EL SISMO DE COBANO DEL 25 DE MARZO DE 1990 Y LA ZONIFICACION SISMICA VIGENTE Ing. William Vargas Monge Ing. Guillermo Santana, Ph.D. Laboratorio de Ingenieria Sismica Universidad de Costa Rica RESUMEN Los registros de aceleraciones del sismo de C6bano, obteni­ dos por el Programa de Medici6n de Sismos Fuertes del Laboratorio de Ingenieria Sismica de la Universidad de Costa Rica son caracterizados mediante el parametro de aceleraci6n pico. Se compara la relaci6n de atenuaci6n utilizada por Mortgat et al. para generar los mapas de isoaceleraci6n del C6digo S1smico con las aceleraciones registradas del sismo de C6bano. Se comparan los periodos de retorno de los mapas con la periodicidad que re­ sulta del analisis de los sismos del presente siglo similares al sismo de C6bano. Se enfatiza la necesidad de una nueva evalua­ ci6n de la amenaza sismica a la luz de la informaci6n disponible. ABSTRACT Strong-motion records of the C6bano, Costa Rica Earthquake obtained by the Strong Motion Instrumentation Program of the Earthaquake Engineering Laboratory of the University of Costa Rica are characterized in terms of peak ground acceleration parameter. The attenuation relation used by Mortgat et al. to develop the isoacceleration maps of the Seismic Code of Costa Rica is compared to the recorded accelerations of the C6bano, Costa Rica Earthquake. Return periods of maps are compared to the periodicity given by the analysis of earthquakes of the present century similar to the C6bano event. LA ZONIFICACION SISMICA VIGENTE La zonificaci6n sismica del pais utilizada por el C6digo S1smico de Costa Rica, version 1986 {Gutierrez, J., 1987), se bas6 en los mapas de isoaceleraciones del Estudio de Riesgo S1s­ mico para Costa Rica {Mortgat, Ch. et al., 1977). Esta misma zo­ nificaci6n fue usada en el Estudio de Seguro Contra Terremoto pa­ ra el Instituto Nacional de Seguros {Sauter F. y Shah H., 1978). El procedimiento basico empleado en la generaci6n de los mapas de isoaceleraciones del estudio de Mortgat et al. es descrito a continuaci6n. 1. Identificaci6n de las fuentes sismicas La localizaci6n de las fuentes se determin6 con base en la ubicaci6n de hipocentros de sismos pasados yen informaci6n geo- 16gica y sismol6gica. Se utilizaron varios catalogos de sismos y se escogieron un total de 764 eventos ubicados entre las lati­ tudes 6°N y 13°N y las longitudes 81°W y 88°W y ocurridos entre 1883 y 1975. Todas las localizaciones de los hipocentros estan basadas en mediciones telesismicas de las diferentes redes mun­ diales y debieron ser completadas en algunos casos. La informa- 51 ci6n geol6gica y sismol6gica fue obtenida fundamentalmente de los estudios rea;izados por G. Dengo (1962) y J. Grases (1975). La metodolog1a empleada asign6 fuentes lineales, circulares o rectangulares a los diferentes grupos de sismos. 2. Desarrollo de un modelo de recurrencia de sismos Se emple6 un enfoque bayesiano para obtener la sismicidad de cada fuente, dadas las limitaciones de las bases de datos hist6- ricas. La sismicidad es definida como la distribuci6n del numero de eventos para cada magnitud por unidad de tiempo. Se supuso que la ocurrencia de sismos sigue una distribuci6n de Poisson, es decir, que el numero de sismos por unidad de tiempo es indepen­ diente de la magnitud de cada uno. Esto equivale a suponer que los sismos son independientes espacial y temporalmente y que la probabilidad de que dos eventos ocurran en el mismo lugar y al mismo tiempo es nula. Las magnitudes se obtienen a partir del analisis de la distribuci6n de eventos pasados. La sismicidad de cada fuente se obtiene al introducir la distribuci6n de probabi­ lidad de las magnitudes. El enfoque bayesiano permite combinar los datos hist6ricos con informaci6n geol6gica y sismol6gica. 3. Escogencia de los parametros del movimiento del terreno Para el estudio se escogieron la aceleraci6n maxima (pico) del terreno y la duraci6n del movimiento como las medidas representativas de la intensidad del movimiento en un sitio. La aceleraci6n pico es la amplitud maxima obtenida en un registro del movimiento. La duraci6n fue definida como el intervalo de tiempo durante el cual ocurre movimiento significativo del terre­ no. Se