Microzonificacion Sismica en La Ciudad de Lima

|"AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN DEL MAR DE GRAU" FACULTAD DE INGENIERIA E.A.P. INGENIERIA CIVIL MICROZONIFICACION SISMICA EN LA CIUDAD DE LIMA CURSO: GEOTECNIA DOCENTE: Ing. FERNANDO MANUEL, UCHUYPOMA MONTES ESTUDIANTE: INGA ARANGO KENYU ALVARADO VALLE JOSE LUIS VEGA VALDIVIESO CLEYDI CICLO: VII SECCIÓN: 301 A1 TURNO: MAÑANA MAYO DEL 2017 LIMA-PERU

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MICROZONIFICACION MICROZONIFICACION SISMICA EN LA CIUDAD DE LIMA

INDICE RESUMEN INTRODUCCIÓN PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECIFICOS JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA MARCO TEÓRICO 1. GEOLOGÍA DE LIMA 1.1 UBICACIÓN Y EXTENSIÓN DEL AREA DE ESTUDIO 1.2 GEOLOGÍA 1.3 GEOMORFOLOGÍA 1.4 LITOLOGÍA 1.5 TECTÓNICA 1.6 HIDROGEOLOGÍA 2. ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA-SÍSMICA DE LIMA 3. MAPA DE ZONIFICACION DE LIMA 4. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA PARA EL ANÁLISIS DE RIESGO DE DESASTRES A NIVEL URBANO 4.1 ANTECEDENTES 4.2 EDIFICACIÓN SISMO RESISTENTE 4.3 ENFOQUE PARA GESTION DEL RIESGO DE DESASTRES 4.3.1 LICUEFACCIÓN 4.3.2 IMPORTANCIA DEL USO DEL SUELO 4.3.3 ESCALA DE RICHTER, ESCALA DE MERCALLI MODIFICADA 5. INCORPORACION DE GESTION DE RIESGOS EN LOS INSTRUMENTOS DE GESTION LOCAL 5.1 NORMA E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE 5.2 MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA – ELABORACIÓN 6. CONTENIDO MINIMO DEL ESTUDIO DE MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA RESULTADOS 1. RESULTADOS DINÁMICOS DEL SUELO 2. MEDICIÓN DE MICROTREPIDACIONES: 3. DETERMINACIÓN DE LOS PERFILES DE ONDAS DE CORTE CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA

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MICROZONIFICACION SISMICA EN LA CIUDAD DE LIMA

RESUMEN

La microzonificación sísmica es considerada como la metodología de trabajo adecuada para utilizarse en la reducción del riesgo sísmico en ciudades. El objetivo de un proyecto de microzonificación sísmica consiste en evaluar los niveles de amenaza sísmica y los efectos locales probables, lo que permite la implementación de estrategias que tomen en cuenta estas condiciones regionales y locales del suelo, responsables para la modificación de la respuesta sísmica en una ciudad. Para ello se analizan con un enfoque multidisciplinario tanto los datos disponibles del subsuelo, como los nuevos estudios realizados. Los terremotos ocurridos en el pasado reciente en la ciudad de Lima (1940, 1966 y 1974) han producido daños mayores en ciertas zonas de ésta, que son los distritos de La Molina, Barranco, Chorrillos y La Punta-Callao. Las características del subsuelo en estas áreas difieren de las existentes en el centro de Lima, que corresponden a un depósito grueso de grava aluvial con nivel f reático profundo. En esta investigación se describen los trabajos realizados en lima que consisten en recopilar información geotécnica y realizar ensayos de microtrepidaciones para determinar el período predominante de vibración ambiental. Se ha encontrado una buena correspondencia entre las características del subsuelo y los períodos predominantes determinados en los distritos estudiados.

