está presenteun pico en 0.3 Hz. que puede deberse a microsismos_ como ya se mencionó.

Los espectros de microtremores. al igual que para la ciudad, no muestran muyclaramente. aparte del pico en 0.3 Hz. una frecuencia dominante que pueda ser fácilmenterelacionada con la estructura del terreno. Se pueden considerar tres aspectos fundamentalespara explicar la falta de definición de máximos en los espectros:

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CAPÍTULO 4

a) Los depósitos tienen una distribución compleja en función de la profundidad ycontrastes bajos de impedancia acústica.

b) La fuente de energía es insuficiente para excitar completamente las formacionesgeológicas del valle.

c) Los picos que caracterizan el comportamiento del terreno son enmascarados pormido.

Las amplitudes en los primeros cuatro sitios son pequeñas, correspondiendo a terrenofirme. El punto 5 tiene mayores amplitudes aunque su periodo es similar a los de sitiosanteriores, sugiriendo que el espesor del aluvión es reducido. Los sitios 6, 7 y 8 se encuentranen un área de transición dentro de la ciudad, por lo que puede esperarse que las señales esténafectadas por fuentes locales. Las amplitudes en estos puntos cambian enormemente, mientrasque sólo para el punto 7 fue posible determinar confiablemente un periodo dominante.

Ya que el periodo más largo se encontró en el punto 16, junto con un aumentoimportante de las amplitudes, el cuerpo de conglomerado arenoso podría tener en este sitio sumayor espesor. Las amplitudes en los sitios 24 y 25, cercanos a Zacualpan y localizados sobreconglomerados de poco espesor que sobreyacen a las calizas, son más bien reducidas aunquemayores en comparación con las de 1 y 4, lo cual puede estar ocasionado por la actividadhumana cercana.

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CAPÍTULO 5

OBTENCIÓN DE VELOCIDADES DE ONDAS P Y S MEDIANTESONDA SUSPENDIDA.

5.1 INTRODUCCIÓN

Un procedimiento alternativo para analizar la respuesta del terreno requiere, al menos,de los espesores de las capas y sus correspondientes velocidades de ondas P y S. Para obtenertales datos pueden observarse microtremores mediante arreglos instrumentales, o bien realizarperfiles de refracción usando explosiones. Sin embargo, tales velocidades pueden obtenerseutilizando sonda suspendida a lo largo de un pozo perforado en un sitio cuya litología searepresentativa del área en estudio. Este método permite obtener datos mucho más precisos,aunque resulta ser altamente costoso. lo que limita su aplicación repetida en un áreadeterminada. Por tanto, es recomendable aplicar los métodos mencionados de maneracombinada para así tener una apreciación general de las características del terreno de manerarazonablemente confiable.

5.2 POZOS PARA SONDEOS EN EL ÁREA URBANA

El sistema de sonda suspendida fue usado en dos sitios separados 2.5 km, dentro de laciudad: Universidad de Colima y ci Fraccionamiento Santa Bárbara, este último muy cercanoa San Cayetano. lugares donde fueron colocados sismógrafos digitales (Fig 5.1). La litologíaen tales sitios (depósitos de avalancha volcánica) se considera representativa de gran parte delárea urbana de Colima.

La profundidad de cada uno de los pozos fue de 50 ni y su diámetro de 12.5 cm. Losmateriales encontrados durante la perforación son predominantemente tobas y brechas, estasúltimas a partir de 10 ni y 30 ni de profundidad para los sitios de Santa Bárbara y Universidadde Colima, respectivamente. Tales materiales continúan hasta unos 700 m de profundidad, deacuerdo con datos de geología. geofísica e información estratigrífica de pozos conprofundidades ma yores que I 0 ni (Orozco el al.. 1976).

s

5.3 SISTEMA DE SONDA SUSPENDIDA

Se utilizó un sistema de sonda como el mostrado en la Fig 5.2, el cual cuenta con unafuente de ondas P y S así como dos geófonos integrados en el mismo cuerpo, con unaseparación de I ni entre sí. los cuales reciben la señal producida por la fuente después deviajar a lo largo de la pared del pozo. El tiempo de viaje de las ondas es obtenido de ladiferencia en arribos en los

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CAPÍTULO 5

geófonos: así, considerando la separación unitaria entre éstos se calcula la velocidad de losmateriales y se asigna a la profundidad del punto medio entre geófonos.

5.4 MODELO DE VELOCIDADES

Las mediciones de velocidad. realizadas a intervalos de un metro, muestrandistribuciones que se presentan en la Fig 5.3 para ambos pozos. en las que se nota un cambiobien marcado de las velocidades de ondas S a partir de 20 m, presentando valores entre 500 y750 m/s. Para el pozo Santa Bárbara no se tienen datos de velocidad sino hasta los 10 m deprofundidad debido a la gran incertidumbre en la definición de arribos, tanto de ondas P comode S. La causa de tal fenómeno puede ser la gran dispersión de la señal de la fuente debido agrandes heterogeneidades en la granulometria, observadas en muestras de perforación.

Aunque el cambio de velocidades cercano a los 20 m no corresponde precisamente auna frontera litológica reportada durante la perforación. pone en evidencia un cambio en ladensidad de los materiales.

Considerando lo anterior. y asumiendo que la mencionada frontera se extiende en todoel cuerpo de brecha volcánica, puede plantearse un modelo de velocidades de dos capas paracada sitio. En la Universidad, para la primera capa se tomaría un promedio de 500 m/s,mientras que en Santa Bárbara éste seria de 220 m/s. En ambos casos a la capa inferior se leasigna una velocidad de 600 m/s.

Empleando la relación ¡„ = Vs/4H y el valor de J;, = 3.5 Hz. obtenido de la prueba deestacionariedad en un punto entre los dos pozos. el espesor H para la primera capa resulta serde 16 y 36 m. para Santa Bárbara y la Universidad, respectivamente: valores alrededor de laprofundidad del cambio significativo de velocidades. Esto puede indicar gruesamente lasvariaciones que pueden esperarse en el espesor y la velocidad de la primera capa, dentro de laciudad.

