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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Tema 4
Peligros de Origen Natural Generados
por Procesos en el Interior de la Tierra
Capacidad
Conoce las características de los peligros de origen
natural generados por procesos en el interior de la
tierra
Contenido
Geodinámica Sísmica y Energía Sísmica en el Perú
Distribución espacial de las areas de ruptura y
lagunas sismicas en el borde oeste del Perú
Peligro Sismico en el Cusco / Teoria sobre la
generacion de los sismos
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Guía del Participante - PCER
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Presentación
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 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 Sudamérica. Este proceso geodinámico ha dado origen a la
deformación del borde Oeste de Sudamérica y cuya evidencia principal 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.
De acuerdo a lo descrito anteriormente, es evidente que existe una gran
diversidad de tamas que pueden llevarse a discusión a finde comprender la
geodinámica de Perú. Este realidad conlleva a revisar un gran número de libros
y artículos ya que no se cuenta con un solo texto que describa en conjunto
cada uno de estos campos de investigación.
Para llenar este vació, en la presente monografía se realiza una descripción de
los diferentes procesos geodinámicos presentes en el borde Oeste de Perú, el
análisis y discusión de la distribución espacial de la sismicidad considerando
una base de datos sísmicos actualizada a fin de identificar a las zonas de
mayor potencial sísmico y deformación superficial, además de proponer un
esquema para la geometría de la placa de Nazca. Asimismo, se presente mapas
de la energía sismica liberada por los sismo a diferentes niveles de profundidad
y su relación con la frecuencia con la cual ocurren los sismos en el Perú.
Creemos que esta monografía es el complemento ideal para los estudiantes
profesores e investigadores que pretenden disponer de información rápida y
precisa sobre las características geodinámicas, los patrones de sismicidad y
la cuanificación en energía sísmica liberada por los sismos en Peú. Debemos
señalar que para la comprensión del contenido de esta monografía no se requiere
ser un especialista en ciencias de la Tierra ya pretendemos despertar el interés
de los lectores por el campo de la geolgía, tectónica y sismología, más aún si
consideramos al Perú como uno de los más grandes laboratorios naturales en
los cuales podemos desarrollar el conocimiento y explotar nuestra imaginación.
Los Autores
Guía del Participante - PCER
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índice
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1.-
INTRODUCCIÓN
2.-
GEODINÁMICA
2.1.- Principales Rasgos Tectónicos
2.2.- Zonificación de la Cordillera Andina
2.3.- Principales Sistemas de Fallas
3.-
ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LAACTIVIDAD SÍSMICA
3.1.- Antecedentes
3.1.1.-Sismicidad Histórica
3.1.2.-Sismicidad Instrumental
3.1.3.-Deformación continental
3.1.4.-Modelos para el Proceso de Subducción
3.2.- Distribución Espacial de los Sismos
3.2.1.-Sismos con Foco Superficial
3.2.2.-Sismos con Foco Intermedio
3.2.3.-Sismos con Foco Profundo
3.3.- Distribución en Profundiad de los Sismos
4.-
GEOMETRÍA DE LA PLACA DE NAZCA
4.1.- Esquema 3D de la Geometría de la Placa de Nazca
5.-
ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LA ENERGÍA SISMICA
5.1.- Energía Sísmica
5.2.- Energia Símica Liberada en el Periodo Histórico
5.3.- Energía Sísmica Liberada en el Periodo Instrumental
5.3.1- Curvas de Iso-energía Para Sismos con Foco Superficial
5.3.2- Curvas de Iso-energía Para Sismos con Foco Intermedio
5.3.3- Curvas de Iso-energía Para Sismos con Foco Profundo
6.-
FRECUENCIA Y CUANTIFICACIÓN DE LA ENERGÍA SÍSMICA
7.-
BIBLIOGRAFÍA
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Geodinámica y Energía Sísmica en el Perú
1.- INTRODUCCIÓN
Desde su origen, la Tierra se encuentra en constante evolución debido a que es afectada en su interior por diferentes
procesos físicos y químicos. Estos procesos han sido puestos en evidencia mediante diversos estudios geofísicos y
han permitido internamente dividir la tierra en tres capas concentricas conocidas como Litosfera, Astenósfera y
Mesosfera, y desde el punto de vista sismológico en Corteza, Manto y Núcleo. La capa externa y por ende la más
dinámica es la Corteza, la misma que esta conformada por una docena de placas rígidas de forma esférica cuyo
espesor varia entre10 km para la corteza oceánica hasta 70 km para la corteza continental. Cada una de estas
placas, con diferentes caracteristicas físicas y químicas, se encuentran en constante movimiento dando origen a
diversos procesos tectónicos como la formación de nueva corteza en los fondos oceánicos, continentales y continentaloceáncia, permite la formación, en sus bordes, de cordilleras, volcanes y fallas geológicas.
La colisión de la placa de Nazca (corteza oceánica) con el borde Oeste de Sudamérica (corteza continental), ha
dado origen a la evolución de la Cordillera de los Andes, a la ocurrencia de importante actividad volcánica y a la
formación de un gran número de fallas geológicas. En general, la placa de Nazca se desplaza a una velocidad de 810 cm/año en dirección NE (DeMets et al 1990), siendo una de las placas de mayor velocidad en el mundo, la misma
que permite que las placas de Nazca y Sudamericana soporten una importante deformación produciendo un grán
número de sismos de diferentes manitudes a diferentes niveles de profundidad. En general, los sismos ocurren
principalmente en las zonas de interacción de placas, siendo en mayor número en las zonas de subducción. El
proceso de subducción es de importancia científica por la remarcable evidencia que ofrece sobre la naturaleza de
los diferentes procesos que tienen lugar en el interior de la Tierra.
La evolución geodinámica del borde Oeste de Sudamérica y por ende del Perú, se ha realizado con la continua
liberación de energía en forma de sismos, de ahi que la sismicidad puede ser dividida en histórica e instrumental. La
primera considera basicamente a los sismos ocurridos entre los años 1500 y 1959 aproximadamente y la calidad de
su información dependerá principalmente de las fuentes históricas consultadas y de la resolución de los primeros
simógrafos instalados en el mundo alrededor del año 1910. La sismicidad instrumental considera a los sismos
ocurridos a partir del año 1960, fecha en que se incia la instalación de la Red Sísmica Mundial (World Wide
Seismological Standart Network), hasta el presente. Durante este periodo, se ha logrado detectar un mayor número
de sismos debido al auge de la sismometría y de la informática.
Considerando la estrecha relación existente entre la geodinámica al borde Oeste de Sudamérica y la ocurrencia de
sismos en el Perú, en el presente trabajo se realiza una descripción de ambos procesos, además del análisis y
evaluación detallada de las características de la distribución espacial y en profundidad de los sismos ocurridos en el
Perú en 1960 y 2002. Asimismo, se realiza el análisis de la energía sísmica liberada por los sismos a partir de curvas
de iso-energía, siendo esta información útil para identificar y delimitar las regiones con mayor potencial sísmico en el
Perú.
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2.- GEODINÁMICA
La interacción de la placa de Nazca y la Sudamericana, es el principal proceso tectónico de que define la
geodinámica de Perú (Figura 1). Este proceso es conocido como subducción, el mismo que produjo el
arrugamiento y levantamiento del margen continental durante un periodo orogénico muy compejo y levantamiento
del margen continental durante un periodo orogénico muy complejo hasta formar una superficie topográfica muy
accidentada y cuyo resultado final fue la formación de una cadena montañosa que se extiende, de Norte a Sur,
a lo largo de todo el borde Oeste de Sudamérica, desde Venezuela hasta la Tierra del Fuego en Chile, siendo
conocida como «La Cordillera de los Andes». Esta cordillera fuertemente deformada, comprende un conjunto de
diversas estructuras, tales como montañas, volcanes, anticlinales, sinclinales, mesetas y otras que se encuentran
emplazados entre la línea de fosa peruano-chilena y el llano Amazónico.
El periodo orogénico durante el cual se produjo la formación de la Cordillera Andina pudo tener una duración de
aproximadamente 10 millones de años en promedio; es decir, menor tiempo que el considerado para dar origen a las
placas tectónicas y mayor que el necesario para la formación de los grandes sistemas de fallas, tal como se muestra
en la Tabla 1.
Tabla 1.- Duración estimada para la ocurrencia de los grandes fenómenos
tectónicos que preceden a un sismo
DURACIÓN
100 Ma
1-10 Ma
FENÓMENOS
1000a-1 Ma
100 - 1000 a
1 - 100a
1 a - 1 día
Tectónica de placas
Formación de la Cadena de Montañas en Frontera
de Placas
Formación de Grandes Fallas
Periodo de Recurrencia de Grandes Sismos
Deformación Geodésica Alrededor de Fallas
Posibilidad de Fenómenos Precursoresación
1-100 seg.
Duración de la Ruptura Sísmica
Ma = Millones de años / a = Un año / seg = Segundo
La formación de la Cordillera Andina fue acompañada por una sucesión de periodos de subsidencias y levantamientos
relacionadas con regímenes tectónicos de extensión y compresión que produjeron consecuentemente el acortamiento
y engrosamiento de la corteza. Según Megard (1978), Dalmayrac et al (1981) y Sebrier el al (1985), todo el proceso
geodinámico que ha soportado el Perú se ha desarrollado en dos periodos claramente identificados por los diferentes
acontecimientos geológicos que en ellos ocurrieron (figura 2).
El primer periodo se desarrolla, durante el Paleozoico y se caracteriza por producirse en un régimen de deformación
netamente extensional que fue perturbado por la ocurrencia de los siguientes sucesos. (Fig 2a)
– Variaciones en la Velocidad del movimiento de las placas. Se asume que durante este periodo, la velocidad de la
placa de Nazca era menor que la contienental. En la actualidad, la placa de Nazca se desplaza a una velocidad
de 8-10cm/año.
– Variaciones en la dirección de expansión de la corteza oceánica. En la actualidad, la placa de Nazca se desplaza
en dirección NE.
– Presencia de obstáculos en el proceso de subducción. En la actualidad, el obstáculo más importante es la Dorzal
de Nazca.
– Cambios en la densidad de la placa oceánica según su edad. Variaciones puestas en evidencia por estudios de
Paliemagnetísmo.
– Aumento en la capacidad de la fricción entre las superficies de la placa de Nazca y Sudamericana.
El segundo periodo, de evolución de la Cordillera Andina se produjo durante el Triásico-Pliostocéno (figura 2b, c, d) y
se caracteriza por ser totalmente de régimen compresional con la consecuente formación y evolución de la Cordillera
Andina hasta presentar los rasgos topográficos que restan hoy en día.
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Figura 1.- Esquema del proceso de convergencia de la placa de Nazca
(oceánica) y la Sudamericana (continental). F1 y F2 indica la dirección de
desplacamieto de las placas según DeMets et al (1990). Las Lineas
discontinuas indican la ubicación y orientación de la Fractura de Mendaña y
Dorsal de Nazca.
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Figura 2.- Esquema de evolución de la Cordillera de los Andes según Megard (1978),
Dalmayrac et al (1981) y Sebrier el al (1985) (a) Régimen extensional y (b,c y d) régimen
compresional.
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2.1.- Principales Rasgos Tectónicos
La subducción de la placa de Nazca bajo la Sudamericana es acompañada con la presencia de diversos y
grandes rasgos tectónicos localizados a ambos extremo del margen continental, los mismos, que deben su
origen a los continuos movimientos de compresión y extenión que ambas placas soportan. En general, la
evolución geodinámica de Perú esta controlada por los siguientes rasgos tectónicos: La Dorsal de Nazca, la
Fractura de Mendaña, la Fosa Peruano-Chilena, la Cordillera Andina, la Cadena Volcánica y los diferentes
Sistemas de Fallas distribuidas en el interior dl continente. La ubicación geográfica de estos rasgos tectónicos se
muestra en la Figura 3.
Figura 3.- Principales rasgos tectónicos superficiales en Perú y en el borde Oeste de
Sudamérica. Los triángulos indican localización de los volcanes y las lineas de color
celeste los principales sistemas de fallas activas en Perú (sebrier et al. 1985).
HP = Huaypira. AM=Alto Mayo. CB=Cordillera Blanca, SA = Satipo - Amauta,
HU = Huayta pallana, AY = Ayacucho, MA = Marcona, MD = Madre de Dios,
TM = Tambomachay, PL = Planchada, PC = Pampacolca, HC = Huambo y Cabanaconde
y IP = Ichupampa.
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La Dorsal de Nazca, es una cordillera oceánica que se localiza en el extremo NW de la región Sur de Perú frente
al departamento de Ica. Esta cordillera sigue una orientación NE-SW perpendicular a la línea de la fosa
peruano-chilena (entre 15° y 24° Sur), de tal modo que su extremo NE se ubica frente al departamento de Ica en
donde se presenta un ancho aproximadamente de 220 km sobre la cota de 2000 metros. Sin embargo; su ancho
y altitud disminuye gradualmente hacia su extremo SW. Según la figura 3, la cota de 2000 metros de esta dorsal,
se localiza a 50 km. de distancia aproximadamente de la línea de fosa; mientras que, las cotas menores ya
subducieron bajo la placa continental (Sebrier et al 1985). La Dorsal de Nazca presenta una forma asimétrica,
iendo probablemente esta característica determinante para los diferentes procesos geodinámicos que se producen en esta región. Estudios recientes, sobre anomalias magnéticas, permiten considerar la hipótesis de que la
Dorsal de Nazca debe su origen a una antigua zona de creación de corteza que ceso su actividad hace 5 a 10
millones de años aproximadamente (Udias y Mezcua, 1997; Marocco, 1980; Sebrier et al, 1985).
La Fractura de Mendaña corresponde a una discontinuidad de la corteza oceánica que se localiza en el extremo
NW de la región Central de Perú, frente al departamento de Ancash (10° - 12° de latitud Sur). En la actualidad,
esta fractura tiene una orientación NE-SW; es decir, perpendicular a la línea de la fosa peruano-chilena y un ancho
de 80 km aproximadamente sobre la cota de 1000 metros. Según la Figura 3, esta estructua se localiza
aproximadamente a una distancia de 180 km de línea de fosa, En la actualidad, no se dispone de mayor
información sobre las características físicas de esta fractura.
