Seminario RIESGOS Y DESASTRES POR FENÓMENOS

GEOLÓGICOS

Fundamentos de sismología Región Ocaña, Norte de Santander.

Alvaro O Pedroza Rojas Ingeniero Civil, M.Sc Geotecnia SDSMT-USA, Candidato a Doctor en

Ingeniería –Geotecnia, UNAL-Col

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

Primer Congreso Internacional y Nacional de Innovación en Gestión

Ocaña , Norte de Santander, 22 al 26 de octubre de 2012

AMENAZA SISMICA

Proceso (fenómeno) natural sísmico de tal

proporción que puede llegar a afectar una zona o

región en un tiempo determinado.

VULNERABILIDAD

Lo socio cultural y el

desarrollo urbano determina

en buena parte la

vulnerabilidad

RIESGO SISMICO

RIESGO = AMENAZA X VULNERABILIDAD

Probabilidad de incurrir en pérdidas

(económicas, de infraestructura, humanas,

ambientales, laborales, entre otras) sobre

elementos vulnerables al materializarse la

amenaza. Ejemplos: sismos de Cúcuta,

Popayán, Eje cafetero.

Fractura de la roca

Liberación de energía

Acumulación de energía

Rebote elástico

Dinámica interna

Deriva continental

Generación de una perturbación

Propagación de la onda sísmica

Sismo – Terremoto

Movimiento Brusco – Repentino Propagación rápida de la energía liberada Impacto negativo

Rotura superficial de suelos

Movilidad de fallas

Vibraciones Tsunamis & seiches

Licuación

Amenaza secundaria

DAÑOS ASOCIADOS CON SISMOS Relacionados con el movimiento del suelo

Daños directos – 20%

Daños indirectos – 80%

Avalanchas Flujo de lodos Asentamientos diferenciales

Amenazas asociadas con sismos

Deslizamientos Rotura de obras de

infraestructura

Inundaciones por presas falladas por

sismos

Amenazas asociadas con sismos

Deslizamientos Rotura de obras de

infraestructura

Inundaciones por presas

falladas por sismos

Amenazas asociadas con sismos

Incendios Caída de edificios

Daños en bienes

materiales

Muertes

Epidemias

Amenazas asociadas con sismos

OBSERVACIÓN EN DETALLE PRICIPIOS BÁSICOS DE

ESFUERZOS

En las fallas, los bloques se desplazan unos con respecto a otros en respuesta al campo de esfuerzos: distensión, compresión, cortante.

http://cienciasdelatierra2010.blogspot.com/2009/08/las-deformaciones-de-las-rocas-pliegues.html

http://cienciasdelatierra2010.blogspot.com/2009/08/las-deformaciones-de-las-rocas-pliegues.html

El río viene del lado este (parte inferior derecha), y luego corre a lo largo de la línea de falla por varios cientos de metros, para finalmente continuar su rumbo hacia el lado oeste (parte media izquierda).

Movimiento de la falla es "dextral“: el bloque derecho se mueve hacia el observador (nosotros) y el izquierdo se mueve alejándose, dividiendo el cauce del río que alguna vez fue recto de este a oeste (derecha a izquierda).

http://www.migeo.pe/2007/08/geofoto-3-falla-de-rumbo.html

SISMO TECTÓNICO

SISMO VOLCÁNICO

Sismo por colapso de cavernas

TIPOS DE SISMOS

Sismo

Causado por deslizamientos

Sismos por uso de

explosivos

Sismo por vibración de maquinaria

TIPOS DE SISMOS

Sismo

Causado por deslizamientos

Sismos por uso de

explosivos

Sismo por vibración de maquinaria

TIPOS DE SISMOS

¿Dónde ocurren los sismos? Zonas de riesgo sísmico

Octubre 23 de 2012

Los sismos no ocurren al azar… Concentración

en las fronteras de las placas

tectónicas

Mayoría de los sismos más fuertes del último siglo

han ocurrido en zonas de subducción

Sismos intraplaca

también son significativos

1. Placa Euroasiática 2. Placa Africana 3. Placa Indo-australiana 4. Placa Filipina 5. Placa del Pacífico 6. Placa de Cocos 7. Placa Norteamericana 8. Placa del Caribe 9. Placa de Nazca 10. Placa Sudamericana 11. Placa Antártica

