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1 SECRETARÍA DE GOBERNACIÓN CORDINACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN CIVIL MÉXICO CENTRO NACIONAL DE PREVENCIÓN DE DESASTRES INVESTIGACIÓN SOBRE ACELERACIONES MÁXIMAS ESPERADAS Y OBSERVADAS EN ESTACIONES DE LA RED SÍSMICA MEXICANA SEPTIEMBRE 2016 Elaboraron: Alberto Galaviz Practicante profesionista (IPN) Guillermo Maruri

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1

SECRETARÍA DE GOBERNACIÓN

CORDINACIÓN NACIONAL DE PROTECCIÓN CIVIL MÉXICO

CENTRO NACIONAL DE PREVENCIÓN DE DESASTRES

INVESTIGACIÓN SOBRE ACELERACIONES MÁXIMAS ESPERADAS Y OBSERVADAS

EN ESTACIONES DE LA RED SÍSMICA MEXICANA

SEPTIEMBRE 2016

Elaboraron: Alberto Galaviz

Practicante profesionista (IPN) Guillermo Maruri

2

Introducción

El estudio de las regiones sismotectónicas SUB2, SUB3, IN1, IN2 NAM y MVB

correspondientes a la interacción entre la Placa oceánica de Cocos y la Placa de tipo continental

de Norteamérica, es de gran interés para la estimación del peligro sísmico que se presenta en esta

zona, debido a la acumulación de esfuerzos en el tiempo. El uso de los modelos geológico-

geofísicos (gravimetría y magnetometría) y del análisis de los eventos sísmicos registrados por la

red de observación sísmica del CENAPRED de 1990 al 2015, se utilizan como insumos con el fin

de generar escenarios de modelación matemática determinista del fenómeno sísmico.

3

1. SISMICIDAD, SISMOTECTÓNICA Y MODELACIÓN

México se ubica en el este del cinturón de fuego del Pacífico, donde las placas oceánicas de

Rivera, Pacífico, Caribe y Cocos interactúan con la placa continental de Norteamérica,

interacción que ha dado lugar a la generación de 19 regiones sismotectónicas de primer orden.

Esta investigación tiene como objetivo analizar la información geológica-geofísica de las

regiones sismotectónicas SUB2, SUB3, IN1, IN2 NAM y MVB (Placa de Cocos y de

Norteamérica); la sismicidad histórica y los rasgos fisiográficos de la sierra madre del sur y del

Cinturo Volcanico Transmexicano con el objetivo de estimar el peligro sísmico para estas

regiones.

1.1 Red Sísmica Méxicana

La Red Sísmica Mexicana (figura 1) es un proyecto nacional cuyo objetivo principal es reforzar y

modernizar la infraestructura de observación de sismos.

Fig 1. Estaciones sísmicas y acelerométricas de la Red Sísmica Mexicana

La Red es el conjunto de esfuerzos realizados por el Sistema Nacional de Protección Civil

(SINAPROC) por medio del Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED),

mediante la Red de Observación Sísmica (ROS), la cual está en vías de ser reforzada y se

conforma de la Red de Atenuación con cinco acelerómetros de las costas de Guerrero al sur de la

Ciudad de México, y la Red Acelerométrica de la Ciudad de México con 10 estaciones ubicadas

estratégicamente; por su parte la Universidad Autónoma de México (UNAM) participa por medio

del Servicio Sismológico Nacional (SSN), del Instituto de Geofísica (IGEOF), con un total de 64

4

estaciones símicas de banda ancha instaladas en todo el país y con el Instituto de Ingeniería (II),

el cual cuenta con 21 estaciones acelerométricas en la porción centro, sur y sureste de México, y

por último el Centro de Instrumentación y Registro Sísmico A.C. (CIRES), con 97 estaciones

sísmicas ubicadas en el centro, sur y sureste del país, cuya finalidad es el de alertar a la población

en caso de sismo.

1.2 Sismicidad en México

La sismicidad en México se debe a la interacción de las placas oceánicas de Rivera, Pacífico,

Cocos y Caribe y la placa continental de Norteamérica; la institución responsable de la

localización de los sismos presentados en territorio mexicano es el SSN; al día de hoy se han

registrado un total de 51050 eventos de enero de 1998 a abril de 2016, con un total siete eventos

de M 7.0, 50 eventos de M 6.0 y 330 de M 5.0 (figura 2).

