Estudio de microzonificación, caracteristicas generales

1. FIAD-UABC. ENSENADA
“MICROZONIFICACIÓN”
Guevara Meza María de Jesús Montzerrat
INGENIERIA SISMICA
Dr. Espinoza Barreras Fortunato
FACULTAD DE INGENIERÍA ARQUITECTURA Y DISEÑO
CARRETERA TRANSPENINSULAR ENSENADA-TIJUANA NUMERO 3917, COLONIA PLAYITAS.
Ensenada, B.C., C.P. 22860. Teléfono 646-1750744, Fax 646-1744333.
E-mail: dguevara@uabc.edu.com
16 de Noviembre del 2016
Abstract. La microzonificación es la representación geográfica de los riesgos sísmicos en una determinada zona,
la cual está constituida porlascondiciones del suelo de la región. Si bien, el sismo ocurrido en una región puede
ser de una cierta intensidad que tal vez no afecte a la comunidad pero en otra región pudiese suscitarse un sismo
con las mismas condicionesy la reacción del terreno no será la misma, pues las condiciones del mismo varían de
acuerdo a la zona en que se trate, por ende la importancia de la microzonificación o regionalización sísmica.
Palabras claves: microzonificación, espectro de diseño,aceleración, acelerómetros, magnitud, intensidad,
terreno, respuesta sísmica, bases de datos,etc.
1. Introducción
El riesgo sísmico en una zona se refiere a la
probabilidad de que ocurra el sismo mayor
que pueda generarse en dicho lugar,
superando la magnitud determinada como
“normal” en un tiempo determinado.
La distribución geográfica del riesgo sísmico
es presentada en mapas de Zonificación o
Regionalización sísmica; éstos contienen la
máxima intensidad que pudiese ocurrir en
sismos futuros ligados a tiempos medios de
recurrencia. La palabra “intensidad” utilizada
en las escalas de Mercalli u otro parecido
hacen referencia al daño generado en las
estructuras y que repercute con la
sensibilidad de las personas; mientras que
para fines de diseño dicho término hace
referencia a la probable aceleración y
velocidades máximas en un tiempo de
recurrencia determinado.
La zonificación sísmica hace recopilación de
varios factores importantes; tales como:
*aspectos geotécnicos y geofísicos: fallas,
las oscilaciones de la corteza, desarrollo
geotécnico; características fundamentales
de los estratos del terreno en estudio.
*Parámetros sísmicos: el mecanismo, la
acción sísmica.
*Parámetros dinámicos de las ondas
sísmicas: funciones de distancia,
profundidad focal, magnitud e intensidad.
*Observaciones macro sísmicas: Después
de la generación de las curvas de recurrencia
de la intensidad versus periodo, surge la
Regionalización del país; el cual está
conformado por cuatro zonas que varía de
acuerdo al riesgo sísmico del lugar (A, B, C y
D), siendo la zona de las de mayor riesgo
sísmico.
La microzonificación se refiere a la
distribución a detalle del riesgo sísmico en
cada una de las zonas de la Regionalización
o zonificación sísmica; ésta contiene las
condiciones regionales del suelo y las
dificultades de la interacción suelo-
estructura. Las deformaciones del terreno en
el que se encuentra desplantada una
estructura son generadas por la interacción
suelo-estructura, por la convivencia que hay
entre la estructura y el movimiento del
terreno el cual es mostrado como el paso de
energía del edificio al suelo y del suelo al
edificio.
El objetivo de contar con una regionalización
sísmica es poder construir estructuras
conforme a las normas que aseguren un
comportamiento “regular” ante los efectos
sísmicos. Generar bases de datos que guíen
al constructor hacia la elección adecuada de
espectros de diseño para lugares
determinados; pues a fin de garantizar
seguridad en sus construcciones es
necesario conocer el área donde se
desplantará la edificación. Es necesario
mencionar que si el riesgo sísmico es mayor,
las fuerzas horizontales para diseño serán
mayores y por ende serán mayores lo
coeficientes sísmicos a utilizarse.
.
2. Objetivo
Ofrecer y vender al público en general;
especialmente al ingeniero civil, un estudio

2. completo de microzonificación sísmica a fin
de generar tranquilidad a las personas que
requieren de una construcción; asi como la
generación de bases de datos con la
información obtenida de dicho estudio,
siendo ésta de alcance para todo el público
en general..
3. Marco Teórico
Zonificación ó Regionalización Sísmica
La regionalización sísmica es la distribución
geográfica del Riesgo Sísmico (probabilidad
que ocurra el sismo más severo de
determinado lugar en un lapso de tiempo) de
la población, planteados en mapas, los
cuales muestran La máxima intensidad
posible que pudiera ser generada por futuros
sismos de acuerdo a los tiempos de
recurrencia(frecuencia con la que ocurre); La
intensidad dependen de la aceleración y la
velocidad del terreno.
MICROZONIFICACION
La microzonificación es la determinación de
espectros de diseño para zonas específicas
de un lugar determinado. El espectro de
diseño es el gráfico de la aceleración con
respecto al periodo natural de la estructura
en estudio; dado que el riesgo sísmico no es
el mismo y el comportamiento del suelo varía
de acuerdo al sitio del que se trate, el
espectro de diseño varía con respecto a la
zona de estudio.
