ZONIFICACION SISMICA
DEFINICION
La Sismología es la ciencia que estudia las causas que producen los terremotos, el mecanismo por el cual se producen y propagan las ondas sísmicas, y la predicción del fenómeno sísmico. Desde el punto de vista de la Ingeniería, lo más importante es la definición y cálculo de las acciones que el movimiento sísmico aporta a la estructura. Estructura interna de la tierra. La Tierra está formada por tres capas concéntricas: corteza, manto y núcleo, con propiedades físicas distintas. Estas capas han podido ser detectadas y definidas, a partir del estudio de los registros del movimiento de su superficie, y más concretamente por los estudios de los terremotos te rremotos En la Figura 1 se han señalado las principales capas que componen la Tierra, que son:
Núcleo, con un radio de 3470 Km., constituido por núcleo interior (1) y núcleo exterior (2), formado por hierro fundido, mezclado con pequeñas cantidades de níquel, sulfuros y silicio.
Manto, con un espesor de 2900 Km, y está dividido en manto inferior (3), manto superior (4), y zona de transición (5).
Corteza o Litosfera (6), es la capa exterior de la Tierra, es de elevada rigidez (roca) y anisotropía, sabemos que es de espesor variable, que en algunos casos puede ser de 60 Km., en los continentes las formaciones son graníticas, y basálticas en los fondos oceánicos.
Algunos autores consideran que los siguientes 60 Km. también pertenecen a la corteza. La zona que separa la corteza del manto es conocida con el nombre de discontinuidad de Mohorovicic, conocida comúnmente con el nombre de Moho. La corteza terrestre juntamente con la Moho, se ilustran en la figura 2. Tectónica de placas.
PLACAS TECTONICAS
Alfred Wegner en el año 1912 planteó que las doce grandes zonas de la corteza terrestre denominadas placas tectónicas, están en continua modificación, y que los continentes se han formado a partir de uno único llamado Pangaea o Pangea. Los movimientos de deriva son los que han dado lugar a la formación de los actuales Continentes a partir del Pangaea. Los modelos de Interacción entre las placas son cuatro (figura 3):
Subducción: ocurre cerca de las islas, donde dos placas de similar espesor entran en contacto entre sí.
Deslizamiento: se produce cuando entran en contacto dos placas oceánicas, o bien una continental y una oceánica.
Extrusión: este fenómeno ocurre cuando se juntan dos placas tectónicas delgadas que se desplazan en direcciones opuestas, es el caso del contacto de dos placas del fondo del océano.
Acrecencia: tiene lugar cuando hay un impacto leve entre una placa oceánica y una continental.
McAlester asocia los movimientos de las placas con la energía calorífica que se concentra bajo la litosfera. Rikitake indica el esquema general de desplazamiento de la figura 4, relacionándolo con los movimientos de convección de las capas inferiores, las cuales están en estado viscoso debido al calor. En las zonas de extrusión aparece "nueva corteza", mientras en las zonas de subducción las placas que penetran por debajo se funden, por efecto del calor desarrollado en la interacción entre placas bajo condiciones de presión elevada, dando lugar al magma. Por ello los volcanes activos se sitúan frecuentemente en estas zonas de
TERREMOTOS Y ZONAS SÍSMICAS
Los terremotos pueden definirse como movimientos caóticos de la corteza terrestre, caracterizados por una dependencia en el tiempo de amplitudes y frecuencias. Un terremoto se produce debido a un choque producido a una cierta profundidad bajo la superficie terrestre en un determinado punto llamado foco o hipocentro (figura 10). A la proyección del foco sobre la superficie terrestre se le denomina epicentro. En la figura 10 se señalan algunas distancias relacionadas con el fenómeno sísmico, tales como la distancia epicentral D1 o D2, la distancia focal R y la profundidad focal H. Las principales zonas sísmicas del mundo coinciden con los contornos de las placas tectónicas y con la posición de los volcanes activos de la Tierra, tal como puede verse en la figura 11. Esto se debe al hecho de que la causa de los terremotos y de las erupciones volcánicas está fuertemente relacionada con el proceso tectónico del Planeta. Los tres principales cinturones sísmicos del Mundo son: el cinturón Circunpacífico, el cinturón Transasiático (Himalaya, Irán, Turquía, Mar Medite rráneo, Sur de España) y el cinturón situado en el centro del Océano Atlántico
HISTORIA SISMICA DE TACNA
El ambiente sísmico de Tacna está relacionado con el proceso de subducción de las placas nazca y la Continental. Los sismos que ocurran en este ambiente se iniciaran alrededor de los 80km. De profundidad. Además de estos sismos que están asociados con el proceso de subducción, existen sismos superficiales, asociados con las fallas superficiales, posiblemente activas, como la de Incapuquio y Chullibaya, considerados como elementos activos más cercanos a Tacna. La falla de Incapuquio en particular, ha
