Estudio de amplificación de ondas sísmicas en los suelos de Chorrillos

Abstract

El alto Índice, de sismicidad, que presenta el Perú, está asociado con su ubicación en el llamado Cinturón Circumpacifico dentro del activo panorama, sismo tectónico, que presenta el país es la costa central donde se observa un Incremento de la sismicidad en años recientes. La experiencia sísmica mundial, evidencia una relación entre el daño producido por un terremoto y las condiciones locales tanto geológicos como de suelos. En un principio se trató de evidencias Inferidas por observación de daños, pero recientemente, a fines de la última década, un mejor conocimiento de las propiedades y características de los suelos, así como el desarrollo de las teorías de amplificación dinámica han proveído de una base para la evaluación del comportamiento de los depósitos de suelos durante un sismo, permitiendo anticipar dicho comportamiento con la siguientes disminución del riesgo sísmico, mediante la adecuada toma de medidas tendientes a lograr un diseño sismoresistente adecuado para las edificaciones y obras civiles. Estas diferencias de comportamiento durante la ocurrencia de un terremoto, son claramente observables, de la historia sísmica de Lima, y la relación de daños durante terremotos destructivos; notándose una mayor concentración de estos daños en zonas tales como, La Molina, El Callao y Chorrillos. Este último distrito situado al sur-oeste de la capital es el área donde se localiza el presente Estudio; el cual tiende a la obtención de información pertinente a la amplificación de ondas sísmicas por los depósitos de suelos; como una contribución al Proyecto de Micro zonación de Lima Metropolitana que lleva a cabo el Instituto Geoflsico del Perú; habiéndose contado con el asesoramiento y colaboración de esta institución mediante un acuerdo con el departamento de Estructuras y Construcción del PAIC. Los tres primeros capítulos, desarrollados en esta tesis, tienen como fin el establecer las características del drea en estudio, tanto en el aspecto geológico, como en lo referente a los depósitos de suelos de un modo más bien descriptivo; tomando como referencias las informaciones recopiladas de diversos estudios que, aunque realizados con fines y orientaciones diferentes a los de esta tesis, permiten, de un modo preliminar establecer las características de la zona. A partir del cuanto capitulo, se Ingresa al estudio del comportamiento dinámico de los suelos de Chorrillos, mediante el registro de microtrepidaciones, análisis de. es¬tos registros, determinación de los periodos predominantes y clasificación de los depósitos de suelo, desde el punto de vista de Su comportamiento dinámico, siguiendo para ello las teorías de K. Kanai, Los depósitos del Suelo de Chorrillos, se representaron mediante cuatro modelos o columnas estratigráficas, torna¬dos de los registros de mlcrotrepldadones en la ubicación de estos perfiles. La clasificación de estos modelos de suelo, mediante las técnicas propuestas por K. Kanai, proporcionó un primer Indicativo del comportamiento dinámico del suelo. En el capítulo quinto, se emplean procedimientos analíticos para la evaluación de la respuesta del suelo a la excitación dinámica. El primer procedimiento aplicado fue el de la fórmula Semiempírica de Kanai, a fin de calcular las aceleraciones espectrales en superficie, Incorporando en el calculo de estas las condiciones de los modelos en forma de una Impedancia promedio y los periodos predominantes registrados, para un sismo de diseño de más magnitud de RIchter Igual a 7 y distancia epicentro de 100 Km; de esta forma se obtuvo una envolvente de aceleraciones y un coeficiente de diseño pata la zona a partir del espectro envolvente normalizado; utilizándole para el cálculo un programa computacional en lenguaje FORTRAN. El segundo método utilizado, se basa también en una ecuación de ondas ascendentes, pero en multiestratos, y este es el método de los modelos computacionales de Seed; mediante el cual se calculó para cada columna estratigráfica o modelo su ¿unción de transferencia o espectro de amplificaciones; utilizándose para el cálculo un programa computacional que cumpliera con tales fines. Este último método, Incluye las propiedades características de los estratos tales como espesores, densidades y velocidades de propagación de ondas de corte en los mismos, los cuales se asignaron de acuerdo a publicaciones y otras fuentes de consulta. El objetivo final de este estudio, es pues presentar una metodología de anticipación de los efectos sísmicos, debidos a las condiciones de suelo; de modo de determinar las áreas críticas y disponer las medidas de seguridad para las construcciones ya existentes en dichas áreas o elaborar espectros de diseño para tales áreas, utilizables en las futuras estructuras a erigirse en la zona. En este sentido es el segundo método el que Incorpora de modo más completo los valores característicos de los depósitos de suelo y permite obtener los espectros respuesta de aceleración, velocidad o desplazamiento, válidos para el diseño de estructuras. Es el deseo del autor, haber logrado contribuir de alguna manera a la futura seguridad de las edificaciones en esta zona motivo de esta tesis.