Fig 2. Sismicidad reportada en México de enero de 1998 a abril 2016 por el SSN

Por su parte el Centro de Alertamiento por Tsunami (CAT) de la Secretaría de Marina (SEMAR)

es el responsable del alertamiento por tsunamis lejanos y locales. Actualmente, con información

histórica, tiene el registro de 60 tsunamis que han arribado a la costa occidental de México en los

últimos 283 años. Los tsunamis lejanos han tenido olas de hasta 2.5 m. de altura y los de origen

local han tenido olas de 5 m. en promedio, y una máxima excepcional de hasta 10 m. de altura,

causando pérdida de vidas y bienes con la consecuente destrucción de comunidades.

En la historia reciente no se tiene conocimiento de que en México hayan ocurrido tsunamis

destructivos como los de Chile de 1960 y del 2010; así como el de Alaska de 1964; el de Sumatra

en 2004 y el de Japón en 2011. Sin embargo, no se puede descartar la posibilidad de que tsunamis

como estos puedan ocurrir en la costa del Pacífico Mexicano. De hecho, existen evidencias de

que en 1787 ocurrió un gran terremoto de magnitud 8.4 en San Sixto, Oaxaca, que generó un

tsunami local sumamente destructivo (Núñez, Ortiz y Sánchez, 2008). En caso de emergencia por

desastres ante sismo o tsunami se cuenta con el programa de Plan Marina de la SEMAR, y el Pan

5

DN-III de la Secretaría de Defensa Nacional (SEDENA).

Por su parte la Red de Observación Sísmica del CENAPRED cuenta con un acervo de 2440

acelerogramas de 1990 al 2015 (figura 3), de los cuales más de 38 de magnitud mayor a M 5.0

han sido reportados por el SSN. Cabe mencionar que esta red, permite estimar la atenuación de

las ondas sísmicas provenientes de las costas de Guerrero a la Ciudad de México, la cual se

encuentra aproximadamente a 300 km de distancia y la cual se ve afectada ante el movimiento de

terreno fuerte, debido a la variabilidad de sus propiedades geotécnicas. El objetivo estriba en

conocer la profundidad, ocurrencia y otras propiedades que producen los movimientos de terreno

fuerte, poniendo énfasis en la estructura de la Placa de Cocos y Norteamérica así como su

correlación con los resultados de los estudios de Singh et al. (2000); Bandy et al. (1999), Peláez

(1999); Kostoglodov et al. (1996), Pardo y Suárez (1995); Valdés et al. (1986), entre otros.

Fig 3. Sismicidad registrada por la Red de Observación Sísmica del CENAPRED

1.3 Regiones Sismotectónicas-

El presente estudio tiene como objetivo el análisis de las regiones SUB2, SUB3, IN1, IN2 NAM

y MVB (Figura 4) de las 19 regiones sismotectónicas que conforman el país (Zuñiga et al., 2011),

las cuales se describen a continuación.

Región SUB2. Zona de eventos interplaca someros del tipo de subducción. Convergencia

Cocos -NOAM.

Región SUB3. Zona de eventos interplaca someros del tipo de subducción. Convergencia

Cocos -NOAM, zona de transición.

Región IN1. Zona de eventos intraplaca (Cocos) de profundidad intermedia (40 km < h <

120 km). Relacionados a la interface Cocos-NOAM.

Región IN2. Zona de eventos intraplaca (Cocos) de profundidad intermedia. Relacionados

a la zona de transición.

Región MVB. Zona de eventos intraplaca (NOAM) someros (h < 40 km), dentro de la

6

provincia tectónica del Eje Volcánico Mexicano.

Región NAM. Zona de eventos intraplaca (NOAM) someros.

Figura 4. Regiones Sismotectónicas de México, Zuñiga et al., 2011

Existen diferentes modelos geofísicos para estimar la geometría de la Placa de Cocos

subyaciendo a la Placa de Norteamérica, en las zonas sismogénicas antes mencionadas, dentro de

los que destacan los modelos geológico-geofísicos generados a partir de datos gravimétricos y

magnéticos.

