informe zapotillo-estudio sismico

7/25/2019 Informe Zapotillo-estudio Sismico

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8.1.6.1 INTRODUCCION

La construccin del proyecto El Zapotillo representa una de las

alternativas ms viables para suministrar agua potable a las distintas

poblaciones de Los Altos de Jalisco, Guadalajara, as como de la ciudad de

Len, Guanajuato.

Actualmente el abastecimiento de agua potable en Los Altos de Jalisco y

la Ciudad de Len, Guanajuato, proviene de fuentes de agua subterrneas,

donde el acufero de la Ciudad de Len, presenta abatimientos de tres metros

al ao.

El crecimiento de la poblacin y por ende el consumo de agua,

representan un riesgo potencial de sobreexplotacin del acufero, de ah que

las autoridades de la CONAGUA conjuntamente con los gobiernos de Jalisco y

Guanajuato, acordaron a travs de un convenio de colaboracin con la

Gerencia de Ingeniera Civil de la Comisin Federal de Electricidad se realicen

entre otros, estudios Sismotectnicos que contribuyan a determinar parmetros

de diseo para la construccin de la obra civil de este proyecto, mediante elcual se aprovecharn aguas superficiales que escurren por el Ro Verde.

La presa El Zapotillo beneficiar a una poblacin de 1.4 millones de

habitantes de ambas entidades por los prximos 25 aos, misma que se

construir entre los municipios jaliscienses de Caadas de Obregn,

Mexticacn y Yahualica de Gonzlez Gallo. Por su parte, Len, Guanajuato,

ver incrementado su volumen de abastecimiento y permitir disminuir la

sobreexplotacin de acuferos de la regin.

Referente a los estudios Sismotectnicos se enfocaron a la integracin

de informacin con relacin a la sismicidad histrica y conceptualizacin

tectnica del sitio, obtener el perodo dominante del terreno, la caracterizacin

dinmica del terreno, espectros de Fourier, cocientes espectrales y anlisis de

perodos caractersticos,


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Asimismo se realiz una simulacin para producir sismogramas

sintticos equivalentes a los espectros mximos y base de operacin.

Con la informacin obtenida en la etapa de caracterizacin dinmica y

los sismos mximos determinados, se calcularon familias de espectros de

Fourier y espectros de respuesta con la finalidad de generar espectros de

diseo para cada sitio.

Tambin se instalaron dos equipos de registro ssmico digital con el

propsito de monitorear en forma continua el rea de influencia del proyecto

durante el periodo del 29 de febrero al 31 de julio de 2008.


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8.1.6.2OBJETIVO.

El objetivo del estudio es, en primer lugar, la determinacin del peligro

ssmico al que esta expuesto el sitio del Proyecto El Zapotillo. Dicho peligro se

representa generalmente mediante una curva que relaciona los niveles

mximos de intensidad o aceleracin en el sitio con la probabilidad anual de

exceder dichos niveles de intensidad o aceleracin. Dicha curva se calcular

con la metodologa propuesta por Cornell (1968), que ha sido empleada por el

Departamento de Estudios Sismotectnicos para el clculo de varios sitios

donde la CFE a construido obras de ingeniera civil en la Repblica.

En segundo lugar, en base a los perodos de retorno correspondientes,

se trata de determinar los niveles de aceleracin asociados al sismo base de

operacin y al sismo mximo de diseo, estos sismos son los denominados

OBE (Operating Base Earthquake) y MDE (Maximum Design Earthquake)

respectivamente, en la norma USCOLD-99( United States Committe on Large

Dams).

Los resultados anteriores son necesarios para el anlisis general de

riesgos de la futura presa, as como para la definicin de las acciones ssmicas

a emplear en el diseo.


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8.1.6.3 ALCANCE.

En este trabajo se ha empleado la metodologa desarrollada por Cornell

(1968) en la que se realiza la descomposicin del entorno regional en fuentessismogenticas de capacidad de generacin ssmica uniforme.

Esta metodologa consta de las siguientes tareas:

a) Compilacin de la historia ssmica, abarcando un radio de 500 km.

b) Compilacin de la informacin sismotectnica de la zona anterior y en

particular, de la parte ms cercana al sitio.

c) Seleccin de leyes de atenuacin y de las necesarias correlaciones entre

parmetros ssmicos que sean aplicables en la zona de estudio.d) Determinacin de la tasa de actividad de las fuentes sismogeneradoras

circundantes al sitio. Para ello se utiliza un catlogo ssmico.

e) Combinacin de la capacidad sismogentica de cada fuente con las leyes

de atenuacin seleccionadas para producir la curva de peligro ssmico en el

sitio.

f) Obtencin de los niveles de aceleracin correspondientes a los perodos de

retorno de sismos OBE y MDE.

g) Construccin de espectros de respuesta para el sitio, aplicables a OBE,

MDE y 1,000 aos horizontal as como para OBE, MDE y para 1,000 aos

vertical.


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8.1.6.4 LOCALIZACION Y ACCESO.

El acceso al Proyecto El Zapotillo se logra partiendo desde la ciudad de

Guadalajara, por la autopista Guadalajara - Lagos de Moreno, a continuacin

se toma la carretera federal nmero 80 que lleva al poblado de Yahualica de

Gonzlez Gallo; Al llegar a dicha poblacin, se contina por un camino de

terracera al poblado Temacapulin, como se muestra en la figura 1.

Figura 1.- Localizacin y acceso al Proyecto El Zapotillo.


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8.1.6.5 MARCO TECTONICO.

8.1.6.5.1 Tectnica.

El Proyecto El Zapotillo se localiza sobre el ro Verde, y ocupa un rea

que pertenece a la provincia geolgica Faja Volcnica Transmexicana (FVT),

edad Cenozoica, origen volcnico y ambiente geotectnico de arco continental.

(Ortega, et. al., 1992) figura 2.

De acuerdo a lo anterior, el Proyecto El Zapotillo, se ubica cerca del

lmite noreste del Graben Tepic-Zacoalco, donde han predominado las

manifestaciones volcnicas prcticamente a todo lo largo de la era Cenozoica y

cuya composicin vara de calcialcalina a alcalina. El proyecto en estudio se

encuentra en las cercanas de la frontera entre la FVT y la FIM.

La tectnica que rige en la regin a nivel de placas, involucra las del

Pacfico, Cocos, Rivera y Norteamericana, delimitadas por rasgos estructurales

definidos por diferentes relaciones dinmicas; La Dorsal del Pacfico Oriental,

de carcter divergente; las fracturas de Rivera y Tamayo; consideradas como

fallas de transformacin y lmites conservativos y el Rift Mesogolfo de

California; adems de la importante zona de subduccin denominada Trinchera

Mesoamericana como lmite convergente presentados en forma esquemtica

en la figura 3.


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Figura 2.- Provincias geolgicas (Ortega, et al. 1992)

La corteza ocenica que conforma la Placa de Rivera, subduce hacia el

ESE bajo la Placa Norteamericana con un ngulo de 9 (Eissler y McNally,

1984), sin embargo, para la zona situada entre las fracturas de Rivera y

Tamayo, no est claramente comprendido el mecanismo de su dinmica, as

mismo, se desconoce si existe relacin entre la Dorsal del Pacfico Oriental y el

Rift Mesogolfo de California.


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NPL

ACANORTE

AMER

ICAN

A

CHA.-C.H. Aguamilpa

BM.-Bloque Michoacn

TMA.-Trinchera mesoamericana

GG.-Graben El Gordo

GC.-Graben de Colima

GCH.-Graben de Chapala

GZ.-Graben Zacoalco

DORSAL DEL PACIFICO

110

15

ORIENTAL

BJ.-Bloque Jalisco

PLACAPAC

IFICO

20

RIVERA

RIFTMESO

GOLFO

DECALIF.

PLACA DE

TMA

K i l m e t r o s

0 10050 250

CHSR.-C.H. Santa Rosa

Tomado de Garduo et. al., 1993

PLACA DE COCOS

105

15

GUADALAJARACHSR

BM

GG

GC

BJGCH

V. TANCITARO

TEPIC

CHA

GZ

20

110

P.H.EL CAJON

Figura 3.- Tectnica al nivel de placas del Proyecto El Zapotillo (Garduo, et al. 1993).

