Amenaza Sísmica Chocó

MAPA DE AMENAZA SSMICA PARA EL CARMEN DE ATRATO - CHOCO.

Estudiante: Juan Sebastin Castillo Lpez. Fecha: mircoles 2 de octubre de 2013.

TABLA DE CONTENIDO

MAPA DE AMENAZA SSMICA PARA EL CARMEN DE ATRATO -

CHOCO. ........................................................................................................ 1

GENERALIDADES DEL SITIO DE ESTUDIO. ........................................ 2

INFLUENCIA DE LA TECTONICA. ......................................................... 3

DISPOSICIN ESTRUCTURAL Y REGISTROS DEL REA

ALEDAA AL CARMEN DE ATRATO. .................................................. 4

BLOQUES DE FALLA. ............................................................................. 12

MANEJO DE LAS MAGNITUDES DE LOS REGISTROS SSIMICOS.

..................................................................................................................... 15

CURVAS DE RECURRENCIA Y PERIODO DE RETORNO EN EL

BLOQUE ACTIVO Y EN EL BLOQUE DE SUBDUCCIN PARA

DIFERENTES MAGNITUDES MS........................................................... 17

CURVAS DE ATENUACIN (FRECUENCIA VS ACELERACIN

PICO) ........................................................................................................... 23

CONCLUSIONES ...................................................................................... 26

REFERENCIAS .......................................................................................... 26

GENERALIDADES DEL SITIO DE ESTUDIO.

Lugar del Estudio: El Municipio de El Carmen de Atrato en el departamento Choc Colombia.

Descripcin Fsica: El Municipio de El Carmen de Atrato, est situado en las estribaciones de la Cordillera Occidental, en el costado oriental del Departamento del Choc y pertenece a la zona central o del Atrato que la conforman adems los Municipios de Bojay, Llor, Acandi, Bagad, Ungua y Ro Sucio. Su cabecera municipal se encuentra a una distancia de 111 Km. de la ciudad de Quibd y a 123 Km. de la ciudad de Medelln (Antioquia).[3]

Lmites del municipio: Los lmites del Municipio de El Carmen de Atrato estn estipulados en la ordenanza as: por el norte la rama de la cordillera divide los estados del Cauca y Antioquia, separa las aguas del Tutunendo de las quebradas Sabaletas; por el sur una lnea recta que partiendo del punto donde confluye Sabaletas en el Atrato, termina en la cordillera que nos separa del estado de Antioquia; por el este la misma cordillera hasta encontrarse con el lmite sur y por el oeste el curso de esta misma quebrada hasta su confluencia con el ro Atrato por el sur; en sntesis: Al Norte: Con los Municipios de Urrao y Salgar. (Antioquia) Al sur: Con los Municipios de Llor y Bagad. (Choc) Al Oriente: Con los Municipios de Andes, Betania y Bolvar. ( Antioquia) Al Occidente: Con los Municipios de Quibd y Llor. (Choc).[3]

Extensin total: El Municipio posee una superficie de 1.017 Km. (101.700Ha.) Que representa el 2,26% del rea total del Departamento del Choc (44.935Km).[3]

Extensin rea urbana: 7 kilmetros cuadrados Km.[3]

Extensin rea rural: 1.010 kilmetros cuadrados Km.[3]

Altitud de la cabecera municipal (metros sobre el nivel del mar): 1700.[3]

Temperatura media: 19 C.[3]

Distancia de referencia: El Carmen de Atrato se encuentra a una distancia de 111 Km. de su capital Quibd y a 123 Km de Medelln (Antioquia).[3]

Figura 1. Ubicacin del municipio de El Carmen de Atrato - Choc.

Figura 2. Fotografa panormica del municipio de El Carmen de Atrato.[4]

INFLUENCIA DE LA TECTONICA.

Varios modelos tectnicos han sido propuestos para el territorio colombiano. Se presenta

la interaccin de tres placas, la Suramericana, la de Nazca y la del Caribe, el movimiento

convergente de estas placas genera un esfuerzo compresivo regional que est orientado

Noroeste-Sureste (en trminos generales), cuyo resultado es acortamiento de la corteza,

levantamiento montaoso y subsidencia de las cuencas, como es posible ver en la Figura 3. [8]

Figura 3. Influencia de las placas en Colombia, incluyendo el sitio de inters (Departamento

del choco Municipio de el Carmen de Atrato)

El movimiento constante en diferentes direcciones de las placas tectnicas provoca roses y friccin entre ellas, esta dinmica (movimiento) de las placas a lo largo del tiempo provoca liberacin de energa, lo cual se traduce en sismos de diferentes magnitudes. Muchos de estos movimientos producen fracturamiento en la corteza continental, en cercanas a zonas habitadas, como respuesta a la liberacin de energa que se experimenta por dicha friccin. Este fracturamiento es constante en toda la vida de la tierra en tiempo geolgico, y se traduce, entre otros, en los llamados planos de discontinuidad o de ruptura, entre los que se encuentran las fallas.

DISPOSICIN ESTRUCTURAL Y REGISTROS DEL REA ALEDAA AL

CARMEN DE ATRATO.

