microzonificacion1

Ing. Fernando Lázares La Rosa

Jefe del Departamento de Planeamiento yMitigación de Desastres

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

Facultad de Ingeniería Civil

CENTRO PERUANO JAPONÉS DE INVESTIGACIONESSÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES - CISMID

Conferencia:ESTUDIOS DE MICROZONIFICACIÓN

SÍSMICA EN EL PERÚ

Planeamiento urbano para la mitigación de desastres

Ing. Luis Fernando Lázares La Rosa CISMID – FIC - UNI

Se presentan los métodos y técnicas de microzonificación desarrollados y ejecutados en el Perú y su aplicación a la planificación urbana para la prevención y mitigación de desastres.

El objetivo es dirigir el crecimiento de los centros urbanos hacia los sectores adyacentes más seguros y donde el costo sea menor para la habilitación urbana y las construcciones.

En los estudios de microzonificación se incluyen todos los eventos naturales potencialmente peligrosos para las obras a ser construidas en el área considerada, luego es dividida en sectores de diferentes características (mayor o menor amenaza ante un evento natural). Los sectores más seguros son asignados a los componentes urbanos más importantes como áreas residenciales de alta densidad, edificaciones esenciales como hospitales, colegios, estaciones de bomberos y actividades económicas, los sectores más inseguros para áreas de recreación, parques y otros usos adecuados.



La metodología general básica consiste en efectuar diversos estudios en el área considerada, primero se identifican los eventos naturales que ocurren a través de información histórica y estudios geológicos preliminares. Luego se estudia cada evento natural, cuyos resultados se representan mediante mapas de amenazas.

La superposición de estos mapas que incluyen los eventos considerados, permiten confeccionar el mapa de microzonificación, donde el área estudiada es dividida en sectores de diferente nivel de respuesta ante las amenazas.

Este documento es muy útil para el planificador urbano, quien recibe de manera resumida, clara y sencilla, los datos del área del interés del equipo técnico multidisciplinario que estudia los eventos naturales y los efectos que puedan tener sobre el área de estudio.



La microzonificación sísmica de una ciudad es un

proceso multidisciplinario que involucra la realización

de estudios sismológicos, geológicos, geotécnicos, de

evaluación de daños sísmicos, de microtrepidaciones y

de amplificación sísmica. El resultado es el mapa de

microzonificación donde se establecen las diferentes

zonas con características uniformes de respuesta ante

un sismo. Con el objeto de tomar en cuenta los efectos

de las condiciones locales el tamaño de estas zonas no

puede ser muy grande (Minami, 1991).



Sismología e Ingeniería Sismológica

Estudio de las fuentes sísmicas que afectan el área de estudio, caracterización de la actividad tectónica, determinándose el nivel regional de la actividad sísmica. Historia sísmica del área. Modelamiento de fuentes sísmicas.

Utilización de datos de sismos ocurridos obtenidos por sismógrafos (catalogo sísmico).

Los resultados sirven para obtener el nivel de coeficiente de diseño sísmico.

Disciplinas incluidas:



Geología:

Inspecciones de campo, interpretación de fotografías aéreas, estudios de mapas y la correlación entre las estructuras geológicas locales con las estructuras regionales, el geólogo determina el grado de seguridad del áreas basándose en la litografía encontrada (tipos de rocas, características estructurales, fracturas, fallas, etc.)

Considerando la presencia de fenómenos hidrometeorológicos determina la posibilidad de ocurrencia de fenómenos de geodinámica externa y su consecuencia como inundaciones, deslizamientos, erosiones, etc.

Resultado: mapa de microzonificación geológica.




Mecánica de suelos:

Determinación de la capacidad portante del suelos a nivel de cimentación y el nivel de la napa freática (pozos de exploración de suelos)

Parámetros estáticos como densidad, espesor de estratos (modelamiento del suelo)

Posibilidad de falla del suelo: licuación de suelo, falla de taludes, etc.

Resultado: mapa de microzonificación de tipos de suelos (microzonificación geotécnica)




Dinámica de suelos y Geofísica:

Medición en el terreno de parámetros dinámicos y estáticos del suelo para modelar perfiles representativos con acelerogramas.