reconoci6 la mayor representatividad de las medidas del movimiento que relacionan la intensidad con el contenido de fre­ cuencias, tales como la Intensidad Espectral, (Housner,1952) pero se escogieron los parametros mencionados por ser de uso generalizado, por su simplicidad y para poder comparar el modelo con otros que usaban los mismos criterios. Parte importante de este paso es la escogencia de una rela­ ci6n entre la magnitud de un sismo y los parametros usados para representar el movimiento del terreno. En este estudio se esco­ gi6 la relaci6n de atenuaci6n propuesta por Esteva y Rosenblueth en 1964 y modificada en 1970. La ecuaci6n es el resultado del analisis de regresi6n de los datos disponibles y relaciona la aceleraci6n pico (a, en cm/s2) del terreno con la magnitud (M) de Richter y la distancia hipocentral (R, en km). a : 5000*80.BM/ (R+40) 2 Se reconocieron las limitaciones de usar cualquier relaci6n de atenuaci6n. Entre las mas importantes se sefialaron la imposi­ bilidad de representar la complejidad del movimiento del terreno con una relaci6n emp1rica y la gran dispersion de los datos con los cuales se realizan los analisis de regresi6n. En el caso de esta relaci6n en particular se sefiala ademas- 1a limitaci6n de la suposici6n de que sitios a igual distancia del epicentro de un sismo registraran la misma aceleraci6n maxima del terreno, puesto que no toma en cuenta la influencia de factores tales como la 52 longitud y orientaci6n de las fallas, que afectan el patr6n de irradiaci6n de las ondas sismicas. Se introdujeron mediuas correctivas para las dos primeras limitaciones sefialadas. Estas medidas se basan en la observaci6n de que la dispersi6n de los dates varia proporcionalmente con el valor medic dado por la ecuaci6n. De esta manera la ecuaci6n se utiliza para calcular el valor promedio de una distribuci6n de probabilidades. Puesto que el analisis de los dates no sugiri6 que alguna distribuci6n en particular fuese mas adecuada, sees­ cogi6 una distribuci6n uniforme con un coeficiente de variaci6n constante, cuyo valor se fij6 en 0.3. De esta manera los valores de aceleraci6n pico del terreno se encontraran distribuidos uni­ formemente en un intervalo definido por los valores amax y ao:un como sigue: q=0.3 min Segun los autores del estudio, el coeficiente de variaci6n de 0.3 es consistente con el nivel de incertidumbre inherente a las relaciones de atenuaci6n y con los valores de aceleraci6n pico obtenidos con modelos desarrollados en el Estudio de Riesgo Sismico para Nicaragua (Shah et al., 1975). Para describir la atenuaci6n de la duraci6n del movimiento los autores se basaron en un estudio de Bolt, en el cual se defi­ ne mas claramente el termino mismo. Para una frecuencia en par­ ticular la duraci6n acotada se define como el tiempo transcurrido entre el primero y el ultimo pico de aceleraci6n, en valor abso­ luto, superior a un nivel dado; y la duracion uniforme se define como el tiempo total durante el cual la aceleraci6n, a esa fre­ cuencia, excede un valor dado. Las ecuaciones usadas en el estu­ dio son una aproximaci6n a los valores de duraci6n acotada dados par Bolt en 1973 para intervalos de magnitud entre 5.5 y 8.5 y distancias entre 10 y 200 km. Se utiliza la duraci6n acotada con intervalos de aceleraci6n mayores que 0.05 g y frecuencias supe­ riores a 2 Hz. Los valores dados por las ecuaciones son tratados como valores medios de una distribuci6n uniforme, con un coefi­ ciente de variaci6n de 0.5. 4. Estimaci6n probabilistica de la aceleraci6n pico (AP) y la duraci6n Para desarrollar los mapas de isoaceleraci6n e isoduraci6n correspondientes a diferentes periodos de retorno, se obtienen las probabilidades de excedencia de cualesquiera valores de AP y duraci6n en diferentes sitios. Esto se realiza combinando los efectos de las fuentes identificadas (paso 1) en cada sitio me­ diante las distribuciones de probabilidad que describen la sismi­ cidad de las fuentes (paso 2) con las dos funciones de atenuaci6n (paso 3) . Se asume independencia temporal y espacial de los eventos. Las curvas se trazan con interpolaci6n entre los valo­ res obtenidos sobre una cuadricula. Los mapas de isoaceleraci6n resultantes se muestran