Los registros ssmicos se deben al movimiento de las placas y liberacin de energa, adems de la orognesis y dems procesos. Estos registros datan desde mucho tiempo atrs, para algunos sectores del pas, aunque no se determinan a que evento corresponde cada sismo.

El catlogo de ingeominas registra aproximadamente 4000 sismos, de diferentes magnitudes y a diferentes profundidades. Con estos datos, adems que los encontrados en el servicio geolgico colombiano, se realizarn los clculos pertinentes para la elaboracin del presente informe, que tiene como fin ltimo la generacin de un mapa de amenaza ssmica en un rea de fluencia de 200 Km de radio, con centro en el Municipio del Carmen de Atrato, Departamento del Choco.

* Nota 0: Existen registros ssmicos desde 1616. Pero por esttica del presente documento, las tablas se presentan en el ANEXO0. De igual manera es posible visualizar el mapa de todos los registros ubicados en la zona de inters bajo el nombre de ANEXO0A.

La disposicin estructural de Colombia, en el sitio de inters, es la siguiente:

Figura 4. Disposicin estructural en el sitio de inters y sus alrededores.

* Nota 1: La disposicin estructural completa de Colombia es posible observarla en el ANEXO1

Dicha disposicin se ve reflejada en los movimientos de la corteza terrestre bajo el rea de estudio, a diversas profundidades. El movimiento, en su gran mayora, es debido a fallas activas, y es este movimiento el que produce sismos, lo cual genera en algunas ocasiones daos a la infraestructura y tragedias asociadas, debido a los movimientos, desplazamientos y deformaciones que ocurren en la corteza terrestre, en lugares geogrficos cercanos al punto principal de la liberacin de energa (del registro ssmico mayor en el movimiento o ruptura de alguna falla). Este punto se denomina en la mayora de las ocasiones, como el epicentro del evento ssmico, o simplemente como epicentro.

Desde el sitio web del servicio geolgico colombiano se descarg la informacin ssmica del Carmen de Atrato - Choco, la cual contempla los 92 registros, desde el primero de enero de 1950, hasta el da dos de septiembre del ao en curso. Los registros ssmicos no fueron limitados por una escala de magnitud ssmica, as que cualquier sismo registrado de cualquier magnitud fue referido dentro del total de los registros encontrados. Esta informacin se puede observar en la Tabla 1:

Tabla 1. Registros encontrados en la base de datos del servicio geolgico colombiano.

Los registros ssmicos disponibles en la base de datos son representados segn puntos de diversos dimetros y colores, como se puede ver en la Figura 5.

Figura 5. Convenciones y puntos de Registro ssmico.

* Nota 2: El registro de sismos especficos del rea de inters se muestra en el ANEXO2.

Siguiendo el procedimiento de delimitar los registros ssmicos en un radio de 200 Km con punto central el sitio de inters (El Carmen de Atrato - Choc), con el fin de definir un rea de influencia, se realiz un circulo con dicho punto central, se parte de las coordenadas geogrficas siguientes 55354N y 76835W, que al realizar la conversin de coordenadas cartogrficas el resultado fue: latitud central (5.911111111111111 ~ 6) y longitud central (-76.20833333333334 ~ -76). [8] Adems, en la certificacin nmero 1049 de 8 de junio de 2012, se establece que las coordenadas del Carmen de Atrato son: Coordenada X =1103720 Coordenada Y =1138671. [9]

Tabla 2. Parmetros de consulta .

Mediante este procedimiento se encontraron 29 registros, los cuales se organizaron y tabularon, como es posible ver en la Tabla 3:

Tabla 3.Registro ssmico en un radio de 200 Km con centro en el municipio de El

Carmen de Atrato Departamento del Choc Colombia.

* Nota 3: El registro de sismos en un radio de 200 Km con punto central el rea de inters, sin ocular valores se muestra en el ANEXO3.

Fecha Incial 01/01/1949 Departamento CHOCO Municipio

Fecha Final 17/09/2013 Total Registros 25

Fecha Hora UTC Latitud Longitud Profundidad Magnitud Magnitud Departamento Municipio

