Microzonificación sísmica urbana de la cuenca de Santiago de Chile 1 investigación científica y preparación ante desastres Hernando Tavera Editor Microzonificación urbana Gestión de crisis Comunicación Comunidad Andina de Naciones Auditorio Simón Bolívar 12 y 13 de octubre, 2009 Lima, Perú II SIMPOSIO CIENTÍFICO INTERNACIONAL La elaboración de esta publicación ha sido posible gracias a la financiación de la Dirección General de Ayuda Huma- nitaria de la Comisión Europea. Su contenido no necesariamente refleja la opinión de la Dirección General de Ayuda Humanitaria de la Comisión Europea. “Comunidades organizadas de la costa del Perú y Ecuador preparadas ante desastres, utilizando instrumentos comunes e intercambiando experiencias” en el marco del sexto Plan de Acción DIPECHO para América del Sur. © COOPI – Cooperazione Internazionale Calle Coronel Zegarra 264, Jesús María, Lima, Perú Telefax: (0051-1) 4710585, correo electrónico: peru@coopi.org www.coopi.org © IGP – Instituto Geofísico del Perú Calle Badajoz 169, Mayorazgo IV Etapa, Lima, Perú Teléfono: (0051-1) 3172300, correo electrónico: web@geo.igp.gob.pe www.igp.gob.pe © Institut de Recherche pour le Développement (IRD) Calle Teruel 357, Miraflores, Lima, Perú Teléfono: (0051-1) 4413223, correo electrónico: perou@ird.fr www.peru.ird.fr Hecho el depósito legal N° 2010-09049 en la Biblioteca Nacional del Perú Diagramación e Impresión: Ediciones Nova Print SAC Ignacio Merino 1546, Lince Primera edición: julio 2010, Lima, Perú Tiraje: 600 ejemplares Está rigurosamente prohibida la reproducción total o parcial de este libro, la recopilación en sistema informático, la transmisión en cualquier forma o por cualquier medio, por registro o por otros métodos sin el permiso previo y por escrito de los propietarios del copyright. 3COMITÉ ORGANIZADOR Lic. Morena Zuchelli (COOPI) Dr. Hernando Tavera (IGP) Dr. Robert D’Ercole (IRD) Integrantes del Comité Isabel Bernal Consuelo Agüero Juan Carlos Villegas Luz Arredondo Sheila Yauri Patricia Guardia Liliana Torres Bilha Herrera 4 Investigación científica y preparación ante desastres 5próLOgO El II Simposio Científico Internacional “Investigación Científica y Preparación ante Desas- tres” (Lima, 12 y 13 de Octubre de 2009) fue organizado por Cooperazione Internazionale (COOPI) juntamente con el Instituto Geofísico del Perú (IGP) con el apoyo financiero de la Comisión Europea a través del VI Plan de Acción DIPECHO para America del Sur (Proyectos COOPI y UNESCO), de COSUDE y del PNUD. Asimismo, el evento contó con el auspicio del Institut de Recherche pour le Développement (IRD) y de la Comunidad Andina de Naciones (CAN) El II Simposio Científico Internacional “Investigación Científica y Preparación ante Desastres” nace del I Simposio Internacional “La Geofísica y su aporte en la reducción de riesgos de desastres naturales” realizado en el 2008 en Arequipa (Perú) con el objetivo de promover el intercambio científico en América Latina y otros países, centrado en investiga- ción científica sobre fenómenos de la naturaleza y preparación/ prevención de desastres realizada en el mismo continente. En este evento se han congregados a representantes de los diversos Institutos Geofísicos Latinoamericanos de los países de Venezuela, Ecuador, Colombia, Perú, Chile, Argentina y Bolivia para presentar y discutir temarios referentes a la microzonificación urbana. Así mismo se ha contado con especialistas en la gestión de crisis y la comunicación que han debatido sobre las intervenciones y la información para alertar sobre riesgos. Se contó con la participación de veinte especialistas con prestigio internacional en estos temas, cuyas presentaciones y convivencia permitieron enriquecer mucho más el conocimiento ya adquirido sobre la problemática social y política de las ciu- dades latinas en desarrollo. La presencia de científicos de Francia y Suiza fue enriquecedora permitiendo compartir experiencias con los colegas Latinoamericanos. Se contó con la asistencia y participación de ochenta y cinco profesionales/estudiantes/público inscritos que no escatimaron esfuerzos en instar a los expositores a dar respuestas a todas sus preguntas, además de discusiones fructíferas fuera de las diversas sesiones de trabajo. Los trabajos aquí incluidos tienen la forma de resúmenes de las presentaciones reali- zadas y/o de publicaciones que los expositores realizaron en revistas científicas sobre los temas por ellos presentados; estos últimos reproducidos con la expresa autorización de los autores respectivos. El cierre del evento consideró el desarrollo de una mesa redonda sobre el tema “Inves- tigación Científica y Gestión de Crisis” cuyo objetivo fue reflexionar sobre el aporte de la 6 Investigación científica y preparación ante desastres investigación científica