Por otra parte, tomando en cuenta la frecuencia dominante de 0.3 Hz, también obtenidade la prueba de estacionariedad, y que la velocidad generalmente aumenta con la profundidadpor lo que la velocidad de la brecha andesítica podría ser hasta de 1000 m/s a profundidadescercanas a la caliza, la relación usada anteriormente da una profundidad de 833 m, la cualresulta semejante a las estimaciones geológicas y geofísicas (700 m).

En consecuencia. un modelo general para el área. debe comprender. para la primeracapa. velocidades y espesores en rangos aproximados de 220 a 500 m/s y de 16 a 36 m,respectivamente. La segunda capa puede definirse hasta una profundidad cercana a los 800 m,con velocidad de 600 m/s a poca profundidad y aumentando hasta 1000 m/s cerca delcontacto con las calizas subyacentes.

22

CONCLUSIONES

Se tiene una estimación razonable de la amplificación relativa para cuatro sitios de laciudad de Colima. Para otros tres sitios se obtuvieron valores de amplificación usando solamenteun sismo. Los factores de amplificación son hasta de 6 en el caso de ondas S y 9 para ondas decoda de S.

En la mayoría de los espectros de microtremores es difícil encontrar, a diferencia deotros casos, un pico claramente definido que permita identificar el periodo dominante. El mapade isoperiodos se elaboró siguiendo el carácter general de la información al encontrarseinconsistencias. Los periodos más largos, con valores hasta de 0.3 s, se concentraron en la zonasuroeste del área urbana. Ya que la ciudad de Colima es pequeña y su nivel de actividadreducido, se piensa que la fuente de energía es insuficiente para excitar completamente losdepósitos volcánicos, obteniéndose una definición pobre de las frecuencias dominantes.

Para la línea La Cumbre-Zacualpan se obtuvo una estimación general de espesoresrelativos y periodos dominantes entre 0.15 y 0.6 s. La presencia de mayores amplitudes yperiodos en el centro de la línea sugiere que el espesor de los depósitos es mayor hacia la partemedia del valle.

Se perforaron dos pozos con profundidades de 50 m en brechas volcánicas. Un cambiosignificativo de velocidades de onda S se observó aproximadamente a 20 m que, junto con unvalor característico de fo, permite proponer un modelo de velocidades de dos capas para laciudad. Éste incluye, para la primera capa, velocidades y espesores en rangos aproximados de220 a 500 m/s y de 16 a 36 m, respectivamente. La segunda capa puede considerarse convelocidad entre 600-1000 m/s, hasta una profundidad de 800 m.

No obstante que el valle ha sido cubierto principalmente con materiales volcánicosdepositados con patrones complejos, los resultados en general se muestran coherentes con datosgeológicos y geofisicos, por lo que se considera que los métodos aplicados fueron útiles para lacaracterización de esta región.

23

CENTRO

REFERENCIAS

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2 Gutiérrez C., Nava, E., Singh, S.K., Vargas, W., Hernández, F. y Taylor, W. "Análisis deefectos de sitio en el área de Puerto Limón, Costa Rica, usando sismogramas digitales".Informe interno, CENAPRED, 1992.

3. Hatherton, T. "Microseisms at Scott Base". Geophys. Jour. of the Royal Astr. Soc. Vol.3, No. 4, 1960.

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8. Orozco, J.M., Fernández , C. y Preciado, P. "Colima, Col. Memorias de la VIII ReuniónNacional de Mecánica de Suelos", Tomo V, 1976.

9. Silva, C. y Esquivel, R. Colima, "Col. Memorias de la VIII Reunión Nacional deMecánica de Suelos", Tomo II, 1976.

10. Singh, S.K., Ponce, L. and Nishenko, S.P. "The great Jalisco, Mexico earthquakes of1932: subduction of the Rivera plate". Bull. Seism. Soc. Am. 75, 1985, pp 1301-1313.

25

RECONOCIMIENTOS

Se agradece el apoyo de todos los miembros del Centro Universitario de Investigacionesen Ciencias de la Tierra de la Universidad de Colima (CUICT) para llevar a cabo estos estudios.Particularmente, se reconoce el apoyo del Dr. Ignacio Galindo para la organización y realizaciónde todas las actividades del proyecto. La participación de los ingenieros Carlos Navarro y AbelCortez, investigadores del CUICT, en los estudios de campo fue de especial importancia.Asimismo, contribuyeron con valiosa información acerca de la geología de Colima.

Los autores reconocen la colaboración del M. en C. Gabriel Reyes y del Ing. ArielRamírez, investigadores de la Coordinación de Ciencias Básicas de la Universidad de Colima,en las actividades de campo y particularmente en la localización de los sismos analizados en estetrabajo.

27

TABLAS

Tabla 2.1 Eventos sísmicos registrados

No. Diajuliano

AAMMDD HHMM Lat °N Long °W Prof (km) Mc

1 193 940712 05:48 18.12 100.50 62 4.5

2 197 940716 04:50 19.32 104.04 17 3.9

3 201 940720 06:11 19.36 103.86 24 3.3

4 201 940720 07:02 19.30 103.78 17 3.2

5 202 940721 05:47 19.52 103.82 27 3.6

6 209 940728 05:16 19.49 103.79 21 3.8

7 209 940728 12:13 18.43 103.54 20 3.5

8 220 940808 05:12 19.40 103.62 25 3.9

9 223 940811 20:56 19.23 103.90 20 3.9

10 234 940822 01:48 18.02 101.78 11 4.5

Tabla 2.2

Sitio Frecuencias dominantes (Hz) Amplificación relativa

Ondas S Ondas Coda-S Ondas S Ondas Coda-S

Rancho Amezcua 1.5 - 2.0 1.5 - 2.5 2 - 5 4 - 8

SanCayetano 1.3-3.5 1.3-3.5 5-6 5-8

ZonaCentroE 1.5-3.0 1.5-3.0 4-5 3-7

Zona Centro W 1.8 1.8 4 5

Niños Héroes 1.0 1.0 5 3

UnivdeColima 1.8-3.2 1.1 -3.2 3-5 3-9

Lo de Villa 3.0 -- 6 --

FIGURAS

Fig. 1.1 Depósitos superficiales en la región de la ciudad de Colima y sitios empleados para lainstalación de sismógrafos. Los números corresponden a los materiales como sigue: 1)caliza, 2) conglomerados, 3) brecha andesitica, 4) aluvión y 5) conglomerado arenoso.