en las 53 figuras 1 a 4. LIMITACIONES DEL ESTUDIO DE RIESGO SISMICO Las principales limitaciones de ese estudio fueron analiza­ das por R. Pujol en 1981, quien encontr6 deficiencias en la base de datos yen la metodolog1a empleada. Entre las deficiencias mas importantes de la base de datos se cuentan la repetici6n de eventos, la omisi6n de eventos impor­ tantes, tales como el terremoto de Cartago de 1910 y la mala lo­ calizaci6n de otros, tales como el terremoto de Orotina de 1924. En afios recientes los investigadores de OVSICORI han determinado que los epicentros de la red mundial presentan una desviaci6n sistematica de varios kil6metros hacia el noreste (Gi.iendel, 1989). Se han desarrollado metodolog1as para corregir esa desviaci6n y se trabaja en el mejoramiento de la localizaci6n de eventos pasados. Pujol sefial6 tambien la irrelevancia de gran parte de los temblores usados, por provenir de fuentes muy alejadas del terri­ torio nacional, especialmente de la zona central. otro aspecto destacado es la poca importancia asignada a las fallas locales que son las que realmente pueden causar dafios per­ sonales y materiales en los principales centros de poblaci6n del pa1s. De acuerdo con los investigadores de la Escuela Centroame­ ricana de Geolog1a, los sismos generados por el proceso de sub­ ducci6n de la placa del Coco bajo la placa del Caribe son los que alcanzan las magnitudes mas altas (M > 7) pero hist6ricamente no han causado dafios importantes en las zonas centrales del pa1s. Los sismos con origen en fallas locales son potencialmente mas peligrosos a pesar de ser de magnitudes mas bajas (M < 7), puesto que sus epicentros se encontrar1an mas cerca de las poblaciones importantes y su profundidad ser1a mas somera (Morales L., 1985 y Montero w., 1986). En el Estudio no aparecen fuentes s1smicas en la zona de Cartago, ni en las faldas de los volcanes Poas e Irazfi, donde hist6ricamente han ocurrido sismos importantes y donde los estudios geol6gicos y geomorfol6gicos y la sismicidad registrada han identificado fallas activas. Entre las deficiencias metodol6gicas mas importantes, Pujol sefiala la falta un tratamiento estad1stico apropiado para la in­ completitud de los datos, que se refleja en valores muy bajos del parametro B ("pendiente" de los graficos del logaritmo del nfimero de eventos versus la magnitud) y magnitudes maximas demasiado al­ tas para las fuentes s1smicas del pa1s. Tambien cuestiona la modelaci6n de fuentes de subducci6n como fuentes lineales, as1 como tambien la ausencia de criterios geol6gicos en la modelaci6n de otras fuentes. Otra deficiencia, que comparten algunas de las metodolog1as desarrolladas para la evaluaci6n del riesgo s1smico, es la invalidez de la suposici6n de que la distribuci6n temporal de los sismos sigue un modelo de Poisson, puesto queen realidad la probabilidad de ocurrencia y la magnitud esperada de un sismo aumentan con el tiempo transcurrido desde el ,filtimo evento. La distribuci6n espacial de los sismos tampoco es totalmente independiente. Normalmente un sismo de gran magnitudes seguido por otros de menor magni tud con epicentros en la misma zona, denominados "replicas". Otra modalidad es el "enjambre" u 54 ocurrencia de varios sismos de magnitudes similares entre s1 con epicentros en la misma zona. Estas limitaciones y las deficiencias en la metodolog1a em­ pleada se reflejan en los resultados. En general, los mapas de isoaceleraci6n reflejan basicamente el efecto de los sismos con origen en fuentes de subducci6n, los cuales, por alcanzar las magnitudes mas altas estan presentes con mayor frecuencia en los catalogos de las redes mundiales. No ocurre lo mismo con los sismos originados por fallas locales y el caso mas notable es la supuesta uniformidad de la sismicidad del Valle Central que es contradicha tanto por la historia como por los registros locales de sismos de los ultimos 15 anos. La sismicidad del Valle Cen­ tral no es uniforme sino que se concentra en los bordes del Valle (Morales, 1985). EL SISMO DE COBANO El 25 de marzo de 1990, a las 7:23 am hora local, ocurri6 el sismo de mayor magnitud que haya afectado la zona central del pais desde la crisis sismica del ano 1983. Segun el