Para realizar los estudios de
microzonificación es necesario conocer
información de los estratos del suelo,
mínimamente en los primeros 100 pies del
terreno natural o hasta topar con la roca
madre, las características que se quieren
conocer del suelo van desde el tipo de
materia de los estratos del suelo, el soporte
que tiene el suelo al amortiguamiento, etc.
Las características necesarias varían de
acuerdo a la magnitud del espectrode diseño
para la microzonificación que se desee
obtener.
En algunas ciudades no se cuenta con el
recurso ni el material necesario para realizar
el tipo de estudios necesarios del suelo y
resulta complicado la obtención del espectro
de diseño; en este caso se recurre a “la
metodología simplificada”; la cual consisteen
utilizar una capa de suelo semejante para
representar un depósito de varias capas,
pues en geotecnia se supone que los
depósitos de suelo son capas horizontales. A
fin de conseguir la capa semejante se
requiere conocer dos parámetros
importantes del terreno: la profundidad a la
capa resistente del suelo y el módulo de corte
del mismo. Dicha información es posible
obtenerla con los mapas de tipos de perfil del
suelo o los mapas isoperiodos (se optiene el
periodo natural más alto del depósito del
suelo); de acuerdo a la literatura de
ingeniería geotécnica (Kramer, 1996), se
dice que:
𝑇 =
4𝐻
𝑉𝑠
Donde:
H define el espesor del depósito de suelo
Vs es la velocidad de las ondas sísmicas
En el mapa de tipos de perfil del terreno se
clasifica el suelo en varios rangos; estos
pueden ser: “Tipo A, B,C,D o E” de acuerdo
a la clasificación de NEHRP (ASCE 7, 2005),
se utiliza un promedio de velocidad de ondas
hasta los primeros 30 metros de profundidad.
Es posible obtener la profundidad de la capa
de suelo semejante si se conoce la velocidad
de ondas sísmicas para el límite inferior y
superior y el periodo natural de acuerdo con
la ecuación anterior. La capa es semejante
con el sentido del periodo natural y la
velocidad de onda de corte de los estratos
reales del suelo. La mejor representación del
perfil del terreno es la que se encuentra entre
las dos capas semejantes anteriormente
mencionadas.
MAGNITUD SISMICA
Para medir el tamaño de los terremotos es
necesario contar con una medida que no sea
dependiente de la intensidad, el tipo de
construcción que se ve afectada o densidad
de la población. La manera correcta de medir
los registros simicos se ve relacionada con la
cantidad de energía que libera el sismo, lo
cual, depende de la ubicación de los
aparatos con los que se registran.
Charles Richter fue quien promovió una
escala cuantitativa, haciendo uso de las
amplitudes generadas por las ondas que
fueron registradas en un sismógrafo. Dicha
escala es aplicable para sismos superficiales
y cercanos.
Existen diferentes escalas de magnitud,
entre estas se encuentran la de las ondas
superficiales (Ms), magnitud de ondas de
cuerpo (mb) o las magnitudes de momento
sísmico (Mw).

3. Página 3
Si se tienen registros de dos sismos,seacual
sea la magnitud de ambos, la diferencia
aproximada entre ellos (diferencia de un
grado de magnitud) será de 32 veces, como
se muestra en la tabla 1.
Tabla 1. Equivalencia entre magnitudes.
FUENTES DE INFORMACIÓN
Existen diversas fuentes de guía de estudio
generados por los principales centros de
investigación y observatorios sismológicos,
en los que se puede recurrir para la consulta
con respecto a los temblores que han
ocurrido (epicentros, magnitudes,
profundidades, etc.; por mencionar algunos
se encuentra:
*La base de datos de registros
acelerográficos de la Red sísmica Mexicana.
*Servicio Sismológico Nacional (SSN):
cuenta con tres redes de estaciones
sismográficas distribuidas en el centro y sur
del país.
*Centro de investigación científica y
Educación Superior de Ensenada (CICESE):
se encarga de la red sísmicadel Noroeste de
México; recaba información de la actividad
en la región norte de la península de Baja
California y en la parte noroccidental del
estado de Sonora.
*Observatorio Vulcanológico de la
Universidad de Colima: registra cualquier
manifestación del volcán de Colima, lleva el
registro también del peligro sísmico y
proyectos relacionados con la sismicidad del
estado de Colima, Jalisco y Michoacán.
*Centro de Prevención de Desastres
(CENAPRED): genera boletines de los
sismos de gran magnitud, todos aquellos
sismos que han causado estragos y daños
importantes. Proporciona también datos de
aceleración de la línea Acapulco-Df.
*Earthquake Hazard Program. United States
Geological Survey (NEIC-USGS):
Proporciona la ubicación de los simos en
diversas partes del mundo.
*Southern California Earthquake Data
Center: Proporciona información registrada
en la parte norte de la Península de Baja
California y el estado de California en los
Estados Unidos.
