Estudio de peligro sísmico para la ciudad de Chilpancingo, Guerrero

Abstract

Debido a la cercanía con los epicentros de los macrosismos y a las condiciones geológicas-topográficas muy particulares del valle de Chilpancingo, se justificó la valoración del peligro sísmico. El objetivo principal consistió en un estudio de Peligro Sísmico, con los enfoques de Análisis de Peligro Sísmico Determinista (APSD) y de Análisis de Peligro Sísmico Neo-Determinista (APSND). Sin los modelos geológicos obtenidos con el método SPAC no hubiese sido posible realizar modelos 1D, con el objetivo de valorar y explicar las grandes amplificaciones observadas mediante registros sísmicos. Se determinaron relaciones de atenuación para suelo sedimentario y firme en el valle de Chilpancingo. Se obtuvieron relaciones entre aceleraciones máximas del terreno (PGAH) obtenidas instrumentalmente y las intensidades de Mercalli modificada (IMM) tomadas de mapas de Isosistas. El principal aporte del trabajo es la estimación de los efectos de sitio, observándose al usar la técnica H/V ó HVSR, que cuando se consideran las componentes de las direcciones principales de los registros, las curvas tienden a ser iguales en amplitud y periodo. Sin embargo, al usar esta técnica, no se alcanzan los niveles de amplificación observada en las funciones de transferencia empíricas calculadas entre los sitios RICC (suelo sedimentario) y CHIL (suelo firme), porque se obtienen valores entre tres y cinco veces menores, aunque H/V sí proporciona el periodo del suelo. Un resultado muy importante que muestra claramente la complejidad de la geología local y de la topografía en los efectos de sitio, es la gran diferencia observada entre las funciones de transferencia empíricas RICC/CHIL NS y EO, lo que demuestra que no es posible reproducir completamente con un modelo 1D los efectos de amplificación del valle de Chilpancingo. Por lo tanto, si se quieren estimar con precisión los efectos de amplificación es necesario recurrir a modelos 2D o 3D del valle y así tratar de explicar las diferencias significativas de las funciones de transferencia empíricas promedio horizontales observadas entre las estaciones RICC/CHIL. El análisis de direccionalidad de las ondas sísmicas en el valle, no indica una clara polaridad en el movimiento del suelo, no existe ninguna relación, ni tampoco alguna tendencia, cuando se consideran las direcciones de PGA. Pero si se analizan las direcciones principales de la Intensidad de Arias, que representan la direccionalidad de la energía, se presentan ciertas tendencias sobre todo en CHIL y en RICC. Lo anterior, sugiere que pueden ser menores los efectos de amplificación debido a la topografía y más fuertes los efectos de la geología local, debido principalmente a los estratos profundos y a la geometría alargada del valle. Se valoró el Peligro Sísmico Determinista que producen las diferentes fuentes sísmicas en Chilpancingo, usando relaciones de atenuación calculadas con bases de datos que incluyen información de todas las fuentes sísmicas identificadas. Finalmente, con acelerogramas sintéticos obtenidos con el método de las funciones de Green empíricas, considerando las fuentes sísmicas Ometepec, Acapulco-San Marcos, Guerrero Central y Petatlán, se valoró el peligro sísmico con un enfoque Neo-Determinista. Las estimaciones del peligro sísmico obtenidas por ambos enfoques produjeron resultados bastante similares, lo que da robustez a los mismos, considerando la naturaleza contrastante de estas metodologías.

Due to the proximity to the large magnitude earthquakes epicenters and the particular geological topographical conditions of Chilpancingo valley, a hazard assessment is justified. The main goal was to carry out an earthquake hazard study focusing chiefly on a Deterministic Earthquake Hazard Assessment (APSD) and on a Neo-determinist Earthquake Hazard Assessment (APSND). Without the geological models obtained through the SPAC method wouldn’t be possible to build 1D models to asses and explain the large amplifications observed through seismic recordings. Attenuation ratios for sedimentary and solid soils were determined for the Chilpancingo valley. Relationships between Ground peak accelerations (PGAH) obtained instrumentally and Modified Mercalli Intensities (IMM) taken from Isosists maps. The main contribution of this study is the site effects estimation; using the H/V or HVSR technique, it’s been observed that when considering the records main directions components the curves trend to have equal values of amplitude and period. However, when this technique is used, the amplitude levels observed in the empirical transfer functions computed at RICC lesser that obtained, although H/V does give the ground period. A very important result that clearly shows both the local complex geology and topography in the site effects; is also the substantive difference observed between the RICC/CHIL NS and EW empirical transfer functions, which demonstrate that is not possible to reproduce completely the amplification effects in the Chilpancingo valley through a 1D model. Therefore, in order to estimate with accuracy the amplification effects, it would be necessary to resort to the 2D and 3D models of the valley and thus try to explain the significant differences of the average horizontal empirical transfer functions observed between the RICC/CHIL stations. The directionality analysis of the seismic waves in the valley does not show a clear polarity in the ground motion, there is no relationship or a trend when the PGA directions are considered. But if the Arias Intensity main directions are analyzed, which represents the energy directionality; some trends are detected in CHIL and RICC. The previous statement suggests that the amplification effects could be lower due to the topography and the local geology effects could be larger, mainly due to the deep strata and the elongated geometry of the valley. The deterministic earthquake hazard which the different sources produce in Chilpancingo were assessed by using attenuation ratios computed from databases that includes information from all the identified seismic sources. Finally, with synthetic accelerograms obtained through the Empirical Green Functions Method, considering Ometepec, Acapulco-San Marcos, Guerrero Central and Petatlan seismic sources, a Neo-Deterministic earthquake hazard was assessed. The estimations obtained through both approaches rendered very similar outputs, which reinforces themselves, considering the contrasting nature of these methodologies.