UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL PROFESI ONAL DE INGENIERÍA INGENIERÍ A CIVIL
TEMA:
“BRECHAS SÍSMICAS EN EL PERÚ” CURSO:
Temas
Especiales
en
la
Ingeniería Civil Presentado por: •
Yuleisy Coayla Cupi
Docente: •
Ing. Iván Molina Porcel
CUSCO – PER !"#$
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CONTENIDO I.
INTRODUCCIÓN........................................................................................ 3
II. OBJETIVOS................................................................................................4 III.
MARCO TEÓRICO...................................................................................5
1. BRECHAS SÍSMICAS..................................................................................5 2. DISTRIBUCIÓN DE LAS ÁREAS DE RUPTURA Y DE LAGUNAS SÍSMICAS. .10 3. CONCLUSIONES......................................................................................15 4. REERENCIAS......................................................................................... 1!
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I
IN!RODUCCI"N
%os sismos represen&an la e'presi(n más clara )e *ue la super+icie en la cual ,a-i&amos se encuen&ra en con&inua evoluci(n. Por lo &an&o la ocurrencia con&inua )e es&os even&os sin impor&ar su &ama/o nos permi&irá conocer ca)a ve0 más *ue regiones )e la Tierra son más )inámicas con respec&o a o&ras. %as lagunas sísmicas en el -or)e oes&e )el Per1 )a&an )e ,ace poco más )e #2" a/os. 3es)e el a/o #$"" la presencia )e )iversas lagunas sísmicas )e )i+eren&es )imensiones ,an )a)o origen a sismos )e gran magni&u) en el pasa)o. %as 4rec,as sísmicas o laguna sísmica correspon)en a una 0ona )on)e ,is&(ricamen&e ,an ocurri)o &erremo&os y en la cual ,a &ranscurri)o el &iempo su+icien&e como para acumular energía *ue permi&a el )esarrollo )e o&ro even&o mayor. 5eneralmen&e es&o se )a en perio)os *ue superan los #"" a/os. %as carac&erís&icas espacio6&iempo )e las áreas )e rup&ura y lagunas símicas proporcionan ,erramien&as impor&an&es para i)en&i+icar posi-les áreas propensas a ser a+ec&a)as por un sismo. En la ac&uali)a) en el -or)e oes&e )e Per1 se ,a i)en&i+ica)o la presencia )e ,as&a 2 lagunas sísmicas *ue en el +u&uro )arían origen a igual n1mero )e sismos. Es&as lagunas se u-ican en&re las áreas )e rup&ura )el sismo )e #789 y #79!:#77; <#$" =m )e longi&u)>? !""# y #77; <7" =m )e longi&u)> y al sur )el área )e rup&ura )el sismo )e !""# <#$" =m )e longi&u)>. Es&a 1l&ima pue)e involucrar a la gran laguna sísmica presen&e en la regi(n @or&e )e C,ile. <$"" =m )e longi&u)>.
3
II
OB#E!I$OS 3e+inir el &Armino B4rec,as sísmicas Conocer las principales carac&erís&icas )e la sismici)a) )e una -rec,a sísmica. Es&u)io )e las carac&erís&icas a +in )e i)en&i+icar la presencia )e lagunas sísmicas. I)en&i+icar las principales áreas )e rup&ura y )e lagunas sísmicas en el &erri&orio peruano. Dnálisis )e la )is&ri-uci(n espacial )e la sismici)a) super+icial para i)en&i+icar -rec,as sísmicas. 3escripci(n )e las carac&erís&icas en cuan&o a la u-icaci(n ,ipocen&ral y &ama/o
)e 0onas con presencia )e lagunas sísmicas.