ESTUDIOS DE SITIO
Es importante mencionar que las fuentes
antes mencionadas son de gran ayuda, pero
no siempre resulta del todo bien el confiar de
ellos, no por el hecho de error si no por el
hecho del suelo del que se trate. Cabe
mencionar que si el estudio se trata de una
zona con grandes espesores de sedimentos
blandos es mejor que se estudie con
precisión el peligro sísmico que contiene,
puesto que suelos blandos amplifican
significativamente el movimiento del terreno.
A pesar de los mapas de regionalización
existentes, no es posible obtener la
amplificación del movimiento del terreno,
para conocer la respuesta del suelo ante
movimientos sísmicos es necesario realizar
estudios profundizados, entre los que se
encuentran:
*Estudios de geología superficial: Es
necesario definir los espesores y
propiedades de las capaas superficiales,
para ello se implementa información de
pozos perforados para suministro de agua
potable proporcionados por los
departamentos municipales o estatales
encargadas de los mantos acuíferos. Es
necesario incluir las zonas propensas a sufrir
deslizamientos de ladera, flujos de agua o
lodo.
VALIDACION DE MÉTODO
SIMPLIFICADO DE MICROZONIFICACIÓN
Dicha validación consiste en comparar la
respuesta sísmica de algunos suelos en
diferentes sitios contra las respuestas
propuestas de las capas equivalentes.
El espectro de diseño es la curva formadapor
las aceleraciones versus periodo natural de
la estructura; la cual es posible obtener como
la envolvente de los espectros de respuesta
de los registros de aceleraciones. Dicha
envolvente recopila los valores máximos de
las aceleraciones en función de su periodo
natural, considerando las amplificaciones del
sitio que trate. A fin de ser obtenido el
espectro de diseño de una región es
necesario utilizar como la agitación para el
oscilador a la aceleración absoluta en el área
libre del suelo. La respuesta de un tipo de
suelo varía de acuerdo al sismo al que esté
sometido con la desventaja que los
terremotos que ocurrirán en el lugar son
inciertos.

4. METODOLOGÍAPARAREALIZACION DE
ESTUDIO DE MICROZONIFICACIÓN
a) Caracterizaciónde la zona en estudio
Las zonas de características
parecidas de las propiedades del
suelo son factores a establecer, estos
sirven para definir los lugares en los
que se espera una respuesta sísmica
en el terreno similar. Es necesario
que se describan las placas
tectónicas y la acción sísmica de la
zona, características fundamentales
como la geología, topografía e
hidrología del lugar.
b) Selección de base de datos de
aceleraciones
Es necesario contar con los registros
de aceleraciones del suelo, dicha
cantidad de registros debe ser una
cantidad considerable que permita
representar la muestra de diferentes
movimientos fuertes. Varios códigos
(IBC-09, ASCE 7) recomiendan que
se utilice almenos 7 terremotos
diseñando con la respuesta máxima;
esto a fines de cálculode la respuesta
sísmica del terreno. Los terremotos
antes mencionados deben ser
representativos a aquellos que
pudiesen ocurrir en el lugar, o mejor
dicho que se hayan generado en
fallas cercanas al sitio de estudio. En
algunos lugares no es posible la
obtención de los registros de
movimientos del suelo; aquí se opta
por seleccionarlas bases de datos de
registros de fallas similares a
distancias y profundidades parecidas.
Aplicación del método de las capas
equivalentes
Dicho método es recomendable en
aquellas ocasiones en las que no se
cuenta con información suficiente de
la geología del lugar y tampoco es
posible solventar el gasto para
realizar estudios de las propiedades
del suelo. El fin es generar los
espectros de diseño para distintos
sitios a través del cual se conoceo se
cree el correcto espectro de diseño
generado por un código u otra fuente.
La metodología de capas
equivalentes hace posible la
obtención de la respuesta sísmica y
la generación de un espectro de
diseño sísmicosimilar al especificado
por las características de terreno. Los
resultados de éste son muy parecidos
a los obtenidos con la metodología
convencional pero sin los costos
elevados y el trabajo que éste
acarrea.
c) Análisis de la respuesta dinámica del
suelo es posible realizar el análisis
dinámico a fin de determinar los
movimientos del suelo con la
utilización de la teoría de propagación
de ondas en suelos estratificados y
amortiguados; en el que los estratos
del terreno son simulaciones con
modelos unidimensionales y en el
análisis predomina el dominio de la
frecuencia. El comportamiento no
lineal del suelo ante un movimiento
lateral se considera aproximados
mediante el método Lineal
Equivalente. Después se procede
con la evaluación de deformaciones y
esfuerzos del suelo y se consideran
los posibles efectos de licuación.
d) Espectros de diseño
En aquellos lugares en los que la
respuesta del suelo es similar, se
general espectros de diseño con los
resultados de dichas respuestas
dinámicas. Dichos espectros
contienen 5 importantes parámetros:
las aceleraciones para distintos
periodos, el periodo donde inicia el
espectro, el periodo corto y el periodo
en el cual la curva desciende.
e) Mapas de microzonificación
f) Para tener fácil acceso a los datos
obtenidos del estudio de
microzonificación se generan bases
de datos con mapas de
microzonificaciónsismica;un ejemplo
es el software ArcGIS el cual permite
realizar los mapas con información
sobre los espectros de diseño e
información de cada sitio como se
muestr en la fig. 1.

5. Página 5
Fig. 1: Mapa de zonificación sísmica en
México.
