IX CONEIC UNI - 2001 IX CONGRESO NACIONAL DE ESTUDIANTES DE INGENIERIA CIVIL 27 de Agosto al 01 de Setiembre del 2000, Lima DESLIZAMIENTOS PRODUCIDOS POR LOS SIMOS DE EL SALVADOR DE ENERO Y FEBRERO DEL 2001 Jorge E. Alva Hurtado, PhD Profesor Principal Facultad de Ingeniería Civil Universidad Nacional de Ingeniería UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
INDICE Introducción Tectónica Sismicidad Histórica Estudios de Peligro Sísmico Aceleraciones Sísmicas Deslizamientos por Sismos Conclusiones
MAPA DE UBICACION
H O N D U R A S G U A T E M A L A S A N T A A N A lago de Güija C H A L A T E N A N G O Embalse Cerrón Grande 14 Ahuachapán A H U A C H A P A N Sonsonate Santa Ana lago de Coatepeque S O N S O N A T E Nueva San Salvador L A L I B E R T A D CUSCATLAN S A N S A L V A D O R San Salvador Cojutepeque lago de Ilopango L A P A Z Chalatenango Zacatecoluca Río LEMPA C A B A Ñ A S Sensuntepeque S A N V I C E N T E San Vicente Río LEMPA U S U L U T A N S A N M I G U E L M O R A Z A N San Miguel San Francisco (Gotera) L A U N I O N Usulután Luaguna de Olomega La Unión O C E A N O P A C I F I C O 10 0 10 20 30 40 Kilometros 13 90 89 88 MAPA DE LA REPUBLICA DE EL SALVADOR
Introducción - Sismo de subducción el 13 de Enero del 2001 frente a la costa del Pacífico con Mw = 7.6 y profundidad focal = 39 km. El sismo ocasionó 944 víctimas y destruyó 108,000 viviendas. Los daños fueron causados por vibración directa y por numerosos deslizamientos. - Sismo continental el 13 de Febrero del 2001 en San Vicente con Mw = 6.6 y profundidad focal = 13 km al sur del Lago Ilopango. El sismo ocasionó 315 víctimas y destruyó 41,300 viviendas.
Introducción - Sismo continental el 17 de Febrero del 2001 al sur de San Salvador con Mw = 5.1 y profundidad focal = 5.1 km. - El gobierno peruano envió una misión para la Evaluación de los Efectos del Sismo en la Estabilidad de Taludes de Carreteras.
Tectónica - El regimen tectónico de América Central y el Caribe es el resultado de la interacción de cinco placas: Placa del Pacífico, de Norte América, de Cocos, de Nazca y de Sudamerica. - En el Salvador la principal fuente sísmica es la subducción de la Placa de Cocos por debajo de la Placa del Caribe. Los sismos generados son sentidos en todo el país. Su magnitud es alta. - Otra fuente son los sismos continentales que coinciden con la cadena volcánica. Su magnitud es reducida y su efecto es local. - También se generan sismos en el sistema de fallas de Guatemala y la depresión de Honduras. Su efecto en El Salvador es menor.
PLACAS TECTONICAS
MAPA TECTONICO DE PLACAS PARA LA REGION CENTROAMERICANA (Weyl, 1980)
CORTE TRANSVERSAL PARA SISMOS DE SUBDUCCION Y CONTINENTALES EN EL SALVADOR (White y Harlow, 1993)
CARACTERISTICAS DEL TERREMOTO DE ENERO Fecha : 13 de Enero del 2001 Coordenadas Profundidad Focal Magnitud Epicentro Intensidad Máxima Muertos Casas destruidas : 12.83 N-88.79 W : 40 Km : 7.6 Mw : 100 Km al Suroeste de San Miguel, Costa del Sol : Grado VIII en escala de Mercalli : 700 en El Salvador 6 en el Sur de Guatemala : 100% en Comasagua y San Agustin El mecanismo de la principal sacudida fue presumiblemente en la zona de subduccion o placa inferior. El epicentro parece ser localizado en la subducción entre la placa Caribeña por encima de la placa de Cocos, siendo una falla normal. Aceleración : 0.37g (Reporte de la Mision Noruega)
Sismicidad Histórica - Desde 1520 han ocurrido numerosos terremotos en El Salvador. La mayor parte de estos afectaron San Salvador, La Capital. - Los sismos de mayores daños están asociados a sismos superficiales que ocurren en la cadena volcánica y se le llaman sismos locales: 1951, 1965, 1986 y 2001. Se ilustra las intensidades sísmicas desde 1700. - Los sismos de subducción, fallas de Guatemala y depresión de Honduras se denominan sismos regionales. Son menos frecuentes. El último sismo regional de gran intensidad ocurrió el 13 de Enero del 2001. - Se presenta un resumen de los sismos ocurridos en el siglo XX y un mapa de distribución de máximas intensidades observadas en el salvador.
