Microzonificación sísmica de los distritos de La Perla y San Miguel - Carrasco Díaz, Gerson Dario (2024)
La ciudad de Lima ha sido sometida constantemente a terremotos a lo largo de su historia. El evento sísmico más destructivo registrado ocurrió el 28 de octubre de 1746. Este sismo vino acompañado de un tsunami que inundó y destruyó gran parte del Callao. Además, causó la pérdida de cientos de personas y el colapso de casi la totalidad de viviendas de la ciudad. Pulido et al. (2015), como parte de las actividades del proyecto SATREPS desarrollado en el Perú del año 2010 al 2015, bajo la coordinación de la contraparte peruana por el CISMID-FIC-UNI, concluye que es probable la ocurrencia de un escenario sísmico de magnitud Mw 8.9 en la región central del Perú, con área de ruptura de fuente de aproximadamente 500 km de largo. Villegas et al (2016) menciona que la zona central del Perú, según su modelo de acoplamiento sísmico, puede albergar un gran terremoto en las próximas décadas un gran terremoto que podría alcanzar una magnitud Mw 8.8. El escenario que podría producir el terremoto esperado para la zona central del Perú tendría características similares al terremoto ocurrido en el año 1746. Entonces, urge la necesidad de realizar estudios que permitan conocer las características mecánicas y dinámicas del suelo. Estos estudios se realizan con la finalidad de entender la respuesta sísmica y elaborar diseños sismorresistentes de edificaciones y mitigar los daños que podría producir estos eventos naturales. Los distritos de La Perla y San Miguel están ubicados en Lima Metropolitana y pertenecen al cono de deyección del río Rímac. Sin embargo, los trabajos del CISMID-FIC-UNI realizado en los años 2015 y 2016 señalan una variación en los materiales superficiales a pesar de ser distritos contiguos. La microzonificación sísmica es un estudio dirigido a identificar zonas de suelos que puedan presentar comportamiento similar durante la ocurrencia de un sismo severo; determinadas las zonas pueden darse recomendaciones precisas para el diseño y construcción de edificaciones sismo resistentes. La determinación de estas zonas se realiza teniendo en cuenta las condiciones topográficas, los depósitos geológicos y los materiales que conforman los suelos (tipos, espesores y consistencia de los suelos expresados mediante sus características mecánicas y dinámicas). La Norma Peruana de Diseño Sismorresistente E.030 define lo que es el estudio de Microzonificación Sísmica e indica que será requisito la ejecución de este estudio para la determinación de áreas de expansión de ciudades, construcción de complejos industriales o similares y reconstrucción de áreas urbanas destruidas por sismos y fenómenos asociados. Por lo tanto el Mapa de Microzonificación Sísmica es una herramienta muy útil para los planificadores urbanos ya que les proporcionará información técnica que les permitirá tomar decisiones para orientar el crecimiento y desarrollo urbano de manera sostenible en una ciudad, disminuyendo su riesgo ante la ocurrencia de un sismo severo. (CISMID-FIC-UNI, 2015) Esta tesis presenta una actualización de los mapas de Microzonificación Geotécnica y Sísmica de los distritos de La Perla y San Miguel en donde se establecen áreas de similares características geológicas, geotécnicas y dinámicas. Además, se pudo estimar los cambios en la respuesta sísmica del suelo teniendo en cuenta la variación de materiales superficiales encontrados en ambos distritos. La información recopilada en diversos estudios señala que los distritos de La Perla y San Miguel presentan depósitos de suelos compuesto por materiales acarreados por el río Rímac. Además, se ha encontrado que en el distrito de La Perla predomina el material areno arcilloso en la superficie, y subyacente a esta se encuentra la grava aluvial de gran espesor. Mientras que, en el distrito de San Miguel, el material areno arcilloso va perdiendo potencia en la dirección este. El estudio de peligro sísmico realizado en este trabajo está basado principalmente en el modelo de fuentes sismogénicas establecidas por Roncal (2017) para todo el Perú. Los estudios geofísicos realizados en el área de estudio señalan que presenta valores de periodos cortos menores a 0.30 segundos. Sin embargo, los trabajos de Quispe et al. (2021) e IGP (2021) indican la existencia de periodos largos alrededor de 1 segundo. Este valor de periodo podría estar relacionado a depósitos de suelo profundo de gran espesor. Por esta razón, en este trabajo se tomó en cuenta los periodos cortos como periodos largos. Se realizó el análisis de respuesta del suelo a partir de escenarios sísmicos en cinco perfiles de Vs entre recopilados y ejecutados. Este análisis dio como resultado amplificaciones en el espectro de respuesta en periodos cortos entre 0.20 y 0.30 segundos en un perfil muy rígido. Este resultado se dio en la zona este del área de estudio, donde se encuentran depósitos de grava. Además, en esta zona se presenta un decaimiento en los periodos mayores a este. Por otro lado, los perfiles ubicados en la zona oeste presentan amplificaciones relativamente más altas para periodos estructurales mayores a 1 segundos, esto puede deberse a la presencia de material flexible a grandes profundidades. El mapa de Microzonificación Sísmica del distrito de La Perla y San Miguel se obtuvo a partir de los mapas de Microzonificación Geotécnica, Isoperiodos y Vs30. Esto con la finalidad de que se obtenga un mapa que integre a las características geotécnicas y dinámicas, y que represente de manera más adecuada los depósitos de suelo. Se definieron 5 zonas: La zona I presenta materiales de suelo con Vs30 entre 450 y 700 m/s (suelos S1 y S2), con periodos cortos menores a 0.20 segundos y con capas superficiales de material areno arcilloso con espesores menores a 3 m. La zona II A con Vs30 entre 350 y 450 m/s (suelo S2) y con una predominancia en los periodos cortos menores a 0.20 segundos. La zona II B con Vs30 menores a 350 m/s (suelo S2) y presentan capas superficiales de material areno arcilloso de hasta 11 m de espesor. La zona IV comprende los acantilados de la Costa Verde y presenta peligros naturales altos debido a derrumbes. Finalmente, la zona V se encuentra en la playa y pie de los acantilados, presenta material de desmonte con Vs30 y periodos de vibración ambiental muy variables. Además, la zona V presenta peligro natural muy alto correspondientes a tsunamis.