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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA
ESCUELA DE POST GRADO
INVESTIGACION:
“Determinación del Peligro Sísmico de la
Región de Tacna”
PRESENTADA POR:
MAG. CARMEN ELEANA ORTIZ SALAS
TACNA, PERÚ
2011
Dedicatoria
A mi hija y a mi esposo, por ser mi fuerza y templanza.
A mis padres, por su amor y apoyo moral.
Agradecimientos
Doy infinitas gracias a Dios, por el camino
recorrido y a la Escuela de Postgrado de la
Universidad Privada de Tacna, por brindarme la
oportunidad de presentar y publicar esta
investigación.
Índice Carmen Eleana Ortiz Salas
ÍNDICE GENERAL
Dedicatoria
Agradecimientos
Índice General
Índice de figuras
Índice de tablas
Resumen
CAPÍTULO I INTRODUCCION
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................... 01
1.2 OBJETIVOS .............................................................................................. 02
1.2.1 Objetivo General .......................................................................................... 02
1.2.2 Objetivo específico ....................................................................................... 02
1.3 JUSTIFICACIÓN ......................................................................................... 02
1.4 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ............................................... 03
CAPÍTULO II CONCEPTOS BASICOS DE INGENIERÍA SISMORESISTENTE
2.1 PARÁMETROS DEL TAMAÑO DE UN SISMOS ............................................ 06
2.2 INSTRUMENTOS PARA LA CAPTACIÓN DE LA CINEMÁTICA .................. 09
2.3 SISMICIDAD DEL ÁREA DE INFLUENCIA ................................................... 12
2.3.1 Historia sísmica del Área en Estudio ............................................................... 12
2.3.2 Sismicidad Instrumental del Área en estudio ................................................... 13
CAPÍTULO III DETERMINACIÓN DE PELIGRO SÍSMICO
3.1 FUNDAMENTOS DEL ANÁLISIS DE PELIGRO SÍSMICO .............................. 15
3.2 EVALUACIÓN DE FUENTES SISMOGÉNICAS .............................................. 17
3.3 EVALUACIÓN DE LA RECURRENCIA SÍSMICA ............................................ 21
3.4 PROGRAMA UTILIZADO ................................................................................ 23
3.5 DETERMINACIÓN DE LAS LEYES DE ATENUACIÓN ................................... 23
Índice Carmen Eleana Ortiz Salas
CAPÍTULO IV EXPOSICIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 27
4.2 FUENTES SISMOGÉNICAS ......................................................................... 28
4.3 CÁLCULO DE PARÁMETROS SÍSMICOS .................................................... 29
4.4 RESULTADOS DE LA DETERMINACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO ........... 31
4.4.1 Análisis y comparación de resultados con Norma E-030 del
Reglamento Nacional Edificaciones ............................................................... 39
4.4.2 Mapas de ordenadas espectrales 45
4.5 CALCULO DE LA PROBABILIDAD ANUAL DE EXCEDENCIA ................... 46
CONCLUSIONES .................................................................................................... 52
RECOMENDACIONES ............................................................................................ 53
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 54
MAPAS
Mapa 01 Mapa de Aceleraciones máximas del suelo.
Mapa 02 Mapa de Aceleraciones espectrales.
Lista de Figuras Carmen Eleana Ortiz Salas
LISTA DE FIGURAS
CAPITULO II
Figura 01 Sismógrafo analógico ..................................................................... 10
Figura 02 Acelerógrafo digital ......................................................................... 10
Figura 03 Microtremor .................................................................................... 11
CAPITULO III
Figura 04 Fuentes simogénicas superficiales ................................................. 19
Figura 05 Fuentes simogénicas intermedias y profundas ............................... 20
CAPITULO 4
Figura 06 Superposición de espectros de aceleración Tacna ........................ 44
Figura 07 Relaciones de amplificación entre la aceleración máxima
del suelo y las ordenadas espectrales .......................................... 45
Figura 08 Probabilidad Anual de excedencia Alto de la Alianza ..................... 47
Figura 09 Probabilidad Anual de excedencia Cairani ...................................... 47
Figura 10 Probabilidad Anual de excedencia Calana .................................... 47
Figura 11 Probabilidad Anual de excedencia Camilaca ................................ 47
Figura 12 Probabilidad Anual de excedencia Candarave ............................... 47
Figura 13 Probabilidad Anual de excedencia Chucatamani ............................ 47
Figura 14 Probabilidad Anual de excedencia Ciudad Nueva ......................... 48
Figura 15 Probabilidad Anual de excedencia Estique Pampa ......................... 48
Figura 16 Probabilidad Anual de excedencia Curibaya ................................... 48
Figura 17 Probabilidad Anual de excedencia Estique Pueblo ......................... 48
Figura 18 Probabilidad Anual de excedencia Gregorio Albarracin .................. 48
Figura 19 Probabilidad Anual de excedencia Huanuara ................................. 48
Figura 20 Probabilidad Anual de excedencia Ilabaya ..................................... 49
Figura 21 Probabilidad Anual de excedencia Inclan ....................................... 49
Figura 22 Probabilidad Anual de excedencia Ite ............................................. 49
Figura 23 Probabilidad Anual de excedencia Locumba .................................. 49
Lista de Figuras Carmen Eleana Ortiz Salas
Figura 24 Probabilidad Anual de excedencia Pachia ...................................... 49
Figura 25 Probabilidad Anual de excedencia Palca ........................................ 49
Figura 26 Probabilidad Anual de excedencia Pocollay ................................... 50
Figura 27 Probabilidad Anual de excedencia Quilahuani ................................ 50
Figura 28 Probabilidad Anual de excedencia Sama ........................................ 50
Figura 29 Probabilidad Anual de excedencia Sitajara ..................................... 50
Figura 30 Probabilidad Anual de excedencia Susapaya ................................. 50
Figura 31 Probabilidad Anual de excedencia Tacna ....................................... 50
Figura 32 Probabilidad Anual de excedencia Tarata ....................................... 51
Figura 33 Probabilidad Anual de excedencia Ticaco ...................................... 51
Figura 34 Probabilidad Anual de excedencia Tarucachi ................................. 51
Lista de Tablas Carmen Eleana Ortiz Salas
LISTA DE TABLAS
CAPITULO 3
Tabla 01 Operacionalización de variables 45
CAPITULO 4
Tabla 02 Coordenadas geográficas de las fuentes de subducción
Superficiales y de las fuentes continentales ................................... 51
Tabla 03 Coordenadas geográficas de las fuentes de subducción
Intermedias y profundas ............................................................... 52
Tabla 04 Parámetros sísmicos calculados en base a Magnitudes Ms ........... 53
Tabla 05 Parámetros sísmicos calculados en base a Magnitudes Mw .......... 54
Tabla 06 Valores representativos de periodos de retorno
para diferentes tipos de obras ........................................................ 55
Tabla 07 Aceleraciones Máximas esperadas Distritos de Tacna,
Gregorio Albarracín, Alto del Alianza, Ciudad Nueva ...................... 57
Tabla 08 Aceleraciones Máximas esperadas Distritos de Pocollay,
Calana, Pachia, Palca .................................................................... 58
Tabla 09 Aceleraciones Máximas esperadas Distritos de Tarata,
Susapaya, Sitajara, Ticaco ............................................................ 59
Tabla 10 Aceleraciones Máximas esperadas Distritos Chucatamani,
Tarucachi, Estique Pampa, Estique Pueblo .................................... 60
Tabla 11 Aceleraciones Máximas esperadas Dsitritos de Camilaca,
Quilahuani, Curibaya, Huanuara ..................................................... 61
Tabla 12 Aceleraciones Máximas esperadas Distritos de Locumba,
Ite, Ilabaya ...................................................................................... 62
Tabla 13 Comparación de aceleraciones espectrales ................................... 64
Tabla Nº 01
Resumen Carmen Eleana Ortiz Salas
RESUMEN
La presente investigación denominada “Determinación del Peligro
sísmico de la Región Tacna” presenta los resultados y criterios
utilizados para la estimación y la distribución de las aceleraciones del
suelo y espectrales de la zona de estudio, tomando como referencia
las coordenadas de los diferentes Distritos de la Región.
El análisis de peligro sísmico se ha realizado por medio de un método
probabilístico aplicando la metodología desarrollada por Cornell
(1968), el que ha sido calculado en el programa de cómputo
CRISIS2007. Esta metodología integra información sismotectónica,
parámetros sismológicos y diferentes leyes de atenuación para los
diferentes mecanismos de ruptura. El resultado es una curva de
peligro sísmico, donde se relaciona la aceleración y su probabilidad
anual de excedencia; datos que han sido comparados con los
establecidos en la Norma E-030 del Reglamento Nacional de
Edificaciones. En este trabajo se presenta un primer esfuerzo por
realizar Mapas de Ordenadas Espectrales para la Región de Tacna.
Resumen Carmen Eleana Ortiz Salas
ABSTRACT
The present investigation “Seismic Hazard Determination of Tacna
Region” shows the criterions used for estimate the distribution of
ground acceleration and response spectral for the Tacna Region,
taking for reference the coordinates of the different important buildings
that is been set out on the Region, for this was been analyzed the
historical seismicity, instrumental seismicity, tectonic y seismotectonic,
evaluation of the seismotectonics sources, parametric calculations of
seismic recurrence.
The seismic hazard analysis has been making by a probabilistic
method, I apply the Cornell method (1968), it was calculated by the
computer program CRISIS2007. This methodology incorporates
seismotectonic information, seismic parameters and different
attenuation basic empirical relationships for different rupture
mechanism. The result is a curve of seismic hazard, where the
acceleration is related with the annual probability of exceedance; this
data was compared with the established by norm E-030 of National
Construction Regulations.
Capítulo 1 Carmen Eleana Ortiz Salas
1
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La Ocurrencia de un terremoto desastroso nos reafirma la importancia
de los análisis de Peligro y Riesgo Sísmico para estimar las
consecuencias de estos eventos. Aún cuando se han logrado grandes
avances en la predicción sísmica, la predicción del tiempo de ocurrencia,
la magnitud o la ubicación de un terremoto no pueden ser determinadas
con certeza. Por lo tanto un adecuado análisis de peligro y riesgo
sísmico, si bien no podrá eliminar el daño potencial, ayudará
efectivamente a reducir sus efectos.
Viendo esta necesidad se propone desarrollar un estudio basado en
mediciones de aceleraciones que ayudaran al diseño adecuado de obras
civiles en los proyectos de la zona de la Región de Tacna.