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INTRODUCCIÓN

Los estudios de microzonificación sísmicas consisten en la identificación y caracterización de unidades litológicas, generalmente suelos cuyas respuesta dinámica frente a terremotos son semejantes. Además de estas unidades se incluyen los efectos inducidos (fallas, licuefacción, etc.) y se valora su peligrosidad. Los mapas resultantes, o mapas de microzonación, se presentan en una base cartográfica útil para fines de edificación y planificación urbana. Las escalas utilizadas suelen estar comprendidas entre 1/15,000 y 1/5,000, aunque pueden variar en función del grado de detalle requerido e información disponible. La microzonificación sísmica de una ciudad es un procedimiento multidisciplinario, que involucra la realización de estudios geológicos, topográficos, sismológicos, geotécnicos, hidrológicos, de evaluación de daños sísmicos, de microtrepidaciones y de amplificación sísmica. Estos estudios permiten delimitar zonas con diferente comportamiento sísmico dentro de una ciudad, considerando las condiciones locales de los suelos de cimentación. En esta investigación se propone la microzonificación sísmica preliminar de la ciudad de lima, la cual ha sido delimitada en base a la siguiente información:   

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Estudios de geomorfología y geología. Estudio de las características geotécnicas de los suelos de cimentación. Evaluación del comportamiento dinámico del suelo, mediante la medición de microtrepidaciones. Evaluación y zonificación de daños producidos por sismo.

Parte de esta información ha sido recopilada de investigaciones realizadas en el pasado en el área de estudio y la otra parte constituye los resultados obtenidos de los trabajos de campo realizados en el desarrollo de esta investigación.

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PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA

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¿Cuáles son los aspectos que reúnen estos Estudios? ¿Qué metodología se emplean? ¿Cuáles son sus condiciones de aplicación? ¿Qué opinan los sismologos sobre estos Estudios? ¿Cuál es la finalidad de la zonación sísmica?

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Evaluar los niveles de amenaza sísmica y los efectos locales probables en la ciudad de lima, lo que permite la implementación de estrategias que tomen en cuenta estas condiciones regionales y locales del suelo, responsables para la modificación de la respuesta sísmica en la ciudad.

OBJETIVOS ESPECIFICOS  

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Determinar estudios de geomorfología y geología. Determinar estudio de las características geotécnicas de los suelos de cimentación. Determinar evaluación del comportamiento dinámico del suelo, mediante la medición de microtrepidaciones. Determinar evaluación y zonificación de daños producidos por sismo.

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JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA Los aspectos más significativos a estudiar en los estudios de microzonación son los siguientes: Propiedades geotécnicas de los suelos, espesor, densidad, velocidad de ondas transversales, módulo de rigidez, resistencia, SPT, CPT, profundidad del nivel freático, etc. Susceptibilidad frente a la licuefacción, deslizamiento y roturas superficiales por fallas Condiciones topográficas que puedan amplificar la respuesta sísmica. Peligrosidad frente a tsunamis en zonas costeras Existen varios métodos para analizar la respuesta sísmica con fines de microzonificación. En los denominados métodos directos se analiza la señala sísmica registrada en un acelerograma procedente de un terremoto ocurrido en la zona, o de una gran vibración generada artificialmente. Cuando no se dispone de este tipo de información se puede partir de un acelerograma característico del terremoto de diseño y se simula la respuesta sísmica de cada tipo de suelo presente en la zona. Los resultados de los estudios de microzonificación se presentan en mapas en los que muestran líneas de isovalores o unidades cartográficas, cuya respuesta sísmica es semejante en un período de re torno determinado. Conociendo las características geológicas y tectónicas del área y, aplicando modelos físicos y matemáticos, es posible hacer cálculos numéricos con computadoras para predecir ciertos efectos de los posibles t erremotos. Según los sismólogos, la zonificación puede realizarse mediante métodos directos e indirectos. Los métodos directos consisten en el registro mediante una red de sismógrafos de los terremotos producidos en un área; hay que tener en cuenta factores de amplificación local y asignar un área de influencia a cada estación. El problema de estos métodos es que son caros y normalmente no se registra un terremoto destructivo (intensidad mayor que 7), con la cual no se conocerá la respuesta del terreno a un evento fuerte. Los métodos indirectos se basan en la modelización de los factores que intervienen en la peligrosidad sísmica. Los datos se extraen de ensayos in situ o en laboratorio sobre las características dinámica del suelo. Estos datos pueden también ser extraídos de los comportamientos del suelo en zonas donde se han producido terremotos de gran magnitud. Zonificación sísmica por objeto principal la obtención de informaciones sobre la intensidad máxima que puedan alcanzar eventualmente los sismos en una región determinada. La necesidad de la zonificación sísmica surge de las necesidades de la economía del pueblo. Las casas de vivienda y las obras industriales se deben edificar de modo que los sismos no alteren su funcionamiento normal .

