Macrosísmica de Cuba y su aplicación en los estimados de peligrosidad y microzonación sísmica

Capítulo 1. ANTECEDENTES.
1.1. Principales Investigaciones Macrosísmicas realizadas en Cuba 9
1.2. Investigaciones dirigidas a la estimación de la Peligrosidad Sísmica en Cuba 13

Capítulo 2. CATALOGO DE DATOS MACROSISMICOS Y ATLAS DE ISOSISTAS.
2.1. Introducción 20
2.2. Parámetros de los sismos perceptibles y confección del Catálogo 21
2.2.1.Criterios básicos 21
2.2.2.Catálogo de Terremotos Perceptibles de Cuba (1528 – 1990) 24
2.3. Valoración de la calidad de los datos obtenidos 27
2.4. Confección del Atlas de Isosistas de Cuba 34
2.5. Discusión de los resultados 35

Capítulo 3. UTILIZACIÓN DE LOS DATOS MACROSISMICOS EN INVESTIGACIONES REGIONALES DE PELIGROSIDAD SÍSMICA.
3.1. Introducción 42
3.2. Atenuación Sísmica utilizando un Modelo de Isosistas Elípticas 42
3.2.1. Antecedentes 42
3.2.2. Utilización de un Modelo de Isosistas Elípticas 45
3.2.3. Generalización a un Modelo de Isosistas de Geometría Compleja 49
3.3. Tratamiento de los terremotos perceptibles agrupados 52
3.4. Discusión de los resultados 57

Capítulo 4. ESTIMADOS DE PELIGROSIDAD SISMICA DE CUBA BASADOS EN DATOS MACROSISMICOS.
4.1. Introducción 66
4.2. Aspectos metodológicos de los estimados de Peligrosidad Sísmica 67
4.3. Zonas Sismogénicas 71
4.4. Otras consideraciones para la realización de los estimados de Peligrosidad Sísmica de Cuba 72
4.5. Discusión de los resultados 77

Capítulo 5. EVALUACIONES PUNTUALES DE LA INTENSIDAD DE LOS TERREMOTOS CON FINES DE MICROZONACION SÍSMICA.
5.1. Introducción 83
5.2. Criterios para la evaluación puntual de los efectos de los terremotos 84
5.2.1. Valoración de las características de los terremotos fuertes 84
5.2.2. Valoración de las características de los terremotos débiles 85
5.3. Estudio de casos 88
5.3.1.Evaluaciones puntuales de terremotos en la ciudad de Santiago de Cuba 88
5.3.2. Evaluaciones puntuales de terremotos en la ciudad de Guantánamo 91
5.4. Discusión de los resultados 94

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 98

BIBLIOGRAFÍA 103

ANEXOS : 118
ANEXO 1. Escala de Intensidades Sísmicas MSK-1978 (Modificada).
ANEXO 2. Breve caracterización de Investigaciones Macrosísmicas de Terremotos Significativos.
– El Terremoto del 23 de Enero de 1880.
– El Terremoto del 16 de Diciembre de 1982.
– El Terremoto del 20 de Agosto de 1852.
ANEXO 3. Catálogo de Terremotos Perceptibles de Cuba (1528-1990).
ANEXO 4. Efectos producidos por diferentes sismos en el territorio del archipiélago cubano. (fotos).
ANEXO 5. Mapas de Isosistas de Terremotos que han afectado al archipiélago cubano. (selección de casos).
ANEXO 6. Terremotos modelados con isosistas elípticas.
ANEXO 7. Parámetros resultantes de la modelación de una selección de terremotos utilizando el Programa MACRO para procesamiento de datos macrosísmicos.
ANEXO 8. Otros casos de valoración espacio-temporal de terremotos.
– Terremoto del 15 de Agosto de 1939.
– Terremoto del 26 de Noviembre de 1852.
– Terremoto del 20 de Agosto de 1852.
ANEXO 9. Estimados de Peligrosidad Sísmica de la Región Oriental utilizando Bases de Datos combinadas de datos macrosísmicos e instrumentales. Tomados de Chuy et al, 1992.
Escala original 1:1 000 000.
ANEXO 1O.Distribución en la ciudad de Santiago de Cuba de evaluaciones puntuales de terremotos.
(Selección de casos).
ANEXO 11.Distribución en la ciudad de Guantánamo de evaluaciones puntuales de terremotos.
(Selección de casos).
ANEXO 12. Caracterización macrosísmica de terremotos significativos del archipiélago cubano.

