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Estudio de Indeci sobre las zonas de Riesgo de Tsunami en la Costas de Lima, después de un terremoto.Existen estudios de escenario s de Tsunami en las costas del Perú, justo alli se construyen locales …

Estudio de Indeci sobre las zonas de Riesgo de Tsunami en la Costas de Lima, después de un terremoto.Existen estudios de escenario s de Tsunami en las costas del Perú, justo alli se construyen locales como Juegos Mecanicos, Pistas de Karts, pistas de aeromodelismo, Ferias gastronómicas como Mistura, etc.

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  • 1. Elaboración de un Sistema de Información Geográfico y Análisis de Recursos Esenciales para la Respuesta y Recuperación Temprana ante la Ocurrencia de un sismo y/o Tsunami en el Área Metropolitana de Lima y Callao PNUD/SDP-052/2009 COOPERAZIONE INTERNAZIONALE – COOPI Calle: Coronel Zegarra # 264 Jesús María, Lima Tel/fax. 4710585 - RUC: 20511733333 peru@coopi.org www.coopi.org PROYECTO SIRAD SISTEMA DE INFORMACIÓN SOBRE RECURSOS PARA ATENCIÓN DE DESASTRES Investigación sobre el PELIGRO DE TSUNAMI en el Área Metropolitana de Lima y Callao INFORME DE ACTIVIDADES Nº 3 Volumen 14 Octubre de 2010
  • 2. ESTUDIO DE PELIGRO DE MAREMOTO EN LIMA Y CALLAO Y CARTOGRAFÍA DE LAS ZONAS INUNDABLES RESUMEN EJECUTIVO La zona de Lima Metropolitana y el Callao está asentada en una zona altamente vulnerable (en un contexto general o global) ante la ocurrencia de sismos y maremotos. Una de las mayores catástrofes ocurrió el 28 de octubre de 1746, la ciudad de Lima y el Callao fueron remecidas por un fuerte terremoto que dio origen a un maremoto que destruyó la ciudad del Callao y produjo la muerte de más de 5,000 personas, quedando sólo 200 sobrevivientes (4 %). De los 23 barcos anclados en el puerto, 19 fueron hundidos y 5 llevados por las olas tierra adentro; uno de ellos, el bergantín San Fermín, fue varado en lo que ahora corresponde a la esquina del mercado del Callao. Hoy en día, un evento de esta naturaleza alteraría el orden demográfico, social y económico de la Región Callao y de Lima Metropolitana. En este informe, se trata de determinar el peligro relacionado con la ocurrencia de un maremoto (o tsunami) relacionado con un sismo de gran magnitud. Una forma de determinar las zonas de inundación de un posible maremoto local o distante, y, a partir de eso estimar el potencial daño, es usar la simulación numérica. La importancia del presente trabajo está enmarcada dentro de la previsión y mitigación de un posible desastre por maremoto, para lo cual es necesaria la utilización de modelos numéricos de la dinámica de maremotos. La metodología consiste en utilizar el modelo numérico TIME (Tsunami Inundation Modelling Exchange), el cual requiere como datos de entrada el modelo digital de elevación (topografía y batimetría) de Lima Metropolitana y el modelo de la fuente sísmica que proporciona la condición inicial del maremoto. La salida corresponde a la altura de la ola en la línea de costa, mareograma sintético, tiempo de arribo y un mapa de inundación de la zona a modelar. Se debe considerar las limitaciones del modelo numérico debido a la resolución del modelo digital de elevación y a la transferencia de energía del medio sólido (corteza terrestre) al medio líquido (océano). En este estudio, se han tomado dos escenarios sísmicos de referencia: a) Un escenario para un terremoto hipotético (magnitud = 8.5 Mw), con epicentro en el mar, frente al Callao. Corresponde al terremoto más probable que podría ocurrir en Lima. b) Un escenario análogo al terremoto de 1746 (magnitud = 9.0 Mw), con área de ruptura desde Chimbote (al norte de Lima) hasta el sur de Pisco. Es el peor escenario sísmico que ha ocurrido en el Perú y uno de los peores que podría ocurrir. En materia de gestión de riesgos y preparación ante desastre, se considera el maremoto provocado por el terremoto más probable, es decir el terremoto de 8.5 Mw. Sin embargo es importante no olvidar que un evento de mayor tamaño, aunque excepcional y poco probable a la escala de una vida humana, podría ocurrir.
  • 3. Los resultados del estudio determinan que las zonas de alta vulnerabilidad son: Ventanilla (2.0 km de máxima inundación horizontal), Callao Puerto (0.7 km de inundación), Villa – Chorrillos (1.2 km de inundación) y Lurín (1.5 km de inundación). La zona menos vulnerable está comprendida desde Punta Hermosa hasta Pucusana. Estos límites de máxima inundación corresponden al evento más probable de 8.5 Mw. Para un maremoto local en la zona de Lima y Callao, el tiempo de arribo de la primera ola sería de alrededor de 20 minutos (al Callao), lo cual proporciona poco tiempo para realizar una evacuación. Mientras que, la máxima altura de la ola en la línea de costa para la zona del Callao (Chuchito) es de alrededor de los 7 m (para el escenario sísmico más probable de 8.5 Mw). Para el caso de prevención de desastres tiene que tomarse en cuenta la llamada evacuación vertical para esta zona (Chuchito y la Punta). La presencia de la isla San Lorenzo no supone una barrera natural de defensa ante el embate del maremoto, debido a que la longitud de onda es comparable a las dimensiones de la isla (fenómeno de difracción de ondas), dichas ondas se desviarán y bordearán a la isla, atacando al distrito de la Punta desde 2 frentes: norte y sur. En base a estos resultados, las autoridades correspondientes deben priorizar los planes de emergencia y evacuación en caso de ocurrir un gran terremoto y maremoto en Lima. La mejor manera de prevenir y mitigar el desastre natural es mediante la educación a la población.