Observatorio Vulcanol6gico y Sismol6gico de Costa Rica (OVSICORI), de la Universidad Nacional, el sismo tuvo una magnitud local de 6.8 y su epicentro se localize en el Oceano Pacifico a la entrada del Golfo de Nicoya, 19 km al Sureste de la poblaci6n de C6bano, de la cual se tom6 el nombre para el sismo. Este sismo fue prece­ dido por otro, ocurrido a la 7:16 am, hora local y de magnitud 5.3 segun la misma fuente. Segun los investigadores del OVSICORI, los sismos fueron producidos por el proceso de subducci6n de la placa del Coco bajo la placa del Caribe. El mecanismo focal de estos sismos, de acuerdo con estos investigadores, es tipico del fallamiento in­ verso de las zonas de subducci6n (Montero c., 1990; Protti M., 1990). Los investigadores de la Red Sismol6gica Nacional (RSN) del Instituto Costarricense de Electricidad y la Escuela de Geologia de la Universidad de Costa Rica, propusieron un origen diferente para estos sismos. De acuerdo con los investigadores de la RSN, los sismos se produjeron en un conjunto de fallas con rumbo NE y NNE, ubicadas al extremo sureste de la Peninsula de Nicoya, en la placa del Caribe (Montero W. et al., 1990). El mecanismo focal propuesto por estos investigadores es tipico de fallas de corrimiento lateral. La zona de mayores dafios incluye las poblaciones de C6bano, Tambor y Paquera en el extremo sureste de la Peninsula de Nicoya, asi como tambien la ciudad de Puntarenas, el puerto de Caldera y las poblaciones de Mata de Limon, Tivives y Jac6. En todas estas poblaciones hubo dafios de consideraci6n y colapso en construc­ ciones deficientes para resistir sismos. De acuerdo a un analisis preliminar, se ha asignado una intensidad de VII en la escala de Mercalli Mod if icada para estas zonas. Tambien se produjeron fen6menos de licuefacci6n del suelo en las zonas costeras de suelos granulares y pdco consolidados, sin consecuencias graves para las construcciones. En la ciudad de Puntarenas ocurrieron dafios importantes relacionados con fallamiento del suelo en el Palacio Municipal, la Sede Regional de la Universidad de Costa Rica y . otras 55 construcciones aledaflas. El Hospital Monsefior Sanabria y las instalaciones industria­ les de Fertilizantes de Centroamerica (FERTICA), ubicados en San Isidro de Puntarenas, sufrieron cuantiosas perdidas econ6micas por dafios no estructurales. El caso del Hospital Msr. Sanabria es anali.zado en detalle por A. Matamoros y G. Santana (1990). En el Valle central la intensidad del sismo fue de grado VI. Se produjeron dafios menores en muchas construcciones, especialmente en edificios altos del area metropolitana. Nose reportaron casos de fallas estructurales en esta zona. Los casos mas interesantes desde la perspectiva ingenieril fueron recopilados y analizados por los investigadores del Labo­ ratorio de Ingenier1a S1smica (Santana G. et ~l., 1990). REGISTROS DE ACELERACIONES DEL SISMO DE COBANO Al ocurrir el sismo de C6bano el pa1s contaba con una pro­ fusa instrumentaci6n para la medici6n de sismos. Existen dos redes sismograficas, la red del OVSICORI-UNA y la RSN (ICE-UCR), una red acelerograf ica de cobertura nacional, operada por el Laboratorio de Ingenier1a S1smica de la Universidad de Costa Rica y un programa de monitoreo de obras especiales con aceler6grafos operado por el Instituto Costarricense Electricidad. Es la primera vez en la historia del pa1s que un sismo es medido en forma tan extensiva y produce informaci6n muy util para la comunidad cient1fica e ingenieril. Ubicaci6n de estaciones aceler6graficas El Laboratorio de Ingenier1a S1smica mantiene en operaci6n un conjunto de instrumentos de registro de movimientos fuertes o aceler6grafos, distribuidos en todo el territorio nacional. En las figuras 5 y 6 se muestra la ubicaci6n de las estaciones ace­ lerograf icas en los mapas correspondientes al territorio nacional y al area de San Jose. Como se puede notar en el mapa de la figura 5, la zona central del pa1s es la que tiene mayor densidad en instrumentaci6n. Todos los instrumentos son aceler6grafos marca Kinemetrics, tipo SMA-1, en los cuales se registran tres canales de acelera­ ci6n, uno para cada componente del movimiento, sobre pelicula fotografica de 70 mm. En