UNA CONTRIBUCION AL ESTUDIO
DE RIESGOS SISMICOS EN
EL ECUADOR
José Palacio Gonzáles *
Efrén Blum Gutiérrez *
Colaboradores científicos: Raúl Maruri Díaz **
Héctor Ayon
Jacinto Rodríguez
RESUMEN
Se presenta un m étodo probabilístico para obtener la ace
leración m áxima esperada en cualquier sitio del país, con un de
terminado nivel de probabilidad de .excedencia. Para esto se dis
cute la identificación de áreas fuentes en la zona. Se estudia u n
sitio en particular y se recom ienda un espectro de diseño.
Guayaquil, agosto 1984.
^Investigador del IHEA
Profesor.del IIEA
REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
AGRADECIM IENTO
El A u to r deja expresa constancia de su agradecimiento a la
Universidad de Guayaquil, y en particular al Instituto de Investi
gaciones y Estudios Avanzados de la Facultad de Ciencias Mate
máticas y Físicas, a sus directivos y demás personal, por el apo
yo incondicional a la presente investigación.
Asi mismo, desea expresar su agradecimiento a las siguien
tes personas:
A l Sr. José Egred y demás compañeros del Observatorio
Astronóm ico del Ecuador, por haber facilitado desinteresada
m ente toda la información a su alcance, incluyendo material
inédito.
A l Sr. Miguel Fabre M oreno, por su participación en la in
terpretación, elaboración de los gráficos, diagramación general y
concepción artística con que ha sido tratado el presente artículo.
A la Sra. Janeth Vera de Intriago, Secretaria del IIEA, por
su participación en el trabajo de mecanografiado y revisión del
presente reportaje.
— 2 b 0 —
A
REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
I.- G EN ERALID AD E S
1.1. INTRODUCCION
La República del Ecuador se encuentra localizada en el
Cinturón de Fuego del Pacífico, la zona que registra la m ayor
parte de la actividad sísmica del globo terrestre y en la cual es
tán localizados numerosos volcanes, algunos de ellos aún activos.
Como consecuencia en nuestro país se han presentado sismos de
gran magnitud que ocasionaron numerosas víctimas y cuantiosos
daños materiales. Por lo tan to es imprescindible establecer los
niveles de riesgo sísm ico a que una determ inada localidad estará
som etida con el fin de reducir los daños:
El riesgo potencial en una localidad depende de la sismici
dad regional, de la forma com o se atenúa el m ovimiento con la
distancia y de las características del suelo local. Desde el pun to
de vista de ingeniería sismo — resistente, la determ inación del
nivel de riesgo debe ser expresada por parám etros de diseño es
perados de suceder con un nivel de probabilidad de excedencia.
Lo ideal consistiría en conocer la aceleración máxima o ve
locidad m áxim a de las partículas, la densidad espectral y su fre
cuencia probable, así como la posibilidad de que la localidad en
estudio esté expuesta a pulsos largos. Esto implicaría disponer
de espectros de diseño ( o acelerogramas) debidos a terremotos
correspondientes a áreas fuentes de los alrededores y definir su
probabilidad. Sin embargo estamos m uy lejos de esta m eta y so
lamente el conocer las cantidades que representan las sacudidas
fuertes del terreno ya constituirían un gran avance (Referencia
26, pág. 1 2 ).
El objetivo del presente trabajo es establecer el nivel de
aceleración esperada en roca de ser excedida con un específico
nivel de probabilidad en un período de tiempo dado. Este tra
bajo es parte del esfuerzo del IIEA (U. Guayaquil) por estable
a r un m apa de isoaceleraciones y de ser posible de isovelocida-
- 2 6 1 -
REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
des para todo el país y en términos optimistas proponer una re-'
gionalización sísmica del país.
Un objetivo adicional del artículo es discutir la posibilidad
de la construcción de un espectro de diseño para un sitio especí
fico de estudio, que tom e en cuenta el efecto del suelo local.
Como ejemplo de aplicación se escogió a ATAHUALPA, locali
dad de la Península de Santa Elena, como el sitio de estudio.