Los Principales Resultados pueden ser enmarcados de la forma siguiente:

• Se presentó por primera vez, un Catálogo de Terremotos Perceptibles de Cuba (1528 – 1990) con parámetros espacio – energéticos asignados a cada uno de los 961 sismos propuestos, limpio de réplicas, preparado como Base de Datos Automatizada con un Programa para PC para facilitar su análisis espacio – temporal. Esto ha permitido hasta ahora su utilización directa en el Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas en las más recientes investigaciones de Sismicidad y Peligro Sísmico, toda vez que la concepción de este Catálogo permite su utilización desde diferentes enfoques sismotectónicos y metodológicos.

• Por primera vez también, se presentó el Atlas de Isosistas de Terremotos de Cuba (1528 – 1990), que en su conjunto incluye los mapas de isosistas de 196 sismos. Este Atlas ha permitido realizar valoraciones sobre la Atenuación Sísmica en términos de intensidad, lo cual actualmente en nuestras condiciones, es la única forma posible de hacerlo, toda vez que en Cuba no han funcionado sistemas especializados para el registro de terremotos fuertes.

• Se presentó el Mapa de Peligrosidad Sísmica de Cuba a escala 1:1 000 000, en términos de la Aceleración Horizontal Máxima (% g) para Perfiles de Suelos tipo S2, tiempos de vida útil t = 50 años y probabilidad de excedencia P = 15 %. Este mapa resume las investigaciones regionales realizadas más recientemente por el CENAIS en las que participó el autor. Al mismo tiempo, por cumplir con los requerimientos que se solicitan para Proyectos Constructivos, fue aprobado para su utilización como soporte del Mapa de Zonificación Sísmica de Cuba con fines de Ingeniería en la Nueva Norma Sísmica Cubana, en cuya confección el autor también participó. Al igual que el anterior, la escala de este mapa es 1:1 000 000.

• Con respecto a la Valoración Puntual de los Efectos de Terremotos Perceptibles y Fuertes, tan necesarias para las evaluaciones estructurales de Ingeniería Sísmica y para la validación de Esquemas de Microzonación Sísmica, se dieron las Recomendaciones Metodológicas correspondientes. Aún en los casos particulares de urbanizaciones carentes de definiciones de este tipo, pueden ser utilizadas para la proyección de la utilización óptima de suelos en zonas sísmicas, tal y como se documenta en los dos Estudios de Caso que se presentaron.

Se presentaron como Resultados Complementarios, el Mapa de Epicentros de Terremotos Perceptibles de Cuba (1528 — 1990), así como el Mapa de Intensidades Sísmicas Máximas Reportadas en Cuba (1502 — 1990), en los que se consideraron respectivamente, los epicentros presentados en el Catálogo y las áreas pleistosísticas de los terremotos más significativos que han afectado al país. Estos mapas permiten tomar un primer criterio sobre los niveles de peligrosidad sísmica a que está sometido el territorio nacional, especialmente con fines de proyección y planificación

De igual manera, se presentó la validación y valoración de los Parámetros de Atenuación Sísmica de las Zonas Sismogénicas de Cuba (M >_ 5) y zonas aledañas, los cuales pueden ser utilizados igualmente en la proyección de Obras de interés socioeconómico y en el análisis de variantes metodológicas para estudios de Peligrosidad Sísmica del país; así también, se realizó una valoración espacio – temporal de las réplicas de terremotos perceptibles y fuertes, de forma que le permitió al autor proponer una relación empírica entre la Magnitud del sismo y su Longitud de Ruptura para nuestra región, al tiempo que se dieron criterios sobre su utilización en la selección de Ventanas Temporales.
En el caso del archipiélago cubano la dependencia funcional de la Longitud del Area de Ruptura obtenida es

LR = 28.9 + exp ( 3.37 + 0.18 Ms )

que por su poca diferencia con otras de carácter general obtenidas con una mayor cantidad de información instrumental, avala los criterios utilizados de selección, ubicación y categorización energética de las réplicas de terremotos perceptibles y fuertes.

