terremoto managua 1972

La Amenaza Sísmica en Nicaragua.

Arq.Ing.inf. Richard Zamora NavarroPost-grado en Ingenieria Sísmica

Profesor Titular

Facultad de Tecnología de la ConstrucciónUniversidad Nacional de Ingeniería

Conferencia elaborada para : Instituto Pedagógico “La Salle”

Elaborado por :

• Origen de los TERREMOTOS 3-4 • Teoría de los “Continentes a la Deriva” 5-10• La Sismicidad en el Mundo 11-12• La Sismicidad en el Mundo y en Centroamérica 13• La Sismicidad en Centro Amèrica 14-16• Elementos de un sismo 17• Instrumentos de Medición 18-22

- Sismógrafos -Acelerógrafos - Sismoscopios• Escalas de Medición 23-39

- Richter (Escala de Magnitudes)- Mercalli (Escala de Intensidades)

• Intermedio 40

LA AMENAZA SÍSMICA EN NICARAGUA

CONTENIDOPrimera Parte

Origen de los TERREMOTOS

A los temblores se les conoce también como sismos o terremotos, los más importantes desde el punto de vista ingenieril, por la intensidad que pueden alcanzar y los problemas que provocan son los de origen tectónico, y serán por lo tanto objeto de estudio.El hombre ha tratado de buscar siempre una explicación de la ocurrencia de sismos proponiendo diversos mecanismos de generación, en tiempo de los Romanos se pensaba que había una serie de cuevas subterráneas donde soplaban vientos de gran intensidad y que había también muchos ríos enterrados que arrastraban torrencialmente sus aguas, lo que producía temblores al escapar violentamente o al colapsar los techos de las cuevas.

Un temblor puede definirse como una vibración de la Tierra que puede ser producida por diferentes causas, como el colapso del techo de una caverna o minas, el choque de un objeto pesado contra la superficie, erupciones volcánicas, acomodamientos de la corteza terrestre, lo que se conoce como tectonismo, algunas explosiones, deslizamientos de taludes en montañas y muchas otras.

Origen de los TERREMOTOS

Esta teoría conocida como la Tectónica de Placas o la teoría de la Deriva Continental, fue propuesta a principios del siglo por el metereólogo Alfred Wegener, quien aportó una serie de datos para reforzarla, pero debido a algunas incongruencias en su razonamiento no fue tomado en serio, se necesitó que pasaran muchos años, en los que se hicieron estudios geológicos de los fondos marinos y mediciones desde satélite de las distancias entre los continentes, para que empezara a tomar fuerza nuevamente la teoría, como explicación del origen de los temblores.

Ya en épocas recientes se ha pensado que se debe al cambio de las rocas al ser sometidas a grandes temperaturas y presione en el interior de la Tierra sin embargo la teoría más aceptada a partir de los años 60 es que los temblores de origen tectónico son producidos por el acomodamiento de las placas en que se encuentra dividida la corteza terrestre, al haber movimientos relativos entre ellas.

Teoría de los “Continentes a la Deriva”

De acuerdo a la teoría de la Deriva de los Continentes, los actuales continentes formaron hace unos 360 millones de años formaron un solo continente llamado Pangea que por alguna causa se fracturó empezando a moverse las partes en distintas direcciones con una velocidad promedio de 1 cm a 10 cm por año.

Muchos millones de años después se formaron dos masas continentales llamadas Laurasia y Gondwana.

Continuando el movimiento de los continentes a la deriva se siguieron fracturando y separando, hasta formar lo que son hoy.

En la actualidad se conoce cuales son las principales placas tectónicas sobre las que se asientan los continentes : la de Norteamérica, la Sudamericana, la Pacífica, la Euroasiática, la Indoaustraliana, la China, la Antártica, la Africana, la Arábiga, la Filipina, la Cocos, la de Nazca, la Caribe, la Iraní y la Helénica.


HOY

La Sismicidad en el Mundo

CINTURÓN DE FUEGO

La Sismicidad en el MundoEn la actualidad se conoce cuales son las principales placas tectónicas sobre las que se asientan los continentes : la de Norteamérica, la Sudamericana, la Pacífica, la de Nazca, la Euroasiática, la Indoaustraliana, la China, la Antártica, la Africana, la Arábiga, la Filipina, la Cocos, la de Nazca, la Caribe, la Iraní y la Helénica.

