Determinación de la aceleración sísmica básica para el diseño de la edificación en el noroeste de España


Premio Opción B 2001
Proyecto de Fin de Carrera Presentado en la Escuela Politécnica de Eneseñanza Superior de Ingeniería en Geodesia y Cartografía de la Universidad Politécnica de Madrid. 
Tutor: Dr. Julio Mezcua Rodríguez

Juan José Rueda Núñez

RESUMEN  
       La Norma de Construcción Sismorresistente NCSE-94 (1995) estableció para el noroeste de la Península Ibérica un valor de aceleración sísmica básica por debajo de 0.04 g, por lo que en esta zona no es necesario contemplar las acciones sísmicas en el diseño de la edificación. Pero la reciente actividad sísmica, con la ocurrencia de un terremoto el 21 de mayo de 1997 de magnitud 5.3 mbLg e intensidad VII (EMS), ha hecho que se planteara la necesidad de comprobar la validez de los parámetros sísmicos de dicha norma. Con el fin de responder a esta cuestión desde la Ingeniería Sísmica, se realiza una revisión de la sismicidad histórica e instrumental, un estudio sismotectónico de la región y una nueva zonificación sismogénica previamente al cálculo de la peligrosidad, que da como resultado un aumento en los niveles de aceleración sísmica básica aunque sin superar los mínimos de la Norma, por lo que se concluye que esta sigue siendo válida para el noroeste de la Península Ibérica.

      Se determinan los valores de peligrosidad sísmica para un periodo de retorno de 500 años en cada uno de los términos municipales en la Comunidad Autónoma de Galicia y vecinas que deberían utilizarse en los futuros planes de desarrollo urbanístico y de infraestructuras de la región.

ABSTRACT		  
       The Earthquake-Resistant Design Guide NCSE-94 established a basic seismic acceleration coefficient lower than 0.04 g for the northwestern of the Iberian Peninsula. That means that no seismic forces should be considered in the design of regular buildings. However, the recent seismic activity centred on a 5.3 mbLg magnitude shock occurred 21 May 1997 with maximum intensity VII (EMS) makes necessary to check the validity of the seismic parameters included in the NCSE-94 for that part of the territory. In order to answer this question from the Earthquake Engineering point of view a revision of the historical and instrumental seismicity is performed, together with a seismotectonic study of the region, a new seismic zonation and a new study of the seismic hazard. The result are higher values of the basic seismic acceleration coefficient but lower than the minimum established in the NCSE-94, reason why this guide still valid.

      The seismic hazard values are performed for a Return Period of 500 years in each of the counties of the Comunidad Autónoma de Galicia and those nearby which may be used in future planning of urban development and infrastructures of the region.

ÍNDICE		  
Resumen 4
Abstrac 5
1 Introducción 6
2 Encuadre geológico del noroeste de la Península Ibérica 11
3 Estudio de la sismicidad del noroeste de la Península Ibérica 16
4 Sismicidad de las series de terremotos de Sarria 1995-1997 19
5 Estudio del estado de esfuerzos 28
6 Modelo sismotectónico del noroeste de la Península Ibérica 33
7 Análisis de la Peligrosidad Sísmica 37
7.1 Cálculo de la magnitud momento Mw 38
7.2 Zonificación sismogénica 42
7.3 Parámetros de sismicidad y sus incertidumbres 46
7.3.1 Premonitorios y réplicas 46
7.3.2 Distribución temporal 47
7.3.3 Magnitud mínima 48
7.3.4 Magnitud máxima 48
7.3.5 Actividad de las zonas sismogénicas 49
7.4 Parámetro del movimiento del suelo y su incertidumbre 52
7.5 Cálculo de la Peligrosidad Sísmica 
8 Resultados 
9 Conclusiones 62
Referencias 65
Anexo 1.- Catálogo sísmico revisado para la zona de estudio 69
Anexo 2.- Isosistas de los terremotos utilizados para determinar la relación Intensidad-Magnitud momento 101
Anexo 3.- Ajuste de la relación Intensidad-Magnitud momento 116
Anexo 4.- Catálogo sísmico en valores de magnitud momento 121
Anexo 5.- Ajustes obtenidos para el parámetro b de la relación de Gutenberg-Richter en la nueva zonificación 139
Anexo 6.- Ficheros de entrada y de salida al programa EQRISK, McGuire (1976) para la nueva zonificación y resultados del cálculo de las peligrosidades sísmicas para los vértices de una rejilla de 50 km de lado 144
Anexo 7.- Valores de la aceleración sísmica básica para cada término municipal 171

