• Author / Uploaded
• Kike Pizarro

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA LIMA-PERU Facultad de Ingeniería Civil

Principios Básicos de Sismología Para Ingenieros

GEODINÁMICA INTERNA Dr. Ing. Zenón Aguilar Bardales

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Referencias Bommer J. (1994), “Sismología para Ingenieros”, Universidad Centroamericana José Simeón Cañas, El Salvador. Bolt B. (1981),

“Terremotos”, Editorial Reverté.

Herraiz M. (1997),

“Conceptos Básicos de Sismología para Ingenieros” CISMID-UNI.

Richter C.F. (1958), “Elementary Seismology”, W.H. Freeman and Co, San Francisco. Sauter F. (1989),

“Introducción a la Sismología, Fundamentos de Ingeniería Sísmica”, Instituto Tecnológico de Costa Rica, Costa Rica.

Tavera H. (1993),

“La Tierra, Tectónica y Sismicidad”, Instituto Geofísico del Peru, Lima.

Udías A. y Mezcua J. (1996) “Fundamentos de Sismología”, Universidad Centroamericana José Simeón Cañas, El Salvador.

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

La Tierra - La más grande y densa de los planetas - Gira sobre sí misma en 23 horas 36 minutos - Tiene forma de elipsoide de revolución - El 71% del total de superficie está cubierta por agua - Está construída por 4 zonas concéntricas Corteza

30 km.

Manto

2891 km.

Núcleo externo

5150 km.

Núcleo interno

centro de la tierra

- Los sismos se localizan hasta profundidades de 500-700 km en la corteza y manto superior.

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Estructura del Planeta Tierra

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

H. Tavera, IGP

PERMIAN 225 millons years ago

TRIASIC 200 millons years ago

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

JURASSIC 135 millons years ago

CRETASEOUS 65 millons years ago

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

PRESENT DAY CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Los Andes del Perú CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

SISMOS Vibraciones de la corteza terrestre causada por ondas de esfuerzos que se generan por súbita liberación de energía elástica acumulada en la corteza y parte superior del manto terrestre

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

SISMOS INTERPLACA Sismos que ocurren en la zona de subducción de las placas tectónicas, se conoce también como sismos de subducción

SISMOS INTRAPLACA Sismos que ocurren en el interior de una placa tectónica, en la zona de interacción de las placas CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

En la zona continental, los sismos se originan en planos de fallas que se generan por la concentración de esfuerzos tectónicos

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

FACTORES DE UN SISMO QUE INFLUYEN EN LA GENERACIÓN DE DAÑOS -

FUENTE: Tamaño de la fuente, ubicación del foco, propagación de la ruptura, efecto de directividad.

-

MEDIO DE PROPAGACIÓN: Atenuaciones geométricas, Amortiguamientos inelásticos.

-

EFECTOS LOCALES DE SITIO: Amplificación Cambio

del

contenido

de

frecuencias,

Sísmica, Licuación,

Densificación, Deslizamientos, etc.

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

PROCESO DE RUPTURA DE LA FUENTE

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

EFECTOS DEL MEDIO DE PROPAGACIÓN Y DE LAS CONDICIONES LOCALES DE SITIO - TERREMOTO DE MÉXICO (1985).

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

MEDIDA DE LOS SISMOS Hay dos maneras diferentes de medir los sismos: Por su magnitud y por la intensidad.

Magnitud Cantidad de energía que se libera durante el evento sísmico. Es decir, se cuantifica de una forma instrumental la energía liberada de su foco. CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

ESCALAS DE MAGNITUDES SÍSMICAS 1.

Magnitud de Richter

2.

Magnitud mb

3.

Magnitud Ms

4.

Magnitud Mw (Kanamori)

Energía Log E = 5.8 + 2.4 mb Log E = 11.8 + 1.5 Ms CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Intensidad Es la fuerza con que se siente en un punto dado y se mide por sus efectos destructivos. Es decir, es un parámetro que se mide estimando cualitativamente los daños producidos por el terremoto.