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III
MARCO !E"RICO
% BRECHAS SÍSMICAS El concep&o )e laguna sísmica consi)era a*uellas 0onas *ue en el pasa)o ,an E'perimen&a)o la ocurrencia )e gran)es sismos y *ue a la +ec,a )espuAs )e ,a-er &ranscurri)o varias )Aca)as o siglos es&os a1n no se repi&en si&uaci(n &emporal *ue incremen&a su pro-a-ili)a) )e ocurrencia. Para el caso )el -or)e occi)en&al )el Per1 e'is&en es&u)ios iniciales propues&os por elle,er <#78!> elle,er y McCann <#78;> McCann e& al. <#787> @is,en=o <#7F$> agan y Gacson <#77#> u&ili0an)o la in+ormaci(n ,is&(rica con&eni)a en Silga)o <#78F> y recien&emen&e 3or-a&, e& al. <#77">. Pos&eriormen&e Tavera y 4ernal recopilan y ac&uali0an la in+ormaci(n so-re las áreas )e rup&ura asocia)as a la ocurrencia )e gran)es sismos en el -or)e occi)en&al )e Per1 y C,ile. FIGURA 1: Laguna Sísmica entre Perú y Chile.
FUE!E: htt"s:##ignaciusss.$%r&"ress.c%m
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En el -or)e occi)en&al )el Per1 para la regi(n cen&ro se ,a i)en&i+ica)o la presencia )e una laguna sísmica *ue viene acumulan)o energía )es)e el a/o #89; . %os sismos ocurri)os en los a/os #79" #7;; #78" y #789 presen&aron magni&u)es igual o menores a F" MH <&erremo&o )e Pisco !""8>? por lo &an&o no ,a-rían li-era)o el &o&al )e la energía a1n acumula)a en )ic,a regi(n.
Durante el Siglo XIX, la distribución espacial de las áreas de ruptura de grandes sismos ocurridos en el borde occidental de Perú-Chile (áreas de color rojo, muestra la e!istencia de algunas "onas en las cuales no habr#an ocurrido sismos, Por ejemplo las "onas sur $ centro de Chile, "onas centro $ norte de Perú% &stas 'onas son identiicadas como )lagunas s#smicas*%
Figura ': (%r&e %cci&ental &e Perú y Chile) y &istri*uci+n &e ,reas &e ru"tura y lagunas sísmicas &urante el sigl% -I-. La magnitud de los sismos está expresada en la escala de magnitud momento FUENTE: !a/era
y (ernal) '002.
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Figura 3: (%r&e %cci&ental &e Perú y Chile) y &istri*uci+n &e ,reas &e ru"tura y lagunas sísmicas &urante el sigl% --. La magnitu& &e l%s sism%s est, e4"resa&a en la escala &e magnitu& m%ment% 5$.2
Durante el Siglo XX, en la región sur de Chile, la laguna s#smica de ma$or tama+o dio origen al gran sismo de ./ (,0 12% 3uego ocurrieron otros sismos con menores áreas, desde la "ona costera de la ciudad de Concepción hasta 4ntoagasta (Chile, para luego mostrar un notable 5ac#o o laguna s#smica 6ue se e!tiende hasta la región sur de Perú% &sta laguna s#smica corresponde a los sismos de 7.7 $ 788, ambos con magnitudes ma$ores a 7,0 12% 4l norte de la "ona costera del departamento de 4re6uipa se tienen áreas pe6ue+as de ruptura distribuidas hasta la "ona costera del departamento de 4ncash, para luego presentarse una nue5a laguna s#smica 6ue 5iene del siglo pasado $ 6ue considera, además, la "ona costera de &cuador%
FUENTE: !a/era
y (ernal) '002.
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Durante el Siglo XXI, ocurrieron los sismos de 4re6uipa del 9// (7,9 12, Pisco del 9//8 (7,/ 12, Chile del 9// (7,7 12 $ Chile del 9/: (7,/ 12% De todos ellos, solo el ocurrido en el a+o 9// es considerado como repetiti5o del sismo del a+o 7;0, el resto solo habr#an liberado parcialmente la energ#a acumulada en cada región desde la echa de ocurrencia del último gran sismo%
Figura 3: (%r&e %cci&ental &e Perú y Chile) y &istri*uci+n &e ,reas &e ru"tura y lagunas sísmicas &urante el sigl% --I. La magnitu& &e l%s sism%s est, e4"resa&a en la escala &e magnitu& m%ment% 5$.2 FUENTE: !a/era
y (ernal) '002.