Interacción de placas tectónicas

Sección esquemática por el Océano Pacífico. Procesos tectónicos en un corte dentro de la Tierra. Conforme se genera nueva corteza desde la dorsal oceánica, este material es llevado por el movimiento de las placas oceánicas bajo las placas continentales en América y debido a la interacción entre ellas se funde a profundidad para crear volcanes.

SUBDUCCIÓN

SUBDUCCIÓN

Empuje del Escudo

Guayanés de Venezuela

Acción indirecta de la Placa de

Coccos

Provincias sismotectónicas y fuentes sísmicas de Colombia.

http://www.manizales.unal.edu.co/gestion_riesgos

1

2

3 4

5

1. Falla Bucaramanga-Santa Marta 2. Falla del Pie de Monte Llanero 3. Falla de Boconó 4. Falla del Perijá 5. Falla Oca

1

2

3

1. Falla Bucaramanga-Santa Marta 2. Falla de Boconó 3. Falla Oca

Microplaca del Lago de

Maracaibo

Macizo de Santander

Gramalote

Los sismos superficiales con

posibilidades de generar

tsunamis, por lo menos en

vecindades de la frontera con

Ecuador, pueden llegar a

magnitud 8, por lo que esta es

la más importante de las

fuentes sísmicas del país.

Otra fuente de este tipo es la

“Zona de Benioff”, porción

más profunda de la zona de

subducción, que en la corteza

profunda llega hasta más de

100 km, y cuya actividad

afecta el centro occidente de

Colombia en la parte norte del

Valle del Cauca. Sus

magnitudes suelen ser de 7.0

en la escala de Ritchter.

Problemática – Marco tectónico colombiano

Influencia de las propiedades geotécnicas de los macizos rocosos en la atenuación de ondas sísmicas

Sismicidad asociada a Fuentes

“Intraplaca”. A esta categoría

pertenecen varios sistemas de

fallas, como el Sistema de

Fallas de Romeral, el Sistema

de Fallas Cauca-Patía, el

Sistema de Fallas del Margen

Llanero, el Sistema de Fallas

Santamarta-Bucaramanga,

entre otras, y fallas

potencialmente activas. Este

tipo de fuente que suele

generar en principio sismos de

magnitud 6 a poca profundidad,

los más destructivos cuando los

focos someros se dan cercanos

a las ciudades, como en el caso

de Popayán (1983) y Armenia

(1999), también pueden

amenazar zonas rurales de los

andes colombianos cuando

desencadenan fenómenos poco

frecuentes, como la avalancha

del Páez (1994).

1

Zonas sísmicas colombianas

1. Eje cafetero

2. Santanderes

3. Pie de monte llanero

4. Cauca

5. Murindó

2

3 4

1 5

Con excepción de algunos desastres producidos por procesos de

movimiento en masa activados por eventos sísmicos e inundaciones

causadas por tsunamis, las víctimas humanas que cobran los terremotos

están asociadas principalmente a la destrucción de las estructuras del

hábitat urbano y a la cultura para afrontar las situaciones.