merecido un reconocimiento preliminar por el instituto Geofísico del Perú y otros científicos, quienes consideran de 100 ª 200 años de su aparición, que data de una gran lluvia de ese entonces. Dentro de los registros Sísmicos que reporta la Estación de Tacna se encuentra el sismograma del 20 de marzo de 1985 con una intensidad de IV a V, con una profundidad de 57 km., que pareciera estar relacionado con el proceso de subducción pero es más probable que esté asociada con esta falla. La actividad sísmica asociada con el proceso de subducción está más allá de los 50km. Y los menores de 50kms, están en la corteza terrestre alrededor de Tacna, se tiene sismos con magnitudes mayores o iguales a 5mb., según el catalogo existente del Instituto Geofísico del Perú de 1900 a 1982. La información sísmica de 1970 a la fecha es parecida, tal es así que en1984 a 1986 es esencialmente similar a la de 78 y 80. Tacna tiene una historia sísmica que indica que se han producido terremotos de intensidades hasta el grado 9 en la escala de Mercalli modificada. En Arica y Arequipa han ocurrido terremotos de intensidades de hasta 10 grados. La distribución espacial de los sismos instrumentales indica una mayor actividad sísmica de la zona de subducción en la costa. Hacia el continente, las profundidades focales de los sismos de la zona Benioff aumentan, llegando a ser superiores a 100km en el departamento de Tacna. También existen sismos continentales superficiales, que se ubican en la frontera con el departamento de puno. El riesgo sísmico de Tacna se ha calculado mediante una técnica probabilística de modelar las fuentes sismo génicas como áreas, sin poder modelar por carencia de datos las fallas activas de la región
LIBERACION DE ENERGIA SISMICA
Gutenberg y Richter (1949), Benioff (1949) y Ritsema (1953) desarrollaron métodos para determinar la sismicidad de una región. Demostraron que el valor numérico de la liberación de tensión de un sismo era proporcional a E1/2, donde E es la energía total en ergs. liberada en un terremoto. Richter (1958) indica que la energía está relacionada a la magnitud por las siguientes relaciones: Log E = 11.4 + 1.5 M Log E = 5.8 + 2.4 m Donde "M" y "m" representan respectivamente las magnitudes determinadas a base de las ondas de superficie y de las ondas internas. Si esas relaciones son válidas para las diferentes regiones del globo, se les puede utilizar para cartografiar la sismicidad del Perú.
Ocola (1966), empleando el concepto de área-promedio de liberación de energía sísmica, analiza la distribución espacial de la actividad sísmica en Perú entre 1947 1963, y encuentra tres diferentes zonas sísmicas en el Manto Superior bajo los Andes Peruanos, que van desde el nivel superficial hasta el profundo de setecientos cincuenta kilómetros. La lámina No. 2 representa la liberación de energía sísmica en el Perú durante el período 1960 - 1974. Se han utilizado las magnitudes determinadas por el USCGS. El valor de E1/2 se ha sumado para cada cuadrado de medio grado de lado, expresándose la energía en unidades de 8 x 10ˆ3 erg s, que corresponde a un sismo de m=5.0. En rasgos generales, queda delineada una zona costera donde la actividad sísmica es muy pronunciada y una zona interior de actividad menor. En la costa, a la altura del paralelo 11° de Lat. Sur, los contornos de liberación de energía se alargan en una dirección Oeste-Este, que coincide con los rumbos NE de los planos nodales de falla determinados en los estudios de mecanismo focal de los terremotos del 17 al 24 de setiembre de 1963 (Stauder y Bollinger, 1965), del terremoto de Octubre de 1966 (Isacks, 1971). Más al Norte, los contornos tienen una dirección Norte Sur que puede estar asociada con la solución NW del plano nodal. Se trataría de fallas complejas en la parte inferior de la corteza y en la superior del manto. Sin embargo, se necesita aún de mayor número de observaciones para una mejor interpretación. PARÁMETROS DE SITIO
Artículo 5 Zonificación El territorio nacional se considera dividido en tres zonas, como se muestra en la Figura N° 1. La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de éstos con la distancia epicentral, así como en información neotectónica. En el Anexo N° 1 se indican las provincias que corresponden a cada zona. A cada zona se asigna un factor Z según se indica en la Tabla N°1. Este factor se interpreta como
la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10 % de ser excedida en 50 años.
ZONIFICACION SISMICA PRFELIMINAR
A continuación se muestra los diferentes gráficos de frecuencia –intensidad elaborados para cada departamento. Para los departamentos localizados en la costa el número de eventos sismos con intensidades altas es mayor con relación a los distribuidos en el interior del continente. Así, el departamento de Lima presenta el mayor número de sismos con intensidades elevadas, seguida de Arequipa, Ica y Ancash. Para los departamentos localizados en la cordillera, el número de sismos con intensidades altas es menor aunque sobresalen los departamentos de San Martín y Cuzco debido a que fueron afectados por los sismos del 30 de mayo de 1990 (departamento de San Martín, intensidad de VII) y 5 de abril de 1991 (departamento del Cuzco, intensidad de VII). En los departamentos localizados en la zona Subandina, el número de sismos con intensidad elevadas es casi nula
Los departamentos de Tacna y Moquegua (Figura 3), presentan un nivel de sismicidad media y han sido afectados con intensidades de IV el 08 de agosto de 1987 y 23 de junio del 2001.
ANALISIS
Con sismicidad media se tiene a la dentro a la Ciudad de Tacna que ha tenido su último movimiento sísmico en el año 2001 y la ultima en 1985, su mayor gran magnitud fue de 9 grados la actividad sísmica está íntimamente asociada al proceso de subducción en donde la placa de Nazca se introduce por debajo de la placa Sudamericana.
