Evaluación del riesgo de terremotos y tsunamis en emplazamientos nucleares: Retos tras el accidente de Fukushima.

Transcripción

1 Evaluación del riesgo de terremotos y tsunamis en emplazamientos nucleares: Retos tras el accidente de Fukushima. Álvaro González

2 Los terremotos y tsunamis son los fenómenos naturales cotidianos capaces de causar más daños Haití, 2010

3 La parte exterior de La Tierra es frágil, y está siendo deformada desde el interior.

4 Debido a ello, ese parte exterior está fragmentada en bloques de todos los tamaños.

5 Los terremotos los causa el desplazamiento brusco de un bloque de roca con respecto a otro. A la superficie de rotura entre ellos se le llama falla. Foto: Lloyd Homer, GNS Falla de extensión. Nueva Zelanda, 1987

6 Falla compresiva. Taiwan, 1999

7 Taiwan, 1999

8 Falla de desgarre California, 1992 Foto: Kerry Sieh

9 Falla de desgarre, California, 1980

10 Las ondas sísmicas parten únicamente de un punto, sino de toda la superficie de la falla. San Francisco, 1906

11 Las sacudidas causan la mayor parte del daño en edificios e infraestructuras. Chile, 2010.

12 Los terremotos también desencadenan deslizamientos en las laderas. China, 2008

13 Estos fenómenos China, 2008

14 El suelo, sometido a una agitación intensa, puede comportarse como arenas movedizas. Japón, 1964

15 El suelo, sometido a una agitación intensa, puede comportarse como arenas movedizas. Japón, 2011

16 Magnitud Los terremotos de mayor magnitud son eventos extremos, muy poco frecuentes. Año Datos: USGS PAGERCAT , USGS-NEIC & GCMT 2008-actualidad.

17 Los terremotos más grandes y menos frecuentes liberan la mayor parte de la energía total. Kamchatka 1952; 9.0 Japón 2011; 9.1 Chile 2010; 8.8 Sumatra 2004; 9.3 M < 6 6< M < 7 7< M < 8 Energía liberada Alaska 1964; 9.4 Otros de M > 8 Chile 1960; 9.5 New Mexico Institute of Mining and Technology

18 Tsunamis Llegada de una de las olas a Indonesia (2004)

19 Sumatra, 2004

20 Sumatra, 2004

21 Un pueblo de Sumatra, antes del tsunami

22 El mismo pueblo, después

23 Un tsunami se produce cuando el movimiento de la falla desnivela bruscamente el fondo marino.

24

25 Con qué datos contamos para estimar el riesgo? Para los terremotos recientes, disponemos de registros obtenidos con sismógrafos. Aspecto de una estación sísmica moderna. Foto: IGN

26 Terremotos de Lorca, registrados en una estación en Navarra TopoIberia (2011)

27 Estaciones de la Red Sísmica Nacional Elaboración propia. Datos: IGN (2010)

28 Terremotos desde 1985 (casi ) Elaboración propia. Datos: IGN (2009).

29 También podemos medir las deformaciones del terreno gracias a geodesia de alta precisión. Isla La Hispaniola (Haití y República Dominicana) NASA

30 NASA

31 El terremoto de Haití lo causó el desplazamiento brusco de dos bloques cerca de la capital del país. Puerto Príncipe

32 El desplazamiento de esos bloques se ha medido con radares desde satélite.

33 Los bloques se desplazaron más de un metro, uno con respecto a otro. Datos: JAXA y METI; Procesado: Wegmüller et al. (2011).

