MEU - Sistema de Alerta Sísmica Temprana (final) PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)

ESCUELA DE ESTUDIOS GENERALES

SISTEMAS DE ALERTA SÍSMICA Y SU POSIBLE IMPLEMENTACIÓN EN LIMA - PERÚ CURSO:

Métodos De Estudios Universitarios

PROFESOR:

Dr. Javier Gamboa

INTEGRANTES:

Huaman Romero, Guimar Pinedo Loja, Keler Romero De la cruz, Juan Daniel Saucedo Quispe, Alex Segundo Villanueva Ramirez, Alessandro

Lima, Perú 2019

DEDICATORIA

Dedicamos el presente trabajo a nuestras familias, quienes son nuestros mentores y modelos a seguir, son ellos quienes nos ayudan para que día a día seamos mejores, y gracias a su esfuerzo, ellos serán los que se llenaran de orgullo cuando nos graduemos.

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AGRADECIMIENTOS Agradezco a Dios por darme salud y fuerzas para poder seguir con mi carrera universitaria y a mis padres por todos los sacrificios que hacen para darme la mejor herencia que un hijo puede conseguir, los estudios. Espero que al finalizar se pueda ver los frutos de nuestro sacrificio.

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INDICE RESUMEN

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INTRODUCCIÓN

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OBJETIVOS:

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CAPÍTULO I: CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS SISMOS 1.1 DEFINICIÓN:

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1.2 PLACAS TECTÓNICAS

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1.2.1 ¿Por qué se mueven las placas tectónicas?

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1.3 ONDAS SÍSMICAS

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1.4 ONDAS DE CUERPO

-7-

1.4.1 ONDAS P

-7-

1.4.2 ONDAS S

-7-

1.5 ONDAS SUPERFICIALES

-8-

1.5.1 ONDAS R

-8-

1.5.2 ONDAS L

-9-

1.6 Las escalas de la intensidad de un temblor y terremoto:

-9-

1.6.1

Escala de Richter:

- 10 -

1.6.2

Escala de Mercalli modificado:

- 12 -

CAPÍTULO II: SISTEMA DE ALERTA SÍSMICA TEMPRANA SISTEMA DE ALERTA SÍSMICA TEMPRANA

- 14 -

2.2.1 El Sistema de Alerta Sísmica Mexicano (SASMEX)

- 17 -

2.2.2 Sistema de alerta temprana de sismos de Japón

- 18 -

2.2.3 Sistema de Alerta de Emergencias (SAE) en Chile

- 19 -

CAPÍTULO III: ANÁLISISIS TERRITORIAL DEL PERÚ 3.1. Edificaciones

- 21 iv

3.2 El suelo

- 23 -

3.3 MAPAS DE REGIONALIZACIÓN SÍSMICA DEL PERÚ

- 24 -

CAPÍTULO IV: POSIBLE IMPLEMENTACIÓN DEL SAST EN EL PERÚ CONCLUSIONES

- 31 -

Bibliografía

- 32 -

ANEXOS

- 34 -

ANEXO 1: INSTRUCCIONES ANTE SISMOS (SEGÚN INDECI)

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RESUMEN En la presente monografía se da a conocer el uso del SAST (Sistema de Alerta Sísmica Temprana), su definición y cómo funciona el sistema tras la detección de un sismo y el uso que se da en la actualidad tras los trágicos sucesos ocurridos en los últimos años por causa de los movimientos telúricos. Sistema que en la actualidad los científicos vienen trabajando, quienes se centran en la prevención para amortiguar los daños que puedan causar el terremoto. Ya que el SAST es idóneo para estimar la magnitud del terremoto y por lo tanto su capacidad destructora que generaría. Luego de identificar la magnitud del terremoto es factible disponer de un tiempo muy corto pero significante, para la evacuar y ponerse a recaudo. Además de estudiar los SAST, también veremos sus aplicaciones más efectivas tales son los casos del terremoto en Japón 2011 y México 2017. Y para finalizar y uno de los más importantes, analizaremos su posible implementación en Lima – Perú, estudiando geográficamente la ciudad de Lima como la cultura sísmica de la población.

