MICROZONIFICACION SISMICA DE MANAGUA INTEGRANTES Byron José Espinoza Vilchez

1. MICROZONIFICACION SISMICA DE MANAGUA • INTEGRANTES • Byron José Espinoza Vilchez • Steven Alfredo Ramírez • Cairo José Ulloa Reina • EfrenAldanaroMarín Ramírez • Docente: Ing. Guillermo Chávez Toruño • Carrera: Ingeniería Civil  • Grupo: IC-61N • Miercoles, 13 de noviembre del 2013.

2. PREAMBULO El problema de la amenaza sísmica y de la mitigación del riesgo sísmico en Managua, capital de Nicaragua, ha sido desde 1991 de gran interés para un proyecto de cooperación regional de las instituciones sismológicas de América Central y de las instituciones noruegas NORSAR, Instituto Noruego de Geotécnica (NGI) y Universidad de Bergen (UiB). El objetivo principal de dicho proyecto fue, desde su concepción, lograr un mayor entendimiento de las causas de los desastres por terremotos en las zonas urbanas y, con este conocimiento, ayudar a mitigar los futuros desastres. Fue en este contexto que se llevó a cabo el Proyecto "Microzonificación sísmica de Managua", cuyo informe final presentamos ahora. Tanto el proyecto como las actividades relacionadas con el mismo, fueron ejecutados en Nicaragua por el Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales (INETER); no obstante, se contó además con importantes contribuciones de investigadores de los países de la región, quienes participaron en acciones locales en Managua o cooperaron con los técnicos nicaragüenses durante las estadías de trabajo en Noruega.

3. INTRODUCCION • En este informe se resumen e interrelacionan los resultados obtenidos en los trabajos científicos efectuados durante la ejecución del proyecto "Microzonificación Sísmica de Managua", que el Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales (INETER) realizó junto con científicos de América Central, Noruega, Suecia, Alemania y Nueva Zelanda, en los años 1997-1999. Su principal objetivo fue encontrar respuestas científicas a una serie de preguntas, surgidas a partir de la experiencia vivida en otras partes del mundo, en donde se encontró que los parámetros del suelo juegan un papel muy importante para la afectación por terremotos, ya que las capas superficiales de suelo blando multiplican enormemente las sacudidas por ese fenómeno natural. A continuación, algunas de esas interrogantes:

4. ¿Existen diferencias en el comportamiento del suelo entre las diferentes zonas de Managua ante la sacudida por terremotos? ¿Es necesario dividir Managua en zonas en donde las construcciones deban ser hechas de manera distinta, y de acuerdo con las propiedades particulares del suelo? Los trabajos elaborados para cumplir con el objetivo propuesto fueron los siguientes: - Recopilación de la información sobre el riesgo sísmico - Historia sísmica y sismicidad actual - Geología y tectónica (causa de los sismos) - Paleo-Sismología - Propiedades del suelo en Managua - Amenaza sísmica (estadístico) Simulación numérica de terremotos

5. HISTORIA SISMICA Y SISMICIDAD ACTUAL Mapa de isosistas del terremoto de Managua 1972 Las intensidades se dan en la Escala de Mercalli Modificada MM)El mapa de intensidad macrosísmica del terremoto de 1972 (Hansen, 1973) revela ciertas diferencias, aunque pequeñas, en el comportamiento del suelo entre las diferentes zonas de Managua. En la figura 2-1 se observa que las zonas afectadas se concentran cerca de las fallas activas; en general, se presentan relativamente regulares y simétricas; además, parece que existen ciertas anomalías a lo largo del lineamiento cratéricoAsososca-Nejapay al Norte del Aeropuerto. El informe de Hansen (1973) señala que en las cercanías de los bordes de los cráteres Asososca y Nejapa, lo mismo que del de Tiscapa, se observaron efectos secundarios fuertes, como agrietamientos y deslizamientos. También se observaron expresiones superficiales de las fallas activas Los Bancos, Tiscapa, Chico Pelón y Escuelas.