La fosa Perú-Chile delimita el inicio de la interacción entre la placa de Nazca y la Sudamericana. Litológicamente,
la fosa está formada por sedimentos de diferente potencia depositados sobre rocas pre-existentes. Según Heras
(2002), frente la costa de Perú la fosa peruano-chilena presenta profundidades máximas de hasta 6000 metros en
la región Norte y Sur; mientras que, en la región Centro es del orden de 5000 metros. La fosa peruano-chilena
presenta una contorsión NNW-SSE en la región Norte y Centro, y NW-SE en la región Sur de Perú. El cambio en
la orientación de la fosa se produce frente a la Dorsel de Nazca.
La Cordillera Andina se distribuye paralela al borde Oeste de Sudamérica sobre una extensión de 7000 km., y con
alturas máximas de 6000 metros sobre el nivel del mar. En Perú, de norte a Sur, la Cordillera de los Andes se
presenta bien definida; siin embargo, es notoria la presencia de dos inflexiones, a la altura de 5° Sur, denominada
deflexión de Huancabamba y a los 14° Sur, denominada deflexión de Abancay (Figura 3, áreas de color rojo).
Estas deflexiones cambian parcialmente la orientiación de la cordillera en dirección NE-SW y Este-Oeste
respectivamente. Transversalmente, la Cordillera Andina presenta diversas unidades morfoestructurales y anchos
que oscilan entre 250 km. en la región Norte y Centro de Perú hasta 500 km. en la frontera entre Perú, Chile y
Bolivia (Marocco, 1980; Tavera y Buforn, 1998).
La Cadena Volcánica se ubica en la región Sur de Perú por debajo de la deflexión de Abancay hasta los 25°S en
Chile. Esta cadena se distribuye sobre la Cordillera Occidental siguiendo un aparente alineamiento con
orientación NW-SE en Perú y N-S en el extremo Norte de Chile. Las características geométricas de cada uno de
los volcanes que integran esta cadena, muestran que la actividad tectónica es contemporánea a la orogenia
extensional que experimenta la Cordillera Andina cerca del Cuaternario Medio y Reciente (Sebrier et al, 1685). Los
principales volcanes presentes en la región Sur de Perú son: Coropuna (6425 msnm), Sabancaya (5795 msnm),
Misti (5825 msnm), Ubinas (5672 msnm)j, Chachani (3745 msnm), Huaynaputina (4800msnm), Tutupaca
(5806 msnm), Yucamane (5508 msnm). Es importante remarcar que en las regiones Norte y Centro de Perú, la
actividad volcánica disminuyo ó desapareció hace 8 millones de años (Marocco, 1980).
Los Sistemas de Fallas presentes en el Perú, son el resultado del continuo proceso de deformación de la corteza
continental. Estos sistemas están presentes en mayor número, de Norte a Sur, sobre la zona Subandina al pie del
borde Oriental de la Cordillera Andina, afectando a los principales plegamientos del escudo Brasileño (sistemas
de fallas de Moyobamba, Satipo, Madre de Dios, etc.). El número de estos sistemas de fallas es menor sobre la
Alta Cordillera y en el Altiplano (sistema de fallas de la Cordillera Blanca, Huaytapallana y Tambomachay). En
general, el mayor número de fallas son de tipo inverso que evidencial el acortamiento de la corteza.
2.2.- Zonificación de la Cordillera Andina
La Cordillera Andina, se extiende a lo largo del continente Sudamericano desde Venezuela hasta el Sur de Chile con
orientaciones que varían desde NE-SW en Colombia y Ecuador, NW-SE en Perú y N-S en Chile (Figura 1 y 3). Tal como
se analizó anteriormente, la topografia actual de la Cordillera Andina, es el resultado de varios procesos orogénicos
ocurridos durante épocas geológicas pasadas, dando origen a la formación de pliegues, fallas, depresiones, elongaciones
de los grandes intrusivos y alineamiento de conos del orden de 51 km. en la región Central y de 75 km en la región Sur
(James, 1978; Marocco, 1980; Dalmayrac et al, 1981; Tavera, 1993 y Tavera y Buforn, 1998).
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Figura 4.- Principales unidades geomorfológicas en Perú (Dalmayrac et
al, 1981; Tavera y Buforn, 1998). La Zona Costanera y Zona Subandina
presentan elevaciones menores a 1500-4000 metros y el Altiplano myaores
a 4000 metros. Los triángulos en blanco indican la presencia de la cadena
volcánica.
La cordillera Andina, desde el punto de vista geomorfológico, puede serzonificada en una serie de siete unidades
morfoestructurales que se distribuyen de Oeste a Este (Figura 4), paralelas a la línea de costa. En la Figura 4, se
puede identificar la Cordillera de la Costa, la Zona Costanera (Z.C.), la Cordillera Occidental (C.OC.), el Altiplano,
la Cordillera Oriental (C.OR.), la Zona Subandina y la Llanura Amazónica (Dalmayrac et al), 1981; Tavera y Buforn,
1998). A continuación se presenta una descripción de cada una de estas unidades.
La Cordillera Costanera tiene su origen durante las fases tectónicas del Pre-Cámbrico (aproximadamente hace
4500 años) habiendo sido plegada hasta alcanzar elevaciones máximas de 1200mnm y posteriormente erosionada
parcialmente. Actualmente, esta unidad se presente egmentada a lo largo y próximo al litoral siguiendo una
dirección NW-SE. El segmento Sur de esta cordillera, esta formada por el macizo de Arequipa ubicado entre los
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14° y 18° Sur como parte de la deflexión ubicada en el extremo SE del territorio peruano y el segmento Norte entre
2° y 7° Sur, el mismo que forma parte de la deflexión ubicada al Nor-Oeste del Territorio peruano y que se proyecta
sobre territorio ecuatoriano. Entre las latitudes de 6 ° al 14° Sur, esta unidad desaparece debido posiblemente a la
subsidencia de una parte del margen continental por efectos tectónicos (INGEMET, 1995).
La Zona Costanera presenta elevaciones entre 50 y 1500 metros sobre el nivel del mar. Esta unidad presenta un
ancho máximo de 100 km en la región Norte y de 40 km. en la región Sur de Perú. La Zona Costanera está
constituida por materiales volcánicos y rocas sedimentarias con la presencia de plegamientos suaves en la
reigión Norte-Centro y basamentos fuertemente plegados en la región Sur.
La Cordillera Occidental con una elevación máxima de 5000msnm, se caracteriza por constituir el batolito plutónico
andino de mayor volumen. En general, esta cordillera se orienta en dirección NW a SE; sin embargo, algunas
estructuras regionales tienden a cambiar su orientación hacia el Oeste en las proximidades de la deflexión de Abancay
(entre 13° y 14° Sur) y en el extremo NE cerca de la deflexión de Huancabamba (~5.0° Sur). Esta unidad esta
compuesta principalmente por rocas volcánicas y plutónicas meanamente deformadas además de la presencia de
fuertes plegamientos fallas normales, inversas y grandes sobrecorrimientos. En la región Sur, esta unidad se caracteriza por presentar una alineación de conos volcánicos sobre una lingitud de aproximadamente 300 km en dirección
NW-SE.
El Altiplano presenta elevaciones medias del orden de 3000 msnm y anchos que varían entre 10 a 50 km. en la
región Central y de 140 a 200 km. en la región Sur. Esta unidad se extiende desde la latitud de 9° Sur (Ancash)
hasta cubrir todo el Altiplano peruano-boliviano siguiendo una orientación NW a SE. El Altiplano, esta formado por
una serie de depresiones (cuencas intra-montañosas) y elevaciones (altas mesetas) que se prolongan hacia el
altiplano boliviano. En la región Sur, se puede identificar la cuenca del lago Titicaca y las depresiones intra
montañosas a lo largo de los valles longitudinales interandinos.
La Cordillera Oriental en promedio presenta elevaciones medias de 3700 a 4000msnm y anchos que varían entre
70 a 100 km aproximadamente. En general, esta cordillera se extiende de Norte a Sur siguiendo una orientación
NW-SE; sin embargo, soporta un fuerte arqueamiento en dirección Este-Oeste a la altura de la latitud de 14° Sur
conocida como deflexión de Abancay. En la región Norte, la Cordillera Oriental aparentemente desaparece debido
a la deflexión de Huancabamba (~5° sur). Esta cordillera corresponde principalmente a un extenso anticlinal
formado esencialmente por depósito intrusivos y cuyo levantamiento fue controlado por fallas region ales
longitudinales distribuidas a lo largo de su límite con la zona Subandina.
La Zona Subandina presenta una anchura variable debido a que en ella se amortiguan las estructuras andinas
formando una gruesa serie continental de terrenos sedimentarios fuertemente plegados como producto de la
subsidencia del escudo brasileño bajo la Cordillera Andina. Este proceso permite observar una topografía
accidentada con la presencia de numerosos sistemas de fallas inversas, sobrecorrimientos y plegamientos de
estratos con trazas de falla y ejes de plegamiento orientados en dirección NW-SE.
La Llanura Amazónica se extiende desde la zona Subandina sobre todo el escudo brasileño y desde el punto de vista
geomorfológico, esta unidad representa una amplia zona llana formada por una importante secuencia de sedimentos.
Geodinámicamente, las unidades descritas anteriormente son el resultado de una tectónica compresional que se
concentra en ambos lados de la Cordillera Andina y una extensional en la parte elvada de la misma. Esta tectónica
activa permite considerar al territorio peruano como una de las regiones más activas en el mundo con la
consecuente ocurrencia frecuente de sismos, erupciones volcánicas y la formación de fallas geológicas (Megard
y Philip, 1976; Megard, 1978; Marocco, 1980; Dalmayrac et al, 1980; Dalmayrac y Molnar, 1981; Sebrier el al,
1988; Lindo, 1993; Tavera y Bufron, 1998 y Bernal 2002).
2.3.- Principales Sistemas de Fallas
El proceso de deformación de la corteza contiental, como consecuencia del levantamiento de la Cordillera Andina,
ha dado origen a la formación de diferentes sistemas de fallas distribuidas sobre todo el territorio peruano. En
general, estos sistemas son de tipo inverso sobre la zona Subandina, al pie de los principales plegamientos
formados por la subsidencia del escudo brasileño bajo la cordillera Oriental (fallas de Moyobamba, Satipo, Madre
de Dios). Mientras que, en la Alta Cordillera y en el Altiplano, el número de estos sistemas es menor y se
encuentran ubicados principalmente al pie de algunos nevados importantes, y deben su origen a procesos
extensivos (fallas de la Cordillera Blanca y Tambomachay) y compresivos (sistema de fallas del Huaytapallana). A
continuación, se describirá las características más importantes de los principales sistemas de fallas, según su
ubicación en cada una de las unidades morfoestructurales descritas anteriormente (Figura 3).
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En la Zona Costanera, al Norte de 5° Sur, se ubica la falla de Huaypira (HP) con una orientación NE-SW y E-W;
entre 14° y 16° Sur, se observa la presencia de la falla de Marcona (MA) con orientación NW-SE y a la altura de
16.5° Sur, destaca la falla de la Planchada (PL) con orientación NW-SE. Estas fallas presentan longitudes del
orden de 90 km. en promedio y son de tipo normal.
En la Cordillera Occidental es importante la presencia de la falla de la Cordillera Blanca (CB), siendo esta de tipo
normal con buzamiento al SW y de las de mayor extensión en el mundo (200 km). El ramal Norte de esta falla, recibe
el nombre de falla de Quiches. A la altura de la latitud de 16° Sur aparece la falla de Pampacolca (PC) con una
longitud de 30 km, siendo esta de tipo normal con el buzamiento de su plano principal en dirección SW. La falla de
Ichupampa (IP) se ubica entre 17° y 18.5° Sur sobre una longitud de 220 km. aproximadamente. Esta falla es de tipo
normal con buzamiento hacia el SW y conforme se extiende hacia Chile buza hacia el Oeste. En Alta Cordillera.
sobre la latitud de 12.5° sobresale el sistema de fallas del tipo inverso del huaypallana (HU) con una longitud de 25
km en dirección NW-SE y con buzamiento hacia el NE. A la latitud de 13.5°S, sobresale el sistema de fallas de
Ayacucho (AY).
En el Altiplano y en la Cordillera Oriental, entre 13° - 14. 5°S, se ubica el sistema de fallas de Tambomachay (TM),
el mismo que prácticamente cruza el extremo sur del departamento de Cuzco. Este sistema considera además,
a un importante número de fallas de tipo normal que se distribuyen siguiendo diversas direcciones, siendo las de
mayor longitud las fallas de Viscachani, Alto Vilcanota, Pomacanchi y Lanqui-Layo, todas con una orientación en
dirección Este-Oeste.
En la zona Subandina destacan los sistemas de fallas inversas del Alto Mayo (AM) ubicadas entre las latitudes de
4° a 8° Sur, el sistema de fallas de Satipo-Amauta (SA) entre 9°y 12° Sur y el sistema de fallas de Madre de Dios
(MD) entre 12° y 14° Sur. Todos estos sistemas, presentan fallas de diferentes longitudes (entre 300 a 500 km) y
en general, se orientan paralelas a la Cordillera Andina con buzamiento hacia el SW.
Todos los sistemas de fallas, descritos anteriormente, se han originado o soportado en el pasado importantes
reactivaciones debido a la ocurrencia de sismos de magnitud elevada, los mismos que en algunos casos, han
puesto en evidencia sobre la superficie escarpas de falla con desniveles, sobre el nivel del suelo, del orden de 2
y 4 metros (Falla de Huaytapallana y Quiches). Pór ejemplo, en la Zona Subandina los sismos de 1990 y 1991
reactivaron el sistema de fallas del Alto Mayo; en la Cordillera Oriental, la falta de Tambomachay fue reactivada
con el sismo de 1986; en la Cordillera Occidental, la falla de Quichés se originó con el sismo de 1946 y la falla de
Huaytapallana, con do sismos ocurridos en 1981 y 1999.
