Vulnerabilidad Riesgo Sismico Lima

7/23/2019 Vulnerabilidad Riesgo Sismico Lima

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

CENTRO PERUANO JAPONÉS DE INVESTIGACIONESSÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES

AYUDA MEMORIA

“ESTUDIO DE VULNERABILIDAD Y RIESGOSÍSMICO EN 42 DISTRITOS DE LIMA Y

CALLAO”

LIMA

ABRIL 2005

ASOCIACIÓN PERUANA DE EMPRESASDE SEGUROS (APESEG)




CENTRO PERUANO-JAPONÉS DE INVESTIGACIONESSÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES

AV. TUPAC AMARU N° 1150 – LIMA 25 – PERÚ – Apartado Postal 31-250 Lima 31Teléfono (51-1) 482-0777,482-0804,482-0790, FAX: 481-0170,

e-mail: [email protected] http:// www.cismid.uni.edu.pe

ÍNDICE

1. Introducción 12. Objetivo 2

3. Condiciones Locales de Sitio 2

3.1. Distribución de Suelos en Lima y Callao 3

3.2. Comportamiento Dinámico del Terreno en Lima y Callao 3

3.3. Zonificación Sísmica de Lima y Callao 4

4. Conclusiones 6

5. Recomendaciones 6

6. Agradecimientos 67. Referencias 7

ANEXOS

Anexo I. Mapa de Distribución de Suelos en Lima y Callao

Anexo II: Mapa de Comportamiento Dinámico del Terreno en Lima y Callao

Anexo III: Mapa de Zonificación Sísmica de Lima y Callao





AV. TUPAC AMARU N° 1150 – LIMA 25 – PERÚ – Apartado Postal 31-250 Lima 31Teléfono (51-1) 482 0777,482 0804, 482 0790, Fax: (51-1) 481 0170,

e-mail: [email protected] http://www.cismid-uni.org/1

“ESTUDIO DE VULNERABILIDAD Y RIESGO SÍSMICO EN 42DISTRITOS DE LIMA Y CALLAO”

1.0 INTRODUCCIÓN

Desde épocas remotas, las ciudades de Lima y Callao han sido sometidas auna serie de sismos de gran intensidad, durante los cuales en múltiplesoportunidades han sufrido cuantiosos daños materiales y pérdidas de vidashumanas. La principal fuente generadora de eventos sísmicos que afectan estaregión es la zona de subducción, definida por la interacción de la Placa deNazca y la Placa Sudamericana. Esta fuente puede generar eventos de granmagnitud, los que, según la historia sísmica, en la zona de la costa centralpueden alcanzar los 8.2 grados en la escala de Richter. Los efectos de estos

movimientos telúricos se ven incrementados por las diferentes condiciones desitio que se presentan en los distritos que conforman la Gran Lima y Callao, talcomo se ha podido observar durante la ocurrencia de terremotos pasados.

En esta Ayuda Memoria se presenta los resultados finales de este extenso ydetallado Estudio de Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico en 42 distritos de Lima yCallao mediante una metodología internacionalmente aceptada para elprocesamiento de los datos obtenidos de los distintos grupos de trabajo.

Figura 1. Distribución de la tectónica para la zona de estudio (Dorbath et al., 1990).







2.0 OBJETIVO

El objetivo de esta ayuda memoria es presentar los resultados del Estudio deVulnerabilidad y Riesgo Sísmico en 42 distritos de Lima y Callao en tresgrandes zonas (Norte, Centro y Sur) concretado en un juego de mapas que sedetalla a continuación:

Mapa de Distribución de Suelos de Lima y Callao. Mapa de Comportamiento Dinámico del Terreno en Lima y Callao. Mapa de Zonificación Sísmica de Lima y Callao.

Tabla 1. Muestra de 42 distritos de Lima y Callao evaluado en este Estudio.

1. ZONA NORTE 2. ZONA CENTRO 3. ZONA SUR Breña Callao La Victoria Lima Ventanilla Ancón Carabayllo Comas Independencia Los Olivos Puente Piedra Rímac San Juan de Lurigancho San Martín de Porres

Bellavista

Carmen de La Legua Cieneguilla Chaclacayo Chosica La Perla La Punta Lurín Pachacamác Villa El Salvador Villa María del Triunfo Santa Anita

Ate Vitarte Jesús María Miraflores San Isidro Barranco Chorrillos La Molina Lince Magdalena Pueblo Libre San Borja San Juan de

Miraflores Santiago de Surco

Surquillo San Luis

3.0 CONDICIONES LOCALES DE SITIO

En la actualidad es ampliamente conocido que las condiciones locales de sitioes uno de los principales factores responsables de los daños sufridos por lasedificaciones durante los sismos severos. La amplificación sísmica es un efectode las condiciones locales de sitio y es fuertemente dependiente de lascondiciones geológicas, geomorfológicos y topográficas de la zona en estudio.Este conocimiento, conjuntamente con técnicas y herramientas ingenierilesmodernas, nos permite entender con mayor precisión los daños ocurridos en

terremotos pasados y proyectar los niveles de daños esperados en sismosfuturos.