Método de Refracción Sísmica , MASW, Down Hole, Up Hole, Cross Hole.

Registro de sismos mediante acelerógrafos instalados en diferentes tipos de suelos que existen en el área de estudio, al procesar los registros se obtienen espectros de diseño sísmico.

Registro de vibración ambiental del terreno (microtremores o microtrepidaciones) mediante equipos de adquisición de datos, cuyo procesamiento permite obtener las características dinámicas del suelo.

Resultado: mapa de microzonificación de comportamiento dinámico del suelo (isoperiodos y amplificaciones).



Tsunamis:

Ondas marinas de periodo largo que se generan impulsivamente por desplazamientos verticales de los fondos oceánicos durante sismos tectónicos de gran magnitud. Se manifiestan como olas de gran altura de las costas de batimetría y topografía desfavorables.

En función de datos batimétricos y topografía del área de estudio, se determina la altura de la ola de tsunami en la costa y se estima los límites de la zona de inundación.

Con estos datos se puede elaborar los planes de evacuación de la población que habita en la zona de inundación.

Resultado: mapa de microzonificación de inundación por tunamis.



Vulnerabilidad Sísmica de edificaciones:

Evaluar en forma masiva o particular los diversos tipos de edificaciones que existen en el área de estudio en función de su comportamiento sísmico, el cual va depender de su sistema estructural, material de construcción, antigüedad, número de pisos, estado de conservación y nivel de daños existente.

Existen métodos cualitativos y cuantitativos para la estimación de la vulnerabilidad.

Ensayos dinámicos a modelos de edificaciones (mesa vibradora)

Resultado: mapa de vulnerabilidad sísmica de edificaciones.

PRE-SISMO



Evaluación de daños de edificaciones:

Evaluar en forma masiva o particular el nivel de daños ocurridos como consecuencia de un sismo, en edificaciones de diversos tipos.

Niveles de daño: Leve, moderado, severo, grave (colapso).

Existen diversos métodos de evaluación de daños: preliminares y específicos.

Resultado: mapa de evaluación de daños en edificaciones.

POST-SISMO

Otras disciplinas:

-Actividad volcánica.

-Inundaciones por desbordes de ríos.



¿ Son los estudios de vulnerabilidad y microzonificación útiles en nuestro país ?

¿ Se utilizan en el planeamiento urbano de nuestras ciudades ?



Estudio de la Vulnerabilidad Sísmica de las edificaciones en los departamentos de Moquegua y Tacna

Desarrollado en el CISMID-FIC-UNI durante los años 1992 a 1994 por el expositor, se utilizó una metodología cualitativa para evaluar el estado estructural de las edificaciones y se elaboraron mapas de vulnerabilidad y riesgo sísmico de las edificaciones.

Los resultados fueron presentados en eventos profesionales y académicos a nivel nacional e internacional incluso en las ciudades de Moquegua y Tacna durante los años 1995 a 1997.

Los resultados no fueron tomados en cuenta en la planificación urbana de las ciudades de Moquegua y Tacna.



Sensores Remotos: Imagen satelital de la ciudad de Moquegua

Autor: Dr. Miguel Estrada - CISMID

Evaluación de daños del sismo de Atico

Arequipa del 23 de junio del 2001, Mw = 8.2Utilizando sensores

Remotos.




Alto

Medio

Niveles de Daño




Centro – Moquegua(Imagen Pre-evento)

Autor:Dr. Miguel Estrada



Centro – Moquegua(Imagen Post-evento)




San Francisco (Imagen Pre-evento)




San Francisco(Imagen Post-evento)




Tipos de suelo en La ciudad de Lima

CISMID (2004)

Microzonificación Sísmicade la ciudad de Lima

CISMID (2004)



Periodos de vibración del suelo

en la ciudad de LimaCISMID (2004)

Microzonificación Sísmicade la ciudad de Lima

CISMID (2004)



Mapa demicrozonificación

Sísmica para la ciudad de LimaCISMID (2004)

CISMID

DHN

CDL-CIP

LA MOLINA



ACELERÓGRAFO MODELO ETNA, KINEMETRICS

LA MOLINA

-60-50

-40-30

-20-10

010

2030

4050

60

0 40 80 120 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(cm

/s2)