PALABRAS CLAVES: Desastres naturales, sistema de alerta temprana, terremoto, vulnerabilidad, fenómeno natural.

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INTRODUCCIÓN En los últimos años es una necesidad la implementación de proyectos que nos permitan anticipar a los eventos sísmicos, los que generan caos y desesperación en la población lo cual conlleva a una forma incorrecta de actuar ante dicho evento. Un sistema de alerta sísmica temprana se ha convertido en una forma viable para la anticipación de terremotos evitando pérdidas de vidas humanas y permite un monitoreo y análisis de las posibles amenazas. Gracias al avance tecnológico se vio la posibilidad de implementar un sistema sísmico de alerta temprana el cual estará constituido de sensores que captarán las ondas sísmicas P, ya que estas son las primeras en llegar a la superficie terrestre. Varios países implementaron este sistema a su territorio ya que los movimientos telúricos se presentaban a gran escala, esto trajo consigo resultados positivos para la población. En este presente documento se dará a conocer los distintos puntos de la implementación y el desarrollo de un reconocimiento adecuado de las ondas sísmicas.

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OBJETIVOS: •

Explicar cómo es el funcionamiento del Sistema de Alerta Sísmica Temprana (SAST)

•

Describir la actividad sísmica en el Perú, su impacto a mediana y gran escala, y la implementación de un Sistema de Alerta Temprana.

•

Estudiar el Sistema de Alerta Temprana, su aplicación y resultados posibles.

•

Evaluar la implementación de un Sistema de Alerta Temprana en el Perú y cotejar su implementación y resultados del mismo con la de otros países.

•

Compilar diversas fuentes de información relacionadas a la prevención ante eventuales eventos sísmicos de mediana y gran escala en el Perú.

•

Informar a la sociedad sobre una forma de prevención ante eventos sísmicos.

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CAPÍTULO I CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS SISMOS Para hablar sobre Sistemas de Alertas Sísmica Temprana (SAST), es muy importante tener conocimientos de lo que es un sismo, su definición, que lo produce y sus características principales; ya que sin esto sería inasequible la comprensión y esquematización de su funcionamiento y la implementación del SAST en un determinado territorio. En el presente capitulo daremos a conocer el concepto del sismo, base teórica para la comprensión del SAST, y datos de eventos sísmicos obtenidos por el por Instituto Geofísico del Perú.

Figura N° 1. Consecuencia de un sismo

Fuente: (BBC MUNDO, 2018) -4-

1.1 DEFINICIÓN: El sismo es un movimiento vibración que se origina en el interior de la tierra y que se propaga en todas las direcciones en forma de ondas elásticas, denominadas ondas sísmicas. Los sismos, movimientos telúricos o también conocidos como temblores o terremotos son efectos producidos por el desplazamiento o choque de las placas internas de la tierra. Este choque de placas genera ondas sísmicas provocando el movimiento de la Tierra.

1.2 PLACAS TECTÓNICAS La superficie de la tierra, la corteza terrestre, está conformada por Placas tectónicas. Como piezas de rompecabezas, las placas van formando las áreas superficiales de la corteza terrestre.

1.2.1 ¿Por qué se mueven las placas tectónicas? En el núcleo de la tierra existe una cantidad enorme de calor, además existe un aumento del calor porque al caer los materiales radiactivos existentes en el manto terrestre (100 – 2900 km de profundidad) reaccionan y generan un aumento de la temperatura interna. Debido a que el manto terrestre no es un buen conductor y a las diferencias de temperaturas entre el núcleo y la corteza, el calor se escapa por convección. El material caliente del interior de la tierra asciende y el material frio desciende al interior, formando un movimiento de masas que originan las grandes celdas convectivas.