  • 4. 1 INFORME TECNICO “ESTUDIO DE PELIGRO DE MAREMOTO EN LIMA Y CALLAO Y CARTOGRAFÍA DE LAS ZONAS INUNDABLES” Equipo de Trabajo: - Lic. César Jiménez (UNMSM, Perú) - Dr. Hugo Perfettini (IRD, Francia) - Ing. Nino Puma (UNSA, Perú) - Bach. Nabilt Moggiano (UNMSM, Perú) - Ing. Erick Ortega (DHN, Perú) - Ing. Pierre Vernier (IRD, Francia) - Ing. Pauline Gluski (IRD, Francia) - Dr. Robert D’Ercole (IRD, Francia) Octubre 2010
  • 5. 2 INDICE I. Introducción 03 II. Objetivos de la investigación 03 III. Planteo del Problema 04 IV. Maremotos históricos que afectaron a Lima y Callao 05 V. Antecedentes en materia de estudios de tsunami en Perú 09 VI. Fundamentación Teórica 11 VII. Metodología y Procedimiento 12 VIII. Actividades realizadas 13 IX. Resultados 15 X. Mapas de Inundación por Maremoto 16 XI. Metadatos de las capas de información “tsunami” 25 XII. Conclusiones y Recomendaciones 28 XIII. Anexo 30 XIV. Bibliografía 33
  • 6. 3 ESTUDIO DE PELIGRO DE MAREMOTOS EN LIMA Y CALLAO I. INTRODUCCION El Perú está ubicado en una zona de interacción de placas tectónicas mediante el proceso de subducción, zona donde ocurren muchos terremotos. Una buena parte de los epicentros de los sismos ocurren en el mar, por lo cual la posibilidad de ocurrencia de un maremoto (o tsunami) es alta. La fosa marina se encuentra a una distancia de alrededor de 150 km de la línea de costa (a la altura del Callao). Una de las mayores catástrofes ocurrió el 28 de octubre de 1746 a las 22:30 hora local, la ciudad de Lima y el Callao fueron remecidas por un fuerte terremoto de magnitud estimada en 9.0 Mw e intensidad X en la escala de Mercalli en la ciudad de Lima y Callao. Debido al sismo, de las 3000 viviendas existentes en Lima, distribuidas en 150 manzanas, sólo 25 quedaron en pie. Según el relato oficial, murieron en Lima 1141 personas (debido al terremoto en sí), de un total de 60,000 habitantes. En la Plaza de Armas de Lima se produjeron rajaduras del suelo. La ubicación del epicentro, que se estimó en base a la información macrosísmica histórica, estuvo en el mar al nor-oeste del Callao. El fenómeno cosísmico más importante fue un maremoto local que destruyó la ciudad del Callao y produjo la muerte de más de 5,000 personas, quedando sólo 200 sobrevivientes (4 %). De los 23 barcos anclados en el puerto, 19 fueron hundidos y 5 llevados por las olas tierra adentro; uno de ellos, el bergantín San Fermín, fue varado en lo que ahora corresponde a la esquina del mercado del Callao, donde se encuentra la cruz blanca a 1.5 km tierra adentro [1]. Hoy en día, un evento de esta naturaleza alteraría el orden demográfico, social y económico de la Región Callao y de Lima Metropolitana. Es por lo tanto indispensable conocer de la mejor manera posible las condiciones físicas de su ocurrencia. En este informe, se trata de determinar, caracterizar y cartografiar el peligro relacionado con la ocurrencia de un maremoto (o tsunami) relacionado con un sismo de gran magnitud. Una forma de determinar las zonas de inundación de un posible maremoto local o distante, y, a partir de eso estimar el potencial daño, es usar la simulación numérica. La importancia del presente trabajo está enmarcada dentro de la previsión y mitigación de un posible desastre por maremoto, para lo cual es necesaria la utilización de modelos numéricos de la dinámica de maremotos. II. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN - Utilizar el modelo numérico de simulación con el fin de obtener mapas de inundación por maremoto, para efectos de previsión y mitigación de desastres para Lima Metropolitana y la Región Callao.
  • 7. 4 - Determinar el modelo de la fuente sísmica que mejor describa los efectos y observaciones macrosísmicas y maremotogénicas. - Realizar la simulación numérica de la dinámica del maremoto: fase de generación (mecanismo focal y fuente sísmica), propagación e inundación para dos escenarios sísmicos: Mw = 8.5, que corresponde al escenario sísmico más probable y que permite identificar zonas de inundación y Mw = 9.0 (análogo al maremoto del Callao de 1746, que vendría a ser el peor escenario). No se eligió el evento de 1974 en Lima, con Mw = 8.0, porque el maremoto correspondiente no produjo mayor daño en Lima y Callao. - Obtener los tiempos de arribo de la primera ola del maremoto a las diferentes localidades de Lima y Callao. - Obtener la máxima altura de la ola en la línea de costa correspondiente a varios puntos determinados. - Explicar por qué la isla San Lorenzo no se comporta como una barrera de protección natural para la localidad de la Punta y el Callao. III. PLANTEO DEL PROBLEMA Podemos considerar los siguientes problemas particulares: 1. Generación de la fuente sísmica. 2. Propagación de la perturbación hacia el continente. 3. Modelo digital de elevación de batimetría y topografía. 4. La presencia de la Isla San Lorenzo. Es poco probable que, por el cauce del río Rímac, las olas del maremoto de 1746 hayan penetrado hasta la altura del actual distrito de Carmen de la Legua, que fue bautizado así después del terremoto debido a que la inundación horizontal en ese lugar fue de probablemente 1 legua (alrededor de 4 km). Un problema específico consiste en investigar lo siguiente: después de 264 años el río ha transportado sedimentos que han modificado la batimetría de la zona de la desembocadura. Bajo la actual topografía (mayor a 50 msnm) de Carmen de la Legua y batimetría del delta del río Rímac, la inundación del maremoto no llegaría hasta este punto. Se piensa que Carmen de la Legua fue otro lugar, más cercano a la orilla del mar y no el actual distrito. Utilizando el modelado numérico se demuestra que la isla San Lorenzo no se comporta como una barrera de protección natural para la localidad de la Punta y del Callao, tal como se observa en la Figura 1. Considerando al maremoto como un tren de ondas de periodo largo y de gran amplitud, se producirá el fenómeno de difracción: el tren de ondas bordeará la isla y se formarán dos frentes de onda: uno procedente de la parte sur de la isla y el otro frente de ondas desde la parte norte de la isla. Ambos frentes de onda atacarán a la zona de la Punta simultáneamente y se producirá una superposición de ondas.
  • 8. 5 Fig. 1 Propagación de un maremoto en la zona del Callao para un escenario sísmico en el norte del Perú (modelo Commit Most). Es importante analizar la directividad de las ondas del maremoto, puesto que el frente de ondas siempre será paralelo a la línea de costa. En el caso del Callao, habrá un fenómeno adicional conocido como difracción de ondas (ver Fig. 1). La importancia de la solución del problema radica en que su aplicación permitirá tomar las acciones oportunas para efectuar la previsión, prevención y mitigación de desastre de inundación por maremoto en la zona del Callao. Con la información histórica, se ha deducido el modelo de la fuente sísmica que mejor se adapte a los efectos macrosísmicos. Utilizando modelos numéricos y herramientas computacionales como Matlab, Surfer y Fortran se realizó la simulación numérica del maremoto para la zona del Callao, para la fase de generación, propagación (tiempos de arribo), e inundación (“run-up” o máxima altura de inundación), obteniendo un mareograma sintético y un mapa de inundación. En la actualidad, estas técnicas de modelación son bastante aproximadas, dependiendo de cómo se realice el ingreso de datos topográficos y de batimetría en el área a modelarse y del mecanismo focal del terremoto o modelo de la fuente sísmica. Como todo modelo matemático a ser simulado en computadores, tiene sus limitaciones, sobre todo por el modelado de la transferencia de energía de la corteza terrestre al medio líquido. En este modelo se supone que la deformación del lecho marino (efecto pistón) se levanta instantáneamente en forma simultánea como un todo. En la realidad, esto no es así, sino que hay una velocidad de ruptura, por lo que la deformación inicial es dinámica. IV. MAREMOTOS HISTORICOS QUE AFECTARON A LIMA-CALLAO El Perú es uno de los países de mayor sismicidad en el mundo debido al proceso de convergencia entre las placas tectónicas de Nazca y Sudamérica, presente en su borde Oeste, dentro del proceso conocido como subducción, el mismo que da origen a los terremotos de mayor magnitud que se haya producido en el Perú. De acuerdo a la historia sísmica, se tiene referencia de la ocurrencia de más de 50 terremotos con
  • 9. 6 magnitudes mayores a 7.0 Mw que han generado maremotos a lo largo de su costa, produciendo en su mayoría efectos netamente locales (ver Figura 2). Fig. 2 Eventos históricos a lo largo de la costa del Perú (Sladen et al., 2010) En base a los registros históricos y a los catálogos de terremotos y maremotos se ha elaborado el presente informe, que muestra la descripción de cada evento sísmico generador de maremoto que ha afectado a la región central de Perú en general y a la zona costera de Lima-Callao en particular. 1586, 9 de Julio.- Maremoto frente a la costa de Lima, el mar subió 7 metros, 22 muertos. Magnitud = 8.6 Mw e Intensidad IX en la escala de Mercalli. Se estimó el epicentro del sismo ubicado sobre la línea de costa en Lima (12.0 S, 77.0 W). Este maremoto se propagó e inundó todas las playas del Perú, incluyendo al Callao. 1678, 16 de Junio.- Se estimó el epicentro del sismo ubicado en (12.3º S, 77.8º W). La magnitud fue de 7.7 Mw e intensidad IX en la escala de Mercalli. El maremoto afectó a las localidades de Huacho, Chancay, Ancón, Callao y Chorrillos.