El efecto del tipo de suelo sobre la amplitud y la naturaleza de las ondassísmicas ha sido reconocido desde hace mucho tiempo como crucial en laestimación del Peligro Sísmico. El tratamiento consiste en hallar funciones detransferencia, mediante diversas técnicas con el fin de multiplicar éstas por los







espectros fuentes hallados previamente, para así obtener el espectro fuenterepresentativo del sitio con efectos locales.

Para tal fin, se han realizando una serie de actividades, desde la recopilaciónde información y la ejecución de trabajos de campo hasta la evaluación yprocesamiento de la información. Durante este proceso se ha producido unimportante volumen de información, consistente en perfiles estratigráficos deperforaciones ejecutadas en el presente estudio, así como en estudios yregistros de pozos de agua recopilados en el área de investigación.

Así mismo, para determinar las características dinámicas del terreno se hanrealizado mediciones de microtrepidaciones y evaluaciones de amplificaciónsísmica) en perfiles unidimensionales y bidimensionales en los sectores máscríticos. Esta información ha sido incorporada a un sistema de informacióngeográfica y procesada en forma integral para elaborar la microzonificación

geotécnica sísmica de los 42 distritos analizados.

A continuación se describirán lo resultados más importantes obtenidos delprocesamiento de información, para la zonificación geotécnica y sísmica de los42 distritos de la Gran Lima y Callao.

3.1. Distribución de Suelos en Lima y Callao

De acuerdo a los perfiles estratigráficos y a las característicasgeomecánicas del terreno encontrado en el área de estudio se hanidentificado zonas geotécnicas que agrupan tipos de suelos concaracterísticas similares, proponiéndose un mapa de distribución desuelos, como se muestra en la Figura 1. En este mapa quedanúnicamente excluidos los distritos de El Agustino y Santa Rosa, que nofueron incluidos en el alcance de este Estudio.

3.2. Comportamiento Dinámico del Terreno en Lima y Callao

Para caracterizar el comportamiento dinámico del terreno en el área deLima y Callao se han realizado mediciones de microtrepidaciones,consistente en el monitoreo y procesamiento de los registros demicrovibraciones ambientales que se producen tanto por fuente naturalescomo artificiales. Este ensayo geofísico permite determinar el periodo

predominante de vibración natural del terreno y en algunos casos el factorde amplificación sísmica, parámetros que definen el comportamientodinámico del terreno durante un evento sísmico.

La Figura 2 muestra la distribución de periodos predominantes definidospor esta técnica, los cuales tienen una buena correspondencia con lascaracterísticas mecánicas de los suelos definidas en el acápite anterior. Enfunción a estos resultados se han definido cuatro zonas, en cada una delas cuales se espera que el comportamiento sísmico sea similar.







Para corroborar los resultados de estos ensayos, en las zonas menoscompetentes (áreas específicas localizadas en las Zonas II, III y IV), se

han realizado análisis de amplificación sísmica considerando un modelounidimensional de propagación de ondas y para el caso del distrito de laMolina se ha realizado el análisis de amplificación sísmica con un modelobidimensional. El análisis unidimensional fue realizado con el programaSHAKE 91 (Schnabel, 1972), utilizando como señal de ingreso losregistros de los sismos de Lima de 1966, 1970 y 1974, escalados a cuatroniveles de aceleración máxima: 0.1g, 0.2g, 0.3g y 0.4g. Los resultados deeste análisis han permitido definir curvas de factores de amplificaciónsísmica en las zonas evaluadas para sismos moderados a severos conaceleraciones máximas mayores o iguales a 0.3g. De manera similar, elanálisis bidimensional realizado en el distrito de La Molina, muestra quelos factores de amplificación sísmica varían en forma considerable en

función de la ubicación de las áreas evaluadas con respecto a la cuenca.

