sismo northridge

14
TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994 SISMO DE NORTHRIDGE DE 1994 1. INTRODUCCIÓN El terremoto de Northridgeocurrió en el área norte del Valle de San Fernando en la ciudad de Los Ángeles la madrugada del día lunes 17 de enero de 1994 a las 4:30:55 AM hora local, llegó a un entorno urbano moderno en general, diseñado para la resistencia sísmica. El pico registrado llegó a los 6,7 en la escala de Richter, duró de 10 a 20 segundosy la aceleración terrestre fue la mayor jamás captada en un área urbana estadounidense.Había pocas bajas, pero el costo económico fue alto con pérdidas estimadas en $ 20 mil millones. El terremoto dura prueba los códigos de construcción, construcción resistente a los terremotos, y preparación para emergencias y procedimientos de respuesta. La experiencia confirma muchas de las lecciones aprendidas de terremotos pasados, expone debilidades en tejido elástico general de la sociedad, y produjo muchas sorpresas sobre los niveles y las consecuencias de la planta fuerte agitación. INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 1

Upload: fran-whit

Post on 10-Dec-2015

118 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

sismo de northridge y sus enseñanzas

TRANSCRIPT

Page 1: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

SISMO DE NORTHRIDGE DE 1994

1. INTRODUCCIÓN

El terremoto de Northridgeocurrió en el área norte del Valle de San

Fernando en la ciudad de Los Ángeles la madrugada del día lunes 17 de

enero de 1994 a las 4:30:55 AM hora local, llegó a un entorno urbano moderno

en general, diseñado para la resistencia sísmica. El pico registrado llegó a los

6,7 en la escala de Richter, duró de 10 a 20 segundosy la aceleración terrestre

fue la mayor jamás captada en un área urbana estadounidense.Había pocas

bajas, pero el costo económico fue alto con pérdidas estimadas en $ 20 mil

millones. El terremoto dura prueba los códigos de construcción, construcción

resistente a los terremotos, y preparación para emergencias y procedimientos

de respuesta. La experiencia confirma muchas de las lecciones aprendidas de

terremotos pasados, expone debilidades en tejido elástico general de la

sociedad, y produjo muchas sorpresas sobre los niveles y las consecuencias

de la planta fuerte agitación.

Cerca del epicentro en el Valle de San Fernando, edificios bien diseñados

resistieron sacudida violenta y sin daños estructurales. Sin embargo,

numerosos fallos estructurales en toda la región eran evidencia de deficiencias

significativas en el diseño o construcción métodos. Los marcos de acero de los

edificios destinados a la resistencia sísmica estaban rotas, y las columnas de

hormigón armado fueron aplastados. La mayoría de las estructuras viales

tuvieron un buen desempeño, pero autopistas colapsaron en siete sitios, y 170

puentes sufrieron diversos grados de daño.

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 1

Page 2: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

El evento de Northridge mostró que un terremoto de tamaño moderado puede

producir movimientos de tierra intensos en las inmediaciones de la ruptura de la

falla. Estos hallazgos obligaron científicos, ingenieros, y los responsables

políticos a replantearse los criterios utilizados para el diseño de edificios e

infraestructuras urbanas.

2. ANTECEDENTES

El epicentro se dijo al principio que estaba en el distrito de Northridge, y de ahí

tomaron el nombre los medios de comunicación, pero luego se estableció en el

distrito de Reseda. El UnitedStates Geological Survey dio las coordenadas

34°12′47″N, 118°32′13″W, ubicación que termina en la calle Elkwood, justo al

este de la avenida Baird. Con la proximidad de Los Ángeles a la Línea San

Andrés, sintiéndose hasta la frontera con México. El sismo de Northridge no

ocurrió en la línea sino en una línea no prevista.