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Distribución Espacial de Áreas de Ruptura y
Lagunas Sísmicas en el Borde Oeste del Perú
Hernando Tavera & Isabel Bernal
Centro Nacional de Datos Geofísicos-Sismología. Instituto Geofísico del Perú
Calatrava 216, La Molina, Lima 12 – E-mail: [email protected]
RESUMEN
La información contenida en el Catálogo Sísmico del Perú ha sido utilizada para analizar y evaluar la distribución
espacial de las áreas de ruptura producidas por sismos de gran magnitud ocurridos en el borde oeste del Perú. La
distribución temporal de las áreas de ruptura ha permitido visualizar, desde el año 1500, la presencia de diversas
lagunas sísmicas de diferentes dimensiones que han dado origen a sismos de gran magnitud en el pasado. Las
características espacio-tiempo de las áreas de ruptura y lagunas sísmicas proporcionan herramientas importantes
para identificar posibles áreas propensas a ser afectadas por un sismo. En la actualidad, en el borde oeste del Perú
se ha identificado la presencia de hasta 3 lagunas sísmicas que en el futuro darían origen a igual número de sismos.
Estas lagunas están entre las áreas de ruptura de los sismos de 1974 y 1942/1996 (150 km. de longitud); 2001 y
1996 (90 km. de longitud); y al sur del área de ruptura del sismo de 2001 (150 km. de longitud). Esta última puede
involucrar a la gran laguna sísmica presente en la región norte de Chile (500 km de longitud).
ABSTRACT
The information container in Seismic Catalogue of Peru has been utilized to analyze and evaluate the spatial distribution
of areas of rupture associated to great earthquakes occurred in the Western border of Peru. The temporary distribution
of the rupture areas has permitted to visualize, the presence of seismic gaps with different dimensions that have caused
earthquakes of great magnitude since the early sixteenth century. The space-time characteristic of rupture areas and
seismic gaps provides important tools to identify possible areas that will be affected by an earthquake. Currently, in the
western border of Peru three seismic gaps that could cause equal number of earthquakes in the future have been
identified. These gaps are located among rupture areas of the 1974 and 1942/1996 earthquakes (150 km of length), 2001
and 1996 (90 km. of length), and southwards from the rupture area of earthquake occurred in 2001 (150 km. of length).
The last one could involve a great seismic gap present in the North region of Chile (500 km. of length).
INTRODUCCIÓN
En el ámbito de la Tectónica de Placas, el borde oeste de Sudamérica se constituye como una de las más
importantes fuentes sismogénicas en el mundo, debido a la alta velocidad con la cual convergen las placas de Nazca
(oceánica) y Sudamérica (continental). Esta velocidad es del orden de 8 cm/año (DeMets et al, 1990; Norabuena et
al, 1999), lo cual causa que se produzca una continua fricción entre ellas que, en tales condiciones, da origen a los
más violentos sismos conocidos en la historia del Perú y de Sudamérica. Por ejemplo, el ocurrido en mayo de 1960
frente a la ciudad de Concepción, en la región sur de Chile, con una magnitud de 9.5Mw y que afectó una longitud
máxima de 1000 km. Una consecuencia de este sismo es que dio origen a uno de los tsunamis transoceánicos más
dañinos conocidos pro la humanidad; además permitió, por primera vez, que muchos investigadores observaran las
oscilaciones propias de la Tierra, sin considerar que su eje de rotación varió ligeramente. En el Perú es importante el
sismo ocurrido en la región sur en agosto de 1868 con una magnitud de 9.0Mw y que produjo daños considerables a
lo largo de 500 km, aproximadamente. Este sismo también produjo un tsunami con las del orden de 16 metros. Para
ambos se estima un período de retorno del orden de los 100 años.
La ocurrencia de sismos en los bordes de las placas es debida a que el proceso de fricción entre ambas es continuo
en el tiempo geológico. Cuando las fuerzas que movilizan las placas son mayores que el total de las fuerzas que se
oponen, entonces el deslizamiento de una de las placas se realzará de manera violenta produciendo un sismo cuya
intensidad dependerá de la longitud de dicho deslizamiento y de las dimensiones del área afectada. El proceso de
fricción entre las placas de Nazca y Sudamericana se realiza a lo largo de toda su superficie de contacto, es decir,
en una longitud de 5,000 km. aproximadamente, pero los deslizamientos que dan origen a los sismos solamente
involucran segmentos de longitud menor permitiendo considerar áreas pequeñas de fricción y ruptura. En el caso de
estas zonas de convergencia, conocidas como “zonas de subducción”, las superficies de fricción no son visibles
debido a que se encuentran por debajo del nivel del mar; sin embargo, sus dimensiones pueden ser estimadas a
partir de la distribución de sus réplicas y, en caso de sismos históricos, a partir de las áreas de intensidad máxima.
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Debe entenderse que debido a la heterogeneidad de la superficie de ambas placas (Nazca y Sudamericana), la
distribución espacial de las áreas involucradas en la ruptura no es aleatoria como para producir el avance lineal de las
dos placas. Por el contrario, los sismos ocurren de manera indistinta sobre la superficie de fricción, de ahí su
peligrosidad al no saber en qué parte de toda la superficie se producirá el siguiente sismo. Sin embargo, la
distribución espacial de los grandes sismos o de sus áreas de ruptura permite prever la presencia de otras áreas con
diferentes geometrías que podrán estar comprometidas en producir, en el futuro, un sismo de gran magnitud. Esta
particularidad ha llevado a investigadores como Séller (1972), Séller et al (1973), Séller y McCann (1976), McCann et
al (1979), Mishenko (1985), Mishenko (1991) a proponer y sustentar una teoría observacional para la predicción de
sismos a largo plazo, la misma que se basa en evaluar la presencia temporal de las llamadas “lagunas sísmicas”.
Una laguna sísmica puede ser definida como aquella área en la cual no se ha producido, durante un período
determinado de tiempo, un sismo de magnitud elevada y que en la actualidad se encuentra rodeada por otras áreas
que sí produjeron sismos. Las dimensiones de las lagunas sísmicas permiten aproximar el tamaño del evento que se
produciría en el futuro, así como las dimensiones del área a ser afectada. La hipótesis de las lagunas sísmicas en su
definición moderna fue introducida por Fedotov (1965) y aplicada en la región conocida como Cinturón de Fuego del
Pacífico por Sykes (1971), Kelleher et al., (1973), McCann et al., (1979), y Nishenko y Sykes (1993). En general, la
hipótesis de la laguna sísmica implica que el peligro de ocurrir un sismo inmediatamente después de haberse
producido otro grande es mínimo y aumenta con el pasar del tiempo, pudiendo ocurrir en un nuevo segmento de la
falla o límite entre placas (WGCEP, 1988).
La hipótesis de las lagunas sísmicas ha tomado progresivamente mayor relevancia y nuevos grupos de investigación
vienen evaluando los trabajos realizados por Nishenko (1989ª, 1989b, 1991), utilizando dos catálogos como base de
datos (Catálogo Preliminar de Epicentros del USGS, PDE y el CMT de la Universidad de Harvard) y diferentes
escalas de magnitud para los sismos contenidos en ambos catálogos, además de pruebas estadísticas que
consideran el número total de zonas afectadas por un sismo característico y la probabilidad de que algunas de las
zonas que pudiera ser afectada por un sismo coincidiera con la probabilidad especificada (Nishenko 1989ª, 1989b,
1991). En conjunto, las nuevas bases de datos y las pruebas estadísticas realizadas sustentan una nueva hipótesis
definida por Kagan y Jackson (1991, 1994, 1995) como “New Seismic Gap Hypothesis”, la misma que permitirá
re-evaluar la existencia de lagunas sísmicas en todo el Cinturón de Fuego del Pacífico.
En este estudio se realiza un análisis detallado de la distribución espacial de las áreas de ruptura y de lagunas
sísmicas presentes en el borde oeste del Perú, con el fin de identificar otras con mayor probabilidad de dar origen a
un nuevo sismo. Para tal objeto se estudian y discuten las características de las áreas de ruptura de los sismos
ocurridos en el borde oeste del Perú desde el año 1500 a la fecha y cuya información se encuentra en los catálogos
sísmicos del Instituto Geofísico del Perú (Tavera y Agüero, 2001; Agüero y Tavera, 2004).
PRINCIPALES ELEMENTOS TECTÓNICOS
El proceso de subducción de la placa de Nazca bajo la Sudamericana se realiza acompañado de algunos elementos
tectónicos que, a su vez, han dado origen a la formación de otros que hoy en día controlan toda la geodinámica del
borde oeste de Sudamérica. Estos elementos son la Dorsal de Nazca, la Fractura de Mendaña, la Fosa
Peruano-Chilena, la Cordillera Andina, la Cadena Volcánica y los diferentes sistemas de fallas distribuidos en el
interior del continente, tal como se muestra en la Figura 1.
La Dorsal de Nazca es reconocida como una cordillera oceánica de forma asimétrica que existe en el extremo NO de
la región sur del Perú con una orientación NE-SO (entre 15° y 24° Sur). El extremo NE de la dorsal está frente al
departamento de Ica, a una distancia del orden de 50 km de la línea de fosa, siendo aquí de 220 km su anchura en
la cota de -2000 metros, aproximadamente. La anchura y la altitud de esta cordillera disminuyen considerablemente
en dirección SO y se considera que cotas menores ya subdujeron bajo la placa continental (Sebrier, et al)., 1985.
Estudios sobre anomalías magnéticas permiten considerar la hipótesis de que la Dorsal de Nazca debe su origen a
una antigua zona de creación de corteza, que cesó su actividad hace de 5-10 millones de años aproximadamente
(Marocco, 1980; Sebrier et al, 1985).
La Fractura de Mendaña corresponde a una posible discontinuidad de la corteza oceánica que se encuentra en el
extremo NO de la región central del Perú, frente al departamento de Ancash (10° - 12° de latitud Sur). En la actualidad
esta fractura de 80 km, aproximadamente, en la cota de -1000 metros. Según se ve en la Figura 1, la estructura se
encontraría a una distancia de 180 km de la línea de fosa. No existe mayor información sobre el origen y otras
características de esta estructura.
La Fosa Perú-Chile delimita el inicio de la interacción entre las placas de Nazca y Sudamericana y está formada por
sedimentos de variada potencia depositados sobre rocas pre-existentes. Frente al borde oeste del Perú la fosa
presenta profundidades máximas de hasta 6000 metros en la región norte y sur; mientras que en la región centro es
Guía del Participante - PCER
75
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
del orden de los 5000 metros. La orientación de la fosa es en dirección NNO-SSE en la región norte y centro y
NO-SE en la región sur del Perú. El cambio en la orientación de la fosa se produce frente a la Dorsal de Nazca.
La Cordillera Andina se distribuye sobre el borde oeste de la placa Sudamericana y tiene una extensión de 7000 km,
aproximadamente, con alturas máximas del orden de los 6000 msnm. En el Perú, de norte a sur, la Cordillera de los
Andes está bien definida y, además, muestra la presencia de dos deflexiones importantes: la primera a la altura de
5° Sur, llamada Deflexión de Huancabamba y la segunda en 14° Sur, conocida como Deflexión de Abancay (Figura
1). Estas deflexiones cambian la orientación de la cordillera en dirección NE-SO y Este-Oeste respectivamente.
Transversalmente, la cordillera andina presenta diversas unidades morfoestructurales (Costa, Cordillera Occidental,
Altiplano, Cordillera Oriental y zona Subandina) y anchuras que varían desde 250 km. en la región norte y centro del
Perú hasta 500 km. en la región sur y en los límites entre Perú, Chile y Bolivia (Marocco, 1980; Tavera y Buforn,
1998).
La Cadena Volcánica se encuentra en la región sur del Perú por debajo de la Deflexión de Abancay hasta los 25°S,
en Chile. Esta cadena se distribuye sobre la Cordillera Occidental siguiendo un aparente alineamiento con
orientación NO-SE en el Perú y N-S en el extremo norte de Chile. Las características geométricas de cada uno de
los volcanes que integran esta cadena, muestran que la actividad tectónica es contemporánea a la orogenia extensional
que experimenta la cordillera andina cerca del Cuaternario Medio y Reciente (Sebrier et al, 1985). En las regiones
norte y centro del Perú, la actividad volcánica terminó hace 8 millones de años, aproximadamente (Marocco, 1980).
Fig. 1:
Principales
elementos
tectónicos
superficiales
en el Perú y
en el borde
oeste de
Sudamérica.
Los triángulos
indican la
localización de
los volcanes y
las líneas de
color azul, los
principales
sistemas de
fallas según
Sebrier et al.
(1985).
Los Sistemas de Fallas presentes en el Perú son el resultado del continuo proceso de deformación de la corteza
continental, estando presentes en mayor número sobre la zona subandina de la región norte y centro, todas de tipo
inverso que evidencian el acortamiento de la corteza. En la alta cordillera y sobre la Cordillera Occidental el número
de fallas es menor en número y tamaño, siendo en general de tipo normal, probablemente asociadas al levantamiento
de la corteza.
Dentro de la geodinámica del borde oeste del Perú los elementos tectónicos descritos anteriormente parecen
controlar las características físicas de los procesos de acumulación de energía y de posterior deformación. Por
ejemplo, se ha observado que al norte de la Fractura de Mendaña la ausencia de sismos de magnitud elevada podría
76
Guía del Participante - PCER
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sugerir que el proceso de fricción de placas se realiza de manera asísmica, de ahí que la placa sea más continua por
debajo del continente y alcance distancias del orden de 700 km. desde la fosa (Tavera y Buforn, 2001). Entre la
Fractura de Mendaña y la Dorsal de Nazca la ocurrencia continua de sismos indicaría mayor fricción y, por endemayor
deformación de la placa subducente. Asimismo, la presencia de la Dorsal de Nazca parece controla la presencia de
la Deflexión de Abancay y del cambio en el modo de subducción de la placa. Además, se ha observado que los
procesos de ruptura de los sismos que ocurren en la región sur del Perú tienden a propagarse en dirección contraria
a la ubicación de la Dorsal de Nazca. Estas apreciaciones son explicadas a continuación.