Actualmente el análisis de peligro sísmico se utiliza para cuantificar la
actividad sísmica en una zona determinada. El peligro sísmico se suele
representar por medio de los valores máximos del movimiento del
terreno, la intensidad del movimiento y muy recientemente por un
parámetro global de la respuesta estructural representado por la
aceleración espectral en la estructura debido a un sismo.
Bajo este contexto, es importante mencionar que el Departamento de
Tacna cuenta con aproximadamente 99,981 viviendas de las cuales el
Capítulo 1 Carmen Eleana Ortiz Salas
2
82% son casas independientes, 5% son departamentos en edificios, 1%
de viviendas en casa de vecindad, 5% de choza o cabaña y 7% de
Vivienda improvisadas.
Por lo que se propone desarrollar un estudio basado en mediciones de
aceleraciones que ayudaran al diseño adecuado de las obras que se
construyan en el Departamento de Tacna.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo General
Determinar el Peligro Sísmico para la Región de Tacna.
1.2.2 Objetivos específicos
Determinar la aceleración máxima y el periodo de recurrencia que se
registran en la Región de Tacna.
Calcular los resultados de los parámetros sísmicos que se registran
en la Región de Tacna, con el uso del programa CRISIS 2007.
1.3 JUSTIFICACIÓN
La identificación y cuantificación de la actividad sísmica es uno de los
problemas más importantes y más difíciles en la ingeniería geotécnica
sísmica.
En la Región de Tacna debido a la presencia permanente de movimientos
sísmicos es importante contar con una red acelerográfica, que permita la
Capítulo 1 Carmen Eleana Ortiz Salas
3
medición de aceleraciones para el diseño de las edificaciones sin embargo
ante la presencia de solo dos casetas acelerográficas, actualmente se
realizan análisis de peligro sísmico que sirve para cuantificar la actividad
sísmica en una zona determinada. El peligro sísmico se suele representar
por medio de los valores máximos del movimiento del terreno, la intensidad
del movimiento y muy recientemente por un parámetro global de la
respuesta estructural representado por la aceleración espectral en la
estructura debido a un movimiento sísmico.
Los resultados que se obtengan con el desarrollo de este Proyecto
permitirán, disponer de información necesaria para la preparación y
consideración de los planes de desarrollo de la población de Tacna
permitiendo elaborar planes de emergencias y prevenirlos ante la
ocurrencia de movimientos sísmicos.
1.4 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
1.4.1 Antecedente Nº 01
Trabajo de investigación
Título:
“Determinación del peligro sísmico en el Distrito de Tarata”
Autor:
Carmen Ortiz Salas
Resumen:
Este trabajo presenta los criterios utilizados para estimar la
distribución de aceleraciones del suelo y espectrales para el
Capítulo 1 Carmen Eleana Ortiz Salas
4
Distrito de Tarata, tomando como referencia las coordenadas de
las diferentes obras hidráulicas de envergadura que se plantearan
en este Distrito.
1.4.2 Antecedente Nº 02
Trabajo de investigación
Título:
Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas Observadas en
el Perú
Autores:
Jorge Alva Hurtado, Jorge. Meneses Loja y Vladimiro Guzmán
León
Resumen:
En este trabajo se ha realizado una revisión de la actividad
sísmica del pasado, reafirmando la definición de las fuentes
sismogénicas realizada por Castillo (1993). En el estudio
probabilístico de peligro sísmico se han considerado las fuentes
sismogénicas como áreas. Se han utilizado los catálogos sísmicos
y determinado recurrencias sísmicas con magnitudes Ms y Mw
actualizados al año 2003.
Se han utilizado diversas fórmulas de atenuación publicadas en la
literatura técnica para evaluar los movimientos del terreno en el
sitio, generados por los eventos sísmicos ocurridos en las fuentes.
Capítulo 1 Carmen Eleana Ortiz Salas
5
1.4.3 Antecedente Nº 03
Trabajo de investigación presentada al CONCYTEC:
Título:
Riesgo Sísmico de Tacna
Autor:
Jorge ElíasAlva Hurtado
Resumen:
En este trabajo se documenta los resultados de la revisión y el
análisis de la sismicidad histórica, sismicidad instrumental y neo
tectónica existentes en la Región de Tacna, al Sur del Perú.
En la evaluación del riesgo sísmico de Tacna se han efectuado
los siguientes pasos. Determinación de la sismicidad regional,
identificación de las características sismo tectónicas estimación
de la atenuación de los efectos sísmicos regionales, estimación
de la distribución de aceleraciones, velocidades y
desplazamientos del suelo.
La evaluación del riesgo sísmico en este trabajo se ha efectuado
por medio de métodos probabilísticos, para finalmente proponer
niveles sísmicos del movimiento máximo del suelo en la Región
de Tacna, constituyéndose en un trabajo preliminar.
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
6
CAPÍTULO II
CONCEPTOS BASICOS DE INGENIERÍA SISMORESISTENTE1
2.1 Parámetros del tamaño de un sismo
Los sismos pueden ser medidos mediante el grado de destrucción que
ellos causan en el área afectada como la Intensidad, o en función de la
cantidad de energía liberada denominada Magnitud.
Además existen otros parámetros más modernos que también
contribuyen a evaluarel tamaño de un sismo y están basados en
acelerogramas(Intensidades de Husid yArias) o en espectros de
respuesta (Intensidad de Housen).
a) Intensidad Sísmica
Se entiende por intensidad sísmica en un punto, la fuerza con que en él,
se experimentan los efectos del terremoto. Es el parámetro de mayor
interés en Ingeniería y se obtiene estimando cualitativamente los daños
producidos por el terremoto.
Las escalas más utilizadas son la Mercalli Modificada (MM) y la MSK. La
primera propuesta por Mercalli en 1902, modificada por Wood y
Newman en 1931 y Richter en 1956. La segunda se debe a los trabajos
de Medvedev, Sponheuer y Kernik en 1967.
La inmensa mayoría del daño ocasionado por los terremotos
corresponde asismos con intensidad superior a VII en la escala MM.
La intensidad es de gran interés para el Ingeniero, en cuanto es una
medida de la fuerza del movimiento del terreno y el grado con que la
1Conceptos Básicos de Sismología para Ingenieros [Libro] / Aut. Miguel HERRAIZ SARACHAGA -1997.
Pag. del Nº 55 al N º63
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
7
vibración es sentida.Además, es el único parámetro de tamaño aplicable
directamente a la época no instrumental.
b) Magnitud Sísmica
La magnitud es una medida instrumental que se relaciona con la energía
sísmica liberada en el foco y transmitida por ondas sísmicas. La
magnitud es un valor que no depende del lugar de observación.
La Magnitud local (ML) fue inicialmente definida por Richter (1935) para
los terremotos del Sur de California, como el logaritmo decimal de la
máxima amplitud expresada en micrones (10 -6 m), del registro obtenido
en un sismógrafo Wood-Anderson a una distancia de 100 km.
Matemáticamente es la diferencia en los algoritmos:
ML= log A - log Ao
Donde:
A: Amplitud máxima registrada en una estación por un
sismógrafo de torsión Wood-Anderson (amplificación
2800, período 0.85 s y un factor de amortiguamiento
igual a 0.8).
Ao: Amplitud correspondiente a calibración de la escala se
hizo tomando M = 3 para el terremoto que a 100 km
de distancia se registra con A = 1 mm
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
8
Esta magnitud denominada Magnitud de Richter es la más conocida
pero no siempre la más apropiada para describir el tamaño de un sismo.
La magnitud de Richter no distingue entre diferentes tipos de ondas.
Magnitud de Ondas Superficiales (Ms): Para distancias epicentrales
grandes, las ondas de cuerpo han sido usualmente atenuados y
esparcidos suficientemente, tal que el movimiento resultante es
dominado por ondas superficiales. La magnitud de las ondas
superficiales (Gutenberg y Richter, 1936) es una escala basada en la
amplitud de las Ondas Rayleigh con un periodo aproximadamente de
20s.
Ms = log A + 1.66 log D + 2.0
Donde:
A= Amplitud del desplazamiento máximo
D >1000 km y P <70 km
D= Distancia epicentral del sismómetro medido en grados.
Magnitud de Ondas de Cuerpo (Mb): Para sismos de foco profundo,
las ondas de superficie son frecuentemente demasiado pequeñas para
poder evaluar confiablemente Ms. La magnitud de Ondas de Cuerpo
(Gutenberg, 1945) es una escala basada en la amplitud de los primeros
pocos ciclos de ondas P que no son fuertemente influenciados por la
profundidad focal (Bolt, 1989)
Mb = log A – log T + 0.01D + 5.9
Donde:
A= amplitud de la onda P
T= periodo de la onda P (aprox. 1 s)
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
9
Magnitud de Momento Sísmico (Mw)
Una manera cualitativa del tamaño de un terremoto es midiendo la
dislocación de los materiales terrestres que intervienen en la generación
del terremoto.
La escala Mw, fue introducida por Kanamori en 1977 y se llama
magnitud de momento sísmico:
Mw = (2/3) log Mo – 10.7
Donde el momento sísmico escalar, Mo se determina a partir del
espectro de amplitudes para bajas frecuencias (zona plana del espectro
de amplitudes).
Esta escala de magnitud es válida para todo el rango de valores,
mientras que las demás se saturan, es decir, no dan valores fiables a
partir de un cierto valor.
El momento sísmico escalar Mo (en N-m y dyn-cm) es definido por la
forma:
Mo = m Du S
Donde:
Du = Valor medio de la dislocación (desplazamiento relativo
de la fractura).
S = Área de la fractura.
m = Coeficiente de rigidez del medio en que se ha
producido.
2.2 Instrumentos para la captación de la cinemática
Los instrumentos utilizados para la medición del movimiento sísmico
nos permite conocer las características dinámicas del suelo entre los
más conocidos tenemos:
a. Sismógrafo
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
10
b. Acelerógrafo
c. Microtremor
d. Sismoscopio
a.- Sismógrafo
Estos instrumentos registran desplazamientos o velocidades del suelo
causado por el paso de las ondas sísmicas,los registros se llaman
sismogramas.
Su funcionamiento se puede representar mediante un simple modelo de
un solo grado de libertad. Estos
equipos se utilizan para medir las
vibraciones producidas por un
terremoto, como la hora y la
localización del epicentro, así como la
magnitud y la profundidad. Fig. Nº 01
b.- Acelerógrafo
Utilizado para medir el movimiento fuerte del suelo causado por el paso
de las ondas sísmicas, los registros se llaman acelerogramas. Estos
instrumentos registran la aceleración del terreno. Fig. Nº02
Su funcionamiento se puede representar
mediante un simple modelo de un solo
grado de libertad. Los acelerógrafos,
capaces de registrar aceleraciones
menores a 0.1% de la aceleración de la
gravedad (g) y superiores al 100% de
(g).
