Marco_Conceptual_Del_Proyecto_De_Microzo

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VIII Congreso Venezolano de Sismología e Ingeniería Sísmica 
Valencia, 17, 18 y 19 de Mayo de 2006. 
 
MARCO CONCEPTUAL DEL PROYECTO DE MICROZONIFICACIÓN DE 
CARACAS Y BARQUISIMETO 
 
Julio J. Hernández, Michael Schmitz, Franck Audemard, Gustavo Malavé 
 
Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS); www.funvisis.gob.ve 
 
Resumen 
El Proyecto de Microzonificación Sísmica de las ciudades de Caracas y Barquisimeto tiene por 
objeto la definición de microzonas de igual respuesta sísmica en estas ciudades, las cuales deberán 
recomendarse para su implantación en futuras ordenanzas municipales, que operen como parte de 
las políticas de planificación urbana con fines de mitigación del riesgo sísmico. Se entiende que las 
microzonas deben estar en función de los tipos de movimiento superficial, que pueden esperarse 
en cada clase de sitio, incluyendo su influencia en la respuesta estructural de las construcciones, 
tanto futuras como existentes. Respecto de las existentes, las ordenanzas deben definir prioridades 
para su refuerzo, mientras que pueden orientar las características que las futuras deben cumplir en 
cada microzona. Las recomendaciones técnicas finales representarán un complemento y/o 
refinamiento de las normas de análisis y diseño sismorresistente vigentes: COVENIN 1756-2001, 
1753-87 y 1618-98. En este artículo se destaca la interacción que existe entre las actividades 
desarrolladas por las diferentes disciplinas involucradas (sismología, geología, geofísica, 
geotecnia, ingeniería sísmica), en los aspectos de alimentación y retroalimentación de insumos de 
información y criterios de análisis. Igualmente se describen las metodologías, desarrolladas en 
diferentes actividades, de adelantos iniciales con posteriores ajustes que toman en cuenta el 
desarrollo conjunto de todas ellas, y se expone la estrategia global de integración de los resultados 
mediante sistemas de información geográfica (SIG) y de la orientación a la aplicación en 
ordenanzas municipales, incluyendo el adiestramiento de los miembros de las instituciones y 
comunidades locales. 
 
Introducción 
En el marco de la Comisión Nacional de Gestión de Riesgo se ha considerado los estudios de 
microzonificación sísmica (MS) como la metodología de trabajo idónea, cuyos productos se 
utilizarán para trazar las estrategias que tomen en cuenta las condiciones regionales y locales 
en la reducción del riesgo sísmico (Malavé, 2005). El objetivo de la MS es definir los niveles 
de amenaza sísmica y los efectos locales probables en los centros poblados del país. El estudio 
de MS para las ciudades de Barquisimeto y Caracas se basa en un conjunto de investigaciones 
previas, tanto en Caracas (e.g. FUNVISIS, 1978; Schmitz et al., 2002; Yamazaki et al., 2004) 
como en Barquisimeto (e.g. Rocabado et al., 2003). Este estudio está siendo financiado por 
aportes del programa FONACIT- BID II (FONACIT – 200400738) y al finalizar deben 
implementarse acciones concretas que permiten traducir los conocimientos adquiridos en 
reducción del riesgo sísmico, mediante su implementación en ordenanzas municipales, etc., 
que permitan la planificación del uso de los terrenos y el diseño de las estructuras adaptado a 
las características detalladas determinadas para las diferentes microzonas. 
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Valencia, 17, 18 y 19 de Mayo de 2006. 
 
La definición de las microzonas requiere, dentro del tiempo y recursos disponibles, de la 
actualización de la información de carácter geológico, sismológico, geofísico, geotécnico y 
catastral, adecuadamente procesada e integrada. Su desarrollo conlleva un conjunto de actividades 
que requiere la participación de diferentes disciplinas científicas y técnicas, las cuales están 
representadas en FUNVISIS por medio de los departamentos de Ciencias de la Tierra, Sismología, 
Ingeniería Sísmica, Instrumentación Electrónica y el Centro de Documentación e Información. 
Además, estas actividades se llevan a cabo con el apoyo concurrente de varias universidades, entre 
ellas la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado (UCLA) y la Universidad Central de 
Venezuela (UCV). 
 