CARACTERÍSTICAS DE LA SISMICIDAD
Para analizar las características de la distribución espacial de la sismicidad que se produce en el Perú, es
importante considerar los grandes sismos que se han producido en el pasado, ya que sólo de esa manera es posible
intentar realizar estudios estadísticos que permitan tener una idea acerca de la recurrencia de los sismos de gran
magnitud. Según la recopilación hecha por Silgado (1978) y Dorbath et al (1990), la mayoría de los sismos históricos
para los cuales existe información se ha producido frente al borde oeste del Perú, debido a que en la costa se
encontraban ubicadas las ciudades más importantes del el punto de vista político. Así, el sismo más antiguo para el
cual se dispone de información confiable data del año 1513. Entre los sismos más importantes se pueden mencionar
los ocurridos en 1619 y 1953 que afectaron a los departamentos de La Libertad, Lambayeque y Piura con
intensidades del orden de VIII (MM). En la región central son notables los sismos ocurridos en 1586 (IX, MM), 1687
(VIII MM) y 1746 (X MM) que destruyeron casi completamente a la ciudad de Lima. Este último produjo un tsunami
con las de 15-20 metros de altura que inundaron totalmente el puerto del Callao. En la región sur ocurrieron
terremotos importantes en 1604 (IX MM), 1784 (X MM) y 1868 (X MM) que produjeron daños considerables,
principalmente a las ciudades de Arequipa, Moquegua, Tacna y Puno y en el norte de Chile. El sismo de 1868 habría
producido una longitud de ruptura del orden de 500 km y un tsunami con las de 16 metros de altura. Para la mayoría
de estos sismos, algunos autores como Silgado (1978), Comte y Pardo (1991) y Dorbath et al, (1990) atribuyen
períodos medios de retorno del orden 100 -130 años.
La sismicidad instrumental data de 1960 y sus características han permitido realizar los primeros análisis y
evaluaciones de las ocurrencias en el Perú y, como consecuencia, identificar también la presencia de fuentes
sismogénicas, tanto en superficie como a profundidad (Barazang y Isacks, 1979; Hasegawa y Sacks, 1981; Grange,
1984; Schneider y Sacks, 1987; Rodríguez y Tavera, 1991; Cahill y Isacks, 1992; Tavera y Buforn, 1998; Bernal,
2002), han permitido concluir que la distribución espacial de los sismos en el Perú es por demás compleja. Sin
embargo, es posible identificar la presencia de diferentes fuentes sismogénicas. En la Figura 2 se presenta la
sismicidad ocurrida en el Perú entre los años 1960 y 2002, con sismos cuyas magnitudes fueron mayores a 4.5 mb,
y en ella se observa que los sismos con foco superficial (h>60 km) de distribuyen principalmente frente a la línea de
costa, siendo en número, tamaño y frecuencia, mucho mayor que los sismos que se producen a los mismos niveles
de profundidad en el interior del continente (Figura 2ª). Esta sismicidad está asociada al proceso de fricción de
placas y es la principal fuente sísmica presente en el Perú ya que ha dado origen a los más grandes sismos para los
cuales se cuenta con información histórica y actual. En la Figura 2b se muestra la distribución de los sismos con
foco intermedio (60>hL300 km), los mismo que se pueden agrupar en tres fuentes, una paralela a la línea de costa
por debajo de los 9°S, otra en la zona subandina de la región norte y centro, y la tercera sobre toda la región sur,
siendo esta última la que comprende un mayor número de sismos. Los sismos con foco profundo (h>300 km) son
parte de dos fuentes; la primera en el límite del Perú con Brasil y la segunda entre el Perú y Bolivia (Figura 2b).
La distribución, a profundidad, de los sismos con foco superficial ubicados entre la fosa y la línea de costa, más los
de foco intermedio, permite configurar la superficie de fricción entre las placas de Nazca y Sudamericana, así como
la geometría de la primera por debajo del continente (Grange et al, 1984; Schneider y Sacks, 1987; Rodríguez y
Tavera, 1991; Cahill y Isacks, 1992). Estudios realizados por Tavera y Buforn (2001) y Bernal et al (2002) han
permitido tener una idea general de la forma de la placa de Nazca dentro del proceso de subducción, tal como se
muestra en la Figura 3. En dicha figura se observa que la placa subduce de norte a sur, con un ángulo medio de 30°
hasta una profundidad del orden de 100-120 km, a partir de la cual, en la región norte y centro continúa de manera
casi horizontal hasta distancias de 700 km desde la línea de fosa. Contrariamente, en la región sur el ángulo de
inclinación de la placa es continuo hasta una profundidad de 300 km. Obsérvese que a la altura de la latitud de 15°S
aproximadamente, se estaría produciendo la contorsión de la placa para pasar de un proceso de subducción casi
horizontal a otro continuo denominado comúnmente como “normal”. Estos dos modos de subducción de la placa,
junto a la presencia de la Dorsal de Nazca y de la Fractura de Mendaña parecer ser importantes al momento de
producirse un sismo ya que controlan las características físicas de los diferentes procesos de ruptura. Por ejemplo,
en la región central del Perú y entre la Dorsal de Nazca y la Fractura de Mendaña, en los últimos 100 años se han
producido hasta 7 sismos con magnitudes Mw mayores a 7.0 (1940, 1942, 1966, 1970, 1974, febrero y noviembre de
1996), mientras que en la región sur, después de 133 años solamente se ha producido el sismo del año 2001
(8.2Mw). Para la región norte únicamente se podría considerar el sismo ocurrido frente al departamento de Tumbes
Guía del Participante - PCER
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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
en el año 1970 (7.2Mw). En estas condiciones se considera que en la región central el acoplamiento de las placas es
máximo, en la región sur se produciría un acoplamiento medio y en la región norte sería casi nulo. Otra característica
importante, es la de que en la región sur los procesos de ruptura de los grandes sismos tienden a propagarse en
dirección SE, involucrando superficies más lineales en las cuales los daños y efectos son mayores. En la región
central, las áreas de ruptura y de daños en superficie son menores en tamaño.
DISTRIBUCIÓN DE LAS ÁREAS DE RUPTURA Y DE LAGUNAS SÍSMICAS
La ocurrencia continua de sismos de gran magnitud frente al borde oeste del Perú ha permitido, a lo largo de la
historia, evaluar el real potencial de esta principal fuente sismogénica. Lamentablemente, en los diferentes catálogos
sísmicos del Perú sólo se encuentra información a partir del año 1500, no siendo, esta base de datos, suficiente
como para intentar realizar estudios estadísticos que permitan obtener resultados con un alto grado de confiabilidad.
Sin embargo, desde el punto de vista observacional es posible identificar diversas áreas en las cuales existiría la
probabilidad de que ocurra un sismo en el futuro, siendo éstas conocidas como “lagunas sísmicas”. Estas áreas
están rodeadas de otras en las cuales ya ocurrieron sismos importantes, lo cual permite afirmar que la energía
liberada por ellos se habría acumulado en dichas áreas. En estas condiciones resultaría fácil, en cierto modo,
identificar en el tiempo la presencia de lagunas sísmicas en función de la distribución de las áreas de ruptura
asociadas a sismos de gran magnitud.
Fig. 2: Distribución espacial de los sismos con foco superficial (círculos rojos), intermedio (cuadrados verdes) y profundos (triángulos
azules) ocurridos entre 1960 y 2002 (mb>4.5) según los catálogos de Engdahl et al. (1997) y IGP (2002).
Fig. 3: Esquema 3D para la geometría de la placa de Nazca bajo la placa Sudamericana. Los números del 1 al 3 indican las áreas de mayor
deformación debido a la mayor ocurrencia de sismos, ver Figura 2.
78
Guía del Participante - PCER
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
En la Tabla 1 se presenta los parámetros hipocentrales y valores de magnitud e intensidad de los sismos más importantes ocurridos en el borde oeste del Perú, desde el año 1500. Según la fecha de ocurrencia de estos sismos, podrían
aceptarse períodos de recurrencia que oscilen entre 50 y 150 años. En la Figura 4 se presentan 6 períodos de tiempo
en los cuales se han producido sismos importantes con intensidades mayores a VIII en la escala de Mercalli
Modificada. La primera figura corresponde al período 1500 y 1650, tiempo durante el cual se produjeron hasta 3 sismos
y, entre cada área de ruptura, se observa la presencia de lagunas sísmicas con diferentes tamaños ubicadas frente a
los departamentos de Ancash, Ica y extremo norte y sur de Arequipa. Las longitudes mayores de estas áreas de ruptura
varían entre 100 y 450 km. Seguidamente, durante el período comprendido entre los años 1651 y 1700, se produce un
sismo frente al departamento de Ancash, otro frente a Ica y uno pequeño, pero importante, frente a Tacna. Obsérvese
que estos sismos ocurrieron en las áreas reconocidas en el período anterior como lagunas sísmicas. Del mismo modo,
durante el período 1701 y 1800 se producen dos de los más grandes sismos conocidos en el Perú; ambos causaron
tsunamis con olas que alcanzaron alturas del orden de los 17 metros. En el caso de la región central, el sismo de 1746
involucra una superficie cuya longitud máxima es de 250 km. y abarca la pequeña laguna sísmica identificada en el
período anterior frente al departamento de Lima. Para la región sur, el sismo de 1784 prácticamente cubre toda el área
de la laguna sísmica. Durante el período 1801 y 1850 sólo se produce un sismo en la región sur, estando el resto del
borde oeste del Perú en situación de acumulación de energía. En el período 1851 y 1900, en la misma región sur y
después de 84 años, se produce nuevamente un gran sismo, el más grande para el que se cuenta con información
detallada (longitud de ruptura del orden de 500 km). Este sismo produjo tsunamis con olas de hasta 16 metros de altura
en Tacna y en Arica, Chile. El sismo de 1833 puede ser considerado como un precursor de este último. Es necesario
mencionar que durante 194 años, en la región central no ocurrió ningún sismo importante, al igual que en la región norte
en la que no ocurre un sismo desde 1619. Durante el siglo XIXI (1901-2000), prácticamente todos los sismos sucedieron
en la región central (7 sismos) y solamente uno en el extremo norte de la región sur (1913), pudiendo las regiones norte
y sur reconocidas como lagunas sísmicas.
Este simple análisis espacial de las áreas de ruptura ha permitido observar que los grandes sismos son repetitivos en
el tiempo, ya que las áreas que en algún momento liberaron energía vuelven a pasar por un período de acumulación de
la misma para dar origen a otro sismo en el futuro. Es obvio suponer que el tamaño de estos sismos dependerá del
período de acumulación de dicha energía y de las dimensiones del área involucrada en la ruptura o de las de la laguna
sísmica. A priori, este tipo de análisis permite reafirmar que las regiones centro y sur del Perú son las de mayor
potencial sísmico en razón de que en ambas los sismos parecen repetirse con períodos de tiempo comprendidos entre
50 y 150 años. Contrariamente, es posible que en la región norte sean necesarios períodos de acumulación de energía
mayores a 500 años para que se produzca un gran sismo.
Similar análisis puede hacerse con ayuda de la Figura 5. Aquí, los sismos han sido representados en función de su
longitud de ruptura y de su ubicación en latitud vs. período de ocurrencia. En dicha figura puede observarse claramente
el diferente potencial sísmico de cada región. Por ejemplo, durante todo el período de estudio, en la región norte
solamente se tiene información sobre la ocurrencia del sismo de 1619, para luego mantenerse toda la región en silencio
sísmico hasta el presente. En la región central se observa la ocurrencia continua de hasta 3 sismos entre 1678 y 1746,
para luego aparecer un período de silencio sísmico del orden de 194 años que se rompe con la ocurrencia de 7 sismos
hasta el año 1996, a partir del cual volvería a iniciarse el período de acumulación de energía o de silencio sísmico.
Contrariamente, en la región sur parecería que los grandes sismos estuvieran precedidos por otros de menor intensidad. Así, antes del sismo de 1604 (450 km. de longitud de ruptura) ocurrió otro menor en 1582; antes del sismo de 1868
(500 km. de longitud de ruptura) se produjo otro, en 1784, también de menor magnitud y finalmente, en el año 2001 se
tuvo lugar otro sismo pequeño que podría ser el precursor de otro mucho mayor. Obviamente, es difícil poder precisar el
período más probable o la fecha de ocurrencia del próximo sismo. En esta figura también puede observarse que existen
períodos en los cuales se producen sismos en la región sur y otros en los cuales la ocurrencia es nula, siendo esta
distribución contraria a la que se observa en la región central.
Si se considera el análisis de la ocurrencia de sismos en el borde oeste del Perú y Chile para los siglos XIX, XX y XXI
(Figura 6); puede observarse que en el siglo XIX los más grandes sismos ocurrieron en la región sur del Perú (1868) y
norte de Chile (1877), ambos con magnitudes Mw de 9.0. Hacia el norte y sur de ambas áreas de ruptura es notoria la
ausencia total de sismos. Durante el siglo XX, todos los sismos ocurrieron al norte y sur de las áreas involucradas en
los sismos de 1868 y 1877, sobresaliendo el gran sismo de Chile de 1960, quizás el mayor para el cual se tiene
información sísmica instrumental (magnitud Mw de 9.5). También es notoria la presencia de una importante laguna
sísmica en la región norte del Perú. Mientras que en el presente siglo solamente se ha producido un sismo en el año
2001, por sus características y longitud de ruptura (Tavera et al, 2002; Giovanni et al, 2002) se espera que ocurra uno de
mayor magnitud en esta región o, en todo caso, en la región norte de Chile, para cubrir en su totalidad el área de ruptura
de las renombradas lagunas sísmicas correspondientes a los sismos de 1868 y 1877.