30

15

—105 —100—101

—115 —110 —105 —100 —95

Longitud (°W)

—85

Fig. 2.1 Epicentros de los eventos sísmicos empleados para la evaluaciónde la amplificación relativa.

40 806020 100 120

8020 40 60 100 120

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–.010

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20 40 8060segundos

100

Estacion RANCHO AMEZCUA Evento 193:05:48

N –s

E–W

U–D

Fig. 2.2 Eventos sísmicos empleados para la evaluación de amplificación relativa.

.020

.010

E .000

—.010

—.0200 20 40 60 10080 120

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20 40 12010080

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.010

E .000

—.010

—.0200 60

segundos

Estacion U de COLIMA Evento 193:05:48

N—S

E—W

U—D

Fig. 2.2 Continuación

.020

.010

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—.010

—.020o 20 12040 60 1 0080

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20 40 60 80 100 120

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20 40 100 12080

Estacion ZONA CENTRO—W Evento 193:05:48

N—S

^

Eu

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Estacion LA CUMBRE Evento 193:05:48

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Estacion SAN CAYETANO Evento 197:04:50

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0 1 0 20 30 40 50 60

E—W

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—.010

0 10

20 30 40

50

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20 40 50 60



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–.010

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40 50 60

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40 50 60

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40 50 60

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–.004

–.008

10 20 30segundos

40 50 60


0

Estacion RANCHO AN EZCUA Evento 209:05:16

N–S

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40 50 60segundos


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40 50 60segundos



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N–S

30 40 50 60

E–W

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30 40 50 60

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40 50 60

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10 20 30segundos


Estacion U de COLIMA

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—.020

Evento 209:12:13

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40 50 60

40 50 60

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10 20 30

40 50 60segundos


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Estacion LO DE VILLA Evento 220:05:12

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.04^E .00V

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-.04

Estacion U de COLIMA

N-S

Evento 220:05:12

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E-W

40 50 60

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0 10 20 30

U-D

40 50 60

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40 50 60

Estacion ZONA CENTRO—E Evento 220:05:12

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20 30 40 50 60

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Estacion LA CUMBRE Evento 220:05: i2

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40 50 60

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E .00

Estacion LA CUMBRE

N—S

Evento 223:20:56

-

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0 10 20 30 40 50 60

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30 40 50 60segundos


0 10 20

Estacion NINOS HEROES Evento 234:01:48

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0 20 40 60 80 100 120

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0 20 40 60 80 100 120

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–.02 -–.04 -

0 20 40 60segundos

80 100 120


102101100101lao10-110-5

10-1 102

10 1

100

10-1

10-2

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1 0-4

100101Frecuencia (Hz)

10-1 102

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102 10-1100101Frecuencia (Hz)

100 101 102

Frecuencia (Hz)

1 0-3

10-4

ONDAS Coda—S 193:05:48

Fig. 2.3 Espectros de amplitud de Fourier y cocientes espectrales calculados para la evaluaciónde amplificación relativa

1D° 101Frecuencia (Hz)

1D-1 102

102

10-2

101

100

10-1

1 0- 2

1 0- 4

1 0-510-1

ONDAS Coda–S 193:05:48

1 0- 1

100101

102

10-1

1 0-2

10-3

1 0-4

10° 101Frecuencia (Hz)

Eu

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102

102

1 01

100

1 0-2

U. de Colima


10-1

Zona Centro—W


10-1

100101

10210-2

102

101

1 00

1 0- 1

1 0-1

1 0-2

1 0-3

c

10-4

10-5


102

10-1 10-1

10-2

10-3

10-4

1 1 1 1 1111 1 1 1 1 1 1111

10210-1 100101Frecuencia (Hz) Frecuencia (Hz)

10-2

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^ 10-3

u

10-4

10-5


A NDAS S 197:04:50

La Cumbre1 021 0-2

1 0 110- 3

1 00e 10-4

Eu

10-110-5

10-210-6102100 1011 01100100 101 10-110- 1


1D- 1

10-2

10-3

10-5

10-6 I 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1111 I I 1 Ill



1 02

10-210- 1 102

101

100

10-1



10-1 10 0 101 1 0-1 10° 101 10210° 10 1

ONDAS S 201:06:11

La Cumbre102

1 0-2

101

10°

10-1

10-2

10- 3

1 0-6

m 10-a

Eu

10-5


102

10-21 0-1 102

101

100

10-1

1 I 111111 i I 111 1111

1011 0- 1 1 00


10-2

0 -3

^

10- 1

Eu

1 0-5

1 0-6

Frecuencia (Hz)10° 101Frecuencia (Hz)


100 10110-1 102100 101102 10-10-7

10-3

10-4

102

1 01

100

10-1

10-2

10-s

Eu

10-5



1 0- 3

10-4

1 0-710-1

^

1 0-5Eu

10-5

100 101Frecuencia (Hz)

102

10-21D- 1 102

1 01

10°

1 0- 1



0-2

10-3

1 0 -4

Eu

10-5

10-6

ONDAS S 202:05:47

La Cumbre

101100 1D1101100 10010- 1


102100 101

Frecuencia (Hz)

