Chapter 5: Discussion
5.1 Proposition 1: The concept of the patient will affect the acceptance of research
Dentro del marco del estudio de microzonificación sísmica de Bogotá, el Fondo de Prevención y Atención de Emergencias (FOPAE) publicó los mapas de respuesta sísmica del suelo, los mapas de zonificación geotécnica, los mapas de profundidades de basamento, los mapas de periodos fundamentales y los mapas de periodos por micro trepidaciones.
Estos mapas resultan muy útiles y pertinentes para este trabajo, ya que permiten comparar los datos obtenidos con los datos y los mapas dados por FOPAE (2010), y al mismo tiempo, otorgan mayores herramientas de juicio sobre el comportamiento de edificaciones en diferentes zonas de Bogotá.
A partir del decreto 523 de 2010, en el cual se adopta la microzonificación sísmica para Bogotá, se obtienen los espectros de diseño de cada zona de la microzonificación, que se muestran en la Gráfica 5-2
Gráfica 5-2. Espectros de diseño de la microzonificación de Bogotá.
En el Anexo 2 se muestran los mapas de respuesta sísmica, de zonificación geotécnica, de profundidad de basamento, de periodos fundamentales del suelo, y periodos por microtrepidaciones para Bogotá. (Tomados de FOPAE, 2010). 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 1 2 3 4 5 6 7 Sa ( g) Periodo (s)
Espectro de Diseño
CERROS PIEDEMONTE A PIEDEMONTE B
PIEDEMONTE C LACUSTRE-50 LACUSTRE-100
LACUSTRE-200 LACUSTRE-300 LACUSTRE-500
LACUSTRE ALUVIAL-200 LACUSTRE ALUVIAL-300 ALUVIAL-50
ALUVIAL-100 ALUVIAL-200 ALUVIAL-300
En los anexos muestra el mapa de la nueva microzonificación de Bogotá, con la cual se divide a la ciudad en zonas de acuerdo al suelo, y para la cual se define cada uno de los espectros de diseño mostrados en la Gráfica 5-2.
Esta diferenciación de zonas por su respuesta sísmica está ligada con parámetros como el tipo de suelo y la profundidad de ese estrato de suelo. Las zonas de los cerros orientales y de suba, al ser cerros no corresponden a suelo sino a roca, y el resto de la ciudad tiene profundidades de basamento que van hasta los 450 m de profundidad en zonas cercanas al aeropuerto, como se puede ver en el mapa de profundidades de basamento, tomado de FOPAE (2010), en los anexos.
La zonificación por respuesta sísmica está íntimamente ligada entonces al tipo de suelo o zona geotécnica de la ciudad, como se puede ver en respectivos mapas, en los anexos.
También, FOPAE (2010) define los periodos fundamentales de los suelos de Bogotá. Sin embargo, es importante destacar que el periodo del suelo puede ser diferente de acuerdo con la señal sísmica en roca que llegue a la base de ese suelo. En general, los sismos de mayor magnitud tienden a hacer oscilar a los suelos con periodos mucho más altos debido a la respuesta no lineal del suelo.
Esto se puede apreciar en la diferencia que existe entre periodos en los mapas de periodos fundamentales y mapas de periodos por microtrepidaciones que se encuentran en los anexos. Por esta razón, sería inconsistente comparar los periodos obtenidos de los espectros de Fourier y los demás espectros con los periodos fundamentales de FOPAE (2010), ya que esos periodos corresponden a periodos fundamentales para un sismo de diseño, y no para el sismo de Quetame (2008), que es aproximadamente una quinta parte del sismo de diseño.
Sin embargo, en FOPAE (2010) se discuten los resultados obtenidos por DPAE (2008), a propósito del sismo de Quetame (2008), incluyendo los periodos del suelo en diferentes partes de la ciudad, de acuerdo con ese sismo.
A partir de los espectros de amplitudes de Fourier, y de los espectros de aceleración y desplazamiento se obtuvieron los periodos del suelo para cada estación analizada. Estos se pueden apreciar en la Tabla 5-1. Para los periodos obtenidos con los espectros de Fourier, se demarcan con colores los periodos que mayor amplitud tuvieron en colores más vivos, y menor amplitud en colores opacos.
