Microzonificación sísmica preliminar de Neiva

Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Civil – Pontificia Universidad Javeriana – Facultad de Ingeniería – Departamento de Ingeniería Civil – Santa Fe de Bogotá Director: Andrés José Alfaro Castillo
Ronald Eduardo Pinto Navarrete	Opción C	2001

INTRODUCCIÓN
El objetivo del presente estudio es realizar la microzonificación sísmica preliminar de la ciudad de Neiva a partir de investigaciones realizadas anteriormente, análisis de información recopilada, eventos sísmicos previos y deslizamientos, a fin de obtener una primera aproximación sobre el comportamiento dinámico de los suelos para diferentes zonas de la ciudad en caso de un sismo. OBJETIVOS ESPECÍFICOS El estudio tiene los siguientes objetivos específicos: Adoptar criterios basados en la geología, geomorfología y geotecnia aplicados a los materiales presentes en la ciudad estableciendo un modelo que permita establecer las características de respuesta dinámica de los suelos del área urbana ante un sismo, además estimar la posibilidad que se presenten fenómenos inducidos por sismos como el deslizamiento de suelos en la zona. • Realizar una revisión de los daños causados por los eventos sísmicos previos del área urbana en Neiva y así determinar posibles zonas susceptibles a la amplificación de la señal sísmica (efectos locales). • Realizar la fotointerpretación de la zona en estudio con base en fotografías aéreas recientes del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), para obtener un modelo más aproximado a la realidad de las características geológicas, geomorfológicas y geotécnicas presentes en el área urbana de Neiva. • Presentar un modelo geológico aproximado de Neiva, representado en un mapa en escala 1:25.000 obtenido de la interpretación de las fotografías aéreas y de la recopilación y análisis de la información presente en la bibliografía disponible. • Presentar un modelo geomorfológico preliminar de Neiva, representado en un mapa en escala 1:25.000 obtenido de la interpretación de las fotografías aéreas y de la recopilación y análisis de la información presente en la bibliografía disponible. • Presentar un modelo geotécnico aproximado de Neiva, representado en un mapa en escala 1:25.000 obtenido de la evaluación del modelo geológico y de la recopilación y análisis de la información presente en la bibliografía disponible.
ABSTRACT
No disponible
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN 1 2. OBJETIVOS Y ALCANCE 4 2.1 Objetivo general 4 2.2 Objetivos específicos 4 2.3 Alcance 5 3. ANTECEDENTES DEL PROYECTO 6 4. ESTUDIOS PREVIOS 8 5. METODOLOGÍA 11 6. EVALUACIÓN SISMOGÉNICA 16 6.1 Eventos sísmicos previos 16 6.2 Estimación de la acción sísmica 22 6.2.1 Frecuencias de magnitud máxima 24 6.2.2 Ecuaciones de atenuación 27 6.3 Indicios de posibles efectos locales 29 6.4 Fenómenos inducidos deslizamientos 30 7. MODELO GEOLÓGICO-GEOTECNICO 34 7.1 Geomorfología 36 7.2 Litología y estratigrafia 41 7.2.1 Rocas sedimentarias Cretáceas 41 7.2.2 Rocas sedimentarias Terciarias 42 7.2.3 Cuaternario 42 7.3 Estructuras tectónicas 44 7.3.1 Estructura 46 7.3.2 Evolución tectónica 53 7.4 Caracterización geotécnica 55 7.4.1 Metodología 55 7.4.2 Definición de unidades existentes 56 8. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA PRELIMINAR 59 8.1 Metodología 59 8.2 Resultados 60 9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 65 10. PUBLICACIONES PREVIAS 71 11. REFERENCIAS 72
CONCLUSIONES
Debido a la ubicación geográfica de Neiva, esta zona ha sido afectada por los diferentes tipos de esfuerzos geotectónicos compresionales asociados a la evolución del Valle Medio del Magdalena, como consecuencia de la interacción de las diferentes placas tectónicas, así la capital del departamento del Huila tiene latente la amenaza sísmica reflejada en los lineamientos de las fallas que se presentan en el plano geológico desarrollado en esta investigación. En Neiva han ocurrido múltiples deslizamientos, principalmente sobre las vías de acceso a la ciudad. En estos fenómenos de remoción en masa además de haber cobrado víctimas, el costo económico derivado de estos efectos han afectado en alto grado las actividades comerciales de los habitantes de Neiva esencialmente