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Figura N° 2. Placas tectónicas: Celdas de convección Fuente: (Viviente, 2015.) El desplazamiento de las placas tectónicas en diferentes direcciones llega a producir choques, que al chocar dos placas tectónicas producen fricción entre ellas, acumulando energía. La energía elástica que se había acumulado se libera en forma de calor y energía sísmica, esta última se propaga en forma de ondas.

1.3 ONDAS SÍSMICAS Es importante tener en cuenta que al producirse el sismo no se origina un único tipo de ondas en consecuencia no todas ellas se desplazan con la misma velocidad.

¿QUÉ ES UNA ONDA? Pongámonos un ejemplo de un diapasón, que si lo golpeamos con una barra de metal, el diapasón inmediatamente empieza a vibrar y esto es debido a la propagación de ondas, y estas se denominan ondas elásticas. Las ondas elásticas son parecidas a las ondas sísmicas a diferencia que las ondas elásticas viajan a través de un medio elástico y las ondas sísmicas viajan a través de la Tierra.

Figura N° 3. Propagación de Ondas Fuente: (Ondas Sísmicas: Definición, Tipos, Propagación y Mucho Más, 2019)

Existen dos tipos de ondas que son las ondas de cuerpo y las ondas superficiales.

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1.4 ONDAS DE CUERPO 1.4.1 ONDAS P Son llamadas también ondas primarias u ondas de comprensión. Estas ondas se dirigen en la dirección de la propagación junto con sus partículas. Estas ondas también se le conoce como longitudinales y las partículas dentro de estas ondas se desplazan perpendicularmente respecto a una persona que esta parada. Es parecido al caso de un resorte que si lo estiramos, el resorte tiende a recuperar su forma inicial y el movimiento de las partículas del resorte serian longitudinales ya que se mueve en conjunto. Son las primeras ondas que el sismógrafo capta y por lo tanto las más veloces.

Figura N° 4. Ondas elásticas propagándose longitudinalmente Fuente: (Nava, 2019)

1.4.2 ONDAS S Ondas de cizalla u ondas de cortes son aquellas que se propagan de manera perpendicular a sus partículas. Estas ondas se desplazan paralelamente con respecto a una persona que esta parada y esto hace que la onda avance de manera curveada. Se debe aclarar que la onda se propaga horizontalmente, más no las partículas de ellas que oscilan verticalmente.

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Figura N° 5. Propagación de Ondas S Fuente: (Propagación de Ondas S, s.f.)

1.5 ONDAS SUPERFICIALES “Las ondas superficiales son las que únicamente se propagan a lo largo de la superficie de la Tierra o discontinuidades subhorizontales a ella.” (Lario & Bardají, 2016) “Las ondas superficiales poseen mayor amplitud y menor velocidad que las ondas internas y, por tanto, se registran en los sismogramas después de estas, sin embargo, poseen mayor duración” (Lario & Bardají, 2016) Estas ondas son las que más destrucción generan. Existen dos tipos de ondas superficiales que son las ondas R y Ondas L:

1.5.1 ONDAS R Conocidas también como ondas de Rayleigh. Las partículas de estas se desplazan elípticamente haciendo que la honda se propague. “Las ondas R mueven el terreno exactamente igual que el oleaje del mar, con un movimiento cíclico y elíptico.” (Carenas & Giner, 2014)

Figura N° 6. Propagación de ondas Rayleigh

Fuente: (Gálvez, 2013) -8-

1.5.2 ONDAS L “Estas ondas producen un movimiento de oscilación horizontal de la superficie y, al igual que las ondas R, pierden intensidad con la profundidad.” (Carenas & Giner, 2014) Las partículas de las ondas de Love se mueven horizontalmente formando 90 grados con la propagación de la onda.