El Zapotillo


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Por otro lado, se asume que es poco probable que la Trinchera

Mesoamericana se prolongue al norte de Baha de Banderas, ya que las Islas

Maras de composicin silica presentan un alineamiento al NW, acorde con la

trayectoria de deriva de la pennsula de Baja California, que semejan testigos

que se desplazan a menor velocidad que la masa principal de la misma.

Adems de que el graben El Gordo al parecer interrumpe la continuidad

de la Trinchera Mesoamericana. En esa zona se desconocen las relaciones

dinmicas del Bloque Jalisco con respecto a la Placa de Rivera.

El rgimen tectnico distensivo, vigente actualmente en la zona de la

depresin Tepic-Zacoalco induce a considerar que el proceso de subduccin

de la Placa de Rivera no influye sobre la zona de esa depresin, ya que la

convergencia entre la Placa Ocenica y el Bloque Jalisco, tericamente genera

esfuerzos de empuje y en la depresin predominan los distensivos.

En la frontera entre la Placa Tectnica de Rivera y el Bloque Jalisco se

localiz el macrosismo de mayor magnitud registrado instrumentalmente en el

pas: 8.2 grados Richter en el ao de 1932. (Singh, et. al., 1985).

Los lmites actuales de las placas tectnicas involucradas en el modelo

se pueden ubicar mediante la distribucin de la sismicidad, en la figura 4, se

muestran los epicentros del Catlogo PDE (Preliminary Determination of

Epicenters), para el periodo 1900 a 1990, con profundidades menores a 70 km

y en la figura 5, se aprecian los mecanismos focales en el rea; del Catlogo

Harvard-CMT (Centroid Moment Tensors) para el periodo 1970-1991 de

magnitud Mb>5.


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Figura 4.- Epicentros de sismos del rea del catlogo de PDE (Preliminary Determination of

Epicenters). Para el perodo de 1900-1990 en por lo menos 20 estaciones. Los eventos tienen

una profundidad menor a 70 Km.


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Figura 5.- Mecanismos focales de los eventos en el rea, obtenidos con el catlogo de

Harvard-CMT, para el perodo de 1970-1991 y de magnitud Mb o Ms > 5.0.

En la porcin continental no se ha determinado la gnesis de la Faja

Volcnica Transmexicana, que est caracterizada por la manifestacin de uno

de los pocos puntos triples en continente conocidos en el mundo, su ramal NW,

constituido por la depresin Tepic-Zacocalco, est definido como una zona de

fallamiento de tipo extensional controlada por estructuras de direccin NW-SE,

dentro de esta depresin existen grandes aparatos volcnicos que han emitido

enormes volmenes de lavas alcalinas, as como, productos piroclsticos

calcialcalinos (Garduo, et. al. 1991)


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La prolongacin de esta depresin hacia el mar no es clara, aunque

pudiera ser la continuacin del Sistema Transforme del Golfo de California,

dado que la presencia de la isla volcnica Isabel, frente a la Costa de Nayarit,

contiene ncleos de peridotita (Ortega y Gonzlez, 1980) y sugiere que

proviene de una fractura profunda que llega hasta el manto superior y en

asociacin con el patrn de fracturamiento regional, aproximadamente paralelo

a la lnea de costa, a la depresin mencionada y al Sistema Transformante del

Golfo, induce a considerar que tal prolongacin es plausible.

En el Ro Santiago se han realizado investigaciones microtectnicas,

donde se detectaron dos familias de fallas que afectan a las rocas del Mioceno.

Una con orientacin NW 20 a 30 SE, con inclinaciones menores a 30, con la

caracterstica de que el 80% de ellas son transcurrentes de tipo lateral derecho

y el 20% restante de tipo lateral izquierdo, los tensores de esfuerzos, indican

que las dos familias se caracterizan porque los esfuerzos principales mximos

(Sigma 1), y mnimos (Sigma 3) son horizontales (Garduo, et. al., 1991).

Los rasgos estructurales de carcter lineal, interpretados a partir deimgenes de satlite reflejan dos sistemas para esta zona y su entorno, NW-SE

y su conjugado NE-SW.

Al primero pertenece el Graben Tepic-Zacoalco, que es la

megaestructura de origen tectnico ms importante de esta regin y se

encuentra casi relleno por rocas volcnicas pliocuaternarias, cuyos centros de

emisin grandes (Principalmente estratovolcanes) y pequeos (Domos y conos

cinerticos), se caracterizan por conservar claros alineamientos en la direccin

(NW-SE). Figura 6.

El fracturamiento NE-SW, se refleja principalmente en los lineamientos

sealados por los cauces de algunas corrientes superficiales,


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Existe un tercer patrn estructural, de direccin E-W, cuyo rasgo ms

notorio esta formado por el Graben de Chapala, adems de otros lineamientos,

como el de la latitud norte 21 10 aproximadamente, que controla el cauce del

Ro Santiago a la altura de San Cristbal de la Barranca, la confluencia del

Bolaos con el Santiago, el Huaynamota con el Santiago y el cambio de rumbo

que adopta el Ro Ameca desde su confluencia con el Ro Tetiteco.

Un aspecto interesante, radica en la presencia de secuencias de origen

lacustre asociadas a rocas volcnicas a lo largo de la FVT, ubicadas a

diferentes elevaciones actuales, con distintos espesores y extensiones, lo que

sugiere que los paleopatrones de drenaje fueron obturados, ya sea por

emisiones volcnicas o por tectonismo, o tal vez por la accin combinada de

ambos fenmenos.

El aspecto anterior an est presente dentro de esa provincia geolgica,

como lo atestiguan las cuencas lacustres de Cuitzeo, Ptzcuaro, Guadalupe y

San Juanico, estas dos ltimas, cerca de Cotija, en el estado de Michoacn;

Chapala, San Marcos, Sayula, Zapotln y Zacoalco en Jalisco; San Pedro enNayarit, etc.


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Figura 6.- Rasgos estructurales a escala regional.


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8.1.6.6 SISMICIDAD HISTORICA.

Con la finalidad de observar y analizar la distribucin y comportamiento

de la sismicidad en el rea de estudio, y poderla posteriormente correlacionar

con las estructuras geolgicas locales, se consultaron los catlogos con datos

del ao 1900 a la fecha del Servicio Sismolgico Nacional (SSN) y de la

Comisin Federal de Electricidad, dentro de las coordenadas 20.0 a 22.0 de

latitud norte y 102.0 a 104.0 de longitud oeste se reportan 141 eventos con

magnitudes menores a 6.0 magnitud de coda (Mc). Las caractersticas

principales de estos sismos como son la fecha de ocurrencia, coordenadas

geogrficas, magnitud, profundidad y distancia se describen en la tabla 1.

Cabe mencionar que el sismo de mayor magnitud en esta zona ocurri

en el ao 1875, con una magnitud estimada de 7.3 Malagn (1989), se

representa en la figura 7 con el crculo de mayor tamao.

En la figura 7 se muestra la distribucin espacial de los epicentros donde

destacan dos concentraciones, a lo largo del cauce de los ros Santiago y

Verde lo que sugiere la existencia de dos zonas sismogenticas, la de mayorinters se localiza aproximadamente a 25 Km., hacia el Suroeste del proyecto

asociados con los cauces de los ros citados por ubicarse el sismo de 1875.


