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UNIVERSIDAD NACIONAL “PEDRO RUIZ GALLO” FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, DE SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

“VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LA CIUDAD DE CHICLAYO, ZONA OESTE (AV. EUFEMIO LORA Y LORA, AV. JOSE LEONARDO ORTIZ, PROLONG. BOLOGNESI, VIA DE EVITAMIENTO, PANAMERICANA NORTE Y AV. AUGUSTO B. LEGUÍA), APLICANDO LOS ÍNDICES DE BENEDETTI Y PETRINI”.

AUTORES:

Bach. JONATHAN ANTONI NÚÑEZ VEGA. Bach. ANDRÉS ENRIQUE GASTELO CASTAÑEDA

ASESOR: ING. RICARDO ANTONIO SOSA SANDOVAL

TESIS DE GRADO PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

LAMBAYEQUE - PERÚ 2015

UNIVERSIDAD NACIONAL “PEDRO RUIZ GALLO” FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, DE SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

“VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LA CIUDAD DE CHICLAYO, ZONA OESTE (AV. EUFEMIO LORA Y LORA, AV. JOSE LEONARDO ORTIZ, PROLONG. BOLOGNESI, VIA DE EVITAMIENTO, PANAMERICANA NORTE Y AV. AUGUSTO B. LEGUÍA), APLICANDO LOS ÍNDICES DE BENEDETTI Y PETRINI”. TESIS DE GRADO PARA OPTAR EL TITULO DE:

INGENIERO CIVIL APROBADO POR:

ING. WILLIAM RODRIGUEZ SERQUÉN PRESIDENTE DE JURADO

ING. JORGE LUIS MARTINEZ SANTOS MIEMBRO DEL JURADO

ING. OVIDIO SERRANO ZELADA MIEMBRO DEL JURADO

ING. RICARDO ANTONIO SOSA SANDOVAL PATROCINADOR RESPONSABLES: Bach. JONATHAN ANTONI NÚÑEZ VEGA. Bach. ANDRÉS ENRIQUE GASTELO CASTAÑEDA

DEDICATORIA A Dios y a mi hermanita Mary Janet, por estar siempre presente en mi vida desde el cielo, por guiar y cuidarme en todo mi camino.

A mi madre Sebastiana Vega Dávila y a mi padre Segundo Núñez Llanos, por su amor, cariño, confianza y por impulsarme a ser mejor cada día.

A mis hermanos Javier, Iván, Richard, Liz, Alexis, y a mi familia por estar a mi lado y apoyarme todos los días, por estar conmigo en las buenas y en las malas.

A mis sobrinas Xamira, Melisa e Ivana, por alegrar mis días, darme su cariño y hacerme reír con sus ocurrencias, son una bendición en mi familia.

A mis amigos, Clarita, Mariana, Josseph, Patricia, Yuvixa, Marlon, Eiser, Andrés, Hugo, Eber, Eduardo, Yomona, Walter con los que compartimos gratos momentos, por su ayuda y su amistad incondicional.

Jonathan Antoni Núñez Vega

DEDICATORIA A Dios, por la luz emana de su sabiduría, misterio de fe, que inspira en mí, la búsqueda de nuevos conocimientos y la búsqueda permanente de la verdad oculta a nuestros sentidos A mi Madre, Raquel Castañeda Moreno, por estar presente en mis logros, en mis alegrías y tristezas, haberme sabido guiar en cada etapa de mi vida y quien me enseña con su ejemplo el significado del amor verdadero, un amor que tiene a Dios como fundamento. A mi Padre, Antero Arístides Gastelo Quesquén, mi mejor amigo, quien sabiamente supo guiarme en todas mis decisiones, y me enseña a afrontar el arduo camino de la vida teniendo siempre en mente que hay miles de motivos por los cuales seguir a adelante.

A mi Hermano Fabricio, a mi prima Mary, a Elva Esther un ser muy especial, a demás familiares y personas importantes que han sido parte de mi vida, gracias por el apoyo y cariño que siempre me han sabido y saben brindar día a día.

A mis amigos, Clarita, Mariana, Josseph, Patricia, Marlon, Eiser, Jonathan, Hugo, Eber, Eduardo, Yomona, Walter, por su aprecio y sincera amistad.

Andrés Enrique Gastelo Castañeda

AGRADECIMIENTO

Agradecemos a Dios, por estar presente siempre en cada instante de nuestras vidas, por mantenernos con salud y darnos la fortaleza para seguir adelante día a día.

Agradecemos a nuestros padres, Quienes nos apoyaron incondicionalmente todos estos años de estudio, y darnos su amor, la fuerza, confianza y paciencia, para culminar nuestro proyecto de tesis.

Agradecemos a nuestros asesores de tesis: Ing. Carlos Jorge Ramos Chimpén, Ing. Ricardo Antonio Sosa Sandoval, por su valioso tiempo, por el apoyo brindado y por los aportes para el mejoramiento de este proyecto.

A nuestros familiares, amigos, gracias por todo el apoyo durante este largo tiempo, de desarrollo de nuestra carrera universitaria y proyecto de tesis.

RESUMEN

En este proyecto de investigación se tratan los aspectos fundamentales de la vulnerabilidad sísmica en edificaciones, con la aplicación del Método de Índices de Vulnerabilidad (Benedetti y Petrini), que permite evaluar la calidad estructural de los edificios mediante la calificación de 11 parámetros. En primera instancia se pensó desarrollar el área comprendida por: (La Av. Eufemio Lora y Lora, Av. José Leonardo Ortiz, Prolong. Bolognesi, Vía de Evitamiento, Panamericana Norte y Av. Augusto B. Leguía), objetivo principal de este proyecto, pero luego de ver que las viviendas que se dejaban sin estudiar, en total 10 sectores, quedaban aisladas y necesitaban un estudio, por lo que se decidió realizar la totalidad de viviendas de la zona oeste de Chiclayo, comprendiendo así un total de 22 sectores, por lo que las viviendas estudiadas y analizadas son un total de 24054, de las cuales les presentamos los resultados obtenidos. Después de la evaluación de todas las viviendas, hemos obtenido los resultados de vulnerabilidad, los cuales están en tres niveles, vulnerabilidad baja, media y alta. No obstante, hemos extendido este proyecto hasta la evaluación de escenarios de daño, para dar una idea sobre las consecuencias que le traerían a nuestra ciudad, tres sismos de distintas intensidades, tomados como patrón. Esta última parte es solo referencial, puesto que para ello se han valido de trabajos anteriores, específicamente una tesis que evalúa el riesgo sísmico del cercado de Chiclayo, asumiendo que las características son similares en toda la mitad Oeste del distrito, una hipótesis que debe ser comprobada en adelante. Este aporte constituye, por lo tanto, el punto de partida para futuras investigaciones y para realizar un trabajo de capacitación sobre cultura de prevención para evitar que los fenómenos naturales se conviertan en desastres, además para explicar a la población los resultados obtenidos en su vivienda y las acciones que deberían tomar antes, durante y después de un terremoto.

INDICE GENERAL DEDICATORIA ............................................................................................................................................................................. AGRADECIMIENTO ................................................................................................................................................................... RESUMEN ...................................................................................................................................................................................... 1.

GENERALIDADES......................................................................................................................................................... 1 1.1.

Generalidades ....................................................................................................................................................... 2

1.2.

Situación Problemática..................................................................................................................................... 3

1.2.1 Antecedentes...................................................................................................................................................... 3 1.3.

Problema ................................................................................................................................................................. 6

1.4.

Hipotesis .................................................................................................................................................................. 6

1.5.

Objetivos.................................................................................................................................................................. 7

1.5.1 Objetivo General .................................................................................................................................................. 7 1.5.2 Objetivos Específicos ........................................................................................................................................ 7

2.

1.6.

Área de Estudio .................................................................................................................................................... 7

1.7.

Motivación de la Investigación ..................................................................................................................... 8

1.8.

Contenido del Proyecto .................................................................................................................................... 8

ASPECTOS GENERALES DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA .............................................................. 9 2.1.

Introducción ........................................................................................................................................................10

2.2.