1.3 Modelos Geológico-Geofísicos

Los modelos basados en los datos gravimétricos terrestres de Vladimir Kostoglodov y

Magnéticos aéreos de la National Aeronautics and Space Administration (NASA), son una

herramienta útil para la detección de cuerpos sismogénicos y su correlación con la sismicidad

histórica, ya que nos permiten estimar las propiedades del subsuelo que sirven como insumos

para una modelación más apegada a la realidad matemática, que permita una aproximación

geométrica de la fábrica estructural del área en estudio y nos proporciona la información sísmica

sintética de los movimientos fuerte de terreno. El presente trabajo tiene como finalidad hacer un

cubo de propiedades geofísicas, con la sismicidad y la sismotectónica basada en los parámetros

obtenidos de los acelerogramas, para la estimación del peligro sísmico asociado por la interacción

de las placas de Cocos y Norteamérica. Para ello se toma los perfiles 1 y 2 de los modelos de

Kostoglodov (Figura 5), así como la información de la carta gravimétrica de México elaborada

por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI).

También se hace uso de los datos de susceptibilidad magnética que proporciona la NASA y de la

información, del Continuo de Elevaciones Mexicano y de las Fallas y Fracturas proporcionadas

por el INEGI (figura 6), haciendo mención de las características de las provincias fisiográficas de

la Sierra Madre del Sur (SMS) y del Cinturón Volcánico Transmexicano (CVTM) (figura 7),

provincias de concentración masiva poblacional. De igual manera se hace uso de la información

del Servicio Geológico Mexicano (SGM), en donde la cartas geológicas son tratadas mediante la

7

técnica de falso color, esta técnica permite resaltar los principales rasgos geomorfológicos y

estructurales (figura 8), que al analizarse con la información antes mencionada permite la

correlación, de la rasgos geológicos, con la de los modelos geofísicos, los cuales sirvan como

insumos para la modelación matemática computacional y la generación de escenarios sísmicos

debido a la interacción de las placas en cuestión.

Fig. 5 Modelos gravimétricos del área de estudio.

Fig. 6 Rasgos corticales a partir de susceptibilidad magnética de la NASA y del catálogo del

INEGI.

NASA

NASA

Kostoglodov

INEGI y NOAA

NASA+INEGI

MODELO 3D

8

Fig. 7 Provincias Fisiográficas en el área de estudio.

Fig. 8 Ejemplo de las cartas geológicas, con la técnica de falso color

Provincia del Eje Neovolcánico

Provincia Sierra Madre del Sur

9

Legend

RsgosGeVaMex

<all other values>

Rsgo

Zona de alta intensidad sísmica

Zona de baja intensidad sísmica

Zona de deslaves y derrumbes

Zona de intensidad sísmica media

Zonas con agrietamientos

Área urbana

Mapa Geológico a detalle de la Cuenca de México

Se realizó la digitalización de las diferentes litologías en un sistema de información geográfica

para poder diferenciar características específicas de ellas en un área georreferenciada, como tipo

de roca, densidad de la roca o dureza.

Mapa de zonas con Probabilidad de Riesgo Sísmico

Se realizó un mapa con las distintas zonas de acuerdo con su intensidad sísmica en un sistema de

información geográfica para poder ubicar espacialmente zonas con alto riesgo de intensidad

sísmica.

0 7 14 21 283.5Km

0 7 14 21 283.5Km

México

Hidalgo

Tlaxcala

Puebla

Distrito Federal

Hidalgo

Puebla

Morelos

98°20'0"W

98°20'0"W

98°40'0"W

98°40'0"W

99°0'0"W

99°0'0"W

99°20'0"W

99°20'0"W

20°0

'0"N

20°0

'0"N

19°3

0'0"

N

19°3

0'0"

N

0 8 16 24 324Km

Legend

GeoCuVaMex

Cuerpos Litologicos

Litologia

Andesitas

Andesitas Riolitas y Dacitas

Andesitas y Basaltos de Olivino

Basalto

Cuerpo de Agua

Dacitas

Dacitas y Riolitas

Depósitos Aluviales

Depósitos Aluviales Antiguos

Depósitos Lacustres

Depósitos lacustres en cuencas extensas

Dolina

Hummoc

Lahares

Lavas y Tobas

Lavas y Tobas (Vulcanitas)