34 Para investigar terremotos antiguos se necesitan las crónicas históricas Arenas del Rey (Granada), 1884

35 Efectos del terremoto y tsunami de Almería de 1522

36 Los restos arqueológicos también informan de antiguos temblores. Templos dóricos en Atenas. Fotos: Álvaro González

37 El mayor terremoto conocido en la península destruyó Lisboa en Su magnitud, 8.5.

38 El tsunami afectó a Portugal, Huelva, Cádiz, y Marruecos. En pocas horas llegó al Caribe, causando daños también. NOAA

39 Las ruinas del Convento do Carmo en Lisboa se conservan hasta hoy como un testigo de la tragedia.

40 Gracias a la geología podemos conocer datos de terremotos aún más antiguos. Las roturas son fáciles de observar tras un terremoto Foto: Lloyd Homer, GNS (Nueva Zelanda, 1987)

41 Central geotérmica de Wairakei (Nueva Zelanda). Charla de doctorado Alvaro Gonzalez Foto: Álvaro González

42 Con el tiempo, las trazas de las fallas se van borrando. Éste era el lugar inicialmente propuesto para una nueva central próxima. Foto: Álvaro González Nueva Zelanda (2005)

43 Con el tiempo, las trazas de las fallas se van borrando. Foto: Álvaro González Nueva Zelanda (2005)

44 Foto: Álvaro González Para reconocerlas en detalle tenemos que excavar en esos escarpes. Nueva Zelanda, 2005

45 Foto: Álvaro González Para reconocerlas en detalle tenemos que excavar en esos escarpes. Nueva Zelanda, 2005

46 Hubo que alejar la central para evitar el riesgo de rotura por futuros desplazamientos de las fallas. Villamor et al. (2005)

47 Mapa de peligrosidad sísmica Giardini et al. (2003)

48 La peligrosidad se expresa como la aceleración sísmica que tiene un periodo de retorno dado.

49 El mapa oficial de peligrosidad en España no usa de momento información geológica. Torrevieja 1829 Los mayores terremotos históricos tienen un gran peso en el resultado final. Arenas del Rey 1884

50 Actualmente estamos elaborando el primer mapa detallado de fallas activas en la Península Ibérica. García-Mayordomo et al. (2011)

51 Terremoto de Lorca Intensidad (grado de daño) Elevada sólo en Lorca y alrededores Inmediatos. Magnitud moderada (5.1). USGS Pero profundidad 2 km.

52 La falla causante fue la de Alhama de Murcia, conocida desde los años 70. Martínez-Díaz y Álvarez-Gómez (2011)

53 No podemos pronosticar cuándo ocurren las réplicas, pero sí dónde son más probables. Martínez-Díaz y Álvarez-Gómez (2011)

54 Topografía: Base Geode (IGME) Junto a las cordilleras costeras catalanas hay varias fallas activas en tiempos recientes. (Últimos 2.5 millones de años). Falla de El Camp (traza aproximada) L Hospitalet La falla de El Camp pasa a < 1 km de la C.N. Vandellòs II. CN Vandellòs II

55 Actualmente hay relativamente pocos terremotos en la zona, y de escasa magnitud.

56 El CSN, Enresa y la C.N. de Vandellós II financiaron una investigación de la falla. Traza aproximada

57 Diversas excavaciones mostraron que la falla desplazaba capas de distinta antigüedad. Considerando la longitud de la falla y el desplazamiento observado, la magnitud máxima de los terremotos prehistóricos sería de ~ 6.7 El tiempo medio transcurrido entre estos eventos es de ~ años. Santanach et al. (2001)

58 La antigüedad de un terremoto se acota datando los depósitos previos y los posteriores. Santanach et al. (2001) Foto: Álvaro González (2004)

59 Se evaluó la peligrosidad sísmica con el caso más pesimista. Si la falla generase terremotos de magnitud hasta 6.7 con la frecuencia estimada, la aceleración con retorno de años sería en ~0.3 en la central. Figura modificada de Jiménez y García Fernández (2001) El margen símico de Vandellós II es >0.3 (*), de modo que el CSN sigue considerando que el riesgo es asumible. (*) Francescutti (2008)