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MARCO TEÓRICO

1. GEOLOGÍA DE LIMA 1.1 UBICACIÓN Y EXTENSIÓN DEL AREA DE ESTUDIO La zona en estudio se encuentra comprendida dentro del área Metropolitana de Lima y Callao, la cual se ubica en la Costa del Pacífico sobre los 77°03’ de longitud al Oeste del Meridiano de Greenwich y a los 12°04’ de latitud, al Sur del Ecuador,

a 137 metros sobre el nivel del mar (Campo de Marte). El Área Metropolitana tiene una extensión aproximada de 3,923.56 km2. Hacia el Este se inicia en las estribaciones del ramal Occidental de la Cordillera de los Andes; los valles de los ríos Chillón y Lurín limitan su extensión por el Norte y por el Sur, respectivamente; la longitud de costa comprendida entre ambas desembocaduras es de aproximadamente 65 km. El área descrita comprende un terreno predominantemente plano, con una ligera pendiente promedio de aproximadamente 4 a 5% en dirección NE-SO. El río Rímac atraviesa el Casco Urbano de la Ciudad, en dirección Este-Oeste, para desembocar al Norte del Puerto del Callao. El valle del Rímac constituye el acceso más importante para conectar el Área Metropolitana con la Región Central Andina del País.

1.2 GEOLOGÍA El área metropolitana de Lima y Callao está localizada sobre los abanicos de deyección cuaternarios de los ríos Rímac y Chillón, enmarcados en rocas sedimentarias del Jurásico Superior al Cretáceo Inferior, y rocas intrusivas del batolito andino (Cretáceo Superior - Terciario Inferior). Tectónicamente se trata de una suave estructura anticlinal, fallada por estructuras orientadas sensiblemente NS, que condicionan un espesor entre 400 a 600 m de los depósitos aluviales, de características heterogéneas, rellenando probablemente una fosa tectónica .

1.3 GEOMORFOLOGÍA El área metropolitana de Lima y Callao se ubica sobre diversas geoformas de deyección de los ríos Rímac y Chillón, pero en menor proporción en este último. El abanico de deyección original del río Rímac, que tenia un ápice en el área de Vitarte (350 msnm), se desarrollaba según la línea Vitarte-Quebrada de Armendáriz, o sea, a lo largo de lo que se conoce como río Surco, hoy canalizado, pasando por una apertura entre los cerros El Agustino y Monterrico, con una generatriz de 17 km de largo y una cuerda actual de unos 10 km (Morro Solar-Magdalena). El cono de INGENIERIA CIVIL

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deyección del Rímac cubre la línea de la costa, en el Área Metropolitana, teniendo una configuración típica que consiste en: • •

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Un espolón rocoso, que actúa de pivote a las corrientes marinas (Morro Solar). Una ensenada degradacional (Perla Alta a la Punta) ubicada a continuación del espolón y que produce una erosión marina sobre el abanico de deyección, originando, en el caso de Lima, una escarpa de hasta 60 m de altura. El perfil de equilibrio, da forma de un segmento elíptico del acantilado que indican una evolución dinámica importante de la erosión marina del pasado y actualmente modificado por obras como rompeolas, defensas marinas, y el trazo de la carretera de la costa verde más áreas de relleno sin ningún control, los mismos que pueden ser destruidos en el futuro (Martínez, 1996). Puede concebirse que el conjunto isla San Lorenzo-La Punta constituyó una sola unidad, y fue destruida posteriormente por la erosión en la “ensenada degradacional” Bellavista-Chorrillos. En efecto, la mayor intensidad actual de

la dinámica marina se sitúa entre La Punta y San Miguel. El abanico de deyección del río Chillón es muy pequeño y se circunscribe al área de la Hacienda Márquez. Éste tiene una generatriz de 12 km de largo, según la línea Cerro.

