I CONGRESO INTEROCEANICO INGENIERÍA CIVIL Moquegua, 1 al 3 de Diciembre de 2005

ANÁLISIS DE ACELEROGRAMAS REGISTRADOS EN AREQUIPA, MOQUEGUA Y TACNA EN EL SISMO DE TARAPACÁ DEL 13/06/05 (Mw = 7.9) Ing. Rafael Salinas Basualdo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA, LIMA, PERU FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CENTRO PERUANO JAPONES DE INVESTIGACIONES SISMICAS Y MITIGACION DE DESASTRES

Esquema P Características

sismológicas P La red del CISMID en el Sur del Perú P Registros obtenidos P Comparación regional de acelerogramas P Análisis de los acelerogramas P Tacna P Moquegua P Arequipa

P Conclusiones

Características Sismológicas

Ubicación Latitud S 19.89º Longitud W 69.125º Profundidad 117 km Terremoto intraplaca en la zona de subducción Mb = 7.0 Mw = 7.9 (USGS-NEIC) Hora: 18:44 (local) DISTANCIAS AL EPICENTRO: 125 km de Iquique 210 km de Arica 240 km de Tacna 360 km de Moquegua 460 km de Arequipa

Fuentes: USGS-NEIC, SS-U.Chile

Daños

Arequipa

IV

Generales Aceleración máxima: 0.79g (estación Pica, SS-UC), a 67 km del epicentro Víctimas: 4

Moquegua Tacna

V VI VII

Intensidades Iquique: VII Calama: VI Arica: V Tacna: V Moquegua: IV Arequipa, Ilo: IV

Fuentes: CERESIS, NEIC, SS-U.Chile

La Red del CISMID en el Sur del Perú

Estaciones de Registro Coordenadas Geográficas REGIÖN

TACNA

MOQUEGUA

AREQUIPA

Estación

Tipo de Acelerógrafo

Elevación (m.s.n.m.)

Latitud S

Longitud W

U.N. Jorge Basadre (TAC-1)

18.02

70.25

ETNA KINEMETRICS

585

Alberto Giesecke – U.P. Tacna (TAC-2)

18.01

70.23

ETNA KINEMETRICS

672

Est. Vizcarra (MOQ-1)

17.19

70.93

ETNA KINEMETRICS

1461

Chen-Chen (MOQ-2)

17.19

70.92

ETNA KINEMETRICS

1562

Gobierno Regional (MOQ-3)

17.19

70.92

SM – 10B RION

--

U.N. San Agustín (AQP-1)

16.40

71.52

ETNA KINEMETRICS

2413

Estación Geofísico Characato (AQP-2)

16.47

71.49

ETNA KINEMETRICS

2499

La Red CISMID en el Sur del Perú

Las estaciones y el epicentro

DISTANCIAS AL EPICENTRO: 125 km de Iquique 210 km de Arica 240 km de Tacna 360 km de Moquegua 460 km de Arequipa

EPICENTRO

Acelerogramas registrados (comp. EO) Pica (a 67 km)

Iquique (a 120 km)

Fuente: SS-U.Chile

Acelerogramas registrados (comp. EO) 150

150

100

100

Aceleración (gal)

Aceleración (gal)

Tacna 50 0 -50 -100 -150 0

20

40

50 0 -50

Ciudad Tacn a: Es taci ón UNJ B -100 S i sm o 1 3/ 0 6 /2 0 0 5 , c omponente EO , Ac eM ax = 9 3 g al -150 60 80 100 120 140 160 0 T iem po (s )

C iudad Tac na: Es tac i ón Gie s e ck e S i sm o 1 3 /0 6 /2 0 0 5 , compon ente EO , Ac eM ax = 1 2 1 g al 20

40

60

80 T iem po (s )

100

120

140

160

150

100

100

Aceleración (gal)