1.2.- SISMO - TECTONICA DEL ECUADOR.
El territorio ecuatoriano geográficamente presenta tres re
giones bien definidas:
a) La Costa o Región Occidental
b) La Sierra, Región Central o Interandina
c) El Oriente o Región Oriental
En todas estas regiones ha tenido lugar actividad sísmica y
se encuentran recorridas por numerosas fallas y esta división
geográfica en términos generales se relacionan con la tectónica
del país, pero la tectónica es m ucho más compleja que esta divi
sión geográfica. Casualmente la Sismicidad del Ecuador se ex
plica dentro del contexto del m odelo m undial deducido de la
m oderna tectónica de placas, que considera a la litosfera dividi
da en segmentos o placas en co ntinu a interacción, de lo cual re
sulta que en algunos lugares las placas se deslicen de manera
trascurrente m ientras que en otros se enfrenten o se separen.
Del enfrentam iento de una placa oceánica con una placa
continental se produce el fenóm eno de subducción, po r el cual
la placa oceánica, más rígida y fuerte, se introduce por debajo
de la placa continental y sigue hundiéndose hacia el m anto, en
donde se consume al alcanzar grandes profundidades. Todo este
proceso origina acciones mecánicas, fricción, magnetismo, tra
yendo como consecuencia sismicidad y volcanismo. Tam bién
como consecuencia se produce una fosa frente a la costa, la mis-
jma que puede alcanzar grandes profundidades.
REVISTA' DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
La zona en la cual se localizan los focos sísmicos produci-,
dos en la placa oceánica que subducciona se llama Zona de Be-
nioíf, y el buzam iento de esta zona es variable en las diferentes
regiones del globo terrestre en que se produce subducción.
En el Ecuador tiene lugar este fenóm eno de subdicción, al
enfrentarse la placa Americana con la placa Pacífica, concreta
m ente la concurrencia de las placas Nazca, Sudamericana y Co
cos frente a las costa ecuatoriana, en donde ha sido identificada
la trinchera y el hundim iento de la placa Nazca bajo la placa
continental (Referencias 12,15,21 y 24), donde específicam ente
podem os encontrar las siguientes características principales:
— Un arco volcánico activo cercano a la zona de subdic*
ción. por el Este;
— Una trinchera o fosa m ar afuera, paralela al arco volcá
nico, al oeste del arco;
— Una prism a de acreción, que se m anifiesta en el margen
continental con una cordillera costera. Una cuenca de
ante — arco separa la cordillera costera del arco volcá
nico ;
— Una zona de Benioff que, desde la trinchera, se intro
duce con bajo ángulo por debajo del arco volcánico.
Esta zona es sísmicamente m uy activa, con hipocentros
someros cerca de la trinchera y generalmente de pro
fundidad m ediana a grande bajo el arco volcánico.
La zona de subducción se caracteriza principalm ente po r la
diferencia de buzam ientos al Norte y al Sur de aproximadam en
te el paralelo 2o . S. Hacia el no rte, la zona de Bonioff tiene un
buzamiento del orden 28°. al NE; hacia el sur, la misma zona
buza apenas unos 10 directam ente al E.
A partir del mismo paralelo 2o . S la trinchera cambia de di-
rección de N — S a NNE — SSW, y esta lín ea es tam bién el lím i
te meridional de la zona de volcanes activos de los Andes co
lombianos y ecuatorianos. En el mismo paralelo 2o . S se inicia
la deflexión de la Cordillera de los Andes, desde una dirección
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nifica determ inar la frecuencia y la potencia de los sismos que*
probablem ente afectarán en el futuro un determ inado lugar. Pa
ra eso se debe establecer tres aspectos, que están relacionados
entre sí: un nivel de probabilidad, u n p eríodo de tiem po y la
fuerza del sismo.
Esta últim a se puede expresar por medio de varios parám e
tros: Velocidad, Aceleración en el sitio, etc.
Dado un sitio de estudio, la sismicidad de la región donde
se encuentra determ inará los niveles esperados de aceleración,
velocidad y desplazamiento del suelo en este sitio.
