ANEXO SISMICIDAD SIERRA -...

EIA Gasoducto Camisea - Lima

ANEXO SISMICIDAD

SIERRA

EIA Gasoducto Camisea - Lima 1-1

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.


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 FUENTES DE PELIGRO SÍSMICO

1.3.1 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.


Figura 1 Modelos de la Zona de Convergencia entre Placas Oceánicas y Continentales según Coulbourn, 1982

1. Alto estructural 2. Cuenca pre-arco 3. Roca continental, tectonizada en bloques 4. Prisma acreciada 5. Turbiditas de la fosa 6. Sedimentos hemipelágicos deformados 7. Sedimentos mesozoicos 8. Batolito costero


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 Terremotos fuertes históricos y su Impacto en el Área de Influencia del Proyecto

PGA (g) Año Mes Día Coordenadas Prof. Km

Lugar Ms Io Dist (km) 1* 2** 3***

1586

1650

1687

1746

1942

1947

1948

1969

1969

7

3

10

10

8

11

5

7

10

9

31

20

28

24

1

28

24

1

12.5°S

13.8°S

13.0°S

11.6°S

15°S

11°S

13.1°S

11.8°S

11.6°S

77.7°W

72.0°W

77.5°W

77.5°W

76°W

75°W

76.2°W

75.1°W

75.2°W

-----

70

-----

30

-----

60

55

1

43

Lima

Cusco

Lima

Lima

Nazca

Satipo

Cañete

Huaytapallana

Huaytapallana

8.1

7.2

8.2

8.4

8.4

7.5

6.75

5.6

6.2

X

X

335

332

324

328

328

152

189

77

101

0.03

0.02

0.03

0.03

0.03

0.07

0.03

0.04

0.07

0.09

0.06

0.1

0.11

0.11

0.16

0.1

0.13

0.14

0.12

0.06

0.14

0.16

0.16

0.16

0.08

0.06

0.1

* 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)


• 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).

1.5 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

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

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)

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


Figura 2 Distribución de Epicentros.


Figura 3 Distribución de los Hipocentros.


Figura 4 Superposición de Máximas Intensidades de Sismos.


Figura 5 Aceleraciones en la Roca Base.

ACELERACIONES EN LA ROCA BASEZONA SIERRA - SELVA

10

100

1000

101001000

Período de Retorno (años)

Ace

lera

ción

cm

/s2

HUMAY

HUAYTARA

RIO PAMPAS

RIO VINCHOS

PAMPAMARCA

RIO APURIMAC

RIO MANTALO

MALVINAS


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 Longitud al Oeste de Greenwich

IS Latitud Sur. Para la Cordillera Blanca se mencionaron las coordenadas extremas del sistema fallado.

A Año en que se produjo el sismo relacionado con la última reactivación comprobada por la sismicidad instrumental.

LT Longitud total (en kilómetros) del sistema de falla al cual pertenece la falla activa.

LR Longitud reactivada (en kilómetros) durante un sismo. Cuando hay varios tramos reactivados se les menciona con +.

LM Longitud máxima (en kilómetros) de la o las fallas activas que no tienen reactivación contemporánea con la existencia de la sismicidad instrumental.

SR Salto (en metros) de la falla activa. Se diferencia el salto vertical con V y el horizonte con H.

M Magnitud del sismo relacionado con la reactivación


Cuadro 5 Las Fallas Activas en el Perú

COORDENADAS FALLAS TM

LW LS A

LT (km)

LR (km)

LM (km)

SR (m) M

Huaytapallana

Quiches

Chulibaya

Tambomachay

Huambo

Cord. Blanca

Cayesh

Pomacanchi

I-S

N

N

N

N

N

N-S

N

75°03’

77°30’

70°25’

72°

72°

77°55’

77°15’

75°40’

11°56’

8°25’

17°28’

13°30’

15°40’

8°35’

10°15’

11°05’

1969

1946

25

30

10

25

28

190

20

7.5+3.5

5+2

5

20

10-12

2-6

10

0.8-2V

0.7 H

3V

2V

2-3V

4-10V

1-50V

5.9

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

• 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.

b. 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


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.

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