TABLA 1
Guía del Participante - PCER
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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Parámetros hipocentrales de los grandes terremotos ocurridos en el borde Oeste de Perú desde el año 1500, según
Silgado (1878) y Dorbath et al (1990)
Fecha
dd:mm:aa
Latitud
(S°)
Longitud
(W°)
22:01:1582
10:07:1586
24:11:1604
14:02:1619
12:05:1664
16:06:1678
20:10:1687
21:10:1687
23:08:1715
07:01:1725
29:10:1746
13:05:1784
18:09:1833
13:08:1868
24:05:1940
24:08:1942
17:10:1966
31:05:1970
03:10:1974
12:11:1996
23:06:2001
16.6
12.1
17.0
7.9
14.1
12.3
13.2
16.4
17.3
9.2
11.9
16.5
18.2
18.2
11.2
15.5
10.3
9.2
12.2
15.3
16.2
71.6
72.0
70.9
79.0
75.8
77.8
76.5
71.6
70.8
79.3
77.1
72.0
71.0
70.5
77.7
74.7
78.6
78.8
77.5
76.4
73.7
Prof.
(km)
Magnitud
Mw
Lr
(km)
25
50
33
37
42
21
18
29
7.5
8.1
8.4-8.7
7.8-8.0
7.5
8.0
8.2-8.4
8.0
7.5
7.5
8.5-8.6
8.0
7.7
9.0
8.1-8.2
8.2
7.7-8.1
7.9
7.9-8.1
7.7
8.2
80
175
450
100-150
75
100-150
300
150
75
75
350
300
50-100
500
180
200
100
130
140
150
350
Lr = Longitud de ruptura Mw = Magnitud momento
80
Guía del Participante - PCER
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Guía del Participante - PCER
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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Fig. 4: Distribución espacial de las áreas de ruptura asociadas a los sismos de mayor magnitud e intensidad ocurridos en el borde oeste del
Perú a partir del año 1500
Fig. 5: Grandes sismos ocurridos en el borde oeste del Perú en función de su ubicación en latitud, fecha de ocurrencia y longitud de ruptura
(modificado de Dorbath et al, 1990).
82
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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Fig. 6: Distribución de las áreas de ruptura de grandes sismos ocurridos en el borde oeste de Sudamérica durante los siglos XIX, XX y XXI.
Fig. 7: Áreas de intensidad máxima en la escala Mercalli Modificada para los sismos ocurridos en 1604, 1784, 1868 y 2001.
Para la región sur del Perú, Giovanni et al (2001), realiza un análisis subjetivo basado únicamente en las áreas de
intensidad máxima producida por los sismos de 1604, 1784, 1868 y 2001. En la Figura 7 se observa que la intensidad
máxima estimada para el sismo de 1604 es de IX-X (MM) y considera un área que abarca parte de los departamentos
de Arequipa, Moquegua y Tacna. Posteriormente, luego de 180 años, esta misma área fue afectada con intensidades
de VIII producidas por el sismo de 1784. Del mismo modo, después de 84 años el área es sacudida, nuevamente con
intensidades de IX-X (MM), que en este caso son producidas por el gran sismo de 1868. Transcurridos 133 años la
misma área es otra vez afectada con intensidades de VIII debido a la ocurrencia de un sismo en el año 2001. Según
esta simple representación, dicha área debería ser nuevamente afectada por un sismo capaz de producir
intensidades de IX-X (MM), similares a las de los anteriores grandes sismos ocurridos en esta misma región.
Un análisis más detallado para ambas regiones puede hacerse utilizando la Figura 8. Esta figura considera las áreas
de ruptura de los sismos ocurridos en el Perú en 1942, 1974, 1996 y 2001 y el ocurrido en Chile en 1995. Por todo lo
discutido anteriormente, es necesario aceptar que las regiones sur del Perú y norte de Chile han sido reconocidas
como eminentes lagunas sísmicas que deben dar origen a sismos con características y tamaños similares a los
ocurridos en 1868 y 1877. El interés fue mayor cuando en los años 1995 y 1996 se produjeron 2 sismos con
epicentros en ambos extremos de las áreas de ruptura de los sismos de 1868 y 1877. También fue notorio el
incremento de sismos con foco intermedio (61<h<300 km) al frente de las áreas de ruptura de estos dos. Se debe
considerar que la deformación de la placa de Nazca, por debajo de la superficie de fricción, es causada por la fuerza
de la gravedad que tira de la placa hacia el interior del Manto tratando de vencer la resistencia que ofrecen las placas
al desplazamiento sobre su superficie de fricción, la misma que al ser superada produciría un sismo a niveles
superficiales. En tales condiciones, todo hacía suponer que pronto debería producirse un gran sismo en cualquiera
de estas regiones. El 23 de Junio de 2001 la región sur del Perú fue afectada por un sismo de gran magnitud que
causó importantes daños personales y materiales, siendo inicialmente catalogado como el sismo repetitivo del
ocurrido en 1868. Estudios posteriores dieron como resultado que la magnitud de este sismo (8.2Mw) fue mucho
menor que la de 1868 (9.0Mw). Se debe considerar que los daños observados en la ciudad de Arequipa y en los
departamentos de Moquegua y Tacna no sobrepasaron el grado VIII en la escala MM, en comparación con el grado
IX-X evaluado para el sismo de 1868. Tal como se observa en la Figura 8, la longitud de ruptura producida por el sismo
de 2001 fue estimada en 350 km, es decir, 150 km menos que la producida por el sismo de 1868. De acuerdo con la
propagación unilateral de la ruptura del sismo de 2001 (en dirección SE), toda la energía liberada por el sismo se
habría acumulado al sur de la localidad de Ilo (Moquegua) marcando así el inicio del área de la nueva laguna sísmica.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
El análisis y la evaluación de las áreas de ruptura de los grandes sismos ocurridos en el borde oeste del Perú, ha
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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
permitido aceptar que dicho borde de convergencia de placas es uno de los mayores en cuanto se refiere a su
potencial sísmico. Sin embargo, a la pregunta ¿…dónde y cuándo se producirá el próximo sismo…? aún no es
posible dar respuesta debido a que los métodos hasta hoy desarrollados para la predicción de sismos requieren
conocer en detalle todo el proceso que antecede a la ocurrencia de los mismos, conocimiento que actualmente se
encuentra en estudio. En la actualidad continúa la investigación, desarrollo y aplicación de diversos métodos geofísicos
a fin de poder contar con la mayor cantidad de información sobre las propiedades físicas, geológicas y tectónicas de
las regiones propensas a ser afectadas por un sismo. No se debe olvidar que el intentar predecir la ocurrencia de un
sismo implica conocer los siguientes parámetros: Predicción = Lugar + Tamaño + Fecha. Con todo lo expuesto en
este estudio, se puede llegar a la conclusión de que se conoce la ubicación de las áreas potencialmente sísmicas;
además, su historia sísmica permite estimar el tamaño de los futuros sismos que en ellas pudieran ocurrir; sin
embargo, sólo la fecha en que se produciría el sismo no puede ser determinada con exactitud. En general, los
grandes sismos pueden tener períodos de recurrencia de muchos años y su magnitud suele ser proporcional al
período de acumulación de energía y a las dimensiones del área comprometida en la futura ruptura.
La base de datos del Catálogo Sísmico ha permitido evaluar la presencia aleatoria, en el borde oeste del Perú, de
diversas áreas de ruptura y de otras de lagunas sísmicas desde el año 1500 a la fecha. En la actualidad las zonas
más relevantes o comprometidas con la ocurrencia de un sismo en el futuro son (Figura 8): área de 150 km de
longitud al sur del departamento de Lima y norte de Ica y entre las áreas de ruptura de los sismos de 1974 y 1942/
1996; área de 90 km de longitud al sur del departamento de Ica y entre las áreas de ruptura de los sismos de 1942/
1996 y 2001; área de 150 km. de longitud frente a los departamentos de Moquegua y Tacna y entre las áreas de
ruptura de los sismos de 2001 y 1877 (Chile). Para la región norte de Chile, el área con mayor probabilidad para dar
origen a un gran sismo está entre las ciudades de Arica y Antofagasta, con una longitud de 500 km.
La pregunta final que queda por hacer es ¿…y ahora que sabemos donde ocurrirá un gran sismo en el futuro, qué
hacemos…?. La respuesta es educación y preparación en todos los niveles a fin de no ser afectados o de no sufrir
daños de consideración. Ambas tareas pueden ser resumidas en una sola palabra: Prevención.
Fig. 8: Distribución de las áreas de ruptura de grandes sismos asociados al proceso de subducción y ocurridos en la región sur del Perú y
norte de Chile, durante los siglos XIX, XX y XXI. Las superficies sombreadas corresponden a las áreas de ruptura y las barras en rojo, a las
lagunas sísmicas. Las áreas encerradas con interlineado corresponden a los sismos de 1868 y 1877.
Guía del Participante - PCER
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AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen al Dr. José Arce Helberg por su invitación para desarrollar el presente estudio, así como por
permitirnos ser partícipes del Volumen Especial editado por la Sociedad Geológica del Perú en homenaje al Ing.
Alberto Giesecke Matto. Asimismo, nuestro agradecimiento al Dr. Edgar Kausel por su revisión y comentarios al
presente trabajo. Contribución N° 020-CNDG-IGP/2004.
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Guía del Participante - PCER
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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Peligro Sísmico en Cusco
Ing. Jorge Henrry Cuenca Sánchez
Prof. Principal Facultad Ing. Geológica y Geografía
Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco
Operador Estación Sísmica Cusco-Tambomachay - Instituto Geofísico del Perú.
e-mail: [email protected]
La región cuenta con un largo registro histórico de actividad sísmica que data desde la época prehispánica
recopilada por cronistas de la época colonial que informan sobre la ocurrencia de fuertes temblores de tierra en
Cusco ocurridos antes de la dinastía del Inka Sinchi Roca. Se reporta la ocurrencia de un gran terremoto en el
gobierno del Inka Pachacutec.
1.- SISTEMA DE FALLAS TECTÓNICAS ACTIVAS
La actividad sísmica en la región esta relacionada a una zona de Fallas Cuaternarias Tectónicamente Activas, que se
emplazan separando en alguna medida la unidad morfoestructural de las Altiplanicies y la Cordillera Oriental.
El Sistema de Fallas conocido como Cusco, abarca una franja con mas de 100 Km. de longitud, que se extiende de
NO hacia el SE, desde el NE de Abancay y se prolonga hasta Urcos, pasando a menos de 5 Km. al norte de la
ciudad de Cusco. En esta área geográfica se hallan las Fallas Zurite, Chinchero, Qoricocha, Tamboray, Tambomachay,
Pachatusan y Urcos, constituyendo en su conjunto el Sistema de Fallas Cusco.
Hacia el Sureste, se presenta otro Sistema de Fallas denominado Vilcanota, constituido por las Fallas Pomacanchi,
Sangarara y Langui-Layo.
Evidencias observadas en el terreno, confirman que el Sistema de Fallas Cusco muestra signos de reactivaciones
tectónicas recientes del Holoceno, que en términos del tiempo han ocurrido en los últimos 10,000 años, afectando
principalmente las Fallas Tambomachay, Qoricocha y Pachatusan; esto significa que su comportamiento geodinámico
es muy activo y latente, ejerciendo por su proximidad sobre las poblaciones cercanas, un área de efecto directo
constituyéndose en una seria amenaza sismo tectónica.
En base a la información disponible la principal Fuente Sismo tectónica causante de los sismos que ocurren en la
región, constituye el Sistema de Fallas Tectónicas Activas Cusco, el cual se encuentra emplazado dentro del escenario
físico espacial de la zona de estudio, precisamente hacia el norte del eje Poroy-Cusco-Lucre, siguiendo de manera
paralela a dicho eje. Esta fuente sismo tectónica ha dado y seguirá dando origen a sismos, convirtiéndose en una
amenaza natural directa en el futuro para la ciudad de Cusco y las poblaciones establecidas en el eje Poroy-Lucre.
2.- DISTRIBUCIÓN EPICENTRAL E HIPOCENTRAL
La actividad sísmica ocurrida en el período entre 1500 y 1998, con magnitudes igual y mayor a 3.0 Mb., se manifiesta
abarcando gran parte del departamento de Cusco, con una distribución predominante de epicentros que se
concentran principalmente alrededor de la ciudad de Cusco, constituyendo un área caracterizada por presentar
sismos con profundidades h < 60 Km., es decir mayormente superficiales.
Los epicentros más superficiales se manifiestan preferentemente con mayor grado de concentración tanto hacia el
este y oeste de la ciudad de Cusco, así como también hacia el sur. De manera mas dispersa la distribución
epicentral se orienta también hacia el norte y noroeste.
Los últimos sismos ocurridos en la región de Cusco, se han caracterizado por tener Hipocentros muy Superficiales.
En la ciudad de Cusco, para el terremoto de 1950 de 6.0 Ms. Magnitud Richter, su profundidad focal se calculó en
15 Km. En el sismo de 1986 de 5.3 Mb., su hipocentro se calculó en 55 Km. de profundidad. Esto significa que el
área se caracteriza por haber presentado sismos recientes con profundidades focales muy superficiales < 60 Km.
Esta realidad debe significar una alerta, porque precisamente los sismos de origen más superficial, representan por
su efecto local significativamente muy destructivo, un peligro potencial en el futuro para el Planeamiento y Desarrollo
Urbano de la ciudad de Cusco y alrededores.
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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
3.- MÁXIMA INTENSIDAD Y MAGNITUD SÍSMICA
En base al registro histórico e instrumental de los sismos ocurridos en el ámbito de la región, se ha llegado a
establecer que la Máxima Intensidad Macro sísmica registrada para el período 1500 - 2004, corresponde el Grado IX
en la Escala M.M. La Máxima Magnitud Sísmica corresponde al terremoto de Cusco en 1950, que fue de 6.0 Ms. en
la Escala de Richter.
Nuestra región está expuesta a seguir sufriendo en el futuro los efectos desastrosos de sismos, los cuales pueden
alcanzar dichos parámetros sísmicos, hecho que debe advertirse a la hora de planificar el desarrollo urbano de
nuestra ciudad y de sus futuras áreas de expansión urbana.