89.5 14.0 89.0 e de equ go ep La oat C or de d n l va cá Sa l Vo an S de n na lcá ta A o n V a S go La N VA SA AL S de o ng pa Ilo n lcá Vo de n Sa e nt ce Vi R O D 13.5 14.0 e de equ go ep L a oat C or de d n l va cá Sa l Vo an S de n na lcá ta A o V an S go La N VA S A AL S de p Ilo go an lcá Vo n de n Sa e nt ce Vi R O D 13.5 14.0 e de equ go ep L a oat C or de d n l va cl á Sa Vo an S de n na lcá ta A o V an S go La N VA S A AL S de p Ilo go an lc Vo án de n Sa e nt ce Vi R O D 13.5 MAPAS DE ISOSISTAS CON MM>VII DE SISMOS CONTINENTALES EN EL SALVADOR (Harlow et al, 1993) A) 1700-1799 B) 1800-1899 C) 1900-1990
Lista de Sismos Destructores Para el Siglo XX en El Salvador Fecha Hora (UTC)* Latitud N ( ) Longitud O ( ) Profundidad (Km) Magnitud Ms Intensidad Máxima MM Fuente Sísmica 19 de Julio de 1912 -- 13.87 89.57 10 5.9 VII Cadena volcánica 7 de Septiembre de 1915 01:20 13.90 89.60 60 7.7 IX Subducción 8 de Junio de 1917 00:51 13.82 89.31 10 6.7 VIII Cadena volcánica 8 de Junio de 1917 02:54 13.77 89.50 10 5.4 VIII Cadena volcánica 28 de Abril de 1919 06:15 13.69 89.19 10 5.9 VII-VIII Cadena volcánica 21 de Mayo de 1932 10:10 12.80 88.00 150 7.1 VIII Subducción 20 de Diciembre de 1936 02:43 13.72 88.93 10 6.1 VII-VIII Cadena volcánica 25 de Diciembre de 1937 23:50 13.93 89.76 10 5.9 VIII Cadena volcánica 6 de Mayo de 1951 23:03 13.52 88.40 10 5.9 VIII+ Cadena volcánica 6 de Mayo de 1951 23:08 13.52 88.40 10 6.0 VIII Cadena volcánica 3 de Mayo de 1965 10:01 13.70 89.17 15 6.3 VIII Cadena volcánica 19 de Junio de 1982 06:21 13.30 89.40 80 7.3 VII Subducción 10 de Octubre de 1986 17:49 13.67 89.16 10 5.4 VIII-IX Cadena volcánica Fuente: Salazar y otros (1997). La latitud y la longitud se refiere al epicentro. Los datos de intensidad máxima fueron obtenidos a partir del estudio de Grases (1974), Alvarez (1982), Harlow y otros (1993) * UTC: es el tiempo Universal Coordinado, es la hora del Meridiano de Greenwich.
