PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA MADRE Y MAESTRA

VICERRECTORÍA DE POSTGRADO

AREA DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN FINAL PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE

MAGÍSTER EN INGENIERÍA SISMORESISTENTE

MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA DE LA ZONA TURÍSTICA RESIDENCIAL MAIMÓN-

COFRESÍ, PUERTO PLATA, REPÚBLICA DOMINICANA

SUSTENTANTE:

VLADIMIR ESTEBAN RODRIGUEZ SANTOS

ASESORES:

DANIEL WENDICHANSKY, Ph.D.

RAMON FRANCISCO CRUZ TEJADA, MIS

SANTIAGO

NOVIEMBRE DE 2012

TABLA DE CONTENIDO

Resumen

CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROPÓSITO

1.1 Objetivos de la Investigación

1.1.1 Objetivo General

1.1.2 Objetivos Específicos

1.2 Hipótesis de la Investigación

1.3 Problema de la Investigación

1.3.1 Planteamiento del Problema

1.3.2 Formulación del Problema

1.3.3 Sistematización del Problema

1.4 Justificación de la Investigación

1.5 Alcance y Limitación

CAPÍTULO II. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

2.1 Tipo de Investigación

2.2 Método Utilizado

2.3 Técnicas de recolección de datos

2.4 Descripción y validación de documentos

2.5 Plan de Análisis

2.4 Universo y Muestra

CAPÍTULO III. CONDICIONES GEOLÓGICAS Y TECTÓNICAS EXISTENTES EN LA ISLA

DE SANTO DOMINGO

3.1 Microzonificación Sísmica

3.2 Antecedentes Sísmicos de la Isla de Santo Domingo

3.3 Factores que Dependen los Daños Provocados por un Sismo

3.4 Historia Código Sísmico de la República Dominicana

3.5 Marco Tectónico del área del Caribe

3.6 Marco Tectónico-Estructural de la Hispaniola

3.7 Geología-Estratigrafía de Isla Hispaniola (República Dominicana y Haití)

3.7.1 Arco Insular Cretácico – Eoceno

3.7.2 Cubiertas Sedimentarias Paleogénicas

3.7.3 Cubiertas Sedimentarias Neogénicas

3.7.4 Volcanismo Plio – Cuaternario

3.8 Selección de Fallas para su uso en el Estudio de Amenaza

3.9 Metodología de Cornell

3.10 Sismicidad de la Hispaniola

3.11 Catálogo Sísmico

3.12 Leyes de Atenuación

CAPÍTULO IV. DESARROLLO DEL ESTUDIO.

4.1 Metodología Utilizada

4.1.1 Refracción (onda P)

4.1.2 Procedimiento de Campo

4.2 Microzonificación Sísmica

4.2.1 Cálculo de Dos Acelerogramas Modificados

4.2.2 Uniformización de magnitudes

4.2.3 Catálogo Final

4.2.4 Fuentes sismogénicas

4.2.5 Zona de Falla Septentrional

4.2.6 Magnitudes máximas y profundidades

4.2.7 Leyes de ocurrencia

4.2.8 Metodología y programa de cálculo

4.2.9 Parámetros de cálculo

4.2.10 Selección de acelerogramas

4.2.11 Elección de dos acelerogramas naturales

4.2.12 Cálculo de dos acelerogramas modificados

4.2.13 Comparación con el espectro en roca horizontal aflorante

4.2.14 Formulación de espectros de respuesta específicos retenidos

4.3 Diseños Estructurales en la zona seleccionada

4.3.1 Resultados Utilizando el Espectro de Diseño del Reglamento de Análisis

y Diseño Sísmico de la Republica Dominicana, R-001

4.3.1.1 Datos generales del sismo

4.3.1.2 Espectro de cálculo

4.3.1.3 Coeficientes de participación

4.3.1.4 Centro de masas y centro de rigidez de cada planta

4.3.1.5 Corrección por cortante basal

4.3.1.6 Cortante basal estático

4.3.1.7 Verificación de la condición de constante naval

4.3.1.8 Derivas de Piso

4.3.1.9 Resultados del Diseño Aplicando el Espectro de Diseño del

Reglamento de Obras Públicas, R-001

4.3.2 Diseño Estructural Edificio Ubicado para la Zona de Maimón

4.3.2.1 Datos generales de sismo

4.3.2.2 Espectro de cálculo

4.3.2.2.1 Espectro elástico de aceleraciones

4.3.2.2.2 Espectro de diseño de aceleraciones

4.3.2.3 Coeficientes de participación

4.3.2.4 Representación de los periodos modales

4.3.2.5 Centro de masas y centro de rigidez de cada planta

4.3.2.6 Corrección por cortante basal

4.3.2.7 Cortante basal estático

4.3.2.8 Verificación de la condición de cortante basal

4.3.2.9 Resultados del Diseño Aplicando el Espectro de Diseño para

la Zona de Maimón

4.3.3 Diseño Estructural Edificio Ubicado para la Zona de Cofresi

4.3.3.1 Datos generales de sismo

4.3.3.2 Resultados del Diseño Aplicando el Espectro de Diseño del

Reglamento de Obras Públicas, R-001

4.4 Cometario de los Resultados Obtenidos

Conclusiones y Recomendaciones

Referencias

RESUMEN La República Dominicana está surcada por catorce fallas importantes que la atraviesan en dirección noroeste-sureste, cubriendo prácticamente toda la geografía, con un alto potencial de producción de sismos de gran magnitud. Son estas fallas las responsables de los frecuentes terremotos ocurridos en nuestra isla desde el 1562, fecha en la que se registró el primer sismo reportado en el país, el cual afectó las ciudades de La Vega, Santiago y Puerto Plata. Desde este año hasta el día de hoy se han producido decenas de temblores, varios de ellos de grandes magnitudes, provocando cientos de miles de muertes y daños materiales de gran consideración en todo el territorio insular. Además se han verificado tres maremotos, el de Azua de Compostela, en 1751, el de Manzanillo y Monte Cristi, en 1842 y el de Nagua, el 4 de agosto de 1946. Más recientemente, podemos recordar el temblor de magnitud 6.5 en la escala de Richter ocurrido en el año 2003, cuyo epicentro se registro en Puerto Plata. Puerto Plata es una de las 31 provincias de la República Dominicana. Se encuentra en el norte del país. Incluye muchos sitios turísticos como: Ocean World, Playa Dorada, Cayo Arena, Playa Ensenada, Los 27 charcos de Damajagua, El Teleférico, Playa Dorada, Playa Encuentro, la Fortaleza San Felipe entre otros. La economía de Puerto Plata se basa en el turismo, la agricultura y la industria. Dentro de las industrias de más importante en la región, tenemos las siguientes: industrias alimentarias, de bebidas alcohólicas y construcción. Las principales zonas turísticas de Puerto Plata son:

• Sosúa • Cabarete • Playa Dorada • San Felipe de Puerto Plata

Según datos obtenidos a través de la Cámara de Comercio y Producción de Puerto Plata, el sector construcción es uno de los sectores más dinámicos de la economía de la provincia. La construcción es una industria que en 2009 produjo RD$937 millones (US$23,722 millones), equivalente al 5.9% del Producto Interno Bruto de la provincia; y genera entre 600 y 1,000 empleos directos que asciende a casi cuatro mil de empleos indirectos afectando a todos los estratos sociales. El dinamismo de este sector se manifiesta en el efecto multiplicador que desata en el resto de la economía de la provincia, tanto así que se utiliza como indicador de desarrollo económico.

Por ser Puerto Plata uno de los principales polos turísticos del país, encuentro de suma importancia analizar el riesgo sísmico del área turístico-residencial de Maimón-Cofresí. Estos proyectos turísticos residenciales se encuentran situados al oeste de Puerto Plata, bordeados por una playa protegida por arrecifes coralinos y una vegetación exuberante. Los códigos de construcciones son un arma poderosa para mitigar los daños que pudieran producirse en las edificaciones y obras civiles de un país, sobre todo cuando se produce un evento natural importante, como pudieran ser un huracán o un terremoto. En agosto del año 2011 entró en vigencia el nuevo Código Sísmico de la República Dominicana, el presente reglamento establece los requisitos mínimos que se deberán cumplir en el análisis y diseño sísmico de todas las estructuras que se erigirán en el territorio nacional, para resistir los efectos de movimiento sísmico, de tal forma que la estructura se mantenga estable, garantizando principalmente la seguridad humana. A los efectos del reglamento, nuestra isla fue dividida en dos zonas, de acuerdo a los niveles de aceleración sísmica espectral de referencia, Zona I y la Zona II, enmarcando la provincia de Puerto Plata en la zona I, la cual es la zona de mayor riesgo sísmico del país. Nuestra zonificación sísmica tiene por objeto principal la obtención de informaciones sobre la intensidad máxima que puedan alcanzar eventualmente los sismos en las regiones de Maimón y Cofresi. Cuando realizamos un estudio más detallado de la zona de fundación, las aceleraciones reales esperadas según los extractos de suelos del área evaluada, y al mismo tiempo la velocidad de ondas de corte promedio aproximada del terreno esta nos ayuda a obtener unos resultados más certeros y a la vez podemos plantearnos un mejor esquema estructural de diseño, ya que conocemos datos mucho más amplios de nuestro suelo de fundación y zona de trabajo. La microzonificación distingue los resultados obtenidos respecto a los que nos ofrece nuestro código de análisis y diseño sísmico de nuestra República Dominicana.

CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL PROPÓSITO

Nuestro planeta tierra tiene un núcleo interior fundido e incandescente en el que los materiales son derretidos por las altísimas temperaturas, tienen muy baja densidad y eso les obliga a desplazarse hacia la superficie del planeta denominada corteza, pero en la medida en que se acercan a la superficie se encuentran con temperaturas inferiores a las del centro de la tierra, y como la primera Ley de la Termodinámica establece que el calor fluye del cuerpo más caliente hacia el más frío, hasta que se equilibra, eso enfría la masa ascendente y la hace tener una mayor densidad.

Cuando una masa de roca se enfría tiende a pesar más y vuelve a descender hacia el interior de la tierra, donde se calienta de nuevo, pesa menos, y tiende a volver hacia la superficie, en un interminable proceso repetitivo que se denomina ciclo de convección.

Cuando las corrientes de convección son convergentes, es decir, cuando se encuentran frontalmente, hacen que las masas de rocas superficiales choquen entre sí y formen montañas, cuando las corrientes de convección son divergentes, es decir, cuando se separan lateralmente, hacen que las masas de rocas se alejen entre sí y formen fosas, y cuando una masa de roca penetra de forma inclinada bajo otra masa de roca genera un frente de subducción que levanta sub-verticalmente la masa subyacente.

Esta particular dinámica del planeta tierra es responsable de que los continentes se desplacen permanentemente y de que cambien de forma a través del paso del tiempo geológico, es responsable de la creación de las grandes montañas y de muchos valles tectónicos, y es responsable de la emersión de extensos arrecifes coralinos que hoy definen las líneas costeras de muchos territorios insulares como el nuestro. Y a todo esto le llamamos dinámica de las placas tectónicas.

Pero todos los frentes de convergencia, de divergencia, o de subducción de nuestras placas tectónicas, además de modelar la superficie del planeta tierra, acumulan energía elástica, que constantemente es liberada súbitamente en forma de sacudida sísmica, de mayor o de menor intensidad, y esas sacudidas son las que percibimos en forma de terremotos o de temblores de tierra, respectivamente.

El planeta tierra se formó hace unos 4,567 millones de años, a partir de una gran explosión universal que concentró una densa masa de polvo y gases, originando un planeta cuyo núcleo interior está constituido por una masa fundida e incandescente, de minerales ferro magnesianos, cuya temperatura se estima en unos 4,000 a 5,000 grados Celsius. Los minerales derretidos, presentes en el núcleo de la tierra, pesan menos que los mismos minerales fríos, y eso les obliga a desplazarse hacia la superficie del planeta, pero en la medida en que se acercan a la superficie se enfrían, pesan más y tienden a volver hacia abajo, donde vuelven a calentarse y a pesar menos, y esto les hace volver hacia la superficie, formándose así una interminable corriente convectiva magmática que rompe la corteza terrestre en fragmentos denominados placas tectónicas, los que

se desplazan lateralmente, frontalmente o subverticalmente, a una velocidad promedio de 20 milímetros por año, (el movimiento más lento se produce en el Atlántico sur a 11 milímetros por año, mientras los movimientos más rápidos se producen en Chile y Australia a 74 milímetros por año) acumulando energía elástica en los tramos bloqueados de los planos de las fallas geológicas que separan las placas tectónicas, y cuando el empuje logra superar el límite de resistencia de la roca, el coeficiente de fricción o el bloqueo local, se produce una rotura súbita que libera ondas de compresión (P) y ondas de corte (S), capaces de viajar a través del subsuelo, estremecer fuertemente la superficie del terreno y destruir las edificaciones. Originalmente las sacudidas sísmicas eran medidas en una escala de intensidad relativa, muy subjetiva, definida por el sacerdote, geólogo y, vulcanólogo italiano Giuseppe Mercalli, la cual dependía de la respuesta de la gente y del comportamiento tic los objetos y las edificaciones, iba desde intensidad 1(sismo muy débil e imperceptible para la mayoría) hasta intensidad 12 (sismo catastrófico con destrucción total y pocos sobrevivientes), pero en el año 1935, el físico norteamericano Charles Richter, junte, al geofísico alemán Beno Gutenberg, desarrollaron y publicaron una escala logarítmica que mide la magnitud de un sismo a partir de la amplitud máxima (en milímetros) de las ondas sísmicas registradas en un sismograma, y a partir de la diferencia entre los tiempos de llegadas (en segundos) de las ondas primarias de compresión (P) y las ondas secundarias de corte (S). M = LogA + 3 Log (8∆t)-2.72

De esa forma un terremoto de magnitud 8 es diez veces más fuerte que uno de magnitud 7, cien veces más fuerte que uno de magnitud 6 y mil veces más fuerte que uno de magnitud 5, y aunque por cada unidad de incremento en magnitud, la sacudida sísmica es 10 veces mayor, la energía liberada es 31.62 veces mayor (10^1.5 = 31.62), porque el logaritmo de la energía (Log E) es proporcional a 1.5 veces la magnitud (M). Un sismo de magnitud 7.0 equivale a 31.62 millones de toneladas de dinamita (TNT). E=(31.62"7.0)/1000=31,622,776.

Figura 1. Diagrama de Ondas Generadas por Movimiento Telúrico.

La República Dominicana se encuentra en el borde de interacción entre la placa tectónica de Norteamérica, donde se encuentra Cuba, Estados Unidos, Canadá, y la placa tectónica del Caribe, donde se encuentran Jamaica, La Hispaniola, Puerto Rico, las Antillas Menores y el borde norte de Suramérica, y este borde, que constituye un frente de subducción porque la placa de Norteamérica penetra por debajo de la placa del Caribe y la levanta, pasa a unos 10 a 15 kilómetros al norte de Monte Cristi, Puerto Plata y de Río San Juan.

La ciudad de San Felipe de Puerto Plata se encuentra localizada en una de las zonas de más alto riesgo sísmico de la isla de Santo Domingo, pues la circundan dos importantes fallas geológicas activas: La Falla Septentrional y la Falla de Camú, como se observa en la Figura 1.

Figura 2. Mapa topográfico de la placa de la región Caribeña, basada en la información del GEOSAT (Smith & Sandwell, 1997). Se muestra la localidad de Puerto Plata. http://easd.geosc.uh.edu/mann/caribbean/images/topo_big.htm

En 1974 la ciudad de Puerto Plata fue escogida por sus características costeras como polo turístico mediante decreto presidencial. Como parte del programa de acondicionamiento de Puerto Plata con fines turísticos se mejoró la infraestructura del centro histórico como el acueducto, se construyó el malecón, se arreglaron calles y contenes, se restauró el Fuerte de San Felipe, y se construyó el funicular para subir a la loma Isabel de Torres.

La economía de Puerto Plata se sustenta principalmente en el turismo, la agricultura y la industria. Son sus principales zonas turísticas:

• Sosúa • Cabarete • Playa Dorada • San Felipe de Puerto Plata. (es.wikipedia.org, 2012).

Por ser este uno de los principales polos turísticos del país, encuentro de suma importancia analizar el riesgo sísmico del área turístico-residencial de Maimón-Cofresí. Estos proyectos turísticos residenciales se encuentran situados al oeste de Puerto Plata, bordeados por una playa protegida por arrecifes coralinos y una vegetación exuberante. La playa tiene aguas tranquilas y claras, cuenta con restaurantes, tiendas, supermercados, oficinas y todas las estructuras propias de un residencial turístico.

Nuestra isla se encuentra en una zona de alto riesgo sísmico por estar localizada en el borde de interacción entre las placas de Norteamérica y Caribe, cuyo historial de sismos muestra seis devastadores terremotos ocurridos en la costa norte en los años 1562, 1783, 1842, 1887, 1904 y 1946, así como un sismo de 6.5 grados en la escala de Richter, ocurrido el 22 de septiembre de 2003, el cual hizo colapsar importantes escuelas y edificaciones de la ciudad de Puerto Plata. En aquel momento las crónicas y opiniones de los testigos y conocedores iban en el sentido de que “Dios había metido su mano”, pues colapsaron bancos comerciales y escuelas que por la hora en que ocurrió el sismo se encontraban desocupadas. Cerca de 200 réplicas se registraron en el país posteriormente. Como hechos lamentables, este temblor provocó tres víctimas, dos por infarto y una aplastada por escombros de un hotel, además de severos daños a decenas de edificaciones. Hasta la ocurrencia del pasado movimiento telúrico, uno de los más desastrosos fue el sismo de 8.1 grados en la escala de Richter ocurrido el 4 de agosto de 1946 al noreste de Nagua, el cual generó un maremoto que asoló la comunidad de Matanzas. 1.1 Objetivos de la Investigación

1.1.1 Objetivo General El objetivo del estudio de la microzonificación sísmica es definir las amplificaciones locales de las ondas sísmicas, debidas a la interacción de estas con los sedimentos superficiales ubicados sobre la roca madre (bed rock). Para poder definir las amplificaciones locales, es necesario conocer la ubicación, los espesores y los valores de las características físicas (estáticas y dinámicas) de las diferentes unidades geológicas presentes en el área de estudio. Calcular la Velocidad de Ondas Sísmicas de Corte, para una de las zonas de mayor crecimiento inmobiliario y turístico de la ciudad de Puerto Plata, el proyecto residencial

y hotelero de Cofresi y Maimón, a partir de investigaciones realizadas, análisis de informaciones recopiladas y de eventos previos, a fin de obtener una primera aproximación sobre la respuesta dinámica de los suelos de esta zona ante un evento sísmico. Realizar un Diseño estructural en las dos zonas, utilizando los datos obtenidos y comparar los resultados entre sí y con los resultados probables utilizando nuestro código de análisis y diseño sísmico de la República dominicana. 1.1.2 Objetivos Específicos

1. Realizar un estudio de velocidad de ondas de corte en un segmento de las zonas en estudio.

2. Realizar una Microzonificación Sísmica en ambas zonas, Maimón y Cofresí, y confeccionar un Espectro de Diseño para cada una de las localidades evaluadas.

3. Elaborar un diseño estructural a una edificación haciendo una comparación de los resultados finales entre ambas localidades y comparándolas también con los resultados utilizando los datos dados por el reglamento nuestro código de análisis y diseño sísmico de nuestra República Dominicana.

1.2 Hipótesis de la Investigación Debido a la ubicación geográfica de la ciudad de Puerto Plata respecto a las condiciones geológicas de nuestra isla, entendemos que las aceleraciones sísmicas esperadas podrían diferir respecto a las especificadas por el Reglamento de Análisis y Diseño Sísmico del Ministerio de Obras Públicas y Comunicaciones, R-001, de la República Dominicana. Al realizar un estudio respecto a las velocidades de ondas de corte y una Microzonificación podemos obtener datos mucho más preciso los cuales nos brindan la oportunidad de conocer e interiorizar mas con el suelo de fundación para así poder brindar un mejor comportamiento sísmico de la edificación a construirse. 1.3 Problema de la Investigación

1.3.1 Planteamiento del Problema San Felipe de Puerto Plata, comúnmente llamada Puerto Plata, es una ciudad y capital de la provincia de Puerto Plata, en la República Dominicana. Es uno de los puertos comerciales más importantes del país. San Felipe de Puerto Plata es la cabecera municipal de la Provincia de Puerto Plata. Está ubicada entre la Loma Isabel de Torres y el Océano Atlántico. Es considerada una de las

ciudades más hermosas del país. La zona fue visitada por el Almirante Cristóbal Colón en su segundo viaje, en 1493, quien fundó la ciudad de La Isabela, nombrando como alcalde a uno de sus capitanes, Antonio de Torres -- de ahí probablemente el nombre de "Isabel de Torres". La actividad en la ciudad ha dependido de su ubicación entre el mar y las montañas. Se puede apreciar un verdor perenne y un clima de "eterna primavera", destacándose la belleza y majestuosa esbeltez de las palmas reales. Se le considera como una ciudad pintoresca, romántica, cultural, turística e histórica. Es una ciudad encantadora, de calles estrechas y paisaje marino; dotada de buenas vías de comunicación, hoteles de primera, tanto en el centro de la ciudad como en sus distintos complejos hoteleros; cuenta con el Aeropuerto Internacional "General Gregorio Luperón", un teleférico y un puerto de mucha actividad. Posee centros comerciales, culturales y deportivos, discotecas, heladerías, restaurantes, áreas de recreación, supermercados, cines, iglesias, bancos, industrias, Zona Franca, barrios residenciales y oficinas tanto públicas como privadas. En la ciudad se concentra aproximadamente la mitad de la población de la provincia; además, es el centro de la actividad gubernamental y económica, con funciones diversificadas entre el sector estatal, industrial, turístico, comercial, agropecuario y de servicios. Su clima es agradable y tropical, sin haber grandes diferencias entre las estaciones. La temperatura más calurosa se registra en los meses de agosto y septiembre, generalmente no pasando de 36º C. El sector construcción es uno los más dinámicos de la economía puertoplateña. La construcción es una industria que en 2009 produjo RD$937 millones (US$23,722 millones), equivalente al 5.9% del Producto Interno Bruto de la provincia; y genera entre 600 y 1,000 empleos directos que asciende a casi cuatro mil de empleos indirectos afectando a todos los estratos sociales. El dinamismo de este sector se manifiesta en el efecto multiplicador que desata en el resto de la economía de la provincia, tanto así que se utiliza como indicador de desarrollo económico. La construcción está principalmente enfocada en satisfacer la demanda habitacional en dos sectores: Urbano y Turístico. La demanda habitacional de primera vivienda, entiéndase el subsector urbano, se divide en tres nichos: Clase alta: concentra su demanda en viviendas de lujo. Forma el 6% de la población; se caracteriza por tener un alto poder adquisitivo que en la mayoría de los casos no necesitan financiación. Clase media-alta: demanda viviendas o apartamentos en los núcleos urbanos; se caracteriza por tener acceso al financiamiento.