  • 10. 7 1687, 20 Octubre.- El maremoto se generó después de producirse un sismo a las 11:00 GMT con magnitud de 8.2 Mw e intensidad IX en la escala de Mercalli. Se estimó el epicentro ubicado en el sur de Lima (13º S, 76.6º W). Minutos después de ocurrido el sismo se produjo el maremoto que inundó las playas de Lima con olas de 10m de altura. Los efectos del maremoto fueron catastróficos en los puertos y localidades de Pisco, Chincha, Cañete, Lima, Callao, Chancay y Chimbote. Fallecieron 500 personas producto del maremoto y de estas, 300 se produjeron en el Callao. Este maremoto llegó hasta las costas de Japón. 1690, 20 de Noviembre.- Se estimó el epicentro del sismo ubicado en (12.6º S, 77.0º W). La magnitud fue de 7.2 Mw e intensidad VI en la escala de Mercalli. El maremoto inundó Huacho, Chancay. Ancón, Callao, Chorrillos. 1746, 28 de Octubre.- Maremoto en el Callao, destruido por dos grandes olas, una de las cuales alcanzó los 10 m. de altura (en el puerto). La mayor altura de la ola ocurrió en los acantilados de Barranco y Miraflores, donde llegó a los 24 m. Hubo alrededor de 5,000 muertos y 200 sobrevivientes en el Callao; probablemente sea el maremoto más destructivo registrado a la fecha en la región del Perú. 19 barcos, incluidos los de guerra fueron destruidos y uno de ellos fue varado a 1.5 km tierra adentro. Destrucción en los puertos de Chancay y Huacho. Se estimó que el sismo generador tuvo una magnitud mayor a 9.0 Mw y una intensidad de X en la escala de Mercalli en la ciudad de Lima. Se estimó el epicentro del sismo ubicado frente al Callao (12.0º S, 77.2º W). En Chancay, la primera ola llegó desde la dirección Sur Oeste e impactó en el puerto y parte de la ciudad. Las olas sucesivas destruyeron edificaciones aledañas a la bahía y cerca del puerto; muchas embarcaciones quedaron varadas. Del puerto, sólo quedaron algunos vestigios; cascajos y arenas se depositaron sobre sus escombros. Por la apreciación de los efectos destructores, el área de mayor daño abarcó aproximadamente unos 44,000 km2 . A unos 120 km al norte de Lima (cerca de Huacho), un sólido puente construido sobre el río Huaura cayó hecho pedazos. Las irrupciones del mar fueron continuas en casi todo el litoral peruano. El movimiento se sintió desde Guayaquil al norte hasta Tacna y Arica por el sur. 1806, 1 de Diciembre.- Maremoto en el Callao, olas de 6 m de altura varan un ancla de 1.5 Tn. en casa del Capitán de Puerto. Moderado en Chancay. 1868, 13 de Agosto.- Maremoto causa daños desde Trujillo (Perú) hasta Concepción (Chile), incluyendo al puerto del Callao. En Arica una nave de guerra fue varada 400 metros tierra adentro. Se sintió en puertos lejanos como Hawai y Japón, epicentro frente a Arica, altura de ola registrada: 21 m. 1974, 3 de Octubre.- Maremoto causado por sismo frente a la costa del Callao, inundó varias fábricas en las bahías de Chimú, Chancay y Tortugas al Norte de Lima, destruyendo muelles y zonas de cultivos.
  • 11. 8 Fecha Hora Local Latitud S Longitud W Magnitud Mw Intensidad Mercalli 1586, Jul 09 19:30 12.1 77.0 8.6 IX 1678, Jun 16 20:45 12.3 77.8 7.7 IX 1687, Oct 20 05:30 13.2 76.5 8.6 IX 1690, Nov 20 13:30 12.6 77.0 7.2 VI 1746, Oct 28 22:30 12.0 77.2 9.0 X 1806, Dic 01 - 12.0 78.0 - VII 1868, Ago 13 17:46 18.3 70.6 8.6 VII 1974, Oct 03 09:21 12.3 77.5 8.1 IX Tabla 1. Parámetros de sismos maremotogénicos que han afectado a Callao. Podemos observar que la diferencia de tiempo en años está dada por la siguiente serie: 92 9 3 56 60 62 106 El promedio será: prom = 55 años Desviación estándar: σ = 38 años Si bien es cierto, los terremotos y maremotos grandes son casi completamente aleatorios, sin embargo, podemos deducir que el periodo de retorno para un maremoto que afecte a Lima-Callao es de 55 años en promedio. Fig. 3. Distribución de sismos generadores de maremotos en Perú (1513-2001)
  • 12. 9 V. ANTECEDENTES EN MATERIA DE ESTUDIOS DE TSUNAMI EN PERÚ 5.1 Cartas de Inundación Debido a la historia sísmica del Perú y al peligro que representa el efecto cosísmico conocido como tsunami o maremoto, el año de 1970 se crea el Sistema Nacional de Alerta de Tsunamis, gerenciada por la Dirección de Hidrografía y Navegación (DHN), entidad encargada de procesar la información sísmica para dar la alerta correspondiente. En el año de 1997 la DHN y el CISMID (Centro Peruano Japonés de Mitigación e Investigación de Desastres) elaboraron un mapa de inundación para la zona del Callao y la Punta, en base al método de Yamaguchi. El cálculo de la altura máxima de la ola del maremoto en la línea de costa se estima mediante la fórmula de Yamaguchi. También se considera la altura de ola de braveza y el promedio de pleamares superiores. La altura total de la ola frente a la línea de costa de la localidad en estudio viene a estar dada por la suma de estos tres parámetros, corregida por la pendiente del terreno. La formula de Yamaguchi (h) es: h = 12.3 e-0.067 (D) Donde: h (m) = Altura de ola, en la línea costera D (km) = Distancia desde la costa hasta las isobata (profundidad) de los 100 m. Utilizando esta metodología se generó un mapa de inundación para el Callao, en la cual la línea de inundación corresponde a la cota topográfica de los 7 m (ver Figura 5). Este resultado es bueno como una primera aproximación, cuando la topografía es homogénea. Sin embargo, en un caso real, la topografía es heterogénea por la presencia de acantilados, cerros y construcciones antrópicas, por lo que la línea de inundación no corresponde a una cota topográfica constante. En este caso debe emplearse el modelado numérico. Fig. 4 Cálculo de la altura de ola en costa por el método de Yamaguchi (Fuente: DHN) 100m D=Km H = Altura de Ola en costa R = Run-up
  • 13. 10 Fig. 5 Carta de inundación del Callao (Fuente DHN-CISMID) 5.2 Estado del arte en simulación de maremotos Actualmente se han desarrollado varios modelos de simulación numérica de maremotos: - Modelo TIME, de la escuela japonesa. - Modelo Commit Most, de la escuela norte-americana. - Modelo WinITDB, de la escuela rusa. Todos estos modelos se basan en la teoría de propagación de ondas en aguas someras y en el desarrollo e integración de las ecuaciones de energía y momentum por medio del método de diferencias finitas. En el ámbito nacional, los primeros esfuerzos, entre otros, de investigación en modelado numérico de maremotos se deben al Lic. Manuel Sullón [2], quien trajo al Perú los modelos y códigos del modelo numérico TIME para su implementación. Sus resultados fueron expuestos en el Congreso Internacional Von Humbolt 2007, realizado en Lima Perú.