Fig. N º 01
Fig. N º 02
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
11
El parámetro más frecuente empleado para designar la intensidad de la
sacudida sísmica o aceleración máxima del terreno se denomina Gal. El
gal se expresa en (cm/s2) o en porcentaje de la gravedad.
Los acelerógrafos deben ser instrumentos portátiles y compactos, a
prueba de intemperismo y de construcción robusta para permitir su
transporte y manipulación en diversas situaciones y medios ambientes.
Deben ser fáciles de instalar y calibrar, usualmente no requieren
mantenimiento frecuente y son operados por baterías recargables. Los
acelerógrafos son capaces de registrar al menos tres componentes del
movimiento, ortogonales entre sí.
Registran tres componentes del movimiento: dos horizontales
ortogonales entre sí, y una componente vertical.
c.- Microtremores
Los microtremores nos proporcionan el período natural del suelo de una
forma rápida y práctica, valor que sirve para conocer cuantitativamente
el comportamiento dinámico del suelo, y para determinar los factores
sísmicos relativos al diseño de las construcciones sismo-resistentes
(Kanai, 1961).
Los microtremores también son
conocidos como microtrepidaciones,
microsismos, ruido sísmico de fondo,
campo natural, vibración o ruido
ambiental o microtemblores. (Flores,
2004). Fig. Nº03
Fig. N º 03
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
12
2.3 Sismicidad del área de influencia
2.3 Historia sísmica del Área en Estudio2.
Silgado (1968, 1978, 1985) fue uno de los pioneros en describir
los principales eventos sísmicos ocurridos en el Perú. Otros
investigadores como Dorbath et al. (1990), analizaron los grandes
sismos históricos del Perú y obtuvieron estimaciones de
parámetros como la longitud de ruptura y la magnitud momento, y
caracterizaron la actividad sísmica en el norte, centro y sur del
país.
Alva (1984) confeccionó un mapa de distribución de máximas
intensidades sísmicas observadas en el Perú, en el que se
representan los niveles de daños producidos por los terremotos
peruanos. El mapa se basó en treinta isosistas de sismos
peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos históricos y
sismos recientes.
Del análisis de la información existente se deduce que para el área
de influencia existe poca información histórica. Desde el siglo XVI
hasta el siglo XIX sólo se reportan los sismos sentidos en las
principales ciudades existentes, indicando que dicha actividad
sísmica no es totalmente representativa, ya que pueden haber
ocurrido sismos importantes en regiones remotas, que no fueron
reportados.
2Sismicidad Histórica en la América del Sur en los Siglos XVI, XVII, XVIII y XIX [Resumen del
Libro] / Aut. Enrique SILGADO - Lima - 1992.
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
13
De los sismos ocurridos en el área en estudio, se tienen mapa de
isosistas de los siguientes sismos: 13 de Mayo de 1784, 18 de
Setiembre de 1833, 12 de Agosto de 1868, 9 de Mayo de 1877, 15
de Enero de 1958, 23 de Junio del 2001 y 15 de Agosto del 2007.
Se concluye que de acuerdo a la historia sísmica del área de
estudio, han ocurrido en los últimos 428 años intensidades
máximas de hasta IX y X grados.
2.3.1 Sismicidad Instrumental del Área en estudio
La información sísmica instrumental para el Perú se encuentra
recopilada en tres catálogos sísmicos:
Catálogo Sísmico República del Perú (1471-1982),
desarrollado por Leonidas Ocola. Proyecto SISAN – 1984.
Catálogo Sísmico del Perú (1500-1984), desarrollado por A.
Espinoza, L. Casaverde, J. Michel, J. Alva, J. Vargas-
Neumann Instituto Geográfico Nacional de España, USGS,
PUCP, UNI – 1985.
Catálogo Sísmico del Perú (1500-1982), desarrollado por
Daniel Huaco, Instituto Geofísico del Perú. Proyecto
SISRA, 1986.
La información utilizada es la recopilada en el catálogo sísmico
del Proyecto SISRA (1985), hasta el año 1992 con los datos
verificados publicados por el ISC (International Sismological
Centre) y actualizados hasta el 13 de febrero del año 2008 por el
IGP.
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
14
Los sismos en el área de influencia presentan el mismo patrón
general de distribución espacial que el resto del territorio peruano;
es decir, la mayor actividad sísmica se concentra en el mar,
paralelo a la costa. Se aprecia la subducción de la Placa de
Nazca, ya que hacia el continente la profundidad focal de los
sismos aumenta. También se producen sismos en el continente
que son superficiales e intermedios, y que estarían relacionados a
fallas existentes.
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
15
CAPÍTULO III
DETERMINACION DEL PELIGRO SISMICO1
3.1 FUNDAMENTOS DEL ANÁLISIS DE PELIGRO SÍSMICO
El análisis probabilístico de peligro sísmico se ha desarrollado
mediante la representación adecuada de la actividad sísmica de la
zona en estudio y la elección de alguna relación entre la amplitud
del movimiento del terreno o de la respuesta estructural, alguna
medida del sismo (magnitud o intensidad) y la distancia entre el foco
y la distancia de interés.
El peligro sísmico se define por la probabilidad que en un lugar
determinado ocurra un movimiento sísmico de una intensidad igual
o mayor que un cierto valor fijado. En general, se hace extensivo el
término intensidad a cualquier otra característica de un sismo, tal
como su magnitud, la aceleración máxima, el valor espectral de la
velocidad, el valor espectral del desplazamiento del suelo, el valor
medio de la intensidad Mercalli Modificada u otro parámetro.
Es evidente que los sismos no son independientes mirados como
una serie en el tiempo. Físicamente se requiere la acumulación de
energía para generar un sismo mayor por lo que es poco probable
que sismos de gran magnitud se sucedan en plazos cortos. La
ocurrencia de réplicas es otro ejemplo de que los sismos no son
independientes entre sí. A pesar de ello en estudios de peligro
1Conceptos Básicos de Sismología para Ingenieros [Libro] / Aut. Miguel HERRAIZ SARACHAGA -1997.
Pag.del Nº 103 al N º117.
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
16
sísmico se acepta que la ocurrencia de los sismos responde a una
distribución de Poisson, lo que implica suponer que los eventos son
independientes entre sí, es decir, la distribución no tiene memoria.
Aplicando esta teoría se puede demostrar que si la ocurrencia de un
evento A depende de la ocurrencia de otros eventos: E1,
E2,...............En, mutuamente excluyentes y colectivamente
exhaustivos; entonces, de acuerdo al teorema de la "probabilidad
total" se tiene para la probabilidad de ocurrencia de A:
donde P (A/Ei) es la probabilidad condicional que A ocurra, dado que
Ei ocurra.
La intensidad generalizada (I) de un sismo en el lugar fijado puede
considerarse dependiente del tamaño del sismo (la magnitud o
intensidad epicentral) y de la distancia al lugar de interés. Si el
tamaño del sismo (S) y su localización (R) son considerados como
variables aleatorias continuas y definidas por sus funciones de
densidad de probabilidad, fS(s) y fR (r) respectivamente; entonces el
peligro sísmico definido por la probabilidad que la intensidad I sea
igual o mayor que una intensidad dada, será: P (I i) y está dada
por:
drds(r)f (s)fr)(s,I/Pi)(IP RS
Esta es la expresión que resume la teoría desarrollada por Cornell
en 1968, para analizar el peligro sísmico. La evaluación de esta
integral es efectuada por el programa de cómputo CRISIS2007
desarrollado y actualizado por Ordaz Mario. (2007).
P (A) = P (A / Ei) P (Ei) i
n
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
17
3.2 EVALUACIÓN DE FUENTES SISMOGÉNICAS
La sismicidad de una región se describe a partir de la distribución de
los eventos sísmicos en cuanto a su ubicación en el espacio, su
tamaño y su tiempo de ocurrencia. Las fuentes sísmicas se utilizan
para representar esta sismicidad, agrupando eventos con
características espaciales similares que ocurren en distintas zonas
de la corteza.
Se define como fuente sismogénica aquella línea, zona o volumen
geográfico que tenga similitudes geológicas, geofísicas y sísmicas
tales que se pueda considerar que posee un potencial sísmico
homogéneo en toda la fuente, es decir, en las que el proceso de
generación y recurrencia de sismos es espacial y temporalmente
homogéneo.
En el presente estudio de Peligro Sísmico se han utilizado las
fuentes sismogénicas definidas por Castillo (1993). La determinación
de estas fuentes sismogénicas se ha basado en el mapa de
distribución de epicentros, así como en las características tectónicas
de nuestro país. La actividad sísmica en el Perú es el resultado de la
interacción de las placas Sudamericana y de Nazca, y el proceso de
reajustes tectónicos del Aparato Andino. Esto permite agrupar a las
fuentes en Fuentes de Subducción y Fuentes Continentales.
Las Fuentes de Subducción modelan la interacción de las placas
Sudamericana y de Nazca. Las Fuentes Continentales están
relacionadas con la actividad sísmica superficial andina. Se han
presentado las fuentes como áreas, ya que no existen suficientes
datos para modelar fallas como fuentes lineales en este tipo de
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
18
análisis. Las fuentes sismogénicas se han definido en base a los
catálogos sísmicos, a las profundidades focales y a la
sismotectónica.
Las Figuras Nº 04 y Nº 05 presentan las fuentes sismogénicas
aplicables al área en estudio.
La mayor parte de los sismos ocurridos en el área considerada es
producto de la interacción de las Placas de Nazca y Sudamericana.
La Placa de Nazca se profundiza a medida que avanza hacia el
Continente, por lo que se pueden distinguir Fuentes de Subducción
Superficial (F3, F4 y F5), Fuentes de Subducción Intermedia (F15,
F16 y F17) y una Fuente de Subducción Profunda (F20) no influye
en el proyecto. Las Fuentes de Subducción Superficial, Intermedia y
Profunda tienen profundidades focales promedio de 40, 120 y 600
km respectivamente.
Las Fuentes F8, F9 y F12 están asociadas a la sismicidad regional
andina con profundidades focales superficiales, sin estar asociadas
a fallas activas. La Fuente F7 está asociada a la falla de la Santa.