Esta región puede tener subregiones con distintos niveles
de sismicidad; a estas subregiones las llamam os áreas fuentes.
Las áreas fuentes las consideramos como áreas isosísmicas,
es decir que la generación de sismos en cualquier pu n to d entro
de ellos siguen un m ismo patrón. Este patrón define la sismici
dad del área fuente (Referencias 1,2,3).
2.1. SISMICIDAD DE LAS AR EAS FUENTES.
La sismicidad de una área fuente se determ ina establecien
do los parám etros a y b de la ecuación de recurrencia de R itcher
Donde N (M) - núm ero de sismos anuales de m agnitud m a
yor o igual a M.
De la ecuación (1) es fácil inferir
N (0) — N (M 0) - 10 a - núm ero total de eventos en el año
log N (M) - a - bM
Ec. (1)
N (M) - N (0) 10 ' bM Ec. (2).
I
Esta últim a expresión puede ser reescrita:
N (M) - a EXP ( - BM)
Ec. (3)
- 2 6 5 -
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Donde a - N (0) - 10 a ; B - b/log e
Por lo tanto la sismicidad de cada área fuente puede ser ca
racterizada también por los parám etros alfa y beta en vez de a y
b.
Los parámetros alfa y beta determ inan la distribución de
los valores extremos de las magnitudes, llamada distribución de
Gumbel y que es o tra m anera de estimar la sismicidad de las
áreas fuentes (Referencias 11, 14). Este enfoque tiene la venta
ja de que utiliza los valores m áximos de cada período de tiempo
generalmente u n año, siendo estos valores más confiables, pues
no adolecen de las deficiencias de cobertura de los valores pe
queños. Se ha encontrado que la “prim era distribución de
G um bel” , G (Y) — Exp (- a Exp ( - B Y)), es apropiada para ex
presar la sismicidad, siendo G (Y) la probabilidad de que la mag
nitud “Y ” no' sea excedida en un año.
2.2. PARAMETROS DE DISEÑO EN EL SITIO.
La técnica general usada en el presente trabajo es esencial
m ente la misma que las presentadas por Cornell (1968), pero
reemplazando las integraciones po r sumatorias discretas para dar
flexibilidad en la representación de las funciones de atenuación
y área fuentes. (Ref. 1,2,3).
La concurrencia futura espacial en cada área fuente se asu
mirá uniform e a través de cada área fuente. Entonces si cada
área fuente es dividida en — n — subáreas, el núm ero de sismos
esperados de ocurrir anualm ente en esa subárea de m agnitud M
o m ayor será: n (M) — N (M)/n.
Al producirse sismos con diferentes magnitudes en cada
subárea de cada área fuente generarán aceleraciones (velocidad y
desplazamientos) en el sitio de estudio con niveles que depende
rán de la m agnitud y de la distancia hipocentral. La m ay oría de
especialistas (Ref. 5,6,7,13,18) aceptan que la expresión que da
el nivel de aceleraciones tiene la form a:
- 2 6 6 -
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A - C i e C2 M (R - Ro) C3
Ec. (4‘)
Donde R — distancia hipocentral
Cq, C2 , C3 , Ro — parám etros regionales para la aceleración
velocidad o desplazam iento.
Una vez obtenido el núm ero de sismos anuales para cada
m agnitud o m ayor para cada subárea de cada área fuente y co
nociendo las distancias de esta subárea (aceptando que los sis
mos se generan en su baricentro) al sitio de estudio, se puede
obtener el núm ero de aceleraciones anuales para distintos nive
les o mayores. Siguiendo este proceso para cada subárea de to
das las áreas fuentes se puede o btener el núm eto to tal de acele
raciones de determ inado nivel o m ayor N (A a) que se sucede
rán en el sitio de estudio en un año y por lo tanto la tasa m edia
anual de aceleraciones y.
Por lo tanto se puede o btener tam bién la probabilidad de
que una aceleración dada A sea m ayor o igual que un valor a, tal
que:
Se puede probar que esta función de probabilidad de A,
tiene la forma exponencial:
Donde S y K son parámetros que reflejan la sismicidad de
las distintas áreas fuentes.