  • 14. 11 5.3 Listado de contactos e instituciones involucradas Las instituciones en el Perú involucradas en el área de maremotos, en prevención, mitigación, estudios geocientíficos y elaboración de datos topográficos y batimétricos son: - Dirección de Hidrografía y Navegación: www.dhn.mil.pe - Centro Peruano Japonés de Investigacions Sísmicas y Mitigación de Desastres: http://www.cismid-uni.org - Instituto Geofísico del Perú: www.igp.gob.pe - Instituto Geográfico Nacional: www.ign.gob.pe VI. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA 6.1 Maremoto Desde un punto de vista físico, un maremoto es un tren de ondas gravitacionales de período largo que se propagan en la superficie de los océanos producto de una perturbación en el lecho marino que desestabiliza la columna de agua. Sus causas principales son: terremotos submarinos, explosión volcánica submarina, deslizamientos de tierra submarinos y caída de rocas a bahías o al océano. Un terremoto generador de maremotos usualmente está asociado a zonas de subducción. Dado que muchas de estas zonas se encuentran bordeando la cuenca del Pacífico, la gran mayoría de los maremotos ocurren en el Océano Pacífico. [3] 6.2 Fase de generación del maremoto Para que un sismo genere un maremoto es necesario que cumpla los siguientes requisitos: a) Que el epicentro del sismo, o una parte mayoritaria de su área de ruptura, esté bajo el lecho marino y a una profundidad menor a 60 km (sismo superficial). b) Que ocurra en una zona de hundimiento de borde de placas tectónicas en el mar, es decir que la falla tenga movimiento vertical y no sea solamente de desgarre con movimiento lateral. c) Que el sismo libere suficiente energía en un cierto lapso de tiempo y que ésta sea eficientemente transmitida. Por lo general, para una magnitud Mw >7.0 se activan los sistemas de alerta de maremoto. La distribución de deslizamiento durante un terremoto es heterogénea, mostrando la presencia de asperezas, o áreas de concentración de alto deslizamiento. En consecuencia, la ola inicial justo después del sismo principal debería de alguna manera reflejar esta heterogeneidad. Aunque no sabemos con precisión donde están esas asperezas sísmicas en el Perú, sabemos que existen. El mayor evento conocido en la zona de Lima es el terremoto de 1746, que fue precedido en 1687 por un evento al sur de la ruptura de 1746. Estos dos terremotos de gran tamaño, en función de su altura de ola (run-up), podrían haber tenido una magnitud de momento Mw entre 8.5 a 9.0 [4]. Después de 1746, no se ha observado ningún gran evento mayor que estos. Esta fase larga de quietud sísmica (gap sísmico) terminó en 1940, y muchos grandes eventos se
  • 15. 12 han observado al norte de la Dorsal de Nazca desde entonces (como los eventos de 1966, 1970 y 1974). Entonces, sabemos con seguridad que en el reciente pasado histórico, grandes terremotos han ocurrido frente de la ciudad de Lima, y habrían podido romper un área tan larga como el área que separa las ciudades de Pisco y Trujillo. Es necesario investigar el mecanismo de la fuente sísmica que mejor explique las observaciones macrosísmicas y maremotogénicas y los efectos en el medio. El modelado de la fuente sísmica es un dato importante para el modelado de la fase de propagación del maremoto [5]. Los parámetros del área de ruptura también pueden obtenerse a partir de los trabajos de Beck [6] y Papazachos [7]. 6.3 Fase de propagación del maremoto Los maremotos generados por el movimiento súbito del fondo marino debido a terremotos, generalmente están asociados a ondas de longitud mayor que la profundidad del agua. En este caso, la aceleración vertical es despreciable comparada con la aceleración gravitacional, excepto para propagaciones oceánicas del maremoto. De este modo, el movimiento vertical de las partículas de agua no tiene un efecto neto sobre la distribución de la presión, por tanto es una buena aproximación asumir que la presión es sólo hidrostática [8]. 6.4 Fase de inundación La altura alcanzada por un maremoto al arribar a la costa se debe a la interacción de varios factores físicos y morfológicos tales como: característica de las olas en mar abierto, batimetría, pendiente del fondo marino, configuración del contorno de la costa, difracción, refracción, reflexión, dispersión, entre otros. Estos factores determinan que el arribo del maremoto a la línea costera sea un proceso costero complejo, lo cual genera diferencias notables de altura del maremoto, aun a cortas distancias a lo largo de ella. 6.5 Modelado numérico de maremotos El proceso de modelado numérico de maremotos requiere entender el conocimiento de los procesos físicos asociados a las tres principales fases de un maremoto: generación, propagación e inundación. VII. METODOLOGIA Y PROCEDIMIENTO El procedimiento para realizar el presente trabajo es el siguiente: 1. Definir la zona o área de trabajo con las coordenadas geográficas (latitud y longitud) obtenidas con la ayuda del programa Google Earth. 2. Documentar las observaciones macrosísmicas y maremotogénicas de acuerdo a los documentos históricos. 3. Realizar el estudio y el modelado de la fuente sísmica que mejor se adapte a las observaciones macrosísmicas históricas. Este será el dato de entrada del modelado de la