ACELEROGRAMA ESTACIÓN CIPSismo del 15/08/07

componente EO Amax = 54.10

CDL-CIP

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

0 40 80 120 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(cm

/s2)

ACELEROGRAMA ESTACIÓN MOLINASismo del 15/08/07

componente EO Amax = 78.72 cm/s2

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

0 40 80 120 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(cm

/s2)

ACELEROGRAMA ESTACIÓN CISMID - FIC - UNI

Sismo del 15/08/07 componente EO Amax = 73.9 cm/s2

componente EO Amax = 73.9 cm/s2 CISMID

RIMAC

SAN ISIDRO

-110

-90

-70

-50

-30

-10

10

30

50

70

90

110

0 20 40 60 80 100 120 140 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(cm

/s2)

ACELEROGRAMA ESTACIÓN CALLAOSismo del 15/08/07

componente EO Amax = 95.76 cm/s2

DHN

CALLAO

ACELEROGRAMAS REGISTRADOS ENLIMA, SISMO DE PISCO 2007



-270

-210

-150

-90

-30

30

90

150

210

270

0 40 80 120 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(c

m/s

2 )

ACELEROGRAMA ESTACIÓN PARQUE RESERVASismo del 17/10/66

componente NS

Amax = 269.3 cm/s2

-270

-210

-150

-90

-30

30

90

150

210

270

0 40 80 120 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(c

m/s

2 )

ACELEROGRAMA ESTACIÓN PARQUE RESERVA Sismo del 03/10/74

componente EO

Amax = 192.5 cm/s2

-270

-210

-150

-90

-30

30

90

150

210

270

0 40 80 120 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(c

m/s

2 )

ACELEROGRAMA ESTACIÓN PARQUE RESERVASismo del 31/05/70

componente EO

Amax = 104.8 cm/s2

-270

-210

-150

-90

-30

30

90

150

210

270

0 40 80 120 160Tiempo (seg)

Ac

ele

rac

ión

(c

m/s

2 )

ACELEROGRAMA ESTACIÓN CDL- CIPSismo del 15/08/07

componente NS

Amax = 58.8 cm/s2



Estación VIZCARRA

Estación CHEN CHEN (inactiva)

Estación GOBIERNO REGIONAL (inactiva)

ESTACIONES ACELEROGRAFICAS CIUDAD DE MOQUEGUA

Zonificacion Sismica (Aguilar et al, 2000)

Estación UJCM



ACELEROGRAMA SISMO DE ATICO - AREQUIPA 23/06/2001 ESTACION MOQUEGUA, COMPONENTE E - W, Amáx = 295.22 gal

-300

-200

-100

0

100

200

300

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

TIEMPO (s)

AC

EL

ER

AC

IÓN

(g

al)

ACELERÓGRAFO MODELO RION

Estación Vizcarra, componente EOSismo de Atico 23 Junio 2001

Amax = 295 gal



Magnitud 7.8Profundidad 116 km

Distancias epicentrales125 km ENE de Iquique, Chile

210 km SE de Arica, Chile250 km SSE deTacna, Perú

Se obtuvieron acelerogramas en los siete acelerógrafos instalados

en el sur peruano

Arequipa: UNSA, CHARACATOTacna: J. BASADRE, A. GIESEKE

Moquegua: VIZCARRA, CHEN CHEN, GOB. REGIONAL

SISMO DE TARAPACA DEL 13 DE JUNIO DEL 2005



ACELEROGRAMAS DEL SISMO DE TARAPACA DEL 13/06/05

Tavera et al (IGP), 2007

Estación ICA2 Amax EO = 272 gal

Estación ICA2 Amax NS = 334 gal

Ruptura 1 Ruptura 2

Proceso deRuptura en acelerogramas

(Kramer, 1996)

Espectro de Respuesta

Estación ICA2 Amax EO = 272 gal

Estación ICA2 Amax NS = 334 gal

Amax NS = 897 galT = 0.73 s

Amax NS = 1280 galT = 0.49 s



ACELEROGRAMAS REGISTRADOS ENLA CIUDAD DE MOQUEGUA, SISMO DE PISCO 2007

Estación VizcarraComponente EO

Estación UJCMComponente EO

microzonificacion1

Documents