7. Acelerograma del terremoto de 1972 El acelerógrafo instalado en la refinería ESSO midió un nivel de aceleración horizontal de 0.39 g ( 1g corresponde a la gravedad de la tierra) a una distancia de 4 km de la falla Tiscapa y, aproximadamente, 7 km del hipocentro. Se debe asumir que la aceleración en la cercanía inmediata de las fallas activadas fue mucho más alta y pudo haber alcanzado o sobrepasado 1 g, en el centro de Managua. Otros acelerógrafos existentes en Managua no funcionaron durante el terremoto, pero se pusieron a funcionar inmediatamente, y registraron las réplicas más importantes. Los registros analógicos fueron digitalizados, y se conservan en la base de datos del INETER. En el acelerógrafo de la UNAN, la aceleración máxima fue de 0.6, registrada durante una réplica fuerte que ocurrió en marzo de 1973. Esta amplitud tan alta se explica por la cercanía del epicentro del sismo al sitio de la falla activada.

8. Sismicidad de Managua 1975-1999 En la figura, se aprecian los sismos registrados después de 1975 en el área de Managua y sus alrededores. Es evidente que Managua se ubica directamente en la zona más peligrosa, donde ocurren los sismos de foco superficial en la cadena volcánica. Pero también es sorprendente que la ocurrencia de los sismos en la propia área de la ciudad fuera relativamente baja en este período de tiempo, si se compara con la densidad de epicentros ubicados en otras partes de la cadena volcánica de Nicaragua, especialmente al Sureste y Noroeste de la capital. Además, los sismos ocurridos en Managua en los últimos 25 años fueron de muy baja magnitud, y la mayoría de ellos ocurrió en los años 1970. En los últimos años, ha habido prácticamente calma sísmica en Managua –con relación a sismos con epicentro ubicado directamente en la ciudad. Lo anterior contrasta con la experiencia de los dos terremotos devastadores que destruyeron la ciudad dos veces en este siglo por movimientos de fallas en la propia ciudad. La causa para esta relativa calma sísmica en Managua, que se observó al menos durante la existencia de la red sísmica, todavía no es clara. La falta de sismos podría ser una peligrosa señal de la preparación de un nuevo terremoto. 

9. En este mapa de sismos localizados en las últimas décadas se observa claramente que los sismos superficiales (puntos rojos) se concentran en un banda muy estrecha de sólo 20 km de ancho. Esta banda coincide con la cadena volcánica: sismos y volcanes tienen una causa común. Managua se ubica directamente en el eje de esta banda y es la ciudad más peligrosa en Nicaragua. Los sismos muy profundos (puntos verdes y azules) son menos peligrosos porque la distancia espacial supera los 100 km.

10. GEOLOGIA • Ambiente tectónico y geologíaLa 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.

11. 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.

13. Hradeckyet 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.

14. 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.

15. 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.

16. Amenaza por procesos exógenos En Managua, el relieve muy joven está expuesto a los procesos exógenos, pues la erosión sobre las acumulaciones volcánicas sueltas es muy intensa; Los procesos exógenos son de interés para una zonificación sísmica, ya que en las áreas debilitadas por estos procesos y en las zonas con peligro de deslizamientos, se presentan mayores efectos de destrucción en caso de sismos fuertes. Las zonas indicadas con color rojo y amarillo representan áreas con pendientes muy inclinadas. En estas zonas existe alto riesgo de deslizamientos en caso de fuertes sismos.

17. 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. Nota: Ciertas líneas y discontinuidades horizontales no son reales sino efectos del cálculo del modelo digital del terreno, usando series de fotos aéreas.

18. 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.

19. 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 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.

20. Paleo-Sismología de la Falla AeropuertoSe 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

21. Amplificación del suelo La onda sísmica emitida del hipocentro se propaga, sin muchos cambios, hacia el punto B, y el sismograma registra amplitudes pequeñas. No obstante, en el Punto A, sobre el suelo, se registran amplitudes mucho más altas que en B. Tal efecto puede alcanzar dimensiones dramáticas, como ocurrió en la Ciudad de México durante el terremoto de 1985. En esa ocasión, se destruyeron muchos edificios altos, como hoteles y hospitales, con muchas pérdidas humanas. Los sedimentos blandos de un antiguo lago, sobre el cual está construida la ciudad, amplificaron excesivamente las ondas sísmicas generadas por un terremoto en el Océano Pacífico, a 400 km de distancia. La amplificación ocurrió especialmente en el rango de frecuencias bajas, para las cuales, los mencionados edificios tuvieron una alta sensibilidad.