  • 16. 13 dinámica del maremoto. Se tomarán en cuenta dos escenarios sísmicos: Mw = 8.5 (escenario más probable) y adicionalmente un Mw = 9.0 (peor escenario). 4. Realizar el modelado de la dinámica del maremoto. Para esto el área de Lima Metropolitana ha sido dividida en 4 zonas (por razones metodológicas): - Zona I: Ancón y Ventanilla - Zona II: Callao y Costa Verde - Zona III: Villa (Chorrillos) y Lurín - Zona IV: Lurín y Pucusana 5. Discutir y analizar los resultados obtenidos en el modelado con respecto a las observaciones macrosísmicas y maremotogénicas. Los resultados obtenidos deberán satisfacer las observaciones. 6. Con los resultados del modelo se debe realizar el mapa de inundación y cartografía para Lima Metropolitana y el Callao para los dos escenarios sísmicos, este será el producto final que se espera obtener. VIII. ACTIVIDADES REALIZADAS Adquisición y procesamiento de datos topográficos y batimétricos Se adquirió datos de topografía (y batimetría) satelital y por levantamiento topográfico (y sondaje marino). Estos datos fueron procesados (con el Surfer 7.0) para obtener un modelo digital de elevación con grillas con una resolución de 30 m (grilla de inundación) y 900 m (grilla de generación y propagación), así como grillas intermedias. - Topografía fina: modelo SRTM 90 [9], Aster 30, levantamiento topográfico. - Batimetría fina: sondajes y cartas náuticas. - Batimetría gruesa: modelo Etopo 2v2 [10], Etopo 1, Gebco. Software Para procesar los datos e implementar las rutinas de programación se utilizaron los siguientes programas: - Matlab, version 7.0 (mapping toolbox, image processing toolbox) - Fortran 77 - Surfer 7.0 - Algoritmos del Modelo Numérico TIME Modelo de fuente sísmica Se han tomado dos escenarios sísmicos de referencia: a) Un escenario para un terremoto hipotético (magnitud = 8.5 Mw), con epicentro en el mar, frente al Callao. Corresponde al terremoto más probable que podría ocurrir en Lima; b) Un escenario análogo al terremoto de 1746 (magnitud = 9.0 Mw), con área de ruptura desde Chimbote (al norte de Lima) hasta el sur de Pisco (10 a 15° S). Es el peor escenario sísmico que ha ocurrido en el Perú.
  • 17. 14 Según Perfettini et al. [11], la dorsal de Nazca parece ser una barrera del terremoto, porque tiende a deslizarse de forma estable. Dado que ningún terremoto histórico grande ha sido reportado al norte de Perú (al menos desde el siglo XVI, llegada de los conquistadores), por lo tanto es razonable suponer que los grandes terremotos frente a Lima correspondería a una ruptura de las latitudes 16º a 8º S. Se ha elegido una longitud de la falla: L = 500 km, una distancia de acuerdo con esas latitudes. Se asume que la sismicidad se encuentra sobre un plano de falla a partir de la fosa. Elegimos un ángulo δ de inclinación para el plano de subducción de δ = 20º correspondiente al buzamiento promedio de soluciones del CMT (http://www.globalcmt.org/CMTsearch.html) en el área seleccionada. El ancho del ángulo de buzamiento W de la falla es elegido para W = 150 km y corresponde a un límite de profundidad zl=W sin(δ) de aproximadamente 25 km, una profundidad consistente con la extensión de la sismicidad con la profundidad. La proyección horizontal del límite inferior de la falla corresponde aproximadamente a la posición de la costa, a menudo observado para ser el límite de grandes terremotos de subducción. Fig. 6 Modelo de fuente sísmica correspondiente al terremoto de 1746 Modelo de inundación por tsunami El modelo de fuente sísmica elaborado servirá como condición inicial de la fase de generación del maremoto. Como resultado de la simulación de la dinámica del maremoto, también se han obtenido los parámetros como tiempos de arribo, altura de la ola, mapa de inundación para cada una de las localidades consideradas en el proyecto. Se ha realizado el procesamiento de los datos topográficos y batimétricos para formar 4 grillas anidadas de diferente tamaño. Luego, se han preparado los respectivos mapas de inundación resultantes de acuerdo al estándar con software especializado.
  • 18. 15 IX. RESULTADOS Después de correr el modelo numérico de simulación para cada una de las zonas, se obtuvo algunos resultados para el cálculo de la máxima altura de la ola en la línea de costa y el tiempo de arribo de la primera ola, los cuales se muestran en la Tabla II. Según los testimonios históricos, la máxima altura de la ola en el maremoto de 1746 fue de 24 m en la zona de los acantilados de la Costa Verde, según el presente trabajo dicha altura es de 25 m en la misma zona. Esto valida, en cierta forma, la aplicación del modelo. Con respecto al tiempo de arribo del maremoto, los registros dicen que llegó casi a la media hora al Callao, el modelo da un tiempo de 22 min, cercano al valor histórico estimado. Mw = 8.5 Mw = 9.0 Altura (m) Tiempo (min) Altura (m) Tiempo (min) Ancón 9.0 22 15 25 Ventanilla 7.5 21 14 24 Callao 7.0 20 10 22 Villa 6.5 16 14 18 Lurín 7.0 19 15 20 Pucusana 5.0 16 13 18 Tabla II. Máxima altura de ola y tiempo de arribo de la primera ola en cada localidad. Como parte de los resultados, también se han obtenido los mapas de inundación para cada una de las zonas y para cada escenario sísmico y un mapa global para Lima Metropolitana y el Callao (ver Figuras 07 al 14 y 21). Los archivos de estos resultados están en formato raster. Para obtener la línea de inundación se procesa digitalmente estos archivos con ArcGis o con Matlab mediante el Image Processing Toolbox, obteniéndose un archivo de datos en formato ascii con los siguientes campos: longitud, latitud y altura. Luego, mediante un programa (en Matlab) puede convertirse al formato KML para ser visualizado mediante Google Earth (ver Figuras 15 al 20).
  • 19. 16 X. MAPAS DE INUNDACIÓN POR MAREMOTO Fig. 07 Mapa de inundación para la zona de Ancón y Ventanilla (Mw = 8.5). La escala de colores indica la altura de la ola con respecto al nivel medio del mar. Fig. 08 Mapa de inundación para la zona de Callao y Costa Verde (Mw = 8.5)
  • 20. 17 Fig. 09 Mapa de inundación para la zona de Villa y Lurín (Mw = 8.5) Fig. 10 Mapa de inundación para la zona de Lurín y Pucusana (Mw = 8.5)
  • 21. 18 Fig. 11 Mapa de inundación para la zona de Ancón y Ventanilla (Mw = 9.0). La escala de colores indica la altura de la ola con respecto al nivel medio del mar. Fig. 12 Mapa de inundación para la zona de Callao y Costa Verde (Mw = 9.0)
  • 22. 19 Fig. 13 Mapa de inundación para la zona de Villa y Lurín (Mw = 9.0) Fig. 14 Mapa de inundación para la zona de Lurín y Pucusana (Mw = 9.0) Nótese la Zona IV (Lurín a Pucusana), no es inundada con tanta severidad debido a los acantilados y a la topografía de la zona (ver Figura 10 y 14). Mediante el procesamiento digital de imágenes, se han obtenido las líneas de inundación en formato KML (compatible con Google Earth) y algunas sinuosidades han sido alisadas.
  • 23. 20 Fig. 15 Línea de inundación para la zona de Ventanilla (Mw = 8.5 en rojo). La topografía de esta zona es muy horizontal, existen pantanos y humedales. El límite de color azul corresponde al evento extremo, pero menos probable. Fig. 16 Línea de inundación para la zona de la refinería La Pampilla (Mw=8.5 en rojo). Se observa que la parte sur de la refinería La Pampilla no sería inundada para el evento más probable de 8.5 Mw. La parte norte de la refinería no sería afectada en absoluto.
  • 24. 21 Fig. 17 Línea de inundación para la zona del Callao (Mw=8.5 en rojo). En esta figura se observa un zoom para el Callao y la Punta. La inundación del maremoto llegaría hasta la altura del mercado central del Callao. El distrito de la Punta sería totalmente inundado. En Callao puerto la inundación horizontal llegaría casi a los 700 m. Para estudiar las interferencias de las construcciones existentes, se debe considerar datos de topografía altamente densos de al menos 10 m de resolución horizontal para la grilla de inundación, esto ampliará el espectro espacial del modelo digital de elevación. Fig. 18 Línea de inundación para la zona del aeropuerto Jorge Chávez (Mw=8.5 en rojo). El aeropuerto internacional Jorge Chávez no sería afectado por las olas del maremoto para ningún escenario sísmico.
  • 25. 22 Fig. 19 Línea de inundación para la zona de Miraflores - Barranco (Mw=8.5). Debido a la presencia del acantilado costero, la zona de inundación es mínima. Sin embargo, el run-up puede ser muy alto. Fig. 20 Línea de inundación para la zona de Villa - Chorrillos (Mw=8.5 en rojo). Debido a la topografía casi horizontal, la distancia de inundación horizontal es grande. Los pantanos de Villa serían ampliamente inundados.
  • 26. 23 Fig. 21 Mapa de inundación para Lima Metropolitana y el Callao (ver este mapa en formato A3 al final del documento)
  • 27. 24 La Figura 21 muestra el resultado global de la investigación, en la cual se han considerado dos escenarios sísmicos tsunamigénicos: un evento de 8.5 Mw (el escenario más probable) y un evento de 9.0 Mw (el peor escenario). A continuación se hace un análisis de los distritos y zonas en cuanto a su vulnerabilidad. Se puede identificar varias zonas o distritos altamente vulnerables, por la topografía de las zonas y por la densidad poblacional y por la severidad de la inundación: - Ventanilla - Callao - Chorrillos - Lurín También se puede identificar las zonas o distritos medianamente vulnerables. Sin embargo, este nivel de vulnerabilidad puede aumentar en los meses de verano debido al incremento de la densidad poblacional: - Ancón - Santa Rosa - Villa El Salvador - Punta Negra Los distritos levemente vulnerables (debido a la topografía y severidad de la inundación) corresponden a los balnearios del sur. Sin embargo, este nivel de vulnerabilidad puede aumentar en los meses de verano debido al incremento de la densidad poblacional. Estos distritos son los siguientes: - San Bartolo - Santa María - Pucusana Las zonas o distritos minimamente afectados debido a su alta topografía corresponden a las zonas altas de la Costa Verde. Sin embargo, en las zonas colindantes al mar que generalmente corresponden a clubes, playas y restaurantes, la máxima altura de inundación (conocida como run-up) es más alta y llega casi a los 12 m según el modelo numérico (para el evento más probable de 8.5 Mw), esto se debe a la pared casi vertical conformada por el acantilado. Estos distritos son los siguientes: - La Perla (Callao) - San Miguel - Magdalena del Mar - San Isidro - Miraflores - Barranco Todos los balnearios costeros pueden aumentar su nivel de vulnerabilidad en los meses de verano y en los fines de semana, cuando aumenta la densidad poblacional en pequeñas áreas (playas de veraneo).
  • 28. 25 XI. METADATOS DE LAS CAPAS DE INFORMACIÓN “TSUNAMI” Lista de Atributos 1- ID Tipo: numérico Zona inundable por tsunami magnitud 8.5 Mw Nombre del archivo Tsunami_8p5.shp Palabras clave temáticas Tsunami, zona de inundación, magnitud 8.5 Mw Palabras clave geográficas Lima / Callao Resumen Zona inundable por tsunami ligado a un sismo de magnitud 8.5 Mw (mayor probabilidad de ocurrencia) en Lima y Callao Marco en el cual se ha creado la información Proyecto “Elaboración de un Sistema de Información Geográfico y Análisis de Recursos Esenciales para la Respuesta y Recuperación Temprana ante la Ocurrencia de un sismo y/o Tsunami en el Área Metropolitana de Lima y Callao” (Proyecto SIRAD Convocatoria PNUD/SDP-052/2009 / 22 de abril - 15 febrero 2011). Número de objetos 1 Número de atributos 1 Fecha de la información 2010 Última fecha de actualización de la capa de información 2010-08-10 Fuentes César Jiménez Responsable general Robert D’Ercole (IRD) Responsable(s) de la capa de información Robert D’Ercole, Cesar Jiménez Responsable(s) de la integración de los datos a la base Pauline Gluski, Pierre Vernier, Liliana Paz Contactos de la fuente cjimenez@pucp.edu.pe Restricciones de utilización No Tipo de geometría polígono Sistema de coordenadas Código EPSG : 32718 – WGS 84 UTM zona 18 Sur Extensión Max Y: 8704644.84 Min X: 210384.03 Max X: 307185.24 Min Y: 8615775.61
  • 29. 26 Código de identificación para el polígono de inundación Lista de Atributos 1- ID Tipo: numérico Código de identificación para el polígono de inundación Zona inundable por tsunami magnitud 9.0 Mw Nombre del archivo Tsunami_9.shp Palabras clave temáticas Tsunami, zona de inundación, magnitud 9.0 Mw Palabras clave geográficas Lima / Callao Resumen Zona inundable por tsunami ligado a un sismo de magnitud 9.0 Mw (sismo tipo 1746) en Lima y Callao Marco en el cual se ha creado la información Proyecto “Elaboración de un Sistema de Información Geográfico y Análisis de Recursos Esenciales para la Respuesta y Recuperación Temprana ante la Ocurrencia de un sismo y/o Tsunami en el Área Metropolitana de Lima y Callao” (Proyecto SIRAD Convocatoria PNUD/SDP-052/2009 / 22 de abril - 15 febrero 2011). Número de objetos 1 Número de atributos 1 Fecha de la información 2010 Última fecha de actualización de la capa de información 2010-08-10 Fuentes César Jiménez Responsable general Robert D’Ercole (IRD) Responsable(s) de la capa de información Robert D’Ercole, Cesar Jiménez Responsable(s) de la integración de los datos a la base Pauline Gluski, Pierre Vernier, Liliana Paz Contactos de la fuente cjimenez@pucp.edu.pe Restricciones de utilización No Tipo de geometría polígono Sistema de coordenadas Código EPSG : 32718 – WGS 84 UTM zona 18 Sur Extensión Max Y: 8704645.44 Min X: 210375.59 Max X: 307305.21 Min Y: 8616371.41
  • 30. 27 Metodología empleada para la obtención de las zonas inundables por tsunami Para obtener esta capa, hubo que seguir las siguientes etapas: 1. Procesamiento de los datos de modelización entregados por César Jiménez para llegar a un raster (matriz de pixeles) utilizable en el programa Arcgis. 2. Reclasificación de este raster para facilitar su conversión en formato vector. 3. Conversión del raster en formato vector. 4. Edición de la capa vector (consiste en borrar los pequeños artefactos de la modelización y de la topografía). 5. Aplicación de un algoritmo de aproximación con polinomios de segundo grado para alisar los ángulos.
  • 31. 28 XII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Un maremoto es un tren de ondas con un periodo de 10 a 60 minutos, que puede durar varias horas. No siempre la primera ola es la más grande, sino la segunda, tercera o cuarta ola. Los parámetros de la fuente sísmica no son exactamente reales, puesto que se deducen a partir de la información histórica disponible y de los catálogos sísmicos basados en parámetros macrosísmicos. La zona de Lima Metropolitana y el Callao está asentada en una zona altamente vulnerable (en un contexto general o global) ante la ocurrencia de un maremoto. En este estudio, se han tomado dos escenarios sísmicos de referencia: a) Un escenario para un terremoto hipotético (magnitud = 8.5 Mw), con epicentro en el mar, frente al Callao. Corresponde al terremoto más probable que podría ocurrir en Lima. b) Un escenario análogo al terremoto de 1746 (magnitud = 9.0 Mw), con área de ruptura desde Chimbote (al norte de Lima) hasta el sur de Pisco (10 a 15° S). Es el peor escenario sísmico que ha ocurrido en el Perú y uno de los peores que podría ocurrir. En materia de gestión de riesgos y preparación ante desastre, se considera el tsunami provocado por el terremoto más probable, es decir el terremoto de magnitud = 8.5 Mw. Sin embargo es importante no olvidar que un evento de mayor tamaño, aunque excepcional y poco probable a la escala de una vida humana, podría ocurrir. Las zonas de alta vulnerabilidad son: Ventanilla (2.0 km de máxima inundación horizontal), Callao Puerto (0.7 km de inundación), Villa – Chorrillos (1.2 km de inundación) y Lurín (1.5 km de inundación). La zona menos vulnerable es la Zona IV (entre Punta Hermosa y Pucusana). Estos límites de máxima inundación corresponden al evento más probable de 8.5 Mw. Para un maremoto local en la zona de Lima y Callao, el tiempo de arribo de la primera ola sería de alrededor de 20 minutos (al Callao), lo cual proporciona poco tiempo para realizar una evacuación. Sin embargo, no siempre la primera ola es la más grande. La máxima altura de la ola en la línea de costa para la zona del Callao (Chuchito) es de alrededor de los 7 m (para el escenario sísmico más probable de 8.5 Mw). Para el caso de prevención de desastres tiene que tomarse en cuenta la llamada evacuación vertical. La presencia de la isla San Lorenzo no supone una barrera natural de defensa ante el embate del maremoto, debido a que la longitud de onda es comparable a las dimensiones de la isla (fenómeno de difracción de ondas), dichas ondas se desviarán y bordearán a la isla, atacando al distrito de la Punta desde 2 frentes: norte y sur (ver Figura 1).
  • 32. 29 El error intrínseco en las coordenadas horizontales es de ± 15 m. Para obtener una mayor resolución, podría emplearse datos de topografía satelital más finos que los utilizados en este trabajo: SRTM90 y Aster-30. Se recomienda estudiar en mayor detalle (en un próximo proyecto) las zonas del ex Fundo Márquez, Tiwinza y Pucusana, debido a su cercanía al mar y a su vulnerabilidad. Se recomienda realizar un estudio de impacto ambiental en la ecología y biodiversidad en los pantanos y humedales de Ventanilla, Villa Chorrillos y los valles de Lurín. Los resultados obtenidos en el presente trabajo corresponden a un modelo físico matemático. En cierta medida, están validados por los datos y testimonios históricos. En base a estos resultados, las autoridades correspondientes deben priorizar los planes de emergencia y evacuación en caso de ocurrir un gran terremoto y maremoto en Lima. La mejor manera de prevenir y mitigar el desastre natural es mediante la educación a la población.
  • 33. 30 XIII. ANEXO PREGUNTAS PLANTEADAS POR EL ING. JULIO KUROIWA 1 ¿Cómo se considera en el modelo, la forma en que se transmite la energía desde la litosfera, hacia la hidrosfera (masa de agua oceánica), para generar el tsunami? Lo que físicamente pasa en un maremoto es que hay un desplazamiento del fondo submarino debido al sismo. Según el modelo de Mansinha y Smilye (1971), se considera que la perturbación de la columna de agua es casi instantánea y de similar dimensión que la deformación cosísmica inicial del fondo submarino. El modelo que se ha desarrollado calcula el desplazamiento tomando la fuente de Sladen et al., Journal of Geophysical Research, 2010, y usando las leyes de la elasticidad (ecuaciones de Okada, Bulletin of Seismologycal Society of America, 1992). Esta es la herramienta clásica usada por muchos modelos de simulación de maremotos. Fig. 1 Modelo de la deformación cosísmica inicial. 2 ¿Cuál ha sido el criterio para seleccionar la magnitud Mw 9.0 a 9.3? Justificar En el presente estudio, se han tomado dos escenarios sísmicos de referencia: a) Un escenario para un terremoto hipotético (magnitud = 8.5 Mw), con epicentro en el mar, frente al Callao. Corresponde al terremoto más probable que podría ocurrir en Lima. b) Un escenario análogo al terremoto de 1746 (magnitud = 9.0 Mw), con área de ruptura desde Chimbote (al norte de Lima) hasta el sur de Pisco (10 a 15° S). Porque es el escenario sísmico real y más peligroso que ha ocurrido en el Perú. Se ha considerado el terremoto de magnitud 9.0 Mw y no un 9.3 Mw. Segun Beck & Nishenko, Geophysical Research Letters, 1990 y Dorbath et al., Bulletin of Seismologycal Society of America, 1990, el evento de 1746 puede tener una magnitud de 8.8 Mw hasta 9.0 Mw. Según Perfettini et al 2010 (Seismic and aseismic slip on the Central Peru megathrust, Nature, 465, 78-81, doi:10.1038/nature09062), la dorsal de