la tabla 1 se listan los nombres de todas las estaciones acelerograficas con los respectivos c6digos y el numero de registros (canales) obtenidos para los sismos del 25 de marzo de 1990. La estaci6n mas cercana al epicentre del sismo principal es la de Puntarenas, ubicada en el primer piso del Hospital Monsefior Sanabria. En esta estaci6n se registraron los valores mas altos de aceleraci6n. Los demas registros se obtuvieron en Quepos yen el Valle Central (San Ramon, Alajuela, San Josey Cartago). La tabla 2 da los nombres de las estaciones que registraron el sismo principal ordenadas por distancia epicentra~, una breve descrip­ ci6n de las mismas, la ubicaci6n por coordenadas y el tipo de suelos. Aceleraciones maximas registradas Los valores de aceleraciones maximas registradas se resumen 56 en la tabla 3, ademas se da informaci6n sobre distancia epicen­ tral y orientaci6n de las componentes de aceleraci6n de los ins­ trumentos. Para las estaciones ubicadas en edificios sedan uni­ camente los valores registrados en la base. Un valor negativo de aceleraci6n maxima indica direcci6n opuesta a la indicada en la orientaci6n de la componente correspondiente. LA ZONIFICACION SISMICA A LA LUZ DE LA NUEVA INFORMACION La relaci6n de atenuaci6n propuesta por Esteva y Rosenblueth en 1970, empleada en el Estudio de Riesgo S1smico para Costa Rica es comparada con los datos de aceleraciones pico registradas durante el evento s1smico del 25 de marzo de 1990. Los resultados se muestran en la figura 7, en la cual se delimita con 11neas de puntos el intervalo de valores para el cual el mencionado estudio supuso una distribuci6n uniforme. Puede observarse queen todos los casos los valores de la curva son inf eriores a los datos registrados. Tambien puede observarse que el coeficiente de variaci6n asumido por el Estudio de Riesgo S1smico no es adecuado para cubrir la dispersion de los datos en este caso particular . . Se han comparado tambien los valores de aceleraciones registrados con los de los mapas de isoaceleraci6n en vigencia. Para escoger el per1odo de retorno representativo se ha realizado un estudio de los sismos generados por la interacci6n de las placas del Coco y del Caribe del presente siglo. Los resultados se muestran en la tabla 4. De acuerdo con esta tabla el per1odo de retorno promedio general, para sismos que hayan provocado dafios en las construcciones del Valle Central es de 25 afios. Para los sismos con origen en la zona de entrada al Golfo de Nicoya es de 43 ± 8 afios (incluido el sismo de C6bano). Estudios anteriores (Montero W., 1986) han determinado que para las fuentes s1smicas ubicadas en la zona de subducci6n, los periodos de retorno de sismos de magnitud Ms superior a 6.75, y profundidad inferior a los 60 km son de 30 afios o inferiores en promedio. Espec1ficamente, para la zona de Osa el per1odo de retorno es de 30.0 ± 11.5 afios y para la zona de Nicoya de 21.6 ± 11.8 afios. Si tomamos los 11mites superiores los per1odos se­ r1an de 41.5 y 33.4 afios respectivamente. De acuerdo con las cifras anteriores, es esperable que el mapa de isoaceleraciones para per1odos de retorno de 50 afios refleje en forma ligeramente conservadora los efectos de los sismos que ocurren en la zona de subducci6n. De acuerdo con el mapa de isoaceleraciones para 50 afios de per1odo de retorno, que aparece en la figura 1, la aceleraci6n pico para la zona de Puntarenas tendr1a un valor cercano a 16 % deg. Las aceleraciones maximas que produjo el sismo de C6bano exceden ese valor puesto que s _e registr6 un 26 % de g. Este nivel de aceleraci6n registrado corresponder1a a un per1odo de retorno de 500 afios, de acuerdo con la figura 4. Para el Valle Central, las aceleraciones maximas previstas por el mapa de la figura 1 son de un 15 % deg en promedio. Este valor tiene mayor correspondencia con las aceleraciones registra­ das, cuyos valores se encuentran entre 7 % y 17 % deg. Sin em­ bargo, estos niveles de aceleraci6n en el Valle Central probable- 57 mente tengan periodos de retorno menores {TR. < 50 anos). De acuerdo con la tabla 4, los sismos que tienen origen en el proce­ so de subduccion, tomando en conjunto todas las fuentes, han afectado en forma similar al