Según el manual de Edificaciones de la
Comisión Federal de Electricidad, dicho
mapa contiene el nivel de peligro sísmico,
permitiendo así conocer de una manera muy
general el estado en que se encuentra la
república mexicana, siendo la zona D la de
mayor riesgo sísmico.
“Del análisis de acelerogramas, es posible
obtener los espectros de respuesta del
terreno, los cuales nos proporcionan con
certeza el periodo natural de vibración para
la aceleración máxima registrada; cuando no
se cuenta con equipo acelerográfico que
permita conocer dicha información , es
posible conocer el periodo fundamental de
vibración por medio de modelos empíricos
analíticos, para los cuales es necesaria la
obtención de parámetros del suelo por medio
de sondeos y sus respectivas pruebas de
laboratorio, sin embargo la utilización de este
procedimiento requiere de recursos
económicos importantes. Las mediciones de
vibración ambiental fue el método utilizado
para medir la forma en que vibra el terreno
en un punto en específico.
El procedimiento de estudio de
microzonificación puede variar por diferentes
motivos, algunos de éstos pudieran ser la
experiencia de realizarlos, el dinero con el
que se cuenta para lograr el objetivo o el
método que se emplee para realizarlo; sea
cual sea el método que se utilice los datos
obtenidos deben ser muy similares.
Una metodología literalmente completa
pudiera ser la siguiente, basada en un
estudio de microzonificación realizado en la
Ciudad de Tuxtla Gutierrez, Chiapas, por G.
Alonso, R. Cruz, F. Santos, M. Ramirez-
Centeno, M. Ruiz-Sandoval y J. Iglesias.
Dicho procedimiento es el siguiente:
*Recopilación de la información sismológica,
geológica, topográfica y de mecánica de
suelos
Se refiere a las características, físiográficas
del terreno, la geología del lugar (forma
interior y exterior del suelo en estudio), la
actividad sísmica registrada en el lugar (en
casoque que se haya suscitadoalgún evento
sísmico), etc.
*Determinación de los periodos naturales del
terreno mediante pruebas de vibración
ambiental
Para obtener los periodos fundamentales del
suelo es necesario:
*Ubicar puntos a lo largo y ancho de la
ciudad, a fin de cubrir la mancha urbana y los
lugares donde posteriormente se edificará
para realizar mediciones de campo. Para
obtener dichas mediciones se utilizó un
sistema de registro integrado por los
aparatos siguientes:
-Grabadora digital de estado sólido
-Dos sensores simológicos de campo
-Computadora portátil
Las comunicaciones y obtención de datos se
realizan por medio de los programas Quick
talk, Quick look.
*Con base a los registros obtenidos por
vibración ambiental, se obtienen los
espectros de Fourier. Para obtener los
espectros de diseño se puede aplicar una
técnica innovadora propuesta por el
investigador japonés Nakamura, la cual
suaviza los espectros con el fin de rectificar
las perturbaciones captadas en la medición
ambiental y que no corresponden a la forma
natural de vibrar del suelo.
*a fin de comprobar los resultados obtenidos
con las mediciones de vibración ambiental en
el campo, se estima el periodo fundamental
de vibración del terreno en los puntos en
donde se contaba con sondeos profundos,
con base a la información de mecánica de
suelos.
El periodo del terreno se obtiene mediante la
siguiente expresión:
𝑇 = 4 ∑(
𝐻𝑖
𝑉𝑠𝑖
)
En que:
𝑉𝑠 = √(
𝐺
𝜌
)
En donde:

6. 𝐺 =
[3230(2.97 − 𝑒)2 𝜎0
1
2]
1
+ 𝑒
𝜎0 = (𝜎1 + 𝜎2 + 𝜎3)/3
𝜎1 = 𝐻( 𝛾)
𝜎2 = 𝜎3 = 𝜎1(𝐾0)
𝐾0 = 1 − sin 𝜑
Donde:
H=espesor del iesimo estrato, en m
Vs=velocidad de ondas de cortante, m/s
G=módulo de cortante
ρ=densidad del material
e=relación de vacios
σ1,σ2,σ3=esfuerzos en el suelo
ϒ=peso específico del material, kg/m3
Φ=ángulo de fricción interna del material, en
grados
*Determinación de las curvas de igual
periodo de vibración del terreno
Posteriormente se procede a comparar los
resultados obtenidos analíticamente del
periodo de vibración con las mediciones
obtenidas de la vibración ambiental.
*Propuesta de zonificación sísmica
La propuesta de zonificación sísmica se
realiza revisando el valor de periodo
fundamental, y concluyendo el tipo de suelo
en el que está desplantada la mancha
urbana.
*Propuesta de parámetros de diseño sismo-
resistente derivadas de la estimación de
intensidades por sismos” (Sociedad
Mexicana de Ingenieria Sismica, 1997).
ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA DE VALLES
ALUVIALES
“Con base en datos de geología superficial,
clasificación de materiales en función de sus
propiedades geotécnicas, espesores de
capas, etc., es posible definir la zonificación
geotécnica de un área.