Clase media-media, media-baja y baja: este sector carece de rentabilidad por lo cual su demanda es atendida por el Estado dominicano. Por el contrario, el sector turístico recibe su demanda de origen tanto nacional como internacional y está basado en la construcción de urbanizaciones privadas con casas unifamiliares, apartamentos, campos de golf, entre otros. Además, que también tiene un buen auge en la construcción de hoteles tipo resorts. En resumen, el sector construcción es un gran impulsor del desarrollo económico de la provincia de Puerto Plata. Existe una relación bien estrecha entre el comportamiento de esta actividad y el resto de la economía, tanto así que es utilizado como indicador de desarrollo económico por las entidades financieras públicas y privadas. A pesar de la merma que la crisis internacional ha tenido en el sector, particularmente en el renglón turístico, se espera una recuperación en acorde con un mejoramiento en el panorama económico internacional. Con más de un millón de personas dependiendo del sector para la generación de ingresos y el gran efecto multiplicador que el sector tiene en la economía por general, todo esto lo convierte en uno de los sectores más importantes de la República Dominicana. Regularmente antes del inicio de la construcción y previo al diseño estructural se manda a realizar un estudio geotécnico al terreno. Se procede a realizar cierta cantidad de exploraciones con un equipo manual de penetración, alcanzando un profundidad máxima de 5.50 metros. Las exploraciones se toman las muestras típicas, luego se procede a realizar una descripción visual y al tacto, luego son colocadas en un frasco de cristal, rotulado y cerrado herméticamente para así evitar cambios significativos en las características físicos-químicas de los suelos. A las muestras típicas se les realizan los análisis de laboratorio siguientes:

• Contenido natural de humedad (W), ASTM D-2216-71

• Límite Liquido (LL), ASTM D-423-60

• Límite Plástico (LP), ASTM D-424-59

• Límite de Contracción (LC), ASTM D-427-59

• Análisis Granulométrico, ASTM D-422-63

• Compresión Simple (qu), ASTM D-2166-66

• Expansión Libre (EL)

• Peso Unitario Seco (PU)

• Clasificación según Sistema Unificado

• Esfuerzo Admisible del Terreno (Qa) Se verificarán luego las fallas geológicas locales que pueden estar asociadas con una actividad y ser posibles epicentros y causas de los movimientos sismológicos en estas áreas. Con los datos obtenidos por el estudio de suelo, se procede a clasificar el mismo con los alineamientos establecidos por el Ministerio de Obras Públicas, con las

normativas recientes en especial la correspondiente a la clase del sitio, o sea el tipo de suelo y a su vez esta la asocia la velocidad de la onda de corte y respecto a la zona referenciada según el mapa sísmico observamos las aceleraciones espectrales para periodos cortos y periodos largos. Todos los datos ofrecidos por el reglamento del código de análisis y diseño sísmico de nuestro país, son datos generales los cuales son buenas aproximaciones. Estos, pueden ser mejorados si conocemos más detalladamente las condiciones geológicas del segmento de suelo a utilizarse en la fundación de la edificación. Así podemos garantizar un mejor comportamiento sísmico de nuestras estructuras. 1.3.2 Formulación del Problema Las aceleraciones espectrales máximas esperadas según el reglamento de código de análisis y diseño sísmico de la República Dominicana están acorde con la realidad sísmica de la ciudad de Puerto Plata. 1.3.3 Sistematización del Problema Para fines del Reglamento de Análisis y Diseño Sísmico del Ministerio de Obras Públicas y Comunicaciones, R-001, la República Dominicana queda dividida en dos zonas, de acuerdo a sus niveles de aceleración sísmica espectral de referencia Ss, para un período de retorno equivalente a 2,475 años, con una probabilidad de excedencia de un 2%, esto en 50 años. Nuestra ciudad de Puerto Plata fue ubicada en la Zona I, considerada como la zona de mas alta sismicidad donde Ss es mayor a 0.95g. De acuerdo a la zonificación sísmica establecida en el artículo 8 del Reglamento del Ministerio de Obras Pública, los valores de aceleración espectral de referencia para períodos cortos (Ss) serán iguales a 1.55g y para periodos largos S1 a 0.75g. ¿Son demasiados conservadores estos valores máximos de aceleración sísmica espectral asignados a la zona I de nuestro país, según nos establece el Reglamento de Análisis y Diseño Sísmico del Ministerio de Obras Públicas y Comunicaciones, R-001? 1.4 Justificación de la Investigación La ejecución de esta investigación bajo el título: Microzonificación Sísmica de la Ciudad de Puerto Plata es importante, ya que al conocer detalladamente la zona de fundación, las aceleraciones reales esperadas, y al mismo tiempo la velocidad de ondas de corte aproximada del terreno esta nos ayuda a considerar un mejor esquema estructural con fines de obtener mejores resultados de respuesta dinámica de la estructura ante un evento sísmico y a la vez proponer un esquema sismoresistente que resulte más

económico al cliente considerando la respuesta real aproximada del suelo de fundación de la edificación a construirse. Su importancia radica en que podríamos obtener un espectro de diseño y a la vez clasificar una designación de mejor parámetro del que nos arroja la tabla de los Reglamentos de Análisis y Diseño del Ministerio de Obras Públicas y Edificación de la República Dominicana. Es muy importante identificar el tipo de suelo según el Reglamento de Obras Públicas, pero si conocemos el valor aproximado real de las velocidades de ondas de corte, podríamos encasillar nuestro suelo en estudio en una clasificación superior que nos permita obtener una reducción en las aceleraciones espectrales de referencia para periodos cortos y periodos largos. 1.5 Alcance y Limitación La investigación tendrá un alcance exploratorio, porque busca examinar un tema o problema de investigación poco estudiado, del cual se tienen muchas dudas y no se había abordado antes. Al momento de indagar sobre el tema a estudiar, nos expresaron la poca existencia de informaciones al respecto.

CAPITULO II. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 2.1 Tipo de Investigación La presente investigación es de tipo exploratoria. Como su nombre lo indica, con este modelo se efectúa sobre un tema u objeto desconocido o poco estudiado, por lo que sus resultados constituyen una visión aproximada de dicho objeto, es decir un nivel superficial de conocimiento. Este tipo de investigación no intenta dar explicación respecto del problema, sino sólo recoger e identificar antecedentes generales, números y cuantificaciones, temas y tópicos respecto del problema investigado, sugerencias de aspectos relacionados que deberían examinarse en profundidad en futuras investigaciones. 2.2 Método Utilizado Para satisfacer las interrogantes de la investigación, esta exploración utiliza varios tipos de métodos, entre ellos tenemos el Método Directo, que consiste en la observación y recolección de datos por su propia iniciativa en la fuente primaria, también utilizamos el Método Específico, que es aquel en el que se utilizan dentro del proceso de investigación científica y por último utilizaremos el método de observación directa, este capta los comportamientos de fenómenos en condiciones naturales en el momento que producen. 2.3 Técnicas de Recolección de Datos Tomando en consideración esta investigación, la técnica para la recolección de datos e información que se ha establecido es través del método directo, mediante la recepción de datos brindados por medio de análisis o ensayos directos en el campo a estudiar o ya sea también de artículos escritos con relación al tema. 2.4 Descripción y Validación del Instrumento El instrumento a utilizar en esta investigación es el estudio directo en el campo de trabajo, porque a través del mismo se obtendrá un resultado más completo que pueda llenar las expectativas a través del estudio a llevar cabo, con resultados que van a satisfacer varias vertientes. Los resultados del estudio de campo, velocidad de ondas de corte, serán combinados con derivaciones reales de histogramas de sismos ocurridos en otros lugares con estratigrafía del subsuelo similares a las existente en la zona, lo cual nos ayudará a

validar estos resultados de las aceleraciones sísmicas espectrales esperadas en las zonas de estudio. 2.5 Plan de Análisis El trabajo se abordará a través de la recopilación de datos, lo primero es investigar la estratigrafía del subsuelo a fin de localizar posibles fallas, la profundidad al lecho de roca del subsuelo y la dinámica de distribución estratigráfica del suelo en las zonas de Maimón y Cofresí. Para cada zona a evaluar habrá de realizarse tres estudios de refracción convencionales para medir la velocidad de la onda compresional (Vp), y un análisis de superficie Multi Ondas encuesta (MASW) para medir la velocidad del subsuelo de onda de corte (Vs). Además realizaremos, posterior a estos resultados, un estudio de microzonificación sísmicas para ambas zonas. Esto consiste en la identificación y caracterización de unidades litológicas, generalmente suelos cuyas respuesta dinámica frente a terremotos son semejantes. Para nuestro caso determinaremos la aceleración máxima espectral posible para cada zona y este resultado lo compararemos con el proporcionado por el reglamento de análisis y diseño sísmico de la República Dominicana, R-001. Al final esta comparación será traducida por medio de un diseño estructural realizado a una edificación. 2.6 Universo y Muestra El universo es la población en estudio, la cual en esta investigación está compuesta por dos zonas a evaluar, Maimón y Cofresí. Para ambas zonas compararemos los resultados a través de un diseño estructural a una edificación, y a la vez cotejaremos los mismos respecto al diseño de la edificación utilizando posteriormente los datos dictados por el Reglamento de Análisis y Diseño Sísmico de la República Dominicana, R-001.

CAPÍTULO III. CONDICIONES GEOLOGICAS Y TECTÓNICAS EXISTENTES EN SANTO DOMINGO En lo adelante explicaremos el significado y la importancia de realizar un estudio de microzonificación sísmica y a su vez los diferentes métodos existentes para analizar la respuesta sísmica con fines de una microzonificación. Más adelante tenemos una breve reseña del Marco Tectónico del área del Caribe, así también sobre la Geología-Estratigrafía de Isla Hispaniola (República Dominicana y Haití). Luego describiremos las diferentes fallas geológicas las cuales afectan nuestra isla, se procederá posteriormente a explicar la metodología utilizada para definir el modelo probabilístico de generación de eventos sísmicos, comentaremos un breve registro histórico, desde el 1906 hasta el 2012, referente a los mayores e importantes eventos telúricos ocurridos en la isla, veremos un catalogo sísmico de nuestro país, finalizando con una reseña sobre como los efectos sísmicos se aminoran respecto a su distancia al epicentro, lo cual es debido a la absorción de la energía elástica por el medio a través del cual se propagan las ondas y al aumento geométrico del área donde estas ondas se distribuyen, todo esto bajo el título de leyes de atenuación. 3.1 Microzonificación Sísmica Los estudios de microzonificación sísmicas consisten en la identificación y caracterización de unidades litológicas, generalmente suelos cuyas respuesta dinámica frente a terremotos son semejantes. Además de estas unidades se incluyen los efectos inducidos (fallas, licuefacción, entre otros) y se valora su peligrosidad. Los mapas resultantes, o mapas de microzonación, se presentan en una base cartográfica útil para fines de edificación y planificación urbana. Las escalas utilizadas suelen estar comprendidas entre 1/15,000 y 1/5,000, aunque pueden variar en función del grado de detalle requerido e información disponible. Los aspectos más significativos a estudiar en los estudios de microzonificación son los siguientes:

• Propiedades geotécnicas de los suelos, espesor, densidad, velocidad de ondas transversales, módulo de rigidez, resistencia, SPT, CPT, profundidad del nivel freático, etc.

• Susceptibilidad frente a la licuefacción, deslizamiento y roturas superficiales por fallas

• Condiciones topográficas que puedan amplificar la respuesta sísmica.

• Peligrosidad frente a tsunamis en zonas costeras.

Existen varios métodos para analizar la respuesta sísmica con fines de microzonificación. En los denominados métodos directos se analiza la señala sísmica registrada en un acelerograma procedente de un terremoto ocurrido en la zona, o de una gran vibración generada artificialmente. Cuando no se dispone de este tipo de información se puede partir de un acelerograma característico del terremoto de diseño y se simula la

respuesta sísmica de cada tipo de suelo presente en la zona. Los resultados de los estudios de microzonificación se presentan en mapas en los que muestran líneas de iso-valores o unidades cartográficas, cuya respuesta sísmica es semejante en un período de retorno determinado. 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. Figura 3. Mapa de las diferentes fallas que atraviesan la isla de Santo Domingo. El terremoto ocurrido en Puerto Plata el año 2003, 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. Según los sismólogos, la zonificación puede realizarse mediante métodos directos e indirectos. Los métodos directos consisten en el registro mediante una red de sismógrafos de los terremotos producidos en un área; hay que tener en cuenta factores de amplificación local y asignar un área de influencia a cada estación. El problema de estos métodos es que son caros y normalmente no se registra un terremoto destructivo (intensidad mayor que 7), con la cual no se conocerá la respuesta del terreno a un evento fuerte. Los métodos indirectos se basan en la modelización de los factores que

intervienen en la peligrosidad sísmica. Los datos se extraen de ensayos in situ o en laboratorio sobre las características dinámica del suelo. Estos datos pueden también ser extraídos del comportamiento del suelo en zonas donde se han producido terremotos de gran magnitud. La zonificación sísmica tiene por objeto principal la obtención de informaciones sobre la intensidad máxima que puedan alcanzar eventualmente los sismos en una región determinada. La necesidad de la zonificación sísmica surge de las necesidades de la economía del pueblo. Las casas de vivienda y las obras industriales se deben edificar de modo que los sismos no alteren su funcionamiento normal.

Figura 4. Zonas de alta y mediana sismicidad en República Dominicana.

El objetivo del estudio de microzonificación es definir las amplificaciones locales de las ondas sísmicas, debidas a la interacción de estas con los sedimentos superficiales ubicados sobre la roca madre (bed rock). 3.2 Antecedentes Sísmicos de la Isla de Santo Domingo

• 1562: Un fuerte sismo destruye las ciudades de Santiago y La vega, ocasionando grandes daños a la ciudad de Puerto Plata.

• 1614: Un terremoto dañó seriamente a Santo Domingo. Hubo réplicas por 42 días.

• 1673: Un fuerte sismo sacude la ciudad de Santo Domingo, mueren 24 personas y la ciudad queda en ruinas, se sintieron réplicas por 40 días.

• 1691: Sismo de magnitud de 10 grados en escala de Richter, destruyó Azua y provoca grandes daños en Santo Domingo.

• 1751: Azua fue destruida por un sismo de magnitud de 10 grados en escala de Richter, deja en ruinas El Seibo, daños en Santo Domingo, Puerto Príncipe y en Croix-des-Bouquets en Haití, también se produjo un maremoto, este sismo afectó todo el sur de la isla.

• 1761: Sismo sentido en todo el sur Azua, la que deja de nuevo destruida, provoca daños en Neiba, San Juan; se sintió en La Vega, Santiago y Cotuí.

• 1842: Catástrofe en toda la isla, maremoto en las costas del norte, 5,000 a 6,000 muertos en Haití, destruidas Santiago, Cabo Haitiano y Mole Saint-Nicolás, muchos edificios destruidos en Santo Domingo.

• 1897: Sismo advertido en Santiago, Guayubín, Guanábano-abajo, Altamira, Navarrete. Dejó en ruinas la Catedral y Palacio de Gobierno, provocó roturas del cable submarino de Puerto Plata y el deslizamiento en las montañas al norte de Santiago.

• 1911: Sismo de magnitud de 7 grados escala Richter afecta la parte sur de la cordillera central y a San Juan de la Maguana.

• 1946: Sismo de magnitud 8.1 en el nordeste del país produjo daños en todo el país, causó maremoto en la costa norte del país, en la provincia de Nagua, y borró así la población pesquera de Matancitas, este fue uno de los sismos mayores del siglo XX. Ocasionó graves daños en Matanza, del municipio de Nagua. También produjo daños en Sabana de la Mar, San Francisco y Moca.

• 1962: Sismo de 6.5 grados se sintió en toda la isla, afectando mayormente en Ocoa.

• 1984: Sismo de 6.4 grados ocurre al sureste de Santo Domingo se sintió casi en todo el país. Ver Figura 2. Su epicentro tuvo lugar al sureste de Ocoa, en la latitud 18.3 y longitud de 70.4. El temblor generó unas 12 réplicas, la última de ellas a las 9:25 de la mañana, de 3.3 grados.

• 2003: Se registra un sismo en el noroeste de República Dominicana, cerca de la ciudad de Puerto Plata. El evento tuvo una magnitud de 6.4 grados en la escala sismológica de magnitud de momento y duró aproximadamente unos 45 segundos. Derrumbó edificios gubernamentales y escuelas, (Ver Figura 6).

• 2008: Un sismo de 5,3 grados magnitud sacude República Dominicana. El temblor se sintió en edificios e infraestructuras del país y, en particular, de la capital, Santo Domingo. El terremoto se registró a las 1:00 de la tarde a 113 kilómetros de profundidad. Su epicentro estaba situado a 63 kilómetros al Noreste de Santo Domingo, a 16 kilómetros al Noroeste de Consuelo, a 16 kilómetros al Suroeste de Hato Mayor y a 26 kilómetros al Noroeste de San Pedro de Macorís.

• 2010: Un sismo de 7.0 grados en la escala de Richter tuvo su epicentro a 15 kilómetros de Puerto Príncipe, la capital de Haití. Se registraron numerosas réplicas, siendo las más fuertes las de 5.9, 5.5 y 5.1 grados. Este terremoto fue el más fuerte registrado en la zona desde el acontecido en 1770. El sismo fue perceptible en países cercanos como Cuba, Jamaica y República Dominicana, donde provocó temor y evacuaciones preventivas. Los efectos causados sobre este país, el más pobre de América Latina, fueron devastadores. Los cuerpos recuperados al 25 de enero superaban los 150,000, calculándose que el número de muertos excedió los 200,000.00, (Ver Figura 7).

• 2011: Un sismo de 5.0 grados en escala Richter se sintió sobre el territorio dominicano. El movimiento telúrico se produjo a 89 kilómetros al Este-Noreste de la provincia La Altagracia, y su hipocentro fue localizado a 33.7 kilómetros de profundidad.

• 2012: Un sismo de 5.3 grados en la escala de Richter con epicentro en la provincia de Ocoa al oeste de Santo Domingo, a una profundidad de 10 kilómetros se sintió en casi todo el país.

Figura 5. Ubicación del sismo de 6.4 en Ocoa, al sureste de Santo Domingo.

3.3 Factores que Dependen los Daños Provocados por un Sismo

• La magnitud del sismo: Mientras mayor sea la magnitud del sismo, mayor será la sacudida sísmica, mayor será la cantidad de energía elástica liberada y mayor será el riesgo de destrucción de las estructuras vecinas construidas sobre suelos flexibles de mala calidad.

• La ubicación del epicentro del sismo: Mientras más cerca esté ubicado el epicentro del sismo, mayor será la probabilidad de daños a las estructuras construidas sobre suelos arcillosos y arenosos, porque la energía liberada por el sismo se atenúa con la distancia recorrida por las ondas sísmicas, aunque las ondas sísmicas que viajan a través de las rocas pueden amplificarse al llegar a zonas de suelos blandos y producir grandes destrucciones a cientos de kilómetros de distancia, como el caso de Ciudad de México, en 1985, cuyo epicentro estuvo a 330 kilómetros al noroeste de la ciudad y hubo una gran destrucción de las edificaciones construidas sobre los suelos blandos del antiguo pantano.

• La ubicación del hipocentro: La posición del hipocentro, es decir, el punto donde se produjo la ruptura a lo largo de la falla geológica activa, incide en el nivel de daños provocados a las estructuras, ya que mientras más superficial es el sismo mayor será la cantidad de energía que llega a la superficie y mayor será el nivel de daños en las estructuras vecinas, y mientras más profundo esté ubicado el hipocentro menor será el nivel de daños a las estructuras fruto de la atenuación de las ondas elásticas de cizallamiento.

• La direccionalidad de la falla geológica: La dirección de la falla geológica permite que una parte importante de la energía elástica liberada por el sismo viaje preferencialmente a lo largo del plano de la falla geológica responsable del sismo, afectando mayormente a las estructuras vecinas al plano de la falla, ya que el alto nivel de fracturamiento a lo largo del eje de la falla geológica permite que las ondas sísmicas de cizallamiento (Vs) viajen muy lentamente a lo largo de las rocas fracturadas y suelos vecinos, lo que produce amplificación de esas ondas sísmicas y mayores daños a las estructuras vecinas.

• El tipo de roca o suelo: las rocas rígidas y los suelos flexibles tienen comportamientos muy diferentes cuando las ondas sísmicas de cizallamiento viajan a través del subsuelo, ya que en las rocas rígidas las ondas sísmicas de cizallamiento (Vs) viajan muy rápidamente con muy baja amplitud, mientras en los suelos flexibles las mismas ondas sísmicas de cizallamiento viajan muy lentamente, se amplifican y el suelo vibra largo rato haciendo colapsar muchas estructuras mal construidas. De ahí que el principal responsable del comportamiento sísmico de una estructura es la roca o el suelo del emplazamiento, de forma tal que estructuras malas, construidas sobre rocas

buenas, como pasó en Haití, se comportan sísmicamente bien, pero estructuras aparentemente buenas, sin criterios de sismo resistencia, se comportan sísmicamente mal cuando están construidas sobre suelos flexibles, como pasó en Haití.

• Las características de las estructuras: el segundo responsable del comportamiento sísmico de una estructura es la propia estructura, ya que una estructura levantada sobre un suelo flexible de mal comportamiento sísmico debe ser construida atendiendo al mal comportamiento sísmico del suelo, y bajo ninguna circunstancia las construcciones levantadas sobre suelos flexibles deben ser estructuralmente similares a las estructuras levantadas sobre rocas rígidas de buen comportamiento sísmico. Al construir sobre suelos flexibles se deben evitar las edificaciones altas, las columnas aisladas susceptibles a esfuerzos cortantes y que producen efectos de pisos suaves, las columnas cortas, las columnas muy esbeltas que soportan gruesas losas de techo, las excentricidades del edificio, los cambios de rigidez entre diferentes áreas o entre diferentes niveles de pisos, los vuelos largos, las zapatas aisladas, los muros frágiles, los insuficientes refuerzos de acero, la mala distribución del refuerzo de acero, la mala articulación del refuerzo de acero, la mala calidad del concreto, el vaciado del concreto en diferentes fechas para un mismo elemento estructural, etc. Las estructuras construidas sobre suelos flexibles y que muestren algunas de estas vulnerabilidades deben ser reforzadas para que sean sismo resistentes.

• La licuefacción de las arenas sueltas: Las arenas sueltas, saturadas de agua, tienden a sufrir un efecto de licuefacción al momento de ser atravesadas por las ondas sísmicas, ya que las ondas sísmicas comprimen las arenas, expulsan el agua intersticial, se pierde una parte del volumen ocupado por el agua, y el edificio construido sobre esas arenas se hunde parcialmente o se vuelca. En estos casos lo recomendable no es el reforzamiento de la estructura porque ello no resuelve el problema del suelo, sino el mejoramiento de las condiciones del suelo, mediante la remoción del horizonte arenoso de mal comportamiento sísmico, o mediante la inyección de una lechada de cemento de rápido fraguado bajo agua, previo a la construcción de la obra. Cuando un ensayo de refracción sísmica sobre estas arenas muestra un efecto de hidro P, es decir, una velocidad de ondas P del orden de 1,550 m/seg., ello sugiere que las ondas P han viajado a través del agua y no a través de la arena, lo que obliga a tener cuidado en la construcción de la obra.

• La tixotropía de algunas arcillas: algunas arcillas saturadas de agua tienen la particularidad de comportarse casi como un líquido al momento de una fuerte sacudida sísmica, en un denominado efecto de tixotropía, el cual puede hacer colapsar la estructura durante un terremoto, colapso que no se debe a una mala calidad de la estructura, sino a una mala respuesta del suelo arcilloso con tendencia a la tixotropía. En las zonas de riesgo sísmico, las arcillas tixotrópicas

deben ser removidas antes de una construcción para evitar el alto riesgo de colapso al momento de un sismo de gran magnitud.

3.4 Historia Código Sísmico de la República Dominicana Los códigos de construcciones son un arma poderosa para mitigar los daños que pudieran producirse en las edificaciones y obras civiles de un país, sobre cuando se produce un evento natural importante, como pudieran ser un huracán o un terremoto. Por tal motivo se hace imprescindible que cada país posea un cuerpo de reglamentos que garanticen a los ciudadanos el usufructo de todas las obras construidas, además de garantizar las inversiones en el tiempo para que puedan cumplir su periodo útil de existencia. Cuando ocurre un Huracán o Terremoto de importancia, si no sé está debidamente preparado, las pérdidas económicas sin contar las de vidas, pudieran generar un colapso económico de difícil recuperación, sobre todo para economías frágiles como las de nuestros países latinoamericanos.

Figura 6. Edificios afectados por los efectos del sismo del 2003, en Puerto Plata.

Figura 7. Edificaciones afectadas por el sismo de 7.0 grados, en Puerto Príncipe, capital de Haití, en Enero del 2010.

La primera vez que en la República Dominicana tuvo un código de construcción fue a partir del año de 1931 cuando se promulgo la Ley No. 142, inmediatamente después de la ocurrencia del Huracán San Zenón, que obligaba a obtener una Licencia de Construcción. En el año 1944 fue derogada esta Ley y promulgada su sustitución la Ley No. 675 sobre Construcción y Ornato Público. Esta Ley tenía los lineamientos básicos para el diseño de las estructuras tomando en cuenta características arquitectónicas y estructurales; en esta se consideraba el viento (huracanes) como única acción accidental. En julio del año 1982 se crea por la Ley No. 687 el Sistema de Reglamentaciones Técnicas de la Ingeniería, la Arquitectura y Ramas Afines, bajo la dependencia de la Secretaria de Estado de Obras Públicas y Comunicaciones (SEOPC), quien es la encargada de crear las Reglamentaciones Técnicas, las cuáles deben ser aprobadas por la Comisión Nacional Reglamentos Técnicos de la Ingeniería, la Arquitectura y Ramas Afines (CONARTIA), presidida por el Secretario de Estado de Obras Públicas y Comunicaciones; esta Comisión está integrada por varias Secretarías de Estado, Instituciones Autónomas, Sector Comercial y Sociedades sin fines de Lucro. Las Reglamentaciones al final son oficializadas por el Poder Ejecutivo. En el año 1979 la SEOPC crea el Departamento de Normas, Reglamentos y Sistemas (DNRS), el cual tenía por objeto la producción de los Reglamentos Técnicos para Proyectos de Ingeniería y Arquitectura, este Departamento produjo una serie de Manuales y Boletines de Diseño, que fueron publicados antes de la creación del actual Sistema de Reglamentación Técnica. Con el advenimiento de la DGRS (básicamente el antiguo DNRS), muchos de los manuales y boletines fueron editados nuevamente y otros modificados actualizándolos.

Estos manuales y boletines aunque han sido aprobados por CONARTIA no fueron promulgados por el Poder Ejecutivo, aunque son de uso obligatorio por los Profesionales de la Ingeniería, ya que los proyectos necesitan de una Licencia de Construcción para su ejecución, siendo esta expedida por el Departamento de Tramitación de Planos de la SEOPC, departamento que obliga la aplicación de estos manuales y boletines, así como también el Departamento de Inspección de la misma Secretaría. El listado de estos manuales y boletines es como sigue:

• No. 4/79 Medidas de control para la instalación de Casilleros de Correos en Edificaciones.

• No. 9/80 Recomendaciones Provisionales para el Análisis por Viento de Estructuras.

• No. 10/80 Recomendaciones Provisionales para el Análisis de Estructuras de Mampostería.

• No. 11/81 Requisitos Mínimos Provisionales para Estudios Geotécnicos en Edificaciones.

• No. 16/86 Recomendaciones Provisionales para la Ventilación Natural en Edificaciones.