Características Generales del Distrito de Chiclayo ...........................................................................11

2.2.1 Ubicación ...............................................................................................................................................................11 2.2.2 Zona de Estudio..................................................................................................................................................12 2.2.3 Límites ....................................................................................................................................................................16 2.2.4 Superficie ..............................................................................................................................................................17 2.2.5 Población ...............................................................................................................................................................23 2.2.6 Clima.......................................................................................................................................................................17 2.2.7 Geomorfología ...................................................................................................................................................17 2.2.8 Geología ................................................................................................................................................................19 2.2.8 Suelo ........................................................................................................................................................................20 2.3.

Fundamentos de la sismología ...................................................................................................................22

2.3.1 Los Sismos y su Origen ...................................................................................................................................22 2.3.1.1 Tectónica de Placas ...................................................................................................................................22 2.3.1.2 Clasificación de Sismos ............................................................................................................................25

2.3.1.3 Definiciones: Foco, Epicentro, Ondas Sísmicas ............................................................................26 2.3.2 Medidas de un sismo: Intensidad y Magnitud ...................................................................................30 2.4.

Sismicidad en el Perú ......................................................................................................................................33

2.4.1 Sismicidad Nacional ........................................................................................................................................33 2.4.1.1 Historia Sísmica del Perú ......................................................................................................................36 2.4.2 Sismicidad en el Norte del Perú ................................................................................................................40 2.4.2.1 Historia Sísmica del Norte del Perú ..................................................................................................40 2.5.

Conceptos relacionados con la investigación ......................................................................................46

2.6.

Comportamiento sísmico de las edificaciones ....................................................................................47

2.6.1 Edificaciones de Adobe...................................................................................................................................47 2.6.1.1 Comportamiento Sísmico .......................................................................................................................48 2.6.2 Edificaciones con muros de Albañilería Confinada y techos rígidos ......................................53 2.6.2.1 Comportamiento Sísmico de la albañilería no reforzada .......................................................55 2.6.2.2 Comportamiento Sísmico de la albañilería confinada..............................................................59 2.6.3 Edificaciones de Concreto Armado ..........................................................................................................61 2.6.4 Defectos que inciden en el comportamiento inadecuado de las construcciones ...............65 2.6.4.1 Piso Blando....................................................................................................................................................65 2.6.4.2 Falta de densidad de muros ..................................................................................................................65 2.6.4.3 Tabiques en Voladizos de Fachadas ..................................................................................................66 2.6.4.4 Ampliaciones ................................................................................................................................................67 2.6.4.5 Columnas Cortas .........................................................................................................................................68 2.6.4.6 Falla “Edificio Abierto” ............................................................................................................................70 2.6.4.7 Irregularidad en Planta ..........................................................................................................................70 3.

METODOLOGIA PARA LA EVALUACION DE LA VULNERABILIDAD SISMICA ........................71 3.1.

Introducción ........................................................................................................................................................72

3.2.

Metodología para la Evaluación de la Vulnerabilidad Sísmica....................................................73

3.2.1 Metodos Analíticos ...........................................................................................................................................73 3.2.2 Metodos Cualitativos ......................................................................................................................................73 3.3 Metodología elegida para evaluar la vulnerabilidad sísmica en la zona oeste de la ciudad de Chiclayo ...........................................................................................................................................................74 3.4.

Método del Índice de Vulnerabilidad (Benedetti y Petrini, 1982) ............................................75

3.4.1 Indice de Vulnerabilidad................................................................................................................................75 3.4.2 Indice de vulnerabilidad para construcciones de adobe y albañilería (confinada y no confinada) ....................................................................................................................................................................76

3.4.3 Indice de vulnerabilidad para construcciones de concreto armado ......................................77 3.5.

Funcion de vulnerabilidad ............................................................................................................................78

3.5.1 Funciones de vulnerabilidad para estructuras de mamposteria ...............................................79 3.5.2 Funciones de vulnerabilidad para estructuras de concreto armado .......................................81 3.6.

Adaptacion del Metodo de Indice de Vulnerabilidad para el distrito de Chiclayo.............83

3.6.1 Descripcion de los parametros y clases que repreentan la condicion de calidad ..............84

4.

SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA ............................................................................................. 105 4.1.

Definición ........................................................................................................................................................... 106

4.1.1 Sistema de Información .............................................................................................................................. 106 4.1.2 Sistema de Información Geográfica (SIG)........................................................................................... 106 4.1.2.1 Definiciones de un (SIG) ..................................................................................................................... 107 4.2 Componentes ......................................................................................................................................................... 109 4.3. Conceptos generales de los Datos Geográficos .................................................................................... 110 4.4. Funcionamiento de los SIG ............................................................................................................................. 115 4.5. Importancia y Ambito de Aplicación de los SIG .................................................................................... 116 4.6. Aplicación en el análisis de vulnerabilidad ............................................................................................. 116 4.7. Organización de la Informacion de un SIG .............................................................................................. 117 4.8. Arc Gis........................................................................................................................................................................ 118 4.8.1 Arc Map ........................................................................................................................................................... 119 4.8.2 Arc Catalog .................................................................................................................................................... 120 4.8.3 Arc Toolbox ................................................................................................................................................... 121 5. EVALUACION DE LA VULNERABILIDAD SISMICA EN EL DSTRITO DE CHICLAYO, ZONA OESTE ........................................................................................................................................................................ 122 5.1. Introducción ............................................................................................................................................................ 123 5.2. Calculo del Indice de Vulnerabilidad .......................................................................................................... 124 3.2.1 Tipo de construcciones................................................................................................................................ 124 3.2.1.1 Construcciones de Adobe ................................................................................................................... 124 3.2.1.2 Construcciones de Albañilería ......................................................................................................... 126 3.2.1.2 Construcciones de Concreto Armado ........................................................................................... 127 5.3 Resultados de los 11 parámetros por clase y tipología estructutral ............................................ 128 5.4. Resultados del Índice de Vulnerabilidad................................................................................................... 147 5.5. Resumen de los resultados del Indice de Vulnerabilidad ................................................................. 151 5.6. Analisis de os resultados del Indice de Vulnerabilidad...................................................................... 152

6.

CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y FUTURAS LINEAS DE INVESTIGACION ............ 154 6.1. Conclusiones a la Metodología empleada para evaluar la Vulnerabilidad ............................... 155 6.2. Conclusiones Referentes a los Resultados Obtenidos ........................................................................ 155 6.3 Recomendaciones y futuras líneas de investigación ............................................................................ 157

REFERENCIAS ..................................................................................................................................................................... 158 ANEXOS .......................................................................................................................................................................................... ANEXO A. CÁLCULO DEL INDICE DE DAÑO-ZONA OESTE DE LA CIUDAD DE CHICLAYO ........... 161 ANEXO B. FORMATOS PARA LA EVALUCIACION DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LA ZONA OESTE DE LA CIUDAD DE CHICLAYO ......................................................................................................... 177 ANEXO C. RESULTADOS DE VULNERABILIDAD SÍSMICA ............................................................................ 261 ANEXO D. PROCESO DE INGRESO DE DATOS EN ARCGIS 10.2 ................................................................. 382 ANEXO E. GEODINÁMICA INTERNA DE LA CIUDAD DE CHICLAYO ........................................................ 399 ANEXO F. PLANOS- RESULTADOS DE VULNERABILIDAD TOTAL Y POR SECTORES.................... 413

CAPITULO I

GENERALIDADES

CAPÍTULO I GENERALIDADES

1

CAPITULO I

GENERALIDADES

1. GENERALIDADES 1.1. GENERALIDADES Los sismos, representan la expresión más clara de que la superficie en la cual habitamos, se encuentra en continua evolución. Por lo tanto, la ocurrencia continua de estos eventos, sin importar su tamaño, nos permitirá conocer cada vez más, que regiones de la Tierra son más dinámicas, con respecto a las otras. Así, dentro de las zonas de convergencia de placas, la de mayor velocidad y por ende fuente frecuente de sismos, la constituye la colisión entre la placa de Nazca y Sudamericana. Este proceso geodinámico, ha dado origen a la deformación del borde de Sudamérica y cuya evidencia es la Cordillera Andina. Ambos procesos, se han desarrollado con la ocurrencia continua de sismos a diferentes niveles de profundidad, de ahí que el Perú, sea considerado como uno de los países de mayor potencial sísmico en el mundo. En el Perú, el 15 de agosto del 2007, Pisco, Nazca, Chincha y zonas aledañas, fueron sacudidas por un terremoto de magnitud ML = 7.0 en la escala de Richter, se reportaron más de 590 personas fallecidas, 318 desaparecidos y casi 320000 damnificados, sin mencionar las perdidas económicas. La principal causa de estas grandes pérdidas, es el comportamiento sísmico inadecuado de las estructuras. A esto debe señalarse, que el 75% de las víctimas que los terremotos produjeron en el mundo entre 1900 y 1992, se debieron al colapso de edificios. La vulnerabilidad, se refiere al grado de daños que pueden sufrir las edificaciones durante un evento sísmico. Depende de las características de su diseño, la calidad de los materiales, la técnica de construcción, entre otros. El propósito de la evaluación de la vulnerabilidad sísmica en centros urbanos, es saber en qué nivel de vulnerabilidad se encuentra y determinar posibles escenarios de daños, recurriendo a metodologías simplificadas que reducen costos, además de permitir resultados adecuados y justificados. Una herramienta relativamente reciente en este tipo de estudios son los sistemas de información geográfica (SIG), que facilitan el manejo de gran cantidad de datos en forma sencilla y rápida.