Otros daños ocurrieron en áreas lejanas, 125 km (85 mi), concentrándose en el

lado oeste del valle de San Fernando, Santa Mónica, y Simi Valley. Setenta y

dos personas fallecieron, y 11.000 resultaron heridas. Varias autopistas fueron

dañadas, partes de la Interestatal 10 (Santa MonicaFreeway), la Interestatal

5 (Golden StateFreeway) y la Ruta Estatal de California 14 colapsaron en parte

por el sismo igual que ocurriera 23 años antes con el Terremoto de Sylmar de

1971.

Northridge, CA 1994: Los pilares de la autopista no consiguen soportar las fuerzas

de cizalla generadas durante el terremoto.

Dio lugar al perfeccionamiento de sistemas de construcción que ya antes se

creían probados, pero que ante la magnitud no superaron la prueba. Las casas

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 2

Page 3: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

con primeros pisos de madera se mostraron débiles. También hubo varias

roturas en las tuberías de gas. Los edificios escolares, reforzados de

exprofeso, sobrevivieron bastante bien.

Otra particularidad, fue que ocasionó indirectamente la muerte de 3 personas a

causa de un hongo típico de los valles de la zona,

del patógeno"Coccidioidomycosis", que al ser levantado de la tierra donde

permanecía, por causa de los resquebrajamientos, produjo las letales

enfermedades respiratorias.

3. INTENSIDAD DEL TERREMOTO DE NORTHRIDGE

El Servicio Geológico de los Estados Unidos utiliza la escala Mercalli

modificada para estimar la intensidad de un sismo por los efectos en personas

y en estructuras.

En base a esto son capaces de generar mapas con curvas isoseismales

basados en valores determinados por observaciones de campo, reportes e

prensa y evaluaciones de daños en edificaciones por parte de los inspectores

estructurales. Estos datos dan una distribución con mucho detalle de los

efectos del impacto del sismo. En el caso del terremoto de Northridge ya existía

este mapa hecho con datos previos, pero en zonas calificadas como VIII y XI,

hubo daños extensos. Hubo aplastamiento de estructuras de madera y otras

estructuras de concreto reforzado colapsaron total o parcialmente en sus

puntos débiles.

La escala de Mercalli modificada de 1931 tiene 12 niveles.

De acuerdo a esto, en Northridge no se asignaron niveles de más de 10, sin

embargo hubo rotura de cañerías por lo que se concluye que sismos más leves

pueden producir este efecto. En general se vieron daños más altos en regiones

caracterizadas por intensidades más bajas, posiblemente las condiciones del

sitio causaron una sacudida inusual por la presencia de depósitos de

sedimentos saturados de agua que amplificaron la intensidad de las ondas.

La topografía también influyó, En las aristas superiores de las colinas se notó

mayores movimientos de estas sacudidas.

Normalmente las intensidades decrecen con la distancia, pero por estas

características hubo intensidades más altas en ciertos puntos más alejados que

en otros más cercanos.

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 3

Page 4: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

4. EFECTOS DEL TERREMOTO

Entre los efectos del sismo se evaluaron 1600 edificios declarados como

inseguros y 7300 como afectados. Esto puso en revisión los códigos de

construcción locales pese a que ya se habían implementado lecciones

aprendidas de sismos previos. Sin embargo hubo edificios con deficiencias

estructurales y los problemas en la vialidad duraron meses. También se

produjeron incendios, deslaves, y la rotura de los sistemas de distribución de

agua y electricidad.

El sismo se produjo por una falla corta, parte de un sistema mucho más grande

de fallas que recorren a través de la zona de Los Ángeles, la cual era

desconocida ya que no se notaba superficialmente y que fueron llamadas

“fallas ciegas” a causa de esta falta de conspicuidad.

El terremoto causó muchos miles de deslizamientos de tierra en un área de

10.000 kilómetros cuadrados, la mayoría concentrados en zonas escasamente

pobladas del norte del Valle de San Fernando. Los deslizamientos de tierra

destruyeron casas, carreteras y líneas de servicios públicos, y bloquearon los

arroyos.