Si consideramos cada una de las aceleraciones máximas
anuales en el sitio de interés debido a cada uno de los eventos y
si designáramos como “evento especial” aquel en que u n máxi
mo anual excede un valor dado de la aceleración a, existirá una
probabilidad constante de excedencia anual de aceleración — a—
.en cada evento.
F (A>a) - N (A a)/y
Ec. (5)
F (A? a) - SA K
Ec (6 )
- 2 6 7 -
REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
Esto significará que la ocurrencia de un “ evento especial”'
en el sitio constituye tam bién un proceso de Poisson con razón
m edia anual N (A a).
S i j - 0
p(N — 0) — probabilidad de que la aceleración máxima
anual no exceda un valor a en un año.
Hacemos:
G (A) — Prob (A a) — p (N — 0)
Por tanto:
G (A) - Exp (- N (A a) ) Ec. (8 )
Esta distribución tiene la forma de la segunda de Gumbel,
con co ta inferior.
En D años la razón media será D N (A a).
La probabilidad de que la aceleración máxima en D años
no exceda un valor a, será:
p (N - J) - N(A a) J e -N (A a) /j
Ec. (7 )
G (A) — Exp (- y F (A a))
G D (A) - Exp ( - D N(A a))
G D (A) - Exp ( - y D F (A a))
Reem plazando al valor de F (A a).
G (A) - Exp (- y D S A ’k) Ec. (10)
Haciendo: P — 1 — G (A)
Ec. (11)
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Donde P — Probabilidad de que la aceleración máxim a ex- -
ceda un valor dado en D. años.
Luego:
1 - P - Exp ( - D S A - k )
A - (y D S / - l n ( l - P ) ) / k Ec( 12 )
Donde A — aceleración esperada sea excedida en D años
con un nivel de probabilidades igual a P.
EL período m edio de retorno de determ inado nivel de ace
leración será:
Ty - 1/N (A a).
Luego: G j (A) — Exp ( — D/TY)
Ty - D/ln G D (A) Ec. (13)
3.- A R E A S FUENTES Y SISM ICIDAD DE LA S A R E A S
FUENTES.
3.1. DETERM INACIO N DE LA S A R E A S FUENTES.
Para determ inar el riesgo sísmico en un pu n to determ inado
se requiere conocer las características sísmicas, geológicas y tec
tónicas de la región, en base a las cuales se establecen las llama
das A R E A S FUENTES, áreas sismogénicas o unidades sísmicas,
v son aquellas que se estim an generarán sismos según un mismo
potrón y de acuerdo a su historia sísmica. De una manera gene
ral, estas áreas fuentes engloban grupos de fallas activas o luga
res en los cuales han ocurrido sismos que se pueden atribuir a fa
llas cuya existencia y actividad se sospecha basándose en una ra
zonable información geológica y/o tectónica.
Tom ando en cuenta las evidencias tectónicas de la región
- 2 6 9 -
REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
así com o su historia sísmica, podem os diferenciar diferentes*
áreas que pueden ser fuentes posibles de sism os: la fosa y sus in
mediaciones, la Cordillera O ccidental de los Andes y el frente
Oriental de los Andes.
En cuanto a la fosa y sus inmediaciones se deben diferen
ciar dos áreas distintas, una al norte de los 2o . S y otra al sur, ya
que la subducción en esas dos regiones tienen diferente buza
m iento.
La figura 1 tom ada de la Referencia 20, describe la distri
bución del flujo tectónico para el período 1900 — 1973.
El flujo tectónico es definido com o la cantidad de energía
disipada por unidad de área y p o r unidad de tiempo, tal que:
F - 1/AT J l ¡2 dA dT (R eferencia 22)
Donde:
F — flujo tectónico, J — energía liberada — A — área,
T — tiem po.
Esta distribución (figura 1) confirm a la presencia de las
cuatro áreas fuentes. Sus lím ites fueron casualmente estableci
dos basándose en los contornos de la figura 1 .