Tabla 5-1. Zonificación, profundidades de basamento y comparación de periodos por estación. Estación Zonificación Geotécnica Microzonificación Profundidad Basamento (m) Periodo
Fundamental (s) Periodos Fourier (s)
Agraria Lacustre-A Lacustre-200 130 2.5 EW 2.2756 1.0114 0.4876 NS 2.2756 1.0779 0.6350 0.4847
Vert 1.9505 1.0240
Avianca Lacustre-A Lacustre-300 290 4.8
EW 2.5600 1.0923 0.8192 NS 3.9009 2.1005 1.0923 0.8031
Vert 2.2141 1.5754
Banco Lacustre-A Lacustre-100 80 1.1
EW 1.4894 0.9102 0.5088 NS 2.3406 1.7067 1.1378 0.5120 Vert 0.6502 0.5152 0.3486
Bosa Aluvial Aluvial-100 75 <1
EW 2.4824 1.2047 0.8359 0.5152 NS 2.4094 1.1872 0.5218 Vert 2.3406 1.6718 1.1872
Ceing Lacustre-A Lacustre-200 115 2.2
EW 2.4824 1.998 1.3653 0.5152 NS 2.048 1.6384 1.0114 Vert 2.2141 1.6718 1.024
Cesca Cerros-A Cerros 0 0.1
EW 2.6426 1.0240 0.4905 0.3175 NS 2.4824 0.9102 0.4016 Vert 1.9051 0.9309 0.3957
Citec Lacustre-C Lacustre Aluvial-
300 210 3.3
EW 3.2768 1.4124 0.9003 NS 3.2768 1.2412 0.9638 Vert 1.8618 1.4124 1.0923
Cniño Lacustre-A (Cauce) Lacustre-300 155 4.1
EW 2.4094 1.4629 1.0639 0.8192 NS 2.4094 1.3885 1.1070
Vert 2.3406 1.1378
Corpas Lacustre-A Lacustre-300 225 3.3
EW 2.7307 1.6063 1.3429 1.0240 NS 2.8249 2.1005 1.6063 0.6943 Vert 2.0480 1.4894 1.0240 0.9526
Csmor Cerros-A Cerros 0 0.1
EW 1.9980 1.5170 0.9990 0.4501 NS 2.2141 1.5754 0.9205 0.7124 Vert 1.9051 1.4894 1.2412 0.9416
Eltiempo Lacustre-A Lacustre-500 >400 6
EW 3.7237 1.9505 1.1703 0.9526 NS 3.5618 2.2141 1.3653 1.0639 Vert 3.5618 2.1005 1.7067
Florida Lacustre-A Lacustre-500 >400 >6
EW 4.3116 2.1005 1.4894 1.1872 NS 3.2768 2.2756 1.9051 0.9752 Vert 3.2768 2.4824 1.7430 1.0503
Fontibón Llanura-B Aluvial-300 275 4.4 EW 3.7237 2.2756 1.7067 1.4372
Vert 2.3406 1.9051 1.3653 0.8905
Jardín Lacustre-B Lacustre-300 260 4.2
EW 2.6426 1.6718 1.0503 0.7656 NS 2.7307 1.6384 0.9990 Vert 2.6426 1.5457 General Santander Aluvial Aluvial-200 - Aluvial-100 105 1.4 EW 3.2768 2.3406 1.1538 0.8275 NS 3.2768 2.1558 0.987 Vert 1.1703 0.8275 0.6068
Kennedy Aluvial Aluvial-300 225 3.6
EW 3.4133 2.4824 1.5457 1.0240 NS 3.5618 2.4824 1.5170 1.0779 Vert 2.4824 1.4629 0.8359
Marichuela Depósito
Ladera Depósito de Ladera 0 0.1
EW 1.7430 0.9638 0.7729 0.5810 NS 1.9051 1.0923 0.5120 Vert 1.4124 0.9416 0.5810 San
Bartolomé Cerros-B Cerros 0 0.1
EW 1.4894 0.9870 0.4735 NS 1.5457 0.8905 0.6943 0.5057 Vert 1.6718 1.0923 0.6502
Tejedores Aluvial Aluvial-100 90 1.5
EW 1.9505 1.4124 0.9416 NS 2.3406 1.8618 1.0923 0.3901 Vert 1.8618 1.0779 0.5057
Timiza Aluvial Aluvial-200 160 2.2
EW 2.4094 0.9638 0.5026 NS 3.5618 1.9505 1.3213
Vert 1.6384 0.8623
Tunal Aluvial Aluvial-50 25 0.8
EW 1.3653 1.0240 0.5689 NS 1.7430 1.0240 0.6450
Vert 2.0480 1.0923
Tvcable Cerros-A Cerros 0 0.2
EW 0.8905 0.6502 0.3413 NS 2.2756 0.4847 0.2905 Vert 0.9526 0.3486 0.2592