aaaa/mm/dd hh:mm:ss Grados Grados Km Ml Mw

13/09/2011 4:49:35 5.658 -77.636 13.7 4.7 5.8 CHOCO NUQUI

13/09/2011 4:38:47 5.654 -77.745 18.9 4.2 5.6 CHOCO NUQUI

13/08/2011 20:30:52 5.676 -77.575 10 4.1 5 CHOCO NUQUI

08/02/2012 9:38:11 5.373 -74.872 .2 4.1 4.3 CALDAS VICTORIA

01/03/2012 1:41:12 4.372 -76.549 93.8 4.5 4.8 CHOCO SIPI

19/02/2012 23:50:17 4.73 -76.173 87.1 3.5 4 VALLE ARGELIA

18/04/2012 13:20:22 6.927 -76.246 2.9 3.5 4 ANTIOQUIA DABEIBA

31/07/2012 23:44:41 7.076 -76.679 4 3.8 4.3 ANTIOQUIA MURINDO

07/09/2012 7:52:12 7.305 -75.278 21.9 3.9 4.1 ANTIOQUIA VALDIVIA

31/07/2012 1:26:39 4.553 -75.985 16.6 4.2 4.2 VALLE OBANDO

11/08/2012 11:41:50 5.787 -76.852 4 3.5 4.2 CHOCO QUIBDO

29/12/2012 2:38:34 7.354 -76.691 2.1 3.7 3.9 ANTIOQUIA MUTATA

21/10/2012 23:33:46 4.49 -75.971 140.1 3.8 3.9 VALLE OBANDO

20/10/2012 21:13:23 5.302 -77.506 20.4 3.9 3.8 CHOCO NUQUI

07/10/2012 0:07:36 4.784 -76.33 106 3.8 3.6 VALLE EL CAIRO

12/11/2012 0:06:12 4.58 -76.786 4.1 3.5 4.1 CHOCO SIPI



26/03/2013 15:30:34 7.279 -77.037 16.1 3.5 3.9 CHOCO RIOSUCIO

09/03/2013 4:38:38 7.334 -74.859 46.1 4.3 4.3 ANTIOQUIA ZARAGOZA

10/02/2013 21:50:12 7.23 -76.924 34 3.9 4.3 CHOCO RIOSUCIO

12/04/2013 6:27:24 7.254 -75.784 19.4 3.7 4 ANTIOQUIA ITUANGO

19/04/2013 13:03:07 4.58 -76.1 107 4.2 4.3 VALLE TORO

16/05/2013 13:28:58 5.707 -77.244 26 3.8 4.6 CHOCO NUQUI

17/05/2013 5:41:20 7.162 -75.758 1.7 3.6 4 ANTIOQUIA ITUANGO

21/07/2013 8:57:55 5.163 -75.472 112.4 3.5 3.7 CALDAS NEIRA

04/08/2013 22:37:14 4.871 -76.147 108.5 3.9 4 VALLE EL AGUILA

05/09/2013 8:00:19 7.416 -75.339 29.7 3.7 3.6 ANTIOQUIA CACERES

26/08/2013 6:08:22 4.485 -76.279 126.1 3.6 3.7 VALLE EL DOVIO

Parmetros de la Consulta

Red Sismolgica Nacional de Colombia

EL CARMEN DE ATRATO

Tabla 4.Orden de mayor a menos de los registro ssmico en un radio de 200 Km con

centro en El Carmen de Atrato Choc.

De la Tabla 3 y de la Tabla 4 es posible observar que se registraron valores en escalas de magnitud diferentes, la escala ML y la escala MW, escalas diferentes a las del registro ssmico de INGEOMINAS (ver ANEXO0).

Los valores con magnitud mxima, mnimo, y promedio de magnitudes se observan en la Tabla 5. Igualmente se observa el valor mximo, mnimo y promedio de la profundidad alcanzada. En el radio de 200 km a partir del centro ubicado en el sector del estudio, se tiene que:

Tabla 5. Registros mximo, mnimo y promedio de magnitud ML, MW y profundidad

(Km) en un radio de 200 Km con centro en El Carmen de Atrato Choc.

Fecha Incial 01/01/1949 Departamento CHOCO Municipio

Fecha Final 17/09/2013 Total Registros 25

Fecha Hora UTC Latitud Longitud Profundidad Magnitud Magnitud Departamento Municipio