• M-001 Recomendaciones Provisionales para el Análisis Sísmico de Estructuras.

• M-002 Reglamento para Estacionamiento Vehicular en Edificaciones (2da. Edición 1990).

• M-003 Reglamento para Instalaciones Eléctricas en Edificaciones (2da. Edición 1990).

• M-004 Manual de Inspección y Supervisión de Edificaciones.

• M-005Reglamento para Dibujo de Planos en Proyectos de Edificaciones.

• M-006 Recomendaciones Provisionales para el Análisis Sísmico de Estructuras. Estructuras. Ejemplos de Aplicación.

• M-007 Reglamento para Proyectar sin Barreras Arquitectónicas (2da. Edición, 1992).

• M-008 Reglamentaciones para Instalaciones Sanitarias en Edificaciones.

• M-009 Especificaciones Generales para la Construcción de Edificaciones.

• M-010 Recomendaciones Provisionales para Instalaciones Eléctricas en Edificaciones. Parte 2

• M-011 Criterios Básicos para el Estudio Geotécnico de Carreteras.

• M-012 Criterios Básicos para el Diseño Geométrico de Carretera.

• M-013 Instrucciones para Presentación de Propuestas de Estudios y Proyectos de Carreteras.

• M-014 Especificaciones Generales para la Construcción de Carreteras.

• M-015 Efectos P∆ en la Respuesta Sísmica No Lineal (PT1).

• M-016 Recomendaciones Provisionales para Espacios Mínimos en la Vivienda Urbana.

• M-017 Recomendaciones Provisionales para Presentación de Proyectos Viales.

• M-018 Diseño a Flexocompresión de Muros de Hormigón Armado. Secciones Rectangulares, L y C (PT2).

• M-019 Recomendaciones Provisionales para Diseño y Construcción de Sistemas de Drenaje de Carreteras.

• M-020 Manual Ambiental para Diseño y Construcción de Proyectos Viales.

• M-021 Reglamento No. 346/98. Sometimiento de Proyectos de Edificios y su Inspección Durante la Construcción.

• M-022 Reglamento No. 347/98. Diseño y Construcción de Subestaciones de media a Baja Tensión

Se suponía que estos manuales y boletines debieron ser integrados para que en su conjunto más otros que faltaban, constituyeran el Reglamento General de Construcción del país, sin embargo faltó una labor de conciliar estos documentos entre sí para poder formar un solo reglamento Integrado, además de que ninguno de estos documentos en forma individual fue promulgado por el Poder Ejecutivo, manteniendo por tanto su carácter de provisionalidad. En el año 2002 con fondos provenientes del Préstamo para las Reconstrucción de Instalaciones por los efectos del Huracán Georges, el Secretariado Técnico de la Presidencia después de realizado un Concurso Internacional se contrato al Consorcio formado por la Compañía Consulting Engineers Parnership LTD de Barbados y el Grupo GE2 de INTEC, para hacer el Reglamento General de Edificaciones, así como también los estudios de vulnerabilidad de algunas instalaciones esenciales, del país, como son: Hospital Cabral y Báez y Cuartel de Bomberos en Santiago, Hospital Robert Reid Cabral y el Alcázar de Colon en Santo Domingo, etc. Este nuevo Reglamento General de Edificaciones, fue sometido a una revisión por parte de Consultores contratados por la SEOPC y luego de depurado conjuntamente con el Consorcio. Después se sometió a encuesta pública para su aprobación y puesta en vigencia; a partir de este momento se realizó la divulgación dentro de la comunidad técnica por parte de los Contratistas. SODOSISMICA, Sociedad Dominicana de Sismología e Ingeniería Sísmica, es una Sociedad sin fines de lucro constituida en el año 1977, cuyo objetivo fundamental es crear en la conciencia de la sociedad dominicana la realidad sísmica en que vivimos, así como divulgar por todos los medios posibles como son: su boletín periódico, charlas, congresos, conferencias nacionales e internacionales, entre otros, todos los conocimientos técnicos que nos ayuden a mitigar los efectos de los sismos que indefectiblemente se producirán en nuestro país. SODOSISMICA es miembro de la Comisión Nacional de Normas y Reglamentos Técnicos (CONARTIA), Miembro de la Asociación Mundial de Ingeniería Sísmica, Miembro de la Red Latinoamericana de Centros de Ingeniería Sísmica (RELACIS) y de la Asociación Dominicana de Mitigación de Desastres (ADMD).

La asesoría que dio SODOSISMICA al MOPC, se refirió a la supervisión y revisión de toda la parte que tiene que ver con el fenómeno sísmico y los estudios de vulnerabilidad de las instalaciones que fueron anteriormente mencionadas; esto con relación al Reglamento sísmico está constituido por los capítulos 1, 2, 3 y 5. Podemos hacer algunas puntualizaciones para que se vean algunas diferencias entre las Recomendaciones Provisionales para el Análisis Sísmico de Estructuras (RPAS), las cuales estuvieron vigentes desde el año 1979 hasta el 2011.

• Las Curvas de isoaceleraciones obtenidas de un análisis de amenaza sísmica, con una probabilidad de excedencia de 10% en 50 años, equivalente a un período de retorno de 475 años de las RPAS, muestra que las aceleraciones máximas en la zona norte para un suelo Tipo D, por ejemplo Puerto Plata es de 0.64 g (g= gravedad), mientras que estas mismas curvas en las Normas 2012 muestran una aceleración para los mismos parámetros de 1.24 g, o sea un 51.61%. Hay que notar que las últimas investigaciones, han demostrado la posibilidad de que en la falla septentrional se pueda producir un sismo de hasta Magnitud 8, este evento con seguridad produciría aceleraciones mayores que las que propone la nueva norma.

• Haciendo como comprobación el análisis del mismo edificio con las RPAS y las del 2011, en la ciudad de Puerto Plata y Santo Domingo, para condiciones de suelo semejante, encontramos que los Espectros de Respuesta son mayores en las del 2011 a las RPAS para Períodos bajos de las edificaciones (edificios de 4 pisos o menores), sin embargo para períodos mayores a 0.6 seg. se invierte la relación. También es importante notar que si utilizan los factores de mayoración de cargas que especifican las RPAS, los valores de las RPAS son mucho mayores que las del 2011.

Bajo la necesidad de crear una base técnica que sea capaz de producir y diseñar edificios más seguros y, sobre todo, en aplicar excelentes técnicas para evaluar la capacidad de resistencia de las edificaciones existentes y proponer su reforzamiento , sobre todo en las llamadas edificaciones vitales como Hospitales, escuelas, edificaciones de asistencia como los bomberos, Defensa Civil, Cruz Roja que deben consolidar su seguridad por ser edificaciones que deben estar viables en caso de cualquier evento catastrófico. Por esto y demás el 24 de Marzo del año 2011 entra mediante el decreto 201 el Nuevo Reglamento para el Análisis y Diseño Sísmico de Estructuras de la República Dominicana. El 24 de marzo 2011 fue oficializado a través de la DGRS-SEOPC mediante el Decreto No.201-11, dictado por el presidente Dr. Leonel Fernández, el nuevo REGLAMENTO DOMINICANO PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO SÍSMICO DE ESTRUCTURAS el cual entró en vigencia a partir del día 1ero de agosto del mismo año.

Este reglamento sustituyó a los manuales Recomendaciones Provisionales para el Análisis Sísmico de Estructuras (del 1979) y Recomendaciones Provisionales Para el Análisis Sísmico de Estructuras –Ejemplos de Aplicación (del 1981). El propósito principal de este reglamento es que las construcciones que se erijan tomando en cuenta las recomendaciones contenidas en el reglamento puedan resistir los efectos de los movimientos sísmicos. El reglamento sismo resistente mejora el área de zonificación e identifica las áreas de mayor y menor sismicidad en el país, estableciendo parámetros para el diseño de estructuras de acuerdo a la zona. El nuevo reglamento aplica para la construcciones de grandes obras como presas, puentes, muros de contención, túneles, torres de transmisión eléctrica y de comunicaciones, estructuras para generación de energía renovables, estructuras marítimas fuera de las costas, puertos y muelles. Este reglamento forma parte del marco legal del Sistema de Reglamentaciones Técnicas que rigen el diseño y la construcción de obras públicas y privadas. El documento base fue preparado por la Sociedad Dominicana de Sismología e Ingeniería Sísmica (SODOSISMICA), a través del INTEC, entidad contratada para la elaboración de un Reglamento General de Edificaciones. Este reglamento forma una parte importante de un conjunto de documentos dirigidos a mejorar el Sistema de Reglamentación en nuestro País.

Este documento fue consensuado mediante un proceso de revisión interna y externa, donde participó una amplia representación de los profesionales y especialistas de nuestro país, a través de ornadas de vistas públicas convocadas por la Dirección General de Reglamentos y Sistemas (DGRS) del MOPC.

El Ministerio de Obras Públicas, a través de la Dirección General de Reglamentos y Sistemas, trabajo en el desarrollo de un plan de capacitación técnica, con el objetivo de que los profesionales interesados reciban los conceptos básicos necesarios para que la aplicación de este reglamento sismo resistente sea una realidad.

Este documento fue sometido a un proceso de consultas especiales en la cual participaron los expertos internacionales Vitelmo Bertero, de Argentina, PhD., Eduardo Fierro, PhD., de Perú, Bernardo Deschapelles, Ph.D., de Puerto Rico y el dominicano Guillermo Paniagua, PhD.

3.5 Marco Tectónico del área del Caribe

La Isla de la Hispaniola (República Dominicana y Haití) se encuentra localizada en el borde norte de la Placa del Caribe, zona de contacto con la Placa de Norteamérica (ver Figura 8).

La placa del Caribe es una placa relativamente pequeña que se originó entre el cretácico superior y el mioceno como consecuencia de la expansión de la corteza que separa las placas de Norteamérica y de Suramérica, siendo luego empujada hacia el este por efectos de la subducción de la corteza oceánica que conforma la placa de Cocos desde la parte occidental. Limita al norte y al este con la Placa de Norteamérica; al sur con la Placa de Suramérica y al oeste con la Placa de Cocos. El límite en la parte norte está definido por una gran zona de falla transcurrente sinestral que se extiende desde el bloque de Yucatán hasta las Antillas Menores y pasa entre la isla de Cuba y la Hispaniola.

En la parte este y noreste, la Placa de Norteamérica penetra por debajo de la Placa del Caribe definiendo una extensa zona de subducción que se caracteriza por profundas depresiones o fosas marinas, como son las de Caymán, La Hispaniola y la de Puerto Rico o fosa de Milwakee, y que es la responsable del origen del arco de islas que conforman las Antillas Menores. El límite sur tiene características de interacción transcurrente dextral en relación con la Placa de Suramérica. El límite occidental está marcado por una extensa zona de subducción al oeste del litoral de Centro América, donde la placa de Cocos penetra por debajo de la Placa del Caribe. (Dolan F.J., Mann et al. 1998).

Figura 8. Situación geotectónica de la Placa del Caribe (Mann, 1990-1998)

El movimiento de la Placa del Caribe con relación a la de Norteamérica es de unos 21~25 mm/año, de acuerdo a los resultados de las campañas de medición geodésica con sistema de posicionamiento global (GPS). (Dixon, Calais, et al., 1998, Calais et al. 2002) La isla de la Hispaniola que está localizada en el límite norte de la Placa del Caribe, forma parte de la zona de interacción de esta placa con la de Norteamérica. Dicha zona de interacción tiene entre 100 y 250 Km de ancho y tiene incidencia directa en las islas de la Hispaniola, Cuba, Jamaica y Puerto Rico, con una extensión de más de 2,000 Km, desde el arco de islas de las Antillas Menores hasta el arco de Centro América. Esta zona de contacto se caracteriza por una transición en el tipo de interacción entre las placas: pasa de un movimiento de subducción, característico de la parte este, en la zona del arco de isla de las Antillas Menores, a un movimiento transcurrente sinestral en la parte oeste, desde el este de Puerto Rico hasta Centro América, dando como resultado una convergencia oblicua entre ambas placas en la parte noreste. Este hecho le imprime características sismotectónicas especiales a esta zona y, por ende, repercute directamente en las Antillas Mayores, en especial en la Hispaniola. El análisis de los datos de GPS obtenidos en la República Dominicana entre 1994 y 2001, indican que la convergencia oblicua entre las placas del Caribe y de Norteamérica, se puede dividir en dos componentes: una de tipo de subducción inversa profunda y otra de transcurrencia sinestral. La componente de subducción es de 5.2 ± 2 mm/año y es absorbida por la Falla del Norte de la Hispaniola, definida par la fosa del mismo nombre, que discurre paralela al litoral norte de la isla. La componente transcurrente se descompone a su vez en 12.8 ± 2.5 mm/año que lo absorbe la Falla Septentrional en la parte norte de la isla, y 9.0 ± 9.0 mm/año que lo absorbe la Falla Enriquillo – Plantain Garden en la parte sur de la isla. (Calais et al. 2002). Dentro de la placa del Caribe se encuentran zonas de subducción locales que definen por igual fosas marinas y que están sometidas a grandes esfuerzos. Una de estas zonas de capital importancia para La Hispaniola y Puerto Rico es la Trinchera de Los Muertos, que se extiende desde el arco de las Antillas Menores al este de Puerto Rico, pasando al sur de esta isla y de La Hispaniola, en donde termina. A partir de entonces, una depresión menor empieza a curvarse hacia el norte sugiriendo una continuidad con la cuenca de Enriquillo.

3.6 Marco Tectónico-Estructural de la Hispaniola

La localización de la isla de la Hispaniola en el límite norte de la placa del Caribe, le imprime características tectónicas especiales, en la cual pueden distinguirse cuatro grandes bloques que dan la configuración morfotectónica actual de la isla. Estos bloques son, de norte a sur:

▪ Bloque Septentrional ▪ Bloque Cordillera Oriental-Central-Massif du Nord ▪ Bloque Neiba-Matheaux-M.Noires ▪ Bloque Bahoruco-Selle-La Hotte.

Dicha configuración guarda relación con las cuatro grandes fallas que acomodan los desplazamientos relativos entre las placas del Caribe y de Norteamérica, que son, de norte a sur:

▪ La Falla del Norte de la Hispaniola ▪ La Falla Septentrional ▪ La Falla Enriquillo – Plantain Garden ▪ La Trinchera de los Muertos

Sin embargo, aparte de estas fallas, dentro del territorio de la Hispaniola se encuentran varias fallas adicionales que guardan relación con estas cuatro. La mayor actividad tectónica en la actualidad geológica de la isla se concentra en el bloque Septentrional. Este bloque está formado por el valle del Cibao, la cordillera Septentrional, la península de Samaná, la Costa Atlántica y el talud insular del norte. Está compuesto por un basamento de rocas volcánicas del cretácico superior y por rocas sedimentarias carbonatadas del mioceno superior. El bloque está limitado al norte por la Falla del Norte de la Hispaniola, que marca el borde de interacción de subducción con la placa de Norteamérica. Dentro de este bloque se distinguen dos grandes fallas activas: La falla Septentrional y la falla de Camú, de las cuales se entiende que la falla Septentrional es la que absorbe en gran medida el movimiento transcurrente de interacción entre las placas del Caribe y Norteamérica en la parte norte de la isla. La Falla Norte de la Hispaniola es de buzamiento tendido hacia el sur, mientras que la Falla Septentrional es de buzamiento alto, posiblemente hacia el norte, definiendo así una gran cuña en la parte norte de la isla.

Figura 9. Diagrama de bloque esquemático donde se muestra la relación mecánica propuesta de fallas paralelas de corrimiento y de empuje en la convergencia oblicua y de partición de esfuerzo en el límite norte de la placa del Caribe en la región norte de la Hispaniola. Observando la Figura 9 vemos que el bloque número 1 muestra la dirección del movimiento relativo entre el terreno septentrional y el colgajo Atlántico que lo subduce a lo largo de la falla de empuje con buzamiento sur que marca la interface de las placas. El bloque número 2 muestra la dirección del movimiento relativo entre la parte principal de la Hispaniola (al sur de la falla septentrional-transcurrente sinestral) y el colgajo de subducción. Nótese que 2 es paralelo al vector de dirección de movimiento general entre la Hispaniola y la Placa de Norte América (Atlántica). Nótese también que 2 es subparalela al límite de placas, mientras que 1 tiene un ángulo mayor con el límite de placas debido a la partición del movimiento de corrimiento marginal hacia un movimiento lateral de la falla Septentrional. “Y” denota el ángulo entre el vector del movimiento local y normal al límite del frente del cinturón norte de deformación de la Hispaniola (Dolan & Mann, Special Paper 326, Geological Society of America, 1998). La falla Septentrional es perfectamente rastreable dentro del territorio dominicano desde la bahía de Manzanillo hasta el límite sur de la península de Samaná y marca claramente el límite sur de la cordillera Septentrional. Dada las dimensiones de esta falla y su condición de falla activa, la misma ha sido objeto de numerosos estudios geotectónicos por parte de diferentes científicos de distintas nacionalidades. Los estudios geológicos, geodésicos, sismológicos y paleosísmicos de la última década indican que la falla Septentrional, que pasa por debajo de los principales pueblos del Cibao, acomoda una deformación de 12.8 ± 2.5 mm/año, y que tiene una deformación acumulada de más de 5 metros desde su último desplazamiento. Ello la convierte en la falla activa más peligrosa de la isla, capaz de producir un deslizamiento lateral de 4 a 8

metros, lo cual podría resultar en un terremoto devastador para la zona norte-occidental de la isla, sintiéndose los efectos de este evento en toda la isla. Basado en la historia sísmica y en la presente actividad tectónica de la isla, es indiscutible que la región septentrional es la que presenta mayor amenaza sísmica, aunque con esto no sugerimos de ninguna manera que sea la única. El bloque Cordillera Oriental-Central-Massif du Nord está limitado al norte por el valle del Cibao y por la falla regional de la Hispaniola cuya actividad es incierta, y al sur por el valle de San Juan y la falla Los Pozos – San Juan. Este bloque está formado por rocas volcánicas e intrusivas, de cierto grado de metamorfismo, de edad cretácica. El bloque Neiba-Matheaux-M.Noires está limitado al norte por el valle de San Juan y al sur por la Hoya de Enriquillo, en donde se encuentra la Falla Enriquillo – Plantain Garden, que es una estructura de movimiento transcurrente sinestral que acomoda 9.0 ± 9.0 mm/año del movimiento relativo entre las placas del Caribe y de Norteamérica en la parte sur de la isla. La relación entre la Trinchera de Los Muertos y esta falla ha sido discutida por diferentes autores, estando en la actualidad en estado incierto. El bloque Bahoruco-Selle-La Hotte está formado por las rocas carbonatadas de la sierra de Bahoruco en el territorio dominicano y toda la península sur de Haití. Está limitado al norte por la Hoya de Enriquillo y su límite sur es incierto, mientras que hacia el este está limitado, aparentemente, por la dorsal de Beata. La interacción de la Trinchera de Los Muertos con este bloque es incierta. Si se acepta la teoría de la continuidad entre Los Muertos y la falla Enriquillo–Plantain Garden, entonces este bloque estaría limitado al norte por dichas estructuras y sería parte del plateau oceánico del Caribe. Ver Figura 9. 3.7 Geología-Estratigrafía de Isla Hispaniola (República Dominicana y Haití)

3.7.1 Arco Insular Cretácico – Eoceno

La Hispaniola ocupa un segmento norte-central de la cadena de arco insular Cretácico – Eoceno que se extiende desde Cuba hasta la costa norte de Suramérica, que ha estado inactivo desde su colisión con la Plataforma de Bahamas, en el Eoceno Temprano al Oligoceno Inferior. Varios investigadores han interpretado las rocas del arco insular como una cadena continua de arco volcánico que fue desarrollado en la Pacifico durante el Cretácico inferior y que se derivó hacia el oeste a la actual región del Caribe desde el Cretácico Superior y el Cenozoico Inferior (Malfait y Dinkelmant et al., 1972; Pindell y Barnet et al., 1990).

Figura 10. Marco tectónico estructural de la isla Hispaniola (modificado de calais, E., 2003). Esta cadena continua volcánica ha sido llamada ¨ El Gran Arco del Caribe ¨ (Burke et al., 1988). Todo el basamento de la isla Hispaniola está constituido por rocas metamórficas, rocas ígneas (volcánicas e intrusivas), relacionada con el arco insular. Las rocas ígneas y metamórficas de edad Cretácico-Eocénica formadas en el arco insular cubren el 30 % del área de la isla Hispaniola. Existen 16 afloramientos mayores o zonas que están asociadas con cadenas montañosas que poseen elevaciones entre 1 y 3 kilómetros, bordeadas con fallas, como puede observarse en la Figura 10. El mapa está basado en las compilaciones de mapas 1:50,000 de la República Dominicana y el mapa geológico de Haití a escala 1:1, 000,000 (Vilá y otros, 1983). Los números indican afloramientos de rocas Cretácico-Eoceno; 1, Península de Samaná; 2, Área de Río San Juan; 3, Área de Pedro García; 4, Área de Puerto Plata; 5, Área El Mamey; 6, Cordillera Oriental; 7, Cordillera Central; 8, Massif du Nord; 9, Isla Tortuga; 10, Massif du Nord-Ouest; 11, Chaine de Marmelade; 12, Montañas Negras; 13, Sierra de Neiba; 14, Sierra de Bahoruco; 15, Massif de la Selle; 16, Massif de la Hotte. Los afloramientos Cretácicos-Eocenos en la isla pueden ser divididos en cuatro grupos basado en sus afinidades tectónicas y de composición: A, Rocas sedimentarias, metamórficas e ígneas del Cretácico Temprano al Eoceno Medio del arco frontal y prisma acrecionario al norte de la Zona de Falla Río Grande y Arco Volcánico.

Figura 11. Afloramientos mayores o zonas asociadas con cadenas montañosas, bordeadas con fallas activas. Rocas del Basamento Cretácico-Eocénico en la Hispaniola (Mann P.; raperG. LewisJ., 1991). Las rocas metamórficas de esta área están caracterizadas por metamorfismo de esquistos azules; las rocas metamórficas del arco volcánico están caracterizadas por metamorfismo grado esquito verde/prehnita/pumpellyita y batolitos granitoides. Las rocas metamórficas pertenecientes al basamento Cretácico- Eocénico constituyen una franja principal con rumbo NW-SE, localizada en la parte central de la isla a lo largo de la Cordillera Central. Además, se encuentran en limitados afloramientos en la parte Norte Oriental de la República Dominicana, en las áreas de Río San Juan, de la Península de Samaná, y de la Cordillera Oriental. Las rocas ígneas volcánicas del basamento mesozoico están constituidas por porciones no metamórficas aflorantes a lo largo de la Cordillera Central y hacia la Cordillera Oriental. Este vulcanismo se originó en el curso de erupciones submarinas, iniciadas hace uno 130 Ma. Las rocas ígneas intrusivas se encuentran a lo largo de la Cordillera Central, en donde el litotipo más común está representado por tonalitas que forman numerosos batolitos y stocks. Las determinaciones isotópicas sugieren que la mayoría de magma tonalítico se formó hace unos 70 – 80 Ma. , en el curso de episodios plutónicos, principalmente en ambiente marino. Otros episodios plutónicos ocurrieron hace unos 70-50 Ma.

3.7.2 Cubiertas Sedimentarias Paleogénicas

En el curso del paleógeno el arco volcánico activo fue afectado por un desplazamiento hacia Noreste hasta colisionar con la plataforma de carbonatos de Bahamas durante el Eoceno Medio – Inicio Eoceno Tardío. A partir de esta colisión ocurren fallamientos transcurrentes de desplazamiento horizontal sub-paralelo al rumbo de las rocas de arco parcialmente emergidas y erosión comenzando en el Eoceno y terminando en el Mioceno Temprano.

Las evidencias las constituyen las sucesiones sedimentarias paleogénicas en el Caribe, y en isla de la Hispaniola (República Dominicana), las mayores cuencas sedimentarias del paleógeno están representadas por las cadenas Peralta, El Mamey y Tavera, según se muestra en la Figura 12.

Figura 12. Sucesiones sedimentarias paleogénicas en la isla de la Hispaniola (República Dominicana), Cadenas Peralta, El Mamey y Tavera.

La cadena Peralta consiste en sucesiones sedimentarias y meta sedimentarias, que afloran a lo largo de unos 320 kilómetros de largo, en una faja de rumbo NW – SE, paralela a la Cordillera Central, y comprenden principalmente turbiditas arenáceas, calcarenitas, calcilutitas, margas y secundariamente conglomerados. La cadena El Mamey aflora en un área de 250 kilómetros entre La Bahía de Río San Juan (Cordillera Septentrional) y Haití, y comprende sucesiones turbidíticas siliclásticas, de conglomerados de mar profundo y calcarenitas, depositados en una cuenca paralela al arco volcánico extinto. La cadena Tavera aflora entre el margen septentrional de la Cordillera Central y el Valle del Cibao, en una faja de 60 kilómetros de largo, y comprenden turbiditas, margas, conglomerados.

3.7.3 Cubiertas Sedimentarias Neogénicas

A partir del Mioceno Temprano varias cuencas sedimentarias terminaron de formarse y fueron rellenadas con sedimentos del neógeno y recientes que están siendo deformados por el tectonismo actual en la zona.