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No. Fecha Latitud N Longitud W Profundidad Magnitud

1 19120508 20.82 103.38 0.0 6.0

2 19310306 20.12 102.88 0.0 4.0

3 19311217 21.50 103.00 0.0 4.0

4 19311227 21.50 103.00 0.0 4.0

5 19660512 20.77 103.18 0.0 4.0

6 19840218 20.53 102.49 20.5 3.87 19851003 20.46 102.69 3.8 3.7

8 19851011 20.21 103.18 33.0 3.6

9 19860228 20.88 102.77 33.0 3.3

10 19860928 20.38 102.04 158.8 3.0

11 19861103 20.06 103.08 39.9 3.6

12 19861128 20.22 102.05 25.0 3.1

13 19870405 20.03 102.41 30.1 3.3

14 19890120 20.29 103.02 15.0 4.0

15 19890130 20.04 102.14 15.0 3.6

16 19900406 20.85 103.09 7.6 1.9

17 19900406 20.85 103.09 7.6 1.9

18 19900406 20.87 103.47 6.7 2.0

19 19900406 20.92 103.42 12.0 2.4

20 19900407 20.75 103.11 14.8 1.8

21 19900407 20.75 103.11 14.8 1.8

22 19900509 20.77 103.11 14.2 2.0

23 19900509 20.77 103.11 14.2 2.0

24 19900705 20.17 103.48 40.4 3.1

25 19900705 20.17 103.32 37.6 2.9

26 19900705 20.18 103.46 35.5 3.1

27 19900705 20.18 103.52 23.3 3.1

28 19900705 20.18 103.55 40.1 3.2

29 19900705 20.19 103.46 32.5 3.730 19900705 20.20 103.54 34.4 3.7

31 19900705 20.24 103.45 7.6 3.2

32 19900705 20.27 103.48 36.9 3.1

33 19900706 20.19 103.51 40.3 3.7

34 19900706 20.29 103.53 34.2 3.0

35 19900707 20.16 103.39 30.3 3.4

36 19900905 20.79 103.32 13.5 2.2

37 19900908 21.11 103.44 4.9 1.8

38 19900915 20.94 103.37 6.5 1.8

39 19900915 20.94 103.37 6.8 1.8

40 19900915 20.95 103.39 6.7 2.0

41 19900915 20.96 103.39 6.5 2.0

42 19900916 20.89 102.90 15.3 3.0

43 19900929 20.80 103.36 5.1 1.9

44 19901101 21.18 103.02 0.1 2.5

45 19901104 21.22 103.06 2.3 2.6

46 19901106 20.79 102.84 7.7 2.4

47 19901107 20.80 102.80 9.9 2.5

48 19901107 20.85 102.89 9.9 2.5

Continua tabla


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49 19901108 20.75 103.38 28.5 2.0

50 19901109 20.71 103.39 28.9 1.9

51 19901109 20.82 102.82 7.4 2.6

52 19901109 20.84 102.86 8.3 3.1

53 19920307 20.83 103.47 7.6 2.3

54 19920323 20.87 103.22 12.2 1.9

55 19920323 20.87 103.22 12.2 1.9

56 19920327 20.80 103.39 6.9 2.0

57 19920501 20.82 103.29 6.6 2.1

58 19920501 20.82 103.29 6.6 2.1

59 19920506 20.85 103.37 7.2 1.8

60 19920506 20.85 103.37 7.2 1.8

61 19920512 20.86 103.16 13.5 1.7

62 19920512 20.86 103.16 13.5 1.7

63 19920518 20.85 103.34 18.2 2.2

64 19920526 20.85 103.23 11.0 1.6

65 19920526 20.85 103.23 11.0 1.6

66 19920602 20.66 103.40 19.0 2.1

67 19920610 20.60 103.46 19.5 1.7

68 19920610 20.72 103.42 14.7 1.4

69 19920623 20.74 103.10 11.3 1.8

70 19920623 20.74 103.10 11.3 1.8

71 19920704 20.60 103.44 10.9 1.9

72 19920709 20.82 103.32 14.0 2.0

73 19920709 20.82 103.32 14.0 2.0

74 19920908 20.67 103.34 29.1 1.8

75 19921111 21.17 103.03 14.1 2.3

76 19921126 20.82 103.13 10.0 2.2

77 19921126 20.82 103.13 10.0 2.2

78 19921216 20.52 103.41 12.7 1.7

79 19921216 20.69 103.74 8.3 2.2

80 19930105 20.86 103.34 23.5 1.8

81 19930111 20.58 103.59 15.1 1.8

82 19930116 20.65 103.47 13.6 1.8

83 19930325 20.79 103.42 6.0 2.0

84 19950121 21.41 102.86 9.1 3.9

85 19950121 21.44 102.70 19.5 4.0

86 19950202 21.20 102.33 0.9 4.0

87 19950202 21.38 102.34 8.4 4.0

88 19950312 20.63 103.18 17.3 3.2

89 19950312 20.65 103.25 15.3 3.1

90 19950320 21.49 103.87 31.5 3.0

91 19950323 20.78 103.27 34.5 2.9

92 19950323 21.11 103.66 6.5 2.8

93 19950418 21.03 103.82 15.2 2.5

94 19950418 21.12 103.79 0.1 2.5

95 19950419 20.11 102.60 14.7 3.6

96 19980105 21.93 102.88 12.0 3.7


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97 19980105 21.94 102.86 5.0 3.7

98 19980105 21.95 102.86 3.0 3.8

99 19980105 21.95 102.86 3.0 3.8

100 19980105 21.98 102.83 7.5 3.8

101 19980109 21.05 102.30 3.0 3.7

102 19980109 21.05 102.28 12.0 3.7

103 19980109 21.59 102.46 5.0 3.7

104 19980109 21.66 102.40 5.0 3.7

105 19980127 20.89 103.70 0.0 3.9

106 19980130 20.46 103.70 5.0 4.3

107 19980130 20.61 103.50 0.1 4.3

108 19980130 20.63 103.48 0.1 4.3

109 19980130 20.68 102.08 10.0 4.5

110 19980130 21.07 103.89 18.7 3.1

111 19980203 20.62 103.84 25.2 3.9

112 19980203 20.72 103.98 4.9 3.9

113 19980211 20.35 103.28 0.3 3.8

114 19980225 21.33 103.26 5.1 4.3

115 19980225 21.68 103.77 27.2 2.9

116 19980226 20.82 103.77 0.1 4.2

117 19980227 21.87 103.94 35.2 3.1

118 19980304 20.47 103.99 0.5 3.6

119 19980305 20.44 103.39 0.1 4.8

120 19980306 20.59 103.93 17.0 3.7

121 19980417 20.25 102.03 2.0 3.9

122 19980420 20.12 103.03 38.6 5.1

123 19980619 21.31 103.28 10.0 3.1

124 19980619 21.39 103.83 1.1 2.7

125 19981025 20.39 102.65 9.9 3.5

126 20030201 20.63 103.36 9.0 3.3

127 20030606 20.76 103.10 6.0 2.5

128 20031013 20.47 102.75 10.0 3.7

129 20031022 20.74 103.25 10.0 1.4

130 20040617 20.44 103.57 23.0 3.9

131 20040706 20.44 102.76 7.0 3.8

132 20040708 20.42 102.77 15.0 4.1

133 20040708 20.28 102.93 33.0 4.0

134 20040806 20.72 103.13 9.0 1.1

135 20040810 20.69 103.12 10.0 1.8

136 20040811 20.70 103.12 10.0 1.2

137 20041007 20.67 103.57 13.0 2.4

138 20041007 20.66 103.56 15.0 3.5

139 20041007 20.67 103.58 11.0 4.3

140 20041008 20.68 103.58 8.0 4.0

141 20060425 20.81 103.44 10.0 2.4

Tabla 1.- Sismicidad registrada en el periodo de 1900 al 2007, en las coordenadas 20 a 22 de

LN y 102 a 104 LW.


19/68

El sismo de mayor magnitud reportado en esta tabla es de 6.0 Mc., se

localiz al norte de la zona metropolitana de Guadalajara aproximadamente a

25 km al sureste del proyecto.

Figura 7.- Sismicidad registrada en el proyecto Zapotillo en el periodo comprendido de 1900 a

2007 entre las coordenadas geogrficas 20.0 a 22.0 de latitud norte y de 102.0 a 104.0 de

longitud oeste.

En la figura 7, los crculos negros representan la sismicidad y el tamao

la magnitud, as los crculos ms pequeos representan la actividad menor a

3.0 mientras el de mayor tamao corresponde al sismo de 1875 con magnitud

de 7.3.


20/68

Con base en lo anterior es pertinente poner atencin en el monitoreo

ssmico y vigilar el comportamiento o evolucin de indicadores de los

movimientos internos volcnicos con el propsito de establecer el riesgo que

representan los procesos tectnicos y volcnicos.