Placa de Coco

Placa de Caribe

La Sismicidad en el Mundo y en Centro Amèrica

Placa Coco

Placa Caribe

La Sismicidad en Centro Amèrica


Centro América se encuentra sobre la placa Caribe la que se mueve 5cms por año en dirección Norte-Sur y choca con la placa Coco en el Océano Pacífico que se mueve 8cms. Por año con dirección Este-Oeste, éste choque provoca la colisión entre las dos es en la zona llamada de Subducción lo que provoca el Vulcanismo en toda el área de Centro América.


CADENA VOLCÁNICA

MAGMA

OCÉANO

CORTEZATERRESTRE

Según la teoría de la Tectónica de las Placas la Subducción es el hundimiento de una placa tectónica por debajo de la otra lo que provoca una zona de altas fricciones, ésta es la situación de las costa del Pacífico de Centroamérica lo que causa el Vulcanismo en toda el área.

Elementos de un Sismo

Foco : es el punto donde se inicia la ruptura de las rocas en el interior de la Tierra, es llamado también hipocentro.

Epicentro: es la proyección del foco sobre la superficie, a lo largo del radio de la Tierra

Onda : es la propagación del movimiento sobre el terreno, esta se mueve en todas direcciones.

ACELEROGRAMAS

Instrumentos de Medición

- Sismógrafos -Acelerógrafos - Sismoscopios

Sismógrafos : se inventaron a fines del siglo pasado y han evolucionado considerablemente en la actualidad ; son aparatos muy sensibles que captan y amplifican hasta 100,000 veces o más las vibraciones de la Tierra. Consisten en péndulos fuertemente amortiguados con relación masa-rigidez grande, que pueden registrar, según la forma en que están colocados, oscilaciones en dirección horizontal o vertical y producen registros de la variación de los desplazamientos en función del tiempo transcurrido.

Debido a su gran sensibilidad pueden registrar movimientos originados a gran distancia del lugar en que está instalado el aparato, que llegan a èl muy atenuados, en general su alta sensibilidad impide que registren completo el movimiento que se origine cerca del aparato, pues el registro amplificado no alcanzaría en el espacio disponible; operan las 24 horas del día para poder captar cualquier movimiento lejano que ocurra.



Su registro es llamado Sismograma, es muy ùtil para estudiar las caracterìsticas y mecanismos de generaciòn de los temblores. Con èl se puede estimar la distancia entre el epicentro del temblor y la estaciòn sismològica donde se registro, a partir de las ondas P y S y de la Velocidad de propagaciòn de estas ondas.

Con dos o màs distancias se ubica la pocisiòn del epicentro, trazando arcos de circulo con radio igual a la distancia determinada y con centro en la estaciòn sismològica correspondiente, estando el epicentro en la intersecciòn de esos cìrculos.

Se puede estimar tambièn con el registro la profundidad focal, por lo cual han sido muy ùtiles para hacer estudios del interior de la Tierra.



La limitación de los sismógrafos para registrar las características de los movimientos locales fuertes hace que no sean tan útiles para la Ingeniería en el diseño de las estructuras, para lo cual se inventaron otros aparatos que permiten captar dichas características: los acelerógrafos y los sismoscopios.

Acelerògrafos : como lo indica su nombre miden las aceleraciones del terreno durante temblores intensos. Son también péndulos simples fuertemente amortiguados, pero sus características dinámicas son tales, relación masa–rigidez pequeña, que son más sensibles a los cambios de aceleración que a los cambios de desplazamiento del suelo durante los movimientos sísmicos.

Su amplificación es mucho menor para poder captar completo un temblor fuerte y en general no operan las 24 horas del día sino que tienen dispositivos especiales de arranque que los activan cuando el movimiento del terreno llega a cierta intensidad, que puede calibrarse.



Han evolucionado considerablemente desde los años 30, en que fueron inventados, los más modernos captan la información en memoria lo que da la ventaja de procesar la información por computadoras.

Estos aparatos registran los cambios de aceleración en función del tiempo, en tres ejes coordenados, Norte-Sur, Este-Oeste y Vertical, simultáneamente.