  • 34. 31 Nazca parece ser una barrera del terremoto, porque tiende a deslizarse de forma estable. Dado que ningún terremoto histórico grande ha sido reportado al norte de Perú (al menos desde el siglo XVI, llegada de los conquistadores), por lo tanto es razonable suponer que los grandes terremotos frente a Lima correspondería a una ruptura de las latitudes 10º a 15º Sur. Se ha elegido una longitud de falla: L = 500 km, una distancia de acuerdo con esas latitudes. 3. ¿Cómo se ha determinado la altura de ola en la costa (run up)? La altura alcanzada por un maremoto al arribar a la costa se debe a la interacción de varios factores físicos y morfológicos tales como: características de las ondas en mar abierto, batimetría, pendiente del fondo marino, configuración del contorno de la costa, difracción, refracción, reflexión, dispersión, de los modos normales de resonancia de las formaciones costeras, y formación de bores en playas, estuarios y lagunas costeras. Estos factores determinan que el arribo del maremoto a la línea de costa sea un proceso complejo, lo cual genera diferencias notables de altura del maremoto aún a cortas distancias a lo largo de la costa. Fig. 2 Mareograma virtual de un mareógrafo ubicado en Chuchito Callao. La primera ola llega casi a los 10 m de altura. El cálculo de la altura de la ola está basado en la integración de las ecuaciones hidrodinámicas de continuidad, de conservación del momentum lineal, de conservación de la energía y del equilibrio hidrostático aplicados sobre un modelo digital de elevación (batimetría y topografía) siendo la condición inicial la deformación del lecho marino producida por el terremoto, lo que actúa como un desestabilizador de la columna de agua produciendo el llamado “efecto pistón”. 4. ¿Cómo en la costa lineal del norte del Callao, se ha tenido una invasión de 2.5 km tierra adentro? ¿Qué reducción en la altura de ola se produce por la fricción del suelo y por las interferencias de las construcciones existentes? La máxima inundación horizontal en la zona de Ventanilla (al norte del Callao) se debe básicamente a la topografía casi plana de la zona, está conformada por pantanos y humedales. Esto es un fenómeno netamente local, que no ocurre, por ejemplo, en Callao Centro. Una gran parte de los datos de topografía son de origen satelital, esto toma en cuenta las edificaciones existentes. La experiencia de los últimos maremotos ocurridos a nivel nacional y mundial demuestra que la máxima inundación horizontal puede ser grande:
  • 35. 32 Perú 2001, Mw = 8.2, Camaná 1.4 km Peru 2007, Mw = 8.0, Caleta Lagunillas (Ica) 1.8 km Chile 2010, Mw = 8.8, Caleta Coliumo 2.5 km El sismo desplaza una masa de agua y esta masa se propaga. A llegar a la costa, se tiene que, de una manera u otra, conservar el flujo de agua que llega porque esta cantidad de agua no puede desaparecer. Entonces, de todos modos se va a tener una inundación importante. Se debe entender que la fricción puede influenciar un poco en la velocidad de entrada de la ola, pero el flujo de agua, de todos modos entrará (tierra adentro) para conservar la masa de agua que está llegando. En la simulación, se empleó un coeficiente de Manning de 0.025 (este es un valor utilizado en casi todas los modelos en condiciones de terreno normal). Así que, no sorprende mucho que haya poca influencia de la fricción en los resultados de la corrida del modelo, así para un coeficiente de Manning de 0.050 la máxima inundación horizontal (en Ventanilla) fue de 2.3 km y para un coeficiente de Manning de 0.075 la máxima inundación horizontal fue de alrededor de 2.1 km, para el evento de 9.0 Mw. Para poder estudiar las interferencias de las construcciones existentes, se debe considerar datos de topografía satelital altamente densos de al menos 10 m de resolución horizontal para la grilla de inundación, esto ampliará el espectro espacial del modelo digital de elevación. El modelo numérico puede aceptar este tipo de datos. Las limitaciones serían de carácter computacional (hardware), se necesitaría una supercomputadora para procesarlo en un tiempo relativamente corto. 5. ¿Qué recursos adicionales se estima necesario para evacuar 2.5 km desde el borde de la costa y atender a los desplazados? La altura de la ola en la línea de inundación sólo será de unos pocos cm (sólo mojará los zapatos de las personas ubicadas en tales puntos). Esto implica que no será necesario evacuar a todos los habitantes, con una evacuación vertical (para los que viven alrededor de 1.5 km de la línea de costa hacia tierra adentro) será suficiente. Hay que ver en qué estado quedará la ciudad. Porque antes de la ocurrencia de este gran maremoto, tiene que haber un sismo de magnitud de alrededor de 8.5 Mw y 9.0 Mw (hipótesis de nuestra simulación, y la línea de inundación es para eventos de esta magnitud, y no un 8.0 Mw), la ciudad será devastada. Pero si los sobrevivientes que vivan cerca del mar quieren salvarse de la embestida del maremoto, tienen que alejarse de la costa (o efectuar la evacuación vertical), en los 15 minutos siguientes a la ocurrencia del terremoto. Como caminando normalmente, un hombre hace 6 km/h, en 15 minutos tiene el tiempo para evacuar, si todos son bien disciplinados. La educación a la población es la mejor forma de mitigar los efectos de la inundación por maremoto.
  • 36. 33 XIV. BIBLIOGRAFIA [1]. Silgado, E. 1978. Historia de los Sismos más notables ocurridos en el Perú (1513 – 1974). Boletín Nº 3. Instituto de Geología y Minería. Lima, Perú. [2]. Sullón, M. Tésis de Magíster inconclusa, UPG Facultad de Ciencias Físicas, UNMSM [FCF-Fenlab]. Dinámica de los maremotos y creación de mapas de inundación mediante el modelado numérico, págs 1-67. (2007). [3]. Ortega, E., Jiménez, C., 2008. Revista de Tsunamis. Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina de Guerra del Perú. Web: www.dhn.mil.pe [4]. Beck, S.L, and Nishenko, L.J., Variations in the mode of great earthquake rupture along the central Peru subduction zone, Geophysical Research Letters, 57, 1969-1972, 1990. [5]. Mansinha, L., Smylie, E. 1971. The displacement field of inclined faults. Bulletin of the Seismological Society of America, V. 61, No 5, pp. 1433-1440. [6]. Beck, S., Ruff, L. 1989. Great earthquakes and subduction along the Perú trench. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 57 (1989), p. 199-224. [7]. Papazachos, B., 2004. Global relations between seismic fault parameters and moment magnitude of Earthquakes. Bulletin of the Geological Society of Greece vol. XXXVI, p. 1482-1489. [8]. Goto and Ogawa, 1992. Numerical Method of Tsunami simulation with the leap- frog scheme. Tohoku University. [9]. Jarvis A., Reuter, A. Nelson, E. Guevara, 2006. Hole-filled seamless SRTM data V3, International Centre for Tropical Agriculture (CIAT), available from http://srtm.csi.cgiar.org. [10]. Smith, W., Sandwell, D. 2006. (ETOPO2v2) 2-minute Gridded Global Relief Data. National Oceanic and Atmospheric Administration, National Geophysical Data Center. http://www.ngdc.noaa.gov/ mgg/fliers/06mgg01.html [11]. Perfettini, H., J.P Avouac, H. Tavera, A. Kositsky, J.M. Nocquet, F. Bondoux, M. Chlieh, A. Sladen, L. Audin, D.L. Farber, and P. Soler. 2010. Seismic and aseismic slip on the Central Peru megathrust, Nature, 465, 78-81, doi:10.1038/nature09062.

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