aaaa/mm/dd hh:mm:ss Grados Grados Km Ml Mw

13/09/2011 4:49:35 5.658 -77.636 13,7 4,7 5,8 CHOCO NUQUI

01/03/2012 1:41:12 4.372 -76.549 93,8 4,5 4,8 CHOCO SIPI

09/03/2013 4:38:38 7.334 -74.859 46,1 4,3 4,3 ANTIOQUIA ZARAGOZA

13/09/2011 4:38:47 5.654 -77.745 18,9 4,2 5,6 CHOCO NUQUI

31/07/2012 1:26:39 4.553 -75.985 16,6 4,2 4,2 VALLE OBANDO

19/04/2013 13:03:07 4,58 -76,1 107 4,2 4,3 VALLE TORO

13/08/2011 20:30:52 5.676 -77.575 10 4,1 5 CHOCO NUQUI

08/02/2012 9:38:11 5.373 -74.872 0,2 4,1 4,3 CALDAS VICTORIA

08/02/2013 0:01:19 7.018 -76.652 6 4,1 4,5 ANTIOQUIA MURINDO

07/09/2012 7:52:12 7.305 -75.278 21,9 3,9 4,1 ANTIOQUIA VALDIVIA

20/10/2012 21:13:23 5.302 -77.506 20,4 3,9 3,8 CHOCO NUQUI

10/02/2013 21:50:12 7,23 -76.924 34 3,9 4,3 CHOCO RIOSUCIO

04/08/2013 22:37:14 4.871 -76.147 108,5 3,9 4 VALLE EL AGUILA


21/10/2012 23:33:46 4,49 -75.971 140,1 3,8 3,9 VALLE OBANDO

07/10/2012 0:07:36 4.784 -76,33 106 3,8 3,6 VALLE EL CAIRO

16/05/2013 13:28:58 5.707 -77.244 26 3,8 4,6 CHOCO NUQUI

29/12/2012 2:38:34 7.354 -76.691 2,1 3,7 3,9 ANTIOQUIA MUTATA

12/04/2013 6:27:24 7.254 -75.784 19,4 3,7 4 ANTIOQUIA ITUANGO

05/09/2013 8:00:19 7.416 -75.339 29,7 3,7 3,6 ANTIOQUIA CACERES

17/05/2013 5:41:20 7.162 -75.758 1,7 3,6 4 ANTIOQUIA ITUANGO

26/08/2013 6:08:22 4.485 -76.279 126,1 3,6 3,7 VALLE EL DOVIO

19/02/2012 23:50:17 4,73 -76.173 87,1 3,5 4 VALLE ARGELIA

18/04/2012 13:20:22 6.927 -76.246 2,9 3,5 4 ANTIOQUIA DABEIBA

11/08/2012 11:41:50 5.787 -76.852 4 3,5 4,2 CHOCO QUIBDO

12/11/2012 0:06:12 4,58 -76.786 4,1 3,5 4,1 CHOCO SIPI


26/03/2013 15:30:34 7.279 -77.037 16,1 3,5 3,9 CHOCO RIOSUCIO

21/07/2013 8:57:55 5.163 -75.472 112,4 3,5 3,7 CALDAS NEIRA

Parmetros de la Consulta

EL CARMEN DE ATRATO

Red Sismolgica Nacional de Colombia

Registro Mximo 140,1

Registro Promedio 40,9

Registro Mnimo 0,2

Registro Mximo 4,7


Registro Mnimo 3,5

Registro Mximo 5,8


Registro Mnimo 3,6

Magnitud

Ml

Magnitud

Mw

Profundidad

(Km)

Aunque no son las nicas magnitudes conocidas y que posiblemente se puedan emplear, tambin existen otras, esto se puede observar en la Tabla 6.

Tabla 6. Posibles magnitudes ssmicas .

Todos los registros ssmicos de la Tabla 3 se visualizan en la Figura 6.

Figura 6. Registro grfico ssmico en un radio de 200 km con centro en El Carmen de Atrato

- Choc.

Nombre Autor Siglas

Magnitud Local Richter ML

Magnitud Ms Richter & Gutemberg MS

Magnitud M Gutemberg Mb

Magnitud de momento ssmico Kanamori MW

Figura 7. Disposicin estructural en un radio de 200 Km con centro en el municipio de El Carmen de Atrato Departamento del Choco.

En la Figura 7 es posible observar la circunferencia con radio de 200 Km, lugar donde se ubicaron los registros ssmicos. Esta circunferencia es llamada: rea de influencia.

Las fallas activas que en esta zona (Figura 7) tienen lugar son las siguientes:

Actividad Nombre Sistema Tipo de Movimiento# Pgina en el

ANEXO4

Activa Abriaqui - Normal Sinestral 42

Activa Anza Cauca Normal 50

Potencialmente Activa Apia - Inverso Sinestral 52

Activa Argelia - Inverso Dextral 165

Activa Aurra Romeral Inverso Sinestral 58

Activa Baha Solano - Normal y por Mecanismos Focales Inversa 62

Activa Caasgordas - Inverso 84

Activa Cauca Este Romeral Inverso Sinestral 86

Activa Cauca Oeste Romeral Inverso Sinestral 86

Activa Cauca-Almaguer Romeral Inverso 88

Activa Espiritu Santo Romeral Inverso Sinestral 132

Activa Heliconia - - 150

Activa Ituango Romeral - 161

Activa La isla - Inverso 169

Activa Mistrato - Inverso Sinestral 181

Activa Montenegro Romeral Inverso Dextral 185

Activa Murindo Cauca Inverso Sinestral 194

Activa Murri Cauca Inverso 196

Activa Peque Este Cauca Inverso Sinestral 219

Activa Peque Oeste Cauca Inverso Sinestral 219

Tabla 7. Fallas que estn dentro del rea de influencia.

* Nota 4: Para mayor informacin sobre la disposicin estructural de Colombia, en escala 1:1500.000 se recomienda ver el ANEXO4.

BLOQUES DE FALLA.

A partir de estas se definieron bloques de falla, a partir de los sistemas de los cuales hacen parte (Tabla 8). Aunque algunas fallas no estn registradas dentro de un sistema, es posible agruparlas junto con otras, esto con el fin de simplificar resultados y alejar la dispersin de datos dentro del anlisis matemtico. Es posible visualizar dichos bloques en la Figura 8.

Tabla 8. Disposicin de fallas segn sistemas .

Es claro que existen dos bloques de falla, los cuales pertenecen a los sistemas y sern llamados como bloque Cauca y bloque Romeral. En la Tabla 9 se muestran las fallas que no se ubican dentro de ningn bloque (sistema).