Tema de análisis es el hecho de que las edificaciones en las áreas

rurales de la zona andina colombiana, son autoconstruidas y no siguen

código alguno de construcción ni se regulan por la NSR.

http://seisan.ingeominas.gov.co/RSNC/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=84

http://www.unperiodico.unal.edu.co/dper/article/nueva-falla-geologica-altera-mapa-de-amenaza-sismica-en-colombia.html

http://www.unperiodico.unal.edu.co/dper/article/nueva-falla-geologica-altera-mapa-de-amenaza-sismica-en-colombia.html

http://www.ing-davirbonilla.com/archivos/tituloa_nsr10.pdf

RIESGO = F[amenaza sísmica, vulnerabilidad de los

elementos expuestos en cada sitio]

AMENAZA SÍSMICA MUNICIPIOS POBLACIÓN

Alta 475 35

Intermedia 435 51

Baja 151 14

National Earthquake Information Center - NEIC

• Centro occidente del Departamento NS

Localización

• 627.72 Km2

• 2.76% del total del Departamento

Superficie

•400 -1500 m.s.n.m

•13°C -25°C [19°C]

Piso térmico

73º 2' 26 O.

8º 14' 15N

Cúcuta

Bucaramanga

Ocaña

1. Municipio de El Carmen - NS 2. Municipio de Convención - NS 3. Municipio de Teorama -NS 4. Municipio de González – Cesar 5. Municipio de San Calixto –NS 6. Departamento de Cesar 7. Municipio de Río de Oro – Cesar 8. Municipio de La Playa-NS 9. Municipio de Ábrego – NS 10. Municipio de San Martín – Cesar

1

4

2 3

5

6

7

8

9

10

10

Jci Ji

Jb

pDb

pDb

pDb

pDb

pDo Jb

Jc Jc Jc

Jb

pDb

pDb

Tpa

Tpa

Tpa

Tpa

Tpa

Pds

Pds

Pds

PdD Pds

Jb

Ji Df

r RT

RT

Jci

Jci

Jci

Jci

pD

Qal

Cuaternarias: Qal

Terciarias: Tpa [F. Algodonal] Jurásico: Ji [F.Jordán] Ja Jb [F.Bocas]

R. ígneas : Jci [Complejo intrusivo-extrusivo] r [Riolitas] Jc [Cuarzomonzonita , biotítica, gris rosado RT [Tonalita] – D [Diorita]

R. Metamórficas [Devónico –Pérmico] : Df [Unidad arenosa lutítica de Convención] Pds [Formación Silgara] Pdb: Neis de Bucaramanga.

Ocaña, N.S., Colombia Formaciones geomorfológicas

Erosión con geometría de cárcava Agentes: agua - hombre

Depósitos cuaternarios Río Tejo Terrazas aluviales Llanuras de inundación Formación Algodonal Formación Algodonal – zona poblada Complejo ígneo intrusivo -extrusivo

Reptación

Deslizamientos rotacionales

Escarpes asociados a cicatrices de deslizamientos recientes

Zonas de inundación reciente

Efecto de la vertiente por socavación de orilla actual y subactual

AMENAZA Y RIESGO GEOLÓGICO Procesos de remoción en masa – Procesos

erosivos

112 Fundadores 122 Comuneros 98 Comuna Nororiental Cristo Rey 53-55 Travesías

53

55

98

122

112

Fuente: PBOT Ocaña, NS

Muy alto

Alto

Medio

Bajo

SANTANDER- SCG – Catálogo sísmico

19 años de observación y registro Conclusiones 1993-1999: 13.3% 2000-2009: 38.36%

2010-2012 48.34% Sismos superficiales 69 de 451 (15.32%)

84.68% sismos intermedios Mayor número de registros sísmicos en EL Tarra y Ábrego NOMENCLATURA N[x-y] N: número de sismos x-y: rango de magnitud sísmica #s-#i: número de sismos superficiales-número de sismos intermedios