22. En el proyecto de Microzonificación, se investigó si un efecto similar podría ocurrir en Managua. A continuación, se expone la determinación de los parámetros del suelo y su efecto en la amplificación de las ondas sísmicas en diferentes zonas de la ciudad. Para investigar los efectos del suelo se aplicaron dos métodos importantes: • 1.- Método analítico: Análisis numérico de la amplificación, con base en los parámetros físicos del suelo  (espesores y velocidades de las capas). • 2.- Métodos empíricos: • Método de referencia: Comparación de los registros instrumentales de sismos, tomados en el sitio de interés, con un sitio de referencia ubicado en roca. • Método de Nakamura: Deducción de la amplificación del ruido sísmico en el sitio. • Análisis de los datos macrosísmicos sobre la afectación del sitio por terremotos anteriores.

23. Red de acelerógrafos Para el proyecto de Microzonificación, se instaló una red de acelerógrafos digitales en Managua, con la cual se registraron los sismos mayores, ocurridos entre 1997 y 1998. En 1999, los mismos acelerógrafos pasaron a conformar la red sísmica acelerográfica de Nicaragua, con estaciones en Managua y en las cabeceras departamentales.

24. Con los registros de la red temporal, se efectuaron cálculos de la amplificación del suelo con métodos empíricos de la estación de referencia y de Nakamura. En 1997, se efectuaron también jornadas de medición sísmica con perfiles de la refracción sísmica y de la medición de ondas superficiales. Otra jornada de medición se efectuó en 1999, con un conjunto de acelerógrafos que registraron el ruido sísmico en 170 sitios ubicados en toda la ciudad de Managua. Estos datos fueron utilizados para determinar la amplificación del suelo en Managua, con el método de Nakamura. • Parámetros del suelo en Managua • El método analítico requiere de la siguiente información sobre los parámetros del suelo en Managua: • Espesor de las capas del suelo blando y de la roca del basamento, • Velocidades de las ondas sísmicas en estas capas. • Se pueden usar dos métodos para encontrar esta información: • Derivación de estos parámetros, utilizando datos geotécnicos existentes sobre Managua. • 2.      Determinación independiente de los parámetros, con métodos de sismología, por ejemplo, con perfiles de refracción sísmica. Espesores del suelo • En la figura, se aprecia que las capas del suelo suelto tienen un espesor de menos de 5 m. La profundidad del suelo muy compacto se encuentra a menos de 10 m. Fuente:  Estudio Mexicano, 1975.

25. Se puede concluir que, por lo general, el espesor del suelo suelto en Managua es de menos de 10 metros y, además, que se trata de un suelo relativamente compacto, con velocidades de onda S de más de 250 metros por segundo. Discusión de los resultados de la amplificación del suelo Al aplicar varios métodos para investigar la amplificación del suelo en Managua, no se pudo identificar área extensa alguna, en donde se presenten amplificaciones extremas con factores arriba de 3. Además, se verificó que las frecuencias que corresponden a la amplificación máxima, se ubican en la gran mayoría de los sitios investigados en el rango de frecuencias altas, arriba de 8 Hz. Estas frecuencias tienen importancia para construcciones bajas, de un piso. Construcciones importantes, peligrosas cuando colapsan durante un terremoto, se elevan generalmente a 3 pisos o más. Estos edificios tienen frecuencias de resonancia de menos de 3.5 Hz. En este rango de frecuencias, el método analítico y el método de Nakamura no detectaron amplificación alguna. En comparación con el Este de la ciudad, existen  tendencias de mayor amplificación del suelo y, para frecuencias menores, en el Oeste de Managua; pero, tales tendencias reflejan únicamente efectos menores.