60 Tsunami de Japón (2011)

61 Una enorme falla submarina generó el terremoto y tsunami de Japón. NASA

62 El desplazamiento de la falla se puede estimar gracias a medidas GPS Newman et al. (2011)

63 El tsunami perdió mucha altura con la distancia.

64 Las corrientes generadas por grandes tsunamis son mas fuertes que las de grandes tormentas.

65 Por ello, los tsunamis dejan depósitos reconocibles que atestiguan su ocurrencia.

66 En el año 2001 se investigaron en detalle tres grandes tsunamis previos en la región. Terremoto de Jōgan (año 869): Ya conocido; relatado en crónicas históricas. El tsunami destruyó una población (investigada por arqueólogos) y causó un millar de víctimas mortales. Magnitud estimada: 8.3 (para poder explicar el tamaño del tsunami), mayor que la máxima observada en la zona (M 7.6) Éste y otros dos tsunamis previos en la llanura de Sendai en los últimos tres mil años depositaron capas de arena hasta cuatro kilómetros tierra adentro. El periodo medio entre estos eventos era de 800 a 1100 años, y ya habían transcurrido más de 1100 años desde el último, lo que sugería un alto riesgo. Minoura et al. (2001)

67 El mapa oficial de peligrosidad en Japón no consideraba terremotos tan grandes en esa zona

68 Las barreras de la costa y de las centrales no se diseñaron para tsunamis tan altos.

69 La central de Fukushima Daiichi se construyó sobre un terreno rebajado y aterrazado. Los reactores 1 a 4 se encuentran a menos altura que el 5 y 6. La barrera frente a tsunamis tenía 5.7 metros de altura.

70 El tsunami aquí comienza a afectar al rompeolas. TEPCO

71 Este es el momento en que supera la barrera frente a tsunamis (de 5.7 metros de altura). TEPCO

72 La barrera se desmorona y el tsunami se adentra en las instalaciones (a 10 m de altitud). TEPCO

73 La altura del tsunami supera aquí ya los dos metros por encima del suelo. TEPCO

74 Hay también imágenes de la inundación tomadas desde el interior de las instalaciones. TEPCO

75 TEPCO

76 TEPCO

77 TEPCO

78 TEPCO

79 TEPCO

80 Inundación máxima: 5 metros sobre el suelo. TEPCO

81 TEPCO

82 La altura de la cresta de la ola al romper en Fukushima 1 excedió los 30 m. TEPCO

83 La inundación de Fukushima Daini fue menor (tsunami de 6-7 m instalaciones a 12 m). TEPCO

84 Este es el lugar de mayor inundación en Fukushima Daini TEPCO

85 El último tsunami en nuestras costas se registró en 2003 en Baleares Lo originó un terremoto submarino frente a Argelia. Hébert (2003)

86 Hora Nivel del mar (m) 3 2 El pequeño tsunami fue registrado por el mareógrafo de Palma de Mallorca Instituto Español de Oceanografía

87 Hébert (2003)

88 Un tsunami lo forman muchas olas, no una. Alasset et al. (2006)

89 Un centenar de pequeñas embarcaciones en puertos sufrieron daños graves.

90 La única central nuclear española situada en la costa es Vandellós II, en Tarragona

91 Es posible realizar simulaciones de los peores escenarios causados por tsunamis En las costas mediterráneas de la península el mayor riesgo proviene de fallas de la costa de Argelia. metros Álvarez-Gómez et al. (2011)

92 Es posible realizar simulaciones de los peores escenarios causados por tsunamis metros Álvarez-Gómez et al. (2011)

93 Es posible realizar simulaciones de los peores escenarios causados por tsunamis Álvarez-Gómez et al. (2011)

94 Por su localización y altitud, la central de Vandellós no tiene riesgo por tsunamis. Las instalaciones están situadas a más de veinte metros de altura sobre el Mediterráneo.