Potencialmente Activa Pintada Norte - Inverso 227

Activa Pintada Sur - - 229

Potencialmente Activa Potrerillo - Inverso 233

Activa Quebrada Nueva - Inverso Sinestral 237

Potencialmente Activa Rio Medelln - Normal 243

Activa Sabana Larga Este Romeral Inverso Sinestral 251

Activa Sabana Larga Oeste Romeral Inverso Sinestral 253

Potencialmente Activa Salento - Normal Dextral 257

Activa San Jeronimo - Inverso Sinestral 263

Activa San Ruperto - Normal 307

Activa Silvia-Pijao Romeral Inverso Dextral 281

Activa Sopetran Romeral Inverso 287

Activa Toro - Inverso 299

Activa Urrao Este - Normal 307

Activa Urrao Oeste - Dextral 309

Actividad Nombre Sistema Tipo de Movimiento Bloque de Falla # Pgina en el ANEXO4

Activa Anza Cauca Normal Cauca 50

Activa Murindo Cauca Inverso Sinestral Cauca 194

Activa Murri Cauca Inverso Cauca 196

Activa Peque Este Cauca Inverso Sinestral Cauca 219

Activa Peque Oeste Cauca Inverso Sinestral Cauca 219

Activa Aurra Romeral Inverso Sinestral Romeral 58

Activa Cauca Este Romeral Inverso Sinestral Romeral 86

Activa Cauca Oeste Romeral Inverso Sinestral Romeral 86

Activa Cauca-Almaguer Romeral Inverso Romeral 88

Activa Espiritu Santo Romeral Inverso Sinestral Romeral 132

Activa Ituango Romeral - Romeral 161

Activa Montenegro Romeral Inverso Dextral Romeral 185

Activa Sabana Larga Este Romeral Inverso Sinestral Romeral 251

Activa Sabana Larga Oeste Romeral Inverso Sinestral Romeral 253

Activa Silvia-Pijao Romeral Inverso Dextral Romeral 281

Activa Sopetran Romeral Inverso Romeral 287

Tabla 9. Fallas que no pertenecen a un sistema de fallas .

Finalmente la disposicin de bloques de falla dentro del rea encerrada por la circunferencia de 200 Km (rea de influencia), con punto central en el Carmen de Atrato, Departamento del Choco, se puede observar tanto en la Tabla 10 como en la Figura 8:

Actividad Nombre Sistema Tipo de Movimiento Bloque de Falla # Pgina en el ANEXO4

Activa Abriaqui - Normal Sinestral - 42

Potencialmente Activa Apia - Inverso Sinestral - 52

Activa Argelia - Inverso Dextral - 165

Activa Baha Solano - Normal y por Mecanismos Focales Inversa - 62

Activa Caasgordas - Inverso - 84

Activa Heliconia - - - 150

Activa La isla - Inverso - 169

Activa Mistrato - Inverso Sinestral - 181

Potencialmente Activa Pintada Norte - Inverso - 227

Activa Pintada Sur - - - 229

Potencialmente Activa Potrerillo - Inverso - 233

Activa Quebrada Nueva - Inverso Sinestral - 237

Potencialmente Activa Rio Medelln - Normal - 243

Potencialmente Activa Salento - Normal Dextral - 257

Activa San Jeronimo - Inverso Sinestral - 263

Activa San Ruperto - Normal - 307

Activa Toro - Inverso - 299

Activa Urrao Este - Normal - 307

Activa Urrao Oeste - Dextral - 309

Actividad Nombre Bloque de Falla

Activa Baha Solano Zona Subduccin

Activa Abriaqui

Activa Anza

Activa Caasgordas

Activa Murindo

Activa Murri

Activa Peque Este

Activa Peque Oeste

Activa San Ruperto

Activa Urrao Este

Activa Urrao Oeste

Cauca

Tabla 10. Disposicin final de bloques de falla .

Los bloques definidos, poseen una distancia menos hacia el sitio especfico (Carmen de Atrato Choco), el cual se mide en lnea recta desde el lmite de cada bloque. Los bloques de Falla Cauca y Rometal, son bloques que poseen caractersticas estructurales similares y es difcil poder seccionarlos en dos sistemas separados, por tal razn se considera realizar una nueva divisin, teniendo finalmente dos bloques ssmicos, el bloque subduccin (haciendo alusin a la interaccin entre la placa de nazca y la de sur amrica) y el bloque activo, debido a todo el conjunto de fallas activas pertenecientes (Ver Figura 4).

Tabla 11. Distancia al Carmen de Atrato de cada bloque de Falla .

Potencialmente Activa Apia

Activa Argelia

Activa Aurra

Activa Cauca Este

Activa Cauca Oeste

Activa Cauca-Almaguer

Activa Espiritu Santo

Activa Heliconia

Activa Ituango

Activa La isla

Activa Mistrato

Activa Montenegro

Potencialmente Activa Pintada Norte

Activa Pintada Sur

Potencialmente Activa Potrerillo

Activa Quebrada Nueva

Potencialmente Activa Rio Medelln

Activa Sabana Larga Este

Activa Sabana Larga Oeste

Potencialmente Activa Salento

Activa San Jeronimo

Activa Silvia-Pijao

Activa Sopetran

Activa Toro

Romeral

Bloque de Falla

Distancia menor al

Carmen de Atrato

(Km)

Bloque SsmicoDistancia menor al Carmen de Atrato

(Km)

Baha Solano 352 Zona Subduccin 352

Cauca 80

Romeral 200Zona Activa 80

Figura 8. Disposicin final de bloques de fallas.

MANEJO DE LAS MAGNITUDES DE LOS REGISTROS SSIMICOS.

De la Tabla 3 es posible observar que los registros de las magnitudes se dan en trminos de MW y ML. Las magnitudes MW y ML son probablemente las medidas ms comnmente utilizadas y estn diseadas para ser aplicadas a datos de baja y alta frecuencia, respectivamente. [5] En el ANEXO0 es posible ver que los registros de las magnitudes se dan en trmino MS. Por tal motivo se realizar una correlacin entre magnitudes, con el fin de trabajar solamente con la magnitud MW.