Los registros son de gran utilidad para la Ingeniería, pues conociendo las aceleraciones del terreno es posible estimar las fuerzas de inercia que se generan en la base de las estructuras aplicando la segunda ley de Newton: fuerza es igual a masa por aceleración; aunque el problema es mucho más complejo por lo que se necesita procesar el registro de cada una de las componentes del movimiento para estimar las respuestas dinámicas máximas que tendrán las estructuras al ser sometidas a esa excitación, obteniéndose los llamados espectros de respuesta.



Sismoscopios : son aparatos mucho más simples, son péndulos que representan estructuras reales, con un cierto período de vibración y un cierto amortiguamiento y su registro permite obtener un punto del espectro de respuesta, en la actualidad casi no se utilizan.

Escalas de Medición

Richter – 6.2 ( Managua 1972 )

Charles Francis Richter Sismólogo estadounidense, (Hamilton 1900 - Pasadena 1985) ideó la escala que lleva su nombre y sirve para medir las Magnitudes de los sismos .


Richter 5.0 (Escala de Magnitudes)

La columna de la derecha corresponde a la máxima amplitud (A), medida en el acelerograma.

La columna de la izquierda corresponde a la diferencia de tiempo de llegada entre la onda P y la onda S (D).

Se unen los puntos ya marcados en las columnas de los extremos y eso da como resultado la magnitud (M) en la columna central del nomograma.


Richter (Escala de Magnitudes)

Acelerograma horizontal - Terremoto Managua 1972Richter – 5.6 ( Managua 1972 )

La escala de Magnitudes de Richter está diseñada en función de calcular la energía liberada por el sismo en la fuente.

Escalas de MediciónMercalli (Escala de Intensidades)

La Intensidad es una medida de los efectos destructivos en las estructuras, tiene diferentes valores en los distintos lugares donde se siente el movimiento.

Dado que entre los efectos màs importantes están los daños a las construcciones y los sistemas constructivos han evolucionado con el tiempo, ha sido necesario modificar las escalas para adecuarlas.

La escala más utilizada en América es la Mercalli, modificada en 1931 por Wood y Newman y posteriormente en 1956 por Richter.

Esta escala tiene 12 grados, desde un temblor unicamente detectado por instrumentos hasta la destrucción total.


Mercalli (Escala de Intensidades)

Insensible, salvo por algunas pocas personas en condicionesespeciales favorables.



Sentido por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos superiores, con ligera oscilaciòn de objetos suspendidos.



Sentido en el interior de los edificios especialmente en pisos superiores.

Reconocido como un simple temblor.

La vibraciòn es como de un pesado camiòn que va pasando porla calle y su duraciòn puede estimarse en unos pocos segundos.



Sentido por muchos, si se produce en el dìa.

Por la noche algunos se despiertan.

Vajillas, puertas y persianas traquetean, las paredes crujen.

Se siente como si un pesado camiòn se estrellase contra la casa.

Los vehìculos estacionados se mecen.



Sentido por casi todos, los dormidos se despiertan.

Vajillas y ventanas se estremecen.

Algunos objetos vuelcan.

Se agrieta el repello de las paredes.

Postes y objetos verticales se inclinan.

Los pèndulos suelen detenerse.



Sentido por todos muchos corren hacia fuera.

Los muebles pesados se desplazan.

Cae el repello de las paredes, muros y torres se cuartean.

Daños pequeños.



Mercalli - 7.5 ( Managua 1931)

Todo el mundo a la calle.

Casas viejas, mal diseñadas o construidas de adobe y taquezal colapsan, techos de teja se desploman.

Resisten algunas casas, pero con daños de consideraciòn.

Daños secundarios en edificios de buen diseño y construcciòn.

Lo sienten personas manejando.



Daños leves en estructuras especialmente diseñadas.

Daños considerables en construcciones corrientes

Daños totales en casas mal construidas.

Caen torres, columnas, monumentos, paredes, postes.

Los paneles se salen de sus marcos.

Muebles pesados se vuelcan.

Las refrigeradoras se abren y expulsan su contenido.

Cambia el nivel de los pozos.

Las personas manejando pierden el control del vehìculo.



Mercalli – 9.0 ( Managua 1972)

Daños considerables aùn en estructuras especialmente diseñadas.