Riolita

Tillitas

Toba Basáltica

Toba Riolítica-Toba Dacítica

Toba andesítica

Tobas

Tobas en depósitos de flancos

Travertinos

Volcánico

Volcánicos de Caida

Volcánicos de Caida(Abanicos volcánico

Volcánicos de Caida(FlujosPiroclástico

Volcánicos de Caida(Ignimbritas)

Volcánicos de Caida(Lahares)

Volcánicos de Caida(Pómez)

Volcánicos de Caida(Tobas)

Vulcanitas

Vulcanitas Intermedias

Vulcanitas Intermedias y Básicas

Vulcanitas intermedias

Vulcanitas intermedias y básicas

Vulcanitas ácidas

Vulcanitas ácidas e intermedias

Legend

GeoCuVaMex

Cuerpos Litologicos

Litologia

Andesitas

Andesitas Riolitas y Dacitas

Andesitas y Basaltos de Olivino

Basalto

Cuerpo de Agua

Dacitas

Dacitas y Riolitas

Depósitos Aluviales

Depósitos Aluviales Antiguos

Depósitos Lacustres

Depósitos lacustres en cuencas extensas

Dolina

Hummoc

Lahares

Lavas y Tobas

Lavas y Tobas (Vulcanitas)

Riolita

Tillitas

Toba Basáltica

Toba Riolítica-Toba Dacítica

Toba andesítica

Tobas

Tobas en depósitos de flancos

Travertinos

Volcánico

Volcánicos de Caida

Volcánicos de Caida(Abanicos volcánico

Volcánicos de Caida(FlujosPiroclástico

Volcánicos de Caida(Ignimbritas)

Volcánicos de Caida(Lahares)

Volcánicos de Caida(Pómez)

Volcánicos de Caida(Tobas)

Vulcanitas

Vulcanitas Intermedias

Vulcanitas Intermedias y Básicas

Vulcanitas intermedias

Vulcanitas intermedias y básicas

Vulcanitas ácidas

Vulcanitas ácidas e intermedias

Legend

GeoCuVaMex

Cuerpos Litologicos

Litologia

Andesitas

Andesitas Riolitas y Dacitas

Andesitas y Basaltos de Olivino

Basalto

Cuerpo de Agua

Dacitas

Dacitas y Riolitas

Depósitos Aluviales

Depósitos Aluviales Antiguos

Depósitos Lacustres

Depósitos lacustres en cuencas extensas

Dolina

Hummoc

Lahares

Lavas y Tobas

Lavas y Tobas (Vulcanitas)

Riolita

Tillitas

Toba Basáltica

Toba Riolítica-Toba Dacítica

Toba andesítica

Tobas

Tobas en depósitos de flancos

Travertinos

Volcánico

Volcánicos de Caida

Volcánicos de Caida(Abanicos volcánico

Volcánicos de Caida(FlujosPiroclástico

Volcánicos de Caida(Ignimbritas)

Volcánicos de Caida(Lahares)

Volcánicos de Caida(Pómez)

Volcánicos de Caida(Tobas)

Vulcanitas

Vulcanitas Intermedias

Vulcanitas Intermedias y Básicas

Vulcanitas intermedias

Vulcanitas intermedias y básicas

Vulcanitas ácidas

Vulcanitas ácidas e intermedias

Legend

GeoCuVaMex

Cuerpos Litologicos

Litologia

Andesitas

Andesitas Riolitas y Dacitas

Andesitas y Basaltos de Olivino

Basalto

Cuerpo de Agua

Dacitas

Dacitas y Riolitas

Depósitos Aluviales

Depósitos Aluviales Antiguos

Depósitos Lacustres

Depósitos lacustres en cuencas extensas

Dolina

Hummoc

Lahares

Lavas y Tobas

Lavas y Tobas (Vulcanitas)

Riolita

Tillitas

Toba Basáltica

Toba Riolítica-Toba Dacítica

Toba andesítica

Tobas

Tobas en depósitos de flancos

Travertinos

Volcánico

Volcánicos de Caida

Volcánicos de Caida(Abanicos volcánico

Volcánicos de Caida(FlujosPiroclástico

Volcánicos de Caida(Ignimbritas)

Volcánicos de Caida(Lahares)

Volcánicos de Caida(Pómez)

Volcánicos de Caida(Tobas)