La Figura 2 m uestra las cuatro áreas fuentes definidas. En
el presente trabajo las áreas fuentes son identificadas como
AREA 51,52,53 y 54.
Eri el presente trabajo se estudia el riesgo sísmico para A-
tahualpa, localidad de la provincia del Guayas, ubicada a
los 8 3 ° 4 4 ’ W de longitud y 2o . 17’ S de latitud. El AREA 54
está a mas de 300 km del pu n to de estudio po r lo que se lo des
cartó del análisis.
REVÍSTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
3.2. SISMICIDAD DE LA S A R E A S FUENTES.
Se estableció en la Sección 1, que la sismicidad de un a
área fuente p o día ser determ inada p or los parám etros alfa y be
ta (o a y b). Estos parámetros pueden ser evaluados ya sea di
rectam ente por las tasas medias anuales de ocurrencias de sismos
o p or medio de la distribución de los valores extrem os. Un
buen ejemplo de aplicación de estos dos m étodos puede verse en
la Referencia 11.
Para el presente estudio se ha trabajado con el Catálogo de
Sismos Instrum entales para el períod o 1900 — 1983, elaborado
por la Escuela Politécnica Nacional — Observatorio A stronóm i
co — Instituto de Geofísica, actividad que form a parte del Pro
yecto SISRA. El Catálogo en m ención ha sido establecido a
partir de 24 fuentes diferentes de inform ación descritas en la bi
bliografía. (Ref. 29).
Para determ inar los parám etros de la sismicidad de cada
área fuente se desarrolló un sistema de program a de procesa
m iento electrónico en una com p utadora Radio Shack Modelo II
Se form ó prim ero un Archivo Maestro con el Catálogo ge
neral m encionado de todos los sismos ocurridos en el territorio
ecuatoriano. Por m edio de una subrutina se determ ina el p e rí
m etro y la ubicación de cada área fuente que da una salida en
papel que ayuda a chequear si la información ha sido bien ingre
sada. A partir del Archivo Maestro u n program a del sistema es
tablece el archivo de sismos que caen d entro de un a específica
área fuente. Otra subrutina establece las tasas medias anuales de
ocurrencia de sismos para cada área fuente y para cualquier pe
río d o de observación. A su vez otra subrutina hace el análisis
para los valores extrem os según la m etodología establecida en
las Referencias 11 y 14.
En estas subrutinas se utilizan los valores de la m agnitud
mb — m agnitud — de ondas corpóreas.—
Las Figuras 3 —4 — 5 presentan las tasas de medias anuales-
- 2 7 1 -
REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
para distintos períodos de observación. Este estudio es necesa-'
rio por la diferente calidad de la cobertura instrum ental. El pe
ríod o que se escoja debe ser lo más representativo posible. Ade
más se propuso como m eta buscar un período que tam bién haga
com patible los resultados dados por las tasas medias y aquellos
dados por los valores extremos. Se escogieron los siguientes pe
ríodos:
AREA 51 40 años (1942 - 1981)
AREA 52 41 años (1942 - 1982)
AREA 53 50 años (1933 - 1982)
Por m edio de los valores extremos se obtuvieron los pará
m etros de la sismicidad para cada área fuente en los mismos pe
ríodos de observación.
LasFiguras 6 — 7 — 8 presentan los resultados tanto para
las tasas medias com o de los valores extremos.
Para las tres áreas fuentes ambos resultados tienen suficien
te concordancia. Por lo tan to aceptam os com o válidos los resul
tados de los valores extrem os.
Una últim a subrutina del sistema hace un análisis de las
profundidades de los eventos en las distintas áreas fuentes.
En resum en los valores aceptados para caracterizar la sismi
cidad de las áreas fuentes son las siguientes:
A /F U E N T E
A L F A
BETA
PROFUN. PROMEDIO
AREA 51 1623
1.48 40 km.
AREA 52
20056
1.95
40 km.
AREA 53
7249
1.80 80 km.
4 - AC ELERAC IONES ESPERADAS.