Figura 9. Fuente de amplitud espectral vs Tipo de frecuencia. [5]

Con respecto a las dos magnitudes del inters de este informe, se tiene que la magnitud ML corresponde a la concepcin inicialmente propuesta por Ritcher en 1993 para eventos ocurridos en el sur de California [6]. La expresin matemtica es la siguiente:

ML=LOG(A) LOG A0() Ecuacin 1.

Donde A es la amplitud registrada en un sismgrafo estndar de torsin Wood - Anderson

y A0 es el factor de amplitud deducido empricamente y dependiente de la distancia para

un terremoto particular tomado como terremoto patrn. [8]

El terremoto patrn corresponde a un terremoto de ML = 3, que se registra con ampli-

tudes mximas de 1 mm, a una distancia de 100 km. [8]

La magnitud Kanamori o de momento ssmico (MW) tiene la ventaja de basarse en el momento ssmico MO, cantidad no saturable si se toman periodos de tiempo lo suficientemente largos [6]. Matemticamente se expresa de la siguiente manera:

MW = (2/3)*LOG(MO) 10.7 Ecuacin 2.

La correlacin entre estos registros se visualiza por mtodo grfico (Figura 10) o matemtico (Ecuacin 3 y Ecuacin 4), como sigue a continuacin:

Figura 10. Correlacin grfica entre magnitud y magnitud de Kanamori o de momento

ssmico (MW). [5]

Debido a que organizar toda la correlacin mediante la Figura 10 se vuelve muy tedioso y poco preciso, entonces para lograr organizar los datos en magnitudes MB, ML, MW y MS, se emplearn las siguientes ecuaciones: [6]

MB = 1.7 +0.8*ML -0.01*(ML^2) Ecuacin 3.

MS = 2.18*MB -6.44 Ecuacin 4.

* Nota 5: El resultado de la correlacin entre magnitudes, a partir de las ecuaciones 3 y 4, se observa en la ver el ANEXO5.

CURVAS DE RECURRENCIA Y PERIODO DE RETORNO EN EL BLOQUE ACTIVO Y EN EL

BLOQUE DE SUBDUCCIN PARA DIFERENTES MAGNITUDES MS

La sismicidad es el resultado de actividad ssmica de una regin, como es el Carmen de Atrato y sus alrededores, en el rea de influencia antes establecida (Figura 8); y se conforma de datos registrados en un tiempo pasado, de los cuales es posible concluir importantes caractersticas regionales. [6]

Con estos datos es posible graficar una regresin lineal (una recta), la cual se conoce con el nombre de recurrencia de magnitudes. Esta metodologa se debe a C.F. Ritcher y a veces es llamada ley de Richter. [6]

Mediante algunos ajustes, a dicha recta, se le puede hacer tomar la siguiente forma [6]:

Ms = A B*LOG(N) Ecuacin 5.

Donde,

A = Intercepto con las abscisas. Representa una medida de magnitud mxima en la regin. [6]

n = Nmero de sismos que igualan o superan el nivel de referencia Ms. [6]

B = Es la pendiente de la recta de regresin. Y se expresa de la siguiente manera:[6]

B = [LOG(n)- LOG (1)] [(Mn)-(M1)] Ecuacin 6.

Las curvas de completez se basan en los registros ssmicos antes mencionados anteriormente, partiendo en tres intervalos los registros ssmicos, siendo intervalo 1: para MS entre 3,1 y 3,9; intervalo dos para MS entre 4 y 5, y finalmente, intervalo tres para MS entre 5,1 y 7,8., para cada bloque considerado (Bloque de subduccin y Bloque Activo), se muestran en las Figuras11, 12 y 13 para el Bloque de Subduccin; y en las Figuras 15, 16 y 17 para el llamado Bloque Activo. Estas figuras se pueden observar a continuacin:

Figura 11. Curva de completez para MS entre 3,1 y 3,9 para bloque de subduccin

y = 5,725x - 11214R = 0,9503

0

50

100

150

200

250

300

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Acu

mu

lad

o d

e ev

ento

s

Ao del registro

Curva completez para MS entre 3,1 y 3,9

Para la anterior figura la frecuencia ssmica es =5,725

Figura 12. Curva de completez para MS entre 4 y 5 para bloque de subduccin


Figura 13. Curva de completez para MS entre 5,1 y 7,3 para bloque de subduccin


Con las frecuencias ssmicas del bloque de subduccin, es posible hallar la curva de recurrencia (Figura 14):

y = 1,778x - 3448,8R = 0,9717

0

20

40

60

80

100

120

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

Acu

mu

lad

o d

e ev

ento

s

Ao del registro

Curva completez para MS entre 4 y 5

y = 0,548x - 1056,9R = 0,969

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Acu

mu

lad

o d

e ev

ento

s

Ao del registro


Figura 14. Curva de recurrencia bloque de subduccin

Para la anterior figura la frecuencia ssmica es controlada por la siguiente ecuacin:

=31,92e-1,344(MS) Ecuacin 7.