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
19
Figura N°3 Fuentes Sismogénicas Superficiales (0-70Km)
Figura Nro.04 Fuentes Sismogénicas superficiales (0-70km)
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
20
Figura N°4 Fuentes Sismogénicas Intermedias y Profundas (71-700 km)
Figura Nro.05 Fuentes Sismogénicas Intermedias y Profundas (70 a mas km)
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
21
3.3 EVALUACIÓN DE LA RECURRENCIA SÍSMICA
Para evaluar la variación en el tamaño de los eventos sísmicos que cada
fuente sísmica pueda generar es necesario conocer la recurrencia
sísmica de la fuente. La recurrencia sísmica representa el número de
eventos mayores o iguales a alguna magnitud dentro de la fuente y está
descrita por la pendiente de la relación de recurrencia de Gutenberg y
Richter (b), la tasa media anual de actividad sísmica ( ), la magnitud
mínima y la magnitud máxima.
La relación de recurrencia de Gutenberg y Ritcher esta representada por
Log N = a – bM
Donde N es el número acumulativo de sismos de magnitudes mayores a
la magnitud m, y a y b son constantes propias de cada región. Los
parámetros a y b se obtienen generalmente por regresión de una base
de datos de la sismicidad de la fuente de interés, donde la constante b
describe la ocurrencia de sismos de magnitudes grandes y pequeñas
La expresión anterior también se puede describir como:
Donde:
o = 10a es el número de sismos por unidad de tiempo con M > 0.
ß = b x ln 10.
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
22
Los parámetros estadísticos de recurrencia para cada una de las fuentes
sismogénicas se han calculado utilizando la magnitud Ms y la magnitud
de momento Mw, debido a que las nuevas leyes de atenuación utilizadas
están expresadas en magnitud de momento, y se requiere uniformizar la
entrada de datos para la integración de la amenaza sísmica.
La relación entre mb y Ms se hizo utilizando la ecuación propuesta por
Castillo y Alva (1993). . La relación entre Ms y Mw se obtuvo utilizando el
método de mínimos cuadrados obtenida por Bolaños y Monroy (2004) en
una muestra de eventos registrados en Perú y Chile que reportaron tanto
Ms como Mw. La relación propuesta esta dividida en tres rangos:
Mw = 0,740 Ms + 1,742 Ms 6;
Mw = 0,683 Ms + 2,039 6 < Ms < 8;
Mw = 1,093 Ms – 0,593 Ms 8.
Las relaciones anteriores están limitadas al número de eventos sísmicos
utilizados en el ajuste.
En el análisis estadístico de los parámetros de recurrencia se utilizó el
método de mínimos cuadrados, considerando los datos de 1963 - 2003.
Este método ajusta los valores a una recta en función de la densidad de
datos que existen en una zona determinada. Los datos utilizados para el
cálculo de a y b se encuentran dentro de los valores de Magnitud Mínima
de Homogeneidad y Magnitud Máxima.
La tasa es la tasa media anual de ocurrencia de eventos mayores o
iguales que la magnitud mínima de homogeneidad. Para determinar la
tasa se utiliza una variación del diagrama de Gutenberg y Richter, que
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
23
consiste en dibujar un número acumulativo de eventos mayores a una
determinada magnitud versus el tiempo. De estos gráficos se puede
determinar la magnitud mínima de homogeneidad (Mmin) y la tasa . La
magnitud mínima de homogeneidad corresponderá al gráfico cuyo
diagrama acumulativo versus tiempo muestre un comportamiento lineal
monotónicamente creciente. La tasa es la pendiente de dicha recta.
Mmax es la magnitud máxima probable que puede ser liberada como
energía sísmica (McGuire, 1976). Para determinar esta magnitud se
utiliza el siguiente criterio: el más grande evento que ha ocurrido en la
fuente en el pasado, es el máximo sismo que se espera en el futuro.
3.4 PROGRAMA UTILIZADO PARA LA DETERMINACIÓN DEL
PELIGRO SÍSMICO
La determinación del peligro sísmico ha sido obtenida con el uso del
programa de cómputo CRISIS 2007, que ha sido desarrollado por M.
Ordaz, A. Aguilar and J. Arboleda en el Instituto de Ingeniería, UNAM, y
que usa un modelo probabilístico que considera los parámetros de
recurrencia, las leyes de atenuación, las características geográficas de la
distribución de los sismos. Este programa opera con integraciones
dinámicas
3.5 DETERMINACIÓN DE LAS LEYES DE ATENUACIÓN
Una vez determinada la tasa de actividad de cada una de las fuentes
sísmicas, es necesario evaluar los efectos que, en términos de
intensidad sísmica, produce cada una de ellas en el sitio de interés. Para
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
24
ello se requiere saber que intensidad se presentaría en el sitio en
cuestión, hasta ahora supuesto en terreno firme, si en la iésima fuente
ocurriera un sismo con magnitud dada. A las expresiones que relacionan
magnitud, posición relativa fuente-sitio e intensidad sísmica se le conoce
como leyes de atenuación. Usualmente, la posición relativa fuente-sitio
se especifica mediante la distancia focal, es decir, la distancia entre el
foco sísmico y el sitio. Las leyes de atenuación pueden adoptar muy
diversas formas.
Para los sismos de subducción se ha utilizado la ley de atenuación de
aceleraciones propuestas por Youngs, Chiou, Silva y Humphrey (1997),
y para los sismos continentales se ha utilizado la ley de atenuación
propuesta por Sadigh, Chang, Egan, Makdisi y Youngs (1997).
3.5.1 Ley de Atenuación de Aceleraciones de Subducción
Para los sismos de subducción se ha utilizado la ley de atenuación
de aceleraciones propuestas por Youngs, Chiou, Silva y Humphrey
(1997).
Youngs et al (1997) desarrollaron relaciones de atenuación para
zonas de subducción de sismos de interfase e intraplaca usando
datos de sismos registrados en Alaska, Chile, Cascadia, Japón,
México, Perú y las Islas Salomón para distancias entre 10 y 500 km,
teniendo en cuenta las características del sitio, clasificándolas en
tres grupos: roca, suelo duro poco profundo y suelo profundo. Los
terremotos de interfase son aquellos que ocurren precisamente en la
superficie de contacto entre la placa oceánica de subducción y la
placa continental. Los terremotos intraplacason aquellos que ocurren
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
25
dentro de la placa oceánica que está subductándose por debajo de
la placa continental.
- Ley de atenuación para roca:
ln(A) = 0.2418 + 1.414 M + C1 + C2 (10-M)3 + C3 ln (R+1.7818e
0.554M) + 0.00607H + 0.3846 ZT
C1 = 0 C2 = 0, C3 = -2.552, C4 = 1.45, C5 = -0.1
- Ley de atenuación para suelo:
ln(A) = - 0.6687 + 1.438 M + C1 + C2 (10-M)3 + C3 ln (R+1.097 e
0.617M)+ 0.00648H + 0.3643 ZT
C1 = 0, C2 = 0, C3 = -2.329, C4 = 1.45, C5 = -0.1
Desviación estándar = C4 + C5M
Donde:
A = aceleración del suelo (g)
M = magnitud momento (Mw)
R = distancia más cercana a la rotura (km)
H = profundidad (km)
Zt = 0 para interfase, 1 para intraplaca
3.5.2 Ley de Atenuacion de Aceleraciones Continentales
Para los sismos continentales se ha utilizado la ley de atenuación
propuesta por Sadigh, Chang, Egan, Makdisi y Youngs (1997).
Esta relación está basada principalmente en sismos de la Costa
Oeste de los Estados Unidos y en datos obtenidos de los sismos
de Gazli (Rusia, 1976) y Tabas (Irán, 1978), por medio de un
análisis de regresión utilizando una base de datos de 121
acelerogramas de terremotos de magnitud momento de M=3.8 o
Capítulo 2. Carmen Eleana Ortiz Salas
26
mayor, registrados en sitios dentro de los 200 kilómetros de la
superficie de ruptura. También se incluye datos de terremotos de
la USSR e Irán. Esta ley de atenuación se aplica a sismos
continentales.
- Ley de atenuación para roca
ln(A) = C1 + C2 M + C3 (8.5 M)2.5
+ C4 ln (R + exp(C5 + C6 M)) + C7 ln (R + 2)
M 6.5 : C1 = -0.624, C2 = 1.0, C3 = 0, C4 = -2.1, C5 = 1.29649, C6 = 0.250, C7 = 0
M > 6.5 : C1 = -1.274, C2 = 1.1, C3 = 0, C4 = -2.1, C5 = -0.48451, C6 = 0.524, C7 = 0
Desviación estándar = 1.39 - 0.14M; 0.38 para M ≥ 7.21
- Ley de atenuación para suelo profundo
ln(A) = C1 + C2 M - C3 ln (R+ C4 e C5 M
) + C6 + C7 (8.5 - M)2.5
C1 = -2.17 para sismos normales, -1.92 para sismos inversos y de
empuje,
C2 = 1.0, C3 = 1.70, C4 = 2.1863 y C5 = 0.32 para M <= 6.5, C4 = 0.3825 y C5 = 0.5882
para M > 6.5, C6 = 0, C7 = 0
Desviación estándar = 1.52 - 0.16M
Donde:
A = aceleración del suelo (g)
M = magnitud momento (Mw)
R= distancia más cercana a la rotura (km)
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
27
CAPÍTULO IV
EXPOSICIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 INTRODUCCIÓN
El peligro símico puede evaluarse probabilísticamente con el método
desarrollado por Cornell (1968). El método probabilístico incorpora los
efectos de todos los sismos de las fuentes sismogénicas, en el
entorno del sitio definido por los valores de magnitud máxima y
relación frecuencia-magnitud. En esta forma, se logra considerar la
probabilidad de ocurrencia de diferentes sismos. El resultado final
entrega la aceleración máxima que tiene una probabilidad dada de ser
superada en un periodo determinado de tiempo. La aceleración así
obtenida no proviene de ningún sismo específico sino del efecto
combinado de todos los sismos ubicados en las fuentes
sismogénicas.
La primera parte del método consiste en una revisión de la actividad
sísmica del pasado, para definir las fuentes sismogénicas
considerando las características tectónicas de la región, donde la
probabilidad de ocurrencia de sismos de distintas magnitudes es
homogénea en toda la fuente. El segundo paso es caracterizar cada
fuente sismogénica por su magnitud máxima y su relación frecuencia-
magnitud (Log N = a - bM). Debido a que los sismos pueden provenir
de cualquier punto de la fuente, deben considerarse las distancias
más cortas al sitio medidas desde todos los puntos dentro de cada
una de las fuentes. Las aceleraciones máximas en el sitio para cada
sismo de cada una de las fuentes se calculan mediante la relación de
atenuación adecuada.
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
28
4.2 FUENTES SISMOGÉNICAS UTILIZADAS
La Tabla Nº 01 presenta las coordenadas geográficas de las fuentes
sismogénicas de subducción superficial y continental y la Tabla Nº 02
presenta las coordenadas para las fuentes de subducción intermedia
y profunda.