Figura N° 7. Propagación de ondas L

Fuente: (Gálvez, 2013)

1.6 Las escalas de la intensidad de un temblor y terremoto: Los registros escritos de los eventos sísmicos pasados nos permiten tener una información de la magnitud e intensidad destructiva movimiento sísmico. Con esta información no se pude determinar un análisis específico de las magnitudes de un nuevo evento sísmico n una determinada región. En Italia 1857 se dio inicio a un periodo de investigaciones dela causa y consecuencias de los eventos sísmicos. “La Tierra es un planeta en actividad permanente sometido a una serie de procesos tectónicos relacionados con el movimiento de las placas litosféricas, y que originan una acumulación de esfuerzos en su interior” (Martínez, 2015) Las escalas de medición pueden desarrollarse de acuerdo a distintos enfoques ya sea la magnitud (energía liberada) o intensidad (los daños provocados.) -9-

Giuseppe Mercalli fu el creador de una escala de magnitud con alto grado de confiabilidad y en la actualidad se sigue utilizando esta escala, pero modificada y que la necesidad de conocer las magnitud e intensidad de los movimientos telúrico se ha visto la necesidad de crear escalas de medida como se ha ido mencionado las cuales pude ser las escalas de Richter y Mercalli.

1.6.1 Escala de Richter: La Escala de Richter mide la magnitud (energía liberada) de los eventos sísmicos (temblores o terremotos). Nos permite medir la energía que se liberada del interior de la tierra que tiene como punto de inicio el foco o hipocentro (lugar donde se da origen los temblores ya que en estos puntos se puede dar la convergencia (creación de corteza terrestre) o la subducción (destrucción de la corteza terrestre). Tiene como basa la amplitud mayor de una onda sísmica (P, S u onda superficial) y esto registradas sismógrafo. Las ondas sísmicas pierden energía y por tal motivo una mala obtención de los datos sismógrafos (de una manera parecida a la luz), Richter desarrolló un método que considera la disminución de la amplitud de onda con el incremento de la distancia. (J.Tarbuck & K. Lutgens, Ciencias de la Tierra, 2015) Su cálculo es por medio de una expresión matemática, cuyo análisis se requiere de la obtención de datos de manera empírica El evento sísmico de mayor magnitud registrado es de 9,5 Richter el 22 de mayo de 1960 en Chile.

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Medición:

Figura N° 8. La escala de Richter, se usa el instrumento Wood-Anderson. Fuente: instituto de Tecnología de California

Se obtiene: •

Altura (amplitud) de la mayor onda en el sismograma (23 mm)

•

Distancia hasta el foco mediante el intervalo de tiempo entre las ondas S y P (24 segundos).

•

Se tiene que dibujar una línea entre la escala de distancia (izquierda) y la escala de amplitud de onda (derecha). Así, deberíamos obtener la magnitud Richter (ML) de 5

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Figura N° 9. Relaciones de distancia del epicentro con la magnitud Fuente: Instituto Geológica de Catalunya. Balmes

1.6.2 Escala de Mercalli modificado: Es la medición de acuerdo a los daños generados ocasionado a una determinada sociedad (zona) por eventos sísmicos. Los resultados pueden ser distintos de acuerdo a la cercanía al epicentro Se mide tomando en cuenta a la intensidad de los eventos sísmicos estos se pueden catalogar en terremotos (ocasionado por una mayor liberación de energía) o temblores (ocasionados por una energía liberada menor intensidad) se toma en cuenta la pérdida material y vidas humana. (Albert Macau, 2016) La determinación de la magnitud se da por un personal especializado que evaluara los daños ocasionados y determinar la escala de manera objetiva. Son numeradas con números romanos del I al XII que es de acuerdo a los daños ocasionados. El establecimiento de la intensidad de un terremoto con la escala de Richter se pudo notar que se establece distintas magnitudes por tal motivo distintas escalas de escalas de Mercalli. Datos a tener en cuenta para su evaluación: •

Evitar apreciaciones personal y opiniones. - 12 -

•

Lugar (territorio) las edificaciones (edificaciones), características del suelo, modalidad de construcción (formal o informal), etc.

•

Debates descriptivos.