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& DIS!RIBUCI"N DE LAS 'REAS DE RUP!URA ( DE LA)UNAS SÍSMICAS %a ocurrencia con&inua )e sismos )e gran magni&u) +ren&e al -or)e oes&e )el Per1 ,a permi&i)o a lo largo )e la ,is&oria evaluar el real po&encial )e es&a principal +uen&e sismogAnica. %amen&a-lemen&e en los )i+eren&es ca&álogos sísmicos )el Per1 s(lo se encuen&ra in+ormaci(n a par&ir )el a/o #$"" no sien)o es&a -ase )e )a&os su+icien&e como para in&en&ar reali0ar es&u)ios es&a)ís&icos *ue permi&an o-&ener resul&a)os con un al&o gra)o )e con+ia-ili)a). Sin em-argo )es)e el pun&o )e vis&a o-servacional es posi-le i)en&i+icar )iversas áreas en las cuales e'is&iría la pro-a-ili)a) )e *ue ocurra un sismo en el +u&uro sien)o As&as conoci)as como Blagunas sísmicas. Es&as áreas es&án ro)ea)as )e o&ras en las cuales ya ocurrieron sismos impor&an&es lo cual permi&e a+irmar *ue la energía li-era)a por ellos se ,a-ría acumula)o en )ic,as áreas. En es&as con)iciones resul&aría +ácil en cier&o mo)o i)en&i+icar en el &iempo la presencia )e lagunas sísmicas en +unci(n )e la )is&ri-uci(n )e las áreas )e rup&ura asocia)as a sismos )e gran magni&u). &% Ident*+*cac*,n de aspere-as: $a.ores de “/” 3e-e en&en)erse *ue la super+icie )e con&ac&o en&re )os placas no se encuen&ra en un es&a)o uni+orme )e )is&ri-uci(n )e es+uer0os y energía acumula)a sino *ue e'is&e una con&inua li-eraci(n )e los mismos en +orma )e sismos so-re algunas par&es )e )ic,a super+icie )ean)o o&ras con mayor acumulaci(n )e energía llama)as aspere0as. El siguien&e sismo )e-e originarse en es&a aspere0a o 0ona )e mayor acumulaci(n )e energía. D raí0 )e es&as o-servaciones Jiemer y Jyss <#778> )esarrollaron una me&o)ología ne&amen&e es&a)ís&ica para i)en&i+icar la presencia y u-icaci(n geográ+ica )e )ic,as aspere0as ,acien)o uso )e la in+ormaci(n con&eni)a en los ca&álogos sísmicos. El mA&o)o consis&e en resolver la ecuaci(n )e +recuencia sísmica propues&a por Ric,&er <#7$9>K %og @ La – -.M <)on)e @ es el n1mero )e sismos y M la magni&u)>? es )ecir conocer el n1mero )e sismos para un )e&ermina)o rango )e magni&u) *ue ocurren en una regi(n )uran&e un perio)o )e &iempo $
previamen&e es&a-leci)o . El paráme&ro crí&ico )e es&a relaci(n viene a ser el valor )e B- *ue )e+ine la pen)ien&e )e la rec&a para la )is&ri-uci(n +recuencia6magni&u) )e los sismos y *ue a la ve0 permi&e conocer los niveles )e es+uer0os acumula)os y li-era)os en una regi(n. Para &al o-e&ivo Jiemer y u/iga <#779> propusieron el programa MDP para calcular los valores )e Ba y B- para áreas pe*ue/as como par&e )e o&ra mayor *ue +ue previamen&e )iscre&i0a)a en una malla. El espaciamien&o )e los no)os )e la malla )epen)erá )e la )ensi)a) )e los )a&os )el ca&álogo sísmico y )e las )imensiones )el área en es&u)io. Para la aplicaci(n )e es&a me&o)ología en el Per1 se ,a ,ec,o uso )el ca&álogo sísmico para el perio)o )e #7;" a !"#! y los resul&a)os son presen&a)os en la Nigura 9. Para el -or)e occi)en&al )el Per1 se ,an i)en&i+ica)o la e'is&encia )e ,as&a $ áreas an(malas para el valor )e B-? es )ecir $ aspere0as cuyas )imensiones permi&ieron es&imar la magni&u) )e )ic,os even&os. •