Figura 15. Curva de completez para MS entre 3,1 y 3,9 para bloque activo


y = 31,926e-1,344x

R = 0,9981

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 4

Frec

uen

cia

Acu

mu

lad

a

Magnitud MS

Curva Recurrencia para Bloque Activo

y = 5,8325x - 11452R = 0,9597

-50

0

50

100

150

200

250

300

1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Acu

mu

lad

o d

e ev

ento

s

Ao del registro


Figura 16. Curva de completez para MS entre 4 y 5 para bloque activo


g Figura 17. Curva de completez para MS entre 5,1 y 7,3 para bloque activo


Con las frecuencias ssmicas del bloque de subduccin, es posible hallar la curva de recurrencia (Figura 18):

y = 1,8313x - 3560,5R = 0,9731

0

20

40

60

80

100

120

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Acu

mu

lad

o d

e ev

ento

s

Ao del registro

Curva completez para MS entre 4 y 5

y = 0,5121x - 988,92R = 0,9019

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

Acu

mu

lad

o d

e ev

ento

s

Ao del registro


Figura 18. Curva de recurrencia bloque activo

Para la anterior figura la frecuencia ssmica es controlada por la siguiente ecuacin:

=34,137e-1,85(MS) Ecuacin 8.

El periodo de retorno del sitio de inters, con registros ssmicos de solamente 397 aos atrs, establece valores de (frecuencia en el rango de magnitudes para el tiempo establecido en aos del registro). El periodo de retorno (Tr) se calcula como 1/ .

= M/aos Ecuacin 9. Donde,

=Frecuencia en el rango de magnitudes para el tiempo establecido en aos del registro

M =Registros con magnitud MS mayor o igual a 2,3 Aos = Aos de registro ssmico para el rea de influencia.

Tr =1/ Ecuacin 10.

Donde,

Tr =Periodo de retorno en aos para un sismo de magnitud MS

Para conocer cul es el periodo de retorno de cualquier sismo en el bloque activo o bien el en bloque de subduccin, se operaron de las ecuaciones 10 y 11, con una frecuencia hallada de la ecuacin 8 y 9, a partir de los valores de MS posibles (3,1 a 9). El resultado es posible visualizarlo en la Tabla 12.

y = 34,137e-1,385x

R = 0,9968

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 1 2 3 4

Frec

uen

cia

Acu

mu

lad

a

Magnitud MS

Curva Recurrencia para Bloque Activo

Tabla 12. Periodo de recurrencia para el bloque activo y para el bloque de subduccin .

CURVAS DE ATENUACIN (FRECUENCIA VS ACELERACIN PICO)

De la literatura se conocen varias ecuaciones de atenuacin segn el origen de los investigadores o del uso que se le d, por ejemplo, la Ecuacin 11 del presente texto [10]:

Ln(PGA)=5,3318+0,4779MS-1,157*Ln(Distancia radial mnima+25) Ecuacin 11.

MS Tr (aos) Tr (aos) MS MS Tr (aos) Tr (aos) MS

3,1 9 2 3,1 6,1 2332 114 6,1

3,2 11 2 3,2 6,2 2806 130 6,2

3,3 13 3 3,3 6,3 3377 149 6,3

3,4 16 3 3,4 6,4 4063 170 6,4

3,5 19 3 3,5 6,5 4888 195 6,5

3,6 23 4 3,6 6,6 5882 223 6,6

3,7 28 5 3,7 6,7 7077 255 6,7

3,8 33 5 3,8 6,8 8515 292 6,8

3,9 40 6 3,9 6,9 10246 334 6,9

4 48 7 4 7 12328 382 7

4,1 58 8 4,1 7,1 14833 437 7,1

4,2 69 9 4,2 7,2 17847 499 7,2

4,3 83 10 4,3 7,3 21474 571 7,3

4,4 100 12 4,4 7,4 25838 654 7,4

4,5 121 13 4,5 7,5 31089 748 7,5

4,6 145 15 4,6 7,6 37407 855 7,6

4,7 175 17 4,7 7,7 45009 978 7,7

4,8 211 20 4,8 7,8 54156 1119 7,8

4,9 253 23 4,9 7,9 65161 1280 7,9

5 305 26 5 8 78403 1464 8

5,1 367 30 5,1 8,1 94336 1674 8,1

5,2 441 34 5,2 8,2 113507 1915 8,2

5,3 531 39 5,3 8,3 136573 2191 8,3

5,4 639 44 5,4 8,4 164328 2506 8,4

5,5 769 51 5,5 8,5 197722 2866 8,5

5,6 925 58 5,6 8,6 237903 3279 8,6

5,7 1113 67 5,7 8,7 286249 3750 8,7

5,8 1339 76 5,8 8,8 344420 4290 8,8

5,9 1611 87 5,9 8,9 414413 4907 8,9

6 1938 100 6 9 498629 5613 9

Bloque Activo Bloque Subduccin Bloque Activo Bloque Subduccin

Figura 19. Curva de atenuacin bloque de subduccin

Figura 20. Curva de atenuacin bloque activo

0

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

0,000 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000

Ace

lera

ci

n (

gal)

Distancia (Km)

Curvas de Atenuacin para Bloque de Subduccin en diferentes distancias (Km)

