Clase 6. EL PROGRAMA SACUDIDA PARA LA ESTIMACION DE LA PELIGROSIDAD SISMICA (segunda parte)

Presentación

En la clase anterior se presentaron los aspectos generales que caracterizan al programa SACUDIDA. En la presente clase y la que sigue se presentarán algunos ejemplos de su utilización, orientados a la comprensión de la influencia de diversos factores sobre la peligrosidad sísmica. Para ello vamos a emplear un pequeño juego de datos, ya que el que se adjuntó al programa, como tenía el objetivo de probar muchas de las opciones en él presentes, es bastante extenso y se pierde un poco el control de lo que se hace cuando no se tiene experiencia en su uso. El fichero se llama clase6.dat. Lo deben descargar al igual que hicieron con los otros ficheros. Veamos su listado:

Juego de datos de prueba para programa SACUDIDA

GIE

16 12 1 1 1 1

5 5 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0.0 8.0 -6.0 0.0 0.5 0.5

1 16 1 12

4.0 -2.75 Punto al sureste de la zona fuente

0.25

1

7.5 0. 4.25 0.87 32.0 2.1 0. 0.0385

150. 0.25 8.0 0.5 0.0002 Datos de la zona fuente

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Corresponde a una región de 8 grados por 6 grados, que en su centro tiene una zona fuente. El origen de coordenadas (0,0) está en el extremo inferior izquierdo, siendo el sentido positivo de las x hacia la izquierda. Esta forma anómala de representar las coordenadas en longitud (la "x") es motivada porque el programa se confecciono para el tratamiento en términos de latitud y longitud considerando como positiva la longitud oeste. Este es un caso de un punto con coordenadas de latitud norte (positivas) y longitud este (negativas). Nótese que la zona ocupa 4 celdas, por lo que el factor de normalización es de 0.25 (segundo valor en la linea No.12). Esta zona es algo peculiar, pues los terremotos tienen una profundidad de 150 Km, y sus isosistas son fuertemente elípticas, disminuyendo su elipticidad según nos alejamos del epicentro (este factor es controlado por el parámetro ? -> último en la línea 11). El ejemplo en general es una modificación (simplificada) del caso real de los terremotos profundos de Vrancea, Rumanía.

En la cuarta línea se indica el cálculo de la peligrosidad sísmica solo para 1 valor del parámetro, en este caso corresponde al valor I=VII. Esto se puede variar a voluntad entre los límites 1 a 8 para cualquier parámetro que se use. La cantidad de información en los resultados se controla modificando los parámetros en la línea 5. Pueden modificarlos a voluntad y comprobar como varían los resultados. Siempre es conveniente mantener una copia del fichero original, pues todos los ejercicios que se indicarán a continuación y en la próxima clase se van a referir a modificaciones sobre ese fichero.

Atención: La versión del programa distribuida con la clase anterior no tiene habilitadas las opciones de cambio de fórmula de atenuacion (SUM en segunda linea), ni cambio de escala (icames=1 en línea 5); si se prueban, el programa reporta error de lectura.

Entre los resultados que brinda el programa, los más importantes son los mapas con representación simbólica, los períodos de recurrencia para puntos independientes y los ficheros de períodos de recurrencia para toda la región de estudio. Aquí copio un ejemplo correspondiente al juego de datos presentado.

PERIODOS DE RECURRENCIA PARA INTENSIDADES MAYORES O IGUALES QUE VII

MAPA SIMBOLICO DE PERIODOS DE RECURRENCIA

-.25 -5.25

+ +

7.750 1 ************

7.250 2 ************

6.750 3 ************

6.250 4 ************

5.750 5 ************

5.250 6 ******KKK***

4.750 7 ****KIHHKK**

4.250 8 ***KHXXGKK**

3.750 9 **KKGXXHK***

3.250 10 **KKHHIK****

2.750 11 ***KKK******

2.250 12 ************

1.750 13 ************

1.250 14 ************

.750 15 ************

.250 16 ************

A PERIODO DE RECURRENCIA MENOR O IGUAL A 10. ANOS

B PERIODO DE RECURRENCIA MENOR O IGUAL A 20. ANOS

C PERIODO DE RECURRENCIA MENOR O IGUAL A 50. ANOS

D PERIODO DE RECURRENCIA MENOR O IGUAL A 100. ANOS

E PERIODO DE RECURRENCIA MENOR O IGUAL A 200. ANOS

X PERIODO DE RECURRENCIA MENOR O IGUAL A 500. ANOS

G PERIODO DE RECURRENCIA MENOR O IGUAL A 1000. ANOS

H PERIODO DE RECURRENCIA MENOR O IGUAL A 2000. ANOS

I PERIODO DE RECURRENCIA MENOR O IGUAL A 5000. ANOS

J PERIODO DE RECURRENCIA MENOR O IGUAL A 10000. ANOS

K PERIODO DE RECURRENCIA MAYOR QUE 10000. ANOS

* NO SON POSIBLES SACUDIDAS DE ESE VALOR DEL PARAMETRO

Este tipo de "mapa", que se presenta en el listado de salida del programa es muy cómodo para analizar los resultados del programa cuando estamos estudiando la peligrosidad sísmica en regiones. Nótese la influencia de la elipticidad sobre los resultados finales en la forma que tienen las isolíneas.