VI VII E S C A L A 0 20 40 km. VIII - IX MAXIMAS INTENSIDADES SISMICAS EN LA ESCALA DE MERCALLI MODIFICADA EN EL SALVADOR (Aguilar, 1986)
ISOSISTAS DEL SISMO DEL 13 DE ENERO
ISOSISTAS DEL SISMO DEL 13 DE FEBRERO
Estudios de Peligro Sísmico - Estudios probabilísticos para determinar aceleraciones máximas en roca para un período de retorno dado. - Involucra determinación de fuentes sismogénicas, recurrencias sísmicas, leyes de atenuación y metodología probabilística. - Se han realizado estudios por: USGS, STANFORD, UNAM y NORSAR-CEPREDENAC. Existen grandes diferencias en los valores de aceleración máxima para un mismo período de retorno.
Estudios de Peligro Sísmico - Las diferencias existentes se deben a la incertidumbre de datos existentes y a las características de los movimientos fuertes. - Los mapas no toman en cuenta las condiciones topográficas y los efectos locales.
Algermissen et al. (1988) Singh et al (1993) H O N D U R A S H O N D U R A S G U A T E M A L A G U A T E M A L A.4.5.7.3.8.9 1.0.3.3.37 O C E A N O P A C I F I C O O C E A N O P A C I F I C O Alfaro et al. (1990) Lindhom et al. (1995) H O N D U R A S G U A T E M A L A H O N D U R A S G U A T E M A L A.5.6.25.8.31.28.7 O C E A N O P A C I F I C O O C E A N O P A C I F I C O MAPA DE PELIGROSIDAD SISMICA DE ACELERACIONES MAXIMAS PARA PERIODOS DE RETORNO DE 475 AÑOS EN EL SALVADOR (Bommer et al, 1996)
Aceleraciones Sísmicas - En El Salvador existen la red acelerográfica analógica del Centro de Investigaciones Geotécnicas (CIG) del MOP y la red acelerográfica digital de la Universidad CentroAmericana José Simeón Cañas (UCA). - Se han logrado 18 registros durante el sismo del 13 de Enero del 2001. La máxima aceleración horizontal fue registrada en la componente N-S en La Libertad (1.18g). Valores de componente horizontal cercanos a 0.5g en Santa Tecla, Armenia y San Pedro Nonualco. - Los valores de aceleración son para distancias epicentrales entre 62 y 108 km. En las estaciones existe suelo.
SISMO 13 DE ENERO DE 2001 UBICACIÓN DE ESTACIONES ACELEROGRAFICAS Y ACELERACIONES MAXIMAS Estación Agencia Coordenadas Aceleraciones Máximas %g Latitud N ( ) Longitud O ( ) E-W N-S UP Hospital Sta. Teresa, Zacatecoluca, La Paz ZA (51.2 Km.)* UCA 13.517-88.869-0.29 0.26-0.28 US San Pedro Nonualco, La Paz NO (61.8 Km.) UCA 13.602-88.927 0.50 0.56 0.46 Presa 15 de Septiembre QC (63.9Km.) CIG 13.616-88.550-0.19 0.15 0.12 San MiguelMG (70.0 Km.) CIG 13.475-88.183 0.12 0.14-0.09 US Panchimalco, San Salvador PA (74.5 Km.) UCA 13.614-89.179 0.15 0.19 0.10 US Puerto de La Libertad, La Libertad LI (75.0 Km.) UCA 13.486-89.327 0.59 1.18 0.65 Hospital San Bartolo, San Salvador BA (79.1 Km.) UCA 13.704-89.106 0.19-0.16 0.18 Colegio Externado San José, San Salvador EX (84.8 Km.) UCA 13.707-89.207-0.29 0.30-0.15 Hospital San Rafael, Sta. Tecla, La LibertadTE (86.0 Km.) UCA 13.671-89.279-0.49-0.50 0.24 US Tonacatepeque, San Salvador TO (87.0 Km.) UCA 13.778-89.114 0.30-0.22 0.24 Sensuntepeque,Cabañas SE (90.5 Km.) CIG 13.867-88.663-0.06 0.08-0.06 Ciudadela Don Bosco,San Salvador DB (92.4 Km.) CIG 13.733-88.150-0.25-0.22 0.16 Relaciones Exteriores,San Salvador RF (95.6 Km.) CIG 13.692-89.250 0.21 0.21 0.19 Relaciones Exteriores,San Salvador RS (95.6 Km.) CIG 13.692-89.250 0.32-0.30 0.33 Cutuco, La Unión CU (96.6 Km.) CIG 13.333-87.817 0.08-0.08 0.06 US Armenia, Sonsonate AR (108.0 Km.) UCA 13.744-89.501 0.45-0.62-0.22 CEPA Acajutla CA (139.4 Km.) CIG 13.567-89.833-0.11 0.10 0.05 AhuachapánHA (157.4 Km.) CIG 13.925-89.805-0.21-0.15 0.12 *Distancia Epicentral
Aceleraciones Sísmicas - Durante el sismo el 13 de Febrero del 2001 se volvieron a activar. Las estaciones acelerográficas. Actualmente se tiene 9 registros. En San Vicente se obtuvo una aceleración máxima horizontal de 0.43 g.