2

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.2. SITUACIÓN PROBLEMÁTICA El Perú, está ubicado en una de las regiones sísmicas más activas del mundo, ello se debe a su ubicación, ya que está sobre una gran falla geológica, es decir, sobre la interacción entre la placa sudamericana y la de nazca. En las costas de Chiclayo, no se ha producido un terremoto de gran magnitud recientemente, por lo que la energía acumulada seria considerablemente grande. El problema radica en que las edificaciones del distrito de Chiclayo han sido hechas en base a adobe, ladrillo, y actualmente unas pocas con sistema aporticado de concreto armado. La mayor parte de dichos edificios, no fueron concebidos en base a criterios antisísmicos, debido a la inexistencia de normas o códigos sísmicos en el año de construcción. Conllevando que el nivel de vulnerabilidad y exposición, debido a los efectos de los sismos, sea alto.

1.2.1. ANTECEDENTES DE OTRAS INVESTIGACIONES

1.2.1.1.

Vulnerabilidad Sísmica en el distrito de Chiclayo-Este

aplicando índices de vulnerabilidad (Benedetti-Petrini) (2012) UNPRG, Conclusiones.El método del índice de vulnerabilidad, podría ser adecuado para implementarlo y adaptarlo en grandes ciudades. Para la evaluación del daño, en las edificaciones de la zona analizada, es vital disponer de funciones de vulnerabilidad calibradas. El método, ha permitido configurar una base de datos, con información de la gran mayoría de las edificaciones del distrito de Chiclayo – Este. Los parámetros más importantes son el primero y el tercero, es decir: tipo y organización del sistema resistente y resistencia convencional los cuales tienen mayor incidencia en la evaluación de las edificaciones.

3

CAPITULO I

GENERALIDADES La metodología aplicada, ha permitido evaluar las edificaciones obteniendo zonas de vulnerabilidad sísmica para edificaciones de adobe, albañilería y concreto armado. Casi la totalidad de edificaciones de adobe presenta una vulnerabilidad alta, con un porcentaje de 97.4%. Las edificaciones de albañilería, presentan una vulnerabilidad entre baja a media, teniendo una mayor porcentaje para vulnerabilidad baja – 66.1%. Las

edificaciones

de

concreto

también

presentan

una

vulnerabilidad entre baja a media, pero en ese tipo de edificaciones existe un mayor porcentaje para vulnerabilidad media – 60.0%, correspondiente a las edificaciones antiguas, construidas mucho antes de que se elaboren las normas sismorresistentes.

1.2.1.2.

Vulnerabilidad Sísmica en el Distrito de La Victoria

aplicando índices de vulnerabilidad (Benedetti-Petrini) (2013) UNPRG, Conclusiones.El método del índice de Vulnerabilidad, es un procedimiento adecuado para una evaluación cualitativa y rápida de la vulnerabilidad de las estructuras, teniendo una aplicación directa en la evaluación, de los posibles escenarios de daños, con una baja inversión de costos en el proyecto, convirtiéndose en una herramienta muy útil para las entidades de defensa civil en los proyectos de mitigación de desastres. La creación de una base de datos muy completa, permite que el método del índice de Vulnerabilidad sea aplicado a todas las estructuras que involucran la zona a estudiar, reduciendo así el error estadístico considerablemente. Los parámetros, que tienen mayor incidencia en la evaluación de las edificaciones, son los tres primeros, es decir: tipo y organización del sistema resistente, calidad del sistema resistente y resistencia convencional.

4

CAPITULO I

GENERALIDADES Casi la totalidad de edificaciones de adobe presenta una vulnerabilidad alta con un porcentaje de 82.73%. Según los resultados de las edificaciones de albañilería, tienen una vulnerabilidad de media a baja en su mayoría, teniendo un mayor porcentaje para vulnerabilidad media de 45.61%. El 43.55% de las edificaciones de concreto armado en el Distrito de La Victoria, presentan una vulnerabilidad alta.

1.2.1.3.

Evaluación del Riesgo Sísmico del Centro Histórico de

Chiclayo (2009) UNPRG.En esta investigación, se introducen las definiciones de peligro y vulnerabilidad sísmicas necesarias en la evaluación del riesgo sísmico. Para el peligro sísmico regional, se estimaron las máximas

aceleraciones

para

Chiclayo

considerando

las

investigaciones de J. Alva (UNI), para los sismos frecuente, ocasional y raro, siendo los valores de aceleración de 0.20 g, 0.25 g y 0.42 g respectivamente. Para el peligro sísmico local, se recopiló información de la zonificación geotécnica de Chiclayo (CISMID) y el mapa geológico de la zona (INGEMMET), complementando toda esta información con la realización del ensayo geofísico de microtrepidaciones, en 50 puntos del cercado de la ciudad de Chiclayo, clasificando el área en 2 zonas: la zona “A” correspondiente a suelos con un periodo comprendido entre 0.5 y 0.7 seg., y la zona “B”, con periodos comprendidos entre 0.7 y 0.9 seg. Con toda esta información recopilada y generada, pudo caracterizarse la “zonificación geotécnica sísmica” del centro histórico de Chiclayo. La vulnerabilidad sísmica es evaluada con el método del Índice de Vulnerabilidad, Donde se recogió la información de campo y se efectuó la evaluación de 2342 edificaciones. Del total de las estructuras evaluadas, el 49.5% representan las edificaciones de tierra (adobe y quincha), mientras que el 40% son de albañilería y el 10.5% de concreto armado. Las estructuras de adobe, en general presentan en promedio una vulnerabilidad media, con un considerable porcentaje de éstas con vulnerabilidad

alta.

Aplicando

funciones

de

vulnerabilidad

5

CAPITULO I

GENERALIDADES calibradas para Chiclayo, se estimaron los escenarios de daño sísmico para los sismos frecuente, ocasional y raro. Finalmente el riesgo sísmico es presentado en una curva de “pérdida máxima probable social (PML)”, donde se estima un 26.8% de pérdidas debido a daños en las estructuras para el sismo raro.

1.2.1.4.

Vulnerabilidad Sísmica en las Instituciones Educativas del

Nivel Secundaria del Distrito de Pativilca, Provincia de Barranca, Lima (2012) UPAO.El

presente

trabajo,

tuvo

como

objetivo

determinar

la

Vulnerabilidad Sísmica de las edificaciones de las Instituciones Educativas del nivel secundaria del Distrito de Pativilca, con la finalidad de fomentar acciones de mitigación ante un evento sísmico, de manera que no ponga en peligro la vida de los escolares ni del personal que ahí labora, de conformidad al RNE (NTE - E30). El método a emplear es de Benedetti y Petrini (Italia), estima un índice de vulnerabilidad calculado en función de las características de la estructura que más influyen en su comportamiento sísmico, y lo relaciona con un índice de daño, que a su vez depende de la acción del movimiento sísmico. Las encuestas desarrolladas demuestran que, hay deficiencia en la calidad del mantenimiento de las edificaciones, las instituciones educativas de San Jerónimo tiene una infraestructura de albañilería

confinada

y

la

I.E

Simón

Bolívar

tiene

una

infraestructura de albañilería, que data de mucho tiempo y se han construido sin criterio técnico de edificación sismorresistente.