As mismo se consider la severidad de daos cuantificados en la escala

de Mercalli Modificada (tabla 2) que ocurrieron en la porcin centro-occidente

del pas.


21/68

Figura 8.- Mapa de lneas de igual intensidad en la escala de Mercalli Modificada, donde se

representan los daos causados en diferentes sitios.

Con los datos del temblor del 11 de febrero de 1875, Figueroa (1982),

realiz un mapa de isosistas (figura 8), donde se muestran las lneas de igual

intensidad basadas en la escala de Mercalli Modificada, (donde se representan

los daos causados en diferentes sitios). La zona ms daada fue el poblado

San Cristbal de la Barranca que se localiza cerca de la cortina de la Central

Hidroelctrica Santa Rosa, mientras que en la cortina del proyecto Zapotillo se

alcanzaron intensidades de VI grados.Figura 9.


22/68

GRADOS DE

INTENSIDAD

MERCALLI

GRADOS DE

MAGNITUD RICHTEROBSERVACIONES Y EFECTOS

DE HASTA

I 0 2.5

INSTRUMENTAL, SISMO DBIL SOLO REGISTRADO EN

SISMGRAFOS.

II 2.5 3.5MUY DBIL PERCIBIDO SOLO POR ALGUNAS PERSONAS EN

REPOSO.

III 3.5 3.7LIGERO, PERCIBIDO EN REAS DENSAMENTE POBLADAS,

POR UNA PEQUEA PARTE DE LA POBLACIN.

IV 3.7 4.3MODERADO, SENTIDO POR PERSONAS EN MOVIMIENTO,

ALGUNAS PERSONAS SE DESPIERTAN.

V 4.3 4.9ALGO FUERTE, SENTIDO EN EL EXTERIOR, SE DESPIERTAN

LAS PERSONAS.

VI 4.9 5.5FUERTE, PERCIBIDO POR TODOS, CAMINAR INESTABLE

RBOLES Y MATERIALES SE AGITAN POR EL EFECTO.

VII 5.5 6.1

MUY FUERTE, DIFICULTAD PARA MANTENERSE EN PIE,

OBJETOS COLGANTES SE CAEN, SE PUEDEN PRODUCIR

DERRUMBES Y DESLIZAMIENTOS DE ROCA Y SUELOS.

VIII 6.1 6.7DESTRUCTIVO, COLAPSO PARCIAL DE ESTRUCTURAS,

DAOS CONSIDERABLES EN EDIFICIOS ORDINARIOS.

IX 6.7 7.3

RUINOSO, DAOS CONSIDERABLES EN ESTRUCTURAS

ESPECIALMENTE CONSTRUIDAS, COLAPSO EN EDIFICIOS Y

CASAS, DAOS GENERALES EN LOS CAMINOS, CIMIENTOS

Y PRESAS.

X 7.3 7.9

DESASTROSO, DESTRUCCIN EN LA MAYORA DE

EDIFICACIONES, DERRUMBES DE PUERTAS, DAOS SERIOSEN PRESAS HIDROELCTRICAS Y DIQUES, AS COMO EN

EMBARCADEROS.

XI 7.9 8.4

MUY DESASTROSO, DESTRUCCIN CASI TOTAL, GRANDES

MASAS ROCOSAS SON DESPLAZADAS, POCAS

ESTRUCTURAS QUEDAN EN PIE, FISURAS GRANDES EN EL

TERRENO.

XII 8.4 9

CATASTRFICO, DESTRUCCIN TOTAL, GRANDES MASAS

ROCOSAS SON DESPLAZADAS, OBJETOS LANZADOS AL

AIRE, CAOS ABSOLUTO.

Tabla 2.- Escala de intensidad de Mercalli Modificada.


23/68

8.1.6.7 INSTALACION.

El 5 de febrero del ao 2008, inici la seleccin de sitios e instalacin de

equipo sismolgico en el proyecto El Zapotillo, actualmente la red se compone

de dos estaciones ubicadas en la margen derecha e izquierda del ri verde en

las inmediaciones donde se construir la cortina, cada estacin se compone de

un equipo digital con sensores de aceleracin y de velocidad (fotografa 1),

tambin cuenta con un sistema de posicionamiento global (GPS) para

sincronizar el reloj y se implement un sistema de alimentacin autnomo

conformado por celdas solares y bateras.

Fotografa 1.- Equipos de sismologa instalados en el Proyecto El Zapotillo.

8.1.6.7.1 Seleccin de sitios.

Con la finalidad de seleccionar los sitios mas adecuados para instalar las

estaciones, se buscaron las siguientes caractersticas, cercana a poblados o

rancheras en el entorno de la ubicacin cortina en base en cartas topogrficas

escala 1:50000, principalmente, se tomo en cuenta que hubiera el afloramiento


24/68

de roca para aterrizar los sensores as como y el permiso del dueo del predio

para la seguridad del equipo.

Fotografa 2.- Seleccin de sitios para instalar las estaciones sismolgicas

De todos los sitios se determin que los ms viables para la instalacin

de las casetas son los puntos geogrficos de la Tabla 3.

Estacin X Y

Zapotillo 727889 2339154

Maquinaria 727442 2338569

Tabla 3.- Ubicacin geogrfica de las estaciones sismologas en Proyecto El Zapotillo


25/68

8.1.6.7.2 Instalacin de las estaciones sismolgicas Maquinaria y Zapotillo.

Fotografa 3.- Instalacin de la estacin sismolgica Zapotillo.

Despus de la seleccin de sitios, el personal de sismotectnica realiz

una visita de reconocimiento, una vez obtenido el permiso por parte del dueo

se dispuso a instalar la estacin el Zapotillo ubicada en un terreno de siembra

perteneciente al poblado Zapotillo en la margen izquierda del ro, para la

instalacin de la estacin se ensambl la caseta y se fijaron las patas con un

poco de concreto as como tambin se construy una base de concreto en un

afloramiento de roca, con el fin de anclar el sensor; adicionalmente se coloc el

sistema de alimentacin autnoma formada por un par de celdas solaresorientadas de tal manera que se aproveche la mayor cantidad de energa del

sol.


26/68

Fotografa 4.- Instalacin de las celdas solares para la estacin Zapotillo.

Despus de la instalacin de la estacin Zapotillo, el personal de

Sismotectnica se dispuso a instalar la estacin Maquinaria ubicada en la

margen derecha del ro, el proceso de instalacin fue similar al de la estacin

Zapotillo.

Fotografa 5.- Colocacin de la caseta para la estacin Maquinaria


27/68

En la figura 9, se puede apreciar la localizacin geogrfica de las estaciones

Maquinaria y Zapotillo.

Fotografa 6.- Instalacin del equipo y sensor.

Figura 9.- Localizacin geogrfica de las estaciones Maquinaria y Zapotillo


28/68

8.1.6.8.8 PELIGRO SISMICO.

8.1.6.8.1 Normativa utilizada.

En la realizacin del presente estudio se han tenido en cuenta las

siguientes normas:

Manual de Diseo de Obras Civiles. Captulo de Diseo por Sismo (Comisin

Federal de Electricidad, 1993)

USCOLD Updates Guidelines for Selecting Seismic Parameters for Dam

Projects (1999)

8.1.6.8.2 Mtodos determinista y probabilista.

A lo largo del tiempo se han utilizado dos tipos de procedimientos para

proporcionar las bases del diseo ssmico de estructuras y equipos: el mtodo

determinista y el probabilista. El mtodo determinista fue el primero en

emplearse y ha sido en gran parte sustituido por el probabilista en casi todos

los mbitos.

El mtodo determinista asume que se puede determinar un sismo

mximo creble para cada fuente potencialmente generadora de terremotos. Elsismo de diseo se obtiene entonces como la accin mxima inducida por

estos eventos mximos crebles; el clculo se lleva a cabo situando cada uno

de ellos dentro de su correspondiente fuente generadora pero a la distancia

mnima posible del sitio. El procedimiento tiene unos fundamentos

conservadores obvios y fue el primero adoptado por autoridades reguladoras

como la Nuclear Regulatory Commission de los Estados Unidos. No obstante

para el caso del Proyecto El Zapotillo, tiene una serie de deficiencias:

Es muy difcil establecer un sismo mximo creble asociado a

cada fuente generadora. De hecho, ni siquiera est claro que dicho evento

mximo exista, si bien en la zona de subduccin de Jalisco, Singh , et. Al.