26. En comparación con el Este de la ciudad, existen  tendencias de mayor amplificación del suelo y, para frecuencias menores, en el Oeste de Managua; pero, tales tendencias reflejan únicamente efectos menores. La verdad es que, tanto el método de Nakamura como el analítico, no necesariamente ofrecen resultados correctos, referidos a la afectación de los sitios por terremotos muy cercanos y muy fuertes. Los resultados se tienen que entender en su tendencia, y no se deben tomar los valores como absolutos. En la evaluación de los resultados técnicos obtenidos, es necesario considerar la aplicación práctica, es decir, bajo qué condiciones es realmente importante la amplificación del suelo.  En la práctica de los diseños sísmicos (por ejemplo, NEHRP, 1997; Nadim, 1999), se clasifican los suelos considerando que, el umbral de frecuencia donde la amplificación del suelo comienza a tener importancia, existe cerca de los 3.5 Hz. Si la frecuencia natural sobrepasa este valor, se puede aplicar el espectro de respuesta desarrollado para un sitio de referencia en roca. Para una zonificación sísmica, esto significa que, en relación con la amplificación del suelo, se podrían distinguir dos zonas: Zona 1, cuando la frecuencia natural sobrepasa los 3.5 Hz; y Zona 2, cuando la frecuencia natural es menor de 3.5 Hz. Para fines prácticos, los efectos de la respuesta del suelo se consideran sólo para la Zona 2. Bajo esta consideración, basta definir una sola zona, correspondiente a la zona I, para toda Managua.

27. Sin embargo, se conoce que el método de Nakamura, lo mismo que el método analítico, tienden a subestimar los efectos de terremotos fuertes cercanos. Ambos métodos asumen que las ondas sísmicas entran verticalmente desde abajo, y éste no es el caso para los terremotos muy cercanos que presentan el mayor peligro en Managua. Por eso, se abordó la zonificación también de otra manera, usando la experiencia de la geotécnica (NEHRP, 1997; Faroukh, 1999): • Si se considera la tipificación del suelo como base para la zonificación, se aplican los siguientes tipos: • Roca con velocidades Vs de la onda S, por encima de los 700 metros por segundo; • Suelo duro y suelo blando con Vs entre 250 y 700 m/s; • Suelos muy blandos con Vs entre 130 y 250 m/s; • Suelo extremo con Vs menos de 130 m/s. • (Vs es la velocidad promedio en las capas superficiales del suelo, las superiores a 30 m). • En toda Managua, las capas del suelo tienen únicamente un espesor de menos de 10 metros. Además, las velocidades en estas capas se mantienen arriba de los 250 metros por segundo.  Es así que se puede hablar de la existencia de un suelo duro en toda Managua. De esta consideración, resulta también que basta definir una sola zona para toda Managua. • En resumen, la investigación de la amplificación del suelo en Managua obtuvo el resultado de que, desde este punto de vista, se define una sola zona para toda la ciudad de Managua. • En relación con el espectro de diseño usado en la ingeniería, se recomienda en esta zona, es decir, para toda Managua, multiplicar por 2/3 el espectro de amenaza uniformada, para obtener el espectro de diseño, de interés para la ingeniería y la construcción.

28. No obstante, pueden existir zonas restringidas en Managua, donde ocurren mayores amplificaciones.  De modo que se recomienda efectuar un análisis de amplificación del suelo para todos los proyectos de construcción importantes. 7Hz 7-10Hz 3.5-7Hz 0.5-3.5Hz

29. a, b, c, d. Amplificación del suelo Sólo los puntos rojos representan sitios con  amplificación alta (más de 3). En el caso del método analítico, la amplificación se refiere, en la gran mayoría de los puntos, a frecuencias muy altas, arriba de 8 Hz. Con ninguno de los dos métodos se detectan áreas con amplificación anómala. Los puntos aislados con amplificación alta pueden resultar de errores de medición, de equivocaciones en el tratamiento de datos o de una anomalía muy local. AMENAZA SISMICA El método de la amenaza sísmicaEn sismología "amenaza sísmica" es la probabilidad estadística de la ocurrencia (o excedencia) de cierta intensidad sísmica (o aceleración del suelo) en un determinado sitio, durante un período de tiempo (normalmente un año). El conocimiento de esta probabilidad es importante para constructores, ingenieros y planificadores. Fuentes sísmicas para el cálculo de la amenazaPara calcular la amenaza sísmica en Managua, se usaron las principales zonas que pueden afectar Nicaragua, incluyendo la zona de subducción y la cadena volcánica de Nicaragua. En la figura se aprecia la más importante fuente área, zona 6, y las 5 fuentes de importantes fallas locales que se usaron en el modelo (Fallas:líneas amarillas, M-Mateare, J-San Judas, Tiscapa, A- Aeropuerto, C- Cofradía; Puntos rojos : sismicidad superficial, 1975-98). La zona 6 integra la sismicidad local de Managua y sus alrededores; además, se incluyeron en el cálculo las cinco fallas importantes con los parámetros específicos. Las otras fallas están indirectamente integradas en la zona del área 6.