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

ESCALAS DE INTENSIDADES SÍSMICA

1. (XII

Escala de Intensidad Mercalli Modificada MM grados)

2.

Escala de Intensidades MSK-64 (XII grados)

3. Escala de Intensidades Japonesa (JMA - VII grados)

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

CENTRO PERUANO JAPONES JAPONÉSDE DEINVESTIGACIONES INVESTIGACIONES SISMICAS DEDESASTRES DESASTRES -FIC CISMID SÍSMICAS Y Y MITIGACION MITIGACIÓN DE - UNI

CENTRO PERUANO JAPONES JAPONÉSDE DEINVESTIGACIONES INVESTIGACIONES SISMICAS DEDESASTRES DESASTRES -FIC CISMID SÍSMICAS Y Y MITIGACION MITIGACIÓN DE - UNI

CENTRO PERUANO JAPONES JAPONÉSDE DEINVESTIGACIONES INVESTIGACIONES SISMICAS DEDESASTRES DESASTRES -FIC CISMID SÍSMICAS Y Y MITIGACION MITIGACIÓN DE - UNI

ESCALA DE INTENSIDAD SISMICA MSK (abreviada) I

Registrado sólo instrumentalmente.

II

Perceptible sólo por pocas personas en pisos altos.

III

Perceptible por algunos en edificios. Ligero balanceo de objetos colgados.

IV

Sentido por todos en edificios y algunos en el exterior. Vibración de puertas y ventanas, balanceo de objetos colgados y movimientos de muebles.

V

Sentido por todos dentro y fuera de edificios. Caída de objetos ligeros, golpear las puertas y ventanas. Ligeros daños en construcciones de tipo A.

VI

Temor generalizado. Posible rotura de vajilla, caída de objetos, movimiento de muebles pesados. Daños moderados en construcciones de tipo A, ligeros en B. Grietas pequeñas en terrenos, deslizamientos y cambios de nivel en pozos

VII

Mayoría aterrorizada. Graves daños en construcciones tipo A, llegando a destrucción completa, moderados en B y ligeros en C. Deslizamientos de tierras, cambios de caudal en manantiales y pozos.

VIII

Miedo y pánico general. Destrucción y algunos colapsos de construcciones de Tipo A, daños graves y alguna destrucción en B, moderados y algún grave en C. Derrumbamiento de muros, deslizamiento de laderas y barrancos, grietas grandes en terreno, cambios de caudal.

IX

Pánico general. Colapso de construcciones tipo A, destrucción de C. Dobla tipo A, destrucción de C. Doblamiento de raíles, rotura de carreteras. Numerosas grietas en terreno y desprendimiento de rocas y tierras. Licuefacción, extrusión de agua, arena y fango.

X

Colapso de la mayoría de construcciones tipo A, y algunas B, destrucción de muchas y colapso de algunas de C. Daños serios en presas y puentes, ondulación de rieles y pavimento. Grandes grietas en terreno con anchas grietas y muchos deslizamientos de tierras.

XI

Daños importantes en todas las construcciones, carreteras fuera de servicio y canalizaciones destruidas. Deformaciones considerables en el terreno con anchas grietas y muchos deslizamientos de tierras.

XII

Todas las estructuras destruidas o gravemente dañadas, cambios en la topografía, grandes grietas con importantes desplazamientos, desviación de ríos y formación de lagos.

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

ESCALA DE INTENSIDAD SISMICA MSK (abreviada)

TIPOS DE CONSTRUCCION A

Muros de mampostería en seco o con barro, adobe y tapial.

B

Muros de ladrillo, bloques de mortero, mampostería con mortero, entramado de madera.

C

Estructura metálica o de hormigón armado.

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

LOCALIZACION ESPACIAL Y TEMPORAL DE LA FUENTE SISMICA

- Distribución de Intensidades (Mapas de Isosistas) - Algoritmos basados en datos del tiempo de llegada de las ondas P y S a las estaciones de registro. - Simplificación: Asumir una zona llana y homogénea donde las velocidades de las ondas P y S son constantes.

