ANEXO SISMICIDAD SIERRA

ANEXO SISMICIDAD
SIERRA
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1.0
PELIGRO SÍSMICO, VULNERABILIDAD SÍSMICA Y RIESGO SÍSMICO
1.1
GENERALIDADES
Teniendo en consideración de que las fuentes del peligro sísmico actúan en un ámbito
regional más que local, y de otro lado, tomando en consideración que la franja de estudio,
involucrado con el trazo del gasoducto, es una línea continua que une a las más importantes
unidades morfoestructurales del territorio peruano; surge la conveniencia de efectuar un
análisis integrado de la sismicidad que involucre a los territorios de la Costa, Sierra y Selva,
que a su vez particularice la influencia y riesgos de cada uno de los peligros sísmicos en
dichas regiones.
El presente informe consigna las fuentes de peligro sísmico, sobre terremotos fuertes
históricos y su impacto en el área de influencia del proyecto, aceleraciones máximas para
diferentes períodos de retorno, evaluación de las principales fallas activas, y los riesgos que
representa para cada uno de los tramos estudiados.
Se debe advertir que los estudios realizados toman como base los datos existentes en
documentos técnicos previos y tienen el objetivo de entender en forma cualitativa el impacto
de los sismos al territorio estudiado, pero que su evaluación cuantitativa debe ocupar el
estudio del especialista.
1.2
CRITERIOS DE ANÁLISIS
Las construcciones hechas por el hombre en áreas sísmicas están expuestas a los efectos de
terremotos que no están bajo el control de él. Si estas obras son sísmicamente vulnerables
debido a su tipo de construcción, entonces están en riesgo. De otro lado, cuando estas obras
son construidas intencionalmente de manera menos vulnerable o cuando inherentemente no
son vulnerables, entonces son poco afectadas por las acciones de los terremotos y el riesgo
sísmico es bajo a pesar de ser alto el peligro sísmico.
Eso significa que, mientras se tiene que aceptar el peligro sísmico como dado por la
naturaleza, se puede controlar y reducir el riesgo sísmico aplicando correctamente técnicas
ingenieriles antisísmicas.
El análisis del peligro sísmico de un sitio tiene la meta de identificar el nivel de exposición
natural existente, para implementar medidas correctas de ingeniería sísmica y para mantener
el riesgo sísmico a un nivel bajo a pesar de ser alto o moderado el peligro sísmico. En el caso
que se identifique bien el peligro sísmico de un sitio, el ingeniero puede reducir o incrementar
el grado de protección de las obras como sea necesario.
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-1
Para el presente análisis se ha utilizado la información de la sismicidad instrumental, para
determinar estadísticamente el peligro sísmico anual, asumiendo que el patrón del pasado se
repita en el futuro.
Para disponer de los datos necesarios, se utilizó los registros de los sismos del Instituto
Geofísico del Perú hasta el año 1998, conteniendo todos los sismos provenientes de la
plataforma continental y de la fosa de subducción, en un área rectangular de 1250 km el lado
mayor que cubre a todas las zonas estructurales del Perú y 850 km y el lado menor, estando el
área del proyecto situado en el centro.
1.3
1.3.1
FUENTES DE PELIGRO SÍSMICO
ZONA DE LA COSTA
La tectónica del Perú es compleja. La mejor manera de explicarla es desde el punto de vista
tectónica de placas. El principal factor responsable de alta sismicidad de la costa del Perú es
la interacción de la placa oceánica Nazca con la placa continental Sudamericana, cuyo modelo
de ocurrencia se representa esquemáticamente en la figura 1.
La zona de subducción tiene la mayor actividad sísmica en la región de la costa, pero tiene
solamente una influencia moderada en las regiones de la sierra, debido a la amortiguación por
distancia.
1.3.2
ZONA INTERCORDILLERANA O DE ALTIPLANICIE
La parte de las altiplanicies en el transcurso del cuaternario han presentado inestabilidad,
traducidos mediante sismicidad superficial, que incluye fenómenos compresivos
(deformaciones de terrazas antiguas y movimientos de distensión). La zona de altiplanicie
tiene focos sísmicos ubicados en la litósfera continental entre 0 y 50 Km de profundidad
Las magnitudes medias son relativamente bajas (Ms = 5); sin embargo se pueden esperar
0hasta valores cercanos a Ms = 7.