Vulcanitas

Vulcanitas Intermedias

Vulcanitas Intermedias y Básicas

Vulcanitas intermedias

Vulcanitas intermedias y básicas

Vulcanitas ácidas

Vulcanitas ácidas e intermedias

Legend

GeoCuVaMex

Cuerpos Litologicos

Litologia

Andesitas

Andesitas Riolitas y Dacitas

Andesitas y Basaltos de Olivino

Basalto

Cuerpo de Agua

Dacitas

Dacitas y Riolitas

Depósitos Aluviales

Depósitos Aluviales Antiguos

Depósitos Lacustres

Depósitos lacustres en cuencas extensas

Dolina

Hummoc

Lahares

Lavas y Tobas

Lavas y Tobas (Vulcanitas)

Riolita

Tillitas

Toba Basáltica

Toba Riolítica-Toba Dacítica

Toba andesítica

Tobas

Tobas en depósitos de flancos

Travertinos

Volcánico

Volcánicos de Caida

Volcánicos de Caida(Abanicos volcánico

Volcánicos de Caida(FlujosPiroclástico

Volcánicos de Caida(Ignimbritas)

Volcánicos de Caida(Lahares)

Volcánicos de Caida(Pómez)

Volcánicos de Caida(Tobas)

Vulcanitas

Vulcanitas Intermedias

Vulcanitas Intermedias y Básicas

Vulcanitas intermedias

Vulcanitas intermedias y básicas

Vulcanitas ácidas

Vulcanitas ácidas e intermedias

Legend

GeoCuVaMex

Cuerpos Litologicos

Litologia

Andesitas

Andesitas Riolitas y Dacitas

Andesitas y Basaltos de Olivino

Basalto

Cuerpo de Agua

Dacitas

Dacitas y Riolitas

Depósitos Aluviales

Depósitos Aluviales Antiguos

Depósitos Lacustres

Depósitos lacustres en cuencas extensas

Dolina

Hummoc

Lahares

Lavas y Tobas

Lavas y Tobas (Vulcanitas)

Riolita

Tillitas

Toba Basáltica

Toba Riolítica-Toba Dacítica

Toba andesítica

Tobas

Tobas en depósitos de flancos

Travertinos

Volcánico

Volcánicos de Caida

Volcánicos de Caida(Abanicos volcánico

Volcánicos de Caida(FlujosPiroclástico

Volcánicos de Caida(Ignimbritas)

Volcánicos de Caida(Lahares)

Volcánicos de Caida(Pómez)

Volcánicos de Caida(Tobas)

Vulcanitas

Vulcanitas Intermedias

Vulcanitas Intermedias y Básicas

Vulcanitas intermedias

Vulcanitas intermedias y básicas

Vulcanitas ácidas

Vulcanitas ácidas e intermedias

Legend

GeoCuVaMex

Cuerpos Litologicos

Litologia

Andesitas

Andesitas Riolitas y Dacitas

Andesitas y Basaltos de Olivino

Basalto

Cuerpo de Agua

Dacitas

Dacitas y Riolitas

Depósitos Aluviales

Depósitos Aluviales Antiguos

Depósitos Lacustres

Depósitos lacustres en cuencas extensas

Dolina

Hummoc

Lahares

Lavas y Tobas

Lavas y Tobas (Vulcanitas)

Riolita

Tillitas

Toba Basáltica

Toba Riolítica-Toba Dacítica

Toba andesítica

Tobas

Tobas en depósitos de flancos

Travertinos

Volcánico

Volcánicos de Caida

Volcánicos de Caida(Abanicos volcánico

Volcánicos de Caida(FlujosPiroclástico

Volcánicos de Caida(Ignimbritas)

Volcánicos de Caida(Lahares)

Volcánicos de Caida(Pómez)

Volcánicos de Caida(Tobas)