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

MAPA DE ISOSISTAS DEL TERREMOTO DE NASCA DEL 12 NOV. 1996 (IGP, 1997) Cerro C erro de Pasco

81°

SCALE 0

2

100

77°

73°

69°

0°

0°

4°

4°

8°

8°

200 km

1

Huacho H uacho

2

Canta C anta

PA CI

Jauja

M atucana

12°

12°

C

1

O

3

FI

3

4

16°

81°

M ala

4

4+ Asia uilm aná 4 Q uilmaná San Luis 5 + 4 5-

Jahuay

5

Tam bo de M ora Pisco

Laguna Grande

6

P

7

69°

3

5

C hincha Chincha

A C

*

1

Lucanas Puquio

6 6

San Andrés Caliques C aliques Chuquipam C huquipam pa

Santa Lucía

IF IC

6+ O topara San Juan 6 Acarí Unión Bella U nión Lom as 6+ Yauca 77+ 6+ Atiquipa Chala 6+

5+

4

Cotahuasi

6 5

6

N

Sicuani

2 6

7

A

Cusco C usco

Abancay

Andahuaylas

San Nicolás

E

2

2+

4-

5 Huaytará

E PICENTER

C

73°

1 Ayacucho

5Paracas 5 55 G uadalupe Ica + Los Aquijes 5+ 5 Santiago 5 La Venta 5 + 6 - Saram arca O cucaje 5+ 5 6 Palpa 6+ El Ingenio 6+ Nasca 5

O

77°

3+

Huancavelica

San Vicente de C añete Cañete

5

16°

BOLIVIA

4Chilca C hilca

Huancayo H uancayo

AN

3+ Lurín

LIMA LIM A

CE

2

5

Caravelí C aravelí Chuquibamba C huquibam ba

3-

4

Chivay Puno

1

1

Atico

Camaná C am aná

4

1

3-

4

Arequipa

3

O mate m ate

3+

M ollendo

1 M oquegua

3 Ilo

G EO PHYSICAL INSTITUTE OF PERU GEOPHYSICAL

32

M SK SEISM IC INTENSITIES

1 Tacna

2

NOV, 12 1996 NASCA EARTHQUAKE

C H ILE

Arica

78

77

76

75

74

73

72

71

70

69

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Terremoto de Atico del 23 de Junio del 2001 y réplicas de magnitud elevada ocurridos al 27 de Junio del 2001 - IGP

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

REGISTRO DE UN MOVIMIENTO SISMICO (SISMOGRAMA)

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

IDENTIFICACION DE LAS FASES DEL MOVIMIENTO

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

IDENTIFICACION DE LAS FASES DEL MOVIMIENTO

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

LOCALIZACIÓN ESPACIAL DE UN SISMO

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

EPICENTRO DEL TERREMOTO DE NASCA DEL 12 NOV. 1996 (IGP,1997) IGP

Date : 12 Nov. 1996 -86°

-84°

-82°

-80°

-78°

-76°

Time : 16h 59m 38.69s GMT -74°

-72°

-70°

-68°

-66°

-64°

0°

0

-2°

-

-4°

-

-6°

-

-8°

-

-10°

-

-12°

-

-14°

-

-16°

-

-18°

-86°

-84°

Lon : -75.94° W

-82°

-80°

-78°

Lat : -15.47° S

-76°

-74°

-72°

-70°

Prof : 46.0 Km.