150

50 0 -50 -100 -150 0

20

40

50 0 -50

Ciudad Moqueg ua: Estaci ón Vi zc ar ra -100 S i sm o 1 3/ 0 6 /2 0 0 5 , c omponente EO , Ac eM ax = 5 8 g al -150 60 80 100 120 140 160 0 T iem po (s )

Ci udad M oque g u a: Es tac ión C he n C he n S i sm o 1 3/ 0 6 /2 0 0 5 , c omponente EO , Ac eM ax = 8 0 g al 20

40

60

80 T iem po (s )

150 Aceleración (gal)

Aceleración (gal)

Moquegua

100 50 0 -50 Ciu dad Moque g ua: Es tac i ón Gobi e rno Re g i onal S i s mo 1 3 /0 6 / 20 0 5 , c om pone n te EO , Ac e Max = 4 9 g al

-100 -150 0

10

20

30

40 T ie mp o (s )

50

60

70

80

100

120

140

160

Acelerogramas registrados (comp. EO) Arequipa Aceleración (gal)

150 100 50 0 -50 C iudad Are quipa: Es taci ón UNS A S i sm o 1 3/ 0 6 /2 0 0 5 , c omponente EO , Ac eM ax = 8 0 g al

-100 -150 0

20

40

60

80 T iem po (s )

100

120

140

160

Aceleración (gal)

150 100 50 0 -50 Ci udad Ar e qui pa: Es tac ión Ge ofí s ic o Ch ar ac ato S i sm o 1 3 /0 6 /2 0 0 5 , compon ente EO , Ac eM ax = 1 3 8 g al

-100 -150 0

20

40

60

80 T iem po (s )

100

120

140

160

Valores de aceleración máxima

Estación 1 2 3 4 5 6 7 8 9

TAC-1 (*) TAC-2 (*) MOQ-1 (*) MOQ-2 (*) MOQ-3 (*) AQP-1 (*) AQP-2 (*) CHL-1 (**) CHL-2 (**)

Latitud S (grados)*

Longitud W (grados)*

18.02 18.00 17.19 17.18 17.19 16.40 16.47 20.27 20.47

70.25 70.22 70.93 70.92 70.92 71.52 71.49 70.21 69.32

Fuentes : (*) CISMID-UNI, (**) SS-UC.

Distancia epicentral (km) 240 240 357 358 357 466 457 126 67

Aceleración máxima (gal) EO 93 121 58 80 49 80 138 255 706

NS 90 116 66 53 62 65 128 245 559

UD 76 75 35 39 28 45 47 245 775

Variación de los registros Aceleración (gal)

150 100 50 0 -50 C iudad Are quipa: Es taci ón UNS A S i sm o 1 3/ 0 6 /2 0 0 5 , c omponente EO , Ac eM ax = 8 0 g al

-100 -150 0

20

Aceleración (gal)

150 100 50 0 -50 Ciudad Moqueg ua: Estaci ón Vi zc ar ra S i s m o 1 3/ 0 6 /2 0 0 5 , c omponente EO , Ac eM ax = 5 8 g al

-100 -150 0

20

40

60

80 T iem po (s )

100

120

140

160

Aceleración (gal)

150 100 50 0 -50 Ciudad Tacna: Estaci ón UNJ B S i sm o 1 3/ 0 6 /2 0 0 5 , c omponente EO , Ac eM ax = 9 3 g al

-100 -150 0

20

40

60

80 T iem po (s )

100

120

140

160

40

60

80 T iem po (s )

100

120

140

160

Atenuación de aceleraciones con la distancia epicentral Atenuación de Aceleraciones Máximas

Atenuación de Aceleraciones Máximas 1000

Aceleración máxima (gal)

Aceleración máxima (gal)

1000

100

100

EO

10

NS UD

EO NS

Es te va

UD

C a s a ve rde y Va rga s

10

1

10

100 Distancia epicentral (km)

1000

10

100 Distancia epicentral (km)

1000

Comparación regional de Acelerogramas

Espectros de Fourier Espectro de Ampl itudes de Fourier, EO 50

Espectro de Ampl itudes de Fourier, NS 50

UNSA (Arequipa)

UNS A (Arequipa )

CHEN CHEN (M o que gua)

CHEN CHEN (Mo quegua)

40

GIES ECKE (Ta cna )

30

Amplitud

Amplitud

40

20

30 20

10

10

0

0

0.01

0.1

1

10

100

GIES ECKE (Ta cna)

0.01

0.1

Frecuencia (Hz)

IG-CHARACATO (Arequipa)

CHEN CHEN (Mo quegua )

60

CHEN CHEN (Mo quegua)

50

GIESECKE (Tacna)

50

GIES ECKE (Ta cna)

Amplitud

Amplitud

IG-CHARACATO (Arequipa)

40 30

40 30

20

20

10

10

0

0 0.1

1 Frecuencia (Hz)

100

Espectro de Ampl itudes de Fourier, NS 70

60

0.01

10

Frecuencia (Hz)

Espectro de Ampl itudes de Fourier, EO 70

1

10

100

0.01

0.1

1 Frecuencia (Hz)

10

100

Espectros de Respuesta de Aceleraciones Es pectros de re spue sta de ace le racione s, EO

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, NS

700

700

600

IG-CHARACATO (Are quipa )

600

IG-CHARACATO (Are quipa)

500

CHEN CHEN (M oque gua)

500

CHEN CHEN (M o que gua)

GIES ECKE (Tac na )

400

GIES ECKE (Ta cna )

400

300

300

200

200

100

100

0

0 0

1

2

3

0

1

P erio do (s )

2

3

P erio do (s )

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, EO

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, NS

700

700

600 500

UNSA (Arequipa)

600

CHEN CHEN (M o que gua)

500

UNS A (Are quipa) CHEN CHEN (M oque gua ) GIES ECKE (Tac na )

GIES ECKE (Ta cna )

400

400

300

300

200

200

100

100

0

0

0

1

2 P erio do (s )

3

0

1

2 P erio do (s )

3

Análisis de los Acelerogramas

Estaciones de Tacna EAF y ERA 50

Es pe ctros de res pues ta de ace leracione s, EO C iudad: Tacna

Ciudad: Tacna Espectro de Amplitudes de Fourier, EO T AC-1

40

400 TAC-1

T AC-2

Amplitud

300 TAC-2

30 200

20

100

10 0 0.01

0.1

1

10

100

0 0

1

Frecuencia (Hz)

50

2

3

P eriodo (s )

Es pe ctros de res pues ta de ace leracione s, NS C iudad: Tacna

Ciudad: Tacna Espectro de Amplitudes de Fourier, NS T AC-1

40

400 TAC-1

T AC-2

Amplitud

300 TAC-2

30 200

20 10 0 0.01

100

0.1

1 Frecuencia (Hz)

10

100

0 0

1

2 P eriodo (s )

3

Estaciones de Tacna ERA absolutas y normalizadas Es pe ctros de res pues ta de ace leracione s, EO C iudad: Tacna

5

Espe ctros normaliz ados de ace le racione s, EO Ciudad: Tacna

400 4

TAC-1

TAC -1

300 TAC-2

TAC -2

3

200

2

100

1

0

0 0

1

2

0

3

1

2

3

P e rio do (s )

P eriodo (s )

Es pe ctros de res pues ta de ace leracione s, NS C iudad: Tacna

4

Espe ctros normaliz ados de ace le racione s, NS Ciudad: Tacna

400 TAC-1

TAC -1

3

300 TAC -2

TAC-2 2

200

1

100

0

0 0

1

2 P eriodo (s )

3

0

1

2 P e rio do (s )

3

Estaciones de Moquegua EAF y ERA 30

Ciudad: Moquegua Espectro de Amplitudes de Fourier, EO

250

M OQ-1

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, EO C iudad: Moque gua

200

MOQ-1

M OQ-2 20 Amplitud

M OQ-3

MOQ-2 150

MOQ-3

100

10 50

0 0.01

0.1

1

10

100

0 0

1

Frecuencia (Hz)