Respuesta sísmica y efectos de sitio 
La estimación veraz del movimiento del suelo en un determinado sitio (diferentes zonas de una 
ciudad) con respecto a las fuentes sísmicas es una herramienta eficaz para la mitigación del riesgo 
sísmico. La fuerza y las características de estos movimientos dependen de muchos factores, entre 
los cuales se encuentran: 1) la característica de la fuente sísmica (Ampuero, 2005), 2) la 
atenuación y cambio de su contenido de frecuencias que sufre la onda sísmica entre la fuente y el 
sitio (Azuaje y Hernández, 2005) y 3) la amplificación en el sitio (Bard, 1999). En los proyectos 
de MS todos estos factores son evaluados para determinar los movimientos que se esperan en un 
sitio para un escenario específico, y se utilizan los siguientes análisis para su evaluación: 
1) Caracterización de la fuente: Análisis de sismicidad (redes locales), análisis de la sismicidad 
histórica, análisis geotectónico y paleosismológico (trincheras y datación de eventos en tiempos 
geológicos) 
2) Atenuación: Variación de la amenaza dentro de la zona de estudio (por ejemplo de sur a norte 
en Caracas). Esta variación de la amenaza se considerará en la amplitud de los espectros de 
respuesta tipificadas. Para edificaciones esenciales se considerará la variación del movimiento 
probable del terreno con el período de retorno recomendable para su desempeño adecuado. 
3) Efectos de sitio: Análisis de la respuesta sísmica, incluyendo efectos 2D y 3D, determinación de 
la función de transferencia experimental y su comparación con los resultados del análisis 
dinámico, análisis de los efectos de topografía y efectos inducidos, tales como licuación del suelo 
y deslizamientos, entre otros. 
 
Delimitación de las microzonas 
Los análisis y las evaluaciones que se desarrollan para determinar la respuesta sísmica de los 
diferentes sitios en una ciudad requieren de la interacción de las diferentes disciplinas que 
conforman el grupo de trabajo, de tal manera que permita evaluar conjuntamente los diferentes 
factores que determinan la respuesta sísmica. Esta información se documentará en mapas 
temáticos que contienen la información elaborada por cada disciplina (tal como sismicidad, 
geología, velocidades sísmicas, densidades, etc.) y se integrará en los mapas de micozonificación 
sísmica, que contienen las características principales de la zona de estudio junto con 
recomendaciones para su aplicación. Estos mapas de microzonificación pueden variar 
dependiendo de las características locales y del enfoque que se da en el estudio, de tal manera que 
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pueden predominar aspectos geotécnicos, como por ejemplo en el caso de Bogotá y Cali 
(INGEOMINAS, 1997; INGEOMINAS, 2005), efectos de amplificación del suelo en zonas de 
sismicidad moderada como en Niza (Bard et al., 1995) y en Italia (Marcellini y Pagani, 2004) y el 
tamaño y la característica del mayor sismo esperado (Ansal et al., 2004). En el presente trabajo se 
hará especial énfasis en la relación entre la geología, las características geofísicas de los depósitos 
y la respuesta dinámica que generan, para así poder asociar los espectros tipificados a cada 
microzona. 
La base para la delimitación de las microzonas la constituirá la cartografía geológica y 
geomorfológica de las principales formaciones geológicas y unidades geomorfológicas en ambas 
ciudades, en conjunto con la información sobre los espesores de sedimentos y las velocidades 
sísmicas de los estratos someros. Al mapeo de las principales unidades geológicas se agregan el 
análisis de la distribución de facies de los sedimentos cuaternarios (Cano et al., 2005) al igual que 
los efectos geomorfológicos de importancia para la estabilidadde los terrenos (Rodríguez et al., 
2005). 
Los espesores de los sedimentos se determinan a través de un conjunto de información, 
empezando con perforaciones de exploración de acuíferos disponibles, integración con 
información proveniente de perfiles sísmicos de refracción que alcance el basamento (Sánchez et 
al., 2002; De Marco et al., 2004), estimados de profundidad basado en los períodos predominantes 
de vibración mediante el análisis H/V (Schmitz et al., 2002; Rocabado et al., 2005) y modelado 
gravimético en 3D. Esta información será calibrada con información proveniente de perforaciones 
profundas (3 en Caracas, 1 en Barquisimeto, 1 en Cabudare) que alcanzarán profundidades 
estimadas entre 90 y 350 m (González et al., 2005). Dos de estas perforaciones llevarán el perfil 
geotécnico hasta roca como insumo del perfil detallado del suelo para los análisis dinámicos. En 
todas las perforaciones se instalarán acelerómetros en roca, a 30 m de profundidad y en superficie. 
Mediante estos observatorios acelerográficos se obtendrán registros reales en basamento y 
superficie para la calibración de los análisis dinámicos y los espectros definidos en las microzonas. 
Uno de los parámetros críticos en la caracterización del subsuelo es la velocidad de las ondas 
de corte, identificada en la norma COVENIN 1756-01 (2001) como uno de los parámetros 
fundamentales. Por sus características prácticas, se ha optado por la determinación de la 
velocidad de ondas de corte promedio de los primeros 30 m (BSSC-NEHRP, 2000). Los 
mapas de velocidades sísmicas de los primeros 30 m (Vs30) se basan en los valores de 
números de golpes SPT obtenidos de perforaciones geotécnicas existentes, las cuales se 
convierten en velocidades de ondas de corte mediante fórmulas de conversión existentes. 
Dichos valores son comparados e integrados con velocidades sísmicas obtenidas por 
observaciones directas, o sean mediciones sísmicas de refracción, análisis de ondas 
superficiales (SASW), arreglos de microtemores o mediciones de pozo (García et al., 2006). 
Para poder identificar las microzonas mediante los espectros de respuesta, se están elaborando 
modelos genéricos de respuesta dinámica, en los cuales se exploran las variaciones de los 
espectros de repuesta en función de los valores de la velocidad de propagación de las ondas de 
corte (Vs30) (8 clases entre 150 y 500 m/s) y los espesores de sedimentos (9 clases entre 30 y 350 
m de espesor). Los espectros resultantes se tipificarán según el período predominante y la forma 
espectral (Hernández y Hernández, 2005) y se asignarán los espectros correspondientes a las 
microzonas obtenidas a través de los análisis geológicos y geofísicos. A su vez, mediante la 
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asignación de los espectros tipificados, se corroboran los parámetros de delimitación de las 
microzonas sugeridas por los resultados geológicos y geofísicos (espesor de sedimentos y Vs30), 
para así proceder a su mapeo. Esos resultados serán calibrados con los períodos predominantes de 
vibración resultante de la aplicación del método H/V y de los valores obtenidos por el modelado 
de la respuesta sísmica en 2D y en el futuro en 3D. Igualmente se corroborará su validez mediante 
la comparación con los resultados de las evaluaciones de funciones de transferencia experimental 
(red sismológica temporal y observatorios acelerográficos). 
Fuera de las zonas sedimentarias se analiza la estabilidad de laderas respecto a deslizamientos, 
tomando en cuenta como factores la geología, geomorfología, inclinación, meteorización, 
intervención antrópica, entre otros (Zambrano y Hernández, 2005). Con base en los análisis de 
estabilidad se establecen índices cualitativos de potencial de deslizamiento activados por 
movimientos sísmicos. Los índices de estabilidad pueden ser usados en la definición de zonas 
prioritarias para la intervención de zonas de mayor peligrosidad. Se tomarán en cuenta además 
modificaciones en la respuesta de frecuencia debido a los efectos de topografía en zonas de cerros 
(base, ladera, cima, topo). 
 