Valle Central al menos una vez cada 25 anos durante este siglo. En la ultima decada, el sismo de Golfito produjo niveles de intensidad en · el Valle Central {VI en la escala de Mercalli modificada) similares a las producidas por el sismo de C6bano. Las aceleraciones maximas registradas en San Jose para el sismo de Golfito fueron del 5 % deg {Santana G. y Shakal A., 1987). Ademas, este mapa no incluye el efecto de las fuentes loca­ les, como ya se ha sefialado, por lo que las aceleraciones maximas quedan subestimadas. METODOLOGIA DE DISENO DEL CODIGO SISMICO La influencia del valor de aceleraci6n maxima en la deter­ minaci6n de los requisitos que deben cumplir las estructuras disefiadas con el C6digo Sismico se centra en el calculo del coeficiente sismico. Las fuerzas sismicas que se aplican en cada uno de los niveles de una estructura, de acuerdo con el metodo escogido para el disefio, son directamente proporcionales al coeficiente sismico. El valor de la aceleraci6n maxima tomado de los mapas de isoaceleraci6n determina el nivel de solicitaciones para el cual debe ser disefiada la estructura. Segun el Estudio de Riesgo Sismico, el factor de reducci6n R que se aplica al valor maximo, representa el promedio espacial de las aceleraciones en el sistema suelo-estructura y esto equivale a considerar implici­ tamente los efectos de la interacci6n suelo-estructura. Otra consideraci6n implicita en la forma de calcular el coef iciente sismico es que el espectro de disefio basico es escalado para que el valor basico sea el de una aceleraci6n efectiva {R*amax>• Esta forma de escalar el espectro es conceptualmente similar a la recomendada por el Applied Technology Council {ATC-3-06, 1978). Sin embargo, los valores basicos que usa el ATC para escalar los espectros son comparati­ vamente inferiores a los que resultan de tomar las aceleraciones maximas de los mapas y aplicarles el factor de reducci6n. La diferencia fundamental radica en que el ATC usa como valor basico una aceleraci6n efectiva diferente. Este parametro no es propor­ cional a la aceleraci6n maxima {como ocurre en el C6digo Sismico de Costa Rica) sino que esta modificado con consideraciones ener­ geticas que buscan minimizar la poca utilidad que la aceleraci6n maxima tiene como parametro unico representativo de la severidad del movimiento. Como resultado de lo anterior las aceleraciones maximas tomadas de los mapas, a pesar de que subestiman las aceleraciones maximas reales, resultan conservadoras al ser utilizadas como aceleraciones efectivas. 58 CONCLUSIONES Los mapas de isoaceleraci6n del Estudio de Riesgo Sismico tienen varias limitaciones serias. La omisi6n de las fuentes de fallas locales en la base de datos es tal vez la mas importante. Por lo tanto, los mapas reflejan fundamentalmente el efecto de las fuentes de subducci6n. Sin embargo, las limitaciones sefialadas por Pujol, las investigaciones de sism6logos nacio­ nales, y la informaci6n generada por el sismo de C6bano cues­ tionan la validez de estos mapas, aun bajo esa suposici6n. Parad6jicamente, al examinar la metodologia de disefio reco­ mendada por el C6digo Sismico, las aceleraciones maximas resultan valores conservadores. Desde la fecha del estudio es mucho lo que se ha avanzado en el conocimiento y la informaci6n existente sobre la sismicidad y la geotect6nica del pais. Recientes estudios, como el de Mitiga­ ci6n de Riesgos Volcanicos y Sismicos de Valle Central realizado en conjunto por la UCR, la UNA y el ICE, han contribuido a mejo­ rar notablemente el conocimiento sobre fallas activas y su poten­ cial sismico. Asimismo, ya existen registros de aceleraciones producidas por sismos de diferentes fuentes que brindan la opor­ tunidad de revisar la validez de las relaciones de atenuaci6n desarrolladas para otras latitudes y condiciones. / Todo este conocimiento, hace posible una pronta actualiza­ ci6n de la zonificaci6n sismica del pais, cuya necesidad ha sido masque demostrada. Asimismo, es necesario readecuar la m~todologia de disefio para que sea mas congruente con las limitaciones de los datos basicos. 59 1. 2. 