1.3.3
ZONA DE LA CORDILLERA ORIENTAL
Se trata de una zona con sismicidad superficial bastante notable, pues en el territorio del Perú
central, es en la cordillera oriental donde se han registrado los mayores sismos superficiales.
Se admite entonces la posibilidad de sismos en esta región, con magnitudes Ms = 7.5.
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-2
Figura 1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Modelos de la Zona de Convergencia entre Placas Oceánicas y Continentales
según Coulbourn, 1982
Alto estructural
Cuenca pre-arco
Roca continental, tectonizada en bloques
Prisma acreciada
Turbiditas de la fosa
Sedimentos hemipelágicos deformados
Sedimentos mesozoicos
Batolito costero
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-3
9.
1.4
TERREMOTOS FUERTES HISTÓRICOS Y SU IMPACTO EN EL ÁREA DE
INFLUENCIA DEL PROYECTO
En el cuadro 1 se consigna información sobre terremotos fuertes históricos y su impacto en el
área de influencia del proyecto.
Cuadro 1
Año
Mes
Terremotos fuertes históricos y su Impacto en el Área de Influencia del
Proyecto
Día
Coordenadas
Prof.
Km
Io
Dist
(km)
PGA (g)
2** 3***
0.09
0.12
335
332
0.02
0.06
0.06
324
0.03
0.1
0.14
328
0.03
0.11
0.16
8.4
328
0.03
0.11
0.16
Satipo
7.5
152
0.07
0.16
0.16
55
Cañete
6.75
189
0.03
0.1
0.08
75.1°W
1
Huaytapallana
5.6
77
0.04
0.13
0.06
75.2°W
43
Huaytapallana
6.2
101
0.07
0.14
0.1
7
9
12.5°S
77.7°W
-----
1650
3
31
13.8°S
72.0°W
70
1687
10
20
13.0°S
77.5°W
1746
10
28
11.6°S
77.5°W
1942
8
24
15°S
1947
11
1
1948
5
1969
1969
**
***
Ms
1*
0.03
1586
*
Lugar
Lima
8.1
Cusco
7.2
-----
Lima
8.2
30
Lima
8.4
76°W
-----
Nazca
11°S
75°W
60
28
13.1°S
76.2°W
7
24
11.8°S
10
1
11.6°S
X
X
Aceleración de pico (PGA) calculado mediante ecuación de Esteva, 1974 (14) que según Huaco, 1981 (15) da
resultados inferiores a los registrados en la red macrosísmica del Perú.
Aceleración de pico (PGA) calculado mediante la ecuación de Huaco, 1981 (15)
Aceleración de pico (PGA) calculado mediante ecuación Brady y Pérez 1977 (31)
De la distribución de los hipocentros de terremotos se definió las zonas sísmicas siguientes y
se determinó su recurrencia.
•
•
•
•
•
•
Zona de subducción con focos someros (0-70 km) hasta Ms=8,2 - 8,4
Zona de subducción con focos intermedios (55-110 km) hasta Ms= 8,0
Zona de subducción con focos profundos (>110 km) hasta Ms= 8,2
Zona Andina con focos someros (0-55 km) hasta Ms=7,5
Zona neotectónica Huaytapallana (0-55 km) hasta Ms= 6,5
Zona de deflexión Pisco-Huancayo con focos hasta Ms=8,2 - 8,4
Estadísticamente se caracterizan las zonas sismotectónicas con las tasas anuales como sigue:
•
•
•
•
•
•
Zona subducción, focos someros: 1.95 eventos/año 4,5 (8,4 m)
Zona subducción, focos intermedios: 1.81 eventos/año 4,5 (7,8 m)
Zona subducción, focos profundos: 1.06 eventos/año 4,5 (8,0 m)
Zona andina, focos someros: 1.39 eventos/año 4,5 (7,5 m)
Zona Huaytapallana: 0.664 eventos/año 4,5 (6,5 m)
Zona Pisco Abancay: 1.15 eventos/año 4,5 (8,4 m)
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-4
•
1.5
Aceleraciones espectrales de Sa = 307 cm/s2 resultan de los espectros de respuesta para
una amortización crítica de (= 5% y una frecuencia de 2 - 6.6 Hertzios).