Debido a la complejidad del medio geológico
y las diferentes aplicaciones y finalidades de
los mapas geotécnicos, no existe un
procedimiento estándar para su elaboración
(G. de Vallejo, 2002)
Sin embargo, el mapa de zonificación debe
incluir, al menos:
*Delimitación de zonas de terreno firme,
zonas blandas y aquellas consideradas de
transición
*Descripción litológica de cada unidad (tipos
de rocas o sedimentos que las componen,
por ejemplo rocas volcánicas, gravas,
arcillas, cuerpos de arena, etc)
*Profundidades del nivel freático
*Propiedades (resistencia a la penetración,
densidad, plasticidad, grado de
fracturamiento y de alteración, etc.).
El mapa de zonificación deberá estar
acompañado de información respecto de las
investigaciones realizadas, metodologías y
criterios empleados en su elaboración,
clasificación geológica y geotécnica de los
materiales, columnas de sondeos,
fotografías, etc.
De tal manera, será posible conocer las
zonas que pueden ser susceptibles a la
amplificación del movimiento sísmico o bien,
identificar áreas aptas para distintos usos o
realización de obras.
Idealmente, se pueden encontrar mapas de
zonificación geotécnica en las normas
técnicas complementarias de los
reglamentos de construcción, ya sea en la
sección de diseño por sismo o de diseño y
construcción de cimentaciones (p. ej. el
Reglamento de Construcciones del Distrito
Federal).
Microzonificación sísmica
De acuerdo con datos y experiencias
derivados de sismos recientes en diversos
lugares del mundo, se ha observado que los
daños se acentúan notablemente en
aquellas ciudades ubicadas en valles
aluviales con grandes espesores de
sedimentos blandos, principalmente arcillas,
arenas y limos. Aunque la distancia al
epicentro sea de varios cientos de
kilómetros, como es el caso de la ciudad de
México con respecto a los temblores
costeros, los efectos en las construcciones y
el terreno se acentúan debido a la
amplificación de las ondas sísmicas,
ocasionada por el contraste de densidades y
velocidades de propagación para las ondas
sísmicas entre el cuerpo sedimentario y el
basamento rocoso, como se puede apreciar
en la figura 2.
Figura 1: Registros sísmicos para distintos tipos de
suelo en un solo temblor.

7. Página 7
Por lo anterior, resulta indispensable conocer
con detalle la respuesta sísmica del cuerpo
sedimentario y calcular las implicaciones que
ésta representa para los distintos tipos
constructivos posibles. Para ello habrá que
tomar en cuenta la zonificación geotécnica
mencionada y diseñar programas de
observación instrumental de señales
sísmicas” (Enrique Guevara Ortiz, 2016).
INSTRUMENTACION SISMICA
Para poder identificar los movimientos
sísmicos del terreno se emplean diversas
instrumentaciones que proporcionan dicha
información principalmente enfocados en las
zonas de mayor sismicidad.
Los datos que se obtienen ayudan a recopilar
información sobre el riesgo sísmico de la
región y así ser útiles para el fin que al
usuario convenga; algunos de los datos que
se logran obtener con la instrumentación
son: las coordenadas donde se generan los
epicentros, la fecha y hora del suceso,
aceleraciones máximas ocurridas, entre
otros.
Dos de los instrumentos que se pueden
emplear para el fin antes mencionado son los
sismógrafos y acelerógrafos; cabe
mencionar que dependiendo de las
características que se quieren obtener será
el instrumento que se emplee; por ejemplo, si
se desea conocer el desplazamiento del
terreno es conveniente utilizar el sismógrafo;
en cambio si lo que se desea conocer el la
aceleración del terreno, se procede a utilizar
el acelerógrafo.
Los chinos fueron quien comenzaron a
estudiar la localización las sacudidas de la
tierra, ésta era una vasija de bronce
decorada con 8 dragones, cuando ocurría un
temblor un dragon abria la boca y salía una
bola, en la parte inferior se encontraban unas
ranas, aquella que contuviera la bola en la
boca indicaba la dirección de la que
procedían los movimientos. En 1755 en
Lisboa sucedió un sismo de gran magnitud
que destruyó más de un tercio de la
población, dejando más de 60000 muertos;
desde entonces muchos investigadores
realizan estudios sísmicos. En 1875 el Inglés
John Milne construyó una red de casi 1000
estaciones para el estudio del movimiento de
la tierra. En los años pasados el elemento
central de casi todos los sismógrafos era el
péndulo, ante un temblor la tierra se mueve
de un lado a otro, después el péndulo gracias
a su inercia se queda quieto y facilita la
mediación de fuerza del temblor, pero poco a
poco el péndulo empieza a balancearse con
lo que los resultados no son válidos. Dicha
teoría fue hecha por el geofísico Emil
Weichert quien llegó a la conclusión que los
aparatos empleados no eran muy precisos
para estudiar los terremotos; el problema era
la vibración propia del péndulo, para esto
empleó la amortiguación del sismógrafo con
la ayuda de cuatro muelles. Dicho invento se
basa en el principio del péndulo invertido. En
una base de metal larga y estrecha se fija
una pesa la cual reposa sobre un borde que
contiene el movimiento, dicha construcción
contiene un equilibrio extremadamente
delicado. La pesa no se moverá ni durante un
temblor de gran magnitud gracias a la
amortiguación de los muelles, lo que asegura
una medición más exacta.