4.- PELIGRO SÍSMICO EN LA REGIÓN DE CUSCO
Desde el punto de vista tectónico la sismicidad de la región, se desarrolla en el dominio de la Intra placa Continental
Sudamericana, constituyendo la denominada Zona Sismo génica Superficial Oriental del Sur del Perú, caracterizada
por presentar sismos superficiales y destructores como los ocurridos en Cusco en 1650, 1950 y 1986.
En base a la información disponible, se ha logrado establecer que existe una alta probabilidad de que ocurran sismos
en Cusco, los cuales pueden alcanzar entre los Grados 7 y 8 de la Escala M.S.K.; esto significa que debemos
esperar para un período de 50 años y con una excedencia estimada en 10%, eventos sísmicos cuyo poder
destructivo ocasionaría graves daños y destrucción en construcciones de adobe. Este hecho se manifestaría en que
el escenario post terremoto en nuestra ciudad, mostraría por lo menos que, el 80% de las edificaciones existentes
que son de adobe, se encontrarían en gran parte destruidas y consecuentemente la población afectada seria muy
notoria en número de heridos y en mortalidad.
Adicionalmente los efectos inducidos de fenómenos de neodinámica externa (deslizamiento y derrumbes en
terrenos inestables, represamientos de cauces de ríos y desembalses, etc.), ocasionados por los sismos esperados
según el grado de peligro sísmico antes señalado para la región de Cusco, incrementarían el Peligro Sísmico
Potencial, hecho que merece ser identificado antes de que ocurra el desastre, de tal forma que se pueda evaluar y
minimizar el riesgo en el nivel probable de daño que sufrirá un elemento expuesto al impacto del fenómeno sísmico.
Los derrumbes observados en la Carretera de Circunvalación en el sector de Mesa Redonda y deslizamientos en la
quebrada del río Saphy, después del sismo en Cusco de 1986, son una muestra de lo advertido.
CONCLUSIONES
1.- En síntesis, el Peligro Sísmico en la Región de Cusco es Muy Alto y está íntimamente ligado al Sistema de Fallas
Tectónicas Activas Cusco, constituyéndose en la principal Fuente Sismo génica, que puede dar origen a sismos
que podrían alcanzar los Grados 7 y 8 de la Escala M.S.K., representando una seria amenaza, potencial y
permanente para la seguridad física e integridad de la población de nuestra ciudad y de las localidades vecinas,
así como también para la infraestructura existente.
2.- El potencial poder destructivo que pueden ocasionar los sismos de origen superficial < 60 Km. de profundidad,
que caracterizan a la sismicidad del Cusco, confirma que nos encontramos viviendo en una zona expuesta a un
Alto Peligro de Desastre Sísmico, en donde la Máxima Magnitud Sísmica registrada instrumentalmente fue de 6.0
Ms. en la Escala de Richter.
3.- La amenaza sísmica existente es muy alta, habiéndose manifestado en el pasado con efectos muy destructivos
principalmente en el Centro Histórico Monumental y alrededores de la ciudad de Cusco, como consecuencia de
los sismos de 1650, 1950 y 1986, alcanzando una Máxima Intensidad Sísmica histórica de grado IX M.M.
4.- Frente a esta realidad, la responsabilidad de los funcionarios responsables integrantes de los Comités Regionales,
Provinciales y Distritales de Defensa Civil, debe estar encaminada a considerar la Evaluación del Riesgo Sísmico en
el ámbito de su jurisdicción, tomando en cuenta los parámetros sísmicos antes identificados, dentro del análisis de
los diferentes factores condicionantes y desencadenantes para planificar el desarrollo moderno y seguro de la
ciudad de Cusco, dentro de una perspectiva futurista, respetando su propia identidad cultural ancestral.
Guía del Participante - PCER
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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Teoría Sobre la Generación de los Sismos
CONFERENCIA PELIGRO SÍSMICO
EXPOSITOR: ING. ERASMO MATOS ESPINOZA
Registro CIP N° 39760
Teléfono Móvil: 9606705
1. DERIVA DE LOS CONTINENTES
Alfredo Wegner (1912). Hace 200 millones de años los continentes formaban una gran masa única, que después se
fraccionaría hasta llegar a formar lo que son actualmente los diversos continentes. Basó su teoría en la continuidad
biológica ya que los restos fósiles encontrados en continentes alejados y con climas diferentes en la actualidad,
indicaban que la vida vegetal y animal había sido muy similar en aquella época.
Existe continuidad geológica entre Africa y Sudamerica. La naturaleza de los fondos marinos era completamente
diferente a la de los continentes; lo cual fue comprobado por la Armada Norteamericana en la década del 60. Los
océanos están surcados por cadenas montañosas de cerca de 80,000 Km. de longitud a las que llamó Dorsales
Oceánicas.
La teoría de Wegner no era totalmente aceptada por:
·
·
·
Los continentes son formados por rocas livianas y frágiles: Sial (Sílice y Aluminio).
Los fondos marinos son formados por rocas más densas: Sima (Sílice y Magnesio).
Los continentes no pueden navegar a través de los mares.
1.1. TEORÍA DE EXPANSIÓN DE LOS FONDOS OCEÁNICOS
Sostiene que los fondos marinos se mueven arrastrando consigo los continentes, con lo que la Teoría de Deriva
continental quedaba complementada y resuelta.
Evidencia de la expansión de los fondos oceánicos:
Los sedimentos marinos son escasos, de poco espesor y muy jóvenes en las cercanías de las Dorsales oceánicas.
Los sedimentos marinos crecen en espesor y antigüedad de manera proporcional a su distancia de dichas
cordilleras.
De lo anterior se infiere que las rocas que conforman los fondos marinos se han formado por derrame de lava en
ambos lados de las grietas al mismo tiempo y que se han alejado de ellas a la misma velocidad.
Hay evidencia de que el magma asciende por debajo de los ejes de las dorsales en los lugares llamados FOSAS
TECTÓNICAS que tiene de 20 a 50 Km. de ancho.
En estos lugares, el flujo de calor desde el interior de la tierra es hasta ocho veces mayor que el promedio mundial
y la velocidad de las ondas sísmicas primarias es marcadamente lento. Esto es indicio de que material caliente
y blando está ascendiendo.
Si la Tierra está generando constantemente nueva corteza:
· La Tierra debería aumentar de superficie a manera de un globo.
· La Tierra debería consumir corteza terrestre en alguna parte.
· Como no sucede lo primero, ocurre lo segundo.
La relación de las áreas de los continentes con respecto a las que ocupan los océanos ha variado poco a través
de los tiempos geológicos. Lo que quiere decir que la corteza generada va a constituir los fondos oceánicos e
igualmente consumirse.
Oliver e Isacks (1966) a través de mediciones directas, determinaron que existe una zona inclinada que no es otra
cosa que una Placa Oceánica rígida penetrando oblicuamente en un material más blando. Se había determinado
donde y cómo es que se consumían las Placas oceánicas. A estas zonas se les llamó ZONAS DE SUBDUCCIÓN
o DE COMPRESIÓN; en estos lugares se generan las principales fuerzas orogénicas, es decir las que forman las
90
Guía del Participante - PCER
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
montañas. Las fracturas que causa esta penetración en la corteza terrestre permite el ascenso del magma
formándose así los volcanes.
1.2. TEORÍA DE LA NUEVA TECTÓNICA GLOBAL
Estudia los mecanismos de generación de sismos a la luz de la Teoría de la Deriva de los Continentes y
Expansión de los Fondos Oceánicos.
·
·
·
Las Placas oceánicas se generan en los Dorsales.
Las Placas oceánicas se consumen en las zonas de subducción.
La determinación precisa de la ubicación de los sismos que ocurren en el mundo.
La superficie de la Tierra está conformada por seis grandes placas:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Pacífico (PA)
Norteamericana (NA)
Sudamericana (SA)
Eurásica (EU)
Antártica (AN)
Indoamericana (IN)
También por otras seis de dimensiones menores:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Nazca (NZ)
Cocos (CO)
Caribe (CR)
Filipinas (PH)
Somalia (SM)
Arábiga (AR)
En el borde donde se generan las placas y cerca al mismo, ocurren dos tipos de sismos superficiales:
·
Dorsal Oceánico: Debido a una Falla Normal causado por la tensión de las placas que se están separando en
direcciones opuestas. Secuencia de sismos de pequeña magnitud acompañados de actividad volcánica.
·
Transformación: Debido al corrimiento en las fracturas transversales. Produce movimiento relativo horizontal a
ambos lados de la fractura. Falla de San Andrés en el estado de California EUA.
Sismos Intraplaca: No ocurren precisamente en los Sectores donde las diferentes placas entran en contacto,
sino en el interior mismo de las placas.
·
En las llamadas Zonas de Subducción, la placa acumula energía al introducirse debajo de otra. La Placa oceánica
de Nazca se introduce bajo la Placa Continental Sudamericana frente al Perú a razón de 9 cm/año, que acumula
energía por décadas produciendo súbitamente rotura de grandes volúmenes de roca que produce los sismos de
gran Magnitud (más de 8). En las zonas de Subducción se generan sismos hasta de 700 Km. de profundidad.
Cinturón de Fuego Circumpacífico: Conformado por zonas de Subducción en la cuenca del Pacífico, que es donde
ocurren el más del 80% de los sismos en la Tierra.
Se inicia en el Sur de Chile, pasa por las costas del Pacífico Sur, Centro y Norteamérica, de las islas Aleutianas
sigue a la península de Kamchaka en Rusia, baja al Japón, Filipinas, las islas al norte de Australia y termina en
Nueva Zelanda.
1.3. PREDICCIÓN DE LOS SISMOS
A comienzos del Siglo XXI la predicción de los sismos está aún lejos de ser confiable y de tener utilidad práctica.
La única experiencia con referencia a la predicción de un sismo superficial de origen tectónico fue el Haicheng,
Provincia de Liaoning China en Febrero de 1975.
Se tomó en cuenta manifestaciones superficiales como el cambio del régimen de pozos de agua subterránea, el
Guía del Participante - PCER
91
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
comportamiento extraño de los animales (abandono de víboras de sus lugares de hibernación en pleno invierno) y
el acercamiento a la ciudad del epicentro de sismos precursores.
1.4. TEORÍA DEL SILENCIO SÍSMICO
Identifica la ubicación de sismos potencialmente destructivos, con una veintena de años a pocas décadas.
Gracias a que en la actualidad se cuenta con buena información estadística de sismos ocurridos en el mundo en
el último medio siglo y, de manera más imprecisa pero aún de utilidad, de sismos ocurridos en tiempos anteriores,
es posible identificar lugares en donde no se ha liberado energía en varias décadas, en consecuencia, existe
mayor probabilidad de que ésta se libere y ocurra un sismo.
1.5. CONCLUSIÓN IMPORTANTE:
El método más efectivo para mitigar los efectos destructivos de los terremotos, es considerar que en las regiones
sísmicas tarde o temprano ocurrirán terremotos. Es necesario que el hombre desarrolle sus actividades,
seleccione el lugar, construya sus edificaciones y otras obras de acuerdo a las enseñanzas que la naturaleza nos
ha dejado de manera reiterativa y muchas veces dolorosa.
2. CLASIFICACIÓN DE LOS SISMOS
Los sismos por su origen se clasifican en:
·
·
·
Tectónicos
Volcánicos
De Colapso
Según la profundidad de su foco pueden ser:
·
·
·
Superficiales: Si el foco se ubica entre 0 y 60 Km.
Intermedios: Entre 600 y 300 Km. de profundidad
Profundos: De 300 a 700 Km. de profundidad
2.1. SISMOS
Liberación súbita de energía generada por el movimiento de grandes volúmenes de rocas en el interior de la Tierra,
entre su corteza y manto superior, y se propagan en forma de vibraciones a través de las diferentes capas
terrestres, incluyendo los núcleos externos o interno de la tierra.
2.2. TEMBLORES
Son sismos poco intensos que generalmente no causan daños y cuya intensidad está entre III y V grados de la
escala Mercalli Modificada.
2.3. TERREMOTOS
Son sismos intensos que causan daños mayores y cuya intensidad es generalmente mayor de VI y VII grados de
la escala Mercalli Modificada.
3. ONDAS SÍSMICAS
Desde el foco la energía sísmica generada se irradia tridimensionalmente en todas las direcciones en forma de ondas
sísmicas. Las más importantes son las de cuerpo y las superficiales.
3.1. ONDAS DE CUERPO
Ondas Primarias o P: Son las primeras en llegar al punto de observación por ser las más veloces. Las partículas
vibran en la dirección en la energía se irradia.
Ondas Secundarias o S: Llamadas también ondas de corte. Son portadoras de la mayor cantidad de energía que se
irradia. Son más lentas que las ondas P. Las partículas vibran en dirección perpendicular a la irradiación de la energía.
92
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3.2. ONDAS SUPERFICIALES
Son las que se producen cuando las ondas sísmicas P y S sacuden las capas superficiales de la superficie
terrestre, después que emergen del foco hasta la superficie, y desde allí se vuelven a irradiar por la superficie
terrestre.
Ondas Love (L): Cuando las partículas vibran en una trayectoria elíptica en un plano horizontal.
Ondas Rayleigh (R): Cuando las partículas vibran en una trayectoria elíptica contenida en un plano vertical.
4. MEDIDA DE LOS SISMOS
4.1. MAGNITUD
Medida indirecta de la cantidad total de energía que se libera, por medio de las ondas sísmicas registradas en los
sismógrafos. La escala de magnitud más conocida es la propuesta por Richter.
4.2 FORMAS DE MEDIR LA MAGNITUD
Ms: Se calcula con la amplitud de las ondas superficiales (para períodos de 20 segundos).
Mb: Se determina con la amplitud y período de las ondas de cuerpo, generalmente las ondas longitudinales o
primarias (P).
Ml: Magnitud local que se obtiene correlacionando la duración total del sismo en una estación local de período
corto, con la magnitud Mb, mediante una función estadística.
4.3. INTENSIDAD
Es la medida empírica de la vibración del suelo, a través de cómo el hombre percibe las vibraciones sísmicas en
el ambiente en que vive, el grado de daños que causan en las construcciones y los efectos que tienen sobre la
naturaleza. La Mercalli Modificada es usada en las Américas y la MSK en Europa.