Umb Cerros-A Cerros 0 0.1
EW 0.5425 0.2361 0.1057 NS 0.5769 0.3938 0.2347
Vert 2.3406 0.5769
Usaquén Piedemonte Piedemonte-A 30 0.5
EW 2.2141 1.6718 0.4735 NS 1.9505 1.0639 0.4847
Vert 1.6384 0.9526
Usalle Cerros-A Cerros 0 0.1
EW 2.6426 1.6063 1.2227 NS 2.0480 1.4894 0.6827 Vert 1.2227 0.9990 0.7515
Vitelma Cerros-B Cerros 0 0.1
EW 1.2047 0.8359 0.4501 NS 0.8905 0.4763 0.2560
De esta tabla se pueden destacar varias cosas.
La mayoría de las estaciones se encuentran en un suelo lacustre. 10 estaciones se encuentran en algún tipo de suelo lacustre, de diferentes profundidades de basamento.
La zona de la microzonificación con más estaciones es Cerros, con 7 estaciones.
8 estaciones se encuentran en alguna zona de suelo aluvial.
1 estación se encuentra en un depósito de ladera, que colinda con los cerros (Marichuela).
Solo 1 estación (Usaquén) quedó en la zona de piedemonte de la microzonificación.
Con respecto a los periodos obtenidos con los espectros de Fourier, hubo variación entre los periodos para cada señal de la estación. Esto puede ocurrir por la diferencia en aceleraciones pico entre la señal EW y la NS. Para el caso de la señal vertical, en la mayoría de los casos los periodos fundamentales obtenidos fueron diferentes a los obtenidos con las señales horizontales. Esto se debe a que la señal vertical excita a la columna de suelo de una manera muy diferente a las señales horizontales. Tal y como los periodos verticales en una edificación, que tienden a ser menores y muy diferentes a los periodos de vibración lateral, debido a que la rigidez axial es mucho mayor que la rigidez al corte. En razón de esto, en casi todos los casos, los periodos del suelo se obtuvieron casi que exclusivamente de las señales horizontales.
Estos periodos se compararon a través de mapas con los mapas derivados en DPAE (2008), tal y como se muestra en las Figura 5-2 y Figura 5-3.
De los periodos obtenidos se pueden destacar las siguientes:
Los dos periodos más similares se encontraron en Centro Kennedy, en donde el periodo obtenido en DPAE (2008) fue de 1.55, y el encontrado con Fourier fue de 1.53.
La estación en la que hubo más diferencia fue en Tanques de Vitelma, en donde el periodo de DPAE (2008) fue de 0.15 segundos, y el de espectros de Fourier fue de 1 segundo.
Tanto para los periodos obtenidos por DPAE (2008) como los obtenidos con los espectros de Fourier la estación con periodos más altos fue Parque La Florida, con 4.25 y 3.8 segundos de periodo respectivamente.
En términos generales, las estaciones con periodos superiores a 3 segundos medido por DPAE (2008) tuvieron más diferencia con respecto a los obtenidos con espectros de Fourier. Los
periodos entre 1 y 2 segundos fueron los más similares, y para periodos más pequeños (estaciones en roca, principalmente) hubo más diferencia.