1.3. PROBLEMA ¿CUÁL ES EL GRADO DE

VULNERABILIDAD SÍSMICA EN LA ZONA

OESTE DEL DISTRITO DE CHICLAYO?

1.4. HIPÓTESIS 

Se espera que el nivel de vulnerabilidad sísmica de las edificaciones de la zona oeste de Chiclayo, se encuentre entre MEDIO y ALTO. 6

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.5. OBJETIVOS

1.5.1. OBJETIVO GENERAL

1.5.1.1.

Reconocer las zonas de ALTA, MEDIA Y BAJA vulnerabilidad

Sísmica de las edificaciones de la ciudad Chiclayo, zona oeste (Av. Eufemio Lora y Lora, Av. Jose Leonardo Ortiz, Prolong. Bolognesi, Vía de Evitamiento, Panamericana Norte y Av. Augusto B. Leguía), aplicando los índices de Benedetti y Petrini.

1.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1.5.2.1.

Evaluar las condiciones en las que se encuentran las

edificaciones, de acuerdo a su tipología estructural, materiales de las que están construidas, estado de conservación, irregularidades en planta o altura y número de pisos, para poder ubicar en un mapa de posibles

zonas más vulnerables

ante

movimientos sísmicos

esperados para el distrito.

1.5.2.2.

Elaborar un plano con distintos grados de vulnerabilidad sísmica

en la zona oeste de la ciudad de Chiclayo.

1.6. ÁREA DE ESTUDIO El área a evaluar corresponde a la zona oeste del distrito de Chiclayo, en primera instancia era comprendida por (Av. Eufemio Lora y Lora, Av. José Leonardo Ortiz, Prolong. Bolognesi, Vía de Evitamiento, Panamericana Norte y Av. Augusto B. Leguía), pero con el desarrollo del trabajo de campo, sugerencias del asesor, se decidió realizar toda la zona oeste del distrito de Chiclayo (22 Sectores), provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque.

7

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.7. MOTIVACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN Un desastre de gran magnitud, puede borrar muchos años de esfuerzo por el desarrollo del país. Las numerosas víctimas y severas pérdidas económicas que causan, han retrasado considerablemente el desarrollo económico y social del Perú. Se realiza éste proyecto de tesis, porque aún no se ha realizado un plano, donde se encuentren determinadas las zonas de vulnerabilidad sísmica, de las edificaciones de la zona oeste del distrito de Chiclayo; y para elaborar un plano donde se dé a conocer las zonas de alta, media y baja vulnerabilidad ante movimientos sísmicos, esperados para esta zona.

1.8. CONTENIDO DEL PROYECTO El proyecto de tesis, consiste en reconocer las zonas de alta, media y baja Vulnerabilidad Sísmica de las edificaciones de la ciudad de Chiclayo, zona oeste, provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque. De esta manera, se aplicará una metodología que valora el nivel de daño que pueden alcanzar las edificaciones de mampostería y de concreto armado, ante un eventual sismo, con aplicación de la metodología de Benedetti y Petrini (Italia), que estima un índice de vulnerabilidad, calculado en función de las características de la estructura que más

influyen en su

comportamiento sísmico, y lo relaciona con un índice de daño, que a su vez depende de la acción del movimiento sísmico. La importancia de esta investigación, permitirá elaborar una zonificación en distintos grados de la zona oeste de Chiclayo de acuerdo a las tipologías de las edificaciones.

8

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

CAPÍTULO II ASPECTOS GENERALES

9

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

2. ASPECTOS GENERALES DE LA VULNERABILIDAD SÍSMICA

2.1. INTRODUCCIÓN La evolución del proceso de construcción, ha hecho comprender que los edificios construidos con materiales de concreto y acero son mucho más eficientes frente a los construidos con mampostería (albañilería y adobe), considerando además que estos últimos fueron construidos sin una norma sismorresistente. Sin embargo, hoy en día es grande la cantidad de edificaciones de mampostería presentes (albañilería) y de manera escasa las edificaciones de adobe, por lo que el análisis de esas estructuras es indispensable para asegurar un comportamiento controlado ante un evento sísmico en un sector en específico. Uno de los componentes esenciales en la evaluación del riesgo sísmico es la vulnerabilidad de las edificaciones construidas por el hombre, es por esto que los materiales y el método de construcción son, entre otras, características determinantes de la misma. Una de las enseñanzas que nos han dejado los terremotos pasados, ha sido que existen estructuras de una misma tipología que pueden sufrir un mayor grado de daño, debido a un terremoto a pesar de localizarse en el mismo lugar. Esto hace relevancia a lo mencionado anteriormente, es decir, que existen edificios con mejor calidad estructural que otros. Por ende, se puede llegar a definir la vulnerabilidad sísmica, como la capacidad que tienen los elementos estructurales de una edificación para resistir un terremoto. El que una estructura sea más o menos vulnerable ante un terremoto de determinadas características, es una propiedad intrínseca de cada estructura, es decir, es independiente de la amenaza sísmica del sitio de localización, por lo tanto, una estructura puede ser vulnerable pero no estar en riesgo, a menos que se encuentre en un sitio con una cierta amenaza sísmica. También es parte de la vulnerabilidad de las edificaciones, la vulnerabilidad que presentan los elementos no estructurales, el término no estructural se refiere a aquellos elementos de una edificación que están unidos a los elementos estructurales, que no cumplen funciones esenciales en el edificio; y tienen en común que ninguno de estos forma parte del sistema resistente de la edificación, pero que ante un evento sísmico pueden convertirse en potenciales peligros.

10

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

2.2. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL DISTRITO DE CHICLAYO. 2.2.1. UBICACIÓN El distrito de Chiclayo se encuentra ubicado en la costa norte del Perú. Geográficamente está localizado en las coordenadas: -Latitud sur

:

6º 45´ 47´´

-Longitud oeste

:

79º 50´ 12´´

La ciudad de Chiclayo se ubica en la parte noroccidental del Perú, es la cuarta ciudad con mayor población, con una densidad de 5470 hab. / Km2. Es capital de la región Lambayeque, la que representa la quinta economía del país después de Lima, Arequipa, La Libertad y Junín.

Figura 2.01. Ubicación del distrito de Chiclayo. Las principales actividades que sustentan la economía de Lambayeque son la agricultura, el comercio, servicios, manufactura e industria, entre otros. Chiclayo es el nexo costero más próximo a la cuenca del Marañón, cobra gran importancia socio-económica para el desarrollo regional y es reconocida como una de las principales ciudades del norte del país. El análisis regional e interregional permite posesionar a la región Lambayeque en una de las “Macro Región Norte”, con mejores potencialidades en todos los aspectos tanto físicos, territoriales, de 11

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES recursos humanos y restos arqueológicos; que en corto y mediano plazo se convertirá en el polo de desarrollo del norte, donde las otras regiones serán complementarias a Lambayeque, más que competidoras. Tiene una ubicación estratégica donde confluyen los pueblos del norte de la costa, sierra y selva, concentrando el mayor movimiento comercial, industrial y económico de todas estas regiones. Además, es el centro de un importante eje de vías de comunicación, como la carretera Panamericana y algunas vías de penetración. Por todo esto, Chiclayo tiene una gran importancia en el continuo desarrollo del país, la interrupción de sus actividades por un terremoto generaría

cuantiosas

pérdidas

y

un

desequilibrio

económico

considerable. 2.2.2. ZONA DE ESTUDIO La zona a estudiar comprende 22 sectores, los cuales son: 2.2.2.1.

Sector 14.Delimitado por la Av. Augusto B. Leguía, Av. José Eufemio Lora y Lora, Av. Fernando Belaunde Terry y la Panamericana Norte.

2.2.2.2.

Sector 15.Delimitado por la Av. Fernando Belaunde Terry, Av. Eufemio Lora y Lora, Av. Salaverry y la Panamericana Norte.

2.2.2.3.

Sector 16.Delimitado por la Av. Salaverry, Av. José Leonardo Ortiz, Av. Elvira García y García y la Av. Juan Tomis Stack.

2.2.2.4.