10- 1

10-2

10-3

10-6

^

^ 7 0-4

Eu

10-5

1 i I I IIII i I I 11111 i i I I 11111


102

10-21D-1 102

101

100

10-1

ONDAS Codo–S 202:05:47


10210-2

1011 0-3

41

100^ 10-4

Eu

10-11 0-$

10-210-6 10210-1 10° 101Frecuencia (Hz)

10-1 10° 101Frecuencia (Hz)



ONDAS S 202:05:47La Cumbre U. de Colima/La Cumbre

10-2 , I 1 1i1III 1 I I 1 1 1 111 1 1 1 11111

10-1 100 101 102

1 02

1 01

10°

1 0-1

10- 1

100

10110-6

10-2

100

1 0- 3

m

vi 10-4

Eu

10-5


ONDAS S 209:05:16

Lo Cumbre10210-2

10110-3

w

*100e 10-4

Eu

10-11 0-5

10-21 0-6102101100101101 1001 00 10-110-1

1021 0-2

10110-3

^

100^ 10-4

Eu

1 0-110-5

10-210-610210- 1 100 101

Frecuencia (Hz)1 0-1 100101

Frecuencia (Hz)100101Frecuencia (Hz)



u

0-2

1 0- 3

1 0-4

0-5

1 02

101

10°

10-1

10-6 1 0-2 1 0 -1

100

1 01

10-1

100 101

102

ONDAS Coda—S 209:05:16 102

101

100

10-1

10-2 100101Frecuencia (Hz)


102 10- 1 100 101Frecuencia (Hz)

1 02


1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

10-6 1 1 111I111 1 1 1 1 1 11 11 1 I 111111

10 0 101 102 10-1

100 101 10210-1

100

10-1

R. Amezcua/La Cumbre102 _

10 1 -

10-'10-1

1 1 111111 1 1 1 1 11111 I 1 1 11111

100 10 1102


^

102

101

100

1 0-1

10-2100101Frecuencia (Hz)

100 101 102

Frecuencia (Hz)


10-1 100101Frecuencia (Hz)

102

1 0-2

1 0-3

^

1n 10-4

Eu

10-5

10-6

1 00 1 0110-1


102

1 0 -1 102

1 02

10-2

1 02

10-2

101

100

10-1

101

10°

10-1

100

ONDAS S 209:12:13

La Cumbre1 0-2

10-3

1 0-5

10-61 0- 1 1 01


ONDAS S 220:05:12

La Cumbre1 0-1

10-2

102

10-2

1 01

100

10-1

10-3

Eu

to-4-

10210- 2

1011 0-3

N

100^ 10-4

Eu

1 0-110-g

10- 210-610210-1 1D-1102100101

Frecuencia (Hz)100 101Frecuencia (Hz)


10-1

100

101

1 00

101

10-1

100101

102

ONDAS Coda-S 220:05:12


102

1 01

100

10-1

10-2/ 1 1 11111 1 1 I 11 1111 1 1

10211111

10210-1 1 0-1 100101Frecuencia (Hz)



10-2

1 0-3

10-6

10-510-1 102100 101

10-1

10-2

^

tn 10-3

Eu

l0-4

Lo de Villa

1 0-2

1 0-3

10-4


1 02

1 01

1 00

10-1

10'210'1

100101

102


102100

101 10-1 100 101 102

ONDAS S 220:05:12

La Cumbre102

10-2

101

100

10-1

U de Colima10-


102

102

10-2

10-2

1 0-3

^

cn t 0-4

Eu

1 0-5

10-6

1 01

100

10-1

10-110-1 100101Frecuencia (Hz)




10-1

1 0-2

10-5

^ 10-3

F.)

10-4

ONDAS S 223:20:56

La Cumbre

10-1 100 101Frecuencia (Hz)


102 100101Frecuencia (Hz)

102


10-1 100 101 101100

Zona Centro—E/La Cumbre

10- 2 I i1 i iu 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

10- 1100 101 102102

10210-1

10-5

10-2

^+\ 10-3

Eu

10-4 10-1

ONDAS S 223:20:56

La Cumbre


01

Eu

10-2

10-3

10- 4

10-5

10-6 10-1 100101

Frecuencia (Hz)100 101

Frecuencia (Hz)


102 100101

Frecuencia (Hz)

102

1 1 111 11 11 1 1 111 1111

10-21D-1

102

101

10°

10-1

10-210-1 1 o110° 102

1 0 -

101

102 1021 1 1 1111 1 1 1 1 1 1111 1 1 1 1 1 111




1D° 101Frecuencia (Hz)

100 10 1

ONDAS S 234:01:48

La Cumbre

EU


10-1 102

to-1 10210-1 -

10-2 101

100

10-1

10-5 1 1 1 iiu,/ 1 I 11111

10-110-2


1 0-4



10210-1I 1 1 111

102I 1 0-5


10

^ 400o

0

:& –400

^ 400

• 0 4041*****i

^ -400-0 10

^ 400a>c

0

–400

40

Sitio 1 –2

50 60

40

Sitio 1-3

50 60

40

Sitio 1-4

50 60

40

Sitio 1-5

50 60

70 80

OtoMo04400040

70 80

*444,4 00***w+M*0*f"

70

80

70

80

20

30

0

10

20

30

20

0

10

20

30

Sitio 1-1

40segundos

Fig. 3.1 Trazas N-S de microtremores registrados en la ciudad de Colima. El primer dígitocorresponde al periodo natural del sensor empleado mientras que el segundo indica,el sitio de observación.