3.3. Zonificación Sísmica de Lima y Callao

Con las características mecánicas y dinámicas determinadas de los suelosque conforman el terreno de cimentación del área de estudio, y lasconsideraciones dadas por el Código de Diseño Sismorresistente delReglamento Nacional de Construcciones (Norma E-030, 2003), se handefinido las siguientes zonas geotécnicas sísmicas (Figura 3):

ZONA I: Esta zona está conformada por los afloramientos rocosos, losestratos de grava potentes que conforman los conos de deyección de losríos Rímac y Chillón, y los estratos de grava coluvial–eluvial de los pies delas laderas, que se encuentran a nivel superficial o cubiertos por un estratode material fino de poco espesor. Este suelo tiene un comportamientorígido, con periodos de vibración natural determinados por las medicionesde microtrepidaciones que varían entre 0.1 y 0.3 s. Para la evaluación delpeligro sísmico a nivel de superficie del terreno, se considera que el factorde amplificación sísmica por efecto local del suelo en esta zona es S=1.0 yel periodo natural del suelo es Ts=0.4 s, correspondiendo a un suelo tipoS1 de la Norma Sismorresistente peruana.

ZONA II: En esta zona se incluyen las áreas de terreno conformado por un

estrato superficial de suelos granulares finos y suelos arcillosos, cuyaspotencias varían entre 3.0 y 10.0 m. Subyaciendo a estos estratos seencuentra la grava aluvial o grava coluvial. Los periodos predominantesdel terreno determinados por las mediciones de microtrepidaciones enesta zona varían entre 0.3 y 0.5 s. Para la evaluación del peligro sísmicoa nivel de superficie del terreno, se considera que el factor deamplificación sísmica por efecto local del suelo en esta zona es S=1.2 y elperiodo natural del suelo es Ts=0.6 s, correspondiendo a un suelo S2 de laNorma Sismorresistente peruana.







ZONA III: Esta zona está conformada en su mayor parte por los depósitosde suelos finos y arenas de gran espesor que se presentan el algunos

sectores de los distritos de Puente Piedra, La Molina y Turín, y en losdepósitos de arenas eólicas que cubren parte de los distritos de Ventanillay Villa El Salvador, que se encuentran en estado suelto. Los periodospredominantes encontrados en estos suelos varían entre 0.5 y 0.7 s, por loque su comportamiento dinámico ha sido tipificado como un suelo S3 de laNorma Sismorresistente peruana, con un factor de amplificación sísmicaS=1.4 y un periodo natural de Ts=0.9 s.

ZONA IV: Esta zona está conformada por los depósitos de arenas eólicasde gran espesor y sueltas, depósitos marinos y suelos pantanosos que seubican en la zona del litoral de los distritos de Ventanilla, Callao,Chorrillos, Villa El Salvador y Turín, así como la zona de canteras de este

material en el distrito de Pachacamac. En esta zona se ubica también eldistrito de la Punta, cuyo perfil estratigráfico particular, con un estrato degrava superficial sobre un depósito potente de arcilla, genera periodosrelativamente largos, y un sector del distrito de Pachacamac, cuyosdepósitos profundos de arena generan periodos largos. Los periodospredominantes encontrados en estos suelos son mayores que 0.7 s, por loque su comportamiento dinámico ha sido tipificado como un suelo S4 de laNorma Sismorresistente peruana, asignándoles un factor de amplificaciónsísmica S=1.6 y un periodo natural de Ts=1.2 s (caso especial según laNorma).

ZONA V: Están constituidos por áreas puntuales conformadas pordepósitos de rellenos sueltos de desmontes heterogéneos que han sidocolocados en depresiones naturales o excavaciones realizadas en elpasado, con potencias entre 5.0 y 15.0 m. En esta zona se incluyentambién a los rellenos sanitarios que en el pasado se encontraban fueradel área urbana y en la actualidad han sido urbanizados. Se mencionanlas áreas que han sido identificadas en el presente estudio, las cuales seencuentran ubicadas en los distritos del Rímac, Surquillo, Bellavista, LaPerla, San Juan de Miraflores y San Juan de Lurigancho, nodescartándose la existencia de otras similares. El comportamientodinámico de estos rellenos es incierto por lo que requieren un estudioespecífico que está fuera del alcance del presente trabajo.







4.0 CONCLUSIONES

Producto de la culminación satisfactoria del Estudio de Vulnerabilidad y Riesgo

Sísmico en 42 distritos de Lima y Callao, que se integran en el ProyectoCISMID/APESEG-EVR-LYC, se pueden formular las siguientes conclusiones:

Producto del trabajo de campo y gabinete, se ha establecido la zonificaciónsísmica para cada distrito, considerándose finalmente 5 zonas sísmicas.