Para MS de 3,1 a 3,9

Para MS de 4 a 5


0

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

0,000 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000

Ace

lera

ci

n (

gal)

Distancia (Km)

Curvas de Atenuacin para Bloque Activo en diferentes distancias (Km)


Para MS de 4 a 5


Figura 21. Curva de atenuacin bloque de subduccin y bloque activo

Figura 22. Curva de periodo de retorno vs aceleracin bloque de subduccin y bloque activo

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4

Frec

uen

cia

Aceleracin (gal)

Curvas de Atenuacin para Bloque de Subduccin y Bloque Activo

Para Bloque deSubduccin

Para BloqueActivo

Sumatoria

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 1 2 3 4

Frec

uen

cia

Aceleracin (gal)

Curvas de periodo de retorno vs aceleracin para Bloque de Subduccin y Bloque Activo

Para Bloque deSubduccin

Para BloqueActivo

CONCLUSIONES

1. De la Figura 3 es posible observar que Colombia, en su extremo NW debera presentar un alto registro ssmico, debido a la interaccin entre placas tectnicas.

2. De la Figura 8 se puede concluir que el rea de influencia para el sitio de inters (El Carmen de Atrato Choco) posee extensas y grandes fallas activas o en estado potencialmente activo, con diversos tipos de movimientos a lo largo de su plano de ruptura (ver Tabla 7 y ANEXO4).

3. La definicin de los tres bloques de falla representativos del lugar, obedece a rasgos estructurales dominantes de cada falla registrada en el rea de influencia (ver Figura 8, Tabla7 y ANEXO4), siendo estos en conjunto lo denominado como sistema de falla, as se tienen tres bloques para el sitio de inters, de los cuales se procede a catalogar como dos bloques (Subduccin y Activo).

4. A partir del ANEXO5 es posible concluir que la correlacin no es precisa, como es de esperar, ya que son modelos de aproximacin matemtica que emplean datos que los investigadores conocen y para ellos les funcionan con gran precisin en zonas de un estudio particular, pero en datos aleatorios y/o especficos de otros sitios, como es el caso, la correlacin presenta un error asociado que es muy significativo, por este motivo lo ideal es trabajar con magnitudes MS o ML.

5. De la Tabla 12 es posible deducir que el rea de influencia presenta una alta peligrosidad regional, adems de un periodo de retorno 2 aos para magnitudes MS de 3,1 en el sector occidental, pero de 9 aos para el sector este, por lo tanto es un lugar que presenta una recurrencia ssmica bastante significativa, con respecto a liberacin de energa relativamente constante. Recordar que MS=3,1 es igual que tener un registro de ML= 3,5.

6. En forma general, tanto las curvas de completez, como de recurrencia, como de atenuacin presentan un R2 cercanos al 0,99, lo cual sugiere dos opciones: Los datos fueron filtrados con mucho cuidado, o bien, los datos no son los suficientes.

7. De la Figura 21 y Figura 22, es posible observar que el Bloque Activo presenta mayor amenaza al rea de influencia. Lo cual se evidencia debido a la cercana con la curva de atenuacin de la sumatoria.

REFERENCIAS

1. Sismotectnica de Colombia: deformacin continental activa y subduccin; 2. Referencia electrnica: http://www.smis.org.mx/htm/sm3.htm; 3. Referencia electrnica: http://www.elcarmendeatrato-choco.gov.co/index.shtml; 4. Referencia electrnica:

http://www.google.com.co/imgres?imgurl=http://www.colombiaturismoweb.com/DEPARTAMENTOS/CHOCO/MUNICIPIOS/ATRATO/imagenes/municipio%2520del%2520carmen%2520de%2520atrato%2520choco.jpg&imgrefurl=http://www.colombiaturismoweb.com/DEPARTAMENTOS/CHOCO/MUNICIPIOS/ATRATO/ATRATO.htm&h=225&w=434&sz=31&tbnid=7ov7mvUgX4C-sM:&tbnh=68&tbnw=131&zoom=1&usg=__0rcXxHTG-JNk6xb-HFA4MPJmRHU=&docid=SI2ts8IoSbBvpM&sa=X&ei=BaM5UteTIIPc8wS8xoGQBg&ved=0CEwQ9QEwBA&dur=3975.

5. Interpretando los Datos de Magnitud Ssmica - Por Krishna Sinha, Ph.D., PE, y Mark Smith, PE, GE.

6. Ingeniera Ssmica. Alberto Sarria Segunda Edicin. Captulo 6 pginas 125-127.

7. Referencia electrnica: http://co.lasdistancias.com/distancia-de-medio-atrato-bete-a-el-carmen

8. Ingeominas Base Datos Fallas Activas Colombia. Geol. Nohora Emma Montes Geol. Astrid Sandoval.

9. Referencia electrnica: http://www.mininterior.gov.co/sites/default/files/recursos/archivos/CONSUTA%20PREVIA/CERTIFICACIONES%20CONSULTA%20PREVIA%202012/CERTIFICACION%201.0497809.PDF

10. Optimizacin y diseos para la licitacin y construccin del proyecto hidroelctrico PCH Santa Ins. Revisin por PCH LUZMA S.A.S.E.S.P

Amenaza Sísmica Chocó

Documents

Transcript of Amenaza Sísmica Chocó