CONCLUSIONES		  
      La actividad sísmica reciente en Galicia ha permitido realizar un estudio sobre el estado de esfuerzos y la geometría de las estructuras responsables de esta actividad. Como consecuencia de este estudio es posible determinar que el modelo sismotectónico de la zona oriental de Galicia se corresponde con una falla inversa de empuje con orientación NE-SO en su parte mas al norte y que en forma de arco se va doblando hasta acabar en su parte mas al sur en dirección NO-SE siguiendo una traza mas o menos paralela a la falla de Vivero. Esta falla transcurre casi exclusivamente bajo el Manto de Mondoñedo situada a 15 km de profundidad, sin manifestaciones en superficie que permitan su cartografiado. La falla, ha podido ser identificada mediante modelización magnética por Aller et al (1994) en dos dimensiones y en este trabajo utilizando tres dimensiones mediante la deconvolución de Euler. Con este método se han determinado las fuentes responsables del campo magnético que delimitan la extensión de la falla.

      A partir del conocimiento del estado de esfuerzos deducido y la consideración de la distribución de la sismicidad revisada ha sido posible establecer una zonificación sismogénica del noroeste de la Península Ibérica. En este proceso, además de la sismicidad se ha tenido en cuenta la gravimetría de la zona con objeto de definir mejor esta compartimentación. Este resultado es muy importante no solo para la zonificación necesaria en la determinación de la peligrosidad, sino también para establecer las características del terremoto máximo que pueda producirse en ella.

      Se ha determinado la peligrosidad sísmica de la zona utilizando la misma metodología y zonificación empleada en el cálculo del mapa de peligrosidad sísmica de la actual Norma Sismorresistente española (NCSE-94). La diferencia en el proceso radica en la utilización de magnitudes momento en vez de intensidades máximas como es el caso de la citada norma. Además de este parámetro para cuantificar la energía de cada terremoto se ha utilizado una correlación de atenuación del movimiento del suelo con la distancia y con la magnitud calculada con datos mundiales para zonas tectónicas similares. Limitando la sismicidad al periodo empleado en el cálculo de la Norma, los resultados obtenidos son muy parecidos a los ya calculados por lo que esta parte del trabajo puede considerarse una validación del cambio en el tipo de datos (Intensidad por Magnitud momento) y en la expresión de la atenuación.

      Utilizando la nueva zonificación realizada en este trabajo y extendiendo el periodo de datos hasta 1998 en el que se incluye la reciente actividad sísmica de la zona se ha procedido al cálculo de la peligrosidad sísmica del noroeste de la Península Ibérica. En relación a este apartado del trabajo se han obtenido las conclusiones que citaremos a continuación:

      Aunque la nueva actividad conjuntamente con la nueva zonificación han determinado una peligrosidad sísmica mas alta, los valores obtenidos pueden contemplarse incluidos en la los de la Norma. Es decir, la actual Norma Sismorresistente NCSE-94 Construcción sigue siendo valida.

      La nueva zonificación ha permitido distinguir dentro de Galicia unas zonas más peligrosas que otras y cuantificar esa diferencia. Esto permitirá tener un documento que debería utilizarse en los futuros planes de desarrollo urbanístico y de infraestructuras de Galicia.

      En las áreas nuevas de mayor peligrosidad, cuyos valores se acercan a los valores estándar de mínimo establecidos en la Norma, es donde se ha de centrar la futura investigación en cuanto a impacto del peligro sísmico en el desarrollo de la región.

      Con la nueva asignación de peligrosidad por términos municipales, estamos en condiciones de la creación de distintos escenarios de riesgo que permitan evaluar el impacto de un terremoto de valores máximos en la zona.