Vulcanitas

Vulcanitas Intermedias

Vulcanitas Intermedias y Básicas

Vulcanitas intermedias

Vulcanitas intermedias y básicas

Vulcanitas ácidas

Vulcanitas ácidas e intermedias

México

Hidalgo

Puebla

Tlaxcala

Morelos

Distrito Federal

Puebla

Querétaro de Arteaga

98°20'0"W

98°20'0"W

98°40'0"W

98°40'0"W

99°0'0"W

99°0'0"W

99°20'0"W

99°20'0"W

99°40'0"W

99°40'0"W

100°0'0"W

100°0'0"W

20°0

'0"N

20°0

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19°3

0'0

"N

19°3

0'0

"N

19°0

'0"N

19°0

'0"N

10

97°0'0"W

97°0'0"W

98°0'0"W

98°0'0"W

99°0'0"W

99°0'0"W

100°0'0"W

100°0'0"W

101°0'0"W

101°0'0"W

102°0'0"W

102°0'0"W

20°0

'0"N

20

°0'0

"N

19

°0'0

"N

19

°0'0

"N

18

°0'0

"N

18

°0'0

"N

17°0

'0"N

17°0

'0"N

Lineamientos de la zona de estudio

Con base a las cartas geológicas 1:250,000 de la zona se logró digitalizar todos los rasgos

estructurales como fallas y fracturas, utilizando diversas fuentes de información como cartas

especiales de la zona del volcán Popocatépetl y del estado de México para obtener mayor

información de la misma área.

Mapas de densidad de fracturamiento

Con base al mapa de lineamientos se realizó tres mapas de densidad de fracturamiento donde se

pueden observar las tendencias estructurales principales, a su vez las áreas con mayor índice de

fracturas en el área con colores fuertes.

En este mapa se puede visualizar las áreas

con mayor fracturamiento de la zona y las

zonas con las que tiene relación marcan

lineamientos, estas zonas se tendrán que

tener especial cuidado con algún temblor

cerca de los lugares marcados.

97°0'0"W

97°0'0"W

98°0'0"W

98°0'0"W

99°0'0"W

99°0'0"W

100°0'0"W

100°0'0"W

101°0'0"W

101°0'0"W

102°0'0"W

102°0'0"W

20°0

'0"N

20°0

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19°0

'0"N

19°0

'0"N

18°0

'0"N

18°0

'0"N

17°0

'0"N

17°0

'0"N

0 50 100 150 20025Kilometers

0 50 100 150 20025Kilometers

11

97°0'0"W

97°0'0"W

98°0'0"W

98°0'0"W

99°0'0"W

99°0'0"W

100°0'0"W

100°0'0"W

101°0'0"W

101°0'0"W

102°0'0"W

102°0'0"W

20

°0'0

"N

20°0

'0"N

19°0

'0"N

19°0

'0"N

18°0

'0"N

18

°0'0

"N

17

°0'0

"N

17°0

'0"N

0 50 100 150 20025Kilometers

97°0'0"W

97°0'0"W

98°0'0"W

98°0'0"W

99°0'0"W

99°0'0"W

100°0'0"W

100°0'0"W

101°0'0"W

101°0'0"W

102°0'0"W

102°0'0"W

20°0

'0"N

20°0

'0"N

19°0

'0"N

19°0

'0"N

18°0

'0"N

18°0

'0"N

17°0

'0"N

17°0

'0"N

Al reducirse la cuadricula la área que

está cubriendo los lineamientos es menor

y la área afectada por estos disminuye.

Al hacerse la rejilla más fina el área

afectada es menor pero con mayores

afectaciones en los lugares con colores

más fuertes.

1.3 La Modelación Matemática Determinista y su aplicación en la Sismotectónica

La escaza instrumentación para el registró de movimientos en el subsuelo de diversas magnitudes

hace estragos en la Red de Observación Sísmica del CENAPRED, que requiere de la

reproducción de datos sintéticos por métodos numéricos para un pronóstico realista de los

posibles efectos sísmicos, como el régimen tectónico, el tamaño del terremoto, la geología local y

la relación de fallas tectónicas.

En este contexto, el modelado matemático determinista es útil para estimar el comportamiento de

cuerpo macroscópico continuo, como resultado de una integración matemática, a partir del

conocimiento de las propiedades de pequeños elementos diferenciales que lo componen (Viniegra

F., 2011). Con esta hipótesis, elaborado por Sir Gabriel Stokes en 1851, las leyes fundamentales

0 50 100 150 20025Kilometers

0 50 100 150 20025Kilometers

12

de la mecánica y de la termodinámica adquieren la forma de un sistema de ecuaciones

diferenciales de balance, que al operarse con las ecuaciones constitutivas, se obtiene un sistema

de ecuaciones diferenciales y al ser integradas por un método numérico, bajo condiciones

iniciales y de frontera, se estiman las soluciones. Las soluciones de las ecuaciones diferenciales,

para la propagación de ondas sísmicas pueden ser estimadas mediante los diferentes métodos

numéricos; elemento finito (Panza 1985, Oprsal and Zahradnik, 2002), diferencias finitas

(Ohminato and Chouet (1997), Chávez F. y Salazar L. 2004), volumen finito (Dormy y Tarantola,

1995) y de frontera (Yokoi T 1994).