1.4 LITOLOGÍA En el área Metropolitana aflora una secuencia sedimentaria que abarca desde el Jurásico Superior al Cuaternario Reciente, con una potencia total en el orden de 3600 m, intruída por rocas plutónicas en el Neo-Cretáceo y/o principios del Terciario. La unidad estratigráfica más antigua en el área es la Formación Puente Piedra, y la unidad sedimentaria “dura” más reciente es la llamada Formación

Atocongo. Los sedimentos no consolidados están representados por depósitos detríticos Cuaternarios. Los depósitos Cuaternarios comprenden los materiales detríticos aluviales, de playa y eólicos. Su distribución es amplia, en especial los depósitos aluviales. Puede afirmarse que la gran mayoría del área Metropolitana está edificada sobre estos últimos. Los depósitos aluviales formados particularmente por el régimen aluvional de los ríos Rímac y Chillón, se remontan hasta fines del Terciario (Plioceno). La composición de estos depósitos es heterogénea y no guarda una sistemática razonable, vertical ni horizontal, debido a la superposición de diversos abanicos de deyección y distancias variables al ápice, inclusive en relación a los diferentes regimenes de descarga de los dos ríos, la capacidad de transporte variable, tanto estacional como de cambios climáticos grandes, y las variaciones en el nivel del mar. Los depósitos aluviales consisten en gravas, con bolones de 20 cm en el centro de la ciudad y de 60 cm hacia el Este, arena y material limo-arcilloso. Tanto la arena como el material limoarcilloso, actúan de matriz en mayor o en menor grado, y forman lentes de espesor variable dentro INGENIERIA CIVIL

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de las gravas. Ocasionalmente aparecen áreas aisladas, de suelo orgánico de más de dos metros de espesor. En el acantilado costero puede observarse, igualmente, la pobre estratificación horizontal de los detritos en forma de lentes cortados por la erosión marina. A partir de esta información, podemos afirmar que: • Los

sedimentos del río Chillón son más finos y las gravas son de origen volcánico, en cambio los del río Rímac provienen del granito y la granodiorita (Martínez , 2004). • El material aluvial se hace algo más arcilloso en profundidad. • En el límite SE del acantilado (Chorrillos), los detritos arenosos predominan. • En el Callao hay

predominancia de limos arenosos. A lo largo del acantilado, en Bellavista, se visualizan 60% de “gruesos” y 40% de “finos”, de Bellavista a Miraflores 90% de “gruesos” y 10% de “finos” y de Miraflores hacia Chorrillos, la tendencia es hasta 25% de “gruesos” y hasta 75% de “finos”. En relación con la profundidad de los

depósitos aluviales, puede esperarse un espesor máximo del orden 400 a 600 metros de relleno aluvial para el área del cono de deyección del Río Chillón y en el del Río Rímac en el área Metropolitana en general.

1.5 TECTÓNICA En términos generales, el área de Lima Metropolitana puede visualizarse como un suave plegamiento anticlinal (buzamientos de menos de 20º), fallado sensiblemente a lo largo de un rumbo N-S. La traza del eje del pliegue anticlinal no es definida, pero se considera que pertenecen al flanco SO, el Morro Solar, la Isla San Lorenzo, los cerros La Regla y Oquendo. Al flanco NE pertenecen las estribaciones o de los cerros Arrastre Bajo, Mulería y La Milla, El Agustino, La Molina, Cascajal, Pamplona y Zig Zag. Se supone un eje curvado, pero probablemente se trata de una geometría influenciada por fallas transversales al eje. Otro pliegue sinclinal de menor magnitud, ocurre en la Tablada de Lurín y se prolonga hasta cerca del cerro La Molina.

1.6 HIDROGEOLOGÍA Debido al carácter heterogéneo del material aluvial del área de Lima Metropolitana y a las intercalaciones de materiales relativamente permeables (grava, arena) y capas “lenticulares” arcillosas, puede visualizarse más de un nivel freático. El nivel

freático principal y más alto, presenta una pendiente relativamente uniforme desde el ápice del abanico del río Rímac hacia el mar, con V:H de 1:60 en promedio. Su profundidad en relación con la superficie varía entre menos de 5 m (CallaoChorrillos-Villa) y 70 m (Plaza de Armas, Lima-La Victoria). Las variaciones del nivel freático están probablemente en relación con los mayores o menores requerimientos locales del acuífero, pero de una manera general puede afirmarse que el nivel hidrostático ha estado bajando en años recientes. Una de las evidencias, fuera de la explotación de los pozos, es la vegetación muerta a lo largo INGENIERIA CIVIL

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del acantilado costero y la impermeabilización de la superficie de infiltración a través de la construcción masiva de edificaciones. El abanico del río Chillón presenta una napa de pendiente algo menor (V:H de 1:80), cuya profundidad varía entre menos de 5 m (Aeropuerto-Cerro La Regla-Río ChillónPuente Piedra-ChuquitantaHacienda Aznapuquio) y 40 m (al NE de Carabayllo).

2. ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA-SÍSMICA DE LIMA Con las características mecánicas y dinámicas determinadas de los suelos que conforman el terreno de cimentación del área de estudio, y las consideraciones dadas por el Código de Diseño Sismorresistente del Reglamento Nacional de Construcciones (Norma E-030, 2003), se han definido las siguientes zonas geotécnica-sísmicas (Ver Mapa de Zonificación de Lima y Callao adjunto): •

ZONA I: Esta zona está conformada por los afloramientos rocosos, los estratos de grava potentes que conforman los conos de deyección de los ríos Rímac y Chillón, y los estratos de grava coluvial –eluvial de los pies de las laderas, que se encuentran a nivel superficial o cubiertos por un estrato de material fino de poco espesor. Este suelo tiene un comportamiento rígido, con periodos de vibración natural determinados por las mediciones de microtrepidaciones que varían entre 0.1 y 0.3 s. Para la evaluación del peligro sísmico a nivel de superficie del terreno, se considera que el factor de amplificación sísmica por efecto local del suelo en esta zona es S = 1.0 y el periodo natural del suelo es Ts = 0.4 s, correspondiendo a un suelo tipo 1 de la norma sismorresistente peruana.

•

ZONA II: En esta zona se incluyen las áreas de terreno conformado por un estrato superficial de suelos granulares finos y suelos arcillosos, cuyas potencias varían entre 3.0 y 10.0 m. Subyaciendo a estos estratos se encuentra la grava aluvial o grava coluvial. Los periodos predominantes del terreno determinados por las mediciones de microtrepidaciones en esta zona varían entre 0.3 y 0.5 s. Para la evaluación del peligro sísmico a nivel de superficie del terreno, se considera que el factor de amplificación sísmica por efecto local del suelo en esta zona es S = 1.2 y el periodo natural del suelo es Ts = 0.6 s, correspondiendo a un suelo tipo 2 de la norma sismorresistente peruana.

•

ZONA III: Esta zona está conformada en su mayor parte por los depósitos de suelos finos y arenas de gran espesor que se presentan el algunos sectores de los distritos de Puente Piedra, La Molina y Turín, y en los depósitos de arenas eólicas que cubren parte de los distritos de Ventanilla y Villa El Salvador, que se encuentran en estado suelto. Los periodos predominantes encontrados en estos suelos varían entre 0.5 y 0.7 s, por lo

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que su comportamiento dinámico ha sido tipificado como un suelo tipo 3 de la norma sismorresistente peruana, con un factor de amplificación sísmica S = 1.4 y un periodo natural de Ts = 0.9 s. •

ZONA IV: Esta zona está conformada por los depósitos de arenas eólicas de gran espesor y sueltas, depósitos marinos y suelos pantanosos que se ubican en la zona del litoral de los distritos de Ventanilla, Callao, Chorrillos, Villa El Salvador y Lurín. la zona de canteras de este material en el distrito de Pachacamac. En esta zona se ubica también el distrito de la Punta, cuyo perfil estratigráfico particular, con un estrato de grava superficial sobre un depósito potente de arcilla, genera periodos relativamente largos, y un sector del distrito de Pachacamac, cuyos depósitos profundos de arena generan periodos largos. Los periodos predominantes encontrados en estos suelos son mayores que 0.7 s, por lo que su comportamiento dinámico ha sido tipificado como un suelo tipo 4 de la norma sismorresistente peruana, asignándoles un factor de amplificación sísmica S = 1.6 y un periodo natural de Ts = 1.2 s (caso especial según la Norma).

•

ZONA V: Están constituidos por áreas puntuales conformadas por depósitos de rellenos sueltos de desmontes heterogéneos que han sido colocados en depresiones naturales o excavaciones realizadas en el pasado, con potencias entre 5 y 15 m. En esta zona se incluyen también a los rellenos sanitarios que en el pasado se encontraban fuera del área urbana y en la actualidad han sido urbanizados. Se mencionan las áreas que han sido identificadas en el presente estudio, las cuales se encuentran ubicadas en los distritos del Rímac, Surquillo, Bellavista, La Perla, San Juan de Miraflores y San Juan de Lurigancho, no descartándose la existencia de otras similares en Lima Metropolitana. El comportamiento dinámico de estos rellenos es incierto por lo que requieren un estudio específico que está fuera del alcance del presente trabajo.

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3. MAPA DE ZONIFICACION DE LIMA

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4. MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA PARA EL ANÁLISIS DE RIESGO DE DESASTRES A NIVEL URBANO 4.1 ANTECEDENTES • • • •

Localización, se ubica en zona Sísmica Grandes concentraciones de personas y valores determinan altos índices de riesgo. Tener conocimiento de las fuentes sísmicas, las condiciones del suelo y de las edificaciones, evaluar el probable daño. Determinación de las acciones para prevenir y mitigar los efectos.

4.2 EDIFICACIÓN SISMO RESISTENTE • •

Sin Prevención = Mayores pérdidas de vidas y materiales. Mayor Costo de Reconstrucción Con Prevención = Menores pérdidas de vidas y materiales. Menor Costo en Reconstrucción,

4.3 ENFOQUE PARA GESTION DEL RIESGO DE DESASTRES

4.3.1 LICUEFACCIÓN Es el comportamiento de suelos que estando sujetos a la acción de una fuerza externa, en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado. Es uno de los fenómenos más dramáticos y destructivos que pueden ser inducidos por acciones sísmicas.

4.3.2 IMPORTANCIA DEL USO DEL SUELO Obras sostenibles Servicios básicos, asistenciales y educativos bien ubicados Viviendas construidas con asesoría de Profesionales Normatividad garantizada Menor gasto en reconstrucción, luego de un sismo severo Menores pérdidas humanas y materiales Ordenamiento sostenible y formalización Mayor recaudación de impuestos Titulación y generación de nuevos contribuyentes • Potencial de la población en el mundo crediticio • • • • • • • • •

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4.3.3 ESCALA DE RICHTER, ESCALA DE MERCALLI MODIFICADA 

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Escala de Richter o Escala de Magnitud Local (Ml) La escala de Richter mide la magnitud de un sismo. A través de ella se puede conocer la energía liberada en el hipocentro o foco, de acuerdo a esta escala, un sismo tiene un único valor o grado Richter. No es muy precisa en escalas más grandes (más de 7). (MAGNITUD = CAUSA ) Escala de Mercalli Modificada (MM) La intensidad es la violencia con que se siente un sismo en diversos puntos de la zona afectada. La medición se realiza de acuerdo a la sensibilidad del movimiento, en caso de sismos mayores observamos los efectos o daños producidos en las construcciones. (INTENSIDAD = EFECTO)

5. INCORPORACION DE GESTION DE RIESGOS EN LOS INSTRUMENTOS DE GESTION LOCAL 5.1 NORMA E.030 DISEÑO SISMORRESISTENTE Son estudios multidisciplinarios, que investigan los efectos de sismos y fenómenos asociados como licuefacción de suelos, deslizamientos, tsunamis y otros, sobre el área de interés. Los estudios suministran información sobre la posible modificación de las acciones sísmicas por causa de las condiciones locales y otros fenómenos naturales, así como las limitaciones y exigencias que como consecuencia de los estudios se considere para el diseño, construcción de edificaciones y otras obras.

5.2 MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA – ELABORACIÓN 

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Recopilación y análisis de estudios e investigaciones existentes referidos a características geológicas, geotécnicas, eventos sísmicos, tsunamis, vulnerabilidad y escenarios de riesgos en los seis distritos. Realización de estudios geofísicos y geotécnicos de campo para determinar las características geotécnicas y dinámicas del suelo en los seis distritos, para tal fin se utiliza la técnica de medición de microtemblores para estimar los periodos fundamentales del terreno. Elaborar mapas geotécnicos, mapas de isoperiodo y de microzonificación sísmica con base en los estudios analíticos y de campo.

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6. CONTENIDO MINIMO DEL ESTUDIO DE MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA   

Ubicación del área de estudio Sección trasversal Evaluación del peligro sísmico del área de estudio: 1. El peligro sísmico es la probabilidad que el sismo más fuerte puede ocurrir en una zona, en un cierto número de años, exceda un determinado nível de intensidad sísmica (intensidad, aceleración, velocidad, etc.)

2. La sismicidad histórica indica que en la región estudiada se han producido eventos sísmicos con intensidades de hasta grado ix en la escala mercalli modificada (mmi) en la zona andina producto de la actividad sísmica de subducción y continental. Ubicación sondajes Exploración de campo Microzonificación geotécnica Plano ubicación masw Plano ubicación microtremores Plano isoperiodos Sectorización Vulnerabilidad de líneas vitales - número de roturas Costo reparación de viviendas Microzonificación sísmica

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RESULTADOS 1. RESULTADOS DINÁMICOS DEL SUELO Las resultados dinámicas de los suelos han sido determinadas mediante métodos geofísicos. En la actualidad, el uso de estos métodos se ha incrementado grandemente, debido principalmente a su facilidad de ejecución, así como a la gran cantidad de información que éstos brindan. Su mayor aplicación está dirigido a determinar el periodo de vibración natural del suelo, el cual se realiza mediante la medición de microtrepidaciones en la superficie del terreno; sin embargo actualmente el uso de métodos de medición de ondas superficiales en arreglos se ha hecho popular para determinar los parámetros dinámicos del suelo, lo cual es de mucha utilidad para los estudios de microzonificación sísmica y el modelamiento dinámico del suelo para analizar su respuesta ante solicitaciones sísmicas.

2. MEDICIÓN DE MICROTREPIDACIONES: La medición de microtrepidaciones consiste en registrar las vibraciones ambientales generadas por fuentes naturales o artificiales, en la superficie del suelo. Las microtrepidaciones presentan períodos que fluctúan generalmente entre 0.05 y 2 segundos y amplitudes que varían de 0.1 a 1 micrones. Esta técnica fue propuesta por Omori (1908) y desarrollada por Kanai (1946) para determinar el comportamiento dinámico del suelo. Actualmente, esta técnica es ampliamente aplicada en los estudios de microzonificación sísmica y para su procesamiento se utiliza con frecuencia la metodología establecida por Nakamura (1989), que consiste en determinar la relación espectral de las componentes horizontales con respecto a la componente vertical. Este procedimiento permite eliminar el efecto de la fuente en la respuesta del suelo y de esta forma determinar con mayor propiedad su comportamiento dinámico en el sitio de análisis. En la ciudad de Lima, a lo largo de las diversas compañas de mediciones de microtrepidaciones, se han logrado acumular un gran número de mediciones puntuales, tal como se muestra en el Mapa de Ubicación de Ensayos de Microtrepidaciones. El procesamiento y análisis de esta información ha permitido elaborar el Mapa de Isoperiodos de la Ciudad de Lima, que se muestra en la Figura 5, en el cual se han definido zonas de suelos con comportamientos dinámicos similares en función del periodo de vibración natural determinado por el método de Nakamura. Los resultados de los periodos de vibración natural obtenidos con este procedimiento muestran una buena correspondencia con las características geológicas, donde se pueden observar los resultados de dos mediciones de

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microtrepidaciones, uno en terreno firme, cerca de la ladera de un cerro y otro en un depósito de arena de gran potencia, localizado en el cerro Lomo de Corvina de Villa el Salvador.

3. DETERMINACIÓN DE LOS PERFILES DE ONDAS DE CORTE Para la determinación de los parámetros dinámicos del suelo en la actualidad se utilizan métodos geofísicos pasivos o activos, que se basan en la medición de las ondas superficiales. La mayoría de estos métodos involucran a las ondas Rayleigh para su análisis, utilizando para ello la teoría de dispersión de ondas en medios estratificados. Uno de los pioneros de estos métodos es Aki (1957), quien propuso el método de Autocorrelación Espacial (SPAC), posteriormente, Capón (1969) propuso el método del Análisis Espectral de Alta Resolución Frecuencia – Número de onda (F-K), así mismo, Nazarian et al. (1983) con el método llamado Análisis Espectral de Ondas Superficiales (SASW). Tokimatsu (1992) contribuyó al estudio de los métodos activos de ondas superficiales y Park et al., (1999a; 1999b), tomando como base el método activo de ondas superficiales de Tokimatsu, propuso el método de Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW). Finalmente, Okada (2003) planteó el método de Medición de Microtrepidaciones en Arreglos Multicanales (MAM) utilizando las microtrepidaciones de periodo largo

.

En la ciudad de Lima, con la finalidad de obtener el perfil de ondas de corte, se realizaron una serie de ensayos de medición de microtrepidaciones en arreglos, los cuales tuvieron radios de hasta 1000m de longitud, que permitieron explorar el suelo hasta una profundidad de 1000 m. Las Figuras 7 y 8 muestran respectivamente el plano de ubicación y los perfiles de ondas de corte determinados. INGENIERIA CIVIL

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CONCLUSIONES

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Se plantea un procedimiento para la evaluación del riesgo sísmico en la ciudad de Lima con sustento técnico, de manera que se pueda estimar las pérdidas probables y costos de reposición de la infraestructura en caso de un sismo severo. Esta metodología permite la evaluación de la infraestructura en riesgo y el conocimiento de la exposición actual de zonas vulnerables y en peligro. Este tipo de diagnóstico permite conocer con anticipación el probable costo de reconstrucción de áreas que se encuentran expuestas al riesgo sísmico. El entendimiento del uso del suelo con sustento técnico evitará costos excesivos en la generación de infraestructura y asimismo permitirá que el desarrollo sea sostenible en el tiempo. Se ha logrado un importante avance en el desarrollo de la microzonificación sísmica de Lima, incorporando una valiosa información de la conformación de la estructura superficial del suelo, generada en el marco del proyecto SATREPS “Enhancement of Earthquake and Tsunami Disaster Mitigation Technology”, que vienen desarrollando el CISMID con la Universidad de

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Chiba, Japón y otras instituciones. En la actualidad se viene incrementando la calidad de la información mediante estudios de detalle que se están elaborando mediante convenios con el Ministerio de Vivienda, a través de su programa Mis Ciudades. Los resultados de estas investigaciones se irán incorporando al mapa de microzonificación sísmica en el futuro. El mapa de microzonificación sísmica desarrollado, muestra que en la ciudad de Lima existen zonas con suelos que presentan comportamientos anómalos ante las solicitaciones de las fuerzas símicas, donde se espera un mayor nivel de daño a las edificaciones; en consecuencia, este mapa debe ser considerado por las autoridades locales para elaborar sus planes de gestión y ordenamiento territorial.

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RECOMENDACIONES

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Identificar y priorizar proyectos de inversión pública. Conocer su territorio y actualizar su información y su Capacidad Institucional. Capacitar a sus Funcionarios en Gestión de Riesgo de Desastres. Identificar los peligros, las condiciones de vulnerabilidad de su localidad. Identificar las zonas donde deberían haber reforzamientos. Priorizar proyectos que ayuden a reducir su vulnerabilidad. Incorporar los Temas de Gestión de Riesgo dentro de la Planificación y Gestión de su territorio. Saber dónde son las áreas más seguros para desarrollo urbano.

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BIBLIOGRAFIA

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Instituto Geográfico Nacional - IGN (1999). Carta Nacional de Lima, Chancay, Lurin y Chosica “, Lima Perú.

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INGENIERIA CIVIL

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Microzonificacion Sismica en La Ciudad de Lima

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