evaluación de la peligrosidad sísmica en la región de murcia

EVALUACIÓN DE LA PELIGROSIDAD SÍSMICA EN LA REGIÓN DE MURCIA
PROYECTO RISMUR
B. Benito, J. M. Gaspar-Escribano, J. García-Mayordomo, M. E. Jiménez Peña y M. J. García-Rodríguez
Universidad Politécnica de Madrid, ETSI Topografía, Geodesia y Cartografía, Ctra. Valencia Km. 7, E-28031, Madrid, España.
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RESUMEN
El proyecto RISMUR-Evaluación del Riesgo Sísmico en la Región de Murcia- se ha iniciado con un estudio probabilista de peligrosidad sísmica en toda la Provincia. Para
la realización de este estudio, se ha configurado un catálogo sísmico homogenizado a magnitud momento (Mw) y se han considerado modelos de atenuación del
movimiento en términos de aceleración pico (PGA) y espectrales (SA). Además, se ha seguido la metodología del árbol lógico para acotar, dentro de lo posible, la
incertidumbre epistemológica asociada a la zonificación y modelización del movimiento fuerte. En la formulación del árbol lógico se han adoptado 4 modelos de
atenuación y 3 zonificaciones sismogenéticas diferentes, consideradas en principio como las más idóneas entre las definidas para la región. Una de esas zonificaciones
incluye particularmente las principales fallas existentes en la región, constituyendo un modelo híbrido de zonas y fallas. Finalmente, se han obtenido mapas del
movimiento esperado en roca, en términos de PGA y SA, para periodos 0.1, 0.2, 0.5, 1.0 y 2.0 s, con una probabilidad de excedencia del 10% en 50 y 100 años (periodo
de retorno de 475 y 975 años, respectivamente). Junto a cada mapa se ha calculado el correspondiente de valores del coeficiente de variación (COV), para destacar las
zonas donde las estimaciones de peligrosidad presentan mayor variabilidad, teniendo en cuenta el conjunto de resultados obtenidos en todas las opciones de cálculo.
Adicionalmente se ha construido el espectro
p
de respuesta
p
de p
probabilidad uniforme ((UHS)) en las localidades de Murcia,, Lorca y Cartagena.
g
En estas tres localidades,, se
ha realizado la desagregación de la peligrosidad para los movimientos estimados con periodo de retorno de 475 años y se han definido los terremotos de control
correspondientes a cada caso. Los espectros obtenidos presentan diferencias significativas respecto a los provistos en la Norma Sismorresistente Española (NCSE-02).
METODOLOGÍA
¾ Revisión de Datos Geológicos y
Sísmicos
mb(Lg) __ Rueda y Mezcua (2002)
mb _____ Nutli (1985)
IMSK____ Rueda y Mezcua (2001)
¾Depuración
1. CATÁLOGO
SÍSMICO
MW
Mezcua et al. (2004)
Rueda y Mezcua (2005)
¾Homogenización Mw
García Mayordomo (2005)
López Casado et al. (1995)
NCSE-02 (2002)
HOMOGENIZACIÓN
¾ Análisis de Trabajos Previos
ANTECEDENTES
2. FUENTES SISMOGENÉTICAS(*)
1. CATÁLOGO SÍSMICO
Estudio en magnitudes
g
momento
Conversión a magnitud
¾Análisis de Completitud
¾ NCSE-02 (2002)
2. FUENTES
SISMOGENÉTICAS
COMPLETITUD
¾ López Casado et al. (1995)
¾ García Mayordomo (2005):
1.00
3.5-3.9 Mw
•Zonas y Fallas Activas
Sur Peninsular
4.0-4.4 Mw
0.90
4.5-4.9 Mw
0.80
5.0-5.4 Mw
Núm. Acumulado Normalizado
5.5-5.9 Mw
¾ Berge-Thierry et al. (2003)
3. LEYES DE
ATENUACIÓN
¾ Sabetta y Pugliese (1996)
¾ Ambraseys et al. (1996)
¾ Atkinson y Boore (1997)
0.70
(*)Las
6.0-6.4 Mw
6.5-6.9 Mw
0.60
zonas situadas en el margen nor-argelino han sido definidas ad hoc para completar los modelo de zonificaciones
Año de referencia
0.50
0.40
0.30
3. LEYES DE ATENUACIÓN
1475
1850
0.20
1200
1750
1725
1000
0.10
¾ Nodos:
0.00
1000
1100
1200
1300
1400
•Fuentes Sismogenéticas
1800
1900
PGA Roca
Mw=5.0
2000
0.25
Núm. Acumulado Normalizado
•Fallas: sismo. Característico
¾ Programas: CRISIS y EXPEL
3.5-3.9 Mw
4.0-4.4 Mw
0 80
0.80
4 5 4 9 Mw
4.5-4.9
5.0-5.4 Mw
5.5-5.9 Mw
6.0-6.4 Mw
6.5-6.9 Mw
0.70
0.60
C.
