Ciemntaciones

PROBLEMA

Título descriptivo

“Estructura de velocidades de onda de corte y respuesta sísmica en la Puerta de los Leones, 1ª Sección del Bosque de Chapultepec”.

Formulación del problema

El bosque de Chapultepec es el corazón cultural de nuestra ciudad, pues ahí se encuentran siete de los más importantes museos de nuestro país. Además, es el parque urbano más antiguo de América y uno de los de mayor tradición en el mundo.

El bosque de Chapultepec se localiza en la porción occidental de la Cuenca de México, dentro de la Delegación Política Miguel Hidalgo. Su superficie total es de 686.01 hectáreas en sus tres secciones; está integrada de la siguiente manera: 274.08 hectáreas en la Primera Sección, 168.03 hectáreas en la Segunda Sección y 243.89 en la Tercera Sección.

El bosque de Chapultepec además de museos e instituciones de carácter cultural de gran relevancia para la ciudad, como el Museo Nacional de Historia, la casa del Lago (UNAM), el Auditorio Nacional, el centro Cultural del Bosque, Museo Nacional de Antropología, museo Rufino Tamayo, museo de Arte Moderno cuenta con otros espacios para la recreación y esparcimiento como el Zoológico Alfonso L. Herrera, el Jardín de la Tercera Edad, y el Audiorama.

El 05 de junio de 2006 se produjo una grieta en una parte del Lago Mayor de la segunda sección del Bosque de Chapultepec, esto debido al reblandecimiento del subsuelo. Una cuadrilla de trabajadores enviados para apoyar en el evento catastrófico, en su primer informe mencionaron que existía una mina, ubicada debajo del estanque (www.jornada.unam.mx).

A partir de este incidente se evidenció la presencia de minas subterráneas mismas que fueron explotadas de forma no sistemática siendo un factor que pone en riesgo al Bosque de Chapultepec, por lo que en el año 2010, la Universidad Nacional Autónoma de México a través de la Facultad de Ingeniería realizó un estudio del Subsuelo del Bosque de Chapultepec en su Segunda Sección analizando los aspectos geológicos, geotécnicos y topográficos. Este estudio tuvo como énfasis determinar la presencias de inestabilidades en el subsuelo del bosque (Valdés, 2013).

El presente estudio está dirigido a caracterizar una pequeña porción del Bosque de Chapultepec, localizada en la Primera Sección y cercana a la Puerta de Los Leones, entrada principal al sitio. El estudio obedece a una petición del Director del Bosque a los responsables del Proyecto de Fondo Mixto GDF-CONACYT-121119, debido a que la zona presenta agrietamientos, como se puede observar en las siguientes imágenes.

Objetivo de la investigación

“Determinar las propiedades elásticas del subsuelo del talud de la Primera Sección del Bosque de Chapultepec a fin de caracterizar la estructura y estabilidad del sitio”.

Por medio de métodos de sísmica pasiva y activa se obtendrá una caracterización del sitio mediante perfiles de ondas P y S, el cálculo de cocientes espectrales (H/V), la obtención de módulos elásticos y la estructura de velocidades empleando la técnica SPAC (Spatial Autocorrelation).

Justificación

El bosque de Chapultepec representa una zona de gran importancia para los habitantes de la Ciudad de México por lo que es necesario contar con estudios geofísicos para evitar poner en riesgo a sus visitantes.

La obtención de los parámetros como la frecuencia fundamental y la velocidad de onda S permitirán conocer el espesor de la capa de suelo blando.

El uso de la técnica SPAC se empleará para obtener una estructura de velocidades y efectos de sitio.

Se comprobará la existencia de un patrón preferencial de agrietamiento.

Se contará con más información acerca del subsuelo para caracterizar el sitio y emitir recomendaciones.

Alcances

Secciones sísmicas de distribución de ondas P y S.

Cocientes espectrales.

Mapas de agrietamiento.

Modelos de velocidades.

Modelo de estabilidad.

Mapas.

Figuras de tomografía 3D de velocidades.

Informes (específicamente para el Gobierno del DF)

MARCO DE REFERENCIA

Fundamentos teóricos

La prospección Geofísica consiste en inferir la estructura geológica del subsuelo a través de alguna propiedad física del mismo, dependiendo del método empleado.

Los métodos sísmicos son utilizados para medir velocidad de propagación de ondas en el subsuelo permitiendo caracterizarlo desde la superficie a centenas de metros. Las técnicas a usar en este trabajo son refracción sísmica y ruido sísmico (SPAC y cocientes H/V).

Refracción Sísmica

Para obtener información del subsuelo es necesario generar una onda sísmica desde la superficie, la cual se propaga hacia el interior de la Tierra como una onda esférica y una gran cantidad de trayectorias perpendiculares al frente de onda, las cuales al incidir en una interfase con un contraste de velocidades, se generarán ondas reflejadas y refractadas que pueden regresar a la superficie en donde son detectadas por los sismodetectores (Del Valle, 1985).

La geometría de la disposición de los puntos en los que se genera la onda sísmica y la de los sismodetectores dependen de la técnica utilizada y de las características del objetivo del estudio exploratorio, la cual debe ser diseñada para cada caso particular.

En el método de refracción se requieren distancias largas de observación y se utiliza principalmente para la exploración de capas someras con fuertes contrastes de velocidad. Sólo pueden ser detectadas en la superficie las ondas que sufran refracciones totales en las intefases con apreciables cambios de velocidades, las cuales solo se van a percibir a una cierta distancia que depende de la capa refractora, y a distancias menores se detectará primero la onda directa, por lo que los eventos de interés en el método son las primeras entradas o llegada de energía que corresponden a ondas directas o de refracción total.

La geometría de las trayectorias está definida por lo establecido en la segunda Ley de Snell o Ley de la Refracción:

sin⁡i/sin⁡R =V_1/V_2

Donde:

i= ángulo incidente

R=ángulo de refracción

V1 y V2, las velocidades en el medio superior e inferior, respectivamente

Figura 4. Tipos de Refracciones de una onda sísmica incidiendo en una interfase (Del

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