10

20

30 50 60 70 80

v, 400^c 0

–4008060503020100

302010

0.0,419tW,r.-4

80706050302010

40

Sitio 1 –8

40

Sitio 1 –9

40

Sitio 1-10

400-a>c▪ 0

—400 -0

40segundos

0 10 20 30

Sitio 1 –6

400a>c o

–4000 10 20 30 40 50 60 70 8 C;

400a>c• 0

–400


Sitio 1-11

Sitio 1-12

u, 400a>C 0Y

—400

rn 400a>c 0.^

—400

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Sitio 1-13

4•0*+^^0 10 20 30 40 50 60 70 80

Sitio 1-14

400mc

0

—400 10

20

30

40

50

60

70

80

in 400a^c 0^

—400

Sitio 1-15

40segundos

10

20

30 50

60

70

80


80

80

Sitio 1-18400

a>C 0^

—400

Sitio 1-16

a> 600c

o

^

—600

u, 400a>C 0^

—400

10 2 0 30 40

Sitio 1-17

50 60 70

10 20 30 40 50 60 70

10

20

30 40

Sitio 1-19

40

Sitio 1-20

50

60

70

80

U, 400a>

.Y 0

—400 50

60

70

80

^, 400a>

.c 0^

^ —400

mot

10 20 30 40segundos

50 60 70 80


10 20 30 40

Sitio 1-22

50 60 70 80

10 20 30 40

Sitio 1-23

50 60 70 80

10 20 30 40 50 60 70 80

rn

L 0

—400

400

Sitio 1-21

400C 0^

—400

Sitio 1-24

u) 400as

^ 0,

—40010

20

30

40

50

60

70

80

Sitio 1-25

v, 400a>

^ 0^—400

0 10 20 30 40segundos

50 60 70 80


50

60

70

80

400as• 0

—400 0 10 20 30

� 400a^C Q

—40010

20

30

400as

^�-• —400

10

20

30

50

60

70

80

ro+'y+lMe10111440,e44000n 0

50

60

70

80

50

60

70

80

Sitio 1-26

40

Sitio 1-27

40

Sitio 1-28

40

Sitio 1-29

40

Sitio 1-30

10

20

30

„, 400a>� 0^

• —40040

segundos10

20

30 50 60 70 80


70 80

400a^c 0 ^

—400

0

Sitio 1-31

Sitio 1-32400

mC 0s

—400

0 10 20 30 40 50 60 70 80


10

20

30

40

50

60

70

80

Sitio 5-4

1

30 4010 210 80

1 I

50 60 70

Sitio 5-5

1

20I

5010 7106030 80

ti 600c 0

^ -600

0

á^ 600

^ –600

0

á 6000

t_ –600

0 40segundos

Sitio 5-1

á 600C 0.

^ - 600 =I I

10 20 30 40

+w„,,Np+,,0.^uY^ww 0441444Nx 4444,0

60 70 80 50

Sitio 5-2

á• 600 -g 0

–600 =-

0

Sitio 5-3


10 807060503020

20002 1000^ 0^ –1000

–200010

20001000 -c 0

3 –1000-–2000

10

4^I

^20 30

^ I

50 60

/

7U 80

70 80

40segundos

10 20 30 50 60 70 80

Sitio 5-6

2000

00000101001140**410)14w*^ –2000 -

10 20 30 S't I 40'5-7

50 60 70 80

vommoN60001********'


8000 _4000

0^ –4000

– 8000 5040302010

8010 20 50

600 =^ o^ I

–600 =807050 602010

8000m 4000^ 0y –4000

– 8000

4000m 2000^ 0

–2000– 4000

i 60

i30 80

i20 40 50 7010

Sitio 5-15

60 7

i0 8040 50

segundos302010

Sitio 5-11

70 80

Sitio 5-12


m 2000 -

� 0� -2000 -

0I

401 0 20 30 50 60

(f/

2000

^ 0� -2000

0 60 8070

^ 2000

^ 0� - 2000

0I

7050 60 80

1 0 806030

Sitio 5-16

Sitio 5-17

***00,10144100041#

70 80

w°1 2000

Y• 0-2000 -

0

Sitio 5-18


50

cn 400v

.5 0^^ —400

oim

20000

= —2000

rn 400^c 0s

—400

2000(41 1000^ 0^ —1000

—2000

2000^; 1000^ 03 —1000 _

—2000

Sitio 5-25

70 80

0 10 20 30

-

-

0 10 20 30

006*****4441

70 80

70 80

VO440.0104rii"4

10 20 80

Sitio 5-21


50 70 8060

4000^; 2000^ 0^ -2000

-400010 20 30 40

Sitio 5-28

rn 400c o ^

-400 - I I10 20 3I0 40

50 60 70 80

$4*11001

50

I I

60 70 80

Sitio 5-26


103

10 1

102

101

100

103

1 01

103

á^ 102

10 1

102

101

100

102

N

t1)

101

1 00

03

^:U")

102

1 01

Sitio 1-4102

Sitio 1-9

101

100

1 03

102

100I

Sitio 1-5

11101101 1 00

Sitio

I I I

1-10

I I101

^/r!,r"^`-ti,^, f^,,,,1,^-•-^

1 0°I ( I I I 101

101 00I I 1 1 I 1

101

Hertz Hertz

Fig. 3.2 Espectros de amplitud para el componente N-S de microtremores registrados en la

ciudad de Colima.

Sitio 1 - 1403

:

a)102

101 1/4», rfrr^fr^

100i I I I I I I

101

Sitio 1 —1 1

^^^^

102

101

10°

Sitio 1 -13

100^

10 1

102

01

100

Hertz Hertz


101100

1 I 1 1 I I

101

102

1 02

10 1

100100

Sitio 1 —271 03

,Lo 102

..^3^ `^ ^^

1 0 1100

I I I I

101

Sitio 1-23 Sitio 1-28103

102

10110 0

102

101

^ I I I I I I1 0 1

100100

103

:102

101100

Sitio 1 —24

102

^

Loi 101

100100

I I 1 1 1 1 I

101

Sitio 1-21

Sitio 1-261 0 3 10 3

Sitio 1-22

Sitio 1 —25 Sitio 1 —301 03

102

A-

10 1100

I I 1 1 I I

101

Hertz


Hertz

03

1 03

101

Sitio 1-31

_ J ^

1 0 11 Do

I 1 I I 1

101

Sitio 1-32


103Sitio 5-1

In

:

^ 102

10.1 1 I 1 I I I I 1 1

1 0-1 10°

Sitio 5-21 03 103

Sitio 5-7

rr "^' ^ ^^`V11 0 2

1 0 1 I 1 I 111111 1 1 1 1 11111

10110- 1 100

Sitio 5-3103

tn

^

LoCD

1 04

1 0 3

01

Sitio 5-8

10-1

Sitio 5-4103 1 04

1 0 3

101 1 I 1 111111 1 I 1 111111

10-1 100 101

1 02

Sitio 5-5

1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 11 1

100 101

Sitio 5-101 03

1 02 _ A/„Af-IvrAvyor"rv

10 1 I 1 111111 I 1 1 1 11111

10-1 10o 101Hertz

1 03

Sitio 5-6104

1 03

1 0 2 1 I I I I I 11102 1 1 1 1 1 1 II 111!¡1 I I 1 I I I I II I II I^

10 -1 10° 101


Hertz

104Sitio 5-16

1 03

1 02

10 1 1 11111 1 I I 1 11111

10 -1 100 101

Sitio 5-171 03

1 02

1 01

103

W 102

1 03

N

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Sitio 5-18 1 03

1 02 ^

10 .1 I I I I 11111

I I 1 11111

10-i 100

101

1 03 103

1 02

Sitio 5-19

103


1 02

Sitio 5-2203

I I I 111111 í I 1 111111

10- ^ 10° 101101

Sitio 5-261 03

1 02

04

103

- r1fit\

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1031 03

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Sitio 5-21 Sitio 5-25 03 104

103

10 1 1 I I 111111

10-110°1 02 I I I 111111 I 1 I 111111 1

10 1 10° 101

^

Sitio 5-23 Sitio 5-27


102

Sismógrafo

Sitio de observaciónde microtremores

Fig. 3.3 Mapa de isoperiodos obtenido a partir del análisis de microtremores. El primer dígitoindica el periodo natural del sensor empleado.

i ,4\r4,"w

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00:00 Horas

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01:00 Horas

02:00 Horas

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^ –400–800

0

5

10

15

20

25

30

• 03:00 Horas

Fig. 3.4 Trazas N-S de microtremores registrados en el sitio Centro-Este para análisis de

estacionariedad.

800(cl; 400 =c

o

^ —400—800

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302520105

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0 15segundos

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—400—800

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0 5 10 15 20 25 0

06:00 Horas

07:00 Horas


5 10 15 20 25 300

10:00 Horas

YMmimOrerkkYklii4,1414441i 4090040110111i 11u`11'411,,f10100,11ilihipi 41,^1^^^

5 10 15 20 25 Zri

11:00 Horas

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—400—800

0

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0,1644140i 44440040w160100000144004010 likfivohi4N0*\41,00011401

30252010

800á 400� o

—400—800

0 15segundos

08:00 Horas

800á 400� 0

—400—800

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800400

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—800

12:U0 Horas

1.3:00 Horas

800400

—400—800

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o*Nqopitpliome1/4440410ii0Moi40,04

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0

5

10

15

20

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14:00 Horas

5

10

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30

15:00 Horas

800T, 400^ 0

—400—800 -

OtilMov telAm'I¡`"t‘,4041104,4MAiniq"4"004r 16eyw?4kii*40(rol ,1 ñPortssViWMW oUA00,104N 4144004froomo,p'v,toiYr^,yNhs

1 I I i i 5 10 15 20 25 30

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OUrv4`),O^yiq-NµM1^` ,Av'fi"00ti"++eN00W4t 41411111401144y0P01

800(.), 400

^ 0

—400

—800

0 ^ 5 302015105

10

800 -2 400

c

t_ —400—800 -

4040101,N14 toos4000440

15

segundos

20 25 30

010040,y 161 qpillOpp+Iet tebOolo,lhk00(

16:00 Horas

800400a.>

^ —400

—800

0 1 0 15 2C) ?5

17:00 Horas

18:00 Horas

800 400(1)(1)

^ 011-

—400—800

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15

20

25 30

19:00 Horas


0 5

20:00 Horas

800v400^

^ o—400—800

Ofrmoolvieoffsootholifoditiy *44 0.4014f1Prioloi**60Vikot iiiiiNpooti,11INkiliiIii,614,,,t,l

0 5 10 15

21:00 Horas

20 30

800400

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—400—800

0 5 10 15 20 30

22:00 Horas

800400

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—400—800

0 5 10 15 20 25 30

23:00 Horas

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—400^`'1(v^I w.n,nf-3wpwr,Nt4t,,,,,,utiAA,.1p.

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0 5 10 15segundos

20 25 30

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c

ác

^


21:00 a 5:00 horas

6:00 a 14 horas

10-1 10° 101

15:00 a 20 horas

10- i10° 101

Frecuencia , Hz j

Fig. 3.5 Espectros de amplitud para microtremores registrados en el sitioCentro-Este para análisis de estacionariedad.

^(r)

104

103

Q)

1 02

101

104

1 03^

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10 1

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101

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L. 1

25 •^ •^/ ^^-

^ 2123

13• .

15 ^ '^'`.,

11

Fig. 4.1 Puntos de observación de microtremores (arriba) entre dos sitios duros. Periodosdominantes obtenidos sólo de los picos mejor definidos en los espectros (enmedio) yamplitud espectral promedio (abajo). 1) Caliza, 2) conglomerados, 3) brechaandesítica, 4) aluvión y 5) conglomerado arenoso.

^ 1000r

0

-10000

30... 52015105

5 10 15

Sitio 4 C–Z

20 25

5 10 15 20 25

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01 1000

^ 0

-100030

0

15

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Sitio 1 C–Z

1000 -1.) -

^ a-

–1000 -0

Sitio 2 C–Z

5 10 15 20 30

Sitio 3 C–Z

Sitio 5 C–Z

1000Q)

^ 0^

-1000

Fig. 4.2 Trazas N-S de microtremores registrados en la línea La Cumbre-Zacualpan queatraviesa el Valle de Colima. El sensor empleado tiene periodo natural de 5 s.