Definición del Terremoto de
Control para TR 475 años
Falla del Bajo Segura:
a. Hurchillo
b. Benejúzar
c. Guardamar
Falla de Carrascoy
a
Berge-Thierry et al. (2003)
0.25
Atkinson y Boore (1997)
Falla de Alhama de Murcia:
a Pto
a.
Pto.Lumbreras
Lumbreras-Lorca
Lorca
b. Lorca-Totana
Atkinson y Boore (1997)
0 20
0.20
b
c
0.15
0.10
Falla de S.Miguel de Salinas
b
0.10
0.05
Año de referencia
0.05
a
0.00
0.30
0.00
10
100
1
10
Distancia (km)
0.20
Mapas de TR: 475 y 975 años
para PGA y SA (0.1, 0.2, 0.5, 1
y 2 s)
Ambraseys et al. (1996)
0.40
100
Fallas
Distancia (km)
1650
0.10
Espectros de Respuesta de
Probabilidad Uniforme (UHS)
Berge-Thierry et al. (2003)
7.0-7.4 Mw
7.5-7.9 Mw
0.50
SA (0.1s) Roca
Mw=5.0
0.30
Sabetta y Pugliese (1996)
0 15
0.15
1
¾ Desagregación : sismo de control
B.
PGA
A (g)
0.90
0.35
Sabetta y Pugliese (1996)
0.20
Norte de África
•Zonas: Ley de Gutenberg-R.
6. RESULTADOS
1700
1.00
•Leyes de Atenuación
A.
1600
Ambraseys et al. (1996)
¾ Modelo Probabilista Zonificado:
5. CÁLCULO
1500
Años
PGA
A (g)
4. ARBOL LÓGICO
0.40
0.30
1850
1000
0.00
1000
1850
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
0
50 km
1900
1800
1900
2000
Años
4. ÁRBOL LÓGICO
Años de referencia a partir de los
cuales se considera completo el
catálogo para el cálculo de la tasa de
sismicidad
5. CÁLCULO
Ambraseys et al. (1996) [0.4]
Atkinson y Boore (1995) [0.0]
NCSE-02 [0.3]
Modelo del movimiento
Berge-Thierry et al. (2003) [0.4]
Sabetta y Pugliese (1996) [0.2]
Ambraseys et al. (1996) [0.4]
6. RESULTADOS PARA TR=475 AÑOS
Ñ
Atkinson y Boore (1995) [0.0]
ZONIFICACIÓN
López-Casado et al. (1995) [0.3]
Modelo del movimiento
Berge-Thierry et al. (2003) [0.4]
Sabetta y Pugliese (1996) [0.2]
Ambraseys et al. (1996) [0.4]
A. MAPAS DE PELIGROSIDAD SÍSMICA (ejemplos)
Atkinson y Boore (1995) [0.0]
García Mayordomo (2005) [0.4]
Modelo del movimiento
4300000
PGA
– TR=475
años
PGA Media
Roca Tr = 475
años
4250000
B. ESPECTROS DE RESPUESTA
Jumilla
Jumilla
C. TERREMOTOS DE CONTROL
Murcia, Cartagena y Lorca
0.40
MURCIA
PR=475 años
ξ =5%
0.35
Caravaca
0.30
4200
0000
Murcia
Ac. espectrral (g)
Caravaca
Murcia
Lorca
Ordaz et al. (2001)
Berge-Thierry et al. (2003) [0.4]
Sabetta y Pugliese (1996) [0.2]
Lorca
Cartagena
Cartagena
PGA
D = 0-10 km
SA(0.2s) Æ M = 4.5-5.0 y D = 0-10 km
NCSE-02 Terreno tipo I (Roca)
0.25
Æ M = 4.5-5.0 y
Este estudio (Roca)
Murcia ..... M = 4.5-5.0 y D = 10-20 km
0.20
0.15
SA(1.0s) Æ Lorca ........ M = 5.5-6.0 y D = 10-20 km
4150000
0.10
Benito et al. (2004)
Cartagena.. M = 6.0-6.5 y D = 30-40 km
0.05
0.00
PGA (g)
0
700000
Ac. espectral (g)
4300000
1.5
2
Jumilla
CONCLUSIONES PRINCIPALES (TR=475 años)
LORCA
PR=475 años
ξ =5%
0.25
SA(0.1
– TR=475
años
SA(0.1s)s)
Media
Roca Tr = 475
años
425
50000
1
0.30
CV
Jumilla
0.5
Periodo (s)
0.10
0.15
650000
0.20
600000
0.25
550000
0.30
700000
0.35
650000
0.40
600000
0.45
550000
¾ Las estimaciones de PGA para TR= 475 años en la provincia de Murcia (emplazamientos genéricos en suelo duro o roca)
oscilan entre 0.07 y 0.14 g. Los valores máximos de SA se obtienen para periodos T = 0.1 y 0.2 s y varían entre 0.18 y 0.33 g.