(1985 ) establece un sismo mximo de 8.4, en la zona de San Cristbal de la

Barranca, Jal., solo se tiene evidencia precaria de un sismo histrico de 7.3.

El mtodo determinista no proporciona informacin sobre la

incertidumbre del resultado ni sobre la frecuencia de ocurrencia del sismo


29/68

mximo.

Se ha de asumir que la sismicidad que se produzca en el futuro

ser exactamente igual a la del intervalo de tiempo sobre el que existe

informacin, en el caso de San Cristbal de la Barranca no se tiene un perodo

de recurrencia claro.

El mtodo probabilista trata de obviar alguna de las dificultades

mencionadas mediante la introduccin de consideraciones estadsticas en el

proceso. En vez de la peor amenaza puntual, este mtodo tiene en cuenta toda

la superficie sismogentica relevante y determina su capacidad de generar

terremotos. De esta forma puede tenerse en cuenta la contribucin de todas las

posibles fuentes de terremotos en la determinacin del peligro ssmico del sitio.

Esencialmente se deducen leyes de recurrencia con los datos del

pasado y se asume que estas distribuciones se mantendrn en el futuro.

Dado que el mtodo determinista presentaba problemas, se decidi

utilizar el mtodo probabilista, el cual tampoco es perfecto; su mayor limitacin

estriba en que su aplicacin se basa en los datos de sismos registrados, la

escasez de datos en la zona del Proyecto El Zapotillo supone muchas

incertidumbres, sin embargo dadas las caractersticas del propio mtodo, losresultados se consideran ms adecuados. Puesto que el perodo sobre el que

se tienen datos es relativamente corto, la extrapolacin a perodos de retorno

mucho ms largos pierde precisin. Adems hay que tener presentes las

incertidumbres derivadas del comportamiento de la naturaleza y de los lmites

del conocimiento presente, que tambin afectan a cualquier estimacin

cuantitativa del riesgo.

El mtodo probabilista proporciona una herramienta para un diseoracional que permite optimizar la inversin en seguridad para una instalacin;

esto se realiza mediante un anlisis de todos los riesgos asociados a la

instalacin, incluyendo el riesgo ssmico. Tambin permite disear para un nivel

de riesgo dado. Este tipo de diseoracional no puede hacerse con el mtodo

determinista, cuya filosofa implica que la probabilidad de exceder en alguna

ocasin los movimientos ssmicos calculados es nula.


30/68

8.1.6.8.3 Mtodo de Cornell.

El procedimiento tradicional empleado en la evaluacin probabilista del

peligro ssmico se basa en la construccin de un modelo de generacin

ssmica. Dicho modelo consiste en una representacin de la capacidad

sismogentica de todo el espacio en el que la generacin de terremotos pueda

contribuir de manera significativa al peligro ssmico del sitio. Para ello, la zona

global mencionada se distribuye en fuentes sismogenticas de capacidad de

generacin supuestamente uniforme Cornell, (1968). Los contornos entre

zonas se construyen a base de lneas poligonales.

Los criterios que se utilizan en la delimitacin de zonas tienen en cuenta

la historia de generacin (reflejada en el catlogo ssmico), as como las

caractersticas geolgicas y tectnicas del rea. La zonificacin trata de

mantener, en la medida en que los datos existentes permitan hacerlo, las

posibles asociaciones entre la geologa, los procesos tectnicos y la

generacin de sismos. En cualquier caso, el proceso pasa por delimitar una

serie de zonas; los datos puntuales (hipocentros concretos) que suministra el

catlogo se considera la hiptesis de que cada zona tiene una capacidad de

generacin uniforme a lo largo de toda su superficie.

El procedimiento tiene una base lgica firme, al menos en aquellos

casos en que pueda establecerse una relacin clara entre la historia

sismogentica y la tectnica.

Por otra parte, en zonas de sismicidad media o baja, como es el caso del

Zapotillo, la zonificacin incorpora necesariamente una fuerte e inevitable

componente subjetiva de personal experto en la delineacin de las zonas.

Teniendo en cuenta estos hechos y el aval que suponen los buenos resultados

obtenidos por el mtodo probabilista en estudios realizados en diferentes

partes del mundo se ha realizado la determinacin del peligro ssmico con la

metodologa de Cornell.


31/68

8.1.6.8.4 Informacin Tectnica y Sismolgica.

La geologa y la tectnica en la zona de inters est dominada

principalmente por tres fenmenos: la subduccin de las placas ocenicas bajo

la placa continental, la actividad del eje volcnico transmexicano y la zona

sismogeneradora de San Cristbal de la Barranca, Jal., que en 1875 gener un

sismo de 7.3 segn Malagn (1989) Desde el punto de vista de la generacin

ssmica, son el primero y el tercero de estos fenmenos los que parecen

aportar la contribucin dominante. La geometra de las placas tectnicas se

pueden observar en la figura 10.

Figura 10.- Geometra de las Placas Ocenicas y Continental.


32/68

Las placas ocenicas en cuestin son, la Placa de Rivera y la Placa de

Cocos; ambas se hunden bajo la Placa Norteamericana frente a las costas de

los Estados de Jalisco y Colima. Este fenmeno se prolonga dentro del

continente hasta unos 100 km., de la costa, aproximadamente, tal como

muestra la figura 11, junto con el Cinturn Volcnico Transmexicano. El

cinturn volcnico, que atraviesa completamente Mxico por su parte central,

recorre la parte sur de la zona de inters. Los episodios volcnicos que han

dado lugar a las rocas de esta zona tienen entre 11 y 4 millones de aos de

antigedad.

Figura 11.- Contacto entre las Placas de Rivera y Cocos y la Placa Norteamericana.

La relacin existente entre la actividad ssmica y la subduccin de las

Placas de Rivera y Cocos bajo la Placa Norteamericana, puede verse, gracias

a los epicentros, que a medida que estos se adentran hacia el continente, va

creciendo la profundidad del hipocentro, ya que la profundidad hipocentral,

est aproximadamente ligada a la posicin local del contacto entre las dos

placas. La pendiente con la que crecen las profundidades es mayor en todo el

contacto de la placa de Rivera con la Placa Norteamericana en comparacin


33/68

con el contacto entre la Placa de Cocos con la de Norteamrica, en la misma

Figura11, tomada de Ferrari (2003), se muestran los contornos de igual

profundidad de la superficie de contacto de las placas. En esta zona se han

generado los temblores ms grandes en Mxico.

En la figura 12, se muestra la sismicidad registrada por el Servicio

Sismolgico Nacional (azul) de 1974 a 2005 y la actividad localizada por el

Observatorio Sismolgico de Occidente de CFE (rojo) en el periodo de 1998 a

2005, en ella se destaca la sismicidad inducida generada en el vaso de

Aguamilpa durante el llenado, aqu es conveniente recordar que en los

primeros tres meses del llenado de Aguamilpa se generaron alrededor de

25,000 sismos inducidos por el embalse, este es el mejor caso documentado y

estudiado en el mundo de sismicidad inducida por actividades realizadas por el

ser humano, este excelente resultado se debi a que el Departamento de

Sismotectnica contaba con instrumentacin ssmica antes y durante el llenado

de la presa lo que revela la importancia de contar con una instrumentacin

sismolgica previa a la construccin y llenado de la futura presa del Zapotillo y

que debe ser controlada por CEA de Guanajuato. La norma USCOLD

establece la necesidad de evaluar el sismo inducido o disparado por el embalse

de grandes presas, RTE por sus siglas en ingles (Reservoir Triggered

Earthquake), por lo que es necesario realizar un estudio para evaluar el RTE

en el Zapotillo debido a la similitud tectnica con Aguamilpa.

En la figura 13 se observa la zona de ruptura de los grandes sismosque

han ocurrido en el siglo pasado y en el actual en la zona costera del Pacfico

Mexicano, as como los sismos ms grandes reportados en el Catlogo del

Servicio Sismolgico Nacional (SSN).


