Antecedentes

Un estudio de evaluación de peligro sísmico requiere disponer de una vasta gama de información sobre la ocurrencia, localización y frecuencia de los sismos.  Como punto de partida se necesita una base de datos de sismicidad histórica que se puede representar espacialmente en lo que se llama, un mapa de sismicidad.  A cada uno de los eventos dentro de esta base de datos, que incluye su localización espacial, se le debe asignar información en términos de períodos de recurrencia.  Este ejercicio no es trivial y necesita de un conocimiento importante sobre la sismicidad de una zona determinada. 

La elaboración del mapa de sismicidad del Perú para el período 1964 al 2008 tomó aproximadamente un año y ha sido editado a inicios del año 2010 por el Instituto Geofísico del Perú (IGP), dando un importante paso para poner a disposición de la comunidad científica, autoridades y público en general una herramienta que resume de manera visual la ocurrencia, localización y tamaño de los terremotos en el Perú. 

El IGP consciente de las necesidades y de su mandato institucional de ser la entidad encargada de evaluar el peligro sísmico del país acordó con el Banco Mundial desarrollar un Proyecto de Asistencia Técnica (TAP) cuyo objetivo principal era fortalecer las capacidades institucionales y técnicas para evaluar peligro sísmico mediante el uso de la plataforma tecnológica CAPRA, así como para la actualización de esta información de manera sistemática.

En el año 2010 se inició este trabajo con actividades orientadas a la consolidación y actualización de información para el mapa de sismicidad histórica.  Se realizaron análisis de la actividad sísmica nacional para identificar fuentes sismogénicas,  evaluar la actividad de estas fuentes, la revisión y actualización de la cartografía tectónica, la revisión y estudio de relaciones de atenuación existentes para ambientes tectónicos similares y generación de nuevas curvas de atenuación para sismos de subducción y de formación cortical.

Esta información sobre peligro sísmico debe contribuir en varios aspectos, como la actualización de las normas técnica de edificación para el diseño sismo-resistente, la base de datos de peligros para el diseño y desarrollo de proyectos de inversión pública y otros. A la fecha la única información existente viene de los años ‘70 y ha sido complementada de manera puntual en estudios después de la ocurrencia de los terremotos de 1996, 2001, 2005 y 2007, por lo que requiere de urgencia una actualización de los valores de aceleraciones probables.

Logros

Compilación y análisis de la sismicidad histórica

El IGP consolidó y actualizó la información existente sobre sismicidad histórica en el Perú al 2011.  Se realizaron además, estudios de evaluación de las fuentes sismogénicas asociadas a convergencia de placas y de formación cortical y una exhaustiva revisión y actualización de la cartografía tectónica.

Revisión y estudio de las relaciones de atenuación existentes para ambientes tectónicos similares

Se realizaron durante la duración del TAP y bajo la asistencia técnica de expertos del consorcio ERN-LA liderados por el Prof. Mario Ordaz, diversos análisis y estudios específicos para el ajuste de las leyes de atenuación para la zona de subducción, tomando inicialmente como base las relaciones de Youngs y Chávez y posteriormente las relaciones de atenuación de Youngs, del CISMID, y la ley de atenuación de Arroyo.  Los resultados indicaron que la mejor alternativa es hacer el análisis mediante árboles lógicos utilizando las relaciones de atenuación de Youngs y la del CISMID, cada una con el 50% de probabilidad.  Para esto se utilizó una función innovadora y única con la que cuenta el módulo de CAPRA para la evaluación de peligro sísmico probabilista – CRISIS que permite analizar e introducir una relación de atenuación híbrida construida a través de una serie de relaciones de atenuación estándares cada uno con un peso distinto asignado por el usuario. Para este trabajo se emplearon más de 300 registros para evaluar las bondades de ajuste de estas leyes. 

Desarrollo de espectros de respuesta en ciudades

Se revisaron espectros de respuesta en varias ciudades, comparando las distintas relaciones de atenuación estudiadas. Los resultados finales sugieren valores aceptables de PGA en las ciudades analizadas. Las formas espectrales también resultan aceptables, aunque es posible que a juzgar por los datos empleados en la revisión de las relaciones de atenuación, se proponga una amplificación para el terreno firme de la ciudad de Lima, con alguna alteración de la forma del espectro. Faltará incluir en este tipo de análisis, datos provenientes de Lima y provincias, para tener mayor certeza de estos efectos.

Evaluación del peligro sísmico probabilista a nivel nacional

El peligro sísmico se cuantifica en términos de los periodos de retorno de intensidades sísmicas relevantes en el comportamiento de las estructuras. En el Perú el peligro sísmico ha sido estudiado por diversos autores (Bolaños y Monroy, 2004; Castillo y Alva, 1998). Dentro de este proyecto se propone una actualización de los mapas e información general de peligro sísmico para distintos periodos de retorno utilizando el software CRISIS parte de la plataforma CAPRA. 

Retos para el futuro: inclusión de los efectos de sitio y mapas a nivel local

Existe una necesidad muy importante de tener información detallada de peligro sísmico en las ciudades más importantes del Perú, como son Lima, Arequipa y Cusco para efectos de alimentar estudios de evaluación de riesgos o planes de ordenamiento territorial o urbano.  Los efectos de sitio deben ser incluidos no en un mapa de alcance nacional sino en mapas de nivel local, lo que facilitaría su visualización y utilización. Para ello es necesario recolectar la mayor cantidad de información y datos de trabajos de microzonificación realizados en las ciudades a las que se quiere incluir estos efectos, como Lima y Arequipa, que ya cuentan con este tipo de estudios que se necesitan consolidar, y Cusco, donde existe la necesidad de realizar estos estudios. Es claro que los estudios de microzonificación no deberían limitarse a determinar curvas de igual periodo dominante de suelo, sino que deberían determinar también la amplificación asociada a estos suelos, idealmente en función del periodo. Esto último, generalmente, no está incluido en los estudios existentes, por lo que esto plantea un reto importante para el país y sus instituciones quienes deberán revisar y consolidar la documentación e información existente y analizar la manera en que se podría definir la amplificación para los efectos de sitio.

La utilización de los resultados de la evaluación de peligro sísmico a nivel nacional en el Perú

El objetivo general del TAP es el mejoramiento de la información sísmica en el país tanto a nivel nacional como en las principales ciudades (Lima,  Arequipa  y Cusco). Esto permitirá no solamente la definición de inversiones más seguras en el corto, mediano y largo plazo, sino y ante todo, la inclusión de información dentro de las normas sismo-resistentes del país.

Los objetivos principales que se han identificado en para estos resultados están orientados a:

• Localización segura: Elaboración del mapa de zonificación sísmica a nivel nacional para fines normativos.  Se propondrá asimismo curvas de variación de aceleraciones para diseño.
• Construcción e Inversión segura: Reducir el riesgo (existente y futuro) por el inadecuado diseño y/o construcción de infraestructura en relación con las exigencias que impone el territorio.  Se han iniciado discusiones con el Comité de la Norma E030 de Diseño Sismo-resistente de la norma a fin de ir lograr incluir estos resultados en su actualización y oficializar así el modelo y resultados propuestos.  Al mismo tiempo, estos resultados se podrán incluir en la base de datos de peligros que usa el Sistema Nacional de Inversión Pública (SNIP) para el diseño e implementación de proyectos de inversión pública en infraestructura.