30. Resultados de la amenaza sísmica Los resultados acerca de la amenaza sísmica se presentan de dos formas: 1) Como diagramas de contorno para la región ampliada de Managua; 2) Como resultados más detallados referidos a un punto en el centro de Managua; esto incluye los espectros de respuesta.En la figura arriba se muestra la probabilidad de excedencia contra la aceleración máxima esperada, PGA, (curva de amenaza) para un sitio central de Managua con coordenadas 86.265º Oeste, 12.15º Norte. Las líneas punteadas son niveles de confianza ±1s. El período de retorno es el inverso de la probabilidad anual.

31. Curva de amenaza sísmica para Managua Para presentar los resultados con mayor profundidad, se seleccionó el punto central de Managua en las coordenadas 86.25º Oeste, 12.14º Norte. El resultado numérico principal de este sitio se muestra en la tabla 5-2, para un rango de probabilidad de excedencia, el cual incluye los niveles de confianza (incertidumbres). Resultados principales para Managua y sus niveles de confianza.Las relaciones de atenuación de las ondas sísmicas existen no solamente para PGA, sino también para un rango de frecuencias de interés ingenieril. Esto facilita la estimación del espectro de respuesta para un sistema de un grado de libertad con 5% de amortiguamiento, para el mismo rango de frecuencias, y para el mismo rango de excedencia de probabilidades.

32. SIMULACION NUMERICA DE TERREMOTOS EN MANAGUA Conociendo las características geológicas y tectónicas del área y, aplicando modelos físicos y matemáticos, es posible hacer cálculos numéricos con computadoras para predecir ciertos efectos de los posibles terremotos. Prueba de calibración: Simulación del terremoto de 1972 El terremoto de Managua de 1972 ofrece la posibilidad de probar el método de simulación de la aceleración, porque se pueden comparar los datos registrados en este evento con los resultados de la simulación. La simulación numérica presenta resultados que coinciden bien con los datos del terremoto.

33. Simulación de la aceleración máxima generada por un terremoto hipotético de magnitud 6.3 en la falla Aeropuerto No se conocen datos históricos confiables sobre un terremoto en esta falla. No obstante, con la investigación de la Paleo-Sismología se demostró que en esta falla ocurrió un terremoto hace sólo aproximadamente 170 años. La simulación da una idea de los efectos de este evento y cómo un futuro terremoto en la falla Aeropuerto podría afectar Managua

34. Terremoto hipotético en la falla Cofradía, con magnitud 7 Richter Para estudiar los posibles efectos de un terremoto considerablemente más fuerte que el de Managua en 1972, se simuló una ruptura de la falla Cofradía. Esta falla es apta para generar terremotos de magnitud 7 ó más Para la simulación numérica se consideró un terremoto de magnitud 7, en una ruptura de 40 km de longitud y 20 km de ancho (en la vertical.Másimportante aún parece la larga duración de las aceleraciones fuertes (aceleraciones encima de los 100 cm/s2), que se observan en una área extensa de más de 100 km2. ¿Pueden ocurrir aceleraciones tan fuertes en la realidad?

35. El terremoto simulado en la falla Cofradía generaría en grandes áreas intensidades por encima de VIII. En algunos puntos, tales como el área de Tipitapa, cerca de Guanacastillo, Los Altos de Masaya y Nindirí alcanzaría X. Masaya y Ticuantepe se verían fuertemente afectados por la sacudida, con intensidades de VII y VIII. Conociendo la existencia de construcciones antiguas en Masaya, de adobe y bahareque, se supone que habría una destrucción fuerte, aunque no se espera aceleración máxima en esa ciudad. Edificios y viviendas mal construidas en Managua también tendrían problemas para sobrevivir a las intensidades altas. El aeropuerto, a pocos kilómetros de distancia de la falla, tendría que probar su resistencia contra terremotos.