Tabla Nº 01
COORDENADAS GEOGRÁFICAS DE LAS FUENTES DE SUBDUCCIÓN
SUPERFICIALES Y DE LAS FUENTES CONTINENTALES
FUENTES COORDENADAS GEOGRAFICAS (°)
FUENTE 1
-80.29
-81.39
-81.52
+02.00
-00.97
-02.39
-78.32
-79.65
-80.19
+02.00
-01.21
-02.50
FUENTE 2
-82.00
-82.00
-81.17
-03.39
-06.83
-09.00
-80.17
-80.67
-79.27
-03.45
-05.42
-07.90
FUENTE 3 -81.17
-77.00
-09.00
-14.80
-79.27
-75.84
-07.90
-13.87
FUENTE 4 -77.00
-74.16
-14.80
-17.87
-75.84
-73.00
-13.87
-16.53
FUENTE 5
-74.16
-71.85
-71.85
-17.87
-19.87
-22.00
-73.00
-69.21
-69.21
-16.53
-19.00
-22.00
FUENTE 6
-77.50
-79.83
-79.96
-80.92
+01.58
-01.65
-02.46
-02.96
-76.92
-78.90
-78.97
-80.79
+01.19
-02.53
-03.43
-03.44
FUENTE 7 -78.28
-77.21
-08.20
-10.47
-77.86
-76.83
-08.07
-10.23
FUENTE 8 -75.84
-73.00
-13.87
-16.53
-74.76
-71.41
-13.13
-14.67
FUENTE 9 -73.00
-69.71
-16.53
-18.67
-71.41
-68.12
-14.67
-16.13
FUENTE 10
-76.92
-78.90
-79.10
+01.19
-02.53
-05.20
-76.50
-77.35
-77.00
+ 01.00
-02.40
-04.77
FUENTE 11
-79.10
-76.34
-74.76
-05.20
-10.67
-13.13
-75.10
-74.17
-72.48
-04.33
-09.33
-11.40
FUENTE 12 -74.76
-68.12
-13.13
-16.13
-72.48
-67.76
-11.40
-13.80
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
29
Tabla Nº 02 COORDENADAS GEOGRÁFICAS DE LAS FUENTES DE SUBDUCCIÓN
INTERMEDIAS Y PROFUNDAS
FUENTES
COORDENADAS GEOGRAFICAS (°)
FUENTE 13
-78.73
-81.00
-81.00
+02.00
-00.67
-03.07
-76.00
-79.59
-79.20
+01.82
-02.55
-03.07
FUENTE 14
-81.00
-81.93
-79.80
-03.07
-05.73
-08.13
-79.20
-78.60
-77.17
-03.07
-04.00
-06.53
FUENTE 15 -79.80
-76.38
-08.13
-14.30
-77.17
-73.86
-06.53
-12.46
FUENTE 16 -76.38
-73.28
-14.30
-16.87
-73.86
-71.21
-12.46
-14.40
FUENTE 17
-73.28
-70.86
-70.38
-16.87
-18.80
-22.00
-71.21
-68.93
-67.98
-14.40
-15.73
-22.00
FUENTE 18
-79.59
-78.60
-77.17
-02.55
-04.00
-06.53
-77.50
-75.51
-75.27
-00.73
-02.06
-05.33
FUENTE 19 -77.17
-73.86
-06.53
-12.46
-75.27
-72.03
-05.33
-11.13
FUENTE 20 -72.31
-71.14
-06.67
-11.30
-71.00
-69.69
-06.33
-10.93
4.3 CÁLCULO DE PARÁMETROS SÍSMICO1
Para determinar las profundidades representativas de los hipocentros
en las zonas sismogénicas se hizo un trabajo estadístico del cálculo
de frecuencias de sismos versus profundidad. Las Tablas Nº 03 y 04
presentan los parámetros de recurrencia en base a Ms y Mw,
utilizados para el caso de considerar las fuentes sismogénicas.
1 Determinación del peligro sísmico en el Distrito de Tarata/Autor: Carmen Ortiz Salas
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
30
Tabla Nº 03
PARÁMETROS SÍSMICOS CALCULADOS EN BASE A MAGNITUDES Ms
FUENTE Ms
PROF. (km)
a
b
Mmin Mmax BETA TASA
F1 2.8532 0.3468 3.0 8.1 0.80 1.62 40
F2 4.4916 0.5636 4.5 7.9 1.298 2.01 40
F3 4.1625 0.4411 3.5 9.3 1.016 9.24 40
F4 4.9452 0.6368 4.0 8.2 1.466 5.56 40
F5 4.1756 0.5254 4.0 8.2 1.21 2.97 40
F6 2.7701 0.3822 2.8 7.8 0.88 1.25 40
F7 2.2523 0.4252 3.5 7.4 0.98 0.15 45
F8 3.5419 0.5398 2.8 7.0 1.24 2.38 45
F9 3.4867 0.4752 3.5 7.5 1.09 1.48 40
F10 3.2445 0.4265 3.8 7.3 0.98 1.05 40
F11 3.9096 0.4304 3.0 9.3 0.99 9.23 40
F12 2.9341 0.3681 3.0 8.8 0.85 1.50 45
F13 3.0047 0.4711 3.0 6.9 1.08 0.98 125
F14 3.1656 0.3906 3.5 7.0 0.90 1.40 130
F15 3.822 0.4434 3.8 7.5 1.02 3.5 130
F16 4.5274 0.5375 4.0 7.2 1.24 5.30 115
F17 5.5512 0.6915 4.8 7.5 1.59 4.26 130
F18 3.5942 0.4026 3.5 7.7 0.93 3.83 155
F19 5.0167 0.6505 4.3 7.3 1.50 3.68 160
F20 3.9580 0.4398 4.5 8.5 1.01 2.12 580
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
31
Tabla Nº 04
PARÁMETROS SÍSMICOS CALCULADOS EN BASE A MAGNITUDES Mw
FUENTE MW
PROF. (km)
a
b
Mmin Mmax BETA TASA
F1 3.7217 0.4795 4.0 8.3 1.10 1.59 40
F2 6.0456 0.8019 5.1 7.4 1.85 2.01 40
F3 5.379 0.6299 4.3 8.4 1.45 10.40 40
F4 6.599 0.8894 4.7 8.4 2.05 5.84 40
F5 5.5403 0.7337 4.7 8.4 1.69 3.09 40
F6 3.7363 0.5305 3.8 7.1 1.22 1.31 40
F7 3.2533 0.5746 4.3 7.1 1.32 0.15 45
F8 4.8127 0.7295 3.8 6.8 1.68 2.44 45
F9 4.6874 0.6586 4.3 7.2 1.52 1.59 40
F10 4.2485 0.5763 4.5 7.0 1.33 1.13 40
F11 5.0610 0.6092 4.0 8.4 1.40 9.36 40
F12 3.801 0.4974 4.0 8.2 1.15 1.44 45
F13 4.1138 0.6367 4.0 6.8 1.47 0.92 125
F14 4.0850 0.5278 4.3 6.9 1.22 1.45 130
F15 4.9638 0.6066 4.5 7.2 1.39 3.81 130
F16 5.7928 0.7264 4.7 7.0 1.67 5.32 115
F17 7.4704 0.9855 5.3 7.2 2.27 4.42 130
F18 4.6431 0.5638 4.3 7.3 1.30 4.14 155
F19 6.6642 0.9009 4.9 7.0 2.075 3.95 160
F20 5.2887 0.6424 5.1 7.8 1.48 2.29 580
4.4 RESULTADOS DE LA DETERMINACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO
En los trabajos antecesores de peligro sísmico en el Perú generalmente se
ha utilizado como medida para el tamaño de los sismos las magnitudes mb
y Ms junto a la ley de atenuación propuesta por Casaverde. En el presente
Trabajo se uso la magnitud momento (Mw) y se incluye una ley de
atenuación que distingue sismos de subducción de interfase e intraplaca y
que incluye ordenadas espectrales que fueron calculados para once
periodos, el primero correspondiente a la aceleración máxima del suelo
(0.0seg), y el resto con valores que varían de 0.1 seg a 3.0 seg .
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
32
Los valores de las aceleraciones espectrales han sido calculadas para cinco
periodos de retorno (100, 475, 1000, 5000 y 10000 años), tomando en
consideración valores representativos de criterios para diferentes tipos de
obras.
El periodo de retorno correspondiente a 475 años ha sido determinado para
poder comparar los resultados obtenidos con los propuestos en la norma E-
030, la que considera el 90% de nivel de confidencia para 50 años de vida
útil , es decir el 10% de nivel de excedencia en un periodo retorno de 475
años .
Se ha determinado el peligro sísmico de la localidad en estudio utilizando
una cuadricula de quince por quince, que se construyo dividiendo los ejes
correspondientes a las longitudes en 0.2° y los ejes correspondientes a las
latitudes en 0.1° en el programa de computo CRISIS2007 v1.1, desarrollado
y actualizado por Mario Ordaz.
Las Tablas del N° 05 al N° 10 muestran las máximas aceleraciones
espectrales para los Distritos dela Región de Tacna, obtenidas con el
programa CRISIS 2007. Así mismo en el anexo Nro. 01 se adjuntan los
resultados del programa CRISIS 2007 para el total de coordenadas
geográficas utilizadas.
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
33
Tabla Nº05
DISTRITO PERIODO T (SEG)
Periodo de Retorno en años
100 475 1000 5000 10000
Aceleración Máxima Esperada (%g)
TACNA
Latitud Sur : 18º0’49.68”
Longitud Oeste : 70º15’11.16”
0.00 0.24 0.38 0.47 0.69 0.81
0.10 0.37 0.60 0.75 1.13 1.32
0.20 0.49 0.78 0.97 1.42 1.68
0.30 0.48 0.77 0.95 1.38 1.62
0.40 0.45 0.70 0.86 1.26 1.46
0.50 0.41 0.64 0.78 1.15 1.33
0.75 0.35 0.57 0.69 1.04 1.20
1.00 0.32 0.53 0.65 0.99 1.13
1.50 0.29 0.53 0.66 1.04 1.21
2.00 0.27 0.50 0.64 1.04 1.23
3.00 0.15 0.29 0.38 0.64 0.79
GREGORIO
ALBARRACIN
Latitud Sur : 18º2’29.76”
Longitud Oeste : 70º14’56.76”
0.00 0.24 0.38 0.47 0.69 0.81
0.10 0.37 0.61 0.75 1.14 1.34
0.20 0.49 0.78 0.97 1.43 1.69
0.30 0.49 0.77 0.96 1.39 1.63
0.40 0.45 0.70 0.86 1.26 1.47
0.50 0.41 0.64 0.78 1.15 1.34
0.75 0.35 0.57 0.69 1.04 1.19
1.00 0.31 0.53 0.64 0.98 1.13
1.50 0.29 0.52 0.66 1.03 1.21
2.00 0.27 0.50 0.64 1.04 1.22
3.00 0.14 0.29 0.38 0.64 0.78
ALTO DE ALIANZA
Latitud Sur : 17º59’24.72”
Longitud Oeste : 70º14’42”
0.00 0.24 0.38 0.47 0.68 0.80
0.10 0.37 0.60 0.74 1.12 1.31
0.20 0.48 0.78 0.97 1.42 1.67
0.30 0.48 0.77 0.95 1.38 1.62
0.40 0.45 0.70 0.86 1.25 1.46
0.50 0.41 0.64 0.78 1.15 1.33
0.75 0.35 0.57 0.69 1.04 1.20
1.00 0.32 0.53 0.65 0.99 1.14
1.50 0.30 0.53 0.66 1.04 1.21
2.00 0.27 0.51 0.64 1.04 1.23
3.00 0.15 0.29 0.38 0.64 0.79
CIUDAD NUEVA
Latitud Sur : 17º59’8.16”
Longitud Oeste : 70º14’32.28”
0.00 0.24 0.38 0.47 0.68 0.80
0.10 0.36 0.60 0.74 1.12 1.31
0.20 0.48 0.77 0.97 1.41 1.67
0.30 0.48 0.76 0.95 1.38 1.62
0.40 0.45 0.70 0.86 1.25 1.46
0.50 0.41 0.64 0.78 1.15 1.33
0.75 0.35 0.57 0.70 1.04 1.20
1.00 0.32 0.53 0.65 0.99 1.14
1.50 0.30 0.53 0.66 1.04 1.21
2.00 0.27 0.51 0.64 1.04 1.23
3.00 0.15 0.29 0.38 0.64 0.79
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
34
Tabla Nº06
DISTRITO PERIODO T (SEG)
Periodo de Retorno en años
100 475 1000 5000 10000
Aceleración Máxima Esperada (%g)
POCOLLAY
Latitud Sur : 17º59’39.84”
Longitud Oeste : 70º13’6.6”
0.00 0.24 0.38 0.47 0.68 0.80
0.10 0.36 0.59 0.74 1.12 1.30
0.20 0.48 0.77 0.96 1.41 1.66
0.30 0.48 0.76 0.95 1.38 1.61
0.40 0.45 0.70 0.86 1.25 1.46
0.50 0.41 0.64 0.78 1.15 1.33
0.75 0.35 0.57 0.69 1.04 1.20
1.00 0.32 0.53 0.65 0.99 1.14
1.50 0.30 0.53 0.66 1.04 1.21
2.00 0.27 0.51 0.64 1.04 1.23
3.00 0.15 0.29 0.38 0.64 0.79
CALANA
Latitud Sur : 17º56’29.4”
Longitud Oeste : 70º11’15”
0.00 0.24 0.38 0.46 0.67 0.79
0.10 0.36 0.58 0.72 1.09 1.27
0.20 0.48 0.77 0.96 1.39 1.64
0.30 0.48 0.76 0.95 1.37 1.60
0.40 0.45 0.70 0.86 1.25 1.45
0.50 0.40 0.64 0.78 1.14 1.32
0.75 0.35 0.57 0.70 1.04 1.20
1.00 0.32 0.53 0.65 0.99 1.14
1.50 0.30 0.53 0.66 1.04 1.22
2.00 0.27 0.51 0.64 1.04 1.23
3.00 0.15 0.29 0.39 0.64 0.79
PACHIA
Latitud Sur : 17º53’47.4”
Longitud Oeste : 70º9’16.92”
0.00 0.24 0.37 0.46 0.67 0.78
0.10 0.35 0.58 0.71 1.07 1.25
0.20 0.48 0.76 0.95 1.38 1.63
0.30 0.48 0.76 0.94 1.36 1.59
0.40 0.45 0.69 0.85 1.24 1.45
0.50 0.40 0.63 0.78 1.14 1.32
0.75 0.35 0.57 0.70 1.05 1.20
1.00 0.32 0.53 0.65 1.00 1.15
1.50 0.30 0.53 0.67 1.05 1.22
2.00 0.27 0.51 0.65 1.05 1.24
3.00 0.15 0.29 0.39 0.65 0.80
PALCA
Latitud Sur : 17º46’30.72”
Longitud Oeste : 69º57’35.64”
0.00 0.23 0.37 0.45 0.66 0.77
0.10 0.34 0.56 0.68 1.04 1.20
0.20 0.47 0.75 0.93 1.35 1.59
0.30 0.48 0.75 0.93 1.35 1.58
0.40 0.45 0.69 0.85 1.23 1.43
0.50 0.40 0.63 0.77 1.14 1.31
0.75 0.36 0.58 0.70 1.05 1.21
1.00 0.32 0.54 0.66 1.01 1.16
1.50 0.30 0.54 0.67 1.06 1.24
2.00 0.27 0.51 0.65 1.06 1.25
3.00 0.15 0.29 0.39 0.65 0.81
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
35
Tabla Nº07
DISTRITO PERIODO T (SEG)
Periodo de Retorno en años
100 475 1000 5000 10000
Aceleración Máxima Esperada (g) programa CRISIS 2007
0.00 0.23 0.37 0.46 0.66 0.77
0.10 0.34 0.55 0.67 1.02 1.18
0.20 0.47 0.74 0.92 1.35 1.58
TARATA 0.30 0.48 0.76 0.94 1.35 1.58
0.40 0.45 0.70 0.86 1.25 1.45
Latitud Sur : 17º28’24” 0.50 0.41 0.64 0.79 1.16 1.34
Longitud Oeste : 70º01’51” 0.75 0.37 0.60 0.73 1.09 1.26
1.00 0.33 0.56 0.69 1.05 1.21
1.50 0.31 0.56 0.70 1.09 1.28
2.00 0.28 0.53 0.67 1.09 1.29
3.00 0.15 0.30 0.41 0.68 0.84
0.00 0.24 0.38 0.46 0.67 0.78
0.10 0.34 0.55 0.67 1.02 1.18
0.20 0.48 0.75 0.93 1.36 1.59
SUSAPAYA 0.30 0.49 0.77 0.96 1.38 1.61
0.40 0.46 0.72 0.88 1.28 1.49
Latitud Sur : 17º19’48” 0.50 0.42 0.66 0.82 1.20 1.39
Longitud Oeste : 70º07’37” 0.75 0.38 0.62 0.76 1.14 1.32
1.00 0.34 0.58 0.72 1.09 1.27
1.50 0.32 0.57 0.72 1.13 1.33
2.00 0.29 0.54 0.69 1.12 1.33
3.00 0.16 0.31 0.42 0.69 0.86
0.00 0.24 0.38 0.46 0.67 0.78
0.10 0.34 0.55 0.67 1.02 1.18
0.20 0.48 0.75 0.93 1.36 1.59
SITAJARA 0.30 0.49 0.77 0.96 1.38 1.61
0.40 0.46 0.71 0.88 1.28 1.49
Latitud Sur : 17º22’18” 0.50 0.42 0.66 0.82 1.20 1.39
Longitud Oeste : 70º07’55” 0.75 0.38 0.61 0.76 1.13 1.32
1.00 0.34 0.58 0.72 1.09 1.26
1.50 0.32 0.57 0.72 1.12 1.32
2.00 0.29 0.54 0.69 1.11 1.32
3.00 0.16 0.31 0.42 0.69 0.86
0.00 0.23 0.37 0.46 0.66 0.77
0.10 0.34 0.55 0.67 1.02 1.18
0.20 0.47 0.74 0.92 1.35 1.58
TICACO 0.30 0.48 0.76 0.94 1.35 1.58
0.40 0.45 0.70 0.86 1.25 1.45
Latitud Sur: 17°26’42’’ 0.50 0.41 0.65 0.79 1.16 1.34
Longitud Oeste: 70°03’06’’ 0.75 0.37 0.60 0.73 1.10 1.27
1.00 0.34 0.56 0.69 1.05 1.22
1.50 0.31 0.56 0.70 1.10 1.29
2.00 0.28 0.53 0.68 1.09 1.30
3.00 0.15 0.30 0.41 0.68 0.84
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
36
Tabla Nº08
DISTRITO PERIODO T
(SEG)
Periodo de Retorno en años
100 475 1000 5000 10000
Aceleración Máxima Esperada (g) programa CRISIS 2007
0.00 0.24 0.38 0.46 0.66 0.77
0.10 0.34 0.55 0.67 1.02 1.19
0.20 0.47 0.75 0.93 1.35 1.58
CHUCATAMANI 0.30 0.48 0.76 0.94 1.36 1.58
0.40 0.45 0.70 0.86 1.25 1.45
Latitud Sur : 17º28’37” 0.50 0.41 0.65 0.79 1.16 1.34
Longitud Oeste : 70º07’25” 0.75 0.37 0.59 0.73 1.09 1.26
1.00 0.33 0.56 0.69 1.05 1.21
1.50 0.31 0.55 0.70 1.09 1.28
2.00 0.28 0.53 0.67 1.09 1.29
3.00 0.15 0.30 0.41 0.68 0.84
0.00 0.23 0.37 0.45 0.66 0.77
0.10 0.34 0.55 0.67 1.02 1.19
0.20 0.47 0.74 0.92 1.35 1.58
TARUCACHI 0.30 0.48 0.76 0.94 1.35 1.58
0.40 0.45 0.70 0.86 1.25 1.45
Latitud Sur : 17º31´39´´ 0.50 0.41 0.64 0.79 1.15 1.33
Longitud Oeste : 70º01´21´´ 0.75 0.37 0.59 0.73 1.09 1.25
1.00 0.33 0.55 0.69 1.04 1.20
1.50 0.31 0.55 0.69 1.09 1.28
2.00 0.28 0.53 0.67 1.08 1.29
3.00 0.15 0.30 0.40 0.67 0.83
0.00 0.23 0.37 0.45 0.66 0.77
0.10 0.34 0.55 0.67 1.02 1.19
0.20 0.47 0.74 0.92 1.35 1.58
ESTIQUE PAMPA 0.30 0.48 0.76 0.94 1.35 1.58
0.40 0.45 0.70 0.86 1.24 1.44
Latitud Sur : 17º31´51´´ 0.50 0.41 0.64 0.79 1.15 1.33
Longitud Oeste : 70º02´07´´ 0.75 0.37 0.59 0.73 1.08 1.25
1.00 0.33 0.55 0.68 1.04 1.20
1.50 0.31 0.55 0.69 1.09 1.27
2.00 0.28 0.53 0.67 1.08 1.28
3.00 0.15 0.30 0.40 0.67 0.83
0.00 0.23 0.37 0.45 0.66 0.77
0.10 0.34 0.55 0.67 1.02 1.19
0.20 0.47 0.74 0.92 1.35 1.58
ESTIQUE PUEBLO 0.30 0.48 0.76 0.94 1.35 1.58
0.40 0.45 0.70 0.86 1.24 1.44
Latitud Sur : 17º32’15” 0.50 0.41 0.64 0.79 1.15 1.33
Longitud Oeste : 70º00’57” 0.75 0.37 0.59 0.73 1.08 1.25
1.00 0.33 0.55 0.68 1.04 1.20
1.50 0.31 0.55 0.69 1.09 1.27
2.00 0.28 0.53 0.67 1.08 1.28
3.00 0.15 0.30 0.40 0.67 0.83
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
37
Tabla Nº09
DISTRITO PERIODO T
(SEG)
Periodo de Retorno en años
100 475 1000 5000 10000
Aceleración Máxima Esperada (%g)
CAMILACA
Latitud Sur : 17º16’3”
Longitud Oeste : 70º22’48”
0.00 0.24 0.38 0.46 0.67 0.78
0.10 0.34 0.55 0.68 1.02 1.19
0.20 0.48 0.76 0.94 1.36 1.60
0.30 0.49 0.78 0.96 1.38 1.62
0.40 0.46 0.72 0.89 1.29 1.50
0.50 0.43 0.67 0.83 1.21 1.40
0.75 0.38 0.62 0.77 1.15 1.34
1.00 0.35 0.59 0.73 1.10 1.28
1.50 0.32 0.58 0.73 1.14 1.34
2.00 0.29 0.55 0.70 1.12 1.34
3.00 0.16 0.31 0.42 0.70 0.87
QUILAHUANI
Latitud Sur : 17º19’4.08”
Longitud Oeste : 70º15’29.16”
0.00 0.24 0.38 0.46 0.67 0.78
0.10 0.34 0.55 0.67 1.02 1.19
0.20 0.48 0.75 0.94 1.36 1.59
0.30 0.49 0.77 0.96 1.38 1.61
0.40 0.46 0.72 0.89 1.28 1.49
0.50 0.42 0.67 0.82 1.20 1.39
0.75 0.38 0.62 0.76 1.14 1.33
1.00 0.35 0.58 0.72 1.09 1.27
1.50 0.32 0.57 0.72 1.13 1.33
2.00 0.29 0.54 0.69 1.12 1.33
3.00 0.16 0.31 0.42 0.70 0.86
CURIBAYA
Latitud Sur : 17º22’57”
Longitud Oeste : 70º20’4.92”
0.00 0.24 0.37 0.46 0.66 0.77
0.10 0.34 0.55 0.68 1.03 1.19
0.20 0.48 0.75 0.93 1.35 1.59
0.30 0.49 0.76 0.95 1.36 1.59
0.40 0.46 0.71 0.87 1.26 1.46
0.50 0.42 0.65 0.80 1.17 1.35
0.75 0.37 0.60 0.74 1.10 1.28
1.00 0.34 0.57 0.70 1.06 1.23
1.50 0.32 0.56 0.71 1.11 1.30
2.00 0.29 0.53 0.68 1.10 1.30
3.00 0.15 0.31 0.41 0.68 0.84
HUANUARA
Latitud Sur : 17º18’50.04”
Longitud Oeste : 70º19’18.84”
0.00 0.24 0.38 0.46 0.67 0.78
0.10 0.34 0.55 0.68 1.02 1.19
0.20 0.48 0.75 0.94 1.36 1.60
0.30 0.49 0.77 0.96 1.38 1.62
0.40 0.46 0.72 0.89 1.28 1.49
0.50 0.43 0.67 0.82 1.20 1.40
0.75 0.38 0.62 0.77 1.14 1.33
1.00 0.35 0.58 0.72 1.09 1.27
1.50 0.32 0.57 0.72 1.13 1.33
2.00 0.29 0.54 0.69 1.12 1.33
3.00 0.16 0.31 0.42 0.70 0.86
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
38
Tabla Nº 10
DISTRITO PERIODO T (SEG)
Periodo de Retorno en años
100 475 1000 5000 10000
Aceleración Máxima Esperada (%g)
LOCUMBA
Latitud Sur : 17º36’50.4”
Longitud Oeste : 70º45’50.04”
0.00 0.24 0.38 0.47 0.68 0.80
0.10 0.36 0.59 0.73 1.11 1.29
0.20 0.49 0.77 0.96 1.41 1.66
0.30 0.49 0.77 0.96 1.38 1.62
0.40 0.46 0.71 0.88 1.27 1.48
0.50 0.42 0.65 0.80 1.17 1.36
0.75 0.37 0.59 0.73 1.08 1.25
1.00 0.33 0.55 0.68 1.03 1.19
1.50 0.31 0.55 0.69 1.08 1.27
2.00 0.28 0.52 0.67 1.08 1.28
3.00 0.15 0.30 0.40 0.67 0.82
ITE
Latitud Sur : 17º55’32.88”
Longitud Oeste : 70º56’13.92”
0.00 0.25 0.41 0.50 0.75 0.90
0.10 0.41 0.68 0.86 1.31 1.55
0.20 0.51 0.83 1.03 1.54 1.84
0.30 0.50 0.80 0.99 1.45 1.71
0.40 0.46 0.72 0.90 1.31 1.53
0.50 0.42 0.66 0.82 1.20 1.40
0.75 0.36 0.58 0.71 1.06 1.22
1.00 0.32 0.54 0.66 1.00 1.15
1.50 0.30 0.53 0.67 1.05 1.22
2.00 0.27 0.51 0.65 1.05 1.24
3.00 0.15 0.29 0.39 0.65 0.80
ILABAYA
Latitud Sur : 17º25’14.88”
Longitud Oeste : 70º30’47.88”
0.00 0.24 0.37 0.46 0.66 0.78
0.10 0.34 0.56 0.68 1.04 1.20
0.20 0.48 0.75 0.94 1.36 1.60
0.30 0.49 0.76 0.95 1.37 1.60
0.40 0.46 0.71 0.87 1.26 1.46
0.50 0.42 0.65 0.80 1.17 1.36
0.75 0.37 0.60 0.74 1.10 1.27
1.00 0.34 0.56 0.70 1.06 1.22
1.50 0.31 0.56 0.70 1.10 1.29
2.00 0.29 0.53 0.68 1.10 1.30
3.00 0.15 0.31 0.41 0.68 0.84
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
39
4.4.1 Análisis y comparación de resultados con Norma E-030 del
Reglamento Nacional Edificaciones
De acuerdo a los resultados obtenidos con el uso del programa CRISIS 2007
han servido para el análisis y comparación con la Norma E-030 del
Reglamento Nacional de Edificaciones.
Del análisis efectuado en el presente trabajo se desprende que los valores
obtenidos de aceleraciones de 0.38 g corresponde aproximadamente a una
aceleración máxima esperada cuando t=0 seg y que el valor de 0.77 g
corresponde a la aceleración espectral respuesta horizontal con 5% de
amortiguamiento cuando t=3 seg ambos valores para una vida útil de 50
años y un periodo de retorno de 475 años para el Distrito de Tacna.
A partir de estos valores se ha realizado la comparación con los valores y el
espectro de aceleración propuestos en la norma E-030 del Reglamento
Nacional Edificaciones (Aceleración máxima 0.4 g) observándose que el
espectro de diseño proporcionado por el Código Sísmico Peruano se basa
en escalar una forma espectral estándar a la aceleración máxima del suelo
(el único valor con probabilidad de excedencia), lo que conduce a una
distribución no uniforme del peligro en el rango de periodos estructurales, tal
como se observa en la tabla Nº11.
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
40
Tabla Nro. 11 Comparación de aceleraciones espectrales
En la figura Nro. 06 se muestra la forma típica de cinco espectros de peligro
uniforme del Distrito de Tacna, donde cada ordenada espectral es obtenida
mediante un análisis de peligro sísmico para una probabilidad de excedencia
correspondiente a cinco periodos de retorno, teniendo en cuenta la
posibilidad de ocurrencia de sismos moderados cercanos al sitio y sismos
grandes alejados del sitio, así mismo se muestra la forma del espectro
estándar proporcionado por el Código Sísmico Peruano donde el peligro
asociado a la ordenada espectral Sa resulta igual a la aceleración máxima
del suelo.
PERIODO (SEG)
Aceleración espectral
obtenido con el peligro
sísmico (g)
Aceleración espectral de
acuerdo a norma E-030
(g)
0.00 0.38 0.40
0.10 0.60 0.50
0.20 0.78 0.50
0.30 0.77 0.50
0.40 0.70 0.50
0.50 0.64 0.40
0.75 0.57 0.27
1.00 0.53 0.20
1.50 0.53 0.13
2.00 0.50 0.10
3.00 0.29 0.07
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
41
Asimismo se aprecian los espectros de respuesta para las componentes
horizontales N-S del sismo del 05 de Mayo del 2010 obtenido de las dos
casetas acelerográficas instaladas en la ciudad de Tacna, en las que se
puede observar que la forma del espectro de respuesta tiene mayor similitud
a las obtenidas en el estudio de peligro sísmico.
También se observa que los valores de aceleraciones máximas del suelo
encontradas en este estudio, tienen valores similares a los de la Norma E-
030; sin embargo la forma espectral y los resultados propuestos por la
norma E-030, cuando Z= 0.4, U=1.5, S=1 Rd=3 y Ts=0.4; presentan
resultados inferiores a los obtenidos con el estudio de peligro sísmico, con lo
que se demuestra que la forma espectral depende de la magnitud y
distancia del sismo al sitio.
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
44
Fig. Nº06
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Ac
ele
rac
ión
(g
)
Período (seg)
PERIODO DE RETORNO 100 AÑOS
PERIODO DE RETORNO 475 AÑOS
PERIODO DE RETORNO 1000 AÑOS
PERIODO DE RETORNO 5000 AÑOS
PERIODO DE RETORNO DE 10000 AÑOS
ESPECTRO NORMA E-030
SISMO 05 MAYO UNJBG N-S
SISMO 05 DE MAYO UPT N-S
SUPERPOSICION DE ESPECTROS DE ACELERACIÓN PARA EL DISTRITO DE TACNA
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
45
En la fig. Nº07 se presenta las relaciones de amplificación entre la
aceleración máxima del suelo y las ordenadas espectrales obtenidas del
estudio de peligro sísmico y las propuestas por la norma E-030, de las que
se puede apreciar que para estructuras con periodos de 0.3seg las
demandas sísmicas obtenidas en este trabajo son mayores a las obtenidas
con la norma sísmica E-030 en 200% y para estructuras con periodos de 1.5
seg son mayores hasta en 516%.