INTENSIDADES MAYORES O IGUALES QUE VII

MODELO POISSONIANO DE REPETICION DE SACUDIDAS SISMICAS -

PROBABILIDAD DE NO OCURRENCIA >= I: P(T-ESPERA)

LUGAR T-REC/RET PROBABILIDAD(TIEMPO DE ESPERA)

1 10 20 50 70 100 200

Punto al sureste de la zona ? 353.2 .9972 .9721 .9449 .8680 .8202 .7534 .5676

De este tipo de salida, lo que más utilizaremos es el período de recurrencia (primero de los valores)

Contenido del fichero donde se escriben los valores reales de los periódos de recurrencia.

Juego de datos de prueba para programa SACUDIDA

GIE VII

CALCULO PARCIAL DEL NIVEL 1

SUBREGION # 2 DE 1

CONTIENE: # DE COLUMNAS, # DE FILAS EN 2I5

PERIODOS DE RECURRENCIA/RETORNO (T) EN 5F16.1

0.0 = T-INFINITO, -1.O = AUSENCIA DE INFORMACION

LIMITES - LATITUD : 7.750 .250 LONGITUD: -.250 -5.750

INTERVALOS: LAT - .50 LONG - .50

12 16

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 51095.5 24820.0 48265.1 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 40115.8

4412.9 1449.3 1872.6 15992.9 59493.2

.0 .0

.0 .0 .0 40000.0 1458.4

450.4 375.4 866.2 14968.1 59493.2

.0 .0

.0 .0 59493.2 14968.1 866.2

375.4 450.4 1458.4 40000.0 .0

.0 .0

.0 .0 59493.2 15992.9 1872.6

1449.3 4412.9 40115.8 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 48265.1 24820.0

51095.5 .0 .0 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0 .0 .0 .0

.0 .0

Para realizar los ejercicios que siguen, lo primero que debe realizar es cambiar en el fichero Clase6.dat los valores 5 5 de la cuarta línea por 1 8, lo que garantiza que se obtenga un espectro completo de valores del parámetro de estudio. En cada ejercicio se variará un parámetro dentro de ciertos límites y se ejecutará el programa con los diversos valores. Le puede ayudar en la comprensión de los resultados el representar en un solo gráfico todas la curvas T vs. I obtenidas por ejercicio.

Ejercicio No. 1. Influencia de los parámetros del régimen sísmico sobre la peligrosidad sísmica

a) Magnitud Máxima

El primer parámetro de la línea 11 del fichero Clase6.dat tiene el valor 7.5 que corresponde a la magnitud máxima. Realice corridas del programa con M_max = 6, 6.5, 7, 7.5 y 8. Compare los resultados.

b) Pendiente "b" del gráfico magnitud frecuencia

El cuarto parámetro de la línea 11 del fichero Clase6.dat tiene el valor 0.87 que corresponde a la pendiente "b" del gráfico magnitud frecuencia. Realice corridas del programa con b = 0.67, 0.77, 0.87, 0.97 y 1.07. Compare los resultados.

c) Actividad sísmica. Parámetro "a" del gráfico magnitud frecuencia

Este parámetro está en la tercera posición de la línea 11, con el valor 4.25. Realice corridas del programa con a = 1.25, 2.25, 3.25, 4.25 y 5,25. Compare los resultados.

d) Profundidad de los focos

Este parámetro está en la primera posición de la línea 12, con el valor 150. Realice corridas del programa con h = 10, 30, 50, 100 y 150 Km. Compare los resultados.

Ejercicio No. 2. Influencia de los parámetros del modelo de isosistas sobre la peligrosidad sísmica

En este ejercicio, además de la importancia de analizar los valores numéricos obtenidos para el punto de estudio, es muy ilustrativo el analizar los "mapas" presentados arriba, ya que el mayor efecto se verá en la distribución geométrica de las isosistas.

a) Angulo de dirección del eje mayor de las elipses

Este parámetro está en la quinta posición de la línea 11, con el valor 32. Realice corridas del programa con ? = 0º, 32º, 60º, y 90º. Compare los resultados.

b) Razón A/B de los semiejes de las elipses

Este parámetro está en la sexta posición de la línea 11, con el valor 2.1. Realice corridas del programa con A/B = 1 (isosistas circulares), 1.2, 1.5, 1.8 y 2.1. Compare los resultados.

c) Variación de la elipticidad con la distancia al epicentro

Esto se representa por el parámetro que está en la octava posición de la línea 11, con el valor 0.0307. Realice corridas del programa con ? = 0 y 0.0307. Compare los resultados.

Ejercicio No 3. Influencia de la distancia a la fuente sobre la peligrosidad sísmica

Los ejercicios anteriores se hicieron considerando un punto ubicado relativamente cerca de la fuente. Ahora es conveniente analizar como varia la peligrosidad sísmica a diferentes distancias de la fuente. Una forma es analizar 4 puntos diferentes, ubicados en línea desde el epicentro hasta el extremo del modelo. Para ello se debe poner un 4 en la cuarta posición de la primera línea en lugar del 1. Además, se deben colocar las coordenadas de los puntos a los que les queremos calcular los períodos de recurrencia. En el fichero original esa información esta en la línea 8, la cual debe ser sustituida por 4 nuevas líneas con las coordenadas de los puntos. Recordando que el punto inferior izquierdo del modelo tiene coordenadas 0, 0 y el superior derecho -6,8, fije las coordenadas de 4 puntos desde el dentro a uno de los vértices (no use los valores límite, puede dar error), coloque los datos en el fichero de entrada y corra el programa. Verá que en la lista de períodos de recurrencia aparecen los 4 puntos seleccionados.