Los métodos deterministas se basan en la hipótesis de que la sismicidad futura será similar a la

pasada, en cualquier lugar de las zonas sismogénicas, las cuales hacen uso de las leyes de

atenuación para calcular los efectos sobre el mismo. El método determinista estima el valor

máximo de la variable elegida como medida del movimiento del suelo en un lugar determinado

debido a la sismicidad de la región.

Cabe mencionar que este método se basa en los parámetros de sismos presentados, obteniendo el

valor máximo esperado de la variable que representa el movimiento del suelo (intensidad sísmica,

aceleración, etc.) suponiendo un mismo nivel de riesgo a todas las estructuras, lo cual no es cierto

para la ingeniería sísmica. Este método puede resultar en algunos casos conservador y generar

penalizaciones al diseño de estructuras. Por ese motivo en el presente trabajo se incluyen los

aspectos sismotectónicos basados en parámetros sísmicos que permitan un análisis determinista

apegado a la geología.

El objetivo de este apartado, estriba en modelar la propagación de ondas sísmicas en un medio

elástico, el cual permita estimar el movimiento de terreno fuerte por sismo mediante el análisis de

datos sintéticos. Para la modelación que se plantea, es necesario considerar los modelos

geofísicos y geológicos, hacer uso de la información de las redes sísmica, con el fin de localizar

los eventos sísmicos mediante el diagrama de Wadatti, SEISAN o SAC y su relocalización

mediante HypoDD (Waldhauser F. and W.L. Ellsworth, 2000), y así posteriormente su

correlación. Con ello es posible obtener un modelo sismotectónico, el cual sirva como insumo

para la modelación matemática determinista (Figura 9 Y 10).

Es importante mencionar que el tener un modelo sismotectónico, no garantiza el comportamiento

aproximado de la propagación de las ondas sísmicas; por lo consiguiente es necesario de la

modelación directa e inversa con el fin de comparar datos sintéticos con los datos sísmicos reales.

La modelación directa se conforma de la estimación en superficie de la fuente sísmica y su

trayectoria a la estación haciendo uso de topografía, la estructura interna y las condiciones del

suelo blando. Y la modelación inversa, utiliza los registros de datos de movimiento de tierra y

trata de estimar los procesos de las fuentes sísmicas. Los modelos deterministas implican el

mapeo de la estructura física y propiedades de la subsuperficie de la tierra usando mediciones

geofísicas por métodos potenciales y tomografía sísmica y así como los parámetros del terremoto.

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Fig. 9 Modelo del eje volcánico y modelación aplicada a la brecha sísmica de Guerrero y con y

sin eje

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Fig. 10 Modelación Matemática Determinista Aplicada a la Brecha Sísmica de Guerrero

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Fig. 10 Solución a la Propagación de Tsunami, Aplicada a la Brecha Sísmica de Guerrero

2. PELIGROS SISMICOS Y LA RESPONSABILIDAD EN MÉXICO

México es un país sísmicamente activo, la sismicidad en las zonas intraplaca e interplaca ha

generado el deceso de vidas y costos importantes para el país. Se estima que en los próximos 10

años continuará la concentración de población en las zonas con depósitos aluviales, por lo que se

mantendrá vigente la necesidad de hacer estudios de sismotectónica basados en la sismología,

con el objetivo de generar políticas públicas de Estado en materia de normatividad y reglamentos

de construcción ante movimientos fuerte del terreno.