Total registros 1993-1999 2000-2009 2010-2012

Ocaña 37 3 [ 2.6-4.2] 2s-1i

8[2-4] 1s-7i

26[1.3-2.9] 6s-20i

Abrego

80 8[2.6-3.6] 1S – 7I

31[1.7-3.7] 3S-28I

41[1.4-2.9] 5S-36I

La Playa

32 2[2.7-3.8] 2I

16[1.8-4] 2S-14I

14[1.2-3.1] 2S-12I

Convención

32 5[2.8-3,5] 2S-3I

12[2.3-3.7] 12I

15[1.3-2.6] 15I

Teorama

9 1[3.9] 1I

5[2.3-2.8] 2S-3I

3[1.5-2] 3I

San Calixto 13 2[2.8-3.3] 2I

7[1.6-3.1] 7I

4[1.5-3.2] 4I

Hacarí

50 8[2.4-3.9] 2S-6I

19[1.6-3.6] 5S-14I

23[0.7-2.4] 7S-16I

Villa Caro 41 6[2.1-3.2] 1S-5I

21[1.8-3.9] 4S-17I

14[1.7-3.3] 1S-13I

EL Tarra

98 18[2.8-3.9] 3s-15i

38[1.9-3.3] 13s-25i

42[1.3-2.8] 5s-37i

El Carmen

46 6[2.7-3.7] 1s-5i

11[1.6-3.2] 1s-10i

29[1.2-3.3] 29i

Botaré 13 1[2.3] 1i

5[2.4-3,2] 5i

7[1.6-2.3] 1s-6i

451 60[2.1-4.2] 173[1.6-4.0] 218[1.2-3.3]

A la playa-puente

Abrego

Sedimentos cuaternarios aluviales recientes

Granito?

Paisaje rural Ocaña

Gravas de bajo diámetro

Rio algodonal – Jaime Claro

Drenaje paralelo: en pendientes altas

· Cuando hay algún tipo de control topográfico o estructural

· Materiales con baja permeabilidad

· Pendientes moderadas entre sí

· Baja cobertura vegetal

· Caudales cortos

Cordillera oriental Ocaña – Jaime Claro

Drenaje subparalelo: Posee menos paralelismo y menor densidad que el

drenaje paralelo, es un caso especial donde se aprecia la esquistosidad de las

rocas. Las características que lo influyen son:

· Alta a mediana permeabilidad

· Control estructural

· Moderada cobertura vegetal

· Laderas altas

· Pendientes fuertes

Buenavista - duwtorma

subsidiencia

Vereda Los Asientos-Ábrego, N.S

Cerro de los cristales Duwtorma

Erosión Humedad en cauce

Montañas de Ábrego

Fallas de rumbo

Erosión interna Zonas calvas

Vista de la hormiga desde la montaña ( Vía Cúcuta- Ocaña (Duwtorma)

Falla de rumbo Hojas Centro –entallamiento – desarrollo lateral Erosión Red de drenaje Geología – color blanco Horizonte uniforme Encuentro de fallas

En la provincia de Ocaña – Norte de Santander

Sismos de fuentes cercanas

Amenaza sísmica intermedia

Poseen un período fundamental de vibración bajo

Los suelos amplifican en tales períodos bajos

Donde las áreas están más pobladas, la aceleración es mayor

En OCAÑA la variación del ruido entre 1 Hz y 10 Hz a las 11 a.m y 4 p.m. con

respecto a las 11 p.m. es aproximadamente de 20 db, esto se debe en gran

medida a que la estación se encuentra ubicada en los predios de la

Universidad Francisco de Paula Santander por lo que en horas de la mañana

y tarde el ruido sísmico se incrementa gracias a la actividad humana

Las aceleraciones en roca se amplifican por efecto topográfico y por naturaleza del suelo. Tales amplificaciones son altas para períodos bajos de vibración [altas frecuencias] Amplificaciones sísmicas son críticas en zonas de relleno, suelos blandos, arenas finas y medias sueltas con alto nivel freático

Municipio Aa Av Amenaza

Abrego 0.3 0.2 alta

El Carmen 0.15 0.10 Intermedia

El Tarra 0.20 0.15 Intermedia

La Playa 0.20 0.15 Intermedia

Ocaña 0.20 0.15 Intermedia

Teorama 0.20 0.15 Intermedia

Medidas estructurales

Medidas no estructurales

MITIGACIÓN

RED SISMOLOGICA Y ACELEROGRAFICA NACIONAL

La red de estaciones sismológicas

funcionan desde 1993 de manera

continua, monitoreando y caracterizando

los eventos sísmicos en Colombia

Red de Estaciones

LA INGENIERÍA PREVENTIVA DEBE

PREVALECER SOBRE LA INGENIERÍA

CORRECTIVA

El viento que viene y el viento que va no son nada, en realidad, del tiempo. El tiempo en otro sitio donde el hombre, capaz de su destino, trazó el aire, el arma de sus sueños, y la tierra labró para guardarse en ella.