Entre las cuencas sedimentarias del Neógeno están las cuencas del Valle del Cibao, Azua, San Juan, y otras. 3.7.4 Volcanismo Plio – Cuaternario El volcanismo se localiza en la porción central de la Hispaniola, entre el Valle del San Juan y La Cordillera Central. Este se ha desarrollado en forma de una multitud de pequeñas intrusiones. Desde el Valle de San Juan, en la zona suroeste de la República Dominicana, y a partir de Yayas de Viajama, este volcanismo forma una franja orientada NE – SO, de aproximadamente 12 kilómetros de ancho por 50 kilómetros de largo. De los análisis petrográficos se han deducido dos diferentes fases magmáticas. a) 2.7–1.7 Ma: emisión de una serie calco alcalina potásica (andesitas hasta riolitas). b) 1.0–0.6 Ma: Actividad Volcánica con composición química diferente. La Hispaniola ha sido dividida sobre la base de criterios geológicos, asociaciones itológicas, fisiográficas- estructurales en 10 zonas morfotectónicas que corresponden con las mayores cadenas montañosas y valles de la isla (Lewis et. al. 1980), o 9 provincias geológicas (Case et al., 1984), y más recientes 12 provincias geológicas o terrenos tectónicos (Lewis, Draper, Mann, et. al. 1990). (Ver Figura 13). En este mapa se representan dos zonas principales: Mapa A: Zonas Morfotectónicas de la Hispaniola Lewis (1980) y, Lewis y Draper (1990). Zonas numeradas: Zona 1, Trinchera Antigua Bahamas; Zona 2, Cordillera Septentrional-Península de Samaná; Zona 3, Valle del Cibao; Zona 4, Massif du Nord-Cordillera Central; Zona 5, Zona Noroeste-Surcentral, que incluye las siguientes: Plateau Central-Valle de San Juan- Planicie de Azua; Sierra del Número; Península del Noroeste; Montañas Negras; Chaines de Matheux-Sierra de Neiba; y Sierra de Martín García; Zona 6, Isla de Gonave-Planicie de Cul-de-Sac-Valle de Enriquillo; Zona 7, Península del Sur, que incluye Massif de la Selle- Massif de la Hotte-Sierra de Bahoruco; Zona 8, Península Oriental, que incluye Cordillera Oriental y Planicie Costera del Seibo; Zona 9, Cuenca de San Pedro y Talud Norte de la Trinchera de los Muertos; Zona 10, Cordillera de Beata y Península del Sur.

Figura 13. Provincias geológicas o terrenos tectónicos (Lewis, Draper, Mann, et. al. 1990).

Mapa B: Terrenos Tectónicos de Hispaniola. Terrenos numerados: 1, Samaná; 2 Puerto Plata-Pedro García-Río San Juan; 3, Altamira; 4, Oro; 5, Seibo; 6, TortueMaimón-Amina; 7, Loma Caribe-Tavera; 8, Duarte; 9, Tireo; 10, Trois-Riviéres-Peralta (área gris); 11, Península del Noroeste-Neiba; 12, Hotte-Selle-Bahoruco (área rayada). Abreviaciones de Fallas: ZFRG, Zona Falla Río Grande; ZFS, Zona Falla Septentrional; ZFG, Zona Falla La Guacara; ZFHA, Zona Falla Hatillo; HFZ, Zona Falla Hispaniola; ZFB, Zona Falla Bonao; ZFSJR, Zona Falla San José- Restauración; ZFLPSJ, Zona Falla Los Pozos-San Juan; ZEPG, Zona de Falla Enriquillo-Plantain Garden. (Case et Al.,1984; Lewis y Draper (1990).

3.8 Selección de Fallas para su uso en el Estudio de Amenaza

Existe un gran número de trabajos de investigación con relación a la Sismicidad de la Hispaniola que plantean desde el desarrollo geológico y tectónico de la isla hasta estudios de detalle en áreas específicas. Sin embargo, el conocimiento en detalle de las fallas con potencial sismogénico en la República Dominicana es muy limitado, restringiéndose básicamente a la Falla Septentrional, sobre la cual se han hecho varios trabajos de investigación tales como los del Dr.P.Mann & otros, B de Lepinay y la tesis del Dr. Eric Calais, entre otros. Asimismo, hay que destacar los aportes de los trabajos de

Cartografía Geológica del programa Sysmin, en el mejor conocimiento de las estructuras geológicas en el entorno de fallas regionales de importancia, tales como Hispaniola, Bonao, Hatillo, San José de Ocoa, Los Pozos-San Juan, Enriquillo-Plantain Garden-Bahoruco, Los Muertos, etc. Pueden verse las fallas en la Figura 14. El programa de mediciones con GPS que se ha llevado a cabo entre el 1994 y 2001 (E. Calais et al. 2002) ha arrojado bastante información en relación con las deformaciones (velocidad y dirección de desplazamiento) de la corteza en la zona de La Hispaniola, con lo cual se han desarrollado modelos diversos que permiten el entendimiento de la neo-tectónica de la zona y su correlación con la geotectónica presente relacionada con las fallas activas. Por consiguiente, las consideraciones para la selección de las fallas sismogénicas que se presentan a continuación han sido tomadas con base en la información geológica disponible, en la estructura morfotectónica de la isla y en la concentración de eventos sísmicos en los alrededores de aquéllas. Por tal razón, la aproximación al problema se hace de forma probabilística para la mayoría de los casos, y de forma determinística para el caso de la Falla Septentrional.

Figura 14. Fallas geo-referenciadas sobre la Hispaniola. El cálculo de los eventos máximos se hizo tomando en cuenta el Tipo de Falla, su Longitud, Ancho, Rigidez de la roca y un desplazamiento estimado, usando las asunciones y ecuaciones siguientes: Mo =R * A * D (dina-cm) Se supone W = 0.5 L W= ancho, L= Largo R= 1200 kg/cm2 (Rigidez de la roca para Lutitas, Mármol, granito, basalto) D= Desplazamiento de cm en función del Tipo de Falla Si Tipo = I D= 50 cm, si Tipo = T D= 100 cm

A= Área de ruptura en cm2 Log Mo= 11.8 + 1.5 Ms (dina-cm) Mw = 2/3 log Mo – 10.7 Ms-Geller será igual a:

si Ms8.22 entonces Log Mo = 10Ms-54.21 si 8.12 < Ms < 8.22 entonces Log Mo = 3Ms + 3.33 en caso contrario: Log Mo = 1.5Ms + 11.8

A continuación se presentan las Fallas Sismogénicas seleccionadas para el análisis, enumeradas de norte a sur donde se define su tipo y los eventos máximos posibles capaces de generar. 1. Falla del Norte de la Hispaniola (NHFZ):

Esta falla corresponde al límite de subducción de la placa de Norteamérica por debajo de la placa del Caribe y se evidencia por la fosa oceánica que corre a lo largo del norte de la isla. En la actualidad se considera que la interacción de ambas placas tiene un movimiento oblicuo que se descompone en movimiento de subducción, absorbido por esta zona de falla, y movimiento transcurrente sinestral, absorbido por los sistemas de falla semejantes a los de la Falla Septentrional y Enriquillo –Plantain Garden. La actividad de esta zona de falla está asociada a sismos de profundidad media a profunda cuyos epicentros suelen ocurrir del lado de la Placa del Caribe. Se considera que la subducción es de ángulo bajo (aprox. 10º s).

2. Zona de Falla Camú (CFZ): Corre en sentido WNW-ESE en las cercanías de la base de la cordillera septentrional, en el lado norte. Se considera una falla transcurrente sinestral con alto ángulo de buzamiento, y por tanto, capaz de absorber parte de la componente transcurrente del movimiento oblicuo entre las placas, aunque su longitud es mucho menor que la Septentrional. Está considerada como una falla potencialmente activa.

3. Zona de Falla Septentrional (SFZ): La Zona de Falla Septentrional es la mayor estructura en tierra del contacto de Las Placas Norteamérica-Caribe en la República Dominicana, y junto a la Zona de Falla de Motagua en Guatemala, constituyen las dos Zonas de exposición sub-aéreas más grandes de los 3200 kilómetros de longitud de la Zona de Contacto. Recorre el norte de la República Dominicana desde Samaná hasta Montecristi en sentido WNW-ESE y marca el límite de la cordillera septentrional con el valle del Cibao, formando un prominente escarpe en los sedimentos cuaternarios superficiales que cubren el Valle, se considera una falla transcurrente sinestral con alto ángulo de buzamiento, posiblemente hacia el norte. Es la zona de falla más estudiada de la Hispaniola, los resultados geológicos y paleosísmicos indican que su último movimiento ocurrió

hace unos 800 años, pudiendo tener acumulación de deformación elástica del orden de 8 metros. Se considera una falla activa.

4. Falla de la Hispaniola (HFZ): Corre en sentido WNW-ESE por la parte baja del flanco norte de la cordillera central, cerca del límite con el valle del Cibao. Se considera una falla transcurrente sinestral con alto ángulo de buzamiento, pero ha sido catalogada como probablemente inactiva.

5. Falla de la Guazara (GFZ): Corre en sentido WNW-ESE por la parte central de la cordillera central. Se considera una falla transcurrente sinestral con alto ángulo de buzamiento. Las evidencias de campo muestran alto tectonismo en las rocas adyacentes, así como facetas trapezoidales en las laderas, sugiriendo con ello que sea potencialmente activa.

6. Falla de Bonao (BFZ): Es una falla de trazo curvo cóncavo hacia el este, que va desde la cordillera central hasta el valle del Cibao, en las inmediaciones de Bonao. Se considera una falla inversa por la disposición de las unidades geológicas a ambos lados de la misma (Complejo Duarte y Formación Tireo). Informes de estudios para complejos hidroeléctricos la señalan como falla inactiva. Sin embargo, la actividad sísmica de la zona es considerable.

7. Falla de Hatillo (HAFZ): Es una falla de cabalgamiento con trazo ligeramente curvo cóncavo hacia el NE y buza- miento hacia el SW.

8. Falla San José de Ocoa – Restauración (SJRFZ): Corre en sentido WNW-ESE por la parte central y flanco sur de la cordillera central. Se considera una falla transcurrente sinestral y con buzamiento hacia el norte. Su traza no es continua a todo lo largo pero puede ser inferida a partir de la geomorfología. La sección correspondiente a las cercanías de San José de Ocoa se considera como falla inversa y posiblemente activa.

9. Falla Los Pozos – San Juan (LPSJFZ): Corre en sentido WNW-ESE por la parte baja del flanco sur de la cordillera central, cerca del límite con el valle de San Juan. Se considera una falla inversa con buzamiento hacia el norte. Su trazo es discontinuo y al igual que las anteriores, más que por una sola falla, está definida por una zona de fallas.

10. Falla de Neiba (NFZ): Corre en sentido WNW-ESE y marca el límite sur de la sierra de Neiba y la Hoya de Enriquillo. Se considera una falla transcurrente.

11. Falla de Enriquillo – Plantain Garden (EPGFZ): Corre en sentido W-E por la parte central de la península del sur de Haití y termina abruptamente en el lago Enriquillo. Se considera una falla transcurrente sinestral con alto ángulo de buzamiento.

12. Falla El Cercado San Juan (SJMFZ): Corre en sentido WNW-ESE por el límite entre el valle de San Juan y la sierra de Neiba. Su trazo es discontinuo y su buzamiento se considera hacia el norte.

13. Falla de Higüey-Yabón (HIGFZ): La falla Higüey corre en sentido NNW-SSE en la parte este de la isla, desde la llanura costera del caribe hasta las estribaciones orientales de la cordillera oriental. A partir de allí puede estar asociada a la falla de Yabón, que corta sedimentos volcánicos de la cordillera oriental hasta cerca del límite sur de la bahía de Samaná.

14. Fosa de Los Muertos (MTFZ): Es una estructura de subducción dentro de la Placa del Caribe que se localiza al sur de la Isla y que aparentemente se inserta en territorio dominicano entre la bahía de Ocoa y la de Barahona. Está caracterizada por Fallas de Empuje con buzamiento o inclinación hacia el Norte, y define el contacto entre los bloques (cabalgantes) de Hispaniola, Puerto Rico, Islas Vírgenes y la verdadera Placa del Caribe. (Ladd, Watking, 1978; Masson, Scanlon, 1991).

15. Falla Norte de Bahoruco (BNFZ): Corre en sentido W-E por la parte norte de la sierra de Bahoruco. Puede ser considera- da como una prolongación de la falla EPGFZ, o también como una falla independiente. Se considera una falla inversa, de acuerdo a muchos rasgos morfotectónicos, incluidos reportes de evidencias de cabalgamiento. Sin embargo, desde un punto de vista mucho más amplio, puede también tener una componente importante de movimiento transcurrente sinestral. Hay autores que colocan esta falla como el enlace entre EPGFZ y MTFZ. Sin embargo, los rasgos geomorfológicos sugieren que es una falla más antigua que la EPGFZ.

3.9 Metodología de Cornell El Estudio de la Amenaza Sísmica, determina la probabilidad de que sean excedidas ciertas características del movimiento del suelo motivado por los sismos en un período determinado, en nuestro caso es la aceleración máxima en la roca madre subyacente. Para esto se ha desarrollado una metodología clásica conocida como de Cornell, por ser la Universidad en la que fue desarrollada. La metodología consiste en definir un modelo probabilístico de generación de eventos y un proceso de llegadas de aceleraciones extremas a cada punto elegido dentro de la

zona de estudio, basados en la geología, el registro de los eventos sísmicos producidos tanto históricos como instrumentales, las estructuras tectónicas capaces de producir los eventos sísmicos con una sismicidad discreta homogénea definidas como fuentes sismogénicas y las relaciones de atenuación de los efectos sísmicos con la distancia a la fuente. En el presente estudio fue usado el Programa SEISRISKIII, el cual realiza los cálculos en los términos establecidos. Para el estudio de amenaza y uso del Programa es necesario definir los aspectos siguientes:

• Catalogo de eventos sísmicos de la Hispaniola y zona externa de influencia que permitan definir la sismicidad.

• Elección de las fuentes sismogénicas. Para cada fuente establecer su sismicidad en términos de las relaciones de recurrencia, que establecen el número de eventos de Magnitud mayor que M en un periodo de observación, así como también el sismo máximo creíble estimado.

• Selección de la ley de atenuación de los efectos sísmicos con las distancias a la fuente.

• Con el Programa SEISRISKII se calcula para puntos definidos en una retícula que cubra toda la isla y un nivel de confiabilidad o probabilidad de excedencia en un periodo determinado, las aceleraciones extremas en la roca madre.

• Construcción de los mapas de Iso-Aceleración para los diferentes periodos y niveles de probabilidad de excedencia calculados.

3.10 Sismicidad de la Hispaniola La isla Hispaniola ha sufrido los efectos de grandes terremotos a través de toda su historia. No es sin embargo hasta después de la llegada de los españoles en el año 1492 cuando tenemos referencia de ellos, ya sea por los reportes de los mandos militares o por los párrocos de las iglesias a sus superiores en España. La primera publicación formal en la cual se recogen estos eventos, fue el Boletín del Observatorio Meteorológico del Colegio - Seminario San Marcial en Haití del año 1551 al 1900. En dicho Boletín hay una relación de 216 sismos localizados en su mayoría en la parte Occidental de la Isla (Haití). El primer sismo que figura es precisamente en el año 1551. Otras fuentes son:“Dilucidaciones Históricas de la Isla de Santo Domingo”, realizada por Fray Cipriano de Utrera, donde presenta una relación de sismos ocurridos en toda la isla y otra realizado por el Ing. Héctor Iñiguez, en la cual se presentan para la Hispaniola los sismos históricos más importantes, así como un listado de sismos instrumentales desde el 1913 al 1958. La Sismicidad Histórica de la Isla abarca desde el año 1500 hasta el 1900, es decir desde los tiempos de la colonia hasta unos años después de la Restauración de la República

Dominicana. Los detalles de los daños de dichos sismos son muy poco precisos y en la mayoría de los casos, por no decir en todos, no hay verdadera certeza de la ubicación del hipocentro. Aunque las incertidumbres arriba expresadas no permiten determinar con certeza las intensidades de los sismos y sus Hipocentros, demuestran de forma categórica el gran peligro sísmico a que está expuesta la Hispaniola. La República Dominicana ha sido afectada por grandes sismos que han destruido poblaciones tales como la Vega, Santiago y afectado en gran medida a Santo Domingo, Azua y otras. Lo mismo ha sucedido en Ciudades de Haití. El siguiente es un listado de alguno de los terremotos históricos catastróficos que han afectado a la República Dominicana, en algunos se han escrito los comentarios hechos por los autores que recopilaron los reportes de los sismos. 1. El 2 de Diciembre del 1562 aconteció un terremoto que destruyó las villas de

Santiago y La Vega, lo que motivo que el emplazamiento de ambas ciudades fue cambiado de sitio a las ubicaciones actuales. La intensidad máxima del terremoto se pudo estimar en X (Diez), en la Escala de Mercáis Modificada (MM)

2. El 8 de Septiembre del 1615 se produjo un terremoto que afectó seriamente la ciudad de Santo Domingo, según escribió Fray Gabriel Téllez en su obra “Historia General de la Merced” “......... un terremoto horrible, que dio en tierra con lo más fuerte y vistoso de sus fábricas; durando esta desdicha más de cuarenta días con mortales temblores de la tierra a tres y cuatro veces cada uno .....”. La intensidad máxima del terremoto se pudo estimar en IX (Nueve).

3. El 9 de mayo del 1673 se produce otro sismo que afecta también la ciudad de Santo Domingo, destruyendo la mayoría de las casas de la Ciudad, según datos recopilados en “Dilucidaciones Históricas de la Isla de Santo Domingo” de Fray Cipriano de Utrera. La intensidad máxima del terremoto se pudo estimar en X (Diez).

4. En el 1691, se origina un terremoto que afecta la zona sur central de la República Dominicana, destruyendo la Villa de Azua y afectando la Cuidad de Santo Domingo. La intensidad máxima del terremoto se pudo estimar en IX (Nueve).

5. El 18 de Octubre del 1751, se produce un terremoto que se sintió en toda la Isla, afectó en mayor grado a la región Sur desde el Seibo hasta Puerto Príncipe, La villa de Azua fue destruida y hubo Ras de Marea (Maremoto). Las réplicas se produjeron hasta el 27 de Diciembre. De acuerdo a las informaciones recopiladas se puede considerar junto con el terremoto del 1842, como los terremotos históricos más severos que han afectado la isla. La intensidad máxima del terremoto se pudo estimar en X (Diez).

6. El 21 de Noviembre del 1761, se produce un terremoto que se sintió en la región Sur. Fueron afectadas las Ciudades de Azua, Neiba, San Juan de la Maguana, se sintió

en la Vega, Santiago y Cotuí. La intensidad máxima del terremoto se pudo estimar en IX (Nueve).

7. El 7 de Mayo del 1842, acontece uno de los terremotos más grandes que afectó la Isla, catástrofe en toda la zona norte. Ras de Marea en la costa norte (Maremoto), destrucción de las Villas de Cabo Haitiano y la Móle Saint-Nicolás y Santiago de los Caballeros; murieron entre 5,000 y 6,000 personas. Se siente en Santiago de Cuba y la Isla Tortuga. La intensidad máxima del terremoto se pudo estimar en X (Diez).

8. El 29 de Diciembre del 1897, se produce un terremoto en la zona Norcentral de la República Dominicana, afectando a Altamira, Navarrete, Santiago de los Caballeros y Puerto Plata. El epicentro se estimó cerca de Valverde Mao (19°30’ Latitud Norte 71°Longitud Oeste). La intensidad máxima del terremoto se pudo estimar en IX (Nueve).

En la Figura 15 se resumen los sismos históricos más importantes, cuatro afectaron la Región Norte y ocho la Región Sur de la Isla. Estos eventos dejan muy claro que la República Dominicana ha sido afectada por sismos de gran Magnitud y por lo tanto cabe esperar que sea afectada en el futuro por grandes terremotos. En la Figura 15 se muestra un mapa de los eventos históricos principales. La mayor cantidad de eventos históricos catastróficos en la parte sur de la Hispaniola, puede conducir a una conclusión equivocada de la Sismicidad, ya que las estructuras y los estudios geológicos-tectónicos indican que la zona central y norte de la isla tienen un mayor potencial de producción de eventos sísmicos, aparentemente estos datos históricos tienen mucho que ver con el desarrollo poblacional de la época y al hecho de que en la zona sur aunque los eventos pudieron ser de menor magnitud que los del norte, es posible que se produjeran en el interior de la isla causando muchas veces intensidades mayores. Se tiene constancia histórica (ver tabla 1), de que en la Hispaniola se han producido al menos 3 maremotos que han afectado diferentes regiones. En el 18 de Octubre del 1751 hubo un gran terremoto que afectó toda la zona sur de la isla y según las crónicas de la época se produjo ras de marea que era la forma en que nombraban a los maremotos. Este maremoto aparentemente fue producto de que el hipocentro del sismo debió estar localizado en la Trinchera de los Muertos. Efectos similares se produjo en la región de Cabo Haitiano por el efecto del terremoto del año 1842 (ver tabla No. 5.1) el cual afecto toda la zona norte de la isla, sintiéndose hasta en Santiago de Cuba. Según la interpretación de las crónicas de la época parece ser el de mayor efecto devastador de todos los producidos en la Hispaniola muriendo de 5,000 a 6,000 personas en Haití. Probablemente la Falla Norte Hispaniola o la sección oeste de la Falla Septentrional (la porción que está en el fondo oceánico) fue la que produjo dicho maremoto. También se tiene constancia de otros maremotos.

Figura 15. Mapa de los eventos históricos principales en la isla de Santo Domingo.

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Tabla 1

Registro histórico de los mayores efectos en la región sur, en la región norte, evento

principal y mayores efectos en la replicas.

(SISMOS HISTORICOS)

No. FECHA INTENSIDAD

M.M. CIUDAD Y ZONAS MAS AFECTADAS

1 2 de Dic.

1562 X Santiago de los Caballeros, Concepción de la Vega

2 8 de Sept.

1614-1615? IX Santo Domingo seriamente dañada.

3 9 de Mayo

1673 X Santo Domingo seriamente dañada.

4 1684 VIII Santo Domingo y Azua seriamente dañada.

5 1691 IX

Destrucción de la Villa de Azua, daños en Santo

Domingo.

6 18 de Oct.

1751-6A X

“Destrucción de la Villa de Azua, ruinas del Seíbo,

principalmente en las plantaciones muy

considerables de la ciudad de Santo Domingo, Ras

de Marea.”

21 de Nov.

1751-6B IX

Destrucción de Puerto Príncipe, ruinas considerables

en el Clul-de-Sec.

22 de Nov.

1751-6C VIII

Destrucción de la Villa de Azua, daños en Santo

Domingo.

7

28 de Oct.

1761-7A VIII

Cita Fr.C.U.3p.m. Violento terremoto (en la ciudad

de Sto. Dgo.) casi todos los edificios sufrieron

agrietamientos.

21 de Nov.

1761-7B IX

“Sentido por las poblaciones del Sur en la Villa de

Mincha, Azua quedo enteramente destruida, la

iglesia por el suelo, se abrió la tierra.”

8 3 de Junio

1770 VIII

Catástrofe, siniestro de Puerto Príncipe a Petit-

Goave.

9

7 de Mayo

1842-9A

X

“Catástrofe en toda la isla, ras de marea: daños

considerables en toda partes; la tierra abierta, al

cerrarse esta se trago mucha gente, de 5,000 a 6,000

murieron en Haiti; la iglesia de Sto. Dgo.”

Destrucción completa de las villas de Cabo

Haitiano, Stgo. De los caballeros y Mole Saint-

Nicolás. Sentido de Stgo. De Cuba.

8 de Mayo

1842-9B VIII Afectadas las mismas regiones.

10 8 de Abr.

1860 VIII

Sentido en Petit-Goave, Mragoane, anse-a-Veau.

Ruinas considerables. Fuentes sucesos en Puerto

Príncipe y Cabo Hatiano.

11 23 de Sept.

1887 VIII

Desastre en Mole Saint-Nicolás, Pot-de Paix y Cabo

Haitiano. Ras de marea en las costas Noroeste.

12 29 de Dic.

1897 IX

Efectos en Stgo. De los caballeros, Guayabín,

Altamira, Navarrete, Guanábano abajo la catedral y

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el Palacio del gobernador en ruinas. Cable

submarino roto. Deslizamiento de tierra en las

montañas del Norte de Santiago.

13 1911 XII Afectó la parte sur de la cordillera central y a San

Juan de la Maguana.

14 1946 VIII

En el nordeste del país produjo daños en todo el

país, causó maremoto en la costa norte del país, en

la provincia de Nagua, y borró así la población

pesquera de Matancitas, este fue uno de los sismos

mayores del siglo XX. Ocasionó graves daños en

Matanza, del municipio de Nagua. También produjo

daños en Sabana de la Mar, San Francisco y Moca.

15 1962 VI Se sintió en toda la isla, afectando mayormente en

Ocoa.

16 1984 VI

Ocurre al sureste de Santo Domingo se sintió casi en

todo el país. Su epicentro tuvo lugar al sureste de

Ocoa, en la latitud 18.3 y longitud de 70.4. El

temblor generó unas 12 réplicas.

17 2003 VI

Sismo en el noroeste de República Dominicana,

cerca de la ciudad de Puerto Plata. El evento tuvo

una magnitud de 6,4 grados en la escala sismológica

de magnitud de momento y duró aproximadamente

unos 45 seg. Derrumbo edificios gubernamentales y

escuelas.