al sector turístico debido a que estos deslizamientos han ocurrido sobre la vía de conexión al sur del país, interrumpiendo y causando traumatismos en las operaciones de la ciudad. El desarrollo urbanístico no planificado, o con deficiente fiscalización de las normas en la ciudad de Neiva ha sido la causa para que una cantidad apreciable de personas hayan ocupado las zonas orientales de la ciudad para asentarse provisionalmente, en donde se realizan cortes y terraplenes para poder adecuar de alguna forma la topografía del terreno, estas zonas constan de depósitos Cuaternarios poco consolidados en donde predominan arenas y gravas, además se presenta mal manejo de las aguas lluvias y de las aguas servidas provenientes de las viviendas allí localizadas. Debido a la composición, consolidación y los agentes detonantes, este lugar puede verse afectado por fenómenos de remoción en masa importantes que en un momento dado podrían afectar la infraestructura de la ciudad y la integridad física de los habitantes de Neiva que se encuentran ocupando estas zonas. A través de la fotointerpretación y del análisis de la bibliografía consultada se caracterizó los materiales del subsuelo con base en el conocimiento que se tiene de las propiedades geotécnicas de las unidades geológicas. Esta caracterización dio lugar a las diferentes zonas de susceptibilidad de la microzonificación sísmica preliminar. Estas sub-zonas son: – IM – Rocas Sedimentarias Cretáceas conformadas por intercalaciones de areniscas cuarzosas, calizas arenosas, lodolitas, fosforitas y liditas, en donde no se presentan fallamientos y las características geológicas son las mejores de la ciudad. Zona de susceptibilidad baja. – IIM – Rocas Sedimentarias Conglomeráticas conformadas por gravas de composición polimíctica, arenas y arcillas, abarca una zona afectada por zonas susceptibles por influencia de fallamiento y se catalogó de susceptibilidad media por caracterización geotécnica. – IIIM – Coluviones que son depósitos recientes de talus producto de la meteorización y transporte de materiales de las partes altas de las laderas, se consideró como susceptibilidad alta. – IP – Rocas Sedimentarias Conglomeráticas. Corresponde a arenas tobáceas y arcillas grises, esta zona se ve muy afectada por influencia de lineamientos fotogeológicos. Debido a sus características se catalogó como susceptibilidad baja por caracterización geomorfológica y geotécnica. – IIP – Abanicos Aluviales. Son depósitos de suelos densos, conglomerados de composición polimíctica. Esta zona está catalogada de susceptibilidad media a baja. – IIIP – Terrazas Aluviales de Altura Media a Alta: Gravas de composición polimíctica en matriz arenosa o limosa. Catalogada como de susceptibilidad media-alta. – IVP –Depósitos Aluviales Recientes y Terrazas de Altura Baja a Media: Gravas: de composición polimíctica en matriz arenosa o limosa. Catalogada como d( susceptibilidad alta. La subzona IIP es una región que se presenta densamente poblada, por lo que los. puntos de posible amplificación topográfica realizados con las mediciones de gradiente topográfico obtenidas de la base cartográfica, adquieren una importancia preponderante, porque es posible que en caso de un sismo, la señal sea amplificada por condiciones de topografía, lo que conlleva a un aumento en los desplazamientos del suelo, y por lo tanto una mayor afectación de la infraestructura y a la comunidad que habita sobre esta zona. En las márgenes de los ríos Magdalena y Ceibas y en la quebrada El Venado existe la posibilidad de licuefacción si se tiene en cuenta la naturaleza granular de los materiales en las riberas de los mismos, por lo que las estructuras ubicadas en las inmediaciones de estos ríos podrían verse seriamente afectadas en el momento en que se genere un sismo en estos sitios que produzca una intensidad fuerte. En la zona catalogada como de susceptibilidad alta en la parte plana IIIP se observa que es posible la generación del fenómeno de licuefacción más fácilmente que en h zona IVP, ya que los materiales constituyentes de estos depósitos aluviales no están consolidados por su depositación reciente lo que conlleva a que un número importante de personas que habitan las riberas del río Magdalena, Ceibas y el