Se ha desarrollado un program a de proceso autom atizado
para un com putador Radio Shack m odelo II, para obtener nive-
- 2 7 2 -
T
REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
Ies de aceleraciones esperadas de ser excedidas en D años con di-“
ferentes niveles de probabilidades.
Los datos de entrada de este programa son:
— La ubicación y geom etría de cada una de las áreas fuen
tes y la división de las subáreas.
— Los parám etros ALFA y BETA de cada área fuente y su
v profundidad promedio de los eventos.
— La ubicación del punto de estudio.
— El nivel de probabilidades deseado — P — y el núm ero
de años —D — en que se espera que un determinado nivel
de aceleraciones sea excedida.
— La cota m ínim a del proceso. Aceptado que G (A) sigue
la 2da. distribución de Gumbel. Se ha com probado que
la cota m ínima no influye determ inantem ente en los re
sultados. (Ref. 13).
Para este proyecto cada subárea fuente se lo tom ó como
cuadrículas de un cuarto de grado por lado.
El programa calcula las distancias hipocentrales de cada
cuadrícula al pu n to de estudio y determina la función F (A a)
según la ecuación (5), aceptando que la aceleración se atenúa se
gún la ecuación (4). Los parámetros que definen esta ecuación
han sido hallados para diferentes sitios del planeta por varios au
tores (Referencias 5,6,7,8,9,10,16).
Las curvas de atenuación son características propias de la
región pero su obtención confiable implica tener una gran colec
ción de registros instrumentales (acelelogramas) en roca de even
tos que hayan sucedido a diferentes distancias del sitio.
En el país no disponemos al m om ento de esta información.
Otra m anera propuesta de obtener las curvas de atenuación es a
partir de los datos de intensidades obtenidas para diferentes
eventos históricos. Estas intensidades pueden transformarse a
- 2 7 3 -
REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
aceleraciones y así obtener los parámetros que definen la ecua-'
ción 4 para la región. Este m étodo tiene el inconveniente que se
deriva del carácter subjetivo del parám etro intensidad. Además
las transformaciones de intensidades a niveles de aceleración son
discutibles, así com o tam bién la presencia del suelo local distor
siona los resultados.
Un camino a seguir sería el usar los parám etros que definen
la atenuación para determinadas regiones que pod rían asimilarse
a nuestra zona de estudio. La gran m ayoría de estudios se refie
ren al oeste de Estados Unidos (California) que creemos no se
pueden aplicar al país. En la siguiente tabla presentam os los pa
rám etros propuestos para otras regiones, inclusive resultados
que engloban a varias regiones dando un prom edio ponderado.
AUTOR
FUENT/mTOS
C1
C2
C3 KQ
REF.
E s te v a
(1970).
N ore ste de Amérí
ca C e n tra l
1230
.8
-2 .0 25
23 1
Donovan
(1974)
N.O. USA, Japó n
Papua, N. G uinea
1080
.50
-1 .3 2 25
22
Donovan
(1873)
Tbdas la s
re g io n e s
1320
.
. 38
-1 .5 2 25
21
El program a realiza autom áticam ente el ajuste de la curva
dado por la ecuación 6 y po r lo tanto a partir de la ecuación 1 2 ,
se puede obtener como salida del program a el nivel de acelera
ciones que se espera pueda ser excedida en D años y con el nivel
de probabilidades dado.
Es decir que el nivel de riesgo se expresa directam ente por
medio de las probabilidades de excedencia del m ovim iento del
suelo en el sitio de emplazamiento de la obra, teniendo en cuen
ta la vida útil de la misma.
- 2 7 4 -
REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
En general se aceptan dos m ovimientos de suelo de diseño.
Uno que sería el m áximo movim iento de suelo concebible de
acuerdo a la potencialidad sísm ica de las fuerzas sismogénicas.
Para este movimiento se puede aceptar que la estructura puede
sufrir daños, aún colapso parcial pero que no existen pérdidas
esenciales, po r ejem plo en una central nuclear no deben produ
cirse pérdidas en el contenedor.