18 2008 V

El temblor se sintió en edificios e infraestructuras

del país y, en particular, de la capital, Santo

Domingo. El terremoto se registró a las 1:00 de la

tarde a 113 kilómetros de profundidad. Su epicentro

estaba situado a 63 kilómetros al Noreste de Santo

Domingo, a 16 kilómetros al Noroeste de Consuelo,

a 16 kilómetros al Suroeste de Hato Mayor y a 26km

noroeste de San Pedro de Macorís.

19 2010 VII

Este terremoto fue el más fuerte registrado en la

zona desde el acontecido en 1770. El sismo fue

perceptible en países cercanos como Cuba, Jamaica

y República Dominicana, donde provocó temor y

evacuaciones preventivas. Los efectos causados

sobre este país, el más pobre de América Latina,

fueron devastadores. Los cuerpos recuperados al 25

de enero superaban los 150.000, calculándose que el

número de muertos excedió los 200,000.00.

20 2011 V

El movimiento telúrico se produjo a 89 kilómetros al

Este-Noreste de la provincia La Altagracia, y su

hipocentro fue localizado a 33.7 kilómetros de

profundidad.

21 2012 V

Con epicentro en la provincia de Ocoa al oeste de

Santo Domingo, a una profundidad de 10 kilómetros

se sintió en casi todo el país.

MAYORES EFECTOS EN LA REGION SUR EVENTO

PRINCIPAL

MAYORES EFECTOS EN LA REGION NORTE REPLICAS

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3.11 Catálogo Sísmico

Se elaboró un Catalogo General de sismos instrumentales desde el 1906 hasta el 2012, tomando los datos del International Seismic Center (ISC), la “Relación de Sismos ocurridos en la Isla de Santo Domingo (1551 – 1975)”, por Héctor Iñiguez. Este Catalogo contempla eventos registrados en la zona limitada por las longitudes 67.0°°W a 75.0° W y latitudes 17° N a 21.0° N, zona en la cual consideramos que sus eventos sísmicos pudieran tener efectos en la Hispaniola y que permitirían definir su Sismicidad. Los datos sísmicos están dados por las diferentes fuentes de registros en Magnitudes diversas, como son: Mb, ML, Ms, Mw, etc., fue por tanto necesario homogeneizarlas refiriéndolas a un solo tipo de Magnitud. También aparecen sismos repetidos dados por diferentes centros de registro, los cuales fueron eliminados, también se eliminaron para el estudio los eventos cuyas Magnitudes eran menores que 3.5, por considerar que no eran significativos. Para la transferencia de sismos de Magnitudes Mb y Ms, se hizo un estudio de ajuste de los mínimos cuadrados, determinando que la relación en la zona de estudio considerada es la siguiente (ver Figura 17):

Figura 17. Relación entre Ms y Mb, con una desviación estándar de 0.5725.

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Figura 18. Edificaciones afectadas por el sismo de 7.0 grados, en Puerto Príncipe, capital de Haití, en Enero del 2010.

El Catalogo depurado para el análisis de amenaza fue mapeado en forma geo-referenciado sobre la Hispaniola. La actividad sísmica de la Hispaniola está directamente relacionada con el marco tectónico descrito anteriormente, pudiendo resumirse en que está marcada por una concentración de eventos a lo largo de las franjas norte y sur de la isla, así como una intensa actividad hacia el este del meridiano 69º W. La Sismicidad de las franjas norte y sur se relaciona con las zonas de subducción de la Falla Norte de la Hispaniola y de la Trinchera de los Muertos. En el norte, además del límite de subducción, hay correlación de eventos sísmicos con la zona de Falla Septentrional. En la parte sur podemos notar una “carencia” de eventos dentro del territorio de la isla, que puede ser explicado por la falta de registros adecuados en la región, y por un período de recurrencia alto en las estructuras sismogénicas allí presentes. La intensa actividad sísmica al este del meridiano 69º W ha llamado mucho la atención de los investigadores. Algunas teorías la explican con la presencia de un colgajo de subducción que penetra desde el noreste, en la zona del canal de la Mona y se acerca en profundidad a la lengüeta de subducción de Los Muertos. Ello explicaría la presencia de

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epicentros superficiales, medios y profundos en esta región. El origen puede ser un movimiento de rotación de la parte sur de la isla que, junto con Puerto Rico, giran en sentido contrario al reloj hacia el norte, quedando la parte norte de la isla como pivote al estar “trancada” con el banco de las Bahamas. 3.12 Leyes de Atenuación

Los efectos sísmicos se atenúan con su distancia al Epicentro, atenuación que es debida a la absorción de la energía elástica por el medio a través del cual se propagan las ondas y al aumento geométrico del área donde estas ondas se distribuyen. La variación de estos efectos viene dados por las llamadas Leyes de Atenuación, leyes que dependen de la Magnitud del sismo, mecanismo focal (tipo de fallas) y condiciones del sitio de registro. Estas Leyes de Atenuación pueden ser obtenidas teóricamente o de forma empírica; teóricamente usando modelos sismológicos para generar eventos artificiales que tomen en cuenta la fuente, el sitio y características del medio de propagación de las ondas, de forma empírica en función de registros obtenidos en la zona de estudio. Normalmente se hace una combinación de los dos procedimientos, en los cuales las ecuaciones deducidas teóricamente se ajustan sus coeficientes con los datos registrados. En República Dominicana no existen registros acelerográficos de eventos sísmicos, que puedan servir de datos para ajustar los coeficientes de las ecuaciones que representan las Leyes de Atenuación, lo que nos obliga a utilizar otras relaciones deducidas para otros países y áreas, que entendemos representen mejor las características sismotectónicas de la Hispaniola. Dadas estas condiciones y estudiando las ecuaciones disponibles en la literatura técnica, elegimos dos Leyes de Atenuación que consideramos se ajustan a las características sismotectónicas presentes en la Hispaniola, una desarrollada por Campbell y la otra por Sadigh et all. Sin embargo dada la incertidumbre en usar alguna ley en particular, decidimos asignarle un factor de importancia a cada una y elaborar una nueva relación de atenuación como una combinación de las dos anteriores afectadas por un factor de importancia, dadas que las dos tienen el mismo nivel de confiabilidad los factores de importancia elegidos fueron de 50% a cada una. Las ecuaciones básicas elegidas son las siguientes: La Ley de Campbell aplicada a nuestro caso de la Hispaniola es:

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TM=0.444

Ley de Sadigh, K., Chang, C.A., Egan, J.A., Makdisi, F., y Youngs, R.R., adaptada a caso la Hispaniola es:

Para M≤6.5 )

Para M≥6.5

En ambos casos (lnPGA)=0.585. Refiérase a las Figuras 19 y 20 donde se muestran las curvas de Atenuación de Campbell y Sadigh, así como en la Figura 21, las curvas comparativas de la combinada vs las componentes para una M=4. Los valores de la Relación de Atenuación combinada para su uso en el Programa SEISRISKIII figuran en la Tabla 4.

Figura 19. Aceleraciones vs Distancia, según Cambell.

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Figura 20. Aceleraciones vs Distancia, según Sadigh.

Figura 21. Comparación relaciones de atenuación, según Cambell y Sadigh.

Los cálculos fueron realizados con el Programa SEISRISKIII, para una malla de puntos con coordenadas espaciadas a 0.10 grados en toda la extensión de la Hispaniola y zonas marinas circundantes, colocando como un punto especial las coordenadas de la Ciudad

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de Puerto Plata, específicamente en las zonas de Maimón y Cofresi, estos cálculos se hicieron para tres niveles diferentes, los cuales son:

• 10% de excedencia en un período de 10 años, lo que equivale a un Período de Retorno de aproximadamente 50 años. Estos serían sismos frecuentes para los cuales las estructuras no debían tener ningún daño, es decir deben comportarse en el rango elástico.

• 10% de excedencia en un período de 50 años, lo que equivale a un Período de Retorno aproximado de 500 años. Este sería el nivel de diseño para las estructuras normales para el cual no deben haber colapso ni pérdidas de vidas.

• 2% de excedencia en 50 años, lo que representa un Período de Retorno de aproximadamente 2,500 años. Este es para el diseño de estructuras especiales y de importancia estratégica para el Estado Dominicano y la Sociedad Civil. Los resultados se han racionalizado presentándose en Mapas para que sea posible su interpretación de forma práctica. Estos Mapas presentan curvas de igual aceleración llamadas de Iso-Aceleración en la Roca Madre subyacente, los cuales se muestran en las Figuras 22, 23 y 24.

Como podemos observar las orientaciones de las curvas de Iso-Aceleración coinciden con la orientación de las estructuras geotectónicas de la Hispaniola como cabe esperar, estando los valores más altos de aceleración en la zona norte del país, de acuerdo con las ediciones de deformación de la corteza terrestre realizadas por GPS y a los registros de sismos instrumentales. Los valores de aceleración en la roca subyacente para la Ciudad de Puerto Plata en los tres niveles calculados son los siguientes:

• 10% en 5 años Ac=0.1586 g = 155.587 cm/seg2

• 10% en 50 años Ac = 0.4543 g = 445.678 cm/seg2

• 2% en 50 años Ac = 0.7452 g = 731.04 cm/seg2 Estos valores figuran entre los más altos de toda la Hispaniola.

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CAPÍTULO IV. DESARROLLO DEL ESTUDIO

4.1 Metodología Utilizada En primer lugar se investigó la estratigrafía del subsuelo a fin de localizar posibles fallos, la profundidad al lecho de roca del subsuelo y la dinámica de distribución en el Amber Cove, ubicado en las Zonas Turísticas de Maimón y Cofresi, Puerto Plata, República Dominicana. Para cada proyecto se realizaron tres estudios de refracción convencionales para medir la velocidad de la onda compresional (Vp), y un análisis de superficie Multi Ondas encuesta (MASW) para medir la velocidad del subsuelo de onda de corte (Vs). Ambos estudios son muy importantes para caracterizar el subsuelo por debajo del sitio del proyecto. En la siguiente figura se observan las franjas de estudio, las zonas de Maimón y de cofresi.

Figura 25. Mapa de la Zona de Estudio Próximo a la Bahía de Maimón (izquierda) y Cofresi(derecha).

El método de refracción sísmica tiene una larga historia con la industria petrolera, y como tal, el equipo es fácil de obtener y desplegar. Debido a que este método utiliza el tiempo de viaje para medir las propiedades sísmicas de materiales, es muy preciso en la medición de la velocidad sísmica y bastante exacto en la medición de los espesores de los materiales en muchos casos. Aunque la velocidad de la onda P es un buen indicador de el tipo de suelo y roca, no es un indicador único, los suelos y rocas tienen una amplia gama de velocidades sísmicas. MASW se introdujo por primera vez en Geofísica (1999), este método es uno de los métodos de prospección sísmica que evalúan la condición elástica (rigidez) del terreno para propósitos de ingeniería geotécnica. MASW es una de los métodos sísmicos más fáciles que proporcionan resultados muy favorables y competentes. La adquisición de

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datos es significativamente más tolerante en la selección de parámetros que cualquier otros método sísmico debido a la mayor relación señal-ruido (S/N) que se consigue fácilmente. Esto es más favorable S/N debido al hecho de que las ondas sísmicas superficiales son las ondas más fuertes generadas, las cuales pueden viajar a distancias mucho más largas que las ondas de cuerpo, sin sufrir de contaminación por ruido. Figura 26. Vista de la Línea R-2ª, Zona de Maimón. 4.1.1 Refracción (onda P) El método de refracción sísmica se basa en el hecho de que cuando una onda alcanza un límite entre dos materiales que tienen diferentes velocidades sísmicas, que onda sísmica se refracta (o doblado) ya sea hacia la normal a la interfaz o alejándose de la normal a la interfaz, dependiendo de si la velocidad aumenta o disminuye en el límite. En el caso especial donde la velocidad de la capa aumenta con la profundidad en el límite, la refracción crítica se produce cuando las ondas sísmicas viajan a lo largo del interfaz entre los dos materiales. El ángulo en el que las ondas sísmicas son críticamente refracta (el ángulo crítico) es determinado únicamente por la relación del velocidades de los dos materiales: qc = sen-1 (V1/V2) (Snells Ley), y debido a que el ángulo crítico se determina de manera única, la profundidad a la que el límite entre las capas se produce, se puede calcular utilizando la geometría y la medición de los primeros tiempos de llegada. Una disposición lineal (o dispersión) de geófonos se establece a lo largo de la superficie del terreno y conectado a un sismógrafo multi-canal (ver figura 27).

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Figura 27. Método de refracción sísmica. Disposición lineal (o dispersión) de geófonos.

La fuente sísmica se establece en un lugar determinado a lo largo de la línea, y se realiza una "Inyección" sísmica. Luego de la inyección, se registran las primeras llegadas de ondas sísmicas en cada lugar en el que está ubicado cada geófono y se traza en un gráfico de tiempo frente a la distancia. La pendiente de los segmentos de línea creados por las primeras llegadas es la inversa de la velocidad del material a través del cual las ondas han viajado, y el tiempo de intersección, cruce distancia o distancia crítica, se puede utilizar para calcular la profundidad de la capa de destino. Durante el estudio de refracción sísmica, se realizaron varios disparos en lugares diferentes en la propagación, los cuales se hicieron con el fin de obtener una medida de la variación de dos dimensiones de velocidad sísmica con la profundidad a lo largo de la línea.

Figura 28. Ubicación del sismógrafo y la distancia entre geófonos.

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El procesamiento de datos incluye la selección de los primeros tiempos de descanso de llegada, los gráficos de generación de tiempo-distancia para cada línea, la asignación de porciones seleccionadas de los datos de tiempo de viaje a los refractores individuales, y los datos del phantoming del tiempo de viaje para el objetivo (inferior) refractor. Una vez hecho esto, se calcularon los espesores de capa y las velocidades y una interpretación geofísica de los parámetros geológicos que pueden ser hechas. El producto extremo es un perfil de refracción sísmica que indica las capas sísmicas detectadas, las profundidades a las interfaces entre las capas, ya que varían a lo largo de la línea sísmica y las velocidades encontradas. Equipos Utilizados Se utilizó un sismógrafo digital multicanal modelo ST de SmartSeis Geometrics, Inc., mostrado en la Figura 29, con 14 geófonos verticales Hz con picos de más de acoplamiento, estos receptores se adjunta a un cable de geófonos que está conectado al Sismógrafo. La fuente de energía utilizada fue una maza de 12 libras con un gatillo por cable y una placa cuadrada de 6 pulgadas de aluminio delantero. Para esta encuesta se utilizó unos 3,0 metros de separación entre geófonos y hemos hecho 10 tiros por la línea para obtener una buena resolución lateral y vertical. Parámetros de Grabación Intervalo de muestreo: 0.25 ms Longitud de registro: 0.25 s Apilamiento: 3 veces Filtros de Adquisición: Sin filtro utilizado Las ganancias de preamplificador: 36dB (alto) Mostrar Ganancias: Normalizar

Figura 29. Sismógrafo digital multicanal modelo ST.

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Después de adquirir los datos sísmicos se utilizó el SeisImager/2D SOFTWARE DE ANÁLISIS DE REFRACCIÓN, para el modelado, el procesamiento e interpretación de los datos de refracción en los ordenadores que ejecutan Windows. SeisImager permite el modelo completo y el trazado de rayos, con una curva de tiempo de viaje y grafica la sección transversal de salida para ayudar en el diseño de encuestas. Para el análisis de datos, el paquete incluye la primera pausa de recolección automática y manual, con filtros de ruido y de edición y funciones de control de calidad, como para las correcciones geométricas y comprobación de la reciprocidad. Las selecciones de primera ruptura serán analizados adecuadamente por tres métodos diferentes para una condición de rango geológico, que van desde dos y tres capas -(Fig. 30), con variaciones laterales de velocidad. Los métodos incluyen el plazo de tiempo mínimos cuadrados, y delay-times y la inversión topográfica. Todos los métodos provienen la profundidad del espesor de la sección transversal marcada con la salida de las velocidades por capa. La salida se puede imprimir por medio a una impresora, guardar en archivo en formato xyz, o ser capturados por la pantalla para hacer los gráficos en el informe el cual comúnmente están disponibles los programas de software de gráficos.

Figura 30. Perfil de Línea R-1 de la Onda P, Zona de Maimón.

MASW (Onda S) ACTIVO MASW primero mide las ondas sísmicas superficiales generadas a partir de varios tipos de fuentes sísmicas, como la maza, luego analiza la propagación de velocidades de las ondas de superficie, y, finalmente, deduce la velocidad de ondas de corte (Vs). Se toma

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en cuenta todas las variaciones por debajo de la zona de estudio, ya que esta es la parte analizada responsable del análisis de propagación de patrón velocidad de las ondas superficiales. La Velocidad de Onda de Corte (Vs) es una de las constantes elásticas y está estrechamente relacionado con el módulo de Young. En la mayoría de las circunstancias, Vs es un indicador directo del esfuerzo del terreno (rigidez) y por lo tanto, de uso común para obtener la capacidad de carga. Después de un relativamente sencillo procedimiento, la información Vs final se proporcionan en formatos 1D, 2D y 3D. Este tipo de estudio, MASW, es el más común ya que puede producirnos gráficos con perfiles en 2D de la Velocidad de Onda de Corte, Vs, y por lo que fue elegido a la hora de elaborar este estudio. El procedimiento para ejecutar MASW se ejecuta en tres pasos.

1. Adquisición de Datos, la adquisición de registros de campo multicanal, comúnmente llamada inyección convencional, se reúnen datos de exploraciones sísmicas.

2. Análisis de Dispersión, se extraen las curvas de dispersión (uno de cada registro). 3. La inversión, se regresa al cálculo de velocidad de ondas de corte (Vs), con

variaciones de profundidad (llamado perfil 1-D Vs) que da las curvas teóricas de dispersión más cercana a las curvas extraídas (1-D del perfil de Vs de cada curva).

A continuación se construye un gráfico o mapa en 2-D (superficie y profundidad) Vs, a través de un esquema de interpolación adecuado (fig. 31) mediante la colocación de cada conjunto de datos 1-D Vs de la superficie de perfil correspondiente a la mitad de la línea de la ubicación del receptor.

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Figura 31. Representaciones en dos direcciones de la velocidad de las ondas de Corte. 4.1.2 Procedimiento de Campo Para medir la onda superficial generada por el martillo de 12 libras, fueron configurados un conjunto de 24 geófonos espaciados a 2.0 metros de distancia para una longitud total de 46 metros. La distancia de la fuente desplazamiento siempre fue de 10 metros del primer geófono. Con el fin de reducir los ruidos ambientales apilados 3 veces cada toma de un registro en la misma posición, después de que el primer registro de un disparo que se mueven todo el conjunto por un incremento de 4,0 metros y se repite hasta un total de 10 registros. Cada uno de estos disparos registrados tendría un perfil de 1-D frente a los datos de ubicación correspondiente a la superficie centro de la matriz de geófonos.

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Equipos utilizados en MASW Se utilizó un sismógrafo digital multicanal modelo ST de SmartSeis Geometrics, Inc, el cual se esquematiza en la Figura 29. Con 24 geófonos verticales 4.5 Hz con placas, los geófonos son conectados por cable al sismógrafo. La fuente de energía utilizada fue una maza de 12 libras con un cable disparador y una placa de 10 pulgadas cuadradas de ultra polietileno de peso molecular delantero, como se ilustra en la Figura 33. Parámetros de Grabación Intervalo de muestreo: 0.50 m Longitud de registro: 1 s Apilamiento: 3 veces Filtros de Adquisición: Sin filtro utilizado Las ganancias de preamplificador: 36dB (alto) Mostrar Ganancias: Normalizar

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Figura 33. Martillo de 12 libras y placa delantera. Para el análisis computacional de dispersión y la inversión se utilizó el software SurfSeis 3.10; © SurfSeis, el cual fue desarrollado en el Kansas Geological Survey para procesar datos sísmicos utilizando el análisis multicanal de ondas superficiales (MASW). Este método se utilizó en el software para separar las componentes de la frecuencia grabada de la superficie de ondas en función de su velocidad de fase y generar curvas de dispersión para el modo fundamental las ondas de Rayleigh registrada en cada serie del canal 24 geófonos. Se esquematiza en la Figura 34 . Figura 34. Proceso esquemático del Superficie.

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La resultante de la curvas de dispersión se sometieron a la modelización inversa para adaptarse a las curvas de dispersión a los modelos 1D Vs. El perfil de Vs 2D a lo largo de la línea se ha generado en el contorno de todos los modelos VS 1D de las matrices de geófonos se solapan posicionado a lo largo de la línea. La relación de Poisson se mantuvo constante a 0.4 durante el modelado. También el perfil 1D vs resultante se utilizó para estimar un aproximado de capa de espesor Vs. promedio ponderado de los primeros 30 metros, este parámetro Vs30 es útil para una clasificación sísmica de sitio. Resultados Línea R-1 (Vp) En esta línea se obtuvieron tres capas con velocidades de las ondas de compresión de 423, 1945 y 2814 m/s, respectivamente, de arriba hacia abajo (ver figura 35). La capa de la parte superior tiene unos 2,0-3,0 metros de espesor, la capa media comienza en 3,0 metros y llega a 6.0-15.0 metros de profundidad. La capa más profunda y de mayor velocidad empieza a 6.0 a 15.0 metros de profundidad y va a 28 metros de profundidad. Figura 35. Perfil de la Onda P en la Línea R-1, Zona de Maimón.

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Línea R-2A y 2B R-(Vp) Las Líneas R-2A y R-2B, estan localizadas perpendicular a bahia de Maimón, uno en cada lado del río (Ver Figura 36). Figura 36. Perfil de la Onda P en la Línea R-2A, Zona de Maimón. En la línea R2-A (Ver Figura 36) de la capa superior tiene una baja velocidad de la onda P (VP) de 387 m/s, y tiene una profundidad 3.0-4.0 metros. La segunda capa o medio tiene un Vp de 1.240 m/s, y va a un metro de profundidad 8,0, por debajo de ésta esta la capa de fondo con una velocida de onda Vp de 1.372 m/s. En la línea R-2B (Ver Figura 37), la capa superior tiene una velocidad de la onda P de 271 m/s, y tiene 2.0-2.5 metros de espesor. La capa intermedia alcanza entre 6,0 a 10,0 metros de profundidad con un Vp de 1.132 m/s. La capa inferior tiene una Vp de 1.825 m/s.

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Figura 37. Perfil de la Onda P en la Línea R-2B, Zona de Maimón. MASW Línea R-1 (Vs) La velocidad de la onda de corte (Vs) en los primeros 5.0 a 7.0 metros varía de 95 a 300 m/s, esta capa está representada en la sección 2-D con colores azulados. De 300 a 400 m/s corresponden a la primera capa media y va por debajo de la capa superior y hasta 15.0-28.0 metros de profundidad. Figura 38. Proyección 2-D de las Ondas P en la Línea R-1, Zona de Maimón.

74

La capa media hasta la segunda varía la profundidad de 25.0-31.0 metros con Vs de 400 a 500 m/s y está representado por colores verdoso y amarillo. La capa inferior tiene Vs. 525 a 850 m / s, y se representa con colores naranja, y colores rojizos y oscuros. De los sondeos perforados cerca del sitio de la encuesta (LB-04 y LB-05), podríamos decir que la capa superior la cual tiene una baja velocidad de la onda de corte corresponde a sedimentos (Arcillas y limos). Abajo tenemos un estracto de sedimentos compactados. La segunda mitad de capa corresponde a una tolba volcánica y la capa inferior es la base formada por Andesita. En la figura 39, se muestra una depresión de ondas de corte en la estación 1022, que es una posible falla que va en dirección suroeste-noreste y la cual representa una de las fallas presentes ocultas en el sitio del proyecto y la podemos ver en el mapa geológico. Calculamos el parámetro Vs30 y elaboramos un perfil Vs30 2-D a lo largo de la línea, este parámetro es importante para la clasificación sísmica del sitio. En el área de estudio la Velocidad de Onda Vs30 varía entre 277 y 338 m / s. Figura 39. Espectrograma que muestra la depresión de ondas de corte en la estación 1022 Perfil en 2-D de Vs30, Zona de Maimón. De acuerdo con nuestro Reglamento Dominicano de Analisis y Diseno Sismico de Estructuras, R-001, la parte terrestre del sitio del proyecto se clasifica como tipo "D" (Ver Tabla 2). El proyecto se encuentra en Zona Sísmica I (véase la Figura 40), el Código recomiendan el uso de un valor de 1,55 g para la aceleración espectral para periodos corto (SS) y 0,75 g para la aceleración espectral para períodos de tiempo largos (S1).