36. Un terremoto de magnitud 7 en la falla Cofradía generaría una aceleración máxima del suelo dos veces mayor, en comparación con un terremoto de magnitud 6.3. Por la gran longitud de la falla activa, es más extensa el área afectada por las fuertes aceleraciones máximas de más de 1000 cm/s2, y también la duración de las aceleraciones fuertes se aumenta considerablemente. Cerca del epicentro, la duración de ellas, por encima de los 100 cm/s2, sobrepasa los 20 segundos. En una área de 40 km2, se cuenta con duraciones de mas de 15 s. Se cree que la larga duración de las aceleraciones fuertes aumentaría la probabilidad de la ocurrencia de fenómenos no lineales, como licuefacción. En el terremoto de Managua en 1972, que fue relativamente corto, no se observaron estos efectos. El brusco movimiento horizontal de hasta 2 metros de la costa Este del Lago de Managua, provocaría fuertes oscilaciones (seiches o tsunami) de las masas de agua del lago causadas por su inercia al momento del terremoto.

37. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones 1.- Managua se encuentra bajo una situación de extrema amenaza sísmica y volcánica porque está ubicada directamente en el eje de la cadena volcánica de Nicaragua y en un punto de desplazamiento Norte-Sur de la misma. 2.- La afectación destructiva en caso de un terremoto local resulta como consecuencia de: a) Efectos directos e inmediatos del fallamiento y del agrietamiento superficial, combinado con altas aceleraciones horizontales, en las construcciones edificadas sobre o muy cerca del desplazamiento superficial. b) Impacto de las ondas sísmicas emitidas por el movimiento en el plano de las fallas activadas, en un rango de distancia de pocos kilómetros del plano de la falla. La aceleración máxima puede estar por encima de 1 g en el área epicentral. Las aceleraciones que superan los 0.1 g pueden durar más de 10 segundos.

38. 3.- Se elaboraron los parámetros estadísticos de la amenaza sísmica de Managua. La probabilidad de excedencia de 0.02 por año (período de retorno de 50 años) corresponde a 1.82 m/s2 (PGA, PeakGroundAcceleration). Se elaboró un espectro de igual probabilidad que se puede usar en el proceso de la actualización del Código de Construcción. 4.- La amenaza sísmica no se concentra solamente en el centro histórico de Managua, sino se extiende hacia toda el área de la ciudad y sus alrededores. Usando métodos de Paleo-Sismología, se concluyó que existen pruebas de la ocurrencia de grandes terremotos en la zona de la falla Aeropuerto, la cual estuvo activa hace aproximadamente 170 años. Simulaciones numéricas indicaron que las fallas importantes al margen de Managua, como la Falla Aeropuerto o la Falla Cofradía, tienen el potencial para generar terremotos muy fuertes, que causarían destrucción en grandes partes de Managua y las ciudades cercanas, en las cuales se incluye Masaya.

39. Recomendaciones 1.- En Managua y sus alrededores - evitar construcciones muy vulnerables o peligrosas (grandes fábricas químicas, grandes complejos de electrónica, etc.) o ejecutarlas con grandes medidas de seguridad, especialmente cerca de algunas fallas muy importantes como El Recreo, Mateare y Cofradía. Se sugiere lo mismo en el lineamiento Nejapa- Miraflores y en el área del volcán Apoyeque, por el alto peligro volcánico que representa. Evitar las construcciones sobre fallas activas, en general. Promover las construcciones antisísmicas y el control de la calidad de las construcciones en general.

40. 2.-Revisar el Código de la Construcción y los reglamentos locales correspondientes, para relacionarlos con los resultados de este estudio. Enfatizar en la gran peligrosidad que representan las fallas activas para tratar de incidir en la tendencia que existe de minimizar este problema, ya que después de algún tiempo, se olvida nuevamente. 3- En base a los nuevos conocimientos sobre la amenaza sísmica y volcánica de Managua - ejecutar un estudio multidisciplinario, con participación de economistas, planificadores, sismólogos, geólogos, vulcanólogos y otros para elaborar propuestas concretas al gobierno de Nicaragua sobre estratégias y políticas en relación a la reducción del riesgo sísmico en Managua y sus alrededores