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Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil ESTUDIO DE SISMOS ORIGINADOS POR FUENTES SISMOGÉNICAS SUPERFICIALES OCURRIDOS EN GUATEMALA EN EL SIGLO XIX Ligia Eleonora del Cid Vargas Asesorado por el Ing. Alfredo Arce Valenzuela Guatemala, mayo de 2007 ii iii iv UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA ESTUDIO DE SISMOS ORIGINADOS POR FUENTES SISMOGÉNICAS SUPERFICIALES OCURRIDOS EN GUATEMALA EN EL SIGLO XIX TRABAJO DE GRADUACIÓN PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA POR: LIGIA ELEONORA DEL CID VARGAS ASESORADO POR EL ING. ALFREDO ARCE VALENZUELA AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE INGENIERA CIVIL GUATEMALA, MAYO DE 2007 vi UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos VOCAL I Inga. Glenda Patricia García Soria VOCAL II Inga. Alba Maritza Guerrero de López VOCAL III Ing. Miguel Ángel Dávila Calderón VOCAL IV Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz VOCAL V Br. Elisa Yazminda Vides Leiva SECRETARIA Inga. Marcia Ivónne Véliz Vargas TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO DECANO Ing. Roberto Mayorga Rouge EXAMINADOR Ing. Rabel Ángel Bolaños Escobar EXAMINADOR Ing. Roberto Antonio Obiols Gómez EXAMINADOR Ing. Hugo Rolando Bosque Morales SECRETARIO Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos de Guatemala, presento a su consideración mi trabajo de graduación titulado: ESTUDIO DE SISMOS ORIGINADOS POR FUENTES SISMOGÉNICAS SUPERFICIALES OCURRIDOS EN GUATEMALA EN EL SIGLO XIX, tema que me fue asignado por la Dirección de la Escuela de Ingeniería Civil, el 9 de junio de 2005. ................................................................ Ligia Eleonora del Cid Vargas ACTO QUE DEDICO A DIOS Por su presencia MIS HIJOS LIGIA IRENE, luz iluminadora JOSÉ MIGUEL, jovialidad maravillosa JOSUÉ GUILLERMO, justicia gloriosa MIS PADRES Por su apoyo y paciencia MI FAMILIA En especial a mis hermanos: Mario Renato (†), Paula Irene y Carlo Emilio, gracias MIS AMIGOS Que siempre estuvieron dando fortaleza y apoyo incondicional LAS MUJERES Para que sigan sus sueños ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE ILUSTRACIONES ..................................................................................... V GLOSARIO..................................................................................................................... IX RESUMEN .....................................................................................................................XV OBJETIVOS ............................................................................................................... XVII INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ XIX 1. PRINCIPIOS Y DEFINICIONES BÁSICAS .......................................................1 1.1. Sismología .....................................................................................................1 1.1.1. Objetivos de la sismología ............................................................2 1.2. Ingeniería sísmica ........................................................................................3 1.2.1. Objetivos de la Ingeniería Sísmica ..............................................4 1.3. Ingeniería sismológica .................................................................................5 1.4. Diferencias entre el sismólogo y el ingeniero sísmico............................5 2. GEOFÍSICA DE LOS MOVIMIENTOS SÍSMICOS ..........................................9 2.1. El movimiento sísmico .................................................................................9 2.2. Tipos de temblores por su origen ........................................................... 10 2.3. Teoría de la repercusión elástica y teoría de la tectónica de placas ................................................................................................... 11 I 2.3.1. Teoría de la repercusión elástica .............................................. 11 2.3.2. Teoría de la Tectónica de placas .............................................. 13 2.4. Ondas sísmicas ......................................................................................... 16 2.4.1. Ondas corpóreas ......................................................................... 16 2.4.2. Ondas superficiales..................................................................... 17 2.5. Tipos de fallas ............................................................................................ 20 2.6. Características de los parámetros de la fuente .................................... 22 2.7. Momento sísmico....................................................................................... 29 3. SISMOTECTÓNICA DE LA REGIÓN ............................................................. 31 3.1. Ubicación tectónica ................................................................................... 31 3.2. Fuentes sismogénicas en Guatemala................................................... 33 3.2.1. Zona de subducción .................................................................... 34 3.2.2. Zona de transcurrencia............................................................... 35 3.2.3. Zona de fallamientos superficiales o fuentes secundarias .................................................................................. 36 3.3. Amenaza sísmica en Guatemala. Sismos destructivos ..................... 39 4. ESTUDIO DE EVENTOS SÍSMICOS ORIGINADOS POR FUENTES SUPERFICIALES................................................................................................ 43 4.1 Selección de sismos a estudiar............................................................... 43 4.2 Catálogo sísmico ....................................................................................... 46 II 4.3 Escala de intensidades............................................................................. 50 4.4 Elaboración de isosistas........................................................................... 58 4.4.1. Actividad sísmica del 1 de abril al 18 de mayo de 1830 ....... 58 4.4.2. Actividad sísmica ocurrida del 14 de abril al 12 de mayo de 1870 ......................................................................................... 65 4.4.3. Actividad sísmica ocurrida del 2 de agosto al 16 de septiembre de 1874..................................................................... 71 4.4.4. Actividad sísmica ocurrida del 15 al 31 de diciembre de 1885 ............................................................................................... 83 4.5. Características de los eventos sísmicos de fuentes superficiales .... 92 4.5.1. Ecuación de atenuación sísmica .............................................. 95 4.6 Evento sísmico de mayo-junio de 1986 ................................................. 96 CONCLUSIONES....................................................................................................... 101 RECOMENDACIONES ............................................................................................. 103 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................... 105 BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 109 III IV ÍNDICE DE ILUSTRACIONES FIGURAS 1. El interés del ingeniero sísmico y del sismólogo ..............................................7 2. Esquema de la energía elástica liberada ........................................................ 12 3. Cómo se produce un terremoto ........................................................................ 13 4. Tectónica de placas ............................................................................................ 14 5. Esquema de propagación de ondas ................................................................ 19 6. Diagrama de tipo de fallas ................................................................................. 21 7. Parámetros de la fuente..................................................................................... 24 8. Mapa tectónico .................................................................................................... 31 9. Mapa de sismicidad y zonas sismogénicas en Guatemala ......................... 33 10. Zona de subducción ........................................................................................... 34 11. Falla lateral (transcurrencia).............................................................................. 35 12. Falla de graben.................................................................................................... 37 13. Falla de cabalgamiento ...................................................................................... 38 14. Amenaza sísmica ................................................................................................ 39 15. Sección esquemática de las isosistas ............................................................. 55 16. Actividad sísmica del 1 de abril al 18 de mayo de 1830. Evento principal: 23 de abril .......................................................................................... 63 V 17. Isosistas para el evento principal del 23 de abril de 1830. Actividad sísmica del 1 de abril al 18 de mayo................................................................ 64 18. Actividad sísmica del 14 de abril al 12 de mayo de 1870.