%a primera aspere0a se encuen&ra en la regi(n sur +ren&e a la 0ona cos&era )e los )epar&amen&os )e Dre*uipa Mo*uegua y Tacna posi-lemen&e asocia)a con el &erremo&o )e #F;F. 3e acuer)o a las )imensiones )e la aspere0a el sismo po)ría alcan0ar una magni&u) )e F.F MH. El recien&e sismo )el a/o !""# ,a-ría li-era)o par&e )e es&a energía y la res&an&e posi-lemen&e sea la causan&e )e o&ro
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sismo )e magni&u) )el or)en )e F! MH. %a segun)a aspere0a se encuen&ra u-ica)a +ren&e a la 0ona cos&era )el e'&remo noroes&e )el )epar&amen&o )e Dre*uipa es&an)o asocia)o al &erremo&o )e #7#2. El área )e es&a aspere0a permi&e es&imar la posi-le ocurrencia )e un sismo con magni&u) )el or)en )e 8$ MH.
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Figura 6: 5a"a &e "eri%&%s &e ret%rn% l%cal "ara las "rinci"ales as"ere7as i&enti8ica&as en el *%r&e %cci&ental &e Perú) %*teni&% a "artir &e la /ariaci+n es"acial &el /al%r &e 9* y la met%&%l%gía "r%"uesta "%r ;iemer y >62) C%n&%ri y !a/era) '01'2
FUENTE:
%a &ercera y cuar&a aspere0a se encuen&ran en la 0ona cos&era )el )epar&amen&o )e %ima y es&arían asocia)as al &erremo&o )e #89;. 3e acuer)o a las )imensiones )e )ic,as
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áreas el sismo po)ría presen&ar una magni&u) )e FF MH. %a *uin&a aspere0a se encuen&ra +ren&e a la 0ona cos&era )e C,iclayo y po)ría es&ar asocia)o al &erremo&o )e #;#7. Es&a aspere0a )e menor &ama/o correspon)ería a un sismo con
magni&u) )el or)en )e 88 MH. && 'rea de acop.a0*ento s1s0*co Con el )esarrollo )e la ins&rumen&aci(n geo+ísica se ,a logra)o )ise/ar e*uipos )e 5PS <5lo-al Posi&ioning Sys&em> capaces )e regis&rar con precisi(n los )espla0amien&os mínimos )e la cor&e0a &erres&re. Paralelamen&e se ,an 11
)esarrolla)o nuevas me&o)ologías )e inves&igaci(n *ue ,an permi&i)o u&ili0ar )ic,a in+ormaci(n. 3e-e en&en)erse *ue )en&ro )el proceso )e convergencia )e placas la Su)americana se )espla0a milimA&ricamen&e so-re la )e @a0ca en )irecci(n Oes&e <,acia el mar> sien)o los )espla0amien&os mayores )e-i)o a la ocurrencia )e sismos )e gran magni&u). En es&e con&e'&o )e ins&alarse una es&aci(n )e 5PS en un pun&o cos&ero las me)iciones con&inuas )e-erían in)icar el )espla0amien&o )e la placa Su)americana en )irecci(n Oes&e a una )e&ermina)a veloci)a) por a/o. Si en alguna 0ona no se evi)encian )espla0amien&os o As&os son menores *ue en las 0onas a)yacen&es )e-e en&en)erse *ue la &ensi(n y la energía se vienen acumulan)o y *ue al li-erarse )arían origen a un sismo )e gran magni&u). Figura : Es?uema ?ue muestra la c%n/ergencia &e "lacas en el *%r&e %cci&ental &el Perú y el "r%ces% &e generaci+n &e sism%s y tsunamis. La línea en r%@% re"resenta al ,rea &e ac%"lamient% sísmic% % &e acumulaci+n &e energía. El "r%ces% &e su*&ucci+n &e8%rma el *%r&e c%ntinental hasta un m,4im% &e acumulaci+n &e energía ?ue lueg% es li*era&a "r%&ucien&% el sism% y tsunami.