SISMO 13 DE ENERO DE 2001 UBICACIÓN DE ESTACIONES ACELEROGRAFICAS Y ACELERACIONES MAXIMAS Estación Agencia Coordenadas Aceleraciones Máximas %g Latitud N ( ) Longitud O ( ) E-W N-S UP Hospital San Bartolo, San Salvador BA (10.9 Km.)* UCA 13.704-89.106 0.16-0.11-0.14 US Panchimalco, San Salvador PA (11.9 Km). UCA 13.614-89.179-0.10-0.18-0.06 Colegio Externado San José, San Salvador EX (18.2 Km.) UCA 13.707-89.207-0.11-0.12-0.06 US Tonacatepeque, San Salvador TO (19.0 Km.) UCA 13.778-89.114 0.36 0.26 0.23 Hospital San Rafael, Santa Tecla,La Libertad TE (23.6 Km.) UCA 13.671-89.279 0.04-0.04 0.02 Hospital Sta. Teresa, Zacatecoluca, La Paz ZA (24.1 Km.) UCA 13.517-88.869-0.29 0.41-0.28 Hospital Sta. Gertrudis, San Vicente VI (30.9 Km.) UCA 13.642-88.784-0.22 0.43 0.24 US Puerto de La Libertad, La Libertad LI (31.2 Km.) UCA 13.486-89.327 0.11 0.09-0.03 US Armenia, Sonsonate AR (48.9 Km.) UCA 13.744-89.501 0.03-0.04-0.05 * Distancia epicentral
90 89 88 G U A T E M A L A CM H O N D U R A S 14 SA 14 AH SE AR RF y RS EX DB TO CA TE LI PA O C E A N O P A C I F I C O BA NO ZA VI AC SM MG CU UNIVERSIDAD CATOLICA "JOSE S. CAÑAS" (UCA) C I G M O P O 15 30 45 km. 90 89 88 13 UBICACIÓN DE LA RED ACELEROGRAFICA DIGITAL DE UCA Y LA RED ANALOGICA DEL CIG - MOP
90 89 88 H O N D U R A S G U A T E M A L A 14-0.21 g HA 0.08 g -0.15 g -0.11 g 0.10 g CA AR -0.62 g -0.06 g TO DB 0.30 g 0.45 g 0.30 g -0.25 g -0.22 g RF 0.21 g EX BA 0.19 g (RS)-0.29g -0.22 g -0.49 g 0.21 (0.32g) -0.16 g 0.56 g TE (-0.30g) 0.19 g -0.50 g 0.15 g 0.50 g PA 1.18 g NO 0.26 g - 0.29 g 0.59 g ZA LI SE -0.19 g 0.15 g QC 0.14 g MG 0.12 g CU 0.08 g UNIVERSIDAD CATOLICA "JOSE S. CAÑAS" (UCA) -0.08 g C I G - M O P O C E A N O P A C I F I C O 13 90 89 88 ACELERACIONES MAXIMAS DE COMPONENTES HORIZONTALES DEL SISMO DEL 13 DE ENERO DEL 2001
90 89 88 H O N D U R A S G U A T E M A L A 14 HA 0.12 g -0.06 g CA 0.05 g AR -0.22 g TO 0.24 g RF 0.19 g 0.16 g (0.33 g) (RS) DB 0.18 g 0.15 g 0.24 g BA TE EX LI 0.65 g PA 0.10 g 0.46 g NO -0.28 g ZA SE 0.12 g QC MG -0.09 g UNIVERSIDAD CATOLICA "JOSE S. CAÑAS" (UCA) CU 0.06 g C I G - M O P O C E A N O P A C I F I C O 13 90 89 88 ACELERACIONES MAXIMAS DE COMPONENTE VERTICAL DEL SISMO DEL 13 DE ENERO DEL 2001
90 89 88 H O N D U R A S G U A T E M A L A 14 0.26 g AR 0.03 g TO 0.36 g EX 0.16 g -0.11 g BA 0.43 g -0.04 g -0.12 g TE 0.04 g -0.11 g -0.18 g -0.22 g -0.04 g PA 0.41 g VI 0.09 g -0.10 g - 0.29 g 0.11 g ZA LI UNIVERSIDAD CATOLICA "JOSE S. CAÑAS" (UCA) O C E A N O P A C I F I C O 13 90 89 88 ACELERACIONES MAXIMAS DE COMPONENTES HORIZONTALES DEL SISMO DEL 13 DE FEBRERO DEL 2001
90 89 88 H O N D U R A S G U A T E M A L A 14 AR -0.05 g 0.02 g TE 0.23 g TO -0.06 g -0.14 g EX BA -0.06 g PA 0.24 g VI -0.03 g LI -0.28 g ZA UNIVERSIDAD CATOLICA "JOSE S. CAÑAS" (UCA) O C E A N O P A C I F I C O 13 90 89 88 ACELERACIONES MAXIMAS DE COMPONENTE VERTICAL DEL SISMO DEL 13 DE FEBRERO DEL 2001
DESLIZAMIENTOS POR SISMOS Las elevadas pendientes y la inestabilidad de las laderas, el grado de degradación del suelo, la estructura geológica, la estructura tectónica, el medio ambiente intervenido por acciones antropogénicas
90 89 88 H O N D U R A S G U A T E M A L A 1915 14 1919 1986 14 1965 1857 1982 1878 1951 LAGO SAN ILOPANGO SALVADOR 1936 1947 O C E A N O P A C I F I C O 13 LEYENDA : AREA CON MM > VIII E S C A L A 0 10 20 30 40 50km 13 AREAS DE DESLIZAMIENTO POR SISMOS 90 89 88 ZONAS AFECTADAS POR DESLIZAMIENTOS DURANTE SISMOS EN EL SALVADOR (Rymer y White, 1986)
Areas de Deslizamientos Carretera Panamericana Santa Tecla Aeropuerto Lago Ilopango San Vicente Volcán San Vicente
DESLIZAMIENTOS EN SANTA TECLA Y LOS CHORROS Colonia Las Colinas
SANTA TECLA LAS COLINAS El material deslizó hacia afuera del flanco norte de la cordillera El Bálsamo. La formación está compuesta principalmente por cenizas andesiticas y algo de toba interestratificada. La sacudida del terremoto se amplificó claramente en El Balsamo y en la cordillera. La red extensa de grietas que existe en las crestas de la cordillera que no se deslizaron son causa de preocupación. La licuación puede haber sido un factor en la falla del deslizamiento de Las Colinas.