Deslizamiento de roca en Cañón Pacoima, terremoto de Northridge 1994

5. REGISTROS DEL TERREMOTO DE NORTHRIDGE

La red acelerográfica de Los Angeles California cuenta con más de 80

estaciones distribuidas en el área metropolitana. Una gran cantidad de

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 4

Page 5: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

estaciones de la red registraron el sismo de Northridge de 1994 (M =6.7). En la

Tabla siguiente se muestran los datos más representativos de cinco de los

acelerogramas más intensos de ese temblor ocurrido en California. Se

seleccionaron estas estaciones debido a que tienen una gran energía, como

puede observarse de los parámetros reportados. Para cada uno de los canales

se muestran, además de la aceleración máxima del suelo (AM), la velocidad

máxima (VM), el desplazamiento máximo (DM), la duración total (DT), la

duración de Arias (DA), las intensidades de Arias (IARIAS), así como las

intensidades principales (Imaxh e Iminh), la intensidad de cruces por cero (vo ), y el

potencial destructivo de Araya y Saragoni (PDH ). Para las componentes usadas

en el análisis dinámico se incluye, el periodo medio (Tm) y la Aceleración

Sostenida Máxima (SMA) de acuerdo a Nuttli (1978). La componente Tar090

de la estación TAR (Tarzana) tiene los valores más altos para la aceleración

absoluta máxima (AM), y para la Intensidad de Arias. Sin embargo el máximo

valor del PDH es para la componente Jen292 de la estación JEN.

Las altas aceleraciones, tanto verticales como horizontales, levantaron las

estructuras de sus cimientos y / o paredes desplazan lateralmente.

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 5

Page 6: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

El hospital de Santa Mónica muestra clásicos "X" grietas -pattern

como evidencia del daño que sufrió durante el Northridge

terremoto.

Esta estructura de estacionamiento 2500-car-capacidad, un reciente

(1991), además de la Universidad Estatal de California - campus Northridge,

sufrió un colapso parcial en el intenso temblor de Northridge

terremoto.

Pandeo de columnas de soporte de la autopista bajo el Simi Valley

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 6

Page 7: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

Freeway en el extremo norte del Valle de San Fernando. Este pandeo

muestra el fallo estructural producido por la alta aceleración vertical.

Espectro de respuesta obtenido para un sistema de grado de libertad con

amortiguamiento variable, sometido a una aceleracion en el apoyo que

corresponde al acelerograma registrado durante el terremoto de Northridge

(1994) registrado en la estacion Newhall, componente N-S.

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 7

Page 8: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

Se observa el espectro de amplitudes de Fourier obtenido para el sismo

estudiado, donde se observa que la frecuencia predominante es de 1,73 Hertz,

por tanto la maxima respuesta en aceleraciones debera ubicarse alrededor de

los 0,6 s.

6. INVESTIGACION DE LA CONSTRUCCION

Se inició un programa por una empresa conjunta de las asociaciones de

ingeniería estructural para el desarrollo de nuevos códigos de construcción

para edificios con estructura de acero. Principales colapsos de autopistas y

daños a más de 170 puentes de autopista indican que, a pesar de un vigoroso

programa de refuerzo de la autopista desde el terremoto de San Fernando

1971, las estructuras en muchos lugares siguen siendo vulnerables. El Diseño

estructural futuro tendrá que dar cuenta de los niveles que sacuden más fuertes

que los postulados antes del terremoto de Northridge.

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 8

Page 9: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

La Universidad de edificio de Sur de California (USC) del Hospital fue la

primera estructura de base aislada para proporcionar datos sobre el

rendimiento de aislamiento durante la fuerte sacudida. Los aisladores

resultaron eficaces para disipar la energía de vibración del terremoto. Sin

embargo, el edificio se encuentra a unos 35 kilómetros del epicentro, y

movimientos de tierra en el lugar eran sólo moderadamente fuerte. Los

desplazamientos medidos para los sitios más cerca de la falla habrían

superado el intervalo de desplazamiento diseñado de los aisladores.