Algunos edificios se desplazan.

Desplome y destrucciòn generalizada en construcciones corrientes.

Se rompen las cañerìas.

Se raja el terreno y el pavimento.



Algunas estructuras bien construidas se destruyen, al igual que edificios de cemento con sus bases.

El terreno està surcado por muchas grietas, la lìnea ferrea se tuerce.

Hay derrumbes fuertes en paredones y cortes.

El agua de los rìos salpica las riveras.



No queda ninguna estructura en pie, salvo pocos edificios bien construidos.

Los puentes se destruyen.

Anchos zanjones en el terreno.

Notables derrumbes y apilamientos de tierra.

Linea de vista y niveles distorsionados.



Destrucciòn total.

Objetos saltan al aire.

Las ondas sìsmicas se observan sobre la superficie.

Lìneas de vista y niveles distorsionados.

Escalas de MediciónMercalli (Escala de Intensidades)

GRÁFICAS

ESCALA DE MERCALLI MODIFICADA

Muchas gracias... ...por su atención

CONTINUAMOSEN UNOS MOMENTOS...

• La Amenaza Sísmica en Nicaragua 42• La Sismicidad en Nicaragua 43-46• Historia de los Terremotos en Nicaragua 47-52• La Amenaza Sísmica en Managua 53-69• Periodos naturales del suelo de Managua 70• Aceleraciones maximas del suelo de Managua 71• Aceleraciones maximas de un sismo probable 72• Mapas de sismos de los ultimos 10 dias (INETER) 73• Listado de sismos de los ultimos 10 dias (INETER) 74


CONTENIDOSegunda Parte

La Amenaza Sísmica en Nicaragua

Epicentros de Temblores

• Rojos (superficiales)

0 - 40 Kms.0 - 40 Kms.

• Verdes (intermedios)

40 - 100 Kms.

• Azules (profundos)

Más de 100 Kms.

La Sismicidad en NicaraguaLa Sismicidad en Nicaragua

Epicentros de Temblores

• Rojos (superficiales)

• Verdes (intermedios)

• Azules (profundos)


1 %46 %53 %18882000

1 %51 %48 %21601999

1 %25 %74 %16831998

1.8 %23.9%74.3 %14501977

% en el resto del

País

% Cadena Volcánica

% Zona de Subducción

Sismos en Nicaragua

Año

\


Epicentros :

• Momotombo Jun/2000•Apoyeque Ene-Feb/2001•Ticuantepe Oct/1998•Masaya Jul/2000•Apoyo Jul-Ago/2000


Historia de los Terremotos en NicaraguaHistoria de los Terremotos en Nicaragua


SISMOS

1528 - 1779

En 251 años16 sismos

X= 1 sismo c/15.68


SISMOS

1809 - 1916En 107 años33 sismos

X= 1 sismo c/3.24 años


SISMOS

1919 - 1939


X= 1 sismo c/8 meses


SISMOS

1940 - 1962


X= 1 sismo c/8 meses


SISMOS

1962 - 1998


X= 1 sismoc/

5.33 meses

1528 - 1998


X= 1 sismoc/3 años 8 meses

La Amenaza Sísmica en ManaguaLa Amenaza Sísmica en Managua

La ocurrencia de terremotos en Nicaragua obedece a la ubicación del país en el margen pacífico de la placa tectónica del Caribe (Figura: Ambiente tectónico de Nicaragua). El movimiento relativo de la placa Coco es convergente con la placa Caribe a una tasa de ocho centímetros, aproximadamente, por año (DeMets et al., 1994). Se aprecian los epicentros de los mayores sismos ocurridos entre 1973 y 1999, y los sitios de los volcanes activos. CDNP/CDSP : Cinturón deformado del Norte/Sur de Panamá; ZFP Zona de Fractura de Panamá; Hess Escarpe de Hess.

MICROZONIFICACIÓN DE MANAGUACapítulo : 3 Geología

Ambiente tectónico y geología

La placa tectónica del Coco choca con la placa tectónica del Caribe, y desciende abruptamente en un ángulo de 80 grados en dirección Noreste bajo el margen pacífico de la placa Caribe.