Sector 17.Delimitado por la Av. Elvira García y García, Av. Jose Leonardo Ortiz, Prolong. Av. Francisco Bolognesi y la Calle Cajamarca Sur.

2.2.2.5.

Sector 21.Delimitado por la Prolong. Av. Francisco Bolognesi, Prolong. Calle Cajamarca, Prolong. Av. Chinchaysuyo y la Av. Pedro Cieza de León.

2.2.2.6.

Sector 22.Delimitado por la Av. Elvira García y García, Calle Cajamarca Sur, Prolong. Av. Francisco Bolognesi y la Calle los Laureles.

12

CAPITULO II 2.2.2.7.

ASPECTOS GENERALES Sector 23.Delimitado por la Av. El Carmen, Av. Juan Tomis Stack, Av. Elvira García y García, Calle Los Laureles, Calle La Gruta y la Av. Pedro Cieza de León.

2.2.2.8.

Sector 24.Delimitado por la Av. Zarumilla, Av. Paseo del Deporte y la Av. Juan Tomis Stack.

2.2.2.9.

Sector 25.Delimitado por la Vía de Evitamiento, Panamericana Norte, Av. Paseo del Deporte y la Av. Zarumilla.

2.2.2.10. Sector 26.Delimitado por la Panamericana Norte, Vía de Evitamiento, la Av. Zarumilla y la calle NN – 252. 2.2.2.11. Sector 27.Delimitado por la Av. Zarumilla, Vía de Evitamiento, Avenida Isabel la Católica, Calle San Hilarión, y la Avenida Pacífico. 2.2.2.12. Sector 28.Delimitado por la Vía de Evitamiento, Calle Santa Fe y la Avenida Isabel la Católica. 2.2.2.13. Sector 29.Delimitado por la Vía de Evitamiento, Av. Victor Andrés Belaunde y la Av. Zarumilla. 2.2.2.14. Sector 30.Delimitado por la Av. Victor Andrés Belaunde, Av. Zarumilla, Av. Juan Tomis Stack y la Vía de Evitamiento. 2.2.2.15. Sector 31.Delimitado por la Av. Juan Tomis Stack, Av. El Carmen, Av. Pedro Cieza de León, Prolong Av. Francisco Bolognesi y la Vía de Evitamiento. 2.2.2.16. Sector 32.Delimitado por la Prolong Av. Francisco Bolognesi, Av. Pedro Cieza de León, Prolong. Av. Chinchaysuyo y la Vía de Evitamiento. 2.2.2.17. Sector 33.Delimitado por la Prolong Av. Francisco Bolognesi, Vía de Evitamiento, Prolong. Av. Chinchaysuyo, Carretera Pimentel, y la Av. Universidad de Lima. 13

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

2.2.2.18. Sector 34.Delimitado por la Vía de Evitamiento, la calle NN – 506 y la Carretera Pimentel. 2.2.2.19. Sector 35.Delimitado por la Vía de Evitamiento, Carretera Pimentel, calle NN – 506, a Av. Universidad de Lima y la calle NN – 318. 2.2.2.20. Sector 36.Delimitado por Calle la Gruta, Prolong. Calle los Laureles, Prolong. Av. Francisco Bolognesi y la Av. Pedro Cieza de León. 2.2.2.21. Sector 37.Delimitado por la Avenida Isabel la Católica, Calle Santa Fe, y la Avenida Pacífico. 2.2.2.22. Sector 38.Delimitado por la Av. Zarumilla, la Avenida Pacífico y la calle NN – 252.

14

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

Figura 2.02. Sectores del distrito de Chiclayo – Zona Oeste.

15

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

2.2.3. LÍMITES El distrito de Chiclayo – zona oeste, limita por el Norte con el distrito de José Leonardo Ortiz, por el sur con el Distrito de la Victoria, por el Oeste con el distrito de Pimentel y por el este con la parte Este de Chiclayo.

Figura 2.03. Ubicación de localidades en los límites del distrito de Chiclayo – zona oeste.

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CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

2.2.4. SUPERFICIE La superficie del Distrito de Chiclayo, en su totalidad es de 50.35 km2, de los cuales, alrededor del 75% es área urbana, el área a analizar es aproximadamente 15 km2 de área urbana. 2.2.5. POBLACIÓN Según el censo del año 2007, la población total en el distrito de Chiclayo es de: 275 514 hab., con una población proyectada al año 2015 de 291 777 hab. 2.2.6. CLIMA Por estar la ciudad de Chiclayo, situada en una zona tropical, cerca del Ecuador, el clima debería ser caluroso, húmedo, y lluvioso; sin embargo su clima es sub-tropical, de temperatura agradable, seca y sin lluvias; esto se debe a los fuertes vientos denominados "ciclones" que bajan la temperatura ambiental a un clima moderado durante casi todo el año, salvo en los meses veraniegos en los cuales la temperatura se eleva. Periódicamente, cada 7, 10, 15, años se presentan temperaturas elevadas, con lluvias regulares y aumento extremado del agua de los ríos. Normalmente su clima varía entre 15° y 23°. Las precipitaciones pluviales son escasas y esporádicas generalmente en los meses de enero a marzo. 2.2.7. GEOMORFOLOGÍA La ciudad de Chiclayo, se encuentra localizada en la parte baja del valle Chancay - Lambayeque; los fenómenos geomorfológicos y geoformas más importantes, son los que han dado la configuración topográfica que observamos en la actualidad. Estudios realizados han podido identificar los siguientes fenómenos geomorfológicos. 2.2.7.1.

Pampas aluviales.Las

pampas

aluviales,

forman

una

franja

continua

e

ininterrumpida, a lo largo de la Costa. Las Pampas al Sur del río Reque, fluctúan entre los 25 y 200 m.s.n.m. se presentan en forma de abanicos extensos de material conglomerádico, que representan antiguos conos de deyección de los ríos Cupisnique, Jequetepeque, Zaña y Reque. En las Pampas al Norte del río Reque, se nota un cambio característico, principalmente cerca al límite, tierra adentro de las planicies costaneras, donde se

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CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES encuentran algunas pampas formadas por antiguos conos de deyección de los ríos andinos, las pampas típicas de este sector son algo más bajas y en general no presentan el mismo grado de encañonamiento no sobrepasando los 50 m.s.n.m.

2.2.7.2.

Morfología de la costa.Al Sur del río Reque, la costa es una línea casi continua de barrancos interrumpidos, solamente por los valles estrechos de los ríos principales; se encuentra en proceso de sumersión y por lo tanto está cortando barrancos en los potentes abanicos de conglomerado que caracterizan este sector. Los barrancos, fluctúan entre los 20 a 50m de altura, son casi verticales y están constituidos por material conglomerádico perteneciente a los antiguos conos de deyección. Las playas son muy angostas y se nota la erosión progresiva de los barrancos. Al Norte del río Reque la línea de costa no presenta barrancos, las pampas de esta área no presentan mayor variación topográfica, son playas anchas y abiertas. El límite entre playa y pampa, está representado por bancos de grava, depositada cerca al límite del alcance de las olas.

2.2.7.3.

Dunas de arena.El movimiento eólico de material clástico es uno de los aspectos característicos de las planicies Costaneras del Perú. Se han identificado dos grupos de depósitos eólicos de edades diferentes: las Dunas Modernas que presentan actividad y las Dunas Antiguas que están siendo erosionadas. Las Dunas Antiguas y acumulaciones irregulares antiguas de arena, se encuentran principalmente en el cuadrángulo de Chiclayo, que ya están estabilizadas y aisladas de sus fuentes de abastecimiento. Las Dunas Modernas están ampliamente distribuidas sobre las planicies Costaneras en los cuadrángulos de Chiclayo, Chepén y Chongoyape.

18

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

2.2.8. GEOLOGÍA La ciudad de Chiclayo y en general todo el Valle Chancay Lambayeque se encuentra emplazado sobre depósitos de suelos sedimentarios finos, heterogéneos y de unidades estratigráficos recientes. Estos depósitos del cuaternario reciente tienen origen eólico y aluvial, y conforman extensas pampas interrumpidas por algunas cadenas de cerros. En el área se han identificado cuatro unidades geológicas: 2.2.8.1.