34/68

-106 -104 -102 -100LONGITUD

18

20

22

LATITUD

SSN

C F E

AGUAMILPA

ZAPOTILLO

Figura 12.- Catlogos de sismos del SSN y del Departamento de Sismotectnica de CFE.


35/68

-108 -106 -104 -102

18

20

22

Sismos >5

Sismos >6Sismos >7

Sismos >8

19328.2

19327.8 2003

7.6

19858.1

19958.0

19731986

1981

ZAPOTILLO

Figura 13.- Sismos mayores de 5 y zonas de ruptura de megasismos.

De la sismicidad representada en la figura 13 destacan los eventos de

1985 (Mw = 8.1), 1995 (Mw= 8.0) y los ocurridos el 3 y 18 de junio de 1932

(Ms= 8.2 y 7.8 respectivamente) mismos que causaron daos mayores en los

estados de Jalisco y Colima segn Singh et al (1997), tambin se observa el

epicentro y rea de ruptura del sismo de2003, el cual tuvo una magnitud de

7.5 (Rebollar et. alt. 2005) y rompi la mitad del Gap de Colima por lo que se

espera un sismo similar en la parte que permaneci quieta.


36/68

Los sismos de 1932 y el de 1995 tienen un origen tectnico diferente.

Los sismos de 1932 ocurrieron en la interfase de las placas de Rivera y

Norteamericana, en tanto que el temblor de 1995, ocurri en el lmite de las

placas de Rivera y Cocos. De aqu se desprende que el sismo mximo creble

para sta zona es un sismo similar a los de 1932, considerando que se

rompieran al mismo tiempo las dos reas, se obtendra un sismo de Mw= 8.4.

Singh et al (1985) concluyen que el temblor del 3 de junio de 1932 inici al NW

de Manzanillo Col. y se propag con la misma direccin (NW), en tanto que el

sismo del 18 de junio inicia al SW de Manzanillo y se propag en forma de

abanico con direccin SW. Los mayores daos de stos eventos se produjeron

en Chamela, Manzanillo y Colima. Para el clculo de la magnitud de ste sismo

hipottico, se uso la estimacin de Anderson et al (1989) del momento ssmico

de los eventos de 1932 (1.0 x 1021y 7.8 x 1020N-m respectivamente). El efecto

combinado de los dos eventos producira un momento ssmico de 1.8 x 1021N-

m y una ruptura de 280 km con una Mw= 8.4.

Singh et al (1985) y Kostoglodov (2003) utilizan diferentes metodologas

para calcular el perodo de retorno de sismos en la zona del Pacfico Mexicano,

el primero utiliza una razn de convergencia relativa de 2 cm/ao entre las

placas de Rivera y Norteamericana obtienen un perodo de 77 aos para los

sismos de 1932, similar resultado obtiene el segundo autor utilizando un

modelado de elementos finitos de la placa subducida, este resultado se

fortalece con el sismo ocurrido en 1995, este evento de 8 grados ocurre 63

aos despus del 8.2, por otro lado, grandes temblores (mayores de 7.5) han

ocurrido en la zona en 1806, 1818 y 1900. La superficie de contacto puede

detectarse hasta profundidades de unos 80-100 km, tras lo que desaparece

(Pardo y Surez, 1995).

En lo que se refiere a los sismos corticales, destacan dos sismos el de

1875 y el de 1911 ambos en el estado de Jalisco, diversos autores como

Figueroa (1982) y Delgado (2000) entre otros han estudiado el sismo de 1875

tambin conocido como sismo de San Cristbal de la Barranca. Aunque


37/68

originalmente se estim una magnitud de 7.8 para ste evento, Delgado et al

(2004) establecieron que de acuerdo a las dimensiones de las estructuras

geolgicas que se proponen y que los hipocentros reportados desde el inicio de

operacin de las redes sismolgicas de CFE de 1987 a la fecha, con

profundidades menores a 12 km, se deduce que la magnitud de este sismo

pudiera estar sobre valorada. Malagn (1989) por su parte estima una

magnitud Mw = 7.3 para este evento. La figura 14 muestra un compendio de

las isosistas de los temblores de 1875, 1911 y 1932, en ella se puede observar

que la intensidad mayor para el Zapotillo es de VIen la escala modificada de

Mercalli, en sta figura por la forma de las isosistas se observa que el evento

de 1875 tuvo un proceso de ruptura bilateral.

Figura 14.- Isosistas de los sismos de 1875, 1911 y 1932.


38/68

Para modelar la zona sismogentica de este evento, se realiz un

anlisis ms detallado de las isosistas construidas por Figueroa (1974). El

epicentro macrossmico Gasperini y Ferrari (1995) se defini como el baricentro

de la regin de mayores efectos del temblor. Debido a las caractersticas de la

ruptura de la fuente, este punto puede no corresponder con el epicentro real.

Con este epicentro y la magnitud del evento es posible calcular las

dimensiones del evento en cuestin utilizando las frmulas de Wells y

Copersmith (1994) para obtener la longitud y el ancho de la ruptura.

Log10(L) = 0.59 Mw 2.44

Log10(w) = 032 Mw 1.01

De donde:

L = 84 km

W = 24 km

Los datos de intensidad contienen valiosa informacin que puede ser

usada para obtener caractersticas esenciales de la fuente, en particular, la

experiencia sugiere que la elongacin de las isosistas sigue la orientacin de lafuente. Si se consideran como vectores en un sistema de coordenadas polares

con centro en el epicentro macrossmico a todos los sitios donde se observaron

las mayores intensidades, entonces la media angular nos proporciona el

azimuth de la fuente sismognica. Para el sismo de 1875, el azimuth obtenido

es de 36, la geometra de la fuente de dicho sismo se observa en la figura

No.15.


39/68

-104 -103.8 -103.6 -103.4 -103.2 -103

21

21.2

21.4

21.6

21.8

22

YESCA

Figura 15.- Geometra de la fuente del sismo de 1875 en San Cristbal de la Barranca, Jalisco.

8.1.6.8.5 Leyes de atenuacin.

La energa liberada en la zona focal de un terremoto se propaga en

todas direcciones en ondas cuyo frente se expande progresivamente con la

distancia y cuya amplitud, consecuentemente, disminuye.

Se han propuesto mltiples leyes de atenuacin, deducidas del anlisis

de acelerogrmas de sismos obtenidos en diversas condiciones de terreno y

para diferentes distancias.

Debido a que en el rea del Zapotillo no se cuenta con registros de

aceleracin, se ha considerado adecuado emplear la ley de atenuacin

desarrollada por Boore et al (1997). Esta ley fue desarrollada con registros


40/68

acelerogrficos de la costa oeste de Estados Unidos aunque tiene un uso

bastante generalizado. Esta atenuacin permite adems la obtencin de

espectros de peligro uniforme. Esta ley se utiliz en el caso de los sismos

corticales, en el caso de los sismos de subduccin se utiliz la ley propuesta

por Ordas et. Al. (1989) para la zona de Guerrero.

8.1.6.9 CALCULO DE PELIGRO SISMICO.

8.1.6.9.1 Fuentes Sismogeneradoras.

Con el anlisis realizado anteriormente es posible definir las fuentes

sismogeneradoras necesarias para realizar los clculos del peligro ssmico

para el Zapotillo, a cada una de estas se le asoci su correspondiente ley de

Gutemberg-Richter (1959), obtenida de los catlogos anteriormente descritos,

las fuentes generadoras son:

- Subduccin, comprende los sismos generados en la zona de

acoplamientos entre las placas, caracterizada por megasismos a lo largo

de la costa del Pacfico.

- Intraplaca, comprende sismos de mecanismo normal generados por la

placa subducida

- Eje neovolcnico. Sismos corticales como el sismo de 1911.

- Sismicidad aleatoria. Comprende sismos dispersos, incluye los sismos

inducidos por el embalse de aguamilpa.

- Zona del sismo de 1875. comprende el rea calculada para la fuente del

sismo de 1875.

La figura 16 muestra las fuentes sismogeneradoras utilizadas.