en apoyo a los que intervienen en situaciones de emergencias y tienen también que informar acerca del evento. La investigación científica produce informaciones útiles para la acción de emer- gencia y permite reducir las incertidumbres que caracterizan a los periodos complejos de desorganización de la sociedad. El debate se centró sobre el tipo de información más relevante y de utilidad para actuar durante un periodo de crisis, así como los estudios y disciplinas científicas que producen esta información en cooperación con las instituciones que manejan situaciones de emergencia. Finalmente, expresamos nuestro agradecimiento a la Comunidad Andina de Naciones (CAN) por alber- garnos durante los dos días de exposiciones y debates entre distinguidos investigadores, profesionales en gestión de emergencias e información y público en general. Hernando Jhonny Tavera H. Lima, diciembre de 2009 Microzonificación sísmica urbana de la cuenca de Santiago de Chile 7 reLación de expOsitOres 1. MsC. Felipe Leyton Universidad de Talca, CIIT Montessus de Ballore, Chile 2. Ing. Mario Zabala Observatorio San Calixto (OSC), La Paz, Bolivia 3. Dr. Salvador Gregori Universidad Nacional de San Juan, Argentina 4. Ing. Cecilio Morales Fundación Venezolana de Investigación Sismológica, (FUNVISIS), Venezuela 5. Dr. Carlos Alvarado Instituto Colombiano de Geología y Minería (INGEOMINAS), Colombia 6. Dr. Marc Wathelet Universidad de Grenoble, Francia 7. Arq. Giuseppe Damiano Rapid LatinoAmérica (Rapid-LA), Lima, Perú 8. Ing. Joaquín Aguilar Gobierno Municipal de La Paz, Bolivia 9. Ing. Jérome Chandes Cooperación Logística Solidaria (CLS), Lima, Perú 10. Dr. Robert D’Ercole Institut de Recherche pour le Développement, IRD, Francia 11. Dr. Max Wyss World Agency of Planetary Monitoring and Earthquake Risk Reduction, (WAPMERR), Suiza 12. Ing. José Sato Centro de Estudios y Prevención de Desastres (PREDES), Lima, Perú 13. Ing. Luisa Macedo Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET), Lima, Perú 14. MsC. Gilberto Cruzado Universidad Nacional de Cajamarca, Perú 8 Investigación científica y preparación ante desastres 15. Ing. Sandro Vaca Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional, Ecuador 16. Lic. Luis Lozada Radio Cutivalú, Piura, Perú 17. Lic. Rogerio Mobilia REDHUM-OCHA, PNUD, Panamá 18. Lic. Marco Jácome Universidad de Bolívar, Guaranda, Ecuador. 19. Cap. N (R) Arístides Mussio Instituto Nacional de Defensa Civil, Lima, Perú 20. Ing. Jaime Huerta Cruz Roja Peruana, Lima, Perú Microzonificación sísmica urbana de la cuenca de Santiago de Chile 9 cOntenidO sesiOn: MicrOZOnificaciOn sisMica UrBana 1. Microzonificación sísmica de la cuenca de Santiago, Chile Felipe Leyton 2. Riesgo sísmico en la ciudad de La Paz, asociado a la geodinàmica interna, Bolivia. Mario Zabala 3. Estimación del peligro sísmico de la región Centro-Oeste de Argentina Salvador Gregori 4. La microzonificación sísmica en Caracas y Barquisimeto: Logros y avances Cecilio Morales 5. Implicaciones de información registrada en la Red de Acelerógrafos de Bogotá y la Red Nacional de Acelerógrafos de Colombia sobre la microzonificación sísmica en Bogotá Carlos Alvarado 6. Surface-wave inversion using a direct search algorithm and its application to ambient vibration measurements Marc Wathelet sesiOn: gestiOn de crisis 1. Intervenciones de rescate durante los terremotos Giuseppe Damiano 2. Emergencias en La Paz, Bolivia Joaquín Aguilar 3. La coordinación logística en la gestión humanitaria de los desastres Jérome Chandes 10 Investigación científica y preparación ante desastres 4. Vulnerabilidad urbana y manejo de crisis: caso de Quito. Robert D’Ercole 5. Preliminary loss estimates for possible future earthquake near Lima, Perú Max Wyss 6. Diseño de escenario sobre el impacto de un sismo de gran magnitud en Lima Metropolitana y Callao José Sato sesiOn: cOMUnicaciOn 1. Socialización de la información geocientìfica para la reducción de desastres en Arequipa Luisa Macedo 2. Gestión de riesgo frente a la amenaza de deslizamientos en la ciudad de Cajamarca Gilberto Cruzado 3. Estrategia en la difusión de información sobre el estado de actividad del Volcán Guagua Pichincha Sandro Vaca 4. Primer Concurso Radial de reducción de riesgo de desastres en Perú Luis Lozada 5. Una panorámica sobre el manejo de información en emergencias Rogerio Mobilia 6. La comunicación social reduciendo los riesgos de desastres a nivel local Marco Jácome 7. Sistema Nacional de Alerta de Tsunami - SNAT Arístides Mussio 8. Herramientas para la comunicación en emergencia Jaime Huerta Mesa redOnda Investigación científica y gestión de crisis SESIÓN microzonificación sísmica urbana 12 Investigación científica y preparación ante desastres intrOdUcción En la respuesta a grandes terremotos hay una fuerