traba final

5/27/2018 Traba Final

1/48

RESUMEN

El Per est comprendido entre una de las regiones de ms alta actividad ssmica que existe

en la tierra, por lo tanto est expuesto a este peligro, que trae consigo la prdida de vidas

humanas y prdidas materiales. Es necesario efectuar estudios que permitan conocer el

comportamiento ms probable de este fenmeno para poder planificar y mitigar los grandes

efectos que trae consigo. !na forma de conocer el probable comportamiento ssmico de un

lugar es mediante la evaluacin del peligro ssmico en trminos probabilsticas, es decir

predecir eventos ssmicos en un periodo de retorno que podran ocurrir en un lugar

determinado.

En el presente estudio se describe las principales caractersticas de la sismicidad y

sismotectnica de la regin "ur de Per. #a distribucin de la sismicidad en espacio y en

profundidad es anali$ada en detalle a fin de identificar patrones de sismicidad. Para tal

ob%etivo se ha utili$ado datos ssmicos contenidos en el catlogo E&'(#)&'

correspondientes al perodo *+- *++/ correspondientes a la siguiente ubicacin0

Entre *12 y */.32 de latitud.

Entre /2 y 4-2 de longitud.

#os sismos considerados en el anlisis presentan magnitudes mayores a -.5mb. )s mismo,

se reali$a la descripcin de las caractersticas tectnicas y de los principales sistemas de

fallas activas presentes en la regin "ur de Per. #os resultados obtenidos permiten

identificar las $onas de mayor potencial ssmico en superficie y en profundidad as como una

probabilidad de ocurrencia de algunos sismos importantes.

*


2/48

INTRODUCCIN

#a continua evolucin de la 6ierra, se observa en la produccin de nueva #itosfera en los

fondos ocenicos y la perdida de la misma en las $onas de subduccin. El nuevo material

formado dentro de las placas, permite que estas se movilicen a una velocidad de 4 a

*5cm7a8o 9expansin del fondo ocenico:. En las $onas de colisin de placas, una de ellas se

introduce ba%o la otra, permitiendo que el material litosfrico vuelva al interior de la 6ierra

96avera, *++1:.

El borde ;ccidental de )mrica del "ur es una tpica $ona de colisin de placas y de los

bordes de placa, el ms activo desde el punto de vista sismolgico. El Per forma parte de

ella y su actividad ssmica ms importante esta asociada al proceso de subduccin de la placa

&a$ca 9ocenica: ba%o la placa "udamericana 9continental:, generando terremotos de

magnitud elevada a diferentes rangos de profundidad. )lgunas veces estos terremotos tienen

efectos destructivos en superficie y producen da8os importantes a lo largo de la costa

Peruana. !n segundo tipo de actividad ssmica, es producido por las deformaciones

corticales que se producen a lo largo de la uforn, *++/= 6avera, *++/:.

En Per, la distribucin de los sismos en funcin de la profundidad de sus focos, ha

permitido configurar la geometra del proceso de subduccin de la placa ocenica ba%o la

continental. !na caracterstica importante de esta geometra, es que cambia su forma al pasar

de una subduccin de tipo hori$ontal 9region &orte y


3/48

soporta una contorsin 9'e$a, *+4F= (range et al, *+/-= Dodrgue$ y 6avera, *++*= uforn, *++/.:.

#a distribucin espacial de los sismos con foco superficial, permite considerar como

principal fuente sismognica a los sismos que ocurren entre la fosa y el borde oeste de Per,

siendo estos de magnitud elevada y muy fuertes, adems de producir un alto grado de

destruccin en las ciudades distribuidas a lo largo de la costa de Per. En cambio, en el

interior del continente la ocurrencia de sismos es poco frecuente, siendo esta la segunda

fuente sismognica que se caracteri$a por generar sismos de magnitud menor, pero por ser

superficiales son tan da8inos como los debidos al proceso de friccin de placas. 'esde este

punto de vista, la ocurrencia de los sismos en el Per conlleva a aceptar a este fenmeno

como uno de los principales peligros latentes= por lo tanto, es necesario reali$ar una

adecuada preparacin y la puesta en marcha de planes de mitigacin de dicho peligro y los

da8os que estos podran ocasionar.

En este estudio mediante el empleo de la Estadstica trataremos de determinar la posibilidad

de ocurrencia de sismos en la $ona sur de Per 9 Entre *12 y */.32 de latitud= /2 y 4-2 de

longitud:.

1


4/48

OBJETIVOS

*. )plicar los diferentes mtodos estadsticos para poder calcular un periodo de retorno

de los sismos cuya magnitud sea mayor de - C.

F. Deali$ar un anlisis estadstico de los sismos percibidos para poder definir su

distribucin espacio temporal y las posibles fuentes que ocasionan dichos sismos.

1. )nali$ar la ocurrencia de sismos en el sur de nuestro pas, tanto por magnitud y por

profundidad.

-. Bacer un reconocimiento de las diferentes $onas ssmicas.

-


5/48

UBICACIN DE AL ZONA DE ESTUDIO

Esta $ona de estudio, comprende la regin surHoccidental del Per, para lo cual se delimit el

rea de estudio desde H*12 " hasta H*/.32 " en el e%e &" 9 latitud :, y desde H/2 ; hasta

H4/2; en el e%e E; 9longitud:. Esta $ona viene a ser relativamente %oven desde el punto de

vista tectnico, y esta sometido a una intensa actividad tectnica provocada por la

subduccin de las placas. #a placa de &a$ca es la que esta sufriendo un proceso de

subduccin ba%o la placa "udamericana, constituyendo esto un e%emplo tpico sobre el lmite

de convergencia entre una placa ocenica y una placa continental. Esta interaccin origina a

lo largo del tiempo, rasgos estructurales particulares en porciones continentales y ocenicas,

como la cordillera de los )ndes que se extiende por ms de /555 @m y la fosa Per


6/48

CARACTERISTICAS TECTONICAS DE LA REGION SUR DE PERU

Figura 2.

Esquema de subduccin para la regin Sur de Per. Se muestra las principales unidades

morfolgicas

En el Per, la


7/48

una fosa de gran extensin, la misma que alcan$a profundidades de hasta /555m. Esta fosa

esta formada por sedimentos que han sido depositados sobre rocas preexistentes.

La Cordi!ra Andina.-#a


8/48

Dorsa d! Na&$a.- Esta cadena monta8osa o cordillera se locali$a en el ocano Pacifico

entre *3G" y *+G". #a dorsal esta formada por rocas volcnicas con capas de minerales en los

cuales predomina el hierro, magnesio, potasio y sodios clcicos 9arocco, *+/5:= siendo,

estos minerales ms comunes en la corte$a terrestre. #a estructura de la 'orsal de &a$ca es

producto de un proceso de distensin de la corte$a ocenica y se estima que su formacin

tiene una edad de 3 a*5 millones de a8os 9arocco, *+/5:. Estudios recientes sobre

anomalas magnticas, permite considerar la hiptesis de que la dorsal debe su origen a una

antigua $ona de creacin de corte$a.

Figura 3.

Principales rasgos tectnicos presentes en la Placa de Nazca y borde Oeste de Per

/


9/48

Fosa o$!%ni$a P!r'(C)i!

En general, las fosas ocenicas asociadas a la interaccin de la placa ocenica con la placa

continental, son las partes ms profundas de los ocanos y marcan el inicio de la $ona de

subduccin 9


10/48

INTERACCIN DE LA PLACA DE NAZCA CON LA PLACA SUDAMERICANA

'esde el punto de vista tectnico, la regin )ndina es una de la regiones ms activas de la

6ierra, que esta su%eta a frecuentes fenmenos catastrficos causados por ese tectonismo

como terremotos y erupciones volcnicas. #a margen occidental de )mrica del "ur est

locali$ada en una fa%a ssmica, que corresponde al lmite de placas convergentes y forma

parte del cinturn


11/48

PRINCIPALES SISTEMAS DE FALLAS

#as fallas son producidas por la ruptura de una parte de la corte$a, lo que ocasiona una

discontinuidad en la estructura geolgica. Existen tres tipos de fallas en funcin de su

geometra 9Ligura 3:0 fallas normales 9indican alargamiento de la corte$a:, fallas inversas

9indican acortamiento de la corte$a: y fallas de despla$amiento 9indican despla$amiento

paralelo al rumbo de la falla:.

Figura $.

$ipos principales de falla ! pro#ocadas por un terremoto %&olt!'((()

'ebido a la estrecha relacin entre la actividad ssmica y la tectnica, es que se describe

brevemente las caractersticas de las principales fallas presentes en la regin "ur de Per,

9arocco, *+4/= 'almayrac y olnar, *+/*= "ebrier et al.,*+/F:.

Faa d! Mo"!*a"o +F,Esta falla se locali$a al "E de "an Iicente de


12/48

Faa d! Ta#2o#a$)a3 +F4Esta falla se locali$a en la parte &orte del


13/48

Figura .%

Sistema de fallas al Sur de Per

En la figura &ro podemos observar el sistema de fallas geolgicas presentes en la $ona sur

de Per 9$ona de estudio:.

*1

- 7 6 - 7 5 - 7 4 - 7 3 - 7 2 - 7 1 - 7 0 - 6 9

- 1 8

- 1 7

- 1 6

- 1 5

- 1 4

F ,

F /

F ni$os

#os principales rasgos tectnicos de la regin occidental de "udamrica, como son la


15/48

corregidos:, de este catalogo se utili$o la informacin referente a los a8os *+1* H *+5,

puesto que fueron los que tenan un registro era bueno.

Posteriormente para los a8os de *+- H *++/ se opto por tomar los datos presentes en el


16/48

SISMOS 9ISTRICOS

Para el Per, existe hasta tres


17/48

+&er )ne,o 1-

*4


18/48

Figura ./ Sismicidad con foco superficial para el per1odo '2-' 3 '(4 % 4 5m)! todas las magnitudes. El tama6o delc1rculo indica la magnitud del sismo y s7m indica los sismos sin magnitud.

a) Cat8logo S1smico del Per! segn 9uaco %'(:4).

b) Cat8logo S1smico del Per! #ersin actualizada %'((().

*/


19/48

Figura 0./ Sismicidad con foco intermedio para el per1odo '2-' 3 '(4 %4 ; ; 0 5m)! todas las magnitudes. Eltama6o del cuadrado indica la magnitud del sismo y s7m indica los sismos sin magnitud.

a) Cat8logo S1smico del Per! segn 9uaco %'(:4).

b) Cat8logo S1smico del Per! #ersin actualizada%'((().

*+


20/48

Figura .

ismos istricos en la Zona ur de Per.

Cat8logo S1smico del Per '2-'3'(:e#isada y "ctualizada

- 7 8 - 7 7 - 7 6 - 7 5 - 7 4 - 7 3 - 7 2 - 7 1 - 7 0 - 6 9 - 6 8

- 1 9

- 1 8

- 1 7

- 1 6

- 1 5

- 1 4

- 1 3

F5


21/48

BASE TECNICA

Para reali$ar este traba%o se recolectaron los datos del catalogo del E&(#)&', de sismos

correspondientes al perodo comprendido entre *+- *++/, para el "ur de Per.

'icha base de datos fue filtrada segn las siguientes caractersticas0

!bicacin0 *12 y */.32 de latitud.

/2 y 4/2 de longitud.

Eliminacin de replicas menores a 3mb de magnitud.

Eliminacin de sismos que no presentaban valor determinado de magnitud.

#a base resultante se muestra en el An!o /.

#os datos se plasmaron en varias columnas correspondientes a la fecha de ocurrencia del

sismo )8o, mes, da, hora de ocurrencia, magnitud 9mb.:, y profundidad, la locali$acin

referenciada con coordenadas.

Posteriormente se grafico usando el softCare Ki$map ?? el cual permite la visuali$acin de

los sismos en todo el pas en este caso el sur de Per= as mismo se eligieron diversas $onas

en las cuales se centrara el estudio.

F*


22/48

SISMOS INSTRUMENTALES

En la figura *5 se puede observar todos los sismos ocurridos en el periodo *+- *++/, los

cuales estn distribuidos en la $ona sur de Per y se extienden ms all de la lnea de la

costa.4

Figura 1./ 5istribucin espacial de los sismos ocurridos en Per durante el periodo 1%4

/ 10 obtenidos del atalogo de England.

SISMOS SUPERFICIALES OCURRIDOS EN SUR DE PERU

En la figura ** se puede observar la distribucin de los sismos superficiales en el sur de Per

durante el periodo *+- *++/, estos sismos se producen por dos causas principales= la

primera es el proceso de subduccin entre la placa de &a$ca y la placa "udamericana, una

evidencia de ellos son los sismos que se presentan a lo largo de la lnea de costa y mar

adentro= la otra causa es algn proceso de fallamiento, evidencia de ello son los sismos que

se presentan dentro del continente.

FF


23/48

Figura 11./ 5istribucin espacial de los sismos superficiales + 6 7m. de profundidad-

"btenidos del atalogo de England.

SISMOS INTERMEDIOS OCURRIDOS EN PERU


24/48

DELIMITACIN DE FUENTES SIMOGNICAS

"e determinaron las siguientes $onas0

a Sis#os S07!ri$ia!s

2 Sis#os In"!r#!dios

?igura '0. Zoneamiento de los Sismos Superficiales

?igura '2. Zoenamiento de los Sismos @ntermedios

F-


25/48

ESTAD?STICA PROBABILIDADES S?SMICAS

ANLISIS ESTAD?STICO DE LA SISMICIDAD

R!a$ion!s r!$0!n$ia(#a=ni"0d

(utenberg y Dichter 9*+3-: desarrollaron relaciones empricas para representar la frecuencia

de ocurrencia de los sismos de diferente magnitud y propusieron la siguiente relacin0

Aog N B a b D .. 9*:

'ondeN es el nmero de temblores con magnitud igual a D F dD7

intervalo de tiempo en una determinada regin, a y b son constantes y sern determinadas

por mnimos cuadrados, dD es el incremento de la escala de magnitud que esta siendo

utili$ada. #a distribucin real del Aog N, normalmente muestra valores peque8os para las

menores magnitudes, como consecuencia de un catlogo ssmico incompleto a partir de una

determinada magnitud de inicioD'. #a relacin es a%ustada solamente para valores deD G

D'.

N es conocido tambin como la frecuencia simple, singular, normal, incremental, integral, de

intervalo, o no acumulativo 9>ath, *+/*:. En este caso el parmetro a representa el logaritmo

del nmero de temblores de magnitud cero, y el parmetro b es una medida de la actividad

ssmica. )dems, el parmetro a depende del intervalo de observacin, de la extensin del

rea anali$ada y del nivel de actividad ssmica 9ogi, *+4:.

El parmetro b representa la inclinacin de la recta de la relacin y corresponde a la

proporcin de sismos de determinada magnitud 9!das y e$cua, *+/:. ) partir de la

ecuacin se puede determinar el periodo de retorno de los sismos de magnitud D, que

ocurren en la regin de estudio.

El parmetro b tambin ha sido motivo de una serie de estudios que sugieren una relacin de

este parmetro con las caractersticas tectnicas del rea donde F/ !niversidad &acional de

?ngeniera


26/48

Esto quiere decir que el parmetro puede ser considerado, en general, como un proceso

estocstico no estacionario. "in embargo, para intervalos de tiempo cortos y reas menores,

el parmetro bpuede ser considerado como estacionario y constante.

'iversos investigadores encontraron, que en valor de b oscilaba entre 5.1 y *.3, dependiendo

de la regin estudiada, de la profundidad focal dominante y del nivel de tensiones existentes

en esa regin 9#omnit$ y Dosenblueth, *+4= #ee y "teCart, *+/*= !das y e$cua, *+/:.

!n valor medio aproximado, en el mbito mundial, para b es *. Ialores menores

normalmente indican una actividad tectnica moderada, al igual que valores mayores de *

son tpicos de $onas con actividad tectnica considerable 9;larte, F555:.

>ath 9*+/*: menciona que valores grandes de b tambin han sido asociados frecuentemente

a estructuras tectnicas con gran heterogeneidad. Este autor menciona tambin que

utili$ando datos obtenidos en experimentos de rotura en laboratorio, fue encontrado que

valores elevados de tensin estn acompa8ados de valores peque8os de b y que valores ba%os

de tensin resultan en valores grandes de b. !das y e$cua 9*+/: sugieren tambin que el

valor de b esta relacionado con las caractersticas fsicas de cada regin, de modo que un

valor alto de b implica un predominio de sismos de peque8a magnitud, es decir, una regin

tiene poca resistencia para el acumulado de esfuer$os, en cuanto que un valor ba%o de b

indica que predominan los sismos de magnitud mayor, es decir corresponde a un medio con

mayor resistencia.

)dems, las variaciones temporales de b son utili$adas en la prediccin de terremotos.

Iarios estudios fueron efectuados con esta finalidad, por e%emplo #ee y "teCart 9*+/*:

mencionan un traba%o reali$ado por "uyehiro en *+4 utili$ando premonitores y rplicas de

un sismo mayor= en ese caso el valor de bpara los sismos premonitores ser 5.13 y para las

rplicas de 5.4, en una regin donde el valor normal de b es 5./.

6ambin podemos mencionar que el clculo de b en la relacin frecuencia de ocurrencia de

los sismos y la magnitud de onda interna nos indica que un valor de b menor que *, va a

indicar una elevada tensin del terreno, lo que significara que se trata de una $ona

tectnicamente antigua, estable, de ba%a atenuacin y por lo tanto de menor peligro ssmico.

!n valor de b mayor a *, indica un valor ba%o de tensin del terreno, una $ona

tectnicamente %oven, inestable, de alta atenuacin y por lo tanto alto peligro ssmico.

F


27/48

ESTAD?STICA PARA SISMOS SUPERFICIALES

GRAFICA Nro ,

Dis"ri20$i>n sis#i$a an0a

F0!n"!


28/48

CUADRO Nro ,

DISTRIBUCION DE POISSON

Fr.Cas! n NK aHos !n n

5 F 5

* 5 5

F 1 *

1 1 1

- 3 3

3 1

-

4 3 3

/ 1 -

+ F 1*5 F F

** * *

*F 5 5

*1 * 5

*- 5 5

*3 * 5

14

GRAFICA Nro /

F0!n"!


29/48

) travs de esta grafica se determina si nuestros datos tienen una buena frecuencia, para este

caso como se ve la distribucin esta medianamente bien, puesto que la campana esta sesgada

a la derecha y esto nos indica que no se eliminaron algunas replicas.

REGRESIN LINEAL MTODO DE M?NIMOS CUADRADOS

CUADRO Nro/

FRECUENCIA-MAGNITUD

P Ma=ni"0d + NK Sis#os o=N +3 F 3

* -.3 F5 *.15* F5.F3 3./33

F 3.5 4 *./F F3.55 +.*15

1 3.3 F *.4+F 15.F3 +./3/

- .5 - *.1 1.55 +.+44

3 .3 *1 *.**- -F.F3 4.F-*

4.5 5 5.555 -+.55 5.555

4 4.3 * 5.555 3.F3 5.555

/ /.5 5 5.555 -.55 5.555

S0#a"oria 4;.; /;: 6.5:5 1/1.;;


30/48

menores a 3C no sern considerados puesto no se a%ustan a la recta debido a que se posee

poca informacin de los mismos.

CALCULO DE PROBABILIDADES

Para el calculo de probabilidades se calculara los siguiente sparametros0

Dond!

a Ialor del ?ntercepto obtenido de la (rafica &ro 1

2 Ialor de la pendiente obtenido de la (rafica &ro 1

a,


31/48

F0!n"! Elaborado en base al


32/48

F0!n"! Elaborado en base al


33/48

ESTAD?STICA PARA SISMOS INTERMEDIO

DISTRIBUCIN S?SMICA ANUAL

GRAFICA Nro 4

F0!n"!


34/48

CUADRO Nro 4

DISTRIBUCION DE POISSON

Fr.Cas! n NK aHos !n n

5 5 5

* 5 5

F 5 5

1 5 5

- * *

3 1 *

* F

4 1

/ F -

+ -*5 3 -

** * -

*F F 1

*1 1 1

*- * F

*3 5 *

* F *

*4 * 5

*/ 5 5

*+ * 5

14

GRAFICA Nro 5

F0!n"!


35/48

) travs de esta grafica se determina si nuestros datos tienen una buena frecuencia, para este

caso como se ve la distribucin esta medianamente bien, puesto que la campana esta sesgada

para ambos lados y esto nos indica que no se eliminaron algunas replicas.

CUADRO Nro 5

FRECUENCIA-MAGNITUD

P Ma=ni"0d + NK Sis#os o=N +3 F 3

* -.3 - *.1 F5.F3 4.-/F

F 3.5 *F- F.5+1 F3.55 *5.-4

1 3.3 +- *.+41 15.F3 *5./3F

- .5 31 *.4F- 1.55 *5.1-

3 .3 F5 *.15* -F.F3 /.-34 4.5 3 5.++ -+.55 -./+1

4 4.3 * 5.555 3.F3 5.555

/ /.5 5 5.555 -.55 5.555

S0#a"oria 4;.; 1


36/48

PROBABILIDAD DE OCURRENCIA

;

/;


37/48

CUADRO Nro8

PERIODO MEDIO DE RETORNO

Ma=n 3, Q- **.F5 5.5/+

3 F.- 5.14+

5.F *.53

4 5.*3 ./54

/ 5.51 F/./3

GRAFICA Nro :

F0!n"!Elaborado en base al


38/48

TRATAMIENTO ESTADISTICO DE LAS ZONAS SISMOGENICAS

SISMOS SUPERFICIALES

ZONA ,

GRAFICA Nro ,;

F0!n"!Elaborado segn el $oneamiento reali$ado

"egn la grafica *5 se determina que0

!n sismo de mag - tiene *55Q de probabilidad de ocurrencia en *5 a8os

!n sismo de mag 3 tiene *55Q de probabilidad de ocurrencia en F5a8os

!n sismo de mag tiene *55Q de probabilidad de ocurrencia en 35 a8os

!n sismo de mag 4 tiene *55Q de probabilidad de ocurrencia en F55 a8os

!n sismo de mag / tiene *55Q de probabilidad de ocurrencia en -*5 a8os

?igura Nro 'I

>egresion Aineal Zona '

1/


39/48

PROBABILIDAD MEDIA DE RETORNO

GRAFICA Nro ,,


"egn la grafica ** podemos determinar que0

El periodo de retorno de un sismo de mag - es de 5.3+

El periodo de retorno de un sismo de mag 3 es de *.4*-

El periodo de retorno de un sismo de mag es de -.+11

El periodo de retorno de un sismo de mag 4 es de *-.*+1

El periodo de retorno de un sismo de mag / es de -5./1/

ZONA /

?igura Nro '4

>egresion Aineal Zona egresion Aineal Zona 0

--


45/48

!n sismo de mag 3 tiene *55Q de probabilidad de ocurrencia en F5a8os

!n sismo de mag tiene *55Q de probabilidad de ocurrencia en 35 a8os

!n sismo de mag 4 tiene *55Q de probabilidad de ocurrencia en F55 a8os

!n sismo de mag / tiene *55Q de probabilidad de ocurrencia en -*5 a8os

PERIODO MEDIO DE RETORNO

GRAFICA Nro ,:


"egn la grafica *+ podemos determinar que0

El periodo de retorno de un sismo de mag - es de 5.3/+

El periodo de retorno de un sismo de mag 3 es de *.4*1

El periodo de retorno de un sismo de mag es de -.+44

El periodo de retorno de un sismo de mag 4 es de *-.-1

El periodo de retorno de un sismo de mag / es de -F.51*

-3


46/48

CONCLUSIONES RECOMENDACIONES

*. #a subduccin de la placa de &a$ca ba%o el


47/48

El movimiento telrico tuvo una profundidad de / @ilmetros y fue sentido con

intensidad ????I en la escala de ercalli odificada en las localidades de


48/48

BIBLIOGRAF?A

6avera, B. 9*++1:. #a 6ierra, 6ectnica y sismicidad. onografa'"6, ?(P. 15 PP.

6avera, B. y >uforn, E. 9*++/:. En0 ). !dias y E. >uforn 9ed.:. "ismicidad y 6ectnica de

., ;liver A. y "y@es #.D. 9*+/:, S"eismology and (lobal 6ectonicsS, Aournal of

(eophysical Desearch, Iol 41, &o. */, pg. 3/333/++.

;scar Pomachagua Pere$ U

traba final

Documents