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Tabla 2 Clasificación del Sitio

Propiedades Promedio en los Primeros 30m

Clasificación del Sitio

Designación Velocidad Onda de Corte

Vs (m/s)

Resistencia Penetración

Estándar

Resistencia al Corte del Suelo

Sin drenar Su (Kg/cm2)

A Roca Fuerte Vs > 1,500 N/A N/A

B Roca 760 < VS ≤ 1,500 N/A N/A

C Suelo muy Denso y Roca

Blanda

360 < Vs ≤ 760

N > 50

N ≥ 1.0

D Suelo Rígido 180 ≤ Vs ≤ 360 15 ≤ N ≤ 50 0.5 ≤ Su ≤ 1.0

E Suelo Blando Vs < 180 N <15 Su < 0.5

E Además se considerará un suelo tipo E, cualquier capa de suelo con más de 3 m que tenga las

siguientes características: 1. Índice de Plasticidad Pl > 20

2. Contenido de Humedad W ≥ 40% 3. Resistencia al Cortante sin drenar Su < 0.2 Kg/cm2

La velocidad de onda de corte VS,30 viene dada por: dónde: Σdi= 30metros Vsi= velocidad de la onda de corte en el estrato i (m/s) dSi = espesor del estrato i (m)

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Figura 40. Mapa de zonificación sísmica de la Republica Dominicana. 4.2 Microzonificación Sísmica

4.2.1 Cálculo de Dos Acelerogramas Modificados La isla de La Española se localiza en el límite de las placas Caribeña y Norteamericana, que es una compleja zona de deformación (movimientos relativos del orden de 20 mm/año, DeMets et al., 2000). El Norte de la isla está amenazado por la presencia de una falla sismogénica principal, la falla Septentrional, que en parte regula dicho desplazamiento. La ciudad de Santiago está particularmente expuesta debido a que se localiza a menos de 10 km de esta falla. La sismicidad en la falla Septentrional se conoce relativamente mal. La sismicidad observada que no es representativa del ciclo sísmico, la peligrosidad asociada a esta falla podría haber sido enormemente subestimado. Para la ciudad de Puerto Plata, una subestimación de la amenaza sísmica de las fallas de Camú y la Septentrional podrían tener graves consecuencias. Por ello, más que basarnos en el catálogo de sismicidad, la tasa anual de actividad es estimada a partir de la velocidad de desplazamiento de la falla. Así, el modelo de fuentes sísmicas propuesto se basa en un modelo mixto de fallas/zonas fuentes.

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Dos puntos han sido elegidos para representar el espectro de amenaza uniforme en los sectores de peligrosidad más o menos elevados de la ciudad, correspondiendo con valores de PGA de 0,35g y de 0,41g. Para una desagregación de la amenaza efectuada para estos dos puntos, obtenemos un par magnitud-distancia que contribuye más a la amenaza en un rango de distancias 10-20 km y un rango de magnitud de 6.0 - 6,5. El resultado es utilizado para buscar los Acelerogramas en roca, que servirán posteriormente para el cálculo de espectros en las zonas con efectos de sitio sobre la ciudad. La ciudad de Puerto Plata se sitúa a escasos km al sur de la falla de Camú y muy próxima a la falla Septentrional, las cuales ambas tienen una importante actividad sigmogénica. En el presente informe se ha estudiado la capacidad de estas fallas para generar seísmos mayores. El estudio se ha basado en los datos sísmicos (históricos e instrumentales) y en criterios tectónicos-estructurales como la longitud de ruptura, el área de ruptura, el “slip-vector” cosísmico y el “sliprate”. Los niveles de amenaza sísmica en roca se han estimado a partir del método probabilístico para los períodos de retorno de 475 años (10% de probabilidad en 50 años) y de 2475 años (2% de probabilidad en 50 años). El resultado obtenido para el periodo de 475 años ha servido para buscar Acelerogramas en roca, que se utilizaran posteriormente para el cálculo de espectros en las distintas zonas con efectos de sitio que se definan en la ciudad. El catálogo on-line NEIC/USGS ha sido utilizado para los datos más recientes (2003-2010). La mayor parte de los datos de magnitud inferiores a 4,5 en la República Dominicana provienen de la red sísmica de Puerto Rico.

El catálogo de sismicidad regional de la red de Puerto Rico no ha podido utilizarse en este estudio. Por un lado, sólo detecta la sismicidad de la parte oriental de la República Dominicana. Además, la escala de magnitud utilizada (magnitud de duración Mb) no es muy fiable en el rango M 3.0-5.0. Para el cálculo probabilístico de la amenaza de Puerto Rico, Mueller et al. (2010) no usaron estos datos debido a problemas de uso de esta escala de magnitud con la magnitud Mw.

78

4.2.2 Uniformización de magnitudes

La instauración del catálogo de sismicidad necesita de una magnitud de referencia única. La escala de magnitud Mw es la mejor referencia posible ya que no se satura para fuertes magnitudes (y los seísmos de magnitud superior a 8,0 son posibles en la región), por otro lado, las relaciones de atenuación más recientes que han sido usados para el cálculo de la amenaza sísmica fueron calculadas en esta escala de magnitud. El catálogo CMT Harvard (http://www.globalcmt.org/CMTsearch.html) calcula las magnitudes de momento Mw de los seísmos más fuertes en el mundo desde 1976. Desde esa fecha, 45 seísmos de magnitud Mw entre 4,8 y 7,0 aparecen en la base de datos para la isla de La Española (República Dominicana y Haití). Estos datos, aunque poco numerosos, nos permiten verificar la validez de las fórmulas de conversión existentes (conversiones mb/Mw y Ms/Mw) para la región. Conversiones en Mw del catálogo MIDAS En este catálogo, las dos fórmulas siguientes han sido usadas: Mw = 1,7284 mb – 3,8888, para mb >/ 4.5 y Mw= mb, para mb < 4.5 Mw = 0,6653 MS + 2,2444 Se han intentado comprobar si los datos de magnitud de la red de Puerto Rico eran exportables o no a nuestro estudio. A partir de los catálogos de ISC para los datos más recientes disponibles, han sido representadas las magnitudes mb de ISC en función de magnitudes Md de Puerto Rico. Las magnitudes M están comprendidas entre 3.8 y 4.5 (no existen valores inferiores a 3.8 de mb d de ISC para comparar). Los datos de Puerto Rico (los más numerosos en los catálogos de sismicidad instrumental reciente) son difícilmente utilizables por los problemas de aplicación de magnitud, pero también porque los problemas de detección no permiten cubrir de forma homogénea la zona de estudio. Por lo tanto decidí no utilizarlo en el marco de este estudio.

4.2.3 Catálogo Final

Se ha elaborado un catálogo unificado que cubre el período desde 1564 hasta el 30/06/2010. El catálogo integra la sismicidad histórica e instrumental de toda la isla de La Española, que comprende también a Haití, entre 75ºO y 68ºO de longitud y 17ºN – 21ºN de latitud. El catálogo contiene 2,372 eventos sísmicos, donde solamente 695 están asociados a una magnitud Mw convertida. La magnitud mínima observada es Mw = 3.5 y la

79

magnitud máxima es Mw = 8,1. Numerosos datos históricos (esencialmente réplicas de los mayores eventos) no presentan estimaciones de magnitud. 1,035 seísmos tienen una magnitud Md no convertida en Mw (Md comprendida entre 2.0 y 4.6). Los sismos considerados en el presente trabajo, se representan en la Figura 41

Figura 41. Mapa de sismicidad a partir del catalogo unificado en magnitud Mw para el periodo 1564-2010. (Fuente: MIDAS, ISC, NEIC, NOAA). El cuadro rojo representa los límites de la zona de estudio.

4.2.4 Fuentes sismogénicas La sismicidad de la isla de La Española es heterogénea desde el punto de vista geográfico y en el tiempo. La Figura 42 muestra que la mayor parte de los seísmos registrados se producen en la parte oriental del mapa. Además, es en esta zona donde se registran los seísmos más profundos. Sin embargo, la parte occidental de la isla, aunque presenta una sismicidad más moderada, ha sufrido importantes terremotos en el pasado.

80

Figura 42. Sismicidad recopilada en este estudio y representada en función de la profundidad. Los mecanismos focales se toman del catálogo Harvard CMT: 1976-2010. Los puntos en negro representan los seísmos históricos para los cuales no se dispone de ninguna profundidad. Las principales estructuras tectónicas se representan en rojo. Las trazas de falla utilizadas en este estudio están representadas en la Figura 43. Estas trazas han sido recopiladas de la literatura geológica y geofísica de fallas activas terrestres y marinas al noreste Caribeño. Dos fallas superficiales han sido incluidas en el cálculo de la amenaza: las fallas Enriquillo y Septentrional. Estas son las únicas fallas corticales en La Española que presentan estimaciones de la tasa de desplazamiento derivadas de los datos. La tasa de desplazamiento de la falla Septentrional está determinada por la cartografía geológica (Prentice et al., 2003) y medidas con sistemas de posicionamiento global (GPS); la tasa de desplazamiento para la falla de Enriquillo ha sido estimada sólo mediante GPS (Calais, 2001; Calais et al., 2002; Maneker et al., 2008). Para el cálculo de la magnitud máxima de ruptura para cada zona o segmento, ha sido utilizado el mayor terremoto histórico registrado en cada zona asociado con una cantidad de incertidumbre que permita tener en cuenta la mayor magnitud.

81

Figura 43. Mapa neotectónico de placa Caribeña norte-central mostrando estructuras tectónicas regionales y localización de los terremotos históricos principales (modificado de Dolan & Wald, 1998). EPGFZ, Zona de falla Enriquillo-Plantain Garden; SFZ, Zona de falla Septentrional; NHDB, Zona de falla Norte Española (cinturón de deformación). El terremoto de enero de 2010 ocurrió en la zona de falla de Enriquillo, aunque no está claro si fue la traza principal que es la que produce los mayores cambios al sur de Haití (Mann et al., 1984). Parece que los procesos de ruptura podrían implicar desplazamiento en múltiples fallas (Hayes et al., 2010). Antes del terremoto de enero de 2010 no se había determinado ningún mecanismo focal en la zona de falla Plantain Garden-Enriquillo. No obstante, a pesar de su débil sismicidad instrumental, algunas secciones verticales de hipocentros de terremotos mostraban ya antes de esa fecha una distribución somera de actividad sísmica a lo largo de la falla. Esto fue confirmado por las secuencias sísmicas de 2010. No se ha publicado estudios geológicos de desplazamiento de fallas a lo largo de la zona de falla Plantain Garden-Enriquillo. Sin embargo, modelos de deformación activa basados en datos GPS han propuesto tasas de desplazamiento en estas fallas. El modelo de Mann et al. (2002) propuso una tasa de desplazamiento de 10 mm/año. Calais et al. (2002) y Maneker et al. (2008) determinaron la tasa de desplazamiento de 7 mm/año para esta falla uniendo velocidades tomadas de GPS con un modelo de bloques que tenía en cuenta la acumulación de esfuerzos elásticos en fallas bloqueadas. Para los modelos considerados en este trabajo se ha escogido este último valor. Basado en datos históricos, los grandes terremotos de 1751, 1770 y 1860 se establecen como eventos ocurridos en la zona de falla de Enriquillo (Kelleher et al., 1973; resumido en Ali et al., 2008). En base a las áreas de mayor intensidad, Frankel et al. (2010) sugirió

82

que la magnitud de estos grandes terremotos era entorno a 7,5 (resumen en Ali et al., 2008). Con el modelo de Mann et al. (2002), los datos de SRTM30_PLUS topográficos y batimétricos (Becker & Sandwell, 2006), el modelo del terreno STRM y las imágenes de satélite LANDSAT, se cartografió la traza de la falla midiendo un total de 590 ± 60 km. Utilizando las relaciones de Wells and Coppersmith (1994), la zona de falla alcanza una magnitud máxima de Mw 8.1 ± 0.3. Frankel et al. (2010) asume un sistema de fallas segmentado y atribuye una magnitud máxima de 7,7 en (i) el segmento oriental de la falla, (ii) la parte continental del borde occidental del segmento de falla y el segmento marino al oeste de Haití (Figura 44). Figura 44. : Principales fallas corticales y zonas de subducción representadas en líneas negras (de Maneker et al., 2008). Los terremotos principales se indican en rojo.

Para el estudio de amenaza asociada a esta falla, se optó por fijar la magnitud máxima en la zona de falla de Enriquillo en 7,8 ± 0,3 lo que representa un valor satisfactorio entre las diferentes hipótesis propuestas. 4.2.5 Zona de Falla Septentrional La zona de falla Septentrional es una estructura de dirección E-O a ESE-ONO que atraviesa el norte de La Española, paralela al límite de placas. Conecta con la zona de falla de Oriente al oeste (frente a la costa sur de Cuba) y por el este se une con la fosa

83

de Puerto Rico (Figura 43). En el sector correspondiente a la República Dominicana, la zona de falla Septentrional se prolonga, más o menos segmentada, desde Montecristi hasta el sur de la península de Samaná formando el límite estructural entre la Cordillera Septentrional y el valle del Cibao. De acuerdo con Dolan et al. (1998), la zona de falla Septentrional se extiende a una profundidad aproximada de 20 km bajo La Española (Figure 45). El modelo de deformación activa basado en GPS de Mann et al. (2002) propone una tasa de desplazamiento de 9.0 mm/año en la zona de falla Septentrional, mientras Maneker et al. (2008) propuso una tasa de desplazamiento de 8 ± 5 mm/año en su modelo cinemático basado en GPS. En el presente trabajo se ha asumido una tasa de desplazamiento de 12 mm/año para esta falla, siguiendo el valor de Calais et al. (2002) determinado a partir de datos GPS. Esta tasa de desplazamiento es el límite superior, pero compatible, de la tasa de 6 – 12 mm/año registrada en la porción central de la falla por Prentice et al. (2003) a partir de datos de campo. Las tasas deducidas de desplazamiento de las fallas de Enriquillo y Septentrional son de 19 mm/año (suma de las dos), similar a la tasa total de 20mm/año determinada para la placa Caribeña respecto a la placa Norteamericana (DeMets et al., 2000). Las trincheras excavadas en las localidades de Ojo de Agua, Salcedo (1991-1993), y Río Licey, Tamboril, Santiago (1997), evidencian que la ruptura más reciente de la superficie a lo largo de este segmento central de la falla ocurrió hace aproximadamente 800 años, y que a partir de ese momento ha estado acumulándose energía (Prentice et al., 1993, 2003). Desde el último seísmo que originó la ruptura actual en la parte central del valle, se estima que se hayan acumulado más de cinco metros de deformación; la probabilidad que pueda ocurrir un seísmo de gran magnitud es por lo tanto elevada. 4.2.6 Magnitudes máximas y profundidades La Tabla 3 resume las magnitudes máximas según cada zona sísmica. La segunda columna indica las magnitudes máximas observadas a partir del catálogo de sismicidad. La magnitud máxima introducida en el cálculo de amenaza probabilística tiene en cuenta un margen de incertidumbre estimado a partir de valores de magnitud encontrados en la literatura y de una evaluación a priori de esta incertidumbre en función del estado de conocimiento de las fuentes sísmicas. El rango de incertidumbre es al menos igual a 0.3 (ejemplo en línea 12: Mw max = 8,15 ± 0,15).

84

Figura 45: Cortes SSO-NNE de sismicidad instrumental (catálogo NEIC 1962-1992), a través de La Española central y oriental (Dolan et al., 1998). F’-F : corte en longitud 70°O aproximada; G’-G : corte en longitud 70,5°O aproximada.

85

Tabla 3 Magnitud máxima por zona

ID Nombre Zona Mw Máxima observada

(año correspondiente)

Mw Máxima e

Incertidumbre

1 Subducción Norte interfase Oeste 6.6 (1962) 8.0 ± 0.2

2 Subducción Norte interfase Este 8.1 (1946) 8.3 ± 0.3

3 Lámina subductiva Norte 7.0 (1946) 7.5 ± 0.5

4 Cabalgamiento de Muertos 8.0 (1751) 8.2*± 0.25

5 Background Septentrional 5.5

6 Banckground Enriquillo 5.5

7 Transición Cordillera 7.0 (1911) 7.5 ± 0.2

8 Intraplaca Este Española 5.5 (1989) 7.0 ± 0.5

9 Background Sur Haití Muertos 5.8 (1939) 6.05 ± 0.25

10 Prisma de acreción Norte 6.4 (2003) 6.65 ± 0.25

11 Convexidad externa 4.9 (1987-2003) 6.0 ±0.5

12 Zona de falla septentrional 8.0 (1842) 8.15 ±0.15 13 Zona de falla Enriquillo 7.5 (1751-1770) 7.6 ±0.3

4.2.7 Leyes de ocurrencia Los parámetros de actividad que caracterizan cada fuente sísmica son definidos por una ley de distribución en frecuencia o relación de ocurrencia para los diferentes tamaños del seísmo. Esta distribución está definida inicialmente por Gutenberg & Richter (1954) e indica que el número de seísmos (N) decrece exponencialmente con la magnitud (M) según la fórmula siguiente: Log10 N(M) = a – bM (1) Dónde:

• N(M) es el número acumulado de seísmo de magnitud superior o igual a M.

• “10a” es la tasa anual de seísmos de magnitud superior a 0.

• “b” es el valor que define la proporción de seísmos principales con relación a los pequeños.

Esta ecuación supone que todos los seísmos son independientes en el espacio y el tiempo, es decir, que posee las propiedades de un modelo estadístico de Poisson. Esta relación de ocurrencia no conviene para las magnitudes más fuertes.

86

4.2.8 Metodología y programa de cálculo

La evaluación de la amenaza sísmica por aproximación probabilística consiste en calcular la tasa anual de excedencia de una intensidad (o de una aceleración) en un lugar para un período de retorno dado. En la aproximación desarrollada por Cornell (1968), la actividad sísmica se supone aleatoria en el tiempo y en el espacio. Se han modelado zonas fuentes de terremotos en el interior de las cuales la probabilidad de ocurrencia de un seísmo es la misma en cualquier punto de la zona y en cualquier instante. Las zonas fuentes de terremotos son elegidas en base a criterios geológicos, tectónicos o de datos de sismicidad instrumental o histórica. El cálculo de la amenaza sísmica probabilística se efectúa con el programa CRISIS versión 2003 desarrollado por Ordaz et al. (2003) de la Universidad de México. Las fuentes sísmicas son representadas bajo la forma de superficies poligonales, o bien como líneas para las fallas. Una integración espacial se realiza para tener en cuenta todas las posiciones posibles de los focos en el interior de la fuente. La tasa anual de desplazamiento de una aceleración ‘a’ para una fuente ‘i’ es dada por la siguiente expresión: dónde:

• Mo y Mu son, respectivamente, las menores y mayores magnitudes consideradas en el análisis.

• Pr(A> a|M, Rij) es la probabilidad que una aceleración sobrepase el valor ‘a’ en el punto, para una distancia Rij y una magnitud M. Rij son las distancias entre el

punto y todos los sub-elementos j tenidos en cuenta en la fuente i. • Wij es una ponderación asociada a cada sub-elemento j de la fuente i (Σj Wij=1)

La contribución de N fuentes es por tanto:

La curva de amenaza ν(a) se obtiene en función de los cálculos para una serie discreta de valores de ‘a’. 4.2.9 Parámetros de cálculo El cálculo de amenaza sísmica se efectuó para un período de retorno de 475 años (o 10% de probabilidad de ocurrencia en 50 años) para las fuentes sísmicas justo a 200 km

87

de los puntos de cálculo. Les cálculos se realizan para la aceleración horizontal máxima (PGA, T=0s) y para 11 periodos espectrales: 0,05 - 0,075 - 0,1 - 0,15 - 0,2 - 0,3 - 0,5 - 0,75 - 1 - 1,5 y 2 segundos. En el cálculo de amenaza, la profundidad es generalmente considerada cuando se estima la distancia del hipocentro. 4.2.10 Selección de acelerogramas Las simulaciones numéricas de la respuesta sísmica de los suelos en la ciudad de Puerto Plata, requieren señales sísmicas de entrada. Estas señales son Acelerogramas, es decir, registros de aceleración del movimiento del suelo en función del tiempo, representando el movimiento sísmico en la roca. Representativos posible de los pares magnitud-distancia involucrados. 4.2.11 Elección de dos acelerogramas naturales Actualmente disponemos de acceso a grandes cantidades de datos de registros de terremotos, que pueden consultarse en las bases de datos de Internet, como la base PEER NGA (http://peer.berkeley.edu/nga) o el centro de datos COSMOS (http://db.cosmos-eq.org/scripts/default.plx). Para aproximar lo mejor posible el contexto sismotectónico de la isla de La Española, y más particularmente la falla Septentrional, nos concentramos en el origen geográfico de los datos, eligiendo: la elección de seísmos representativos de contexto inter-placa, en el interior de bases de datos acelerométricas de las placas Caribeña y Norteamericana central. Este importante conjunto de datos proviene de seísmos moderados (M<6,5) y superficiales (prof.<30km), que se producen en Europa y en Medio Oriente. Estos datos tienen la ventaja de haber sido utilizados y validados en numerosos proyectos a lo largo de los años, lo que le confiere una gran fiabilidad. Los datos californianos de fuertes movimientos, representativos de seísmos de desgarre asociados a tectónica del sistema de fallas de San Andrés. La investigación de señales naturales se realiza en base a los pares magnitud - distancia resultantes del proceso de desagregación de la amenaza antes descrita. De ese modo seleccionamos dos Acelerogramas reales resultantes de seísmos con características cercanas a la fuente más contributiva de la amenaza sísmica probabilística ( Tabla 5 y Tabla 6). Además del criterio PGA, debemos asegurarnos de que el espectro de respuesta sea lo más próximo posible del espectro de amenaza uniforme de nuestro suelo blanco (Figura 46 y Figura 47).

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Tabla 4.

Criterios seguidos para la elección de Acelerogramas

Caracteristicas Fuente- Estacion

Mecanismo de desgarre

6,0 < 6,5

5Km < dfocal< 35Km

PGA blando el más próximo posible de 0,35g y 0,41g

Suelo Rocoso

Tabla 5 Características de seísmos correspondientes a Acelerogramas reales representativos

para una zona rocosa de Puerto Plata

4.2.12 Cálculo de dos acelerogramas modificados Como complemento y para mejorar la representatividad de las señales con relación a su contenido frecuencial, proponemos el uso de acelerogramas naturales modificados por un método de calado en el espectro blanco de amenaza uniforme. Por ello, hemos abordado primero la investigación previa con los mismos criterios (Tabla 7), para extraer dos nuevos acelerogramas naturales: las características de los seísmos están descritas en la Tabla 8. El programa RspMatch 2005 (Abrahamson, 1998 ; Hancock

Fecha Seísmo MS Mw Estación dfocal (km)

depi (km)

PGA (g)

N1

09/06/1980

Victoria (frontera méxico-california)

6,5

6,3

Cerro Prieto

34

34

0,57

N2

15/09/1976

Frioul Replica (Italia)

6,1

6,0

IGLI

22

21

0,48

89

et al., 2006) procede a continuación a su modificación para que sus espectros sean compatibles con los espectros blanco correspondientes obtenidos en roca horizontal aflorante. Basado en los trabajos de Lilhanand & Tseng (1988), este método consiste en ajustar la señal temporal añadiendo aleatoriamente ondas, de modo que el espectro así calculado se ajuste al espectro blanco para todo el rango de frecuencias considerado. Por ensayo-error, una convergencia permite generar al final de las series temporales modificadas, que se asemejan a las señales naturales en el ámbito temporal y cuyo espectro se ajusta casi perfectamente al espectro-blanco en el ámbito frecuencial. En la mayoría de los casos, este método permite preservar el carácter no estacionario de los acelerogramas reales. Los acelerogramas naturales modificados gracias al RspMatch 2005 se muestran en la figura 46.

Tabla 6 Características de seísmos correspondientes a Acelerogramas reales-modificados

representativos de una zona rocosa de Puerto Plata

4.2.13 Comparación con el espectro en roca horizontal aflorante Los espectros de respuesta de dos acelerogramas naturales y de dos acelerogramas naturales modificados, se muestran en la Figura 46 con el espectro de respuesta « blanco » para el punto seleccionado en el sector norte de Puerto Plata.

Fecha Seísmo MS Mw Estación dfocal (km)

depi (km)

PGA (g)

M1

07/09/1999

Ano Liosa (Grecia)

5,9

6,0

Atenas - Sepolia

22

14

0,35

M2

24/04/1984

Morgan Hill (Californiaa)

6,1

6,5

San José -

IBM

16

13

0,18

90

Figura 46.: Acelerogramas naturales seleccionados y normalizados en referencia a PGA «

blanco » de 0,35g (características del registro en la Tabla 5).

Figura 47: Acelerogramas naturales modificados por calado al espectro de amenaza uniforme

PGA « blanco» de 0,35g (características del registro en Tabla 6).

91

Figura 48: Comparación de espectros de respuesta en aceleración (5% de amortiguamiento) de

acelerogramas naturales (arriba) y modificado (abajo) con el espectro de amenaza uniforme en roca para el punto Suroeste - PGA « blanco » de 0,35g.

Figura 49 Espectros de respuesta de los acelerogramas de entrada utilizados por las

simulaciones numéricas y espectro de respuesta en roca = espectro de amenaza uniforme de Bertil et al. (2010).

92

Espectro de Respuesta para la Zona de Maimón

Tabla 7.

Características de la columna representativa de la Zona de Cofresi.

Potencia (m)

Formación

Vs (m/s)

Vp (m/s)

kg/m³

Curva G-D

10 arcillas 150 281 1400 Darendeli - IP=15 ; v=25kPa

10 arcillas 250 468 1700 Darendeli - IP=15 ; v=100kPa

20 Suelo muy Denso

400 748 1700 Darendeli - IP=15 ; v=400kPa

20 Suelo muy Denso

500 935 1700 Darendeli - IP=15 ; v=400kPa

20 Suelo muy Denso

600 1122 1700 Darendeli - IP=15 ; v=1600kPa

20 Suelo muy Denso

700 1310 1800 Darendeli - IP=15 ; v=1600kPa

- Roca 800 1500 2000 -

93

Figura 50. Espectros de respuesta calculados para la zona de Cofresi y espectro de amenaza uniforme en roca.