3 • REFERENCIAS Applied Technology Council. Tentative provisions for the development of seismic regulations for buildings. ATC-3-06 Amended. Second printing, April 1984. Dengo, G. Tectonic-Igneous Sequence in Costa Rica. Petrologic studies: Buddington Volume, Geological Society of America, pp. 133-161, 1962. Grases, J. Sismicidad de la Regi6n Centroamericana Asociada a la Cadena Volcanica del Cuaternario. Universidad Central de Venezuela, Caracas, Venezuela. Diciembre de 1974. 4. Gilendell, F. Comunicaci6n personal. Agosto, 1990. 5. Gutierrez. J. C6digo S1smico de Costa Rica. Editorial Tecnol6gica de Costa Rica, 1987. 6. Matamoros, A. y Santana, G. Analisis de la Respuesta Sismica del Hospital Monsefior Sanabria. V Seminario de Ingenieria Estructural. Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos, Costa Rica. Noviembre 1990. 7. Montero, W. Periodos de recurrencia y tipos de secuencias sismicas de los temblores interplaca e intraplaca en la region de Costa Rica. Revista Geol6gica de America Central. No. 5, Oct. 1986. pp. 35-72. 8. Morales, L.D. Las zonas sismicas de Costa Rica y alrede­ dores. Revista Geol6gica de America Central. No. 3, Oct. 1985. pp. 69-102. 9. Mortgat, c. et al. A Study of seismic Risk for Costa Rica. The John A. Blume Earthquake Engineering Center. Stanford University. Report No. 25. April 1977. 10. Pujol, R. Limitaciones del Estudio de Riesgo Sismico para Costa Rica. Seminario de Ingenieria Estructural - 1981. Vol. 1, pp. 63-69. 11. Santana, G. et al. Sismo de C6bano -25 de marzo de 1990-. Efectos sobre suelos y edificaciones. Laboratorio de Ingenieria Sismica. Universidad de Costa Rica. Noviembre 1990. 12. Santana, G. y Shakal, A. Procesamiento de los registros de aceleraciones del Sismo de Golfito del 2 de abril de 1983. Institute de Investigaciones en Ingenieria. Reporte INII-38- 87. Julio de 1987. 13. Sauter, F. y Shah, H. Estudio de seguro contra terremoto. Institute Nacional de Seguros. San Jose. Setiembre 1978. 60 TABLA 1 ESTACIONES ACELEROGRAFICAS C6digo Nombre ALJ AUR BNC CCH CTG GEO GLF GTS HTO ICE INS ISD LIB PTS QPS RCP SRM STC Alajuela - CIPET San Jose - Hotel Aurola San Jose - Banco Nacional Cachi Cartage San Jose - Geologia UCR Golfito San Jose - Guatuso San Jose - Hatillo San Jose - Edificio ICE San Jose - Edificio INS San Isidro Liberia - UCR Punt arenas Quepos Cartage - RECOPE San Ram6n - UCR Santa Cruz - UCR Numero de Registros 3 6 * 3 3 ·3 3 3 6 3 3 3 3 (*) Los registros no pudieron ser recuperados en forma completa Abreviaturas: CIPET: ICE: INS: RECOPE: UCR: Centro de Investigaci6n y Perf~ccionamiento para la Ensefianza Tecnica Institute Costarricense de Electricidad Institute Nacional de Seguros Refinadora Costarricense de Petroleo Universidad de Costa Rica 61 TABLA 2 ESTACIONES QUE REGISTRARON EL SISMO PRINCIPAL Nombre, c6digo r descripci6n de estaci6n ace erograf1ca Puntarenas, PTS Hospital Monsenor Sanabria Concrete reforzado 10 pisos San Ramon - UCR, SRM Centro Regional UCR Concrete reforzado 1 piso Que~os, QPS Cen re de Salud Mamposteria reforzada 1 pl.SO Ala~uela - CIPET, ALJ CIP T (Anti1uo Cuartel) Concrete re orzado 2 pisos San Jose - Hatillo, HTO Clinica Sol6n Nunez, CCSS Concrete reforzado 1 piso San Jose - Edificio ICE, ICE Edificio central del ICE Concrete reforzado 13 pisos San Jose - Hotel Aurola, Edificio Hotel Aurola AUR Acero y concrete reforzado 17 pisos San Jose - Edificio INS, INS Edificio Central INS Concrete reforzado 13 pisos San Jose - Guatuso, GTS Escuela de Guatuso, Patarra Acero y elementos prefabricados 1 piso San Jose - Geologia UCR, GEO Escuela de Geologia, UCR Concrete reforzaao 2 pisos Cartage, CTG Parque Central Instalaci6n en campo libre Cartage - RECOPE, RCP Tanques de RECOPE, Ochomogo Instalaci6n en campo libre NOTAS: Tipo de Suelo Blando Sedimentos costenos cuaternarios Blando-Finne Sedimentos cuaternarios Rocoso Sedimentos terciarios Firme Dercsitos VO canicos cuaternarios Blando Sedimentos aluviales recientes Firme Derositos vo canicos cuaternarios Firme Der6sitos VO canicos cuaternarios Firme Defcsitos VO canicos cuaternarios Firme Deo6sitos volcanicos cuaternarios Firme Dep6sitos volcanicos cuaternarios Blando Sediment cs aluviales recientes Firme Deo6sitos volcanicos cuaternarios Coordenadas geograficas 9.9760 84.7547 10.0877 84.4824 9.4311 84.1663 10.0186 84.2200 9.9160 84.0987 9.9403 84.1046 9.9376 84.0775 9.9381 84.0757 9.8703 84.0375 9.9394 84.0545 9. 