En el lugar donde se dobla la placa del Coco, se forma la zona de contacto y de fricción entre las dos placas, en la cual se generan sismos y grandes terremotos con magnitudes hasta 8 Richter.

Debajo de Managua, la placa subducida ya alcanza profundidades de más de 200 km. En esta profundidad, se funde parte del material de la placa del Coco por las altas temperaturas del manto terrestre. El material fundido de la placa del Coco sube casi verticalmente y penetra la placa del Caribe a lo largo de una línea casi recta; forma así la cadena volcánica, y causa erupciones volcánicas y sismos superficiales.

La cadena volcánica corre en dirección Noroeste-Sureste y es un alineamiento de estrato-conos y escudos volcánicos situados en las tierras bajas.

Hradecky et al. (1997) concluyeron que, desde el punto de vista geológico, el área de Managua se encuentra bajo graves amenazas geológicas debido a que: - Las condiciones tectónicas de los alrededores de Managua representan un alto riesgo sísmico, especialmente en la zona activa del margen de la Depresión de Nicaragua y sobre la estructura del pull-apart de Managua, que separa este margen.

- El vulcanismo activo sobre estas estructuras tectónicas representa un alto riesgo volcánico. - Los procesos exógenos intensos, que degradan las acumulaciones volcánicas jóvenes y el relieve, y que se expresan en inundaciones, flujos de fango, deslizamientos, erosión subterránea y hundimientos, representan un riesgo exógeno.

Fallas sísmicas y amenaza volcánica

En Managua y sus alrededores se encuentran decenas de centros volcánicos en diferentes grados de actividad. El cráter Santiago del volcán Masaya es muy activo; de él salen gases volcánicos químicamente agresivos, cuya nocividad, limita la actividad económica y agrícola de las zonas afectadas por los mismos, al Oeste del volcán. Con frecuencia, ocurren pequeñas explosiones en el cráter. La actividad históricamente más fuerte ocurrió en el año 1771, con efectos catastróficos. El riesgo de repetición de una actividad volcánica de carácter destructivo es posible. Las manifestaciones efusivas de este volcán predominan en las actividades volcánicas históricamente documentadas.

Se debe pensar en la posibilidad de una futura actividad volcánica en las fallas sísmicas principales, ubicadas en el mismo centro de Managua.El cráter Tiscapa es un ejemplo de la ocurrencia de un centro volcánico en una falla sísmica activa.

En estas zonas pueden aparecer nuevos centros como los del tipo Chico Pelón y Calvario. Centros volcánicos de carácter similar fueron documentados por Hradecky et al (1997) al Sur de Managua.

Entre la zona del aeropuerto y la caldera de Masaya, se encuentra una cadena de centros volcánicos alineados sobre una falla tectónica, lo que señala una vez más la posibilidad de que puedan iniciarse erupciones volcánicas a lo largo de una falla activada por un fuerte terremoto.

Se afirma que la interrelación entre actividad volcánica y tectónica-sísmica en la cadena volcánica de Nicaragua, fue demostrada claramente durante la erupción del volcán Cerro Negro, en agosto de 1999, cuando se produjeron sismos destructivos de magnitudes hasta 5 Richter (Strauch et al., 1999). Procesos similares podrían ocurrir en Managua.

Fotografía histórica de la Laguna de Tiscapa

Esta foto del cráter volcánico en el centro de Managua fue tomada una semana después del terremoto de Managua de 1972. Foto de la Colección Steinbrugge.

A la derecha, el Hotel Intercontinental, que sufrió daños leves por el terremoto. La línea roja indica la ubicación de la Falla Tiscapa, que tuvo un movimiento horizontal de más de 30 cm durante el terremoto. Las flechas indican el sentido del movimiento. Cerca de la laguna ocurrieron agrietamientos y deslizamientos. Este cráter es un indicio para la relación entre el peligro sísmico y volcánico directamente en el centro de Managua.

Pendientes en el relieve en Managua y sus alrededores

En la ciudad de Managua se encuentran zonas con pendientes muy inclinadas en la cercanía de los cráteres Tiscapa, Nejapa, Asososca, Valle de Ticomo y a lo largo de la falla Mateare (Ciudad Sandino). Para la zonificación sísmica de Managua se deben considerar estas áreas.