El coeficiente de variación COV oscila entre 0.20 y 0.25 en toda la región de estudio.
NCSE-02 Terreno tipo I (Roca)
0.20
Este estudio (Roca)
¾ Los valores de PGA estimados son del orden de los provistos en el mapa de peligrosidad de la NCSE-02 para suelo Tipo I
(Roca). No obstante, destacan significativamente diferencias en la mitad Sur del Campo de Cartagena y el Mar Menor, donde
según nuestra estimación PGA = 0.09 g, frente al valor de 0.06 g dado en la NCSE-02.
0.15
0.10
0.05
0.00
0
0.5
1
1.5
2
Periodo (s)
Caravaca
Caravaca
4200000
Murcia
Ac. espectral (g)
Lorca
Cartagena
4150000
Cartagena
NCSE-02 Terreno tipo I (Roca)
0.20
REFERENCIAS
Este estudio (Roca)
0.15
0.10
0.00
0.10
700000
0.15
650000
0.20
600000
0.25
550000
0.30
700000
0.35
650000
0.40
600000
0.45
550000
CARTAGENA
PR=475 años
ξ =5%
0.25
Lorca
¾ Los terremotos de control para esas mismas localidades son originados por fuentes locales, situadas a distancias entre 0 y 10
km con magnitudes entre 4.5 y 5.0
El patrón de sismicidad observado recientemente en la zona (sismos de Mula, 1999;
1999;
Bullas, 2002;
2002; La Paca, 2005
2005)) constituye el mayor aporte a la peligrosidad para TR 475 años en roca
roca..
0.30
Murcia
0.05
0.00
0
SA(0.1s) (g)
CV
¾ Se han calculado los espectros de peligrosidad uniforme UHS para TR= 475 años en Murcia, Lorca y Cartagena y se han
g
supera al de la NCSE-02 en todo el rango
g de
comparado con los de la NCSE-02 en suelo Tipo I. EL UHS de Cartagena
periodos. En Murcia y Lorca los UHS exceden al de la NCSE-02 para cortos periodos y quedan por debajo para largos
periodos del movimiento.
0.5
1
Periodo (s)
1.5
2
Ambraseys et al. (1996) Earthquake Eng. Struct. Dynamics, 25, 371-400.
Atkinson y Boore (1997) Seism. Res. Lett., 68, 1, 24-40.
Benito et al. (2004) 13th World Conference on Earthquake Engineering
Berge-Thierry et al. (2003) J. Earthquake Eng., 7(2), 193-222.
García Mayordomo (2005) Tesis Doctoral UCM, 373 p.
López Casado et al. (1995) Tectonophysics, 248, 277-292.
Ordaz et al. (2001) CRISIS 99-18, Instituto de Ingeniería, UNAM.
Sabetta y Pugliese (1996) Bull. Seism. Soc. Am., 86(2), 337-352.
Mezcua et al. (2004) Seism. Res. Lett., 75(1), 75-81.
NCSE-02 (2002) BOE, 244, 35898-35967.
Rueda y Mezcua (2001) Pub. Técnica, 35. IGN. Madrid. 64 pp.
Rueda y Mezcua (2002) Rev. Soc. Geo. Esp., 15(3-4), 159-173.
Rueda y Mezcua (2005) Seism. Res. Lett., 76(4), 455-465.
Nuttli (1985) Tectonophysics, 118, 161-174.
AGRADECIMIENTOS El proyecto RISMUR ha sido financiado por el IGN y Protección Civil de Murcia. El código EXPEL se ha desarrollado en el marco de
un proyecto financiado por el CSN y ENRESA. Los autores agradecen a estos organismos la financiación y apoyo para la realización de este trabajo.