1000

^ttfli� 0

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Sitio 6 C—Z

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1000

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Sitio 8 C—Z

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—1000- 0644)04000* 10

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Sitio 10 C—Z


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15segundos

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Sitio 11 C–Z

Sitio 12 C– Z1000

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10

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20

30

Sitio 13 C–Z

Sitio 14 C–Z1000

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–10005

10 15

20

30

Sitio 15 C–Z


305

5 30_5201510

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1000

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5 3025201510

3025205 10

, 1000^ a^

^ 0^

—10000 15

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Sitio 16 C—Z

Sitio 1 7 C—Z

Sitio 18 C—Z

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0

10

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20

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Sitio 19 C—Z

Sitio 20 C—Z


Sitio 21 C—Z

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1000

0 5 10 15 20

Sitio 22 C—Z

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^ —10005 100 15 20 2 -J 30

Sitio 23 C—Z

^ 1000

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—10000 5 10 15 20 25 30

Sitio 24 C—Z

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Sitio 25 C—Z

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1000

0 ... 01,e,w ,^ ^+w^r ,n„ ti ^ ^3r^^^

—10000 5 10 15 20

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25 30


03

1 1 111111 1 1 1 11 1111 1

10 11 0-1 1 00

Sitio 6 C-Z04

03

102

1 01

Sitio 2 C-Z104

Sitio 7 C-Z1 04

03

1 02

10 1 r 1 iii 111

10 -1100I 1 11111 1

101

104

^

*1 03

m

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10110-1 1 1 I 1 11111 0 r 1 11 I1í5

10 11 0 10 10

102

03

102

1 01

Sitio 5 C-Z

100 1 1 1 11111 1 1 1 1 11111

10 -1 100 101

He rt z

1 03 1 04

03

102

10 3Sitio 3 C-Z

1 04Sitio S C-Z

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103

102

`/"' ^^"^,¡~•^P ^V^^f-^-^-^

100 1 1 11r1111 1 1 r11111110-1 100 101

Sitio 4 C-Z

10 1 1 1 1 11111

10 -110°

Fig. 4.3 Espectros de amplitud para el componente N-S de microtremoresregistrados en la línea La Cumbre-Zacualpan.

10 3

w102

ya>

Y 101

104

103

102

101101

103104Sitio 13 C-Z

: 1• 03

^ 102

10110-1

^~- - °-^Ari (W

102

101

103

102

101

Sitio 14 C-Z104


1 0 4

104

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^

-.2 102

104

^„ 103U]LL)

s 102

Sitio 21 C-Z104

^

10 3 -1nm

Y 102 -

101 f 1 I 1 1 1 I I1 I 1 1 1 1 t 1 1 1 1

10110- 1100

103

^

^ 102

^(L)

12 101

100

104Sitio 23 C-Z

10 1 1 1 1 1 11111 1 1 I 111111 1

10-1 100 101


Fig. 5.1 Ubicación de los pozos para registro de velocidades de ondas sísmicas.

Monitor y controles

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*AMEN=i^nnnnnn^//^nnnnn•¡^^în°iii^//îiiiii^/`%tttttt^^ 4111/11^ /^^^^ n^

110111111:NE// nnnnnnnnnnnnn^ nj^^îiiiiii.ii^^ iiiiir

Onda S

Geófonos

Filtro (1 a 3 m)

Fuente

Controlador de la fuente

Contrapeso

Fig. 5.2 Esquema del sistema de sonda suspendida para el registro de velocidades de ondas Py S en pozos.

4000

r_ ^ `] lJ 4.._1

- - Fracc Sta BarbaraUn:i:7? de Colima

3000

200

)000

1500

1000

500

I

Vel P

Vel S

10 20 30Profundidad (m)

o 0 40 50

Per-files ce velocidades en pozos

Fig. 5.3 Perfiles de velocidades de ondas P y S en dos sitios de la ciudad de Colima.

TITULOS PUBLICADOS

Cuaderno de Investigación No. 1, Bases de Datos para la Estimación del Riesgo Sísmico en la Ciudad de México; Mario Ordaz,

Roberto Meli, Carlos Montoya Dutché, Lorenzo Sánchez y L. E. Pérez Rocha.

Cuaderno de Investigación No. 2, Transporte, Destino y Toxicidad de Constituyentes que hacen peligroso a un residuo; MaríaEsther Arcos Serrano, Josefina Becerril Albarrán, Margarita Espíndola Zepeda, Georgina Fernández Villagómez y María EugeniaNavarrete Rodríguez.

Cuaderno de Investigación No. 3, Procesos Fisicoquímicos para Estabilización de Residuos Peligrosos; Margarita YolandaEspíndola Zepeda y Georgina Fernández Villagómez.

Cuaderno de Investigación No. 4, Reflexiones sobre las Inundaciones en México; Ramón Domínguez Mora, Martín JiménezEspinosa, Fermín García Jiménez y Marco Antonio Salas Salinas.

Cuaderno de Investigación No. 5, Modelo Lluvia-Escurrimiento; Ramón Domínguez Mora, Martín Jiménez Espinosa, FermínGarcía Jiménez y Marco Antonio Salas Salinas.

Cuaderno de Investigación No. 6, Comentarios sobre las Normas Industriales Japonesas de la Calidad del Concreto; Prácticade Diseño y Construcción en el Japón; Editados por: Motoji Saito y Hideaki Kitajima; Traducidos por: Keiko Sizuki y Revisadospor: Sergio M. Alcocer.

Cuaderno de Investigación No. 7, Comentarios sobre las Normas Industriales Japonesas de la Calidad de Agregados paraConcreto; Editados por: Motoji Saito y Hideaki Kitajima; Traducidos por: Keiko Sizuki y Revisados por: Sergio M. Alcocer.