Los Terremotos de 1931 y de 1971 y Cinemática de las fallas en Managua

El 31 de marzo de 1931, el destructivo terremoto superficial, de magnitud 5.3-5.9, produjo una ruptura superficial a lo largo de una falla de dirección Nor-Noreste (Falla Estadio) en la zona occidental de Managua.

El terremoto de 1972 rompió cuatro fallas orientadas en dirección Nor-Noreste, de las cuales, la mayor es la Falla Tiscapa.

El sentido de desplazamiento fue lateral izquierdo (es decir, el bloque occidental se movió hacia el Suroeste), con deslizamiento oblicuo.

Estas fallas, ubicadas en la ciudad de Managua, fueron encontradas por estudios geológicos y geofísicos. Las fallas Los Bancos, Tiscapa, Chico Pelón, Zogiab,y Escuelas se activaron durante el terremoto de Managua.

Terremotos ocurridos en Managua

Nuevos resultados de la cinemática de las fallas en Managua

Usando la técnica de sensores remotos a fotos de satélite e imágenes de radar, combinada con datos sismológicos del terremoto de 1972, Frischbutter (1998) llegó a la conclusión que la zona del Lago de Managua es una estructura compuesta, de importancia regional, en dirección Norte Sur. ‑

Frischbutter postuló que durante el terremoto de 1972 se activó solamente la parte Oeste del graben de Managua. Como consecuencia de eso, podría resultar que la concentración de los esfuerzos tectónicos a lo largo de la parte Este del graben (Falla Aeropuerto, Falla Cofradía) se haya aumentado.

Nuevo modelo de la cinemática de fallas en Managuay sus alrededores

En este modelo, las fallas principales son las de rumbo Norte-Sur. Por su gran longitud, representan una amenaza sísmica muy alta para Managua porque son capaces de generar terremotos con magnitudes encima de 7 Richter. Este conocimiento se utiliza en el cálculo de la amenaza sísmica.

Paleo-Sismología de la Falla Aeropuerto

Se efectuó dentro del proyecto de Microzonificación un estudio con el método de la Paleo-Sismología en la Falla Aeropuerto. Este método consiste en buscar evidencias geológicas (por ejemplo, discontinuidades de estratos geológicos o desplazamientos horizontales de ríos), para determinar el movimiento relativo de bloques del suelo.

Se pudo inferir con un cierto margen de error que los eventos más recientes en la Falla Aeropuerto ocurrieron entre 1650 y 1880.

Se asume que los sismos pudieron haber tenido una magnitud Richter arriba de 6.

Con base en estos datos, se pudo aclarar que la falla Aeropuerto es tectónicamente activa y debe incluirse en el cálculo de la amenaza sísmica (ver Capítulo 5).

La Paleo-Sismología probó ser un instrumento útil para la investigación de la amenaza por las fallas sísmicas en Managua, por lo que se propone seguir utilizando este método en otros proyectos

Croquis de dos zanjas abiertas para la Paleo-Sismología. Se aprecia que las capas superiores, más jóvenes, no son afectadas por las fracturas casi verticales que

aparecen en las capas inferiores

Red de Estaciones Sìsmicas en Managua


Períodos naturales del Suelo de Managua (1998)


Aceleraciones máximas del Suelo de Managua (1998)


Aceleraciones máximas de un Sismo Probable en Managua (1998)

• Managua antes del Terremoto del 72 77-117- Galería de Fotografías (Ministerio de Cultura)

• Terremotos ocurridos en Managua 119-138- Galería de Fotografías

• Bibliografía 139-140


CONTENIDOTercera Parte

Terremotos ocurridos en Managua 1898

Escombros al pie de vieja Catedral


Palacio de Comunicaciones

Palacio de ComunicacionesAntes y después del Terremoto de 1931



Vista aérea de la ciudad de Managua

N


Edificio de la Mecatera


Algunas de las 20.000 víctimas


Destrozos materiales en una de las calles


Destrozos materiales en área de viviendas


Destrozos en un edificio de 5 pisos


Destrozos materiales en edificio de 4 pisos


1972

Bibliografìa

Bibliografìa

Elaborado por : Arq.Ing.inf. Richard Zamora NavarroProfesor Titular

FTC -UNI

terremoto managua 1972

Engineering