Espectro de Respuesta para la Zona de Cofresi.

Tabla 8.

Características de la Columna Representativa de la Zona Cofresi.

Potencia (m)

Formación Vs (m/s) Vp (m/s)

(kg/m³) Curva G-D/

5 limos 125 234 1500 Darendeli - IP=15 ; v=25kPa

20

gravas / arenas 300 561 1800 Kokusho - v=200kPa

roca 800 1500 2000

94

Figura 51: Espectros de respuesta calculados para la Zona de Maimón y espectro de amenaza uniforme en roca.

95

ESPECTRO SUAVIZADO DE RESPUESTA PARA LA ZONA DE COFRESI

Figura 52: Espectros de respuesta calculados y espectro de respuesta específica propuesta para la Zona de Cofresi (en rojo).

ESPECTRO SUAVIZADO DE RESPUESTA PARA LA ZONA DE MAIMON

Figura 53: Espectros de respuesta calculados y espectro de respuesta específica propuesta para la Zona de Maimón (en rojo).

Los espectros específicos teniendo en cuenta los efectos de sitio litológicos y la cartografía final correspondiente están representados en las Figura 50 y Figura 51.

96

4.2.14 Formulación de espectros de respuesta específicos retenidos

La Tabla 9 muestra, para los edificios corrientes usados de vivienda, los parámetros matemáticos que permitan reconstruir los espectros de respuesta en aceleración y encontrar analíticamente el valor de la aceleración espectral por todo el valor del período. Utilizamos para eso las formas de espectros previstos en el Reglamento de Análisis y Diseño Sísmico de la República Dominicana, R-001, donde un extracto es representado en la Figura 54 El espectro sísmico lineal elástico tal como se define en el código sísmico dominicano, tiene tres regiones de frontera como se muestra en la Figura 54 y sus expresiones son las siguientes:

para T ≤ T0, Sa(T) = 0,6 * SDS * T/T0 + 0,4 * SDS

para T0 < T ≤ TS, Sa(T) = SDS

para T > TS, Sa(T) = SD1 / T

Viene determinado enteramente por los valores de período a principio y a fin de la meseta de aceleración (T0 y TS) y para el valor de meseta en aceleración SDS.

Tabla 9.

Parámetros de los espectros de respuesta elástica por la clase de efectos de sitio litológicos para la ciudad de Puerto Plata.

Clase

T0 (s)

TS (s)

SDS (g)

(meseta de aceleración)

0 0,08 0,18 1,5

1 0,24 0,9 1,2

2 0,15 0,3 2,0

3 0,25 0,6 1,5

4 0,15 0,4 1,6

Roca 0,08 0,28 0,95

97

Figura 54: Forma del espectro de respuesta elástica en aceleración según la norma de análisis y diseño sísmico de la República Dominicana, R-001.

Figura 55.Espectros de Diseño a Utilizarse para el Proyecto a Diseñar Utilizando los Datos Propuesto por el Reglamento de Análisis y Diseño Sísmico de Obras Pública.

98

Figura 56. Espectros de Diseño a Utilizarse para el Proyecto a Diseñar a Construirse en la Zona de Maimón.

99

Figura 57. Espectros de Diseño a Utilizarse para el Proyecto a Diseñar a Construirse en la Zona de Cofresi.

100

Figura 58. Comparación Espectros de Diseños elásticos propuestos para las diferentes clases de efectos de sitio litológicos para las Zonas de Maimón y Cofresi de la Ciudad de Puerto Plata respecto al Propuesto por el Reglamento de Análisis y Diseño Sísmico de Obras Publica para la Zona I. 4.3 Diseños Estructurales en la zona seleccionada A continuación se presenta un edificio con estructura constituida por pórticos intermedios, de Tres (3) pisos, ubicado en la ciudad de Puerto Plata, destinado a Uso Comercial en el Primer Nivel y Apartamentos en el Segundo y Tercer Nivel.

a) Uso: Edificio Comercial y Residencial. b) Ubicación: Puerto Plata. c) Número de pisos: Tres (3) d) Altura primer entrepiso: 5.00 m. e) Altura otros entrepisos: 3.50 m. f) Altura total del edificio: 12.00 m. g) Tipo de Edificación: Grupo IV. h) Ft= 2.00 Kg/cm

101

Figura 59. Elevaciones del Edificio.

102

Figura 60. Planta Arquitectónica Primer Nivel Edificio.

103

Figura 61. Planta Arquitectónica Primer Nivel Edificio

104

Figura 62. Modelo Estructural en 3D 4.3.1 Resultados Utilizando el Espectro de Diseño del Reglamento de Análisis y Diseño Sísmico de la Republica Dominicana, R-001 1. Tipo de Suelo: Tipo D 2. Esfuerzo del Hormigón: 210Kg/cm2 (Fundaciones); 240Kg/cm2(Demás Elementos) 3. Esfuerzo del Acero: 4,200Kg/cm2(Acero Longitudinal Columnas); 2,800Kg/cm2(demás elementos) 4.3.1.1 Datos generales de sismo

Caracterización del emplazamiento

SS: Parámetro de aceleración espectral para periodos cortos (R-001 2011, Artículo 8, 9, 10 y 11) SS : 1.55

S1: Parámetro de aceleración espectral para un periodo de 1 segundo (R-001 2011, Artículo 8, 9, 10 y 11) S1 : 0.75

Tipo de perfil de suelo (R-001 2011, Artículo 12): D

Sistema estructural

RdX: Coeficiente de modificación de respuesta (X) (R-001 2011, Artículo 23) RdX : 4.50

RdY: Coeficiente de modificación de respuesta (Y) (R-001 2011, Artículo 23) RdY : 4.50

105

CdX: Factor de amplificación de desplazamientos (X) (R-001 2011, Artículo 23) CdX : 4.00

CdY: Factor de amplificación de desplazamientos (Y) (R-001 2011, Artículo 23) CdY : 4.00

Periodo fundamental aproximado

Tipo de estructura (X): c

Tipo de estructura (Y): c

h: Altura del edificio h : 11.00 m

dX: Dimensión de la base de la estructura (X) dX : 20.00 m

dY: Dimensión de la base de la estructura (Y) dY : 20.00 m

Tipo de edificación (R-001 2011, Artículo 22): Grupo IV

Parámetros de cálculo

Número de modos : 9.00

Fracción de sobrecarga de uso : 0.25

Factor multiplicador del espectro : 1.00

No se realiza análisis de los efectos de 2º orden

Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Riesgo moderado

Direcciones de análisis Acción sísmica según X Acción sísmica según Y Fracción de sobrecarga de uso: 0.25

106

4.3.1.2 Espectro de cálculo

Espectro elástico de aceleraciones

Coef.Amplificación:

ae DS

0

TS S 0.4 0.6 U

T

= +

00 T T

ae DSS S U=

0 ST T T

D1ae

SS U

T=

ST T

El valor máximo de las ordenadas espectrales es 1.240 g. R-001 2011 (Artículo 34)

Parámetros necesarios para la definición del espectro SDS: Parámetro de aceleración espectral de diseño para periodos cortos (R-001 2011, Artículo 34) SDS : 1.24

DS a s

2S F S

3=

SS: Parámetro de aceleración espectral para periodos cortos (R-001 2011, Artículo 8, 9, 10 y 11) SS : 1.55

Fa: Factor de sitio (R-001 2011, Artículo 21) Fa : 1.20

Tipo de perfil de suelo (R-001 2011, Artículo 12): D SD1: Parámetro de aceleración espectral de diseño para un periodo de un segundo (R-001 2011, Artículo 34) SD1 : 0.75

D1 v 1

2S F S

3=

S1: Parámetro de aceleración espectral para un periodo de 1 segundo (R-001 2011, Artículo 8, 9, 10 y 11) S1 : 0.75

Fv: Factor de sitio (R-001 2011, Artículo 21) Fv : 1.50

Tipo de perfil de suelo (R-001 2011, Artículo 12): D T0: Periodo característico del espectro (R-001 2011, Artículo 34) T0 : 0.12 s

D10

DS

ST 0.2

S=

107

SD1: Parámetro de aceleración espectral de diseño para un periodo de un segundo (R-001 2011, Artículo 34) SD1 : 0.75

SDS: Parámetro de aceleración espectral de diseño para periodos cortos (R-001 2011, Artículo 34) SDS : 1.24

TS: Periodo característico del espectro (R-001 2011, Artículo 34) TS : 0.60 s

S 0T 5 T=

T0: Periodo característico del espectro (R-001 2011, Artículo 34) T0 : 0.12 s U: Factor de importancia (R-001 2011, Artículo 36) U : 1.00

Tipo de edificación (R-001 2011, Artículo 22): Grupo IV

Espectro de diseño de aceleraciones

El espectro de diseño sísmico se obtiene reduciendo el espectro elástico por el coeficiente (Rd) correspondiente a cada dirección de análisis.

aea

d

SS

R=

RdX: Coeficiente de modificación de respuesta (X) (R-001 2011, Artículo 23) RdX : 4.50

RdY: Coeficiente de modificación de respuesta (Y) (R-001 2011, Artículo 23) RdY : 4.50

R-001 2011 (Artículo 35)

108

Espectro de diseño según X

Espectro de diseño según Y

4.3.1.3 Coeficientes de participación

T Lx Ly Lgz Mx My Hipótesis X(1) Hipótesis Y(1)

Modo 1 0.281 0.9681 0.0004 0.2506 82.6 % 0 % R = 4.5 A = 2.703 m/s² D = 5.4213 mm

R = 4.5 A = 2.703 m/s² D = 5.4213 mm

Modo 2 0.282 0.0004 1 0.0002 0 % 82.58 % R = 4.5 A = 2.703 m/s² D = 5.46179 mm

R = 4.5 A = 2.703 m/s² D = 5.46179 mm

Modo 3 0.176 0.0117 0.0121 1 0.08 % 0 % R = 4.5 A = 2.703 m/s² D = 2.12428 mm

R = 4.5 A = 2.703 m/s² D = 2.12428 mm

Modo 4 0.066 0.9601 0.0013 0.2797 15.87 % 0 % R = 4.5 A = 1.96 m/s² D = 0.2135 mm

R = 4.5 A = 1.96 m/s² D = 0.2135 mm

109

T Lx Ly Lgz Mx My Hipótesis X(1) Hipótesis Y(1)

Modo 5 0.066 0.0013 1 0.0001 0 % 15.97 % R = 4.5 A = 1.962 m/s² D = 0.21445 mm

R = 4.5 A = 1.962 m/s² D = 0.21445 mm

Modo 6 0.039 0.0033 0 1 0.02 % 0 % R = 4.5 A = 1.603 m/s² D = 0.0615 mm

R = 4.5 A = 1.603 m/s² D = 0.0615 mm

Modo 7 0.029 0.0001 1 0.0004 0 % 1.45 % R = 4.5 A = 1.468 m/s² D = 0.03102 mm

R = 4.5 A = 1.468 m/s² D = 0.03102 mm

Modo 8 0.029 0.9389 0.0002 0.3443 1.43 % 0 % R = 4.5 A = 1.468 m/s² D = 0.03091 mm

R = 4.5 A = 1.468 m/s² D = 0.03091 mm

Modo 9 0.017 0.0037 0 1 0 % 0 % R = 4.5 A = 1.315 m/s² D = 0.01011 mm

R = 4.5 A = 1.315 m/s² D = 0.01011 mm

Total 100 % 100 %

− T = Periodo de vibración en segundos.

− Lx, Ly = Coeficientes de participación normalizados en cada dirección del análisis.

− Lgz = Coeficiente de participación normalizado correspondiente al grado de libertad rotacional.

− Mx, My = Porcentaje de masa desplazada por cada modo en cada dirección del análisis.

− R = Relación entre la aceleración de cálculo usando la ductilidad asignada a la estructura y la aceleración de cálculo obtenida sin ductilidad.

− A = Aceleración de cálculo, incluyendo la ductilidad.

D = Coeficiente del modo. Equivale al desplazamiento máximo del grado de libertad dinámico

110

Espectro de diseño según X

Espectro de diseño según Y

Se representa el rango de periodos abarcado por los modos estudiados, con indicación de los modos en los que se desplaza más del 30% de la masa:

Hipótesis X (1)

T (s) A (g)

Modo 1 0.281 0.276

Hipótesis Y (1)

T (s) A (g)

Modo 2 0.282 0.276

4.3.1.4 Centro de masas y centro de rigidez de cada planta

Planta c.d.m. (m)

c.d.r. (m)

eX (m)

eY (m)

Forjado 3 (10.00, 9.47) (10.00, 10.00) 0.00 -0.53

Forjado 2 (10.00, 9.49) (10.00, 10.00) 0.00 -0.51

Forjado 1 (10.00, 9.51) (10.00, 10.00) 0.00 -0.49

c.d.m.: Coordenadas del centro de masas de la planta (X,Y)

c.d.r.: Coordenadas del centro de rigidez de la planta (X,Y)

eX: Excentricidad del centro de masas respecto al centro de rigidez (X)

eY: Excentricidad del centro de masas respecto al centro de rigidez (Y)

111

4.3.1.5 Corrección por cortante basal

Cortante dinámico CQC

El cortante basal dinámico (Vd), por dirección e hipótesis sísmica, se obtiene mediante la combinación cuadrática completa (CQC) de los cortantes en la base por hipótesis modal.

Hipótesis sísmica (X) Hipótesis modal VX (t)

Vd,X (t)

Sismo X1

Modo 1 293.96

296.99

Modo 2 0.00

Modo 3 0.98

Modo 4 40.97

Modo 5 0.00

Modo 6 0.03

Modo 7 0.00

Modo 8 2.77

Modo 9 0.00

Hipótesis sísmica (Y) Hipótesis modal VY (t)

Vd,Y (t)

Sismo Y1

Modo 1 0.00

296.97

Modo 2 293.94

Modo 3 0.00

Modo 4 0.00

Modo 5 41.27

Modo 6 0.00

Modo 7 2.80

Modo 8 0.00

Modo 9 0.00

Vd,X: Cortante basal dinámico en dirección X, por hipótesis sísmica

Vd,Y: Cortante basal dinámico en dirección Y, por hipótesis sísmica

112

4.3.1.6 Cortante basal estático

El cortante sísmico en la base de la estructura se determina para cada una de las direcciones de análisis:

VS,X: Cortante sísmico en la base (X) (R-001 2011, Artículo 39) VS,X : 358.507 t

s,x d,x aV S (T ) W=

Sd,X(Ta): Aceleración espectral horizontal de diseño (X) Sd,X(Ta) : 0.28 g

Ta,X: Periodo fundamental aproximado (X) (R-001 2011, Artículo 48) Ta,X : 0.40 s

0.9

a

0.13 hT MIN(0.046 h ; )

d

=

Tipo de estructura (X): c

h: Altura del edificio h : 11.00 m

dX: Dimensión de la base de la estructura (X) dX : 5.00 m VS,Y: Cortante sísmico en la base (Y) (R-001 2011, Artículo 39) VS,Y : 358.507 t

s,y d,y aV S (T ) W=

Sd,Y(Ta): Aceleración espectral horizontal de diseño (Y) Sd,Y(Ta) : 0.28 g

Ta,Y: Periodo fundamental aproximado (Y) (R-001 2011, Artículo 48) Ta,Y : 0.40 s

0.9

a

0.13 hT MIN(0.046 h ; )

d

=

Tipo de estructura (Y): c

h: Altura del edificio h : 11.00 m

dY: Dimensión de la base de la estructura (Y) dY : 5.00 m W: Peso sísmico total de la estructura W : 1301.03 t

El peso sísmico total de la estructura es la suma de los pesos sísmicos de todas las plantas.

n

ii 1

W w=

=

wi: Peso sísmico total de la planta "i"

Suma de la totalidad de la carga permanente y de la fracción de la sobrecarga de uso considerada en el cálculo de la acción sísmica.

113

Planta wi (t)

Forjado 3 361.93

Forjado 2 459.53

Forjado 1 479.57

W= wi 1301.03

4.3.1.7 Verificación de la condición de cortante basal

Cuando el valor del cortante dinámico total en la base (Vd), obtenido después de realizar la combinación modal, para cualquiera de las direcciones de análisis, es menor que el 65 % del cortante basal sísmico estático (Vs), todos los parámetros de la respuesta dinámica se multiplican por el factor de modificación: 0.65·Vs/Vd.

R-001 2011 (Artículo 67)

Hipótesis sísmica Condición de cortante basal mínimo Factor de modificación

Sismo X1 Vd,X1 0.65·Vs,X

296.986 t 233.030 t

N.P.

Sismo Y1 Vd,Y1 0.65·Vs,Y

296.970 t 233.030 t

N.P.

Vd,X: Cortante basal dinámico en dirección X, por hipótesis sísmica

Vs,X: Cortante basal estático en dirección X, por hipótesis sísmica

Vd,Y: Cortante basal dinámico en dirección Y, por hipótesis sísmica

Vs,Y: Cortante basal estático en dirección Y, por hipótesis sísmica

N.P.: No procede 4.3.1.8 Derivas de Piso Las Siguientes Tablas Muestran las Derivas de Piso ya Mayoradas por la Ductilidad.

114

Tabla 9. Derivas de Piso Mayoradas por la Ductilidad, Reglamento R-001

Situaciones sísmicas(1)

Pilar Planta Cota (m)

h (m)

Distorsión X Distorsión Y

Absoluta (m)

Relativa Origen Absoluta (m)

Relativa Origen

C1 Forjado 3 10.73 3.20 0.0109 h / 294 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0104 h / 308 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0089 h / 486 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0302 h / 356 ---- 0.0297 h / 362 ----

C2 Forjado 3 10.73 3.20 0.0109 h / 294 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0104 h / 308 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0089 h / 486 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0302 h / 356 ---- 0.0296 h / 363 ----

C3 Forjado 3 10.73 3.20 0.0109 h / 294 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0104 h / 308 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0089 h / 486 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0302 h / 356 ---- 0.0297 h / 362 ----

C4 Forjado 3 10.73 3.20 0.0107 h / 300 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0102 h / 314 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0087 h / 498 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0296 h / 363 ---- 0.0297 h / 362 ----

C5 Forjado 3 10.73 3.20 0.0107 h / 300 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0102 h / 314 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0087 h / 498 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0296 h / 363 ---- 0.0296 h / 363 ----

C6 Forjado 3 10.73 3.20 0.0107 h / 300 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0102 h / 314 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0087 h / 498 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

115

Situaciones sísmicas(1)

Pilar Planta Cota (m)

h (m)

Distorsión X Distorsión Y

Absoluta (m)

Relativa Origen Absoluta (m)

Relativa Origen

Total 10.73 0.0296 h / 363 ---- 0.0297 h / 362 ----

C7 Forjado 3 10.73 3.20 0.0106 h / 302 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0100 h / 320 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0086 h / 503 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0292 h / 368 ---- 0.0297 h / 362 ----

C8 Forjado 3 10.73 3.20 0.0106 h / 302 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0100 h / 320 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0086 h / 503 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0292 h / 368 ---- 0.0296 h / 363 ----

C9 Forjado 3 10.73 3.20 0.0106 h / 302 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0100 h / 320 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0086 h / 503 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0292 h / 368 ---- 0.0297 h / 362 ----

C10 Forjado 3 10.73 3.20 0.0104 h / 308 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0099 h / 324 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0085 h / 509 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0287 h / 374 ---- 0.0297 h / 362 ----

C11 Forjado 3 10.73 3.20 0.0104 h / 308 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0099 h / 324 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0085 h / 509 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0287 h / 374 ---- 0.0296 h / 363 ----

C12 Forjado 3 10.73 3.20 0.0104 h / 308 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0099 h / 324 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0085 h / 509 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0287 h / 374 ---- 0.0297 h / 362 ----

C13 Forjado 3 10.73 3.20 0.0102 h / 314 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0098 h / 327 ---- 0.0102 h / 314 ----

116

Situaciones sísmicas(1)

Pilar Planta Cota (m)

h (m)

Distorsión X Distorsión Y

Absoluta (m)

Relativa Origen Absoluta (m)

Relativa Origen

Forjado 1 4.32 4.32 0.0083 h / 522 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0283 h / 379 ---- 0.0297 h / 362 ----

C14 Forjado 3 10.73 3.20 0.0102 h / 314 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0098 h / 327 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0083 h / 522 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0283 h / 379 ---- 0.0296 h / 363 ----

C15 Forjado 3 10.73 3.20 0.0102 h / 314 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0098 h / 327 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0083 h / 522 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0283 h / 379 ---- 0.0297 h / 362 ----

C16 Forjado 3 10.73 3.20 0.0107 h / 300 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0102 h / 314 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0087 h / 498 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0296 h / 363 ---- 0.0297 h / 362 ----

C17 Forjado 3 10.73 3.20 0.0106 h / 302 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0100 h / 320 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0086 h / 503 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0292 h / 368 ---- 0.0297 h / 362 ----

C18 Forjado 3 10.73 3.20 0.0104 h / 308 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0099 h / 324 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0085 h / 509 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0287 h / 374 ---- 0.0297 h / 362 ----

C19 Forjado 3 10.73 3.20 0.0104 h / 308 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0099 h / 324 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0085 h / 509 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0287 h / 374 ---- 0.0297 h / 362 ----

117

Situaciones sísmicas(1)

Pilar Planta Cota (m)

h (m)

Distorsión X Distorsión Y

Absoluta (m)

Relativa Origen Absoluta (m)

Relativa Origen

C20 Forjado 3 10.73 3.20 0.0106 h / 302 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0100 h / 320 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0086 h / 503 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0292 h / 368 ---- 0.0297 h / 362 ----

C21 Forjado 3 10.73 3.20 0.0107 h / 300 ---- 0.0108 h / 297 ---- Forjado 2 7.53 3.20 0.0102 h / 314 ---- 0.0102 h / 314 ---- Forjado 1 4.32 4.32 0.0087 h / 498 ---- 0.0087 h / 498 ---- Cimentación 0.00

Total 10.73 0.0296 h / 363 ---- 0.0297 h / 362 ----

Notas: (1) Las distorsiones están mayoradas por la ductilidad.