El sismógrafo es un aparato sensible que se
encarga de capturar continuamente el
desplazamiento del terreno cuando se
encuentra siendo víctima de las ondas
generadas por un sismo. “El sismógrafo se
funda en la inercia de una masa suspendida
elásticamente de un bastidor rígido y
solidario del suelo; cuando éste se mueve, la
masa conserva su su posición,
consiguientemente la distancia entre ambos
elementos experimenta una variación que es
registrada en un papel arrastrado por un
mecanismo” (Mallert 1858).
Los mecanismos de este modo que son más
recientes están mucho más equipados;
dichos mecanismos pueden consistir de un
cuerpo metálico dentro de un cilindro en un
campoelectromagnético. Mientras se suscita
el temblor el cuerpo metálico tiende a
quedarse en su posición inicial y el cilindro
comienza a moverse, lo que genera un
cambio de fuerza que es proporcional a la
intensidad del movimiento.
Dentro de los mecanismos que se utilizan
para medir los sismos, cuyo fin es identificar
los epicentros y mecanismos focales que
ocurren durante un sismo. En la ingeniería
civil, resultan ser más eficientes los
acelerógrafos, pues dichos mecanismos
muestran las variaciones de la aceleración
en el terreno en un periodo de tiempo
determinado. Sea cual sea el mecanismo
empleado resultan ser de mucha utilidad
pues en los últimos años ha aumentado el

8. consumo de los mismos, permitiendo con
esto grandes avances en el estudio de las
características de la alteración del suelo y
construcciones producida por los
movimientos sísmicos Los aparatos
establecidos en los edificios permiten
determinar la respuesta de éstos a la acción
sísmica.
Hablando de los acelerógrafos se dice que
contienen una forma peculiar de medir la
aceleración del terreno; pues a través de
sensores incluidos pueden registrar los
movimientos del terreno en tres direcciones
ortogonales, siendo éstas en dos
horizontales y una vertical. Dentro de lo que
se busca al usar el acelerógrafo es obtener
la aceleración máxima como fracción de la
gravedad, el tiempo que dura la onda más
intensa del movimiento y las frecuencias
(rapidez con la que la dirección del
movimiento cambia) de éste, son algunos de
los parámetros más importantes a obtener.
Estos datos son mostrados en el espectro de
respuesta, el cual nos muestra que si los
periodos dominantes del suelo y el periodo
fundamental de la estructura son cercanos
entonces serán más devastadores los
efectos que cause el sismo.
“El sismógrafo registra el movimiento del
suelo; este instrumento apareció apenas a
fines del siglo XIX. El sismógrafo registra el
movimiento respecto al tiempo de un péndulo
que pende libremente dentro de un marco
sujeto al suelo.
En los sismógrafos modernos, el movimiento
del péndulo se convierte en señales
electrónicas sobre una cinta magnética. Los
sismógrafos de movimiento fuerte,
denominados acelerómetros o
acelerógrafos, se diseñan para registrar
directamente movimientos de tierra cercanos
y no lejanos; producen un registro
denominado acelerograma. Los
instrumentos normalmente se colocan de tal
modo que midan movimientos a lo largo de
dos ejes horizontales y uno vertical. Las
medidas más importantes son tres:
aceleración, velocidad y desplazamiento. La
aceleración indica el cambio de velocidad:
cuando se multiplica por la masa,da la fuerza
de inercia que debe resistir el edificio. Por lo
común, la aceleración se mide en términos
de g (aceleración de un cuerpo que cae
libremente debido a la gravedad de la tierra;
aproximadamente 980cm/seg/seg).
La velocidad, que se mide en pulgadas o
centímetros por segundo, se refiere al
cambio del movimiento del suelo. El
desplazamiento en pulgadas o centímetros,
se refiere a la distancia de una partícula que
se mueve de su posición de reposo”
(Christopher Arnold, 1991).
PELIGRO SISMICO
“Los estudios geológicos y la historia sísmica
permiten identificar las zonas sismo
genéticas, o sea aquellas donde existen
fallas tectónicas activas cuya ruptura genera
sismos. Los movimientos símicos del terreno
se presentan no solo en las zonas sismo
genéticas sino en todas aquellas que están
suficientemente cercanas a las mismas para
que lleguen a ellas ondas sísmicas de
amplitud significativa. Por tanto, el peligro
sísmico se refiere al grado de exposición que
un sitio dado tiene a los movimientos
sísmicos, en lo referente a las máximas
intensidades que en él pueden presentarse”
(Bazan, Meli 2011).
“En una zona sismo genética se producen
sismos de diferentes magnitudes, según el
tamaño del tramo de falla que se rompe en
cada evento. Ocurre, generalmente, un gran
número de eventos de pequeña magnitud y
la frecuencia de ocurrencia disminuye en
forma exponencial con la magnitud. Se suele
suponer un modelo propuesto por Gutenberg
y Richter (1954) para relacionar el número de
años que en promedio transcurre entre uno y
otro evento de cierta magnitud. Este lapso
promedio se denomina “periodo de retorno”
(N) y aumenta con la magnitud, según la
relación:
𝑙𝑜𝑔𝑁 = 𝑎 + 𝑏𝑀
Donde:
A y b son dos coeficientes que definen el
grado de actividad sísmica de la zona sismo
genética.
