Modelo numérico de la meseta de Mérida utilizando el método de los elementos espectrales

Abstract

El método numérico de los elementos espectrales, se aplica en este trabajo a través de los programas SPECFEM2D y SPECFEM3D, para determinar la respuesta del subsuelo del área metropolitana de la ciudad de Mérida ante excitaciones sísmicas; para esto se diseñan cuatro modelos bidimensionales y dos modelos tridimensionales. Los modelos 2D tienen orientación definida e incluyen el relieve, uno de ellos NNW-SSE, transversal a la meseta de la ciudad de Mérida, el otro SW-NE longitudinal a la meseta, los dos modelos restantes sin orientación específica y con las mismas dimensiones del modelo transversal; son usados para determinar las variaciones que experimentan los registros cuando las ondas sísmicas se propagan a través de un medio conformado por un solo material y seguidamente por varios materiales (roca fresca y sedimentos), sin incluir la topografía. Los modelos 2D son sometidos a una fuente sísmica de profundidad igual a 2,2 km y Mw=3,3. Uno de los modelos 3D es un modelo sin topografía al cual se le atribuyen las características del basamento rocoso, el otro modelo, es más complejo porque se le confieren diferentes materiales y se incluye también el relieve para su simulación, este es sometido a fuentes símicas de diferentes magnitudes y a varias profundidades. Las mallas usadas para los modelos bidimensionales fueron refinadas progresivamente, con lo cual se incrementó el número de puntos por longitud de onda en cada elemento. Los acelerogramas del modelo transversal a la meseta, el cual es de menor tamaño que el modelo longitudinal; presenta aceleraciones picos ligeramente mayores, lo que aparentemente se relaciona con la energía sísmica liberada por la fuente, esta pareciera conservarse por más tiempo en este modelo. Los modelos 3D exhiben para una fuente de Mw=2,7 situada a una profundidad de 10 km y posteriormente a 6 km, valores de aceleración y velocidad pico que aumentan a medida que la profundidad de la fuente disminuye, lo cual es de esperarse. Tanto en los modelos 2D como en los 3D las aceleraciones son mayores sobre sedimento. Finalmente se obtiene el espectro de respuesta para uno de los modelos 2D, el cual de forma general tiene un aspecto semejante a la curva teórica de suelos rígidos y roca.