-68°

-66°

-64°

Mag : 6.3 Md

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Terremoto de San Francisco 1906 CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Terremoto de Kobe Enero 1995 CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Terremoto de Kobe Enero 1995 CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Terremoto de Kobe Enero 1995 CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Terremoto de Kobe Enero 1995 CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Terremoto del 12/11/96 en la zona sur del Perú 17 muertos, 624 herido y 92,713 damnificados CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

VULCANISMO

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

ACTIVIDAD VOLCÁNICA Se presenta predominantemente en las zonas de divergencia y convergencia de las placas tectónicas. Hay dos tipos de actividad volcánica: EFUSIVA: Es un derrame de lava muy fluida que se presenta principalmente en las dorsales o zonas de divergencia de las placas tectónicas. nicas EXPLOSIVA: Se produce por el ascenso de magma de alta viscosidad a través de fracturas de la corteza. El gas atrapado por este material produce un incremento de presión en la cámara de magma generando erupciones explosivas. CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

MATERIALES QUE EMITEN LOS VOLCANES 1.

Flujos Piroclásticos

2. Flujos Lahar

de

Lodo

Volcánico

o

3.

Flujos de Lava

4.

Bombardas y Cenizas Volcánicas

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Erupción del Volcán Unzen - Japón 1993

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Flujos Piroclásticos - Volcán Unzen

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Erupción del Volcán del Nevado del Ruiz - Colombia 1985

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Flujo de Lodo del Nevado del Ruiz - Colombia 1985

La Ciudad de Armero, luego de la Erupción del Volcán del Nevado del Ruiz (1985)

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Flujo de Lava del Volcán Nyiragongo - Rep. Del Congo 2002

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Damnificados de la Ciudad de Goma, localizada a 18 Km de la cumbre del Volcán Nyiragongo CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

MAREMOTOS También llamados Tsunamis. La palabra “tsunami” es de origen japonés. tsu significa “puerto”

y

nami “ola”

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

MAREMOTOS (Tsunamis)

Son fenómenos marítimos que se producen a lo larg de las costas. Consisten en trenes de ondas de peri largo que pueden alcanzar alturas de 30 m.

La gran mayoría de maremotos son generados por levantamientos o hundimientos de los fondos oceánicos causados por sismos de origen tectónico (90% de casos).

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

En Japonés: TSUNAMI = TSU (puerto) + NAMI (ola) En Castellano: M A R E M O T O

GENERACIÓN

PROPAGACIÓN

EFECTOS COSTEROS

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

PROPAGACIÓN En las costas: d=10 m C=35.6 km/hr L=10.6 km CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Area de influencia ante un Tsunamis en las costas del Callao. CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Plan de Evacuación ante Tsunamis en las Costas del Callao

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

Eclipse de generación del tsunamis del 21/02/96 (Ciudades de Trujillo, Salaverry y Chimbote). CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

ANÁLISIS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD DE TSUNAMIS

1. Identificación del área objeto del estudio de acuer a evidencias históricas, tectónica, desarrollo socio-económico presente y futuro.

2. Determinación probable de los límites de inundac y de las alturas de ola. 3. Prospección de campo en la zona de Control de Riesgo de Inundación. CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

4. Determinación de vulnerabilidad de la población, edificios, estructuras marinas y servicios públicos 5. Elaboración de mapas de las zonas de riesgo basados en los patrones de uso de tierra y en la determinación de la vulnerabilidad. 6. Recomendaciones para la redistribución de la población, estructuras y servicios, rutas de evacuación, refugios, y programas de educación. CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

PLAN PARA SISTEMA DE ALERTA EN EL PACÍFIC PROGRAMA DE TRABAJO (UNESCO) 1. Educación y orientación Material Educativo: folletos, libros de texto, radio, 2. Datos históricos e información

Búsqueda, recolección, análisis, manejo, difusión, 3. Comunicaciones Tecnologías para transmisión de información de alturas de ola y áreas de inundación. CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID

4. Investigación aplicada Estudio de generación, propagación e interacción con la costa. Modelo de alturas de ola, áreas inundables. 5. Equipamiento Sismógrafos, mareógrafos, equipos de cómputo. Instalación, mantenimiento, uso, manuales. 6. Centros de alerta regionales Apoyo a su desarrollo en Asia, Centro y Sudamérica,

CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES - CISMID Pacífico Suroeste y otras regiones.