Las ondas sísmicas que se generan en la
corteza terrestre por un evento de gran
magnitud se propagan a mucha distancia,
pero su amplitud disminuye con la distancia
por efectos de dispersión y de
amortiguamiento. Por tanto, la intensidad del
movimiento en un sitio dado disminuye con
su distancia al epicentro” (Bazán, Meli 2011).
“El peligro sísmico en un sitio especifico
depende de sucercanía a fuentes de eventos
de magnitud suficiente para producir
intensidades significativas en el sitio.
Una forma más racional de expresar el
término peligro sísmico es en términos
probabilísticos, en función de la intensidad
que tiene una probabilidad prestablecida de

9. Página 9
ser excedida en un lapso comparable a la
vida útil esperada de las edificaciones. En
estos conceptos están basadas las
regionalizaciones sísmicas que rigen en
distintos países” (Bazán, Meli 2011).
EFECTOS LOCALES Y
MICROZONIFICACION
“Las leyes de atenuación y los mapas de
regionalización reflejan la propagación de las
ondas sísmicas en la roca de la corteza. El
movimiento en la superficie del terreno en un
sitio dado puede diferir radicalmente del que
se tiene en la roca base, por alteraciones de
las ondas debidas a efectos geológicos,
topográficos y de rigidez del subsuelo”
(Bazán, Meli 2011). La necesidad e
importancia de realizar estudios de
microzonificación y consideración de “los
efectos locales” en lugares donde se
establece el ser humano ha crecido cada día
más para que las más vulnerables al
movimiento sísmico
“Los Fenómenos locales extremos se tienen
en zonas de suelos inestables donde la
vibración sísmica puede provocar fallas de
suelo, deslizamiento de laderas o problemas
de licuación. Es tas zonas deben identificarse
con estudios geotécnicos específicos”
(Bazán, Meli 2011).
“La presencia de estratos de suelo blando
son los que trasmiten las ondas sísmicas
para llegar a la superficie. Se filtran las ondas
de periodo corto y se amplifican las ondas
de periodo largo. En general, la intensidad
sísmica aumenta en los sitios de terreno
blando y los daños en los sismos
importantes han sido sistemáticamente más
graves en estos sitios que en los de terreno
firme.
Un área donde los efectos de sitio son
extraordinariamente importantes es el valle
de México. Por estar lejos de la costa del
pacifico donde se generan los sismos de
gran magnitud, esta área se ubica en una
región de peligro sísmico moderado (zona B
en el mapa de zonificación sísmica en la
República Mexicana), sin embargo
condiciones geológicas particulares de esta
área producen una amplificación
generalizada de las ondas sísmicas en toda
la región, independientemente del tipo de
terreno. No obstante, el efecto de suelo local
más importante es que las ondas que llegan
al valle por la roca base sufren
modificaciones y amplificaciones
extraordinarias al transmitirse hacia la
superficie a través de los estratos de arcilla
sumamente compresible que existen en las
correspondientes a los lechos de los
antiguos lagos que hubo en el valle de
México” (Bazán, Meli 2011).
UBICACIÓN DEL EPICENTRO
“Para ubicar un epicentro son necesarios tres
sismógrafos situados en torno de un punto
desde el cual emergen ondas sísmicas. La
velocidad de las ondas varÍa de acuerdo con
el tipo de ondas de que se trate, con la
naturaleza del material en que se propongan
y con su contenido de frecuencias.
En función de la diferencia de llegada de las
ondas (P y S) al sitio de registro, se puede
saber la distancia en Km entre el foco y la
estación. En el punto en que se cortan las
tres circunferencias se encuentra el
epicentro.
En la práctica el procedimiento para localizar
epicentros es más complicado, pero la idea
básica es la misma, solo que se ha
sistematizado el proceso por medio de
computadoras, haciendo el cálculo mucho
más preciso y rápido” (Raul, Fundamentos
de diseño y Construcción Sismoresistente,
1998).
ESPECTRO DE RESPUESTA SISMICA
Para poder calcular la respuesta que tendrá
el suela ante fuerzas sísmicas, el ingeniero
se basa en un modelo en el que las
propiedades dinámicas y estáticas son
iguales a las contenidas en la estructura. Por
mencionar alguno de los tantos métodos que
existen está el “Sistema de un grado de
libertad”, el cual se diferencia de los demás
por ser un sistema dinámico con masa a una
altura equivalente.
Existe una herramienta básica para revisar la
respuesta mayor de la estructura ante una
amenaza sísmica,éste se llama “espectro de
diseño”, el cual representa gráficamente la
máximarespuesta de la estructuraen función
del periodo natural en que se mueve el suelo.
Dicho espectro es encargado de “evaluar la
magnitud del desplazamiento máximo de una
estructura en cierto periodo, en comparación
con el desplazamiento máximo de otra
estructura sometida al mismo movimiento de
terreno” (Awad, 2008).
