Medidas contra amenaza sísmica en la Catedral Metropolitana y el templo de la Compañía de Jesús

La actividad sísmica en ciertas regiones es una de las principales amenazas a la permanencia y la supervivencia de monumentos arquitectónicos. En este trabajo se presentan y discuten los casos de la Catedral Metropolitana de la Ciudad de México y el templo de la Compañía de Jesús en la ciudad de Puebla. 1. LA CATEDRAL METROPOLITANA DE LA CIUDAD DE MÉXICO Roberto Meli y Roberto Sánchez (Meli y Sánchez, 1995) publicaron el estudio detallado de la respuesta sísmica de la Catedral y el Sagrario de la Ciudad de México como parte de los estudios que se llevaron a cabo en el Proyecto para la Corrección Geométrica de la Catedral y el Sagrario Metropolitanos, bajo la dirección del arquitecto Sergio Zaldívar Guerra. Un ejemplo del comportamiento de los edificios coloniales más antiguos durante un terremoto se obtuvo a partir de los registros de una red de siete acelerómetros que se instaló en la Catedral Metropolitana a finales de 1996. Estos instrumentos para el registro de sismos fuertes se activaron varias veces y la información obtenida durante tales acontecimientos confirmó que los movimientos sísmicos en la estructura de la Catedral están influenciados por un fuerte efecto de interacción con su cimentación y los estratos de arcilla subyacentes. Los efectos de la interacción suelo-estructura se ilustran con la gráfica 1, donde se muestran tres espectros de respuesta elástica (amortiguamiento de 5%) obtenidos de acelerogramas registrados, uno en el atrio oeste (estación en campo libre), otro en el sótano (nivel de cripta) y el último en la cúpula principal, el 11 de enero de 1997 durante un terremoto de magnitud 7.3 con epicentro ubicado unos 600 kilómetros

Efectos del hundimiento regional sobre la respuesta sísmica. Se hicieron análisis de la respuesta sísmica utilizando un modelo de propagación unidimensional de ondas cuyo movimiento de entrada consta de ondas que se propagan en sentido vertical. Tales modelos se han utilizado anteriormente para predecir la respuesta sísmica de los depósitos de arcilla de la Ciudad de México en la parte más profunda de la zona del antiguo lago (Rosenblueth y Ovando-Shelley, 1991). El modelo usado aquí resuelve las ecuaciones de movimiento utilizando la solución de Haskell-Thomson para un medio estratificado (Haskell, 1953; Thomson, 1950), y obtiene la respuesta de la columna de suelo utilizando la teoría de vibración aleatoria. Los estratos de suelo se suponen como materiales viscoelásticos caracterizados por curvas rigidez-deformación y amortiguación-deformación no lineales e independientes de la frecuencia (Ovando-Shelley et al., 2007; Romo, 1995 y 1996). La no linealidad en las propiedades de los materiales se introduce con el método lineal equivalente. Las bases teóricas del programa se explican en otra publicación (Bárcena y Romo, 1994). Los valores medios iniciales de las propiedades relevantes para el análisis de la respuesta sísmica del sitio Catedral Metropolitana en el centro de la Ciudad de México se tomaron de una exploración geotécnica de alta calidad reportada por Tamez (Tamez et al., 1997). Los parámetros del suelo estáticos y dinámicos necesarios para el análisis se actualizaron a partir de los incrementos en esfuerzos efectivos en diferentes fechas posteriores, usando correlaciones determinadas a partir de pruebas de campo y laboratorio (Ovando-Shelley et al., 2007; Romo, 1995 y 1996); también se ajustaron los espesores de los estratos. Los movimientos de entrada en la base del modelo se definieron a partir de los espectros de respuesta obtenida de acelerogramas registrados en un afloramiento de basalto al sur de la ciudad, es decir, suponiendo que los estratos subyacentes a los suelos por debajo de 51 m son rígidos. La evolución de la respuesta sísmica del sitio se examinó usando como movimiento de entrada el gran terremoto de Michoacán del 19 de septiembre de 1985, que se originó a lo largo de la zona de subducción de la costa mexicana del Pacífico, a 300 km de la ciudad (Mc = 8.1). Los movimientos producidos en la ciudad por sismos de subducción son generalmente ricos en componentes de baja frecuencia que son amplificados por los depósitos de arcilla blanda.