30

2

3

P erio do (s )

Ciudad: Moquegua Espectro de Amplitudes de Fourier, NS

250

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, NS C iudad: Moque gua

M OQ-1 M OQ-2 20

200

MOQ-1 MOQ-2

M OQ-3

Amplitud

150

MOQ-3

100

10

50

0 0.01

0.1

1 Frecuencia (Hz)

10

100

0 0

1

2 P erio do (s )

3

Estaciones de Moquegua ERA absolutas y normalizadas 250

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, EO C iudad: Moque gua

200

Espe ctros normalizados de ace le racione s, EO Ciudad: Moquegua

5

4

MOQ-1

M OQ-1

MOQ-2 150

M OQ-2 3

MOQ-3

100

2

50

1

M OQ-3

0

0 0

1

2

0

3

1

250

2

3

P e rio do (s )

P erio do (s )

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, NS C iudad: Moque gua

200

Espe ctros normaliz ados de ace le racione s, NS Ciudad: Moque gua

4

MOQ-1

M OQ-1

3

M OQ-2

MOQ-2 150

M OQ-3

MOQ-3 2

100 1

50

0

0 0

1

2 P erio do (s )

3

0

1

2 P e rio do (s )

3

Estaciones de Arequipa EAF y ERA 70

Ciudad: Arequipa Espectro de Amplitudes de Fourier, EO AQP-1

60

Amplitud

700 600

AQP-2

50

500

40

400

30

300

20

200

10

100

0 0.01

0.1

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, EO Ci udad: Are quipa

1

10

100

AQP -1 AQP -2

0 0

1

Fr ecuencia (Hz)

70

Ciudad: Arequipa Espectro de Amplitudes de Fourier, NS

Amplitud

700

AQP-1

60

AQP-2

500

40

400

30

300

20

200

10

100

0.1

3

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, NS Ci udad: Are quipa

600

50

0 0.01

2 P erio do (s )

1 Fr ecuencia (Hz)

10

100

AQP -1 AQP -2

0 0

1

2 P erio do (s )

3

Estaciones de Arequipa ERA absolutas y normalizadas 700

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, EO Ci udad: Are quipa

Espe ctros normaliz ados de ace le racione s, EO Ciudad: Are quipa

5

600 4

AQP -1

500

AQP -2

400

AQP -1 AQP -2

3

300

2

200 1

100 0

0 0

1

2

0

3

1

700

2

3

P e rio do (s )

P erio do (s )

Es pectros de re spue sta de ace le racione s, NS Ci udad: Are quipa

Espectros normaliz ados de ace le racione s, NS Ciudad: Are quipa

4

600 AQP -1

500

AQP -1

3

AQP -2

AQP -2

400

2

300 200

1

100 0

0 0

1

2 P erio do (s )

3

0

1

2 P e rio do (s )

3

Conclusiones

CONCLUSIONES •

•

•

Atenuación relativamente baja de aceleraciones máximas, en la componente vertical la atenuación es mayor. A nivel de espectros de fourier y de respuesta de aceleraciones se cumple esta atenuación, salvo en ciertos intervalos de frecuencias y periodos. En las estaciones de Arequipa y Moquegua no hay una atenuación claramente definida, lo cual puede evidenciar la presencia de depósitos geológicos que no logran atenuar el movimiento en ciertos intervalos de frecuencia.

CONCLUSIONES •

•

Las diferencias en las amplitudes y formas de los espectros (EAF y ERA), se dan con mayor notoriedad en Arequipa, en menor medida en Moquegua. Se requiere aumentar la instrumentación sísmica en las ciudades del Sur del Perú, para abarcar otros tipos de suelos, en función a los trabajos de microzonificación sísmica efectuados en años anteriores.