41/68

-108 -106 -104 -102LONGUITUD

18

20

22

LATITUD

Sub

duccin

Int

raplaca

SismicidadAleatoria

eje neovolcnico

1875

SismicidadAleatoria

1911*

ZAPOTILLO

Figura 16.- Fuentes utilizadas para calcular el peligro ssmico en el Proyecto Zapotillo

8.1.6.9.2 Espectros de peligro uniforme.

Con la definicin de las fuentes sismogeneradoras y la ley de atenuacin

respectiva se procede a calcular los espectros de peligro uniforme, los

resultados se obtienen directamente en trminos de aceleracin para cada

ordenada espectral y cada valor del perodo de retorno o probabilidad anual de

excedencia. Es decir, se obtiene un espectro para cada perodo de retorno.


42/68

-103.6 -103.4 -103.2 -103 -102.8 -102.6

20.4

20.6

20.8

21

21.2

21.4

21.6

21.8

22

ZAPOTILLO

50

100

150

200

250

PGA (cm/s/s)

Figura 17.- Mapa de aceleracin pico del terreno para 200 aos de periodo de retorno.

En este caso se han calculado los resultados para el rango de perodos

comprendidos entre 0 y 3 s, se utilizaron perodos de retorno iguales a los

utilizados en el P.H. La Yesca, es decir 200, 1000 y 10,000 aos, el primero

corresponde con el OBE (USCOLD solicita 144 aos), en tanto que el tercero

concuerda con la definicin del MDE (USCOLD tambin lo solicita a 10,000

aos). Las figuras 17, 18 y 19 presentan los mapas de aceleracin pico del

terreno ( PGA), para 200, 1000 y 10,000 aos de perodo de retorno. La figura

20 presenta los espectros de peligro uniforme calculados para el sitio del


43/68

Zapotillo correspondiente a cada uno de los tres periodos de retorno

propuestos, se observan respectivamente valores de 0.06 g, 0.10 g y 0.27 g de

PGA para 200, 1000 y 10,000 aos.

Figura 18.- Mapa de aceleracin pico del terreno para 1000 aos de perodo de retorno.

-103.6 -103.4 -103.2 -103 -102.8 -102.6

20.4

20.6

20.8

21

21.2

21.4

21.6

21.8

22

ZAPOTILLO

80

130

180

230

280

330

380

PGA (cm/s/s)


44/68

Figura 19.- Mapa de aceleracin pico del terreno para 10,000 aos de perodo de retorno.

-103.6 -103.4 -103.2 -103 -102.8 -102.6

20.4

20.6

20.8

21

21.2

21.4

21.6

21.8

22

ZAPOTILLO

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

PGA (cm/s/s)


45/68

0 1 2 3PERIODO (s)

0

0.2

0.4

0.6

AC

ELERACION(

g)

ESPECTROS DE PELIGRO UNIFORME

5% DE AMORTIGUAMIENTOTr= 10,000 aos

Tr=1,000 aos

Tr= 200 aos

Figura 20.- Espectros de peligro ssmico uniforme con 5% de amortiguamiento para el sitio del

Zapotillo.


46/68

8.1.6.10 MOVIMIENTOS DE DISEO.

8.1.6.10.1 Espectros OBE y MDE.

En el captulo anterior se han construido los espectros de peligro

uniforme para unos perodos de retorno determinados. A efectos de diseo, y

segn la norma USCOLD (1999), esta informacin debe combinarse

adecuadamente para determinar las ordenadas espectrales correspondientes a

los sismos OBE y MDE, las ordenadas espectrales de los sismos OBE y MDE

en este caso quedan determinadas por los espectros de peligro uniforme de

200 y 10,000 aos. Siguiendo las pautas Manual de Diseo de CFE, para los

perodos ms bajos y hasta el punto de mayor ordenada, el MDE y el OBE

vienen determinados por los espectros de 10,000 y 200 aos. A partir de este

punto los espectros quedan definidos en la forma que establece el Manual de

Diseo.

La figuras 20, 21 y 23 muestra grficamente los espectros de peligro

uniforme, con 5% de amortiguamiento, que tambin fueron mostrados en el

captulo anterior, as como los espectros de diseo propuestos para el OBE y

MDE, adems, se presenta el obtenido para 1,000 aos, en la tabla 4, se

presentan los parmetros correspondientes. Debido a que no se cuenta con

registros de sismos reales en el sitio del Zapotillo no es posible obtener una

funcin de transferencia en los sismos horizontales y el vertical por lo que se

recomienda que para el caso del movimiento vertical se multipliquen por 0.7

las ordenadas de los espectros horizontales, los parmetros se muestran en la

tabla 5 y los correspondientes espectros de diseo vertical se muestran en las

figuras 24, 25 y 26.


47/68

0 1 2 3PERIODO (s)

0

0.04

0.08

0.12

0.16

ACELARACION(

g)

Tr=200 aosa0= 0.06

c=0.14

Figura 21.- Espectro de diseo OBE para 200 aos de perodo de retorno.


48/68

0 1 2 3PERIODO (cm/s/s)

0

0.04

0.08

0.12

0.16

0.2

0.24

AC

ELERACION(

g)

Tr= 1000 aosa0= 0.1

c=0.25

Figura 22.- Espectro de diseo MDE para 10,000 aos de perodo de retorno.


49/68

0 1 2 3PERIODO (s)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

AC

ELERACION(

g)

Tr=10,000 aos

a0=0.27

c=0.545% AMORTIGUAMIENTO

Figura 23.- Espectro de diseo para 1,000 aos de perodo de retorno.


50/68

Tabla 4.- Parmetros para los espectros de diseo horizontal para 5% de amortiguamiento.

SismoVertical

a0(g)

C(g)

Ta(s)

Tb(s)

r

OBE 0.042 0.10 0.1 0.6 1/2

MDE 0.19 0.38 0.1 0.6 1/2

1,000 aos 0.07 0.18 0.1 0.6 1/2

Tabla 5.- Parmetros para los espectros de diseo vertical para 5% de amortiguamiento.

Sismohorizontal

a0 (g) C(g)

Ta (s) Tb(s)

r

OBE 0.06 0.14 0.1 0.6 1/2

MDE 0.27 0.54 0.1 0.6 1/2

1,000 aos 0.10 0.25 0.1 0.6 1/2


51/68

0 1 2 3PERIODO (s)

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

ACELARACIO

N(

g)

Tr=200 aos

a0= 0.042

c=0.10

Figura 24.- Espectro de diseo vertical OBE.


52/68

0 1 2 3PERIODO (s)

0.1

0.2

0.3

0.4

AC

ELERACION(

g)

Tr=10,000 aosa

0=0.19

c=0.38

5% AMORTIGUAMIENTO

Figura 25.- Espectro de diseo vertical MDE.


53/68

0 1 2 3PERIODO (s)

0.04

0.08

0.12

0.16

0.2

AC

ELERACION(

g)

Tr= 1000 aosa0= 0.07

c=0.18

Figura 26 - Espectro de diseo vertical 1,000 aos de perodo de retorno


54/68

8.1.6.11 CARACTERIZACION DINAMICA DEL SITIO.

Con el fin de conocer las caractersticas dinmicas del terreno en el eje

del proyecto, se realiz una campaa para medir la vibracin ambiental. Elperodo de observacin fue del 14 al 16 de febrero. En la campaa se us un

sismgrafo digital Syscom MR2002 E con sensor triaxial externo de velocidad.

La campaa incluy un recorrido de campo para conocer las

caractersticas fsicas del entorno del eje, de esta forma se observ que en el

mismo se encuentran aflorando rocas volcnicas de buena calidad. Fotografa

7

8.1.6.11.1 Adquisicin de datos.

La campaa de medicin se dividi en dos partes. En la primera se

localizaron y midieron seis puntos, cuatro sobre el eje de la cortina y dos ms

en una lnea perpendicular al mismo. La segunda parte incluy mediciones a

detalle (cinco puntos) dentro del plantn. Figura 27.

En cada punto de medicin se orient el sensor al norte, para

posteriormente nivelarlo fsicamente por medio de un nivel de burbuja. Se

llevaron a cabo tres mediciones o disparos de 120 segundos de duracin con

intervalos de 15 minutos entre cada uno de ellos, lo anterior para permitir la

estabilizacin de los sensores. Fotografa 8.