río Loro estén altamente amenazadas por este tipo de fenómenos inducidos por un event sísmico. Además de la amenaza sísmica inminente que tiene la ciudad de Neiva, también s observa en el plano de microzonificación sísmica preliminar zonas que pueden este amenazadas por inundación, como en las riberas del río Magdalena en la part Occidental de la ciudad afectando los barrios, Inmaculada y Chicala, y Electrohuila. En los planos de inundación del río Loro se encuentran los barrios Bogotá, E Limonar y El Caracol, en las inmediaciones del río Ceibas se localizan el barrio Lo Molinos, El Rosal, Prado Norte y otros sitios aledaños a las riberas de dichos rios que pueden verse afectados por riadas o desbordamientos que afectarán las personas que tengan su sitio de vivienda en estas zonas con amenaza por inundaciones. En la zona denominada en este estudio como IIIP ubicada en el centro de la ciudad, s encuentran concentrados la totalidad de edificaciones que sufrieron averías o daño importantes debido a la ocurrencia del macrosismo del Huila de 1967, por lo que e posible que debido a la constitución de los materiales y a los espesores de suelo suprayaciendo la roca se genere el fenómeno de resonancia selectiva, dando como resultado la modificación de la señal sísmica. Esta zona fue catalogada d susceptibilidad media alta por su caracterización geotécnica y geomorfológica, lo que puede estar verificando la concentración de daño en estos sitios debidos a sismo anteriores. Para confrontar la anterior hipótesis es necesario realizar una investigación geotécnica más exhaustiva sobre el terreno para hallar la función de transferencia de suelo y verificar condiciones de resonancia y amplificación de la señal sísmica debido a similitudes entre el periodo de vibración fundamental del suelo allí ubicado, e periodo predominante de la onda sísmica de las diferentes fuentes sismogénicas, el periodo predominante de las edificaciones y el aumento o disminución en la inercia de las edificaciones debido a la dirección predominante del movimiento del sismo. Debido a la alta densidad de lineamientos fotogeológicos orientados en dos direcciones conjugadas NNE y NNW localizados en la zona montañosa, colinas estructurales ubicadas al occidente de Neiva y del río Magdalena, se puede corroborar la dinámica de las formaciones geológicas, por lo que la manifiesta actividad sísmica observada a través de los catálogos consultados para este estudio pueden tener su origen en estos rasgos. Durante el proceso de fotointerpretación se encontraron características y rasgos cuya precisión y definición requiere de control y verificación de campo, relacionados especialmente con la composición litológica de los materiales, ubicación y definición de zonas de discontinuidad estructural, como son las fallas y fracturas principales, labor a realizarse en la siguiente fase de los estudios de microzonificación. A pesar que el estudio presentado muestra una aproximación al problema sísmico de la ciudad de Neiva, es necesario e imperante la continuación de la microzonificación sísmica de ciudades tan importantes como Neiva, para de esta manera obtener un conocimiento más profundo y detallado de la amenaza sísmica y así esta se constituya en una herramienta de planeación para el desarrollo urbanístico del mismo, que sirva de base para tomar medidas de prevención y mitigación de desastres naturales. Para esto es indispensable adelantar una verificación en campo de los aspectos desarrollados en esta investigación y realizar una campaña de caracterización geotécnica que permita obtener un conocimiento más cercano del comportamiento mecánico y dinámico de los suelos, para corroborar o rectificar los resultados elaborados. Para llevar a cabo la segunda instancia de este estudio es necesario la ayuda de instituciones de carácter gubernamental y no gubernamental que faciliten y contribuyan al desarrollo del mismo. La continuación de los estudios de amenaza regional y local es muy importante para el desarrollo de la ciudad, a lo que habría que adicionarle los estudios de vulnerabilidad y de esta manera realizar intervenciones físicas a fin de reducir los niveles de riesgo a los que estén expuestos los habitantes de esta importante ciudad colombiana.