Zona de afloramiento rocosos.Se ubica en las cercanías del cementerio de Chiclayo, a ambos lados de la carretera hacia Pimentel. Está constituida por tres cerros de ortocuarcitas de color gris claro a marrón claro, que se encuentran emplazados aisladamente dentro de la zona de depósitos aluviales.

2.2.8.2.

Zona de terrazas marinas.Se encuentran ubicadas en los extremos Occidental y Sur Occidental de la región. Forman parte de una antigua plataforma, formada por depósitos marinos, al producirse la emersión de esta extensa faja costera, las corrientes fluviales han erosionado esta antigua plataforma dejando en la actualidad remanentes de ella y depositando sedimentos aluviales en las partes bajas.

2.2.8.3.

Zona de depósitos aluviales.Esta zona está conformada por los depósitos dejados, por los ríos Chancay-Lambayeque y por el río Reque. Estos materiales están constituidos por cantos rodados, arenas, limos y arcillas, entremezclados en diferentes proporciones, debido a que han sido depositados bajo condiciones muy variables en cuanto a volumen y velocidad de flujo.

2.2.8.4.

Zona de mantos arenosos.Se encuentra ubicada en el extremo Nor-Occidental de la región, bajo ésta denominación se agrupan aquellas áreas que en la actualidad se hallan cubiertas por depósitos de arena, en forma de mantos propiamente dichos o en forma de dunas de origen eólico, presentando partículas finas del tamaño de arcilla o limo.

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CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

2.2.9. SUELO La Tesis: “Microzonificación de la ciudad de Chiclayo y zonas de Expansión para la Reducción de Desastres–2001”-Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, ha analizado los esfuerzos y deformaciones del suelo en el área urbana de la ciudad y alrededores, determinando el comportamiento que tendrá ante la presencia de cargas estáticas y dinámicas. Se han identificado 4 sectores diferenciados en la ciudad de Chiclayo, de los cuales 3 de ellos inciden en la zona oeste de Chiclayo. 2.2.9.1.

Sector I.Se encuentra ubicado al Oeste de la ciudad y comprende los Asentamientos Humanos: Urb. El Ingeniero I y II, Miraflores, Ciudad del Chofer, 03 de Octubre, Quiñones, Remigio Silva, Las Brisas, La Purísima, Residencial A. B. Leguía y Cerropon, Urb. Las Garzas, Sto. Toribio de Mogrovejo, 4 de Noviembre, Simón Bolívar, Vista Alegre, Nueva Esperanza, Cruz de la Esperanza, Sta. Lila, Los Mochicas, Ricardo Palma, Sta. Elena, José Quiñonez, José Balta, José Olaya, Elías Aguirre, José Obrero, Cruz del Perdón, Los Olivos, Parte de 9 de Octubre, Santuario, Progresiva Cerropón, La Molina Alta, Las Mercedes, La Colina, Vista Hermosa, Aviantel, La Concordia, Upis Benjamín Arbulu, Miguel Grau Seminario. Presenta una estratigrafía de Medio a Semiduro hasta una profundidad de 2.0 - 4.5 m. seguido por un suelo rígido de 4.5 15.0m. de profundidad. Los suelos superficiales presentan expansión baja a media con cambio de volumen pequeño. La capacidad portante del suelo en este sector es de 1.0 – 2.0 kg/cm²., (las viviendas típicas de 2 a 4 niveles, requieren una profundidad de cimentación de 1.50 m.). El tipo de suelo predominante en este sector son las arcillas del tipo CL y CH, las arenas del tipo SC, SM y SP y las gravas del tipo GC y GP. El nivel freático en estas zonas varía entre los 2.0 a 7.0m encontrándose en la Urb. 3 de Octubre a 4.80m de profundidad.

2.2.9.2.

Sector III.Comprende los Asentamientos Humanos siguientes:

20

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES Urb. La Primavera, Urb. Patazca, Urb.Bancarios, Urb. Los libertadores, Urb. Los Precursores, Urb. Las Viñas, Urb. San Isidro, Pueblo Joven T. Amarú, La Primavera, Urb. Chiclayo, Urb. Lurin, Urb. Los Parques, El Molino, Las Américas, Señor de Los Milagros, San Nicolás, Urb. Monterrico y Urb. Las Villas del Sol. Esta zona a diferencia de las dos anteriores presenta tres estratos característicos: - Prime estrato, de Blando a Medio, profundidad de 2 a 5 m. - Segundo estrato, Semiduro de 3 a 8 m. de profundidad - Tercer estrato Duro a Rígido de 6 a 13 m. de profundidad. Los suelos superficiales presentan una expansión media a alta con cambio de volumen moderado. La capacidad portante es de 0.5 a 1.00 kg/cm², (las viviendas típicas de 2 a 4 niveles, requieren una profundidad de cimentación de 1.50 m.). El tipo de suelo predominante en sus primeros estratos son las arcillas de media y alta plasticidad del tipo CL, CH y CL – ML y en pequeñas proporciones arenas del tipo SC, SM y SP. En esta zona el nivel freático se presenta a una profundidad de 1.50 a 2.30 m.

2.2.9.3.

Sector IV.Comprende los Asentamientos Humanos siguientes: Urb. Ana de Los Ángeles, Urb. Villa el Salvador, Urb. San Felipe, Urb. Hipólito Unanue, Pueblo Joven San Lorenzo, Urb. Carmen Angélica, Urb. Los Cedros, Urb. San Borja, Urb. Los Jardines de Santa Rosa, Urb. Las Delicias, Fundo Las Delicias, Fundo San José, San José de Afuera, Urb. Café Perú, Urb. Los Rosales, Urb. La Florida I y II, Urb. El Amauta, Urb. Los Jazmines, Los Pinos de la Plata, Santa Elisa. Este sector presenta en su superficie un estrato de consistencia Muy Blanda a Media que va desde 3.5 a 4.5m. de profundidad, seguido de un estrato Semiduro de 4.5 a 5.5m. de profundidad y un estrato Duro a Rígido de 5.5 a 10.0m. de profundidad. Presenta suelos superficiales de expansibilidad alta a extremadamente alta con 21

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES cambio de volumen moderado a severo. La capacidad portante es de 0.00 – 0.50 kg/cm², (las viviendas típicas de 2 a 4 niveles, requieren una profundidad de cimentación de 1.50m.). Los suelos predominantes son similares a los encontrados en la Zona III, el nivel freático varía entre 1.0 – 2.2m. de profundidad.

2.3. FUNDAMENTOS DE LA SISMOLOGÍA 2.3.1. LOS SISMOS Y SU ORIGEN 2.3.1.1.

Tectónica de Placas.Terremoto es la perturbación transitoria del equilibrio de una parte de la Tierra que se propagan desde su origen en todas direcciones, causando destrucción y cambio en la naturaleza. Sismo es la perturbación transitoria del equilibrio de una parte de la Tierra que se propagan desde su origen en todas direcciones, pero sin causar daño o cambios en la naturaleza. La parte más superficial de la Tierra está dividida por seis grandes bloques a los que se denomina “Placas Tectónicas”: Pacífica, Norteamericana, Sudamericana, Eurásica, Antártica e Indo-australiana; y por otras seis de menores dimensiones: Nazca, Cocos, Caribe, Filipinas, Somalia y Arábiga.

Figura 2.04. Distribución de Placas Tectónicas. 22

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES Las placas tectónicas se mueven arrastradas por el material que las suprayace teniendo velocidades del orden de cm/año. Las velocidades y, en ciertos casos, las direcciones de movimiento entre placas son diferentes lo que da lugar a interacciones en las fronteras de dichas placas. Existen tres tipos principales de frontera entre placas: 2.3.1.1.1.

Convergente (Subducción).En este tipo las placas han tenido una “colisión” y, por lo general, ocurre que una de ellas (la de mayor densidad) penetra por debajo de la otra. Es el caso de la placa oceánica Nazca, que se introduce bajo la placa continental Sudamericana, frente al Perú, a razón de unos 9cm/año. Estas placas, al avanzar en sentido contrario, comprimiéndose, acumulan gran cantidad de energía, provocando la ruptura de grandes volúmenes de roca, lo que genera terremotos de gran magnitud (más de 8).

Figura 2.05. Zona de convergencia con Subducción. 2.3.1.1.2.