118

4.3.1.9 Resultados del Diseño Aplicando el Espectro de Diseño del Reglamento de Obras Publica, R-001 Figura 63 .Planta de Fundación Utilizando el Espectro de Diseño y Análisis Símico Dominicano, Reglamento R-001

119

Figura 64 .Detalle de Columnas del Pórtico Utilizando el Espectro de Diseño y Análisis Símico Dominicano, Reglamento R-001

120

Figura 65 .Detalle de Muros de Corte Utilizando el Espectro de Diseño y Análisis Símico Dominicano, Reglamento R-001

121

4.3.2 Diseño Estructural Edificio Ubicado para la Zona de Cofresi. 1. Tipo de Suelo: Tipo C 2. Esfuerzo del Hormigón: 210Kg/cm2 (Fundaciones); 240Kg/cm2(Demás Elementos) 3. Esfuerzo del Acero: 4,200Kg/cm2(Acero Longitudinal Columnas); 2,800Kg/cm2(demás elementos) 4.3.2.1 Datos generales de sismo Caracterización del emplazamiento

SS: Parámetro de aceleración espectral para periodos cortos (R-001 2011, Artículo 8, 9, 10 y 11) SS : 1.20

S1: Parámetro de aceleración espectral para un periodo de 1 segundo (R-001 2011, Artículo 8, 9, 10 y 11) S1 : 0.60

Tipo de perfil de suelo (R-001 2011, Artículo 12): C Sistema estructural

RdX: Coeficiente de modificación de respuesta (X) (R-001 2011, Artículo 23) RdX : 4.50

RdY: Coeficiente de modificación de respuesta (Y) (R-001 2011, Artículo 23) RdY : 4.50

CdX: Factor de amplificación de desplazamientos (X) (R-001 2011, Artículo 23) CdX : 4.00

CdY: Factor de amplificación de desplazamientos (Y) (R-001 2011, Artículo 23) CdY : 4.00

Período fundamental aproximado

Tipo de estructura (X): c

Tipo de estructura (Y): c

h: Altura del edificio h : 11.00 m

dX: Dimensión de la base de la estructura (X) dX : 20.00 m

dY: Dimensión de la base de la estructura (Y) dY : 20.00 m Tipo de edificación (R-001 2011, Artículo 22): Grupo IV Parámetros de cálculo

Número de modos : 9.00

Fracción de sobrecarga de uso : 0.25

Factor multiplicador del espectro : 1.00 No se realiza análisis de los efectos de 2º orden Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Riesgo moderado

122

4.3.2.2 Espectro de cálculo

4.3.2.2.1 Espectro elástico de aceleraciones

Coef.Amplificación:

ae DS

0

TS S 0.4 0.6 U

T

= +

00 T T

ae DSS S U=

0 ST T T

D1ae

SS U

T=

ST T

El valor máximo de las ordenadas espectrales es 0.800 g. R-001 2011 (Artículo 34)

Parámetros necesarios para la definición del espectro SDS: Parámetro de aceleración espectral de diseño para periodos cortos (R-001 2011, Artículo 34) SDS : 0.80

DS a s

2S F S

3=

SS: Parámetro de aceleración espectral para periodos cortos (R-001 2011, Artículo 8, 9, 10 y 11) SS : 1.20

Fa: Factor de sitio (R-001 2011, Artículo 21) Fa : 1.00

Tipo de perfil de suelo (R-001 2011, Artículo 12): C SD1: Parámetro de aceleración espectral de diseño para un periodo de un segundo (R-001 2011, Artículo 34) SD1 : 0.52

D1 v 1

2S F S

3=

S1: Parámetro de aceleración espectral para un periodo de 1 segundo (R-001 2011, Artículo 8, 9, 10 y 11) S1 : 0.60

Fv: Factor de sitio (R-001 2011, Artículo 21) Fv : 1.30

Tipo de perfil de suelo (R-001 2011, Artículo 12): C T0: Periodo característico del espectro (R-001 2011, Artículo 34) T0 : 0.13 s

123

D10

DS

ST 0.2

S=

SD1: Parámetro de aceleración espectral de diseño para un periodo de un segundo (R-001 2011, Artículo 34) SD1 : 0.52

SDS: Parámetro de aceleración espectral de diseño para periodos cortos (R-001 2011, Artículo 34) SDS : 0.80

TS: Periodo característico del espectro (R-001 2011, Artículo 34) TS : 0.65 s

S 0T 5 T=

T0: Periodo característico del espectro (R-001 2011, Artículo 34) T0 : 0.13 s U: Factor de importancia (R-001 2011, Artículo 36) U : 1.00

Tipo de edificación (R-001 2011, Artículo 22): Grupo IV

4.3.2.2.2 Espectro de diseño de aceleraciones

El espectro de diseño sísmico se obtiene reduciendo el espectro elástico por el coeficiente (Rd) correspondiente a cada dirección de análisis.

aea

d

SS

R=

RdX: Coeficiente de modificación de respuesta (X) (R-001 2011, Artículo 23) RdX : 4.50

RdY: Coeficiente de modificación de respuesta (Y) (R-001 2011, Artículo 23) RdY : 4.50

R-001 2011 (Artículo 35)

124

Espectro de diseño según X

Espectro de diseño según Y

4.3.2.3 Coeficientes de participación

T Lx Ly Lgz Mx My Hipótesis X(1) Hipótesis Y(1)

Modo 1 0.301 0.9732 0.0004 0.23 81.81 % 0 % R = 4.5 A = 1.744 m/s² D = 4.00423 mm

R = 4.5 A = 1.744 m/s² D = 4.00423 mm

Modo 2 0.302 0.0004 1 0.0003 0 % 81.8 % R = 4.5 A = 1.744 m/s² D = 4.02889 mm

R = 4.5 A = 1.744 m/s² D = 4.02889 mm

Modo 3 0.181 0.0118 0.012 1 0.07 % 0 % R = 4.5 A = 1.744 m/s² D = 1.4445 mm

R = 4.5 A = 1.744 m/s² D = 1.4445 mm

Modo 4 0.067 0.0007 1 0.0007 0 % 16.69 % R = 4.5 A = 1.238 m/s² D = 0.14116 mm

R = 4.5 A = 1.238 m/s² D = 0.14116 mm

Modo 5 0.067 0.9628 0.0006 0.2703 16.61 % 0 % R = 4.5 A = 1.237 m/s² D = 0.1408 mm

R = 4.5 A = 1.237 m/s² D = 0.1408 mm

Modo 6 0.039 0.0033 0 1 0.02 % 0 % R = 4.5 A = 1.011 m/s² D = 0.03886 mm

R = 4.5 A = 1.011 m/s² D = 0.03886 mm

Modo 7 0.029 0.0001 1 0.0003 0 % 1.5 % R = 4.5 A = 0.933 m/s² D = 0.02029 mm

R = 4.5 A = 0.933 m/s² D = 0.02029 mm

125

T Lx Ly Lgz Mx My Hipótesis X(1) Hipótesis Y(1)

Modo 8 0.029 0.9395 0.0001 0.3425 1.49 % 0 % R = 4.5 A = 0.933 m/s² D = 0.02026 mm

R = 4.5 A = 0.933 m/s² D = 0.02026 mm

Modo 9 0.017 0.0037 0 1 0 % 0 % R = 4.5 A = 0.837 m/s² D = 0.0064 mm

R = 4.5 A = 0.837 m/s² D = 0.0064 mm

Total 100 % 99.99 %

− T = Periodo de vibración en segundos.

− Lx, Ly = Coeficientes de participación normalizados en cada dirección del análisis.

− Lgz = Coeficiente de participación normalizado correspondiente al grado de libertad rotacional.

− Mx, My = Porcentaje de masa desplazada por cada modo en cada dirección del análisis.

− R = Relación entre la aceleración de cálculo usando la ductilidad asignada a la estructura y la aceleración de cálculo obtenida sin ductilidad.

− A = Aceleración de cálculo, incluyendo la ductilidad.

− D = Coeficiente del modo. Equivale al desplazamiento máximo del grado de libertad dinámico.

4.3.2.4 Representación de los periodos modales

Espectro de diseño según X

Espectro de diseño según Y

Se representa el rango de periodos abarcado por los modos estudiados, con indicación de los modos en los que se desplaza más del 30% de la masa:

126

Hipótesis X (1)

T (s) A (g)

Modo 1 0.301 0.178

Hipótesis Y (1)

T (s) A (g)

Modo 2 0.302 0.178

4.3.2.5 Centro de masas y centro de rigidez de cada planta

Planta c.d.m. (m)

c.d.r. (m)

eX (m)

eY (m)

Forjado 3 (10.00, 9.46) (10.00, 10.00) 0.00 -0.54

Forjado 2 (10.00, 9.47) (10.00, 10.00) 0.00 -0.53

Forjado 1 (10.00, 9.49) (10.00, 10.00) 0.00 -0.51

c.d.m.: Coordenadas del centro de masas de la planta (X,Y)

c.d.r.: Coordenadas del centro de rigidez de la planta (X,Y)

eX: Excentricidad del centro de masas respecto al centro de rigidez (X)

eY: Excentricidad del centro de masas respecto al centro de rigidez (Y) Representación gráfica del centro de masas y del centro de rigidez por planta

4.3.2.6 Corrección por cortante basal

Cortante dinámico CQC

El cortante basal dinámico (Vd), por dirección e hipótesis sísmica, se obtiene mediante la combinación cuadrática completa (CQC) de los cortantes en la base por hipótesis modal.

Hipótesis sísmica (X) Hipótesis modal VX (t)

Vd,X (t)

Sismo X1

Modo 1 182.76

184.75

Modo 2 0.00

Modo 3 0.57

Modo 4 0.00

Modo 5 26.32

Modo 6 0.02

Modo 7 0.00

127

Hipótesis sísmica (X) Hipótesis modal VX (t)

Vd,X (t)

Modo 8 1.78

Modo 9 0.00

Hipótesis sísmica (Y) Hipótesis modal VY (t)

Vd,Y (t)

Sismo Y1

Modo 1 0.00

184.76

Modo 2 182.76

Modo 3 0.00

Modo 4 26.47

Modo 5 0.00

Modo 6 0.00

Modo 7 1.80

Modo 8 0.00

Modo 9 0.00

Vd,X: Cortante basal dinámico en dirección X, por hipótesis sísmica

Vd,Y: Cortante basal dinámico en dirección Y, por hipótesis sísmica

4.3.2.7 Cortante basal estático

El cortante sísmico en la base de la estructura se determina para cada una de las direcciones de análisis:

VS,X: Cortante sísmico en la base (X) (R-001 2011, Artículo 39) VS,X : 225.085 t

s,x d,x aV S (T ) W=

Sd,X(Ta): Aceleración espectral horizontal de diseño (X) Sd,X(Ta) : 0.18 g

Ta,X: Periodo fundamental aproximado (X) (R-001 2011, Artículo 48) Ta,X : 0.40 s

0.9

a

0.13 hT MIN(0.046 h ; )

d

=

Tipo de estructura (X): c

h: Altura del edificio h : 11.00 m

128

dX: Dimensión de la base de la estructura (X) dX : 5.00 m VS,Y: Cortante sísmico en la base (Y) (R-001 2011, Artículo 39) VS,Y : 225.085 t

s,y d,y aV S (T ) W=

Sd,Y(Ta): Aceleración espectral horizontal de diseño (Y) Sd,Y(Ta) : 0.18 g

Ta,Y: Periodo fundamental aproximado (Y) (R-001 2011, Artículo 48) Ta,Y : 0.40 s

0.9

a

0.13 hT MIN(0.046 h ; )

d

=

Tipo de estructura (Y): c

h: Altura del edificio h : 11.00 m

dY: Dimensión de la base de la estructura (Y) dY : 5.00 m W: Peso sísmico total de la estructura W : 1266.10 t

El peso sísmico total de la estructura es la suma de los pesos sísmicos de todas las plantas.

n

ii 1

W w=

=

wi: Peso sísmico total de la planta "i"

Suma de la totalidad de la carga permanente y de la fracción de la sobrecarga de uso considerada en el cálculo de la acción sísmica.

Planta wi (t)

Forjado 3 355.43

Forjado 2 446.97

Forjado 1 463.70

W= wi 1266.10

4.3.2.8 Verificación de la condición de cortante basal

Cuando el valor del cortante dinámico total en la base (Vd), obtenido después de realizar la combinación modal, para cualquiera de las direcciones de análisis, es menor que el 65 % del cortante basal sísmico estático (Vs), todos los parámetros de la respuesta dinámica se multiplican por el factor de modificación: 0.65·Vs/Vd.

R-001 2011 (Artículo 67)

129

Hipótesis sísmica Condición de cortante basal mínimo Factor de modificación

Sismo X1 Vd,X1 0.65·Vs,X

184.753 t 146.305 t

N.P.

Sismo Y1 Vd,Y1 0.65·Vs,Y

184.755 t 146.305 t

N.P.

Vd,X: Cortante basal dinámico en dirección X, por hipótesis sísmica

Vs,X: Cortante basal estático en dirección X, por hipótesis sísmica

Vd,Y: Cortante basal dinámico en dirección Y, por hipótesis sísmica

Vs,Y: Cortante basal estático en dirección Y, por hipótesis sísmica

N.P.: No procede 4.3.2.9 Resultados del Diseño Aplicando el Espectro de Diseño para la Zona de Cofresí. Figura 66 .Planta de Fundación Utilizando el Espectro de Diseño para la Zona de Cofresi.

130

Figura 67 .Detalle de Columnas y Muros de Corte del Pórtico Utilizando el Espectro de Diseño para la Zona de Cofresi.

131

4.3.3 Diseño Estructural Edificio Ubicado para la Zona de Maimón Como el Espectro de diseño para la zona de maimón no difiere tanto al propuesto por el reglamento de análisis y diseño sísmico de nuestra republica dominicana, R-001, nos limitaremos solamente a colocar los resultados del diseño estructural y los datos iniciales de diseño. Norma utilizada: R-001 2011

R-001 2011 Reglamento para el Análisis y Diseño Sísmico de Estructuras

Método de cálculo: Análisis modal espectral (R-001 2011, Artículo 68)

4.3.3.1 Datos generales de sismo Caracterización del emplazamiento

SS: Parámetro de aceleración espectral para periodos cortos (R-001 2011, Artículo 8, 9, 10 y 11) SS : 1.50

S1: Parámetro de aceleración espectral para un periodo de 1 segundo (R-001 2011, Artículo 8, 9, 10 y 11) S1 : 0.70

Tipo de perfil de suelo (R-001 2011, Artículo 12): D Sistema structural

RdX: Coeficiente de modificación de respuesta (X) (R-001 2011, Artículo 23) RdX : 4.50

RdY: Coeficiente de modificación de respuesta (Y) (R-001 2011, Artículo 23) RdY : 4.50

CdX: Factor de amplificación de desplazamientos (X) (R-001 2011, Artículo 23) CdX : 4.00

CdY: Factor de amplificación de desplazamientos (Y) (R-001 2011, Artículo 23) CdY : 4.00

Periodo fundamental aproximado

Tipo de estructura (X): c

Tipo de estructura (Y): c

h: Altura del edificio h : 11.00 m

dX: Dimensión de la base de la estructura (X) dX : 20.00 m

dY: Dimensión de la base de la estructura (Y) dY : 20.00 m Tipo de edificación (R-001 2011, Artículo 22): Grupo IV Parámetros de cálculo

132

Número de modos : 9.00

Fracción de sobrecarga de uso : 0.25

Factor multiplicador del espectro : 1.00 No se realiza análisis de los efectos de 2º orden Criterio de armado a aplicar por ductilidad: Riesgo moderado Direcciones de análisis

Acción sísmica según X

Acción sísmica según Y

4.3.3.2 Resultados del Diseño Aplicando el Espectro de Diseño para la Zona de Maimón. Figura 68 .Planta de Fundación Utilizando el Espectro de Diseño para la Zona de Maimón.

133

Figura 69 .Detalle de Columnas y Muros de Corte del Pórtico Utilizando el Espectro de Diseño para la Zona de Maimón.

134

4.4 Cometario de los Resultados Obtenidos Al investigar la estratigrafía del subsuelo para ambas zonas de trabajo, cofresi y maimón, y posteriormente utilizar el método de refracción sísmica, el cual se baso en realizar varios disparos en lugares diferentes en la propagación, los cuales se hicieron con el fin de obtener una medida de la variación de dos dimensiones de velocidad sísmica con la profundidad a lo largo de la línea utilizando un sismógrafo digital multicanal modelo ST smart is geometrics. Luego de realizar el paso inicial, procedimos a calcular los espesores de capa y las velocidades y una interpretación geofísica de los parámetros geológicos que pueden ser hechas. El producto extremo es un perfil de refracción sísmica que indica las capas sísmicas detectadas, las profundidades a las interfaces entre las capas, ya que varían a lo largo de la línea sísmica y las velocidades encontradas. Para la zona de maimón la velocidad de ondas de corte variaron en el rango de 95 y 400m/s, lo que nos daría una clasificación de suelo respecto al manual de obras publica como suelo tipo D. para la zona de cofresi, tenemos un rango promedio de 340 a 700m/s, el cual queda encasilla en un suelo tipo C. Con ayuda de estos resultados, mas los datos geotécnicos del subsuelo y utilizando un historial sísmico de otras localidades del mundo con condiciones estratigráficas muy similares a los tipos de suelo encontrados tanto en la zona de maimón como la de cofresi. Con los datos obtenidos por medio de los espectro suavizados de respuesta para ambas zonas, observamos que la zona de maimón por su condición de suelo se espera una aceleración máxima espectral aproximada de 1.2g y la zona de cofresi 0.80g. la aceleración máxima esperada según nuestro código sísmico, para períodos largos es de 1.55g y 0.75g periodos cortos. Cuando esto lo traducimos a un suelo tipo D, que es el suelo general comprendido en la zona de Puerto Plata, estas aceleraciones máximas comprende el rango de 1.22g aproximadamente. Luego de Realizar los Diseño Estructurales para cada uno de los caso, vemos como para el diseño realizado con el espectro de la zona de Maimón nos arroja mejores resultado de la respuesta sísmica de la estructura. Podemos observar una mejoría en las secciones de las columnas y muros de corte al igual que la fundación respecto al diseño utilizando el espectro que nos recomienda el reglamento dominicano para la zona I que es la cual corresponde la ciudad de Puerto Plata. Al igual también notamos que la cuantía de acero disminuye considerablemente. Respecto a la zona de Cofresí, notamos que el espectro de diseño calculado no difiere tanto al que nos exhorta el Ministerio de Obras Pública, ya que las aceleraciones

135

espectrales para periodos cortos y periodos largos, no difieren considerablemente, esto por ende no nos proyecta resultados en los elementos estructurales (ni secciones ni cuantía de acero), comparado con el diseño preliminar con el espectro de diseño del código dominicano, R-001.

A B C Figura 70 .Comparación de los Resultados Obtenidos de las Columnas mas Critica en cada una de Propuestas Estructurales. A: Reglamento de Análisis y Diseño Sísmico Dominicano, B: Zona de Cofresi, C: Zona de Maimón.

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Conclusiones y Recomendaciones

El carácter excepcional del desastre ocurrido en Haití tras el seísmo del 12 de enero de 2010 que afectó a la región de Puerto Príncipe vino a recordar a su país vecino, la Republica Dominicana, que no estaba libre de una catástrofe similar. En efecto, la isla de La Española está situada en una zona de límite de placas entre las placas Caribeña y de América del Norte. Los movimientos de placas asociados a esta tectónica son responsables de una importante actividad sísmica. En particular, el norte de la isla está amenazado por la actividad de una falla sismogénica mayor, la falla Septentrional. Por tanto, la parte Norte de la República Dominicana está expuesta a una fuerte amenaza y se encuentra en una zona de sismicidad 1 dentro de la zonificación sísmica nacional (Reglamento Dominicano de Análisis y Diseño, R-001). La ciudad de Puerto Plata, cuarta ciudad de importancia del país, está particularmente expuesta puesto que se extiende algunos kilómetros de la traza en superficie de la falla de Camú y de manera cercana la Falla Septentrional. El objetivo general del estudio de la microzonificación sísmica fue definir las amplificaciones locales de las ondas sísmicas, debidas a la interacción de estas con los sedimentos superficiales ubicados sobre la roca madre (bed rock). Para poder definir las amplificaciones locales, fue necesario conocer la ubicación, los espesores y los valores de las características físicas (estáticas y dinámicas) de las diferentes unidades geológicas presentes en el área de estudio. Tomamos dos de las zonas de mayor crecimiento de la ciudad de Puerto Plata, las cuales son las localidades de maimón y cofresi. En estos lugares estudiamos y calculamos la velocidad de Ondas sísmicas de corte del terreno, a partir de estos resultados realizamos un análisis de informaciones recopiladas y de eventos previos, con el fin de obtener lo que fue una primera aproximación sobre la respuesta dinámica de los suelos de estas dos zona, ante un evento sísmico. Posteriormente, ya con los resultados obtenidos de la microzonificación, realizamos un diseño estructural de un edificio el cual asumimos iba a construirse en ambos lugares (maimón y cofresi), los resultados los comparamos con los que hubiese sido utilizando los datos de diseño que nos reglamenta nuestro código de análisis sísmico, R-001, suministrado por el Ministerio Dominicano de Obras Pública. Los resultados nos indicaron que el conjunto del territorio de las zonas evaluadas en puerto plata, cofresi y maimón, son susceptibles de amplificar las respuestas derivadas de los efectos de sitio litológicos, en distintos grados y en periodos diferentes, siendo la zona de maimón considerada como de mayor peligrosidad sísmica, no obstante cofresi no se escapa de la realidad del historial telúrico que nos amenaza.

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Las aceleraciones máximas esperadas, según vemos en el espectro de respuesta arrojado para cada zona, vemos que respecto a la máxima respuesta esperada según nuestro código dominicano, la zona estudiada de Cofresí espera una aceleración máxima de aproximadamente 1.20g, mientras que la zona de Maimón se mantiene muy próxima a la recomendada por el reglamento dominicano, esta nos arrojó resultados aproximados a 1.50g, mientras que el código sísmico nos recomienda utilizar una aceleración máxima esperada para la zona I, que es la zona a la cual nos corresponde, de 1.55g. Cabe destacar que para la zona de Cofresí, en especial la zona evaluada, esta no representa el tipo de suelo en general existente en la zona de la ciudad de Puerto Plata. Solo para fines de nuestro estudio tomamos, expresamente, una zona de suelo rocoso para poder realizar las comparaciones entre dos zonas con clasificaciones de suelo diferentes. Para algunas zonas, Sosúa y Cabarete, Costambar, si podemos encontrarnos con una designación de suelo con esfuerzo al corte superior al general ubicado en la zona del centro de la ciudad de Puerto Plata. Cuando todos estos resultados derivados de la microzonificación sísmica, lo trasportamos dentro de un esquema estructural, vimos como esto representa un gran ahorro dentro del marco económico, ya que los elementos estructurales disminuyeron considerablemente, tanto en su inercia como en la cuantía de acero requerida por la estructura. Estos resultados lo logramos observar en los elementos verticales al igual que en las fundaciones. Todo esto para la zona de Cofresí comparándola con un igual diseño estructural utilizando el espectro de respuesta de nuestro reglamento dominicano. Para la zona de maimón, no observamos un cambio considerable en las aceleraciones máximas esperadas, según pudimos observar el espectro de respuesta para esta zona fue bastante similar al que nos presenta el reglamento de análisis y diseño sísmico del Ministerio Dominicano de Obras Pública, R-001. Al utilizar los datos del espectro de respuesta, observamos que las secciones y las cuantías de los elementos sísmicamente portantes, no cambiaron considerablemente, por lo que no representó ninguna variación dentro del marco de lo económico dentro del costo de la estructura. Concluimos Resumiendo en Base a los Siguientes Puntos:

• Los resultados del Análisis de Amenaza para la Zona de Cofresi y Maimón evidencian el alto nivel de las aceleraciones esperadas, fruto de la localización de la Hispanilla en la Placa del Caribe y el Tectonismo local.

• Atendiendo que las aceleraciones en la ciudad de Puerto Plata están dentro de las más altas de país. De acuerdo a los resultados obtenidos recomendamos que sea instalada una Red de Acelerógrafos en el ámbito local para registrar los movimientos fuertes del terreno y la respuesta de las estructuras, a fin de poder establecer una Ley de Atenuación local que permita mejorar los resultados en los Estudios de Amenaza Sísmica y por otro lado conocer cómo responden nuestros

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edificios a la excitación sísmica; ambos aspectos incidirán de forma determinante a mejorar nuestro Código Sísmico.

• Como el costo de una microzonificación es todavía un poco elevado, Siendo Puerto Plata una de las provincias más importantes dentro del sector turístico, y atendiendo al crecimiento económico que empodera esta porción dentro del sector construcción, es responsabilidad del Estado en conjunto con el sector inmobiliario realizar una microzonificación sísmica en toda la provincia y así obtener respuestas más aproximadas a la realidad sísmica en que se encuentra nuestra demarcación. Todo esto con el objetivo primario de asegurar de una manera más correcta las inversiones que se vienen realizando en la costa norte y a la vez entendemos que en ciertas zonas del litoral costeño esto representaría un gran ahorro en el costo de la construcción, ya que para ciertas zonas la respuesta de las amplitudes sísmicas serian menor que las que nos recomienda nuestro código sísmico dominicano.

• Siendo el espectro de respuesta sísmica la herramienta fundamental en el proceso de estimar la máxima respuesta de una estructura a un terremoto, para efectos de diseño o de verificación, entendemos que se hace urgente realizar todos los estudios requeridos para obtener una microzonificación sísmica no solo para la ciudad de Puerto Plata, sino para el país en su totalidad. Con ayuda de esta herramienta, el ingeniero estructuralista en conjunto con el arquitecto puede tomar mejores decisiones estructurales con el fin de obtener una mejor respuesta sísmica, ya que contaría con datos mas precisos del terreno de fundación. Todo esto se traduce hacia el cliente, en un proyecto más seguro, podría ser más económico, pero de una manera mucho más importante, garantizar las vidas de las personas que darán utilidad a la edificación.

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Referencias 1. Terremotos e Infraestructura, Alberto Sarria Molina, Universidad de los Andes,

Facultad de Ingeniería, Ediciones Uninandes, segunda edición, 2004. 2. Ingeniería Geológica, Luis L. González De Vallejo, Universidad Complutense de

Madrid, Mercedes Ferrer, Instituto Geológico y Minero de España y Carlos Oteo, Universidad Politécnica de Madrid, Pearson Educación, Madrid, 2002.

3. Código Antisísmico Dominicano, Edición Agosto 2011. 4. Mecánica de Suelos, Tomo I, Juárez Badillo y Rico Rodríguez, Editorial Limusa, S.A.,

edición 2000. 5. Mecánica de Suelos, Tomo II, Juárez Badillo y Rico Rodríguez, Editorial Limusa, S.A.,

edición 2004. 6. Un gran terremoto en la República Dominicana puede ocurrir más rápido de lo que

usted piensa, está usted preparado?, Paul Mann, Institute of Geographycs, University of Texas.

7. Proyecto de Cartografía Geotemática en República Dominicana. 8. Estudio de Microzonificación Sísmica de Cali, realizado en el periodo comprendido

entre los años 2003 al 2005. 9. Lecturas para la Gente de un País que Espera Su Terremoto, Ing. Rafael A. Corominas

Pepín, Editorial El Nuevo Diario, Primera Edición, 1998. 10. El Día del Terremoto… Puede Ser Hoy, Ing. Leonardo Reyes Madera, Editora Amigo

del Hogar, Primera Edición Marzo 2011. 11. Reglamento Dominicano para el Análisis y Diseño Sísmico de Estructuras R-001. Año

2011. 12. Edición Especial Revista Verdor, Terremotos y Maremotos: Peligros que nos

Acechan. Abril 2012

Referencias Digitales

1. http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/recenteqsww/Maps/10/290_20_frames.php

2. http://www.sismologiard.com.ar/2011/12/historia-sismica-de-republica.html 3. http://peer.berkeley.edu/nga 4. http://www.sismologiard.com.ar/2011/12/historia-sismica-de-

republica.htmlhttp://www.sodosismica.com/ 5. http://db.cosmos-eq.org/scripts/default.plx 6. http://es.wikipedia.org/wiki/San_Felipe_de_Puerto_Plata. 7. http://easd.geosc.uh.edu/mann/caribbean/images/topo_big.htm.