Una piedra es ascuas bajo el sol: el fuego en su piel es el castigo. Acaso la sombra transitoria del cuervo pueda hacerse solaz o carne de los dioses. Pero, adentro, reside la batalla. ¿Quién puede pensar que en su interior algún animal petrificado hunda sus pezuñas atravesando la tierra?

Si su silencio se midiera en islas habría mar. Por eso la ceniza en la frente es camino para continuar. El tiempo nada más en la piel del estoraque, el tiempo como un perro que nunca llega al hueso, el tiempo ladrando como perro, como un perro derrotado por los sueños

Aquí las ruinas no están quietas el viento las modela. Por ejemplo

lo que antes era escombro de palacio lo convirtió en estatua la erosión y lo que fue la sombra de la torre

es ahora la sombra del chalán.

En esta sucesión que nadie nota algo que no se mueve ni transforma, algo quieto a pesar de tanto caos, algo que permanece sin embargo aunque desaparezcan estoraques y nazcan otros, aunque aquellos bosques de serpientes de pie como escuchando la flauta del encanto comprendieran que nunca han existido.

No más que la alta hoguera de la estrella sobre este mundo. Nada más que el sueño se pronto convertido en nada. Nada distinto al propio fuego en que se incendia ebria, la luz, muy dentro de la tierra o encima de la lámpara que lleva todo nombre encendido. El estoraque siempre tiene las luces apagadas.

Al polvo nada vuelve, todo queda delante de los ojos y las manos sin poder escoger huellas de arena, sin poder encontrar en tanta forma cosa distinta de nuestro fracaso.

No hay mineral oculto en sus raíces ni la vegetación sobre su lomo, no hay árbol ni camino ni labranzas y ni siquiera estrellas en lo alto: huyó hasta el trueno, el rayo y el relámpago.

Nada queda de todo, todo es nada. No se puede sentir la realidad sino en los sueños. Tanto viaje humano hasta el fondo del alma para verse después de tanta huella igual que antes.

Sopla el viento la vida, la dirige hasta la tierra, si, hasta la honda tierra donde los muertos tienen la mirada exactamente igual a la de muertos.

Hay que empezar a interpretar los actos que nunca realizaron cuando vivos y sus pasiones hoy desmoronadas Igual que los amores repartidos en tanto lecho muerto, en tanto vientre hueco, en tanto vacío, en tanta nada.

Aquí los muertos que sembraron sólo para dejarlos solos con sus muertos se cansaron de estar muriendo muertos y empezaron sus uñas a arañar la dura tierra que les vino encima.

Después se dieron cuenta de que el agua no existe: una mentira del tamaño de un río es comparable con la vida, que tampoco existió. No hay sino sed. Lo que existe es la sed y el resto es nada

Hicieron los hombres el tiempo para darle nombre a cosas de las que poco sabían: la vida, el amor y la muerte y el destino de conocer que los actos son las huellas, los huesos, la piel, la conciencia.

Antes la montaña invocaba la lluvia pidiendo pan para su cuerpo estéril,

semen para su vientre, pero implacable el cielo la condenó a su suerte:

hasta el propio cauce se bebió su río.

GRACIAS

Empecé por abrir la soledad como quien destapa una botella y no encontré ningún camino; di pasos atrás para buscar palabras y cantar Y no vi nada; volví por la ciudad y sólo el viento, el que sube y el que va, como perdido, como buscando a Dios, como arañando los altos, los duros, los broncos estoraques.