Divergentes.En este tipo de frontera, las placas se separan en dirección opuesta partiendo de la frontera, debido a la emergencia de material proveniente del interior (manto). Da origen a sismos de pequeña magnitud tipo Dorsal Oceánico, que son acompañados de actividad volcánica. Este tipo de fronteras forma por lo general un tipo de cordillera (dorsal) con un surco en la cima y se localizan 23

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES muy comúnmente en el océano Un ejemplo es la fosa oceánica ubicada en el fondo del Océano Atlántico.

Figura 2.06. Frontera del tipo divergente, o zona de “acreción”. Las placas se mueven en dirección opuesta y perpendicular a la frontera. 2.3.1.1.3.

Fronteras transcurrentes.En este tipo de linderos las placas se mueven con desplazamientos laterales, es decir, pasan una junto a la otra. Es el caso de la falla de San Andrés en el estado de California, Estados Unidos. Se producen sismos tipo Transformación, de magnitud intermedia (alrededor de 7 grados en la escala de Richter), pero que pueden ser destructivos por ser muy superficiales.

Figura 2.07. Ejemplo de frontera transcurrente.

24

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

2.3.1.2.

Clasificación de sismos.Los sismos se pueden caracterizar como un proceso de ruptura y deformación elástica del material de la litósfera, y bajo esas condiciones todos los sismos son iguales, sin embargo, se ha visto que dependiendo del tipo de falla o mecanismo causal, así como del medio de propagación, los sismos pueden tener consecuencias diferentes en la superficie. Es por eso que se pueden clasificar a los sismos según su zona de generación, y su profundidad. Según la profundidad donde se origina el movimiento sísmico:

2.3.1.2.1.

Sismos de subducción someros o superficiales.Aquellos que se generan en las fronteras de este tipo y que ocurren a profundidades que no exceden los 60 km.

2.3.1.2.2.

Sismos de subducción intermedios.Aquellos que ocurren debido a la interacción de subducción y en la zona de fricción (interplaca), pero a profundidades mayores a los 60 km hasta las 300 km.

2.3.1.2.3.

Sismos de subducción profundos.Aquellos que ocurren debido a la interacción de subducción y en la zona de fricción (interplaca), pero a profundidades mayores a los 300 km.

Según la zona donde se generan en las placas de la litósfera: 2.3.1.2.4.

Sismo ínterplaca.Es el que se genera en los bordes ó límites entre las placas. Ejemplo de este tipo de sismo son todos aquellos que ocurren en la costa del Perú.

2.3.1.2.5.

Sismo intraplaca.Es el que se genera en las zonas interiores de las placas. Ejemplos de estos sismos son los generados por las fallas de Moyobamba (San Martín), y Huaytapallana (Junín), entre otros. Según Muñoz (2001), de los terremotos tectónicos, el 95% se producen en los bordes de las placas (interplaca) y el 5% restante se producen en el interior de las placas (intraplaca).

25

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

2.3.1.3.

Definiciones.-

2.3.1.3.1.

El Hipocentro o Foco.Es el lugar de la corteza terrestre, en el cual se originan los sismos; también se le denomina Hipocentro. En el Foco se presentan las causas de los sismos y desde ahí se propagan en forma de ondas en todas las direcciones. El Foco se encuentra a diferentes profundidades en el interior de la Tierra.

2.3.1.3.2.

El epicentro.Es aquel punto sobre la superficie de la Tierra, directamente sobre el hipocentro de un sismo.

Figura 2.08. Foco y Epicentro de un sismo. Para determinar la fuerza y ubicación de un terremoto, los científicos utilizan un sismógrafo, los sismógrafos están equipados con sensores que detectan el movimiento del suelo causado por las ondas sísmicas. Para determinar el hipocentro y tiempo de origen de un terremoto con cierta precisión, se requieren los tiempos de arribo de varias fases sísmicas provenientes de varias estaciones, pero es posible utilizar una sola estación sísmica para obtener una estimación aproximada del hipocentro.

26

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES 2.3.1.3.3.

Movimiento Ondulatorio.Una onda es la propagación de una perturbación a través del espacio ocasionado cambios en las condiciones físicas. Las

ondas

materiales

(todas

menos

las

electromagnéticas) requieren un medio elástico para propagarse, este medio se deforma y se recupera vibrando al paso de la onda. El punto en donde la perturbación comunica una agitación a la primera partícula del medio en que impacta, es el foco de las ondas, y en esa partícula se inicia la onda. Los aspectos más importantes de las ondas son su velocidad de propagación y las modificaciones que sufren cuando: -Cambian las propiedades físicas del medio en el cual se propagan (reflexión, refracción, polarización). -Se les interpone diferentes clases de obstáculos (difracción, dispersión). -Varias ondas coinciden en la misma región del espacio (interferencia). 2.3.1.3.4.

Ondas Sísmicas.Los sismos son causados por las perturbaciones transitorias del equilibrio de una parte de la Tierra que puede producirse por: -La liberación repentina de energía de deformación al sobrepasar el límite de resistencia del material y producir desplazamientos relativos repentinos en puntos (áreas) localizadas en el interior de la Tierra. -La liberación de energía producida por procesos volcánicos y movimientos de magma o sus productos. Hay dos tipos principales de ondas: las Ondas de Cuerpo u Ondas Internas (P y S) que son las que viajan por el interior de la Tierra y las Ondas Superficiales que lo hacen solamente por la superficie terrestre.

27

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES 2.3.1.3.4.1.

Ondas P.Llamada también de compresión, longitudinal o primarias, que consiste en la transmisión de compresiones y dilataciones, esta onda es de deformación que al paso de un cuerpo solo origina cambio de volumen mas no en su forma. Estas son las primeras en llegar por ser más veloces. Estas ondas son capaces de propagarse por medios sólidos y fluidos.

2.3.1.3.4.2.

Ondas S.Llamadas Transversales o de Cizallamiento, aquí las

partículas

se

mueven

en

dirección

perpendicular a la dirección de propagación de la onda, esta onda al paso de un cuerpo origina cambio de forma y el volumen permanece constante. Estas ondas pasan a través del globo terrestre por caminos muy parecidos a los de las ondas longitudinales. La onda transversal no se propagan a través de medios fluidos. Las ondas P y S son conocidas también como ondas internas ya que se propagan en el interior de un sólido elástico.

Figura 2.09. Ilustración de las deformaciones que provocan las Ondas Internas. 28

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES Además de estas dos clases de ondas existen otras ondas de gran importancia llamadas ondas superficiales son las más lentas y se desplazan solamente en la superficie de la Tierra; por sus características son las más destructivas, y se dividen en: 2.3.1.3.4.3.

Ondas Rayleigh.Estas

ondas

particular entre

resultan los

de

una

combinación

desplazamientos

de

las

partículas debido a las ondas P y S. Las partículas se mueven en forma elipsoidal en el plano vertical que pasa por la dirección de propagación. 2.3.1.3.4.4.

Ondas Love.Son ondas de cizalla donde las partículas oscilan sólo en la dirección perpendicular al plano de propagación, el movimiento se produce solo en forma horizontal. La velocidad de las ondas Love es ligeramente superior a la velocidad de las ondas Rayleigh.

Figura 2.10. Ilustración de las deformaciones que provocan las Ondas Superficiales. Las velocidades de las diferentes ondas dependen de las características del medio. Debido a la diferencia en la velocidad de cada tipo de onda, cuando se siente un 29

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES sismo las primeras sacudidas son debidas a las ondas P. siendo las siguientes las ondas S y por último las ondas superficiales.

Figura

2.11.

Generación

de

las

Ondas

Internas

y

Superficiales, ilustrando los diferentes trayectos y tiempos de arribo al sismógrafo. 2.3.2. MEDIDAS DE UN SISMO: INTENSIDAD Y MAGNITUD Los sismos se miden con distintas escalas, siendo las más comunes la de “Magnitud Local” (o también llamada Richter) y la de “Intensidad Mercalli Modificada”. 2.3.2.1.