En la realización del estudio se ha tenido en la cuenta toda la información ala que se pudo acceder en: geografía, geología, geomorfología, tectónica ehidrogeología.

El trabajo de campo mediante aplicación de microtremor, calicatas yperforaciones efectuadas, ha permitido un adecuado conocimiento de lascaracterísticas y la elaboración de los perfiles de los suelos en forma,objetiva y diferenciada.

5.0 RECOMENDACIONES

Se recomienda que los mapas presentados sean incorporados a los planesde desarrollo de las Oficinas de Defensa Civil y Desarrollo Urbano de lasMunicipalidades de Lima y Callao.

Es indispensable la presencia del Instituto Nacional de Defensa Civil comoorgano rector y normativo para hacer cumplir las disposiciones de los

municipios. La información deberá ser utilizada por personal calificado a fin de que

estos resultados beneficien la Prevención y Seguridad con educación, y nofrustrar las aspiraciones de los ciudadanos que esperan encontrar losmayores beneficios en la estabilidad y seguridad de sus hijos que son laesperanza del futuro desarrollo de Lima y Callao.

6.0 AGRADECIMIENTOS

El presente estudio ha sido posible gracias al financiamiento de las empresasaseguradoras organizadas dentro de la Asociación Peruana de Empresas de

Seguros (APESEG), y al beneplácito de la Superintendencia de Banca ySeguros (SBS), a quienes el Centro Peruano-Japonés de InvestigacionesSísmicas y Mitigación de Desastres (CISMID) de la Universidad Nacional deIngeniería desea reconocerles el invalorable aporte a la comunidad científica ya la población en general. También agradecemos la participación de la empresareaseguradora Swiss Re por su desinteresado aporte para lograr los objetivospropuestos en este estudio.







7.0 REFERENCIAS

American Technology Council - ATC-13 (1985). Earthquake damageevaluation for California, FEMA.

Casaverde L. y Vargas J. (1980). "Zonificación Sísmica del Perú", IISeminario Latinoamericano de Ingeniería Sismo-Resistente, Organizaciónde Estados Americanos y Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima,Perú.

Castillo J. (1993). "Peligro Sísmico en el Perú", Tesis de Grado, Facultad deIngeniería Civil, Universidad Nacional de Ingeniería, Lima.

Idriss I. (1985). "Evaluating Seismic Risk in Engineering Practice", XIInternational Conference in Soil Mechanics and Foundation Engineering,San Francisco, USA, Vol I.

Isacks B., Oliver J. y Sykes L.R., (1968). "Seismology and Global Tectonics",Journal of Geophysical Research, Vol 73, Nº 18, págs. 5855-5899.

McGuire R. (1974). "Seismic Structural Response Risk AnalysisIncorporating Peak Response Regressions on Earthquake Magnitude andDistance", MIT Report R74-51, Cambridge, Mass.

Meneses, J. (1985). "Evaluación de Acelerogramas y Determinación deEspectros de Respuesta en Lima", Tesis de Grado, Facultad de IngenieríaCivil, Universidad Nacional de Ingeniería, Lima.

Olarte J., Zavala C., Aguilar Z., Vásquez G., Escobar R. y Romaní S. (2003).“Estimación de la pérdida máxima probable PML en 10 distritos de la Gran

Lima y Callao: Aplicación a la industria aseguradora peruana”. XIV CongresoNacional de Ingeniería Civil, Iquitos, Colegio de Ingenieros del Perú-ConsejoDepartamental de Loreto-Capítulo de Ingenieros Civiles.

Richter C.F. (1958). "Elementary Seismology", W.H. Freeman Co., SanFrancisco.

Silgado E. (1978). "Historia de los Sismos más Notables ocurridos en elPerú (1513-1974)", Instituto de Geología y Minería, Boletín N°3, Serie C,Geodinámica e Ingeniería Geológica, Lima, Perú.

Silgado E. (1992). “Investigación de Sismicidad Histórica en la América delSur en los Siglos XVI, XVII, XVIII y XIX”, CONCYTEC, Lima, Perú.

SISRA (1985). "Catálogo de Terremotos para América del Sur" Volúmenes7a, 7b y 7c, Proyecto SISRA, Centro Regional de Sismología para Américadel Sur. Lima, Perú.







ANEXOS







Anexo I:

Mapa de Distribución de Suelos en Lima yCallao







Anexo II:

Mapa de Comportamiento Dinámico del Terrenoen Lima y Callao







Anexo III:Mapa de Zonificación Sísmica de Lima y Callao

Vulnerabilidad Riesgo Sismico Lima

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