Los espectros de diseño reales presentan
una irregularidad en las respuestas máximas
con función al periodo natural. Por ende,
puede mencionarse que si hay dos

10. estructuras con características dinámicas
muy parecidas, éstas presentarán un
comportamiento muy diferente; si bien, no
porque se trate de una mismazona,el mismo
tamaño y las mismas condiciones tiene que
ser exactamente iguales. Pudiera ser el caso
de una estructura que se desplanta sobre un
suelo en una ciudad, pero a unos 20 metros
se encuentra otra estructura con las mismas
condiciones que la anterior, misma altura,
mismo peso, mismo material, no siempre se
asegura que se comporten de igual manera
ante un sismo pues a pesar de ser “iguales”
la respuesta que presente el suelo de la
primer estructura a la que presente el suelo
de la segunda no siempre será la misma,
variaría conforme la reacción de los estratos
contenidos, el área en el que esté
desplantado, etc.
“En la práctica este hecho tiene menos
importancia de la que se le podría dar,
gracias a la influencia del amortiguamiento
que hace menos bruscas las variaciones de
los espectros, a que no se conoce con
certeza el periodo natural por las
incertidumbres que existen el el cálculo de
masas y rigideces, y a que las incursiones de
la estructura en el intervalo inelástico, así
como la interacción suelo-estructura,
modifican el periodo fundamental de
vibración” (Enrique Bazan Surita, 1989)
INTERPRETACIÓN DE LOS
SISMOGRAMAS
Nos proporcionan los registros obtenidos por
el recorrido de las ondas sísmicas, las
características del terreno en el que haya
sido instalado el instrumento, calidad y tipo
del mismo. Puede suceder que las
estaciones sísmicas cercanas logren
detectar sismogramas diferentes para un
mismo evento sísmico. Se ha comprobado
que los terremotos distintos obtenidos para
una misma estación reflejan unas
semejanzas muy reveladoras.
“Los registros de los desplazamientos del
terreno se obtienen, en gegeral, con una
aproximación no satisfactoria, sobre todo
cuando se trata de choques repentinos y
bruscos. Iguales dificultades presenta la
determinación de las aceleraciones, ya que
en los registros influyen diversos factores,
tales como: el tipo de equipo utilizado,
elementos característicos, inercia de las
piezas puestas en movimiento para el
registro, razonamiento, etc.” (Beles, 1975).
Si se cuanta con el desplazamiento y
sabemos que la integral del desplazamiento
es la velocidad, a través del desplazamiento
es posible su obtención; si en cambio, con lo
que se cuenta es con la velocidad y se desea
obtener la aceleración bastaría solo con el
hecho de integrar la velocidad ó derivar la
velocidad para obtener el desplazamiento si
es lo que se requiere. Por otro lado, puede
ser que se cuente con la aceleración y se
requieren las velocidades y
desplazamientos, bastaría solo con derivar la
aceleración para obtener la velocidad y la
velocidad derivarla para obtener el
desplazamiento; caso contrario sucedería
con el desplazamiento, se tendría que
integrar dos veces para conocer la
aceleración.
“La integración gráfica del registro de
aceleraciones no da resultados
satisfactorios, pues a la propia inexactitud de
esta operación se une las imprecisiones del
registro.
Pese a las diferencias existentes entre lo
registrado y la realidad, se usan, cada vez
más, los datos obtenidos en los
sismogramas y en especial en los
acelerogramas, para el cálculo de la
intensidad de los terremotos. Su utilización
está justificada, ya que los movimientos
sísmicos son fenómenos aleatorios, que se
producen y desarrollan de una forma
totalmente esporádica, variable en cada caso
y lugar, pero susceptibles de una
interpretación estadística (Beles, 1975).
Los geofísicos han creado un gran número
de observatorios en todo el mundo en los que
se registra cualquier movimiento del planeta.
Los sismógrafos actuales tienen un principio
peculiar al aparato de Emil Weichert, las
anotaciones de los datos se controlan por
computadora, sofisticados medidores de
desplazamiento registran si se producen
grietas en el suelo. Sistemas de navegación
GPS localizan la posición exacta de las
placas continentales, la tecnología láser
puede calcularse en fracciones de milímetro
el desplazamiento que se produce entre las
placas.
4. Resultados
Gracias a ésta información, la audiencia y
todas las personas que logren leerlo
comprenderán y tendrán un criterio más
amplio acerca de lo que es microzonificación
y lo que conlleva realizar dicho estudio,
desde por qué se hace, cómo poder

11. Página 11
realizarlo sin el hecho de invertir mucho
dinero, qué tecnología puede ser utilizada
para realizar el estudio, la base de datos que
con dichos estudios se genera, beneficiando
así al constructor que es el encargado de dar
seguridad a las personas con la
infraestructura que construye.
Un terremoto en suelo blando provoca más
daños que uno de suelo duro, por ejemplo la
Ciudad de México que esta desplantada
sobre un lago seco, en 1985 la ciudad se
destruyó, mientras que en el epicentro a
350Km de distancia apenas se percibió.
Si bien, aunque se trate del mismo lugar, con
un sismo de la misma magnitud, y
características idénticas de construcciones;
la forma en que responda el suelo con
respecto al otro no será el mismo, pues las
propiedades de respuesta sísmica no
siempre son las mismas, pudieran ser
parecidas pero no iguales.
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