VISTA FRONTAL DEL DESLIZAMIENTO DE SANTA TECLA, SAN SALVADOR. EL DESLIZAMIENTO PERTENECE A LA CORDILLERA EL BASALMO, QUE SE ENCUENTRA EN LAS COLINAS
DETALLE DE LA PARTE SUPERIOR IZQUIERDA (CRESTA) DEL DESLIZAMIENTO DE SANTA TECLA. SE NOTA EL MATERIAL VOLCÁNICO QUE CONSTITUYE EL MATERIAL DE LA CORDILLERA EL BASALMO
FOTOGRAFÍA DESDE LA PARTE BAJA DEL DESLIZAMIENTO DONDE SE APRECIA LOS DAÑOS OCASIONADOS A LAS VIVIENDAS DE LA COLONIA LAS COLINAS EN SANTA TECLA
VISTA DESDE LA CRESTA DEL DESLIZAMIENTO DE SANTA TECLA HACIA LAS COLINAS. SE PRESENTA LAS MANZANAS QUE FUERON AFECTADAS POR EL DESLIZAMIENTO.
VISTA DE LA PARTE SUPERIOR DERECHA (CRESTA) DEL DESLIZAMIENTO DE SANTA TECLA. SE APRECIA EL SELLADO DE LAS GRIETAS Y EL MURO FALLADO DE BLOQUES DE CONCRETO
LA PARTE SUPERIOR TIENE UN VOLUMEN DE 75,000 M 3 Y FUE MOVILIZADA HACIA ABAJO POR EL SISMO
EN EL CIRCULO SE APRECIA UN BLOQUE DE CONCRETO CAIDO DEL MURO SUPERIOR
VISTA FRONTAL DESDE LA PARTE INFERIOR DEL DESLIZAMIENTO. LA CASA BLANCA DE LA DERECHA NO FUE AFECTADA
VISTA TRIDIMENSIONAL DEL DESLIZAMIENTO DE SANTA TECLA
Las Colinas
HUELLAS DEL IMPACTO DEL FLUJO DE ESCOMBROS EN SANTA TECLA-LAS COLINAS
Las Colinas
Las Colinas
Las Colinas
DESLIZAMIENTOS DE SAN VICENTE Características: Factores: Talud de altura de 100 m. Era casi vertical. Ubicación en el Km 53 de la Carretera Panamericana. Terremoto de gran intensidad. Familia de planos de falla paralelos al talud. Existencia de materiales blandos o menos cohesivos por encima de la superficie de falla. Agua existente en la superficie de la falla y la naturaleza arcillosa de materiales de naturaleza arcillosa.
Carretera Panamericana KM 51
Deslave San Vicente
Las Leonas
VISTA DEL DERRUMBE DEL KM 53 DE LA CARRETERA PANAMERICANA A LA ALTURA DE SAN VICENTE
DESLIZAMIENTO EN EL KM 53 DE LA CARRETERA PANAMERICANA EL VOLUMEN ES APROXIMADAMENTE 500,000 M3
DESLIZAMIENTO EN EL KM 53 DE LA CARRETERA PANAMERICANA EL VOLUMEN ES APROXIMADAMENTE 500,000 M3
ZONA CRITICA Nº 01
ZONA CRITICA Nº 02
ZONA CRITICA Nº 04
Conclusiones 1. El sismo de Enero del 2001 fue un sismo de subducción con alta magnitud y gran profundidad focal, por lo que fue sentido en toda Centroamérica, 2. Los sismos de subducción, en relación a los sismos continentales, tienen pocas réplicas y disminuyen rápidamente su magnitud. 3. El sismo de Febrero del 2001 fue un sismo continental, de regular magnitud y profundidad focal superficial, su efecto fue localizado y generó muchas réplicas. 4. Se desarrollaron numerosos deslizamientos y derrumbes debido a la elevada magnitud de los sismos y la naturaleza volcánica de la cordillera El Bálsamo en San Salvador y taludes en San Vicente y áreas aledañas.
5. Se produjeron 1259 muertos, 8,000 heridos y más de 150,000 viviendas destruídas con los sismos de Enero y Febrero 6. La mayoría de viviendas destruídas fueron las de bahareque (caña y barro sin refuerzo estructural). 7. Los sismos ocurrieron en época seca por lo que se teme que en época de lluvias se generen nuevos deslizamientos por la desestabilización generada por los sismos en los taludes.