Desempeño estructural 
Con el fin de estimar la seguridad de las construcciones existentes, se desarrollarán estudios 
del comportamiento estructural de las edificaciones típicas en ambas ciudades, con base en la 
tipificación de las edificaciones en función de las épocas constructivas (con diferentes 
normativas constructivas) y las irregularidades de las edificaciones (las cuales configuran un 
grave problema por su comportamiento negativo de punto de vista sismorresistente). 
En las edificaciones nuevas, que se construyan de acuerdo a las normas vigentes, se analizarán 
los espectros elásticos y se evaluará si tienen modificaciones por efectos inelásticos. Se analizarán 
las posibles variaciones de los patrones de modificación según el espectro y los tipos de 
modificaciones. Además, se estudiará la respuesta de las edificaciones con irregularidades para 
incorporarlas en las recomendaciones de diseño que conllevan a su vez modificaciones de los 
espectros inelásticos. 
En las edificaciones existentes se evaluará su desempeño en las distintas microzonas, examinando 
la variedad de respuestas en función de su altura, la época de construcción (normativa aplicada) y 
el tipo de irregularidades. A tal fin, se efectuarán: a) análisis detallados de varios edificios 
existentes esenciales para las ciudades, así como de algunos comunes representativos de las 
diversas edades e irregularidades; b) estudios paramétricos simplificados, con el objeto de 
cubrir la gama de situaciones estudiadas, los cuales se calibrarán contra los análisis detallados 
(Domínguez y Hernández, 2005). De acuerdo con las actuales recomendaciones 
internacionales (FEMA, 2000), se determinará el daño probable de las edificaciones para 
diversos grados de amenaza sísmica y tipo de suelos, asociándolo con los niveles de 
desempeño constructivo aceptables. Los diferentes grados de amenaza se asocian a diferentes 
niveles de desempeño aceptables, contra los cuales se comparan los desempeños esperados 
obtenidos en los análisis. Esto conduce a recomendaciones de prioridades de reforzamiento, 
dependiendo de su ubicación en las diferentes microzonas, que se basa en la distribución de los 
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diferentes edificios en las microzonas (con base en encuestas realizadas sobre las características 
constructivas). 
 