DISTRIBUCIÓN DE EPICENTROS E HIPOCENTROS SÍSMICOS Y
ACELERACIONES MÁXIMAS PARA DIFERENTES PERÍODOS DE
RETORNO
La distribución de los epicentros y el perfil mostrando los hipocentros se muestra
gráficamente para cada región. Dicha información fue evaluada empleando el programa de
cómputo RISK.
Los parámetros sísmicos de diseño fueron adoptados del estudio realizado por Alva-Castillo
(1992) donde se determinó las fuentes y parámetros sísmicos del Perú. Sus resultados se
muestran en un cuadro conjuntamente con la región de la selva.
Es usual considerar para el diseño de las estructuras de una vida útil de 50 años, el período de
retorno de 475 años para un nivel de excedencias del 10%. Los resultados del análisis
realizado se resumen a continuación:
1. El análisis del peligro sísmico incluye la identificación de los factores tectónicos y
geológicos que pueden afectar las áreas del proyecto, análisis de los datos históricos e
instrumentales y el estudio de los rasgos sismotectónicos de la región.
2. La colección de la información sismotectónica para las áreas del proyecto incluyó un
estudio de los rasgos básicos geológicos y tectónicos de la parte central del Perú en
general y en especial las áreas vecinas al proyecto.
1.5.1.1 Para las regiones de Sierra y Selva
La distribución de los epicentros se encuentra en la figura 2. El perfil mostrando los
hipocentros se encuentra en la figura 3. La superposición de máximas intensidades para el
territorio en estudio se muestra en la figura 4. Las aceleraciones en la roca base, se presentan
en la figura 5.
Cuadro 2
Aceleraciones Máximas para diferentes Períodos de Retorno
LUGAR DE ANÁLISIS
HUAYTARA (-75.36, 13.62)
RIO PAMPAS (-74.89, -13.35)
RIO VINCHOS (-74.38, -13.24)
PAMPAMARCA (-74.06, -13.21)
RIO APURIMAC (-73.62, -12.85)
RIO MANTALO (-73.00, -12.33)
MALVINAS (-72.98, -11.85)
EIA Gasoducto Camisea - Lima
ACELERACIÓN
MÁXIMA (g)
PARA 475 AÑOS DE
PERÍODO DE
RETORNO
ACELERACIÓN
EFECTIVA (g)
PARA 475 AÑOS DE
PERÍODO DE
RETORNO
ACELERACIÓN (g)
PARA EL ANÁLISIS
PSEUDO-ESTÁTICO
0.37
0.33
0.32
0.32
0.30
0.25
0.24
0.28
0.25
0.24
0.24
0.23
0.19
0.18
0.19
0.17
0.16
0.16
0.15
0.13
0.12
1-5
Figura 2
Distribución de Epicentros.
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-7
Figura 3
Distribución de los Hipocentros.
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-9
Figura 4
Superposición de Máximas Intensidades de Sismos.
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-11
Figura 5
Aceleraciones en la Roca Base.
ACELERACIONES EN LA ROCA BASE
ZONA SIERRA - SELVA
Aceleración cm/s2
1000
100
HUMAY
HUAYTARA
RIO PAMPAS
RIO VINCHOS
PAMPAMARCA
RIO APURIMAC
RIO MANTALO
MALVINAS
10
1000
100
10
Período de Retorno (años)
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-13
1.6
EVALUACIÓN DE LAS PRINCIPALES FALLAS ACTIVAS
Según las precisiones del Instituto Geofísico del Perú (IGP, 1981), la neotectónica estudia las
fallas activas o que hayan tenido reactivación en el transcurso de los últimos 10,000 años, es
decir durante el Holoceno; pudiéndose distinguir hasta tres tipos de falla activa:
1. Falla activa comprobada por sismicidad instrumental (parte del siglo XX)
2. Falla activa documentada por la sismicidad histórica (entre los siglos XVI y XX).
3. Falla activa evidenciada por estudios neotectónicos (entre 10,000 años y Siglo XV).
En el territorio peruano no se conoce ninguna falla activa con documentación de sismicidad
histórica por lo tanto todos los casos corresponden al primer tipo. Los estudios efectuados por
el I.G.P. (1981) revelan que en el territorio peruano existen numerosas fallas activas y entre
las más importantes se encuentra la falla de Huaytapallana. En el cuadro 4 se ha usado la
siguiente simbología:
Cuadro 4
Tipo de Falla
TM
Tipo de falla, es decir tipo de movimiento que corresponde a la última
reactivación; las letras significan:
I
Falla inversa
N
Falla Normal
S
Falla sinestral
LW
IS
A
LT
LR
LM
SR
M
Longitud al Oeste de Greenwich
Latitud Sur. Para la Cordillera Blanca se mencionaron las coordenadas extremas del
sistema fallado.
Año en que se produjo el sismo relacionado con la última reactivación comprobada
por la sismicidad instrumental.
Longitud total (en kilómetros) del sistema de falla al cual pertenece la falla activa.
Longitud reactivada (en kilómetros) durante un sismo. Cuando hay varios tramos
reactivados se les menciona con +.
Longitud máxima (en kilómetros) de la o las fallas activas que no tienen
reactivación contemporánea con la existencia de la sismicidad instrumental.
Salto (en metros) de la falla activa. Se diferencia el salto vertical con V y el
horizonte con H.
Magnitud del sismo relacionado con la reactivación
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-15
Cuadro 5
Las Fallas Activas en el Perú
FALLAS
TM
COORDENADAS
LW
A
LT
(km)
LS
LR
(km)
LM
(km)
SR
(m)
M
5.9
Huaytapallana
I-S
75°03’
11°56’
1969
25
7.5+3.5
0.8-2V
Quiches
N
77°30’
8°25’
1946
30
5+2
0.7 H
Chulibaya
N
70°25’
17°28’
10
5
3V
Tambomachay
N
72°
13°30’
25
20
2V
Huambo
N
72°
15°40’
28
10-12
2-3V
Cord. Blanca
N
77°55’
8°35’
2-6
4-10V
Cayesh
N-S
77°15’
10°15’
190
10
1-50V
Pomacanchi
N
75°40’
11°05’
20
La falla de Huaytapallana se encuentra al pie de la cordillera del mismo nombre; el trazo de la
falla de varios kilómetros de extensión tiene rumbo NO-SE con buzamiento de 65° hacia el
NE. Esta falla a raíz del sismo de 1969 tuvo un movimiento siniestral inverso, siendo el
desplazamiento vertical variable, pero en todos los casos es inferior a los 2.0 m.
En las inmediaciones al área del Proyecto no fue observada ninguna evidencia de influencia
neotectónica, es decir se descarta la presencia de fallas activas
1.7
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
a.
Fuentes de peligro sísmico
b.
•
La tectónica del Perú es compleja. La mejor manera de explicarla es desde el punto
de vista de tectónica de placas. El principal factor responsable de la alta sismicidad
de la costa del Perú es la interacción de la placa oceánica Nazca con la placa
continental Sudamericana.
•
La zona de altiplanicie tiene focos sísmicos ubicados en la litósfera continental
entre 0 y 50 Km. de profundidad.
•
Cordillera oriental se trata de una zona con sismicidad superficial bastante notable,
pues en el territorio del Perú central, es en la cordillera oriental donde se han
registrado los mayores sismos superficiales. Se admite entonces la posibilidad de
sismos en esta región, con magnitudes Ms= a 7.5.
Aceleraciones sísmicas
•
Para el tramo de la sierra, que involucra a los territorios desde Huaytará hasta el río
Apurimac, las Aceleraciones Máximas (g) para un período de retorno de 475 años
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-16
varía entre 0.30 y 0.37, mientras que la Aceleración Efectiva varían entre 0.23 y
0.32. La Aceleración para el análisis pseudo-estático varía entre 0.15 y 0.22g.
c.
Actividad neotectónica
•
En las inmediaciones al área del Proyecto no fue observada ninguna evidencia de
influencia neotectónica, es decir se descarta la presencia de fallas activas.
EIA Gasoducto Camisea - Lima
1-17