Esta variación de los factores de amplificación dinámica (Sa/Acel. máx.)
hace evidente la necesidad de contar con espectros propios de cada región.
Fig. Nº07
4.4.2 Mapas de ordenadas espectrales
El empleo de mapas sísmicos ha sido ampliamente usado en códigos
sísmicos de distintos países del mundo. En los Estados Unidos, por ejemplo,
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Sa
/Am
ax
Período (seg)
PERIODO DERETORNO 475AÑOS
ESPECTRONORMA E-030
RELACIONES DE AMPLIFICACIÓN ENTRE LA ACELERACIÓN MÁXIMA DEL SUELO Y LAS ORDENADAS ESPECTRALES PARA EL DISTRITO DE TACNA
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
46
los primeros mapas estuvieron basados en los trabajos de Algermissen y
Perkins, de los cuales se podía obtener el coeficiente de aceleración máxima
En el Perú, no existen trabajos tan detallados como en los EUA referidos al
cálculo de ordenadas espectrales que permitan caracterizar las demandas
sísmicas especificas de cada región.
En los Mapas Nº01 y Nº02 de este trabajo se presenta un primer esfuerzo
por realizar una distribución de ordenadas espectrales en la Región de
Tacna.
4.5 CÁLCULO DE LA PROBABILIDAD ANUAL DE EXCEDENCIA
El peligro sísmico se expresa, también en términos de la probabilidad anual
de excedencia y de los valores de aceleraciones.
Con los resultados obtenidos en las Tablas del Nro. 07y Nro.12 se grafica la
probabilidad anual de excedencia representadas en las figurasdel Nº 08 al
Nº34. Esta tasa de excedencia indica qué tan frecuentemente se exceden
intensidades sísmicas de cierto valor, en la Región de Tacna. Para una
intensidad Sa=100 cm/s2 en esta curva se obtiene, un valor de
(Sa)=0.1/año. Esto quiere decir que esta intensidad se excederá, en
promedio, 0.1 veces por año o, una vez cada 10 años (1/0.1 años). También
se aprecia también que las mayores intensidades tienen menores tasas de
excedencia o mayores periodos de retorno.
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
47
Fig. Nº 11
Fig. Nº 08
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
ALTO DE LA ALIANZA Latitud Sur : 17º59’24.72”
Longitud Oeste : 70º14’42”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
CAIRANI Latitud Sur : 17º17’8.88”
Longitud Oeste : 70º21’48.6”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
CALANA Latitud Sur : 17º56’29.4”
Longitud Oeste : 70º11’15”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
CAMILACA Latitud Sur : 17º16’3”
Longitud Oeste : 70º22’48”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
CANDARAVE Latitud Sur : 17º16’4.8”
Longitud Oeste : 70º14’59.28”
Fig. Nº 10
Fig. Nº 12
Fig. Nº 09
Fig. Nº 13
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de
Excedencia
Aceleración (gal)
CHUCATAMANI Latitud Sur : 17º27’32.4”
Longitud Oeste : 70º6’57.6”
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
48
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
GREGORIO ALBARRACIN Latitud Sur : 18º2’29.76”
Longitud Oeste : 70º14’56.76”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
HUANUARA Latitud Sur : 17º18’50.04”
Longitud Oeste : 70º19’18.84”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
ba
bili
da
d A
nu
al d
e E
xce
de
ncia
Aceleración (gal)
CIUDAD NUEVA Latitud Sur : 17º59’8.16”
Longitud Oeste : 70º14’32.28”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
ba
bili
da
d A
nu
al d
e E
xce
de
ncia
Aceleración (gal)
CURIBAYA Latitud Sur : 17º22’57”
Longitud Oeste : 70º20’4.92”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
ba
bili
da
d A
nu
al d
e E
xce
de
ncia
Aceleración (gal)
ESTIQUE PAMPA Latitud Sur : 17º31’1.2”
Longitud Oeste : 70º1’40.8”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
ESTIQUE PUEBLO Latitud Sur : 17º31’15.6”
Longitud Oeste : 70º0’54”
Fig. Nº 14
Fig. Nº 15
Fig. Nº 16
Fig. Nº 17
Fig. Nº 18
Fig. Nº 19
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
49
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
PALCA Latitud Sur : 17º46’30.72”
Longitud Oeste : 69º57’35.64”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
ba
bili
da
d A
nu
al d
e E
xce
de
ncia
Aceleración (gal)
ILABAYA Latitud Sur : 17º25’14.88”
Longitud Oeste : 70º30’47.88”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
INCLAN Latitud Sur : 17º47’39.12”
Longitud Oeste : 70º29’37.68”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
ITE Latitud Sur : 17º55’32.88”
Longitud Oeste : 70º56’13.92”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
LOCUMBA Latitud Sur : 17º36’50.4”
Longitud Oeste : 70º45’50.04”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
PACHIA Latitud Sur : 17º53’47.4”
Longitud Oeste : 70º9’16.92”
Fig. Nº 20
Fig. Nº 21
Fig. Nº 22
Fig. Nº 23
Fig. Nº 24
Fig. Nº 25
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
50
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
POCOLLAY Latitud Sur : 17º59’39.84”
Longitud Oeste : 70º13’6.6”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
QUILAHUANI Latitud Sur : 17º19’4.08”
Longitud Oeste : 70º15’29.16”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
SITAJARA Latitud Sur : 17º21’7.2”
Longitud Oeste : 70º7’37.2”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
SUSAPAYA Latitud Sur : 17º19’48”
Longitud Oeste : 70º7’37.2”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
TACNA Latitud Sur : 18º0’49.68”
Longitud Oeste : 70º15’11.16”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
SAMA Latitud Sur : 17º51’52.56”
Longitud Oeste : 70º33’48.96”
Fig. Nº 26
Fig. Nº 27
Fig. Nº 28
Fig. Nº 29
Fig. Nº 30
Fig. Nº 31
Capítulo 4. Carmen Eleana Ortiz Salas
51
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
TARATA Latitud Sur : 17º27’7.2”
Longitud Oeste : 70º1’44.4”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
TICACO Latitud Sur : 17º25’30”
Longitud Oeste : 70º2’34.8”
1.0E-06
1.0E-05
1.0E-04
1.0E-03
1.0E-02
1.0E-01
1.0E+00
1.0E+01
1.0E+02
1 10 100 1000 10000
Pro
babili
dad A
nual de E
xcedencia
Aceleración (gal)
TARUCACHI Latitud Sur : 17º30’7.2”
Longitud Oeste : 70º1’44.4”
Fig. Nº 32
Fig. Nº 33
Fig. Nº 34
Conclusiones Carmen Eleana Ortiz Salas
52
CONCLUSIONES
1. Se ha determinado el Peligro Sísmico de la Región de Tacna del que se
desprende que los valores máximos de aceleraciones obtenidas
corresponden al Distrito de Tacna.
2. Las mayores aceleraciones obtenidas son del orden de 0.38 g cuando el
período es t=0 seg y de 0.77 g para la aceleración espectral horizontal
con 5% de amortiguamiento cuando t=3 seg, ambos valores para una vida
útil de 50 años y un periodo de retorno de 475 años.
3 Los parámetros sísmicos que se registraron en la Región de Tacna fueron
altamente significativos.
4 El programa CRISIS 2007 ha permitido utilizar leyes de atenuación que se
adaptan más a la realidad de nuestra zona para el cálculo de las
aceleraciones espectrales.
Recomendaciones Carmen Eleana Ortiz Salas
53
RECOMENDACIONES
1. Se recomienda incrementar instrumentación adecuada en estaciones
sísmicas para la Región de Tacna para poder localizar con precisión los
hipocentros de sismos futuros.
2. El Gobierno Regional, la Municipalidad de Tacna y las Universidades
deben unir esfuerzos para financiar la instalación de acelerógrafos en la
Región de Tacna, con el objeto de determinar las aceleraciones que nos
permitirá obtener información sobre de la atenuación de los
movimientos sísmicos.
Bibliografía Carmen Eleana Ortiz Salas
54
BIBLIOGRAFÍA
ALVA HURTADO, Jorge Elías; MENESES LOJA, Jorge. y GUZMÁN
LEON, Vladimiro. (1984), "Distribución de Máximas Intensidades
Sísmicas Observadas en el Perú", V Congreso Nacional de Ingeniería
Civil, Tacna, Perú.
ALVA HURTADO, Jorge Elías; CASTILLO AEDO, Jorge (1993), “Peligro
Sísmico en el Perú”, Tesis de Grado, Facultad de Ingeniería Civil,
Universidad Nacional de Ingeniería Lima.
CORNELL ALLIN, C. (1968), "Engineering Seismic Risk Analysis",
Bulletin of the Seismological Society of America", Vol 58, N 5, págs.
1538-1606.
BERROCAL, J. (1974), "South American Seismotectonics from SAAS
Data", Thesis submitted for the Degree of Doctor of Philosophy in the
University of Edinburg.
ORTIZ, C (2010) “Determinación del Peligro Sísmico en el Distrito de
Tarata”, Tesis de Maestría, Universidad Privada de Tacna.
SILGADO, Enrique (1969), “Sismicidad de la Región Occidental de la
América del Sur Entre los Paralelos 2° y 18° Latitud Sur”, Primer
Congreso Nacional de Sismología e Ingeniería Antisísmica, PP. 33 - 44
SILGADO, Enrique (1973), "Historia de los Sismos más notables
ocurridos en el Perú 1955-1970", Geofísica Panamericana, Vol 2 pp. 179
- 243.
SILGADO, Enrique (1978) , “Historia de los Sismos Más Notables
Ocurridos en el Perú (1513 - 1974)”, Instituto de Geología y Minería,
Boletín Nº 3, Serie C, Geodinámica e Ingeniería Geológica, Lima, Perú.
YOUNGS, R.R.; CHIOU,S-J.; SILVA, W.J. y HUMPHREY, J.R. (1997),
“Strong Ground Motion Attenuation Relationships for Subduction Zone
Earthquakes”, Seismological Research Letters, BSSA, Volume 68,
Number 1, January/February 1997
MAPAS 01 Y 02