El USGS desarrolló un nuevo estimador sacudiendo intensidad (llamada la

intensidad de marcado) que permitió el análisis de la vulnerabilidad relativa de

varias categorías de estructuras residenciales.Viviendas unifamiliares Post-

1940 constituían tanto la categoría de edificio más grande y el más fuerte en

términos de resistencia a los daños. Viviendas multifamiliares Post-1940

resultaron ser más susceptibles a la agitación daños que los edificios de

mampostería o pre-1940 unifamiliares y viviendas de madera y armazón 2-a-4-

familiares.

El USGS construyen nuevos peligros a sismos mapas para la región sur de

California con la información del terremoto de Northridge y la contabilidad de la

presencia de fallas inversas ciegas. Para la región, el área de San Bernardino

sigue siendo la zona de riesgo más alto en función de su proximidad a las fallas

de San Andreas y San Jacinto. Incluyendo fallas inversas ciegas tiende a

elevar el riesgo sísmico en un 15% para las zonas cercanas a las fallas. Las

diferencias entre los mapas producidos antes y después del terremoto de

Northridge son notables en la zona del centro de Los Ángeles, donde las

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 9

Page 10: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

aceleraciones probabilísticos aumentar de 38% a 45 g% g con la inclusión de

fallas inversas ciegas.

Científicos del USGS desarrollaron un método para estimar los niveles de

agitación que los terremotos futuros producirán. El método proporciona,

movimientos de tierra de banda ancha realistas que representan la variedad y

variabilidad de movimientos de tierra desde el terremoto de Northridge, así

como terremotos postuladas para otras fallas en la región. El método permite

que los datos de movimientos fuertes, reales o sintetizados para ser

extrapolados sobre un área de unos 3.600 kilómetros cuadrados en el sur de

California. Un investigador utilizando el método puede interpolar dentro de esta

área para estimar, por ejemplo, alternativas características de diseño técnico

de un sitio determinado.

El USGS y Caltech han mejorado sustancialmente registro sísmico y

presentación de informes en el sur de California, y ahora están utilizando el

sistema para muchas aplicaciones más allá de la investigación. Cabe destacar

que el sistema puede ser utilizado para estimar la magnitud de los daños

causados por un terremoto dentro de unos pocos minutos de detección de

temblores, y reportar esta información a todas las organizaciones públicas y

privadas que se dedican a la respuesta rápida.

7. ANÁLISIS CUANTITATIVO

Transportes afectados

Los autopista 5 con el 14, 118 y el 10 fueron cerrados por el derrumbe. El

Aeropuerto Internacional de Los Ángeles y otros aeropuertos en el área también

fueron cerrados aproximadamente 2 horas por precauciones.

Escuelas y Universidades afectados

El Cal State Northridge (CSUN) es la única Universidad que está cerca del

epicentro, sufrió graves daños en uno de los edificios del campus.

Hospitales afectados

El terremoto forzó a cerrar tres hospitales en un momento en que en la ciudad

estaba repleta de personas con heridas graves y moribundas.

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 10

Page 11: Sismo Northridge

TERREMOTO ENNORTHRDIGE 1994

8. CONCLUSIONES

En la utilización del suelo y los sismos en el terremoto de deNorthridge

se reportaron avalanchas y derrumbes causados por el sismo pero que

no tuvieron mayor impacto ya que fueron en zonas despobladas.

En el terremoto Northridge hubo una sensibilidad técnica y política para

tomar en cuenta la reducción del riesgo, se tomaron previamente las

medidas pertinentes de construcción que se creyeron convenientes y

posteriormente se ampliaron y reformaron utilizando lo aprendido.

9. BIBLIOGRAFÍA

CARACTERIZACIÓN DEL COMPORTAMIENTO SÍSMICODE EDIFICIOS DE HORMIGÓN ARMADO MEDIANTE LA RESPUESTA NO LINEAL-Juan Carlos VielmaPerez

U.S. Geological Survey (USGS) http://pubs.usgs.gov/of/1996/ofr-96-0263/preface.htm

INGENIERÍA ANTISÍSMICA Página 11