El otro m ovim iento de suelo de diseño es aquel que de*
ocurrir la estructura deberá soportarlo sin sufrir daño. En otras
palabras la estructu ra deberá perm anecer elástica a diferencia
que para el máximo concebible se pueda aceptar disipación de
energía al perm itir entrar en cedencia a determinadas secciones
de la estructura.
Los valores comunes aceptados son los siguientes:
T ipo de
Movimiento
Probab. de exced e n c ia en 50
P e r, Med.
Est r u c t .
(c o m port).
.
an os R e to m o
C e n tra l
A ( I n e l á s tic o ) 0.0 05 2500
N u c le a r
B (E lá s t i c o ) O.J.O
475
Grandes
A ( I n e l á s tic o )
0,05
1060
P r e s a s
B ( E lá s tic o )
0.1 0
475
E d i f i c i o s
A ( I n e l á s tic o ) 0 . 2:'. 200
En el presente artículo se ha obtenido resultados para dife
rentes niveles de probabilidades de excedencia en 50 años, usan
do las curvas de atenuación tan to de Esteva (1970) como de Do-
novan y se los presentan en la siguiente tabla.
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S it i o : A W l M i’A (2.
28 S - 80.73 W)
P rob. Exeed.
A c e lerac ió n e sp e ra d a en ro c a flig)
P e rio d o de
50 a ños
E s te v a (1970)
Donovan (1974)
R eto m o (años) i
.25
.086 .150 174
.2
.098
. 165 224
.1
.147
.219
475
.0 5 ,
.208
.290 .
975 (
.01
.492 j
.535
'
Si las instalaciones a construir son vitales para el país se po
dría escoger una probabilidad en 50 años de .05. A ceptando la
atenuación sugerida por Donovan (1974) se obtendría una cota
superior para A tahualpa de . 29g.
5.- ESPECTROS DE DISEÑO ELASTICO.
En términos generales para la construcción de los espectros
elásticos para diferentes niveles de probabilidades se siguió el
procedim iento presentado por el A.T.C. — Aplied Technology
Council — (Ref. 28). Este procedim iento se basa fundam ental
m ente en los trabajos de Seed (1975) y Hayashi (1971). La me
dia de las formas espectrales para un am ortiguamiento del 5 o/o
de 104 registros fue establecida por Seed (Ref. 23) para 4 distin
tas condiciones de suelo y mostradas en la Figura 9.
Los cuatro tipos de suelo van desde roca hasta arcilla blan
da y su descripción puede ser hallada en la Referencia 28, pág.
18 y 19 de los com entarios en la edición en lengua española.
Estas formas espectrales fueron comparadas con los estu
dios de N.ewmark (1973). Blume (1973) y Mohraz (1976).'
- 2 7 6 -
REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
Fue considerado apropiado simplificar la form a de estas
curvas a una familia de tres, al com binar roca a suelos rígidos,
llegando a curvas norm alizadas mostradas en la figura 1 0 .
Las tres curvas en esta figura se aplican a las tres condicio
nes de suelo descritas en la referencia 28, pág. 19 del com enta
rio en su edición española.
De estas figuras se observa que para suelos suaves (tipo 53),
se tiene una aceleración espectral m enor que para los otros dos
tipos de suelos. Esto coincide coáa la observación que para ni
veles intensos de sacudimientos del terreno , se estima que las
aceleraciones máximas en la superficie de depósitos profundos
son menores que en la roca.
Para obtener las form as espectrales se acepta que:
S A / g — 1 . 2 V g S _ 2 . 5 A g .
Donde: SA — aceleración espectral; Vg — velocidad en la
superficie de suelo; Ag — aceleración en la superficie de suelo;
S— parám etro que caracteriza el tipo de suelo.
A quí aceptam os que Ag es directam ente la aceleración es
perada cuya evaluación fue descrita en el títu lo anterior si el si
tio es roca o suelo firme; si el sitio tiene condiciones de suelo ti
po S3, entonces Ag tendrá u n valor igual al 80 o/o de la acelera
ción esperada en roca.