Planificación Urbana y refuerzo estructural 
Es importante destacar que el proyecto no tiene previsto analizar el riesgo sísmico, es decir la 
incidencia de los niveles de amenaza sísmica sobre el medio natural y construido con 
repercusiones económicas y sobre la vida humana, ya que tiene fines preventivos y no abarca 
planes de emergencia asociados a los estimados de daños y víctimas posibles. Además, no se 
estudian las líneas vitales urbanas: vías de comunicación, servicios, etc. Sin embargo, utilizando 
los resultados de la definición de las microzonas y los respectivos valores de amenaza, se podrá 
realizar los respectivos análisis para las líneas vitales a posteriori. 
En función de los resultados obtenidos, y considerando las características geológicas, se 
delimitarán las microzonas que muestren relativa uniformidad de la respuesta. La información 
se manejará en un Sistema de Información Geográfica (SIG) y se presentará de tal manera que 
será aplicable para los responsables en las instituciones públicas de las alcaldías y de las 
regiones cuyo adiestramiento en la materia, forma parte integral del proyecto. El SIG usado en 
el proyecto (ARCGIS 9.0) es compatible con los SIG utilizados en las instituciones 
involucradas en el proyecto. Para las instituciones locales en Barquisimeto se adquirieron las 
respectivas plataformas de trabajo para poder interactuar plenamente con ellas. 
Los productos finalesdel estudio deberán aplicarse en la elaboración de un conjunto de 
ordenanzas municipales complementarias a la Norma COVENIN 1756-01 (2001) 
“Edificaciones Sismorresistentes”, como base para la planificación urbana y para la atención 
de las emergencias. Se determinará que tipos de espectros inelásticos sean recomendados para 
análisis simplificados de estructuras, dentro de las especificaciones que en las ordenanzas 
municipales refinen las normativas nacionales. Esto evidencia que es de vital importancia la fase 
final del proyecto, en la cual se debe intensificar la interacción con los diferentes actores a 
nivel municipal y estadal para trazar las estrategias de una rápida implementación de los 
resultados en los respectivos niveles de planificación urbana. 
 
Prevención 
FUNVISIS viene desarrollando un programa educativo a través del Aula Sísmica “Madeleilis 
Guzmán”, el cual tiene como objetivo principal divulgar la información relacionada con el 
riesgo sísmico del país, haciendo hincapié en la necesidad de estar preparado ante la 
ocurrencia de este tipo de eventos. 
En el proyecto de MS de Caracas y Barquisimeto se incluyó un enfoque importante en la 
prevención de las comunidades que habitan en la zona de estudio. En el año 2005 se enfocó 
esta actividad en las comunidades del área metropolitana de Barquisimeto, ejemplo de ello ha 
sido el desarrollo del tercer día del VI Coloquio sobre Microzonificación Sísmica en 
noviembre 2005 en Barquisimeto, que ha sido foro para la expresión autónoma de las 
comunidades en materia de prevención. 
 
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Conclusiones 
En el proyecto de MS en las ciudades de Caracas y Barquisimeto se propone analizar los 
principales factores responsables para la respuesta sísmica de un sitio, tales como los procesos 
que se desarrollan en la fuente sísmica, la atenuación de las ondas sísmicas entre la fuente y el 
sitio y los efectos de amplificación y efectos inducidos en el sitio. La elaboración de cada uno 
de los análisis requeridos para este estudio requiere la interacción de profesionales de varias 
ramas de las geociencias e ingeniería, incluyendo educadores y planificadores por parte de las 
autoridades locales como receptores de la información. Sin embargo, el éxito del proyecto 
depende de la forma como será recibida y manejada esta información dentro de las 
instituciones correspondientes. Aparte de los informes físicos, se proporcionará toda la 
información contenida en el estudio en forma digital dentro de un Sistema de Información 
Geográfico (SIG), el cual es compatible con los sistemas manejados en las alcaldías e 
instituciones gubernamentales que deben manejar la información. Esta debe ser usada en la 
elaboración de las ordenanzas municipales específicas que consideren los resultados del 
estudio. De igual manera deben formularse estrategias para el reforzamiento de las 
edificaciones o zonas identificadas de mayor riesgo sísmico en ambas ciudades, tarea que 
requiere de un esfuerzo integrado de muchas instituciones públicas en conjunto con las 
comunidades afectadas. Es allí donde se evidencia la importancia de incorporar activamente 
las comunidades en las actividades de prevención desarrolladas en el marco del proyecto. 
 
Agradecimiento 
Este trabajo es una contribución al Proyecto de Microzonificación Sísmica en las ciudades de 
Caracas y Barquisimeto, FONACIT 200400738, cuyo financiamiento es gratamente 
reconocido. Igualmente agradecemos a todos los profesionales y estudiantes que están 
llevando a cabo el presente proyecto. 
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