FUENTE:
&2 LA)UNA SÍSMICO EN EL NOR!E DE CHILE ( SUR DE PERÚ %os &erremo&os )e mayor in&ensi)a) en la ,is&oria )e Per1 se ,an pro)uci)o en la 0ona sur es&e país. %a 0ona nor&e )e C,ile y sur )e Per1 &am-iAn son una +uen&e )e preocupaci(n en &Arminos )e vulnera-ili)a) sísmica por la llama)a laguna sísmica *ue numerosos inves&iga)ores 12
,an )e&ermina)o. Es&os vacíos o gaps sísmicos correspon)en a regiones *ue no ,an &eni)o gran)es &erremo&os )es)e ,ace 2" a/os o más. Es&e mA&o)o )e i)en&i+icaci(n )el po&encial sísmico )e las 0onas )e su-)ucci(n +ue propues&o por Ee)o&ov <#7;$> y +ue aplica)o a C,ile por en&re o&ros elle,er e& al. <#782> McCann e& al. <#787> y @is,en=o <#7F$>. elle,er e& al. <#782> los cuales propusieron *ue el es&u)io )e la sismici)a) ,is&(rica )e gran)es &erremo&os pue)e in&erpre&arse como ciclos sucesivos )e carga len&a )e las 0onas )e rup&ura )uran&e perío)os in&ersísmicos y la )escarga violen&a )e las &ensiones acumula)as en un -reve perio)o )e &iempo ya sea en uno o varios &erremo&os. %a 0ona @or&e )e C,ile y )el Sur )el Per1 +ue el escenario )e )os )e los más +uer&es &erremo&os conoci)os en C,ileK el )e #7;F en el sur )el Per1 y )e #788. arios es&u)ios )e&alla)os )e las 0onas )e rup&uras )e es&os )os gran)es &erremo&os mues&ran *ue la rup&ura )el &erremo&o )el 7 )e mayo )e #F88 se e'&en)i( prác&icamen&e $"" =m )es)e unos $" =m al Sur )e Drica ,as&a $" =m al @or&e )e la ciu)a) )e Dn&o+agas&a. Ra1l Ma)ariaga en su paper Sismici)a) )e C,ile i)en&i+ica en es&a 0ona )el nor&e )e C,ile y sur )el Per1 una gran laguna sísmica *ue )e-e ser +oco )e a&enci(n.