5. PELIGRO SÍSMICO
Los parámetros más significativos que influyen en el peligro sísmico son:
· La magnitud del sismo (M)
· Las características locales del sitio en observación
· El decaimiento de las amplitudes de las ondas sísmicas con la distancia epicentral (D), basado principalmente en
observaciones instrumentales efectuadas a diferentes distancias.
5.1 METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS DEL PELIGRO SÍSMICO
Metodología desarrollada por Cornell (1968) en términos probabilísticos, la cual fue modificada e implementada en
el Programa de cómputo RISK por McGuire (1976).
Esta metodología integra lo siguiente:
Información sistemotectónica: Principales rasgos tectónicos Sismicidad Histórica, Sismicidad Instrumental, Fuentes
sismogénicas.
Parámetros sismológicos: Magnitudes, Tasa media anual de actividad sísmica.
Leyes de atenuación regionales para los diferentes mecanismos de ruptura: Casaverde y Vargas (1980) para
Lima y alrededores. McGuire (1974) para la costa oeste de los EUA.
El resultado es una curva de peligro sísmico, donde se relaciona la aceleración y su probabilidad de ocurrencia
durante una vida útil determinada, para un área de estudio.
Guía del Participante - PCER
93
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6. INTENSIDAD SÍSMICA Y CONDICIONES LOCALES
La magnitud, mecanismos de generación, distancia epicentral, profundidad focal y medio a través del cual viajan las
ondas sísmicas son comunes y tienen los mismos valores para un área.
Pero, debido a las condiciones locales del suelo, geología y topografía, pueden causar diferencias sustanciales en
las intensidades hasta de 3 ó 4 grados en la escala MM.
7. TSUNAMI
Los tsunamis son trenes de ondas de periodo largo que llegan a las costas a intervalos de 10 a 70 minutos y cuyas olas
pueden alcanzar alturas de hasta 30m. cuando se tienen aguas profundas cerca de las costas, y excepcionalmente
son mayores en litorales con contornos y batimetría desfavorables, como las bahías en forma de V o U, que concentra
energía hidráulica en sus vértices
7.1. GENERACIÓN DEL TSUNAMI
Pueden ser generados por sismos de origen tectónico, por grandes erupciones de islas volcánicas o por
derrumbes submarinos o superficiales. La gran mayoría de Tsunamis son generados por levantamientos o
hundimientos de los fondos oceánicos por sismos de origen tectónico.
7.2. MAGNITUD DEL TSUNAMI
La magnitud del Tsunami se mide por la altura máxima de la ola y la destrucción que causa en la costa. Los
factores que afectan a la magnitud del Tsunami son:
-
Magnitud del sismo y profundidad focal,
Ruta de propagación del Tsunami, es decir el efecto de batimetría del fondo oceánico,
La configuración de la bahía modifica la altura del tsunami, elevándola si tiene la forma V, U o W en zonas de
costas altas.
Topografía de la zona inundada.
8. LICUACIÓN DE SUELOS
Cuando las arenas saturadas son sometidas a vibraciones intensas, se compactan incrementando gradualmente la
presión de los espacios porosos F, hasta igualar la presión confinante N, anulándola: N – F = 0, la resistencia al corte
r c = 0; es decir, el suelo pierde totalmente su capacidad de tomar carga y se comporta como líquido.
8.1. CARACTERÍSTICAS DE LICUACIÓN DE LOS SUELOS
-
Un suelo es susceptible a licuación si:
Está constituido por arena fina a arena fina limosa.
Se encuentra sumergido (Presencia de napa freática superficial).
Su densidad relativa es baja.
8.2. CLASIFICACIÓN DE SUELOS CON POTENCIAL DE LICUACIÓN
SUELOS POTENCIALMENTE LICUABLES: Arenas finas, arenas medias, arenas limosas, arenas con bajo
porcentaje de arcillas, arenas con partícula de cuarzo, arenas con bajo porcentaje de material orgánico.
SUELOS NO LICUABLES: Rellenos compactos, arcilla limosa, limo con bajo porcentaje de arena fina, suelos
orgánicos, gravas.
9. IMPACTO DE LOS FENÓMENOS DE ORIGEN GEOLÓGICO EN EL PERU ENTRE EL AÑO 1970 AL 2001
9.1. EL TERREMOTO DE ANCASH DEL 31 DE MAYO DE 1970
·
·
·
94
Tuvo una magnitud de M=7.8 en la escala Ritcher.
Es el más catastrófico del siglo XX.
El epicentro estuvo ubicado en el mar, a 50 Km. al oeste de Chimbote, con una profundidad aproximada de 30
Km.
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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
·
·
·
Afectó un área comprendida entre 175 Km al norte del epicentro, 180 Km al sur y 170 Km. hacia el interior del
departamento de Ancash.
Causó: 67,000 víctimas; 150,000 heridos; 800,000 personas quedaron sin hogar; 2´000,000 personas afectadas,
95% de las viviendas de adobe destruidas. Ocasionó pérdidas por 2,000 millones de dólares americanos
actualizados.
Generó además un alud en el nevado Huascarán Norte, cuyo volumen fue mucho mayor que en eventos
similares y anteriores a mayo de 1970. En esta oportunidad el volumen del alud no solamente afectó la
quebrada de Ranrahirca el que fue barrido en su totalidad, que a su vez rebalso encima de Yungay provocando
su desaparición total.
9.2. EL TERREMOTO DE NAZCA DEL 12 DE NOVIEMBRE DE 1996
·
·
·
Afectó una extensión territorial de 46,210 km2, de los departamentos de Ica, Arequipa, Ayacucho, Huancavelica.
El epicentro fue ubicado en el mar, frente a Nazca, con una magnitud 6.4 en la escala Richter.
Causó más de 100,000 damnificados; 624 heridos; 14 víctimas; 80% de las viviendas de adobe destruidas; 91
centros educativos afectados, 10 centros de salud afectados.
9.3. EL TERREMOTO DEL SUR DEL 23 DE JUNIO DEL 2001
·
·
·
Afectó los departamentos de Arequipa, Moquegua, Tacna, Ayacucho y Apurímac.
El epicentro fue ubicado en el mar, cerca de Ocoña en el departamento de Arequipa, con una magnitud M= 6.9
en la escala Richter.
Una evaluación de los efectos del terremoto, se resume en la siguiente información:
Damnificados
Desaparecidos
Heridos
Fallecidos
Viviendas afectadas
Viviendas destruidas
219,420
66
2,812
83
37,576
22,052
Guía del Participante - PCER
95
INDECI
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Estudio de Caso
Tema 4
Peligros de Origen Natural Generados
por Procesos en el Interior
de la Tierra
Capacidad
Conoce e identifica el procedimiento del
desarrollo de una Estimación de Riesgo
Contenido
Introducción
Caso específico de peligros de origen
natural generados por procesos en el
interior de la tierra
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
98
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Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
EVALUACIÓN DE RIESGOS EN EL POBLADO…..
N°…………….
I.- DATOS DEL OBJETO DE LA EVALUACIÓN
Nombre.
Dirección.Distrito.
Provincia.
Departamento.
Fecha
II.- REFERENCIAS.
Solicitante.
Teléfono.
Órgano Ejecutante.
Fecha y hora de Inspección.
III.- OBJETIVO.
1.-Realizar la evaluación de riesgo del lugar ………., y determinar el nivel de afectación que pueda ocurrir en la
población e infraestructura por efectos de procesos de geodinámica externa.
2.-Verificar el origen de los Fenómenos geológicos (riesgo), determinar el lugar donde puede impactar el peligro (zona
vulnerable) con relación a las viviendas, población e infraestructura.
3.-Realizar una visita conjunta con las autoridades locales a todos los sectores en riesgo y proponer recomendaciones
y/o acciones inmediatas para controlar el fenómeno y/o mitigar el impacto negativo del mismo, reduciendo el riesgo y
vulnerabilidad de la población.
IV.- PROFESIONALES PARTICIPANTES.
Participaron en esta evaluación de riesgos los Ings…………..
V.- DESCRIPCIÓN.
1. Antecedentes.* Con fecha 13 de noviembre de 2004, la Gerencia Regional de Recursos Naturales y Gestión del
Medio Ambiente-Defensa Civil del Gobierno Regional de………., presenta un informe del centro poblado de …………….
* El 30 de noviembre de 2004, el Presidente Regional de la Región ………, coordina con ……..
2. Acceso y Ubicación (Fig. 1).
Para llegar al poblado de ………………..se realizó el siguiente recorrido:
De
Chiclayo
Desv. Olmos
………….
a
Desv. Olmos
……..
Total
Km.
100.00
80.00
404.00.
El acceso, desde la ciudad de Chiclayo hasta Corral Quemado es por carretera asfaltada en buenas condiciones (6
horas), de Corral Quemado hasta ………… es por una carretera afirmada, en buenas condiciones salvo los tramos en
donde la carretera cruza las quebradas, el tiempo estimado de viajes en camioneta, es de 13 horas. El Centro
Poblado ……………… con una población aproximada, de 3,180 personas (Censo poblacional de 2004), Probable
población damnificada……..
Sus coordenadas geográficas son:
Latitud Sur
=
6º 11’23”
Longitud Oeste
=
78º 19’39”
Altitud
=
1,824 msnm.
Guía del Participante - PCER
99
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3. Geología de la zona:
(Descripción de los principales tipos de rocas y suelos)
4. Geomorfología
Antecedentes Históricos en la región, sobre daños por Impacto de Peligros Naturales. El 14 de mayo de
1928, ocurrió un terremoto catastrófico que ocasionó “el Mayor salto de tierras” en una longitud de 8 km. que
alcanzó hasta el río Marañón.
En los años 1972, 1983, 1991 y el 5 de noviembre de 2004, debido a las intensas lluvias, fue manifiesta la erosión
regresiva en las riberas de los ríos y quebradas con los consiguientes deslizamientos de tierras.
5. Descripción física morfológica de la ubicación del pueblo.
El pueblo se ubica en el ……………., con una topografía moderadamente inclinada hacia la quebrada Pangue (Vista
Nº 01). El área urbana del poblado …….. se desarrolla en una extensión de 17 hrs. con una longitud de 1,000m, y
una franja con ancho promedio de 170 m.
6. Actividades realizadas.
Los días, (15 y 16 de abril) con recorrido de toda el área de influencia al poblado de ……….
El primer día se realizo la evaluación de la parte alta del pueblo …………
El segundo día se formaron tres grupos de trabajo, que contó con la participación de los pobladores, con quienes
se realizo una evaluación desde ………
En esta evaluación de riesgo, también se observo la construcción de una canaleta de drenaje, de concreto ciclópeo
de sección rectangular, con las siguientes dimensiones: 0.65 m de ancho por 0.55m de alto.
La construcción de esta canaleta de drenaje se ejecuta sin expediente técnico y con algunos defectos constructivos
como son:
— No se observó juntas de dilatación a lo largo de la canaleta de drenaje (Vista Nº 6).
— Reducido espesor en la losa de fondo, construido sobre un terreno sin compactar (Vista Nº 07).
— Porosidad en las paredes laterales de la canaleta, que esta construido con concreto ciclópeo (Vista Nº 8).
— Varios tramos de la canaleta tienen fuertes pendientes, en donde la acción erosiva del agua será muy intensa
(Vistas Nº 6 y Nº 8).
7. Descripción del proceso.
El deslizamiento de suelos es un fenómeno natural, lento, controlable y/o mitigable.
En el área que nos ocupa, la sobresaturación de agua en los suelos y la falta de un sistema de drenaje pluvial en las calles
del centro poblado, además de la falta de un alcantarillado, pueden contribuir, iniciar y/o acelerar el proceso de deslizamiento.
En general los deslizamientos son causados por no remediar oportunamente condiciones desfavorables, además de
co-existir condiciones preexistentes (geológicas, morfológicas, topográficas y climáticas) y por la acción del hombre
(antrópica).
El talud del cerro ………. esta constituido por materiales de escombro y tierra vegetal, que se desplazan por
gravedad hacia las quebradas, generando fracturamientos y deslizamientos diferenciados que podrán ir progresando
en número y en amplitud de sus grietas, si es que no se corrigen las causas.
La ocurrencia de un deslizamiento abrupto en el pueblo de ……… ES DE MODERADO A BAJO, la población
es vulnerable a sus efectos, resultando un riesgo moderado, por lo que deben tomarse medidas estructurales y no
estructurales para reducir el riesgo y la vulnerabilidad del pueblo de……...
Este deslizamiento es parte de un deslizamiento mayor, es la reactivación parcial de un deslizamiento antiguo, (Tal
como se observa desde el poblado de ……………) que alcanzo una gran extensión, con periodos de estabilidad
aparente y que son alterados, por periodos de mucha actividad dinámica (Lluvias y/o sismos).
100
Guía del Participante - PCER
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Autoridades con quienes se efectuaron las coordinaciones:
Documentos proporcionados.
VI IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS
Peligros Naturales.
Los principales peligros que pueden generar desastre, con pérdidas de vidas humanas, daños a la infraestructura
existente y producir alteraciones en el medio ambiente, son:
1.-
Erosión regresiva o remontante en las quebradas, ocasionada por deslizamiento de tierras en los flancos
y cabecera de la quebrada, debido al encauzamiento de las aguas pluviales hacia la quebrada, como
consecuencia de la erosión del pie de talud de dichos flancos y/o profundización del cauce en la quebrada.
2.-
Saturación generalizada de suelos, debido a las lluvias, fugas del sistema de agua, falta del alcantarillado
del desagüe y la falta de captación y derivación de varias filtraciones que ocasionan agrietamientos y/o
deslizamientos, sub-superficial de la superficie.
3.-
Geotectónico. El suelo donde esta establecido el pueblo de ………, esta constituido por limolitas, lutitas
micáceas, blandas, cuya roca “madre/Base” está representada por esquistos micáceos, filita del complejo
Marañón, son rocas friables y de poca resistencia, con poca estabilidad en terrenos inclinados.