8672 83.9253 9.9121 83.9215 Clasificaci6n de suelos con base en el C6digo Sismico de Costa Rica, el Mapa Geol6gico de Costa Rica, escala 1:200 000 y el Mapa Geomorfol6gico de Costa Rica, escala 1:200 000. Coordenadas geograficas: Latitud Norte Longitud Oeste 62 TABLA 3 ACELERACIONES MAXIMAS REGISTRADAS ------------------------------------------------------------Nombre y C6digo de estaci6n Tipo Distancia Aceleraci6n Orientaci6n Estr. (km) maxima (g) de ejes ------------------------------------------------------------Punt arenas A 48.6 0.265 275 PTS [ 4.8] 0,137 Arriba 0.255 185 San Ram6n-UCR B 76.4 0.090 0 SRM [28.7] 0.081 Arriba -0.106 270 Quepos B 89.0 0.038 0 QPS [85.9] 0.021 Arriba 0.069 270 Alajuela-CIPET B 94.3 0.147 0 ALJ [58.3] -0.051 Arriba 0.166 270 San Jose-Hatillo B 101.4 0.097 0 HTO [74.6] -0.057 Arriba -0.088 270 San Jose-Edficio ICE A 101.8 0.069 285 ICE [73.l] -0.037 Arriba 0.094 195 San Jose-Hotel Aurola A 104.4 -0.068 95 AUR [76.0] 0.037 Arriba -0.063 s San Jose-Edficio INS A 104.6 0.065 190 INS [76.2] -0.045 Arriba 0.083 100 San Jose-Guatuso B 106.0 0.067 0 GTS [82.7] -0.035 Arriba -a.ass 270 San Jose-Geologia UCR B 106.8 -0.054 0 GEO [78.3] 0.044 Arriba 0.075 270 cartago C 117.8 0.087 0 CTG [94.3] -0.035 Arriba 0.063 270 Cartago-RECOPE B 119.6 0.069 0 RCP [93.l] -0.025 Arriba -0.046 270 ------------------------------------------------------------- NOTAS: Valores de aceleraciones maximas relativos a g g=9. 81 m/s2 _ Distancias: 101.4 (74.6] TIPO DE ESTRUCTURA Epicentral (segun OVSICORI-UNA) A la ruptura (segun RSN ICE-UCR) A: Edificio alto (3 o mas pisos) B: Edificio bajo (menos de 3 pisos) C: Instalaci6n en carnpo libre 63 O'\ ii::. FECHA 06/21/1900 12/20/1904 01/20/1905 02/27/1916 04/24/1916 03/04/1924 12/21/1939 12/22/1939 10/27/1940 12/05/1941 12/06/1941 11/19/1948 10/05/1950 05/13/1952 09/09/1952 03/12/1962 09/18/1962 08/23/1978 TABLA 4 SISMOS DE MAGNITUD SUPERIOR A 6.75 PERIODO 1900-1980 ZONA EPICENTRAL (**) MAGNITUD(*) LOCALIZACION DE DANOS (*) Peninsula de Nicoya Peninsula de Osa Entrada al Golfo de Nicoya Noroeste de Guanacaste Peninsula de Nicoya Orotina Entrada al Golfo de Nicoya Entrada al Golfo de Nicoya Quepos Peninsula de Osa Peninsula de Osa Zona Central Costa Rica Peninsula de Nicoya Zona Central Costa Rica Quepos Zona Sur Costa Rica Zona Norte de Costa Rica Peninsula de Nicoya 7.2 7.8 6.8 7.5 7.3 7.0 7.3 6.8 6.8 7.5 6.9 7.0 7.7 .6. 9 7.0 6.8 7.0 7.0 Oeste del Valle Central Santa Cruz, Puntarenas Orotina,san Mateo,San Ram6n Valle central Zona sur, Valle Central Nicoya, Puntarenas (*) Miyamura, 1980 (**) Morales, 1985 Figura 1. Mapa de isoaceleraciones amax para 50 afios de per1odo de retorno, en % deg. Figura 2. Mapa de isoaceleraciones amax para 100 afios de per1odo de retorno, en % deg. 65 11 JO Figura 3. Mapa de isoaceleraciones aow: para 500 afios de periodo de retorno, en % deg. Figura 4. para 1000 en% deg. 11 JO Mapa de isoaceleraciones amax anos de periodo de retorno, 66 OCEANO PACIFICO V Al.LE CENTRAL SAN R4MON ~JU~ • ~EREDIA RCP 10"00' • SAN' JOSE~ ICE • T to • NC '\:JARTAGO A R GTS 9045' H 84 :JO' 114"00' IMl"OO' e~"OO· H"OO' LADOIIATOIIIO D( ING[NICRIA 5/SMICA UMMRSIOAO 0£ COST A RtCA ESTACIOHES ACELEROGRAFICAS MAR CARIBE ·- IDIOM - ,..,.,... .... 113"00' 11"00' 10"00' e0 oo· e<>oo· Figura 5. Mapa de ubicaci6n de estaciones acelerograficas. SAN JOSE SIGNOS CONVENCIONALES CARRETERAS CALLES Y CAMINOS ESTACIONES ACELEROGRAFICAS • ESCALA 500 D 500 1000 I :AAos j I 84 °01 ·ss· Figura 6. Mapa de ubicaci6n de estaciones en el Area Metropo­ litana de San Jose. 67 100 ·-------------·-----;t .... .... .... - ,, e -------------------.... .... .... ·A .... ',, □ e ', ', ', ' ' □ ..... ' ~ \. ' ' s:: ' 10 '\ 0 '\ -~ \ ' ' .8 ' ' ' ' ' s:: \ \ -0 ' ' •"'4 \ \ \ f \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ ! \ \ \ \ ~ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 1 \ \ 1 10 100 1000 Dislancia Hipocentral (km) - F.steva-Rosenblueth □ Regist~ de Cobano (1970) 25 de rnano 1990 Figura 7. Curva de atenuaci6n de Esteva y Rosen­ blueth (1970) vs. aceleraciones maximas registradas del sismo de C6bano. 68