Intensidad.La intensidad del terremoto es prácticamente el elemento fundamental a considerar, puesto que su valor habitual o medio define el peligro que representa para el hombre y el grado de atención que requiere. Las determinaciones de intensidad sísmica, dependen actualmente de circunstancias contingentes y locales y de la mayor o menor familiaridad del observador con las conmociones sísmicas. El empleo de aparatos registradores de gran exactitud ha permitido hacer el estudio comparativo de la intensidad de los sismos. Como no suele haber bastantes sismógrafos instalados en el área epicentral, se recurre para realizar el trazado de isosistas, a los datos suministrados por diferentes personas, las cuales, con arreglo a escalas empíricas ya formuladas, asignan cada una un número representativo de la intensidad sísmica en el punto de observación, ya que se conoce de manera aproximada, la relación entre los grados y la aceleración. Una de las escalas mayormente utilizadas para 30

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES expresar la intensidad de los sismos es: Mercalli Modificada (MM), a partir de la cual se han desarrollado otras en el mundo. Los primeros grados de esta escala están relacionados con el nivel de percepción de las personas y de los efectos ocasionados en los mobiliarios; los grados intermedios están relacionados a los daños producidos en las construcciones; y los grados altos están en relación con los cambios en el terreno y en el paisaje. 2.3.2.1.1.

Mercalli Modificada – MM.No se basa en los registros sismográficos sino en el efecto o daño producido en las estructuras y en la sensación percibida por la gente. Los grados no son equivalentes con la escala de Richter. Se expresa en números romanos y es proporcional, de modo que una Intensidad IV es el doble de II. En 1992 se elaboró una nueva escala aplicable a los países de la costa occidental de Sudamérica, la escala Mercalli Modificada para los Países Andinos (MMA). Se presenta a continuación la versión actualizada en el año 2001. Tabla 2.02.

2.3.2.2.

Magnitud.La Magnitud mide la energía liberada en el hipocentro del sismo, que es el lugar donde se produce el choque de las placas o la ruptura de ellas. Esta se mide con instrumentos especializados que, donde estén ubicados registrarán el mismo rango de magnitud. Es importante saber que la escala de Richter es logarítmica. Esto es, que cada aumento de una unidad en la magnitud de esta escala, incrementa 10 veces la amplitud de la onda. Ejemplo: Si se compara un temblor A, cuya onda registrada en el sismógrafo permitió al especialista determinar que el movimiento tuvo una magnitud de 4.0, con un terremoto cuya magnitud fuera de 8.0 al que le llamaremos B, sería incorrecto afirmar que el terremoto de 8.0 tuvo una magnitud el doble que la anterior, lo correcto sería decir que el B libero 100.000 veces más energía que A. 31

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

Taba 2.02. Escala Mercalli Modificada para los Países Andinos (MMA).

Tabla 2.03. Relación entre los grados de la escala de Richter y la amplitud de las ondas sísmicas. Amplitud máxima de las Valor en la escala de Richter ondas (mm) 3 1 4 10 5 100 8 100000 32

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES El valor de la magnitud así definida, aunque no tiene límite matemático, hasta ahora no ha sobrepasado el grado 9. La escala de Richter, se expresa en números arábigos, con aproximaciones hasta los décimos. Por ejemplo, el sismo de Ancash del 31 de mayo de 1970, fue de magnitud 7.8. La clasificación de la magnitud (Richter) tiene una lista oficial para determinar a qué tipo pertenece cada una y qué tanto daño podrían generar. Tabla 2.04. Escala de Richter.

2.0-3.0

Micro Magnitud – No son perceptibles.

3.0-3.9

Menor Magnitud – Perceptibles con poco movimiento y sin daño.

4.0-4.9 daño.

Ligera Magnitud – Perceptibles con movimiento de objetos y rara vez produce

5.0-5.9 Moderada (o Mediana) Magnitud – Puede causar daños mayores en construcciones débiles o mal construidas. 6.0-6.9

Fuerte Magnitud – Pueden ser destructivos.

7.0-7.9

Mayor Magnitud – Pueden ser destructivos en zonas extensas.

8.0-9.9 epicentro. 10 o +

Gran Magnitud – Catastróficos, provocando destrucción total en zonas cercanas al Magnitud Épica – Jamás registrado, puede generar una extinción local.

2.4. SISMICIDAD EN EL PERÚ 2.4.1. SISMICIDAD NACIONAL A nivel mundial, el Perú es uno de los países de mayor potencial sísmico debido a que forma parte del denominado Cinturón de Fuego del Pacífico. Dentro de este contexto, la actividad sísmica está asociada al proceso de subducción de la placa de Nazca bajo la Sudamericana y tiene su origen, en la fricción de ambas placas produciendo los sismos de mayor magnitud con relativa frecuencia y en la deformación interna de ambas placas, siendo los sismos más destructores los que se producen a niveles superficiales. Para analizar las características de los sismos ocurridos en Perú, es necesario considerar la existencia de una base de datos que corresponde al periodo de sismicidad histórica (1500- 1959) y otro al periodo instrumental que considera los sismos ocurridos desde el año 1960 a la fecha.

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CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

Figura 2.12. Esquema del proceso de convergencia de la placa de Nazca (Oceánica) y la Sudamericana (Continental). F1 y F2 indica la dirección de desplazamiento de las placas según DeMets et al (1990). Las líneas discontinuas indican la ubicación y orientación de la Fractura de Mendaña y Dorsal de Nazca.

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CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES

Figura 2.13. Zonas sísmicas según Norma E.030. Leyenda. Zona 3. Alta Sismicidad. Zona 2. Mediana Sismicidad. Zona 1. Baja Sismicidad.

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CAPITULO II

2.4.1.1.

ASPECTOS GENERALES

Historia sísmica del Perú.La noticia de los terremotos en el Perú viene siendo transmitida desde la época de la conquista española, principalmente mediante relatos sobre los efectos que causaron dichos sismos en la población como: edificaciones dañadas, pérdidas de vida, entre otros. Estos sismos fueron registrados de esta forma en la etapa denomina Pre – Instrumental, ya que no se contaba con ningún equipo para poder cuantificar su magnitud. Con el transcurso del tiempo los investigadores encontraron un respaldo en el avance cada vez más acelerado de la tecnología, con lo cual aparecieron los primeros instrumentos con los cuales eran capaces de determinar las características de los sismos de manera más objetiva; esta es la denominada etapa Instrumental que en el Perú empieza a partir de 1961. Es conocido que la actividad sísmica en el Perú es manifestación de un tectonismo que se desarrolla a lo largo del margen Pacífico y Oriental de la Cordillera de los Andes. Atendiendo a la profundidad de los focos, los sismos en el Perú pueden clasificarse en tres tipos: sismos con foco a profundidad superficial (h < 60 Km.), a profundidad intermedia (60 < h < 300 Km.) y foco profundo (h > 300 Km.). La sismicidad con foco superficial, se localiza principalmente en la zona oceánica en dirección paralela a la línea de costa y produciendo

sismos

de

magnitud

elevada

con

relativa

frecuencia. Otro grupo importante de sismos con foco superficial son los producidos por la subsidencia del escudo brasileño bajo la Cordillera Andina, estando la mayor parte de estos sismos localizados en la zona de transición entre la Cordillera Oriental y el margen occidental de la zona Subandina. En la zona del Altiplano, también existen sismos superficiales pero son menos numerosos

y

más

dispersos.

Estos

sismos

presentan

magnitudes moderadas y son menos frecuentes. Los sismos con foco a profundidad intermedia se distribuyen de manera irregular pudiendo identificarse tres zonas. La primera se localiza paralela a la línea de costa por debajo de 9° S y se 36

CAPITULO II

ASPECTOS GENERALES caracteriza por la frecuente ocurrencia de sismos sentidos en superficie. Un segundo grupo de sismos se localiza en el interior del continente a lo largo de la Cordillera Oriental y zona Subandina (región Norte y Centro del Perú). El tercer y más importante grupo se localiza en la región Sur del Perú, siendo esta región la de mayor índice de sismicidad. La actividad sísmica con foco profundo se localiza en la región Centro y Sur de la Llanura Amazónica; siendo esta sismicidad mayor en la región central y alineada en dirección N-S sobre una longitud de aproximadamente 500 Km. (borde Perú-Brasil); mientras que, en la región Sur es menos numerosa y más dispersa (borde Perú- Bolivia).

Figura 2.14. Distribución de Sismos con foco superficial (h