Cuaderno de Investigación No. 8, Report on January 17, 1994 Northrigde Earthquake Seismological and Engineering Aspects;Estudio de Campo; Takeshi Mikumo, Carlos Gutiérrez, Kenji Kikuchi, Sergio M. Alcocer y Tomás A. Sánchez.

Cuaderno de Investigación No. 9, Application of FEM (Finite Element Method) to RC (Reinforced Concrete) Structures;Investigaciones sobre Sismología e Ingeniería Sísmica en el Japón; Hiroshi Noguchi.

Cuaderno de Investigación No. 10, Japanese Press Design Guidelines for Reinforced Concrete Buildings; Práctica de Diseñoy Construcción en el Japón; Shunsuke Otani.

Cuaderno de Investigación No. 11, Development of Advanced Reinforced Concrete Buildings Using High-Strength Concreteand Reinforcement -New Construction Technology in Japan-; Investigaciones sobre Sismología e Ingeniería Sísmica en el Japón;Shunsuke Otani.

Cuaderno de Investigación No. 12, Red de Observación Sísmica del CENAPRED Registros Acelerográficos obtenidos durante1993; Bertha López Najera, Roberto Quaas Weppen, Salvador Medina Morán, Enrique Guevara Ortiz y Ricardo GonzálezFragoso.

Cuaderno de Investigación No. 13, Normas de Diseño para Estructuras de Mampostería del Instituto de Arquitectura del Japón;Práctica de Diseño y Construcción en el Japón; Traducción: Koji Yoshimura, Kenji Kikuchi y Tomás A. Sánchez.

Cuaderno de Investigación No. 14, Informe del Estado Actual de las Edificaciones dañadas durante el sismo de Michoacán de1985 en la zona epicentral (revisión de los métodos de reparación y refuerzo empleados) - Informe sobre las ciudades de LázaroCárdenas e Ixtapa/Zihuatanejo-; Estudios de Campo; Shunsuke Otani, Kenji Kikuchi, Sergio M. Alcocer y Oscar López B.

Cuaderno de Investigación No. 15, A study Nonlinear finite element analysis of confined masonry walls; Kasuhiko Ishibashiy Hideo Kastumata.

Cuaderno de Investigación No. 16, Deterministic inverse approaches for near-source high-frecuency strong motion; MasahiroIida.

Cuaderno de Investigación No. 17, Seguridad Sísmica de la Vivienda Económica; R. Meli, S. M. Alcocer, L. A. Díaz Infante,T. A. Sánchez, L. E. Flores, R. Vázquez del Mercado y R. R. Díaz.

Cuaderno de Investigación No. 18, Sismicidad y movimientos fuertes en México: Una visión actual; Shri K. Singh y MarioOrdaz.

Cuaderno de Investigación No. 19, Red de Observación Sísmica del CENAPRED Registros Acelerográficos obtenidos durante1990; Bertha López Najera, Robe rto Quaas Weppen, Salvador Medina Morán, Enrique Guevara Ortiz y Ricardo GonzálezFragoso.

Cuaderno de Investigación No. 20, Red de Observación Sísmica del CENAPRED Registros Obtenidos durante 1991; BerthaLópez Najera, Roberto Quaas Weppen, Salvador Medina Morán, Enrique Guevara Ortiz y Ricardo González Fragoso.

Cuaderno de Investigación No. 21, Red de Observación Sísmica del CENAPRED Registros Obtenidos durante 1992; BerthaLópez Najera, Roberto Quaas Weppen, Salvador Medina Morán, Enrique Guevara Ortiz y Ricardo González Fragoso.

Cuaderno de Investigación No. 22, Development of New Reinforced Concrete Structures; Hiroyuki Aoyama.

Cuaderno de Investigación No. 23, Respuesta Sísmica de Edificios de Mampostería desplantados en suelo blando; Roberto DuránHernández y Eduardo Miranda Mijares.

Cuaderno de Investigación No. 24, Erosión de Laderas; Fermín García Jiménez, Oscar Fuentes Mariles y Jesús Gracia Sánchez.

Cuaderno de Investigación No. 25, Espectros de Diseño Sísmico para limitar el daño estructural; M. Ordaz y E. Faccioli.

Cuaderno de Investigación No. 26, Escurrimientos en ríos y volúmenes de inundación por desbordamiento; Oscar ArturoFuentes Mariles, Marco Antonio Salas Salinas, Martín Jiménez Espinosa, Marfa Teresa Vázquez Conde y Fermín García Jiménez.

Cuaderno de Investigación No. 27, Muestreo y caracterización de Residuos Peligrosos; María Eugenia Navarrete Rodriguezy Josefina Becerril Albarrán.

Cuaderno de Investigación No. 28, Avenidas de diseño para presas de gran capacidad; María Teresa Vázquez Conde, MartínJiménez Espinosa, Ramón Dominguez Mora y Oscar Fuentes Mariles.

Cuaderno de Investigación No. 29, Tecnologías de Tratamiento para la descontaminación de suelos; Carlos Manuel IbarraranDíaz, María Esther Arcos Serrano, Cecilia Izcapa Treviño y Georgina Fernández Villagómez.

Cuaderno de Investigación No. 30, Red de Observación Sísmica del CENAPRED, Registros Acelerográficos obtenidos durante1994; López B., Quaas R., Medina S., Guevara E. y González R.

Cuaderno de Investigación No. 31, A Statistical Method fot the Investigation of Site Effects by Means of Downhole Array -SHand Love Waves-, Shigeo Kinoshita.

Cuaderno de Investigación No. 32, Introducción al Método de Pruebas en línea controladas por computadora -PruebasSeudodinámicas-, Oscar López Bátiz, Masayoshi Nakashima, Naoki Tanaka, Hiroto Kato y Jun Tagami.

Cuaderno de Iunestigacióu Iba 3,3 "i'se tenninó de imprimir e

Av. Canal del Norte No. 80, Col. Felipe .ierioresy portada en cartulina couchhé de ' , estuvo al

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SECRETARIA DE GOBERNACION

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Y READAPTACION SOCIAL

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