95 Los mapas de peligrosidad van incorporando información de geodesia y geología. Terremotos Fallas Deformación USGS

96 De ese modo, proporcionan una imagen mucho más realista de la peligrosidad.

97 Estamos empezando a realizar mapas de pronóstico que indiquen dónde los terremotos son más probables cada día. González (2011)

98 Estamos empezando a realizar mapas de pronóstico que indiquen dónde los terremotos son más probables cada día. California, M=6.5 (2010/01/10) González (2010)

99 Estamos empezando a realizar mapas de pronóstico que indiquen dónde los terremotos son más probables cada día. Baja California, M=7.0 (2010/04/04) González (2010)

100 Conclusiones La evaluación del riesgo por terremotos y tsunamis requiere hacer frente a eventos extremos poco frecuentes. Es necesario complementar los datos tradicionales con los geológicos, que informan sobre eventos muy antiguos. El riesgo calculado con métodos modernos puede ser mayor del estimado inicialmente (a veces, menor).

101 Bibliografía (1) Alasset P.J.; Hébert, H.; Maouche, S.; Calbini, V. y Meghraoui, M. (2006) The tsunami induced by the 2003 Zemmouri earthquake (MW = 6.9, Algeria): modelling and results. Geophysical Journal International, 166, Álvarez-Gómez, J.A.; Aniel-Quiroga, Í.; González, M y Otero, L. (2011) Tsunami hazard at the Western Mediterranean Spanish coast from seismic sources. Natural Hazards and Earth System Sciences, 11, Francescutti, P. (2008): Centrales a prueba de terremotos. Alfa, Revista de Seguridad Nuclear y Protección Radiológica (Ed. CSN), 1, García-Mayordomo, J.; Insua-Arévalo, J.M.; Jiménez-Díaz, A.; Martínez Díaz, J.J.; Álvarez-Gómez, J.A.; Pérez-López, R.; Rodríguez-Pascua, M.A.; Martín-González, F.; Giner-Robles, J.; Masana, E.; Nemser, E. y Cabral, J. (2011) Quaternary Active Faults Database of Iberia v.1.1. Editor técnico: S. Martín-Alfageme. Instituto Geológico y Minero de España, Madrid. Giardini, D.; Jiménez, M.J. y Grünthal, G. (editores, 2003) European-Mediterranean Seismic Hazard Map. Hébert, H. (2003) Preliminary modeling of the tsunami caused by the Algiers earthquake, May 21, European-Mediterranean Seismological Centre. González, Á. (2010) Nearest alarm-based model for California. Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability, González, Á. (2011) Latest & Nearest alarm-based model for NW Pacific. Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability,

102 Bibliografía (2) Jiménez, M.J. y García Fernández, M. (2008) Estudio comparativo de peligrosidad sísmica en el área de El Camp. En: Proyecto Datación. CSN, ENRESA y Universidad de Barcelona. Publica: Consejo de Seguridad Nuclear, obra fuera de colección OFC-10.01, pp Martínez-Díaz, J.J. y Álvarez-Gómez, J.A. (2011) Caracterización sismotectónica de la serie sísmica de Lorca y análisis de la fuente geológica del terremoto. En: Informe geológico preliminar del terremoto de Lorca del 11 de mayo del año 2011, 5.1 Mw. Instituto Geológico y Minero de España, Madrid, pp Minoura, K.; Imamura, F.; Sugawara, D.; Kono, Y. e Iwashita, T. (2001) The 869 Jōgan tsunami deposit and recurrence interval of large-scale tsunami on the Pacific coast of northeast Japan. Journal of Natural Disaster Science, 23 (2), Newman, A.V. (2011) Hidden depths. Nature, 474, Santanach, P.; Masana, E. y Villamarín, J.A. (2001) Proyecto Datación. CSN, ENRESA y Universidad de Barcelona. Publica: Consejo de Seguridad Nuclear, obra fuera de colección OFC-10.01, 160 pp. Villamor, P.; Lukovic, B. y González, Á. (2005), Active fault mapping in the Te Mihi area, North Island, New Zealand. Institute of Geological and Nuclear Sciences Report 2005/180. Lower Hutt, Nueva Zelanda. Wegmüller, U.; Werner, C. y Santoro, M. (2010) Haiti Earthquake (12-Jan-2010) co-seismic motion using ALOS PALSAR. Gamma Remote Sensing, Suiza.

103 Muchas gracias por vuestra atención!