La fuerza de la naturaleza se manifiesta a través de fenómenos perturbadores tales como sismos,

y tsunamis, que por la energía con que se desarrollan, el tamaño del área en que influyen y la

frecuencia con que ocurren, pueden afectar gravemente los asentamientos humanos. Aunado a

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que México se localiza en una de las zonas sísmicas y volcánicas más activas del mundo, el

Cinturón de Fuego del Pacífico, cuyo nombre se debe al alto grado de sismicidad que resulta de

la movilidad de cinco placas tectónicas: Norteamérica, Cocos, Caribe, Rivera y Pacífico. La

actividad entre las placas de Rivera, Cocos y Norteamérica es la que genera la sismicidad en los

estados de Jalisco, Colima, Michoacán, Guerrero, Oaxaca y Chiapas. La zona media de la

trinchera del Pacífico, que abarca la costa de Michoacán, Guerrero, Oaxaca y parte de Chiapas,

puede ser dividida en tres secciones en función de la ubicación de la falla Orozco, la falla

O’Gorman y la cresta de Tehuantepec. Cada una de las secciones presenta diferentes tasas de

subducción, donde los estados de Oaxaca y Chiapas presentan la mayor tasa (6.8 cm/año) y, por

ende, una mayor sismicidad histórica (Ramírez-Herrera, et al., 1999).

El 19 de septiembre de 1985 ocurrió un sismo de M8.2 en las costas de Michoacán, provocando

la muerte de 5,000 a 10,000 vidas; 50,000 heridos, 250,000 personas sin hogar; 770 edificios

colapsados o severamente dañados y pérdidas económicas que representan el 2.1% de PIB y

9.9% en la CDMX

Debido a las consecuencias catastróficas del sismo de 1985, en México surgieron diversas

iniciativas para crear una institución que estudiara los aspectos técnicos de la prevención de

desastres. Por un lado, el Gobierno Federal emprendió la tarea de establecer el Sistema Nacional

de Protección Civil (SINAPROC) y por otra parte, el Gobierno de Japón ofertó su apoyo para

mejorar los conocimientos existentes en relación con la prevención de desastres sísmicos.

Finalmente, la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) decidió impulsar a su

personal académico de alto nivel para que se dedicara a actividades de investigación y desarrollo

en prevención de desastres. Las tres iniciativas concurrieron en la creación, el 20 de Septiembre

de 1988, del Centro Nacional de Prevención de Desastres, CENAPRED, con carácter de órgano

administrativo desconcentrado, jerárquicamente subordinado a la Secretaría de Gobernación

(figura 10)

En la actualidad el CENAPRED cuenta con la Dirección de Investigación, que se integra de siete

subdirecciones, una de ellas la de Riesgos Sísmicos (figura 11) de la cual soy la cabeza de este

departamento desde el 15 de febrero de este año. Las actividades que actualmente realizo son en

materia de investigación aplicada al peligro por sismo y al análisis del peligro por tsunamis, ver

Apéndice A.

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Fig. 10 Organigrama de la SEGOB

Fig. 11 Organigrama del CENAPRED

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La responsabilidad específica del CENAPRED, es la prevención, en este sentido las actividades

que se realizan en este Centro estriban en conocer la física de los fenómenos naturales que le

atañen al país con el objetivo de informar oportunamente a los mexicanos sobre la ocurrencia de

algún fenómeno en particular. En el área de Riesgos Sísmicos, se hace la investigación del

fenómeno de diferentes maneras; la primera de ellas es la correlación de la sismicidad histórica

con la información geofísica. Por otra parte, con el apoyo de la UNAM se generan fortalezas

académicas, así como con la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación (SEPI), del

Instituto Politécnico Nacional (IPN), el cual nos proporciona el equipo geofísico para la

determinación de cuerpos sismogénicos; de igual manera la Comisión Federal de Electricidad

(CFE), ha proporcionado información, para la regionalización sísmica, así como de campañas de

sismicidad y elementos geológicos estructurales.

CONCLUSIONES

El objetivo de realizar esta investigación, estriba en generar fortalezas en materia de peligro

sísmico, basado en los parámetros sísmicos registrados en la Red de Observación Sísmica del

CENAPRED, esto último mediante la estimación determinista de las zonas sismogénicas dentro

de la RSO. En este trabajo se concluye que el sismo en la brecha de Guerrero tardaría en llegar la

onda P a los 50 segundos de su generación, que se tendría una amplificación sobre la vertical de

14 centímetros y se percibiría un jalón máximo de 17 centímetros hacia el sur. El tsunami

generado tardaría alrededor de siete minutos antes de arribar a la bahía de Acapulco y tendría olas

de cuatro metros de amplitud en la cota cero.

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December 2001.