FIGURA 0: Laguna sísmica en el n%rte &e Chile y Sur &e Perú
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CONCLUSIONES Consi)eran)o *ue el -or)e occi)en&al )e la regi(n cen&ral )el Per1 no es aeno a la ocurrencia )e gran)es sismos surge la in*uie&u) )e conocer la pro-a-ili)a) )e ocurrencia )e un even&o sísmico )e gran magni&u) y pos&erior &sunami *ue pue)a a+ec&ar a las principales ciu)a)es cos&eras )el
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Per1. 3en&ro )e es&e con&e'&o se ,an reali0a)o varios es&u)ios u&ili0an)o )iversos &ipos )e )a&os y me&o)ologías para conocer a priori la geome&ría y u-icaci(n geográ+ica )el área )e mayor acumulaci(n )e energía *ue pue)a
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)ar origen a un sismo )e gran magni&u). El mA&o)o más e+ec&ivo para mi&igar los e+ec&os )es&ruc&ivos )e los &erremo&os es consi)erar *ue en las regiones sísmicas &ar)e o &emprano ocurrirán &erremo&os. Es necesario *ue el ,om-re )esarrolle sus ac&ivi)a)es seleccione el lugar cons&ruya sus e)i+icaciones y o&ras o-ras )e acuer)o a las ense/an0as *ue la na&urale0a nos ,a )ea)o )e manera
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rei&era&iva y muc,as veces )olorosa. El análisis y la evaluaci(n )e las áreas )e rup&ura )e los gran)es sismos ocurri)os en el -or)e oes&e )el Per1 ,a permi&i)o acep&ar *ue )ic,o -or)e 14
)e convergencia )e placas es uno )e los mayores en cuan&o se re+iere a su •
po&encial sísmico. El in&en&ar pre)ecir la ocurrencia )e un sismo implica conocer los siguien&es
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paráme&rosK Pre)icci(n L %ugar Q Tama/o Q Nec,a. los gran)es sismos pue)en &ener perío)os )e recurrencia )e muc,os a/os y su magni&u) suele ser proporcional al perío)o )e acumulaci(n )e energía
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y a las )imensiones )el área comprome&i)a en la +u&ura rup&ura. El análisis )e la )is&ri-uci(n espacial )e la sismici)a) super+icial ,a permi&i)o i)en&i+icar la presencia )e aspere0as con )i+eren&es )imensiones y longi&u)es &o)as ellas u-ica)as en&re los sismos ocurri)os en los a/os !""# y #77;. En es&as áreas ocurrieron sismos en el pasa)o? por lo &an&o ellos ocurrirán en el +u&uro y posi-lemen&e &engan las mismas carac&erís&icas
•
en cuan&o a la u-icaci(n ,ipocen&ral y &ama/o . %a -ase )e )a&os )el Ca&álogo Sísmico ,a permi&i)o evaluar la presencia alea&oria en el -or)e oes&e )el Per1 )e )iversas áreas )e rup&ura y )e o&ras )e lagunas sísmicas )es)e el a/o #$"" a la +ec,a. En la ac&uali)a) las 0onas más relevan&es o comprome&i)as con la ocurrencia )e un sismo en el +u&uro sonK área )e #$" =m )e longi&u) al sur )el )epar&amen&o )e %ima y nor&e )e Ica y en&re las áreas )e rup&ura )e los sismos )e #789 y #79!: #77;? área )e 7" =m )e longi&u) al sur )el )epar&amen&o )e Ica y en&re las áreas )e rup&ura )e los sismos )e #79!: #77; y !""#? área )e #$" =m. )e longi&u) +ren&e a los )epar&amen&os )e Mo*uegua y Tacna y en&re las áreas )e rup&ura )e los sismos )e !""# y #F88 . Para la regi(n nor&e )e C,ile el área con mayor pro-a-ili)a) para )ar origen a un gran sismo es&á en&re las ciu)a)es )e Drica y Dn&o+agas&a con una longi&u) )e $"" =m.
3 RE4ERENCIAS #. II Congreso 5eol(gico C,ileno San&iago !!6!; @oviem-re !""7 !. Ins&i&u&o )e la Cons&rucci(n y 5erencia 3ise/o Es&ruc&ural Sismorresis&en&e PT6"8 unio !"#! 2. E)ici(n. 2. D5ERO C. V. TDERD . Ca&álogo )e Mapas )e Isosis&as )e Sismos ocurri)os en el Per1 )es)e el a/o #$"". C@356Sismología Ins&i&u&o 5eo+ísico )el Per1 en preparaci(n. %ima. 15
9. Escenario )e sismo y &sunami en el -or)e occi)en&al )e la regi(n cen&ral )el Per1. Vernan)o Tavera %ima6 Per1 !"#9. $. C,arac&eris&ics Space – Time o+ &,e super+icial seismici&y in &,e Sou&, region o+ Peru )uring &,e perio) +rom #78; &o !""$
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