En consecuencia, se dan las siguientes Recomendaciones:

• Continuar utilizando el Catálogo de Terremotos Perceptibles en investigaciones sobre Sismicidad, Sismotectónica y Peligrosidad Sísmica en nuestra región, ya que sólo considerando la información que se propone en este Catálogo es posible extender los periodos de representatividad de las magnitudes de terremotos en Cuba y establecer mayor precisión en la potencialidad sísmica de las Zonas Sismogénicas, todo lo cual redunda en estimados confiables de Peligrosidad Sísmica en nuestro país.

• Se debe continuar el estudio de la Sismicidad de las vecinas islas de Jamaica, Haití y República Dominicana, así como de las formas de generación de sismos fuertes en ellas, comenzado en este trabajo por la necesidad de analizar los sismos históricos reportados en la zona al Este-Sureste y Sur de la región oriental de Cuba

• Continuar la utilización de Encuestas Retrospectivas de Terremotos Perceptibles. Es de significar que la utilización como método de trabajo, por primera vez, de éstas con carácter integrador en la preparación de un Catálogo para Cuba, posibilitó incrementar la cantidad de sismos conocidos, incluyendo el caso de que para algunos se pudo confeccionar su mapa de isosistas y de que en otros, permitió el completamiento y reevaluación de datos reportados anteriormente sin un trabajo de campo especializado.

• Continuar utilizando los parámetros validados de Atenuación Sísmica de las Zonas Sismogénicas Cubanas en la proyección de obras y en el análisis de variantes metodológicas para el estudio de la peligrosidad sísmica del país, en tanto’ se propongan nuevos Esquemas de Zonas Sismogénicas. En este sentido, se debe utilizar el programa para PC MACRO como elemento auxiliar del análisis de la atenuación, en tanto no se cuente con otros softwares más adecuados a estos fines.

• Utilizar otras formas geométricas como la lemniscata para ser incluidas en el Modelo de Atenuación Sísmica de nuestro territorio y tratar de realizar encuestas especiales en caso de terremotos perceptibles, dirigidas a la precisión de los coeficientes de las relaciones de atenuación, al tiempo que sirvan para probar el trazado de isolíneas utilizando métodos geoestadísticos introducidos en PC.

• Ajustar los coeficientes de la relación propuesta de Longitud de Ruptura LR , con la inclusión de una mayor cantidad de casos de datos instrumentales y de sismos de baja energía; esto considerando que como elemento principal para la obtenida, fueron tomados datos macrosísmicos. En el caso de la Ventana Temporal de Réplicas, por no haber sido posible establecer una relación semejante a la espacial se recomienda utilizar corno una solución transitoria, la obtenida por Gardner y Knopoff.

• Utilizar en el área de ubicación de ciudades de relativa importancia, la Metodología para la Evaluación Puntual de la Intensidad Sísmica, ya que permite estimar las variaciones de este parámetro en una primera aproximación como una función del porciento de afectación que pueden sufrir las edificaciones, aún en aquellos casos en que no se cuente con una base ingeniero-geológica adecuada o no sea posible la realización de métodos instrumentales de microzonación sísmica. Se debe recordar que el éxito de la aplicación de este método para la proyección y utilización óptima de suelos en zonas sísmicas, está condicionado por un análisis profundo acerca de las características constructivas de las edificaciones y su distribución en el área de una ciudad, así como por la intensidad de los terremotos que se analicen.

No queríamos dejar de destacar un aspecto importante en los Resultados obtenidos y es que en todo este trabajo se ha aplicado un único criterio de procesamiento y evaluación, lo que posibilita la realización de los diversos tipos de análisis sobre la Sismicidad y Peligro Sísmico con la precisión requerida. El autor considera que para garantizar el rigor y calidad de los análisis que se realizan utilizando este tipo de datos, éste debe ser realizado por la menor cantidad posible de especialistas.

Desde el punto de vista de la Prevención y Mitigación, estos Resultados constituyen una consulta obligada para la definición de los Planes contra Catástrofes, mientras que en este momento forman la base de trabajo para las Investigaciones de Peligrosidad y Microzonación Sísmica que realiza el Centro Nacional de Investigaciones Sismológicas.

Finalmente, el autor quisiera señalar que una gran parte de los Resultados obtenidos de este trabajo, han sido utilizados satisfactoriamente para concluir las estimaciones de peligrosidad sísmica de las regiones occidental, oriental y central de Cuba, así corno para determinar la Amenaza Sísmica como criterio en la proyección de importantes Obras Socioeconómicas de todo el país.