Figura N° 10. “Descripción gráfica de la escala de intensidad y su equivalencia con la

magnitud del sismo cuando se considera como intensidad epicentral, clasificación del sismo según el USGS y ejemplos de sismos conocidos”. (Martinez, 2010)

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CAPÍTULO II SISTEMA DE ALERTA SÍSMICA TEMPRANA Desde la antigüedad las personas se han sentido desprotegidas y no podían predecir incendios, inundaciones, tormentas, sismos, etc. A pesar de ello alertar lo antes posible ha sido y es importante para reducir pérdidas materiales y humanas. A medida que la civilización avanza hacia nuevas formas de protección y alertar ciertos eventos, surgen nuevos peligros potencialmente más peligrosos aún como las amenazas químicas, explosiones nucleares, fugas de radiación. Las primeras civilizaciones hacían uso de hogueras como señal de alerta ante desastres naturales o ataques de enemigos, también se usaban instrumentos de viento y tambores. Con el pasar de los siglos, durante la Edad Media se hizo uso de las campanas de las iglesias, sobre todo para alertar sobre incendios. La Primera y la Segunda Guerra Mundial obligaron el desarrollo de sistemas de alerta temprana de manera masiva en diferentes ciudades y poblaciones con la finalidad de la protección de la población. Durante todos estos siglos de historia, el hombre siempre ha estado dispuesta a anticipar posibles catástrofes o reducir en la medida de lo posible las consecuencias que producirían estos eventos. Así es como en la actualidad se trata de reducir daños y minimizar pérdidas materiales y sobre todo humanas. Ante el requerimiento de una respuesta adecuada, nacen los Sistemas de Alerta Temprana (SAT) que implica, según el PNUD, conocer y caracterizar los riesgos, monitorear los peligros y contar con pronósticos, establecer mecanismos de comunicación que permitan informarse e informar y mejorar la preparación para responder oportunamente y de manera adecuada. - 14 -

Si bien los sismos o terremotos también llamados siempre han existido y han sido apreciados y estudiados por diferente investigadores, científicos, ingenieros, geólogos, etc. A pesar de todos los estudios sobre el tema, no era posible su estudio adecuado. Sin embargo este escollo cambio desde hace ya más de cien años, que ha permitido su estudio conveniente, es por los años 1900-1912 en los que el profesor John Milne aportó el Resumen sismológico internacional, instrumento base de toda las sismología por lo cual es considerado el "Padre de la sismología". “Los estudios de Milne sirven como base para nuestra comprensión de la tierra como un sistema dinámico, ayudando a desentrañar las perplejidades de su interior.” (Godsmark, 2012) Y es el trabajo de Milne el que avaló y encausó la creación del International Seismological Centre (ISC, en español, Centro Internacional de Sismología) institución que cuenta con estaciones sísmicas alrededor del globo. En la actualidad los científicos se centran en la prevención y amortiguamiento de los daños que puedan causar los terremotos. Los terremotos al ser fenómenos naturales inevitables y fortuitos, el impacto destructivo que generaría serían catastróficos; sin embargo, estos daños se podrían aminorar siempre que la sociedad esté dispuesta a mitigar y hacer frente los posibles daños. Tal es el caso de Japón en el que se ha podido constatar la efectividad de Los Sistemas de Alerta Sísmica Temprana (SAST), innovadoras herramientas, desarrolladas en las últimas décadas con la finalidad de alarmar ante el acontecimiento de un terremoto de gran magnitud.

2.1 ¿QUÉ ES EL SAST? El Sistema de Alerta Sísmica Temprana (SAST) o Earthquake Early Warning System, (EEWS); calcula automáticamente la magnitud del terremoto y estima la intensidad sísmica para cada lugar detectando la onda P o el temblor preliminar cerca de su foco. Los SAST fundamentan su estudio en los primeros segundos registrados de una señal sísmica, “estos son aprovechados para dar una alerta utilizando el intervalo de tiempo que existe entre la detección de los primeros segundos de primera llegada de las ondas sísmicas a una estación cercana al foco.” (Bufo...