Según la referencia 28 los valores de — S — son: 1, para
suelos tipo SI; 1.2, para suelo tipo S2; 1.5 para suelo tipo S3.
En el sitio estudiado de A tahualpa, el suelo local está consti
tuido por u n estrato de arena de consistencia com pacta a muy
compacta, con un espesor variable entre 3 y 15 m etros, supraya-
ciendo a rocas de la Formación Tablazao. Este perfil de suelo
Puede asimilarse al tipo 51 definido po r el ATC, para el cual el
valor del coeficiente — S — es 1 .
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Es reconocido que las frecuencias altas se atenúan más rá
pidam ente con las distancias que las bajas. Por lo tanto a distan
cias m ayores que 10 0 km. para m ovimientos fuertes, las estruc
turas flexibles son más afectadas que las rígidas (Referencia 28).
Esta observación se refleja en la relación Vg/Ag. Newmark esta
blece que para aluvión esta relación varia entre 35.7 y 242.4
(cm/seg/g). Y recom ienda se adopte un valor 122 (cm/seg/g)
para condiciones normales.
Recogiendo estas recom endaciones se construyeron los es
pectros elásticos para A tahualpa a p artir de dos valores de acele
raciones esperadas que corresponden a niveles de probabilidad
de excedencia de 1.0 o/o y 5 o/o, se utilizó las curvas de atenua
ción dada por Esteva (1970). Las curvas del espectro son pre
sentadas en la figura 1 1 .
CONQLUSIONES Y RECOM ENDACIONES
I r La D efinición de las áreas fuentes podrían ser m ejora
das con una discusión amplia con la participación de un gran nú
m ero de especialistas. Si se lograse algún consenso en un núm e
ro lim itado de hipótesis se debería analizar la sensibilidad de los
resultados frente a las distintas hipótesis de la definición de las
áreas fuentes. Lo ideal sería conocer el sistema de fallas activas
de la región.
2.- Los resultados son sensibles al uso de las curvas de ate
nuación. Se debería investigar la posibilidad de la construcción
de una o unas curvas de atenuación para la región.
3.- Una definición lo más cercana a la realidad de las áreas
fuentes y de las curvas de atenuación darían resultados confia
bles. Este proceso de análisis se po dría hacer para cada p u nto
de una m alla que cubra toda la región del país. Se p o dría unir
los p untos con igual nivel de aceleración esperada de ser excedi
da con un mismo nivel de probabilidad y obtener un m apa de
isoaceleraciones. Una regionalización a partir de este esquema
sería ideal en u na codificación sismo — resistente.
4.- Un problem a adicional se presenta en cuanto a la con-
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REVISTA DE LA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
fiabilidad de los datos instrumentales de los sismos. Un aporte
significativo es el esfuerzo del Observatorio A stronóm ico del £-
cuador con la elaboración del “Catálogo de H ipocentros” del
Ecuador dentro del Proyecto “SISRA ”, cuyos primeros infor
mes de trabajo nos ha sido proporcionado gentilmente p o r el Sr.
José Egred. Este proyecto ya recoge las recomendaciones de la
“Conferencia intergubernam ental sobre la evaluación y la dismi
nución de los riesgos sísm icos” , París, 1975, en especial en
cuanto a la calificación de los datos, rangos probables de error,
etc. Conocemos que la OAE, tam bién está trabajando en sismos
históricos que serán de gran valor para futuros estudios de riesgo
sísmico en el país.
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F u e n t e : J . P a l a c i o I 9 T 5
A R E A S
IV)APA DE UBICACION DE LAS AREAS FUENTES
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Figura 3 Figura 4 F ig u ra
N U M E R O O E S I S M O S A N U A L E S
( E N F U N C I O N O E S U M A G N I T U D )
A R C A SI
N U M E R O D E S I S M O S A N U A L E S
( E N F U N C I O N O E S U M A G N I T U D ) J
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F igu r a 9
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A r .FI FRAC ION E S P E C TR A L
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F igu ra lü
P e r io d o - secundo*
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F igu r a 11
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