4.-
Morfológico. El emplazamiento del poblado de …………., se encuentra en una superficie inclinada a
moderadamente empinada.
5.-
Meteorológicos. La temperatura media anual es de 20º C y la precipitación media anual es de ……… mm, en los
meses de alta pluviosidad la precipitación suele alcanzar los 850 mm en 24 horas, varia de moderada a intensa.
6.-
Hidrológicos, La presencia de aguas subterráneas, suelos arcillosos, con terrenos inclinados originan
superficies de deslizamiento, que favorecen el deslizamiento de tierras.
Peligros Tecnológicos o generados por el hombre (Antrópicos).
7.-
Deforestación, es un factor a considerarse, puede acelerar el proceso de la erosión de los suelos, desestabilizar el terreno y generar daños a la propiedad.
8.-
Por falta de alcantarillado del sistema de desagüe y uso generalizado de silos.
9.-
Por el Tipo de material de construcción de las casas, la mayoría de las viviendas construidas son de
material rustico (tapial), se estima 600 viviendas, no cuentan con columnas de amarre y sobrecimientos que
brinden mas seguridad a las estructuras de la vivienda y protección de la humedad a las paredes.
10 -
Antecedentes en la zona, Existen antecedentes de sismos y lluvias intensas en el área. En resumen: los
peligros potenciales son:
1. Erosión regresiva o montante en las quebradas
2. Saturación generalizada de los suelos
3. Geotectónico
4. Morfológico
5. Meteorológico
6. Hidrológico
7. Deforestación
8. Por falta de alcantarillado
9. Por el tipo de construcción de casas
10. Antecedentes en la zona
6.1 Agrupación de los peligros potenciales, identificados
Los peligros potenciales identificados, pueden ser agrupados en:
Deslizamiento, inestabilidad
Saturación de suelos
1,2,3,4,5,6,7.8 y 10
2,5, 6 y 8
9/10
4/10
90.00%
40.00%
Guía del Participante - PCER
101
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Planificación y Control Urb.
Antecedentes
3,4,6,8,9 y 10
1,3,5,6 y10
6/10
5/10
60.00%
50.00%
Rango del Peligro
76 –
51 –
26 –
0
–
100% Muy Alto
75% Alto
50 % Moderado
25% Bajo
VII.- VULNERABILIDAD:
Durante la visita de Evaluación de Riesgos, se observo que se esta construyendo un canal de drenaje en la parte baja
del pueblo con la finalidad de captar las aguas y derivarlas a la quebrada ………, por otro lado, también se observo que
se habían instalado sacos terreros en diversas calles y tramos del pueblo, a modo de canales de drenaje lo que
evidentemente sirvió para canalizar y drenar las aguas de las lluvias, por razones de seguridad se requiere cambiar y/
o reemplazar y/o realizar mantenimiento a los sacos terreros existentes, porque contribuye a bajar su vulnerabilidad
frente a casos extremos de erosiones y drenajes (Vista Nº 9).
7.1 Análisis de vulnerabilidad
El estudio tiene por objeto llegar a determinar cuantitativamente la afectación que pueda ocurrir en la población e
infraestructura, por los peligros identificados o determinar el lugar donde puede impactar el peligro (zona vulnerable)
de la cual, se requieren datos cuantificados con relación al numero de viviendas (600), cantidad de población (3,180
personas) y cantidad de infraestructura.
Se analiza el grado de vulnerabilidad de los elementos expuestos, a los potenciales peligros identificados.
7.1.1 Vulnerabilidad física La vulnerabilidad física relacionada con las características de las viviendas, ubicación
física del pueblo de ……… y las condiciones actuales del tramo de la carretera …………….. que pasa por el
pueblo, se califica como (VA).
Estructural
Según lo descrito anteriormente y de acuerdo a los peligros identificados tenemos que el 80% de las viviendas del
pueblo de …………… son de material rustico (Tapial), se puede considerar que las estructuras físicas son altamente
vulnerables a los peligros identificados, taludes inestables y construcciones de viviendas sin asesoramiento técnico
nos da una vulnerabilidad estructural alta. (VA)
Localización
Las viviendas están construidas en una pendiente ubicada en el flanco sur de la línea de cumbre de los cerros
…………………., localizado cerca de la cumbre (Vista Nº 1). Por la localización física de las viviendas del poblado de
………., se califica como altamente vulnerables a los peligros identificados, debido a la mala calidad del suelo, esta
se considera alta (VA).
Calidad constructiva
Por falta de planeamiento y control urbano se presenta una vulnerabilidad alta (VA).
Determinación general de la vulnerabilidad física.
Vulnerabilidad física
Vulnerabilidad
Baja (1) Media (2)
Estructural
Localización
Calidad Const.
Alta (3)
Muy Alta (4)
80%
80%
80%
Total
Rango de Vulnerabilidad
76 –
51 –
26 –
0
–
102
100% Muy Alto
75% Alto
50 % Moderado
25% Bajo
Guía del Participante - PCER
Total
80%
80%
80%
240%
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Considerando los tres factores analizados para la vulnerabilidad física, calculamos la resultante, aplicando la formula:
Vf (física)
=
Vf Total
=
Suma de vulnerabilidades / Numero de vulnerabilidades
12/3
=
4.0 Vulnerabilidad alta.
7.1.2 Vulnerabilidad social, económica, cultural y ecológica (Vs).Se desconoce la existencia de un Comité de
Defensa Civil, de igual modo, se desconoce que la población de ……………. este preparada para afrontar los
peligros potenciales existentes.
El nivel cultural, servicios de salud y educación de la población, contribuye a que la población posea una capacidad
de respuesta rápida y eficiente ante los desastres.
En consecuencia, la vulnerabilidad social, económica, cultural y ecológica es el 50% y es calificada como
media (VM).
7.1.3 Vulnerabilidad Total (VT).
La vulnerabilidad total resulta de la sumatoria de los porcentajes de los distintos tipos de vulnerabilidades devidido
entre el número de vulnerabilidades multiplicado por sus correspondientes factores de ponderación.
Se adopta los siguientes factores de ponderación para la Vulnerabilidad física de 0.70, y para la Vulnerabilidad
social, económica, cultural y ecológica de 0.30, resultando que la Vulnerabilidad total es de «Moderada a Alta»,
(VM-VA).
Vf = 4.00 x 70% = 2.80
Vs = 3.00 x 30% = 0.90
VT = 4.00 x 70% + Vs x 0.30 = 3.70 Vulnerabilidad Moderada a Alta
VIII - ESTIMACIÓN / EVALUACIÓN DE RIESGOS.
Determinación de los niveles de riesgo – matriz de estimación de riesgo
8.1 Análisis de riesgo
El análisis de riesgo se obtiene con el empleo de los Gráficos: N° 1 y N° 2. De la relación de los peligros potenciales
(identificados), asociados con sus correspondientes Vulnerabilidades,
Gráfico N° 1 Tabla de relación de niveles de peligros y vulnerabilidades
PA
PM
PB
PN
VN
VB
VM
VA
Gráfico N° 2 Tabla de niveles de riesgos
LEYENDA
RIESGO NULO
RIESGO BAJO
RIESGO MODERADO
RIESGO ALTO
RIESGO INMINENTE
Guía del Participante - PCER
103
Programa de Capacitación para la Estimación del Riesgo - PCER
Analizando el riesgo según estos gráficos se deduce lo siguiente:
Deslizamiento, inestabilidad
Saturación de suelos
Planificación y Control Urb.
Antecedentes
PM
PM
PM
PM
x
x
x
x
VA
VM
VA
VM
RIESGO
RIESGO
RIESGO
RIESGO
….
….
….
….
Considerando el análisis planteado se observa que la situación de mayores riegos se producen por:
Deslizamiento, Inestabilidad y Planificación - Control Urbano, por lo que las conclusiones y recomendaciones deberá
dirigirse en este sentido.
IX CONCLUSIONES.9.1 Con relación al pueblo de ……….
El pueblo de...…. esta afecta a deslizamientos, se ubica en el flanco sur de la línea de cumbre de los cerros
………
La parte menos vulnerable a los deslizamientos es el extremo Este del pueblo,………….
La falta de una Planificación y Control Urbano, ha determinado que en el pueblo no exista servicio de alcantarillado
ni un adecuado sistema de drenaje en sus calles, que permita canalizar sus aguas de lluvias y otros hacia
colectores principales.
La zona tiene antecedentes de sismos y fuertes precipitaciones pluviales, que han provocado la activación de los
fenómenos de deslizamiento de tierras y/o derrumbes en los flancos de las quebradas.
La Deforestación en el área, está acelerando el proceso de erosión y por ende favoreciendo al deslizamiento de suelos.
9.2 Con relación a las quebradas más próximas al pueblo de …….
Las quebradas………………., son las quebradas más próximas, sus “cabeceras” se ubican a 100 metros al
…………….., estos sectores están siendo afectadas por la erosión regresiva o montante, con profundización del
cauce y deslizamiento gravitacional de sus flancos o márgenes de las quebradas.
Se estima que la erosión regresiva o montante en los últimos años el avance registrado es de 15 metros/año, con
impacto inminente y negativo en las viviendas ubicadas en las proximidades de dichas quebradas y en la
infraestructura local (carretera de acceso).
X. RECOMENDACIONES.Las autoridades locales de …………deberán iniciar gestiones para coordinar, solicitar apoyo técnico-económico
ante las autoridades Provinciales y Regionales a fin de reducir la vulnerabilidad del pueblo.
10.1 De orden estructural.
Con relación al pueblo de ………
* En el campo deportivo del colegio ……………., construir un murete de tierra en el lado sur del campo, que sirva
de contención y evite que las aguas inunden las instalaciones del colegio, la cuneta de drenaje deberá
orientarse fuera de la zona del colegio.
* Reparar la tubería matriz del agua, que se ubica en las proximidades de la escuela, hay fuga permanente del
agua, lo que origina la saturación de suelos y favorece el proceso de deslizamiento de tierras en esta área.
Solicitar a la Municipalidad provincial de ………:
1.- Realice un Estudio Ejecutivo (Expediente Técnico) para establecer el sistema de drenaje pluvial integral del
………, el mismo que deberá estar diseñado con gradientes apropiadas, para canalizar las aguas de lluvia hacia
las quebradas existentes, (evitando las zonas muy vulnerables).
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2.- Con relación al actual canal de drenaje que esta en construcción, deberá ser parte del sistema general de drenaje del
pueblo de ………….., corrigiendo las observaciones dadas, especialmente las referidas a contar con un expediente
técnico.
Solicitar al Gobierno Regional…………:
1.- Realice un Estudio Ejecutivo (Expediente Técnico) para la construcción del servicio de alcantarillado de
desagües.
2. Que se asigne al poblado de …………….., los recursos financieros necesarios para la ejecución de las obras
de drenaje pluvial y alcantarillado, considerándola como una obra de URGENCIA.
Con relación a las quebradas más próximas al pueblo de ……….
En las quebradas ………….., efectuar las siguientes acciones:
1.- En el tramo ……….
Drenar, captar y canalizar con tuberías de polietileno las aguas provenientes de las filtraciones de este sector y
además construir a 10.00 mts agua arriba en la cabecera actual, un canal impermeabilizado en forma de “V”.
Invertida de modo que las aguas se deriven fuera de la cabecera y que las aguas de la escorrentía discurran hacia los
costados.
2.- En la progresiva “0m + 200m”. (desde la cabecera hasta 200 m aguas abajo).
Con apoyo de ……………, declarar como “área de reserva o de protección”, el área comprendida entre el eje de
la quebrada + 30m a cada lado de la quebrada, de modo que permita iniciar trabajos de sostenimiento en las
laderas de los taludes, apartir del cauce de la quebrada, es decir, se iniciará la construcción de muros de
contención con pircados de piedra, hasta una altura de 5.00 m a manera de “gradines” hasta llegar a sostener la
parte alta del talud, de este modo permitirá estabilizar el talud de la quebrada en ambas márgenes.
3.- En la parte alta y media de la quebrada.
Sellar con arcilla las grietas, rajaduras, de modo que se eviten las filtraciones directas del agua proveniente de
las lluvias y aguas libres que puedan provocar deslizamientos, con la consiguiente desestabilización del talud.
4- En la quebrada ……….”.
Declarar “área de protección o de reserva” una extensión aproximada de 500 m de longitud (de la cabecera
hacia aguas abajo) y 30 m a cada lado del eje de la referida quebrada.
5.- En los cauces de las quebradas.
Siempre que haya una gran diferencia de nivel construir una empalizada de troncos a manera de “camada”
o de rocas, para que se proteja el piso de una erosión violenta.
10.2 De orden No estructural.
Con relación al pueblo de ………….
Orientar su desarrollo urbano y extensión del pueblo en el futuro inmediato hacia el extremo Este del pueblo, es
decir………………., por ser la menos vulnerable a los deslizamientos.
Constituir el Comité de Defensa Civil, para organizarse y estar preparados para afrontar situaciones de emergencia
como lluvias, deslizamientos, sismos y otros.
Solicitar a la Municipalidad provincial de ……………:
Elaborar un plan maestro para el desarrollo urbano del poblado, evitando la expansión urbana en las zonas de riesgo.
Con relación a las quebradas próximas al pueblo de ……..
La metodología descrita líneas arriba para la estabilización de taludes de quebrada, corresponde a una aplicación
realizada en…………….
10.3 Otros.
1.- Con relación a la deforestación en el área, iniciar de inmediato un plan agresivo de forestación en convenio con
el ……………. en el área de protección y/o reserva, con flora de rápido crecimiento y raíces profundas, esto
ayudará a controlar el proceso de erosión y mitigar los efectos del fenómeno de deslizamiento.
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2.- Coordinar con la Comisión de Salud del CDDC de ……………… para que programe una campaña de
fumigación (se aprecia gran cantidad de zancudos) debido a la existencia de muchos charcos de agua, en
prevención del brote del dengue u otras enfermedades.
XI ANEXOS
a)
b)
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Plano de ubicación Nº 1
Panel fotográfico.
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