55/68

Fotografa 7.- Aspecto general del eje del proyecto.

Figura 27.- Localizacin de los puntos de medicin.


56/68

Fotografa 8.- Medicin de vibracin ambiental.


57/68

8.1.6.11.2 Procesamiento de los datos.

Todos los registros se procesaron por medio de los programas Pitsa y

View wave. Se aplic la tcnica de Nakamura (1989) para conocer la respuesta

del sitio, para ello se obtuvieron sucesivamente los espectros de Fourier y los

cocientes espectrales entre las componentes: longitudinal entre vertical, y

transversal entre vertical, de todos los puntos medidos en o las inmediaciones

del eje, para despus obtener el promedio aritmtico en cada punto. Figuras

28 a la 33.

Al analizar las figuras anteriores, se denota en todos los puntos la

presencia de un pico espectral en una ancho de banda de 4.0 a 6.0 Hz. En la

tabla 6 se resumen los resultados encontrados en el anlisis anterior. En la

misma se consigna tanto la frecuencia (Hz) como el periodo (segundos)

caractersticos de cada punto medido.

Punto Frec. (Hz) Periodo (s)

1 5.41 0.18

2 5.50 0.183 5.30 0.19

4 6.00 0.17

5 5.59 0.18

6 5.11 0.20

7 5.59 0.18

8 5.30 0.19

9 5.40 0.19

10 5.50 0.18

11 5.58 0.18

Tabla 6.- Frecuencias y periodos caractersticos para cada punto medido.


58/68

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectral

Cocientes espectraleslong / vert

trans / vert

promedio

Punto 1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectral


trans / vertpromedio

Punto 2

Figura 28.- Cocientes espectrales para los puntos 1 y 2.


59/68

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectral


trans / vert

promedio

Punto 3

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectral


trans / vertpromedio

Punto 4

Figura 29.- Cocientes espectrales para los puntos 3 y 4


60/68

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectra

l


trans / vert

promedio

Punto 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectral


trans / vert

promedio

Punto 6



61/68

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectra

l


trans / vert

promedio

Punto 7

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectral


trans / vert

promedio

Punto 8



62/68

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectra

l


trans / vert

promedio

Punto 9

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectral


trans / vert

promedio

Punto 10



63/68

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Frecuencia (Hz)

0

2

4

6

Raznespectral


trans / vert

promedio

Punto 11

Figura 33.- Cocientes espectrales para el punto 11.

El periodo natural de vibracin (To) est ntimamente ligado con el grado

de compacidad o rigidez de un material. El periodo natural de vibracin de una

roca sana esta por debajo de 0.2 segundos y el de un suelo como el que se

encuentra en el valle de la Ciudad de Mxico (arcilla con gran capacidad de

deformacin) alrededor de 2.0 segundos. Por lo tanto una disminucin del

periodo natural de vibracin puede asociarse a materiales mejor consolidados.

De la tabla seis y de acuerdo al criterio anterior se concluye que el eje

del proyecto esta compuesto por roca bien consolidada sin cambios entre

ambas mrgenes que responde a frecuencias por encima de los 5.0 Hz o

periodos menores a 0.2 segundos


64/68

8.1.6.12 SISMICIDAD REGISTRADA

Durante el periodo de febrero-agosto del 2008, la red sismolgica

del proyecto Zapotillo ha registrado actividad regional y telesismos, donde la

mayora de los epicentros han sido localizados en los estados de Guerrero yMichoacn, por lo tanto no se ha presentado actividad local de inters para el

proyecto el Zapotillo.

El sismo ms cercano al proyecto Zapotillo tuvo su origen a 180 km

aproximadamente del mismo. El sismo en cuestin sucedi el 28 de abril del

2008 a las 13:40 hrs (tiempo del centro), este sismo se localizo al norte del

estado de Michoacn, e indujo una aceleracin de 0.5 gales en el sitio delproyecto. Ver la figura 34.

Figura 34.- Sismograma digital de la estacin Zapotillo


65/68

En la tabla 7 se relaciona la sismicidad registrada en las estaciones

sismolgicas detallando sus caractersticas principales como son fecha, hora y

localizacin geogrfica.

FechaHoraUTC Latitud N

LongitudW Profundidad Magnitud

22/2/2008 16:30 18.08 -101.97 30 4.71/3/2008 04:46 16.88 -100.21 5 44/4/2008 18:27 18.01 -101.73 45 4.2

12/4/2008 08:24 17.03 -100.84 20 4.515/4/2008 03:06 13.27 -91.04 40 6.515/4/2008 07:32 18.31 -101.01 65 4.617/4/2008 15:48 16.88 -100.18 10 4.5

28/4/2008 08:20 16.61 -100.39 7 4.628/4/2008 18:40 19.39 -102.85 70 3.929/4/2008 10:57 18.47 -101.19 60 5.4

Tabla 7. Relacin de sismos registrados en el periodo febrero-agosto 2008

Tambin se anexa la Figura 35. donde se grafican los sismos

localizados con respecto a la tabla anterior.

Figura 35.- Localizacin de sismos periodo febrero-agosto 2008

Zapotillo


66/68

Para determinar si pudiera existir actividad ssmica local de inters en el

proyecto Zapotillo se necesita seguir monitoreando por lo menos todo el

periodo de la construccin en el proyecto y expandir la red por lo menos 5

estaciones sismolgicas.


67/68

8.1.6.13 CONCLUSION

En la zona de inters del proyecto est dominada principalmente por tres

fenmenos: la subduccin de las placas ocenicas bajo la placa continental, la

actividad del eje volcnico transmexicano y la zona sismogeneradora de SanCristbal de la Barranca, Jal., que en 1875 gener un sismo de 7.3 segn

Malagn (1989) Desde el punto de vista de la generacin ssmica, son el

primero y el tercero de estos fenmenos los que parecen aportar la

contribucin dominante. Correlacionando con el catlogo de sismicidad

histrica del proyecto se determina que a lo largo del cauce de los ros

Santiago y Verde lo que sugiere la existencia de dos zonas sismogenticas, la

de mayor inters se localiza aproximadamente a 25 Km., hacia el Suroeste delproyecto asociados con los cauces de los ros citados

Un aspecto interesante, radica en la presencia de secuencias de origen

lacustre asociadas a rocas volcnicas a lo largo de la FVT, ubicadas a

diferentes elevaciones actuales, con distintos espesores y extensiones, lo que

sugiere que los paleopatrones de drenaje fueron obturados, ya sea por

emisiones volcnicas o por tectonismo, o tal vez por la accin combinada de

ambos fenmenos

Con base a lo escrito anteriormente referente a la sismicidad histrica y

tectnica es pertinente poner atencin en el monitoreo ssmico durante el

periodo de construccin del proyecto y vigilar el comportamiento o evolucin de

indicadores de los movimientos internos volcnicos con el propsito de

establecer el riesgo que representan los procesos tectnicos y volcnicos,

teniendo una red de por lo menos cinco estaciones sismolgicas; dado que en

el periodo de febrero-agosto 2008, se han registrado solo actividad regional y

telesismos.

En el caso de este proyecto llamado Zapotillo se han calculado los

resultados para el rango de perodos comprendidos entre 0 y 3 s, se utilizaron

perodos de retorno iguales a los utilizados en el P.H. La Yesca, es decir 200,

1000 y 10,000 aos, el primero corresponde con el OBE (USCOLD solicita 144


68/68

aos), en tanto que el tercero concuerda con la definicin del MDE (USCOLD

tambin lo solicita a 10,000 aos).En cada uno de los tres periodos de retorno

propuestos, tenemos respectivamente valores de 0.06 g, 0.10 g y 0.27 g de

PGA para 200, 1000 y 10,000 aos.

Se concluye en la caracterizacin dinmica del sitio que el eje del

proyecto esta compuesto por roca bien consolidada sin cambios entre ambas

mrgenes que responden a frecuencias por encima de los 5.0 Hz o periodos

menores a 0.2 segundos.

informe zapotillo-estudio sismico

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