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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.
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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
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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.
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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
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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