CAPITULO 3 AMENAZA SÍSMICA 3.1 Amenaza Sísmica. Habiendo

CAPITULO 3 AMENAZA SÍSMICA 3.1 Amenaza Sísmica. Habiendo

CAPITULO 3
AMENAZA SÍSMICA
3.1 Amenaza Sísmica.
Habiendo definido la amenaza sísmica como la probabilidad de ocurrencia de un evento
sísmico potencialmente desastroso durante cierto período de tiempo en un sitio dado, en
este capítulo, se comenzará diciendo que Piura está ubicada en una zona de alta sismicidad.
Esta ciudad se encuentra sobre una franja sísmica muy activa conocida como Cinturón
Circumpacífico. Esta zona es donde se libera más del 85% del total de energía de la tierra.
Los sismos no se presentan sólo en las zonas sismogenéticas sino en todas aquellas que
están suficientemente cercanas a las mismas, hasta donde pueden llegar ondas de amplitud
significativa. Esto agrava la amenaza de una zona a los sismos. En la región la tectónica de
placas indica que los sismos ocurren cuando se da un corrimiento entre las áreas de
contacto de la Placa Sudamericana (continental) y la Placa de Nazca (oceánica). A esto se
le llama subducción.
A la sismo-tectónica se suma la presencia de dos fallas geológicas importantes, producidas
en el interior del país por la colisión de las placas, que también son causantes de los
sismos: La Falla Huaypirá y la Falla Illesca. La primera ubicada al norte de Sullana
dirección E-O, de 70 Km de longitud. No tiene características de ser activa. Esta puede
producir sismos de 7 a 7.65 grados de magnitud. La segunda se ubica en el Macizo de
Illescas y la Cuenca de Sechura, su dirección es de N150°E y su longitud es de 25 km.
Si tenemos en cuenta el silencio sísmico de Piura, entendido que si en esta área se han dado
grandes terremotos en el pasado, éstos volverán a ocurrir en el futuro; se evidencia que la
ciudad posee una amenaza sísmica alta. En la figura 3.1 del IGP puede observarse los
sismos más fuertes ocurridos en la región en su historia, donde se muestra que la actividad
sísmica no es baja.
3.2 Historia Sísmica de la región de Piura
Se presentan más adelante en la tabla 3.1 de la historia sísmica de la región de Piura del
último siglo donde se nota la presencia de los sismos sentidos en la ciudad de Piura, estos
datos fueron tomados del Banco de Datos del Catálogo sísmico del Perú del año 1500 a
1983 (Ref. 21). Para entender dicho cuadro se explicarán algunos conceptos de sismología
partiendo del punto de que los terremotos pueden ser medidos en función de la cantidad de
energía liberada (Magnitud) y/o mediante el grado de destrucción que ellos causan en el
área afectada (Intensidad).
La Magnitud y la Intensidad son dos medidas diferentes de un terremoto, aunque suelen ser
confundidas por el público. Parte de esta confusión, probablemente se debe a la similitud
en las escalas usadas para expresar estos parámetros.
24
Fig. 3.1: Mapa sísmico de Piura donde se muestran los sismos ocurridos de magnitud
mayor a 4.0 mb Fuente: IGP
Magnitud: Concepto introducido en 1935 por Charles Francis Richter, sismólogo del
Instituto de Tecnología de California, para medir los terremotos locales y así poder estimar
la energía por ellos liberada a fin de ser comparados con otros terremotos. Posteriormente,
el uso de esta escala se extendió y fue aplicándose a los diferentes terremotos que ocurrían
en el mundo. La magnitud está asociada a una función logarítmica calculada a partir de la
amplitud de la señal registrada por el sismógrafo (ML, Ms, mb) o a partir de su duración
(MD) sobre el sismograma.
Magnitud local (ML).- La definición de ML es realizada en función del registro de un
terremoto en un sismógrafo del tipo WA,
ML=Log A(∆) – Log Ao(∆)
donde A y Ao representan a las amplitudes máximas de un terremoto registrado a una
distancia ∆ para el terremoto de magnitud ML y magnitud cero. Para una estación diferente
a WA y para una región en particular, se debe realizar la corrección en distancia contenida
en el término Ao antes de establecer una correspondencia entre el sismógrafo utilizado y el
WA.
Magnitud de ondas superficiales (Ms).- Magnitud válida para terremotos con foco
superficial en donde la amplitud máxima debe ser medida en el modo fundamental de la
onda Rayleigh con periodo (T) entre 18 – 22 segundos. Las correcciones deben considerar
la distancia epicentral y la profundidad del foco del terremoto.
25
La relación utilizada frecuentemente es:
Ms=Log (A/T) + 1.66log∆ +3.3
Donde A es la amplitud del desplazamiento del suelo en micras y la distancia ∆ epicentral
en grados. La formula anterior es válida para distancias comprendidas entre 20°<∆<90° y
para terremotos con focos localizados a profundidades menores a 70 km.
Magnitud de ondas de volumen (mb). Magnitud calculada a partir de la relación (A/T) de
la componente vertical para una onda P. Esta magnitud es válida para terremotos ocurridos
a diferentes profundidades y a distancias comprendidas entre 5° y 90°. La relación que
permite calcular mb es conocida como la formula de Gutenberg,
mb=log (A/T) + Q(∆,h)
donde A es la amplitud de la señal sísmica medida sobre la componente vertical de un
registro de periodo corto (micras), T el periodo (s) y Q expresada en función de la distancia
epicentral (∆) y la profundidad del foco (h) según las tablas de Gutenberg y Richter (1956).
Magnitud de duración (MD).- Magnitud válida para sismos de magnitud menor a 5
ocurridos a distancias menores a 200 km. Esta magnitud se basa en medir la duración de la
señal del registro del terremoto (t) después del arribo de la onda P hasta cuando la amplitud
de la señal se confunde con el ruido de fondo. Esta magnitud es definida con la siguiente
relación:
MD= a + b.log t + c.log t2 + d.∆
Donde, t es la duración del registro del terremoto en segundos, ∆ la distancia epicentral en
km; a, b, c y d son constantes determinadas para cada estación.
Geometría de falla y momento sísmico: La orientación de la falla, la dirección del
movimiento y el tamaño del terremoto pueden ser descritos por la geometría de la falla y el
momento sísmico. Estos parámetros pueden ser determinados a partir del análisis de las
formas de onda de un terremoto. Las diferentes formas y direcciones del movimiento de las
ondas registradas a diferentes distancias y azimutes desde el foco del terremoto, son usadas
para determinar la geometría de la falla y la amplitud de la onda para conocer el momento
sísmico. El momento sísmico puede ser relacionado con los parámetros de la falla
mediante la relación de Aki (1966),
Mo = µS.D
Donde µ es el módulo de rigidez, S el área de la falla y D el desplazamiento medio sobre el
plano de falla.
El momento sísmico es una medida más consistente del tamaño de un terremoto y hoy en
día es el parámetro más importante. Este factor ha dado lugar a la definición de una nueva
escala basada en el momento sísmico (Kanamori, 1977), denominada magnitud energía.
Mw=(2/3) log (Mo) -6.0
26
Donde Mo es expresado en Nm.
La intensidad: Esta no permite medir el movimiento del suelo, pero si los efectos que
ellos producen en la superficie en donde causan daños al hombre y a las construcciones.
En 1902, G. Mercalli introduce una nueva escala con 10 grados de intensidad, siendo
posteriormente incrementada a 12 por A. Cancani. En 1923 Sieberg publica una escala más
detallada, pero basada en el trabajo de Mercalli-Cancani. En 1931, O. Wood y F.
Newmann proponen una nueva escala, modificando y condensando la escala de MercalliCancani-Sieberg, surgiendo así la escala Mercalli Modificada (MM). Esta escala de 12
grados expresada en números romanos y fue ampliamente utilizada en el mundo. Sin
embargo, actualmente se utiliza la escala MSK-1964 elaborada por tres sismólogos
europeos: Medvedev, Sponhever y Karnik. Esta escala consta de 12 grados denotados de I
a XII, la misma que ha sido adaptada para su aplicación en terremotos de Perú por Ocola
(1979).
Las áreas de igual intensidad son representadas sobre un mapa mediante líneas
denominadas Isosistas. El centro de la línea de mayor intensidad es llamado epicentro
Macrosísmico y puede ser diferente al epicentro real llamado Microsísmico. A fin de no
confundir magnitud e intensidad, dos terremotos de igual magnitud pueden generar en
superficie intensidades máximas muy diferentes.
Cuadro 3.1 Historia sísmica de la región de Piura del último siglo
Localidad
día/mes/
año
Hora
SE coordenadas
macro sísmicas
Magnitudes
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Morropón
Piura
28/09/06
28/04/06
24/07/12
07/07/38
24/05/40
15/03/45
07/04/45
02/05/45
22/09/45
23/09/48
16/10/50
26/01/51
15:24
18:00
11:50
04:05
16:33
21:20
09:32
09:30
13:10
21:16
05:25
02:51
-6.11
-3.95
-5.62
-5.69
-11.2
-4.00
-4.16
-5.20
-5.50
-5.40
-5.00
-5.79
-77.49
-81.36
-80.41
-80.04
-77.79
-81.60
-82.09
-81.40
-80.90
-80.80
-80.00
-79.51
15/01/52
07:00
4.26
-80.06
6.5 Ms
Paita
Huancabamba
Huancabamba
Piura
Huancabamba
Huancabamba
Huancabamba
Piura
02/01/53
17/04/53
11:23
00:02
-6.00
-5.32
-81.00
-77.70
6 Ms
17/06/53
15:30
-5.00
-79.43
28/07/53
12/12/53
01:30
16:35
-4.6
-4.98
-80.6
-80.72
12/12/53
17:31
3.88
-80.45
28/12/53
08:39
-5.23
-79.45
17/12/54
21:00
-5.6
-80.30
7.9 Ms
8 Ms
7M
6M
10M
6M
10M
5M
5M
3M
2M
6M
6M
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
5M
5.18
-79.97
5.6 Mb
5M
6M
-5.2
-5.1
-80.62
-81.11
3.1 Mb
2M
-5.2
-79.45
5M
5M
-5.2
-5.2
-79.45
-80.62
9M
-5.2
-79.45
-5.2
-79.45
-5.2
-80.62
6.6 Mb
4.5 Mb
4.6 Mb
4 Mb
4.2 Mb
7.8 Ms
Coordenadas
6.7 Mb
4.8 Mb
3M
Elev
.
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
13
5
35
10
2
19
57
Dep.
1
361
159
26
84
785
105
98
45
30
100
93
121
194
35
55
19
57
19
57
35
186
101
27
Localidad
día/mes/
año
Hora
SE coordenadas
macrosísmicas
Magnitudes
Huancabamba
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Piura
Sullana
Piura
Piura
Piura
Piura
10/08/55
07:45
-3.58
-80.22
6M
-5.2
-79.45
19/08/55
08/08/57
07/02/59
20/11/60
29/08/63
17/10/66
17/10/66
31/05/70
31/05/70
10/12/70
10/12/70
11/07/71
09/06/74
02/10/74
16/09/75
07:44
13:50
09:36
22:01
15:30
22:41
21:41
21:23
20:23
04:34
04:34
01:33
14:16
02:55
00:44
-8.0
-4.28
-4.21
-5.6
-7.1
-10.8
-10.8
-9.27
-9.27
-4.06
-4.06
-4.40
-5.81
-5.85
-4.37
-79.5
-81.92
-81.11
-80.90
-81.6
-78.65
-78.65
-78.83
-78.83
-80.66
-80.66
-79.95
-80.99
-80.99
-80.85
6M
6M
7M
6M
6M
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-6.7
-5.2
-5.2
-4.8
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-5.2
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
79.84
-80.62
-80.62
-80.68
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
-80.62
7.4 Ms
6.8 Ms
6.2 Mb
5.9 Mb
7 Mb
8 Ms
7.8 Ms
7.8 Ms
7.1 Ms
7.1 Ms
7.1 Ms
5.6 Ms
5.6 Ms
6.4 Mb
6.4 Mb
6.4 Mb
6.3 Mb
6.3 Mb
5.6 Mb
5.6 Mb
5.1 Mb
Coordenadas
9M
10M
10M
10M
10M
6M
3M
3M
3M
Elev
.
19
57
35
35
35
35
35
35
58
35
35
93
35
35
35
35
35
Dep.
1
202
380
123
54
114
652
651
148
479
130
101
116
76
76
92
91
También existen gráficos proporcionados por el Instituto Geofísico del Perú donde se
presentan cada cierto tiempo los sismos ocurridos a nivel nacional, tal como el que se
presenta en la figura 3.2.
Figura 3.2. Gráfica de los sismos sensibles ( >= 4.0 Ritcher) en el Perú
desde septiembre a noviembre del año 2003. Nótese la costa peruana,
ubicada en el cinturón del Fuego, corresponde a la zona de alta
sismicidad. Se observa un sismo de 4.0 Richter presentado en Piura.
Cortesía: IGP.
Además, basado en estudios geológicos de la zona el Dr. Huaco del IGP (Ref. 38) realizó
un análisis probabilístico para determinar las aceleraciones máximas de sismos en roca
para diferentes periodos de retorno. Se utilizaron fuentes sismogénicas y las leyes de
atenuación sísmica disponibles. Luego R. Mc. Curie, utilizando el programa Risk, obtuvo
28
la aceleración máxima (%g). Para un período de retorno de 475 años correspondiente a la
aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años
como señala la Norma Peruana Sismorresistente ( Ref. 43) se obtuvo : Aceleración máxima
(%g) = 0.46 g.
Cuadro 3.2: Aceleración máxima del suelo para distintos períodos de retorno
Período de
retorno
(años)
30
50
100
200
285
475
909
Aceleración máxima
Piura
(% g)
0.21
0.24
0.29
0.35
0.39
0.46
0.55
Aa (m/seg2)
2.06
2.35
2.84
3.43
3.83
4.51
5.40
S (coefi a
ciente
(aceleración de
sitio)
diseño) (cm/seg2)
1.20
247
1.20
283
1.20
341
1.20
412
1.20
459
1.20
542
1.20
647
Con toda esta información proporcionada se respalda la hipótesis de que Piura es una zona
con una sismicidad media-alta. Cosa que acompañada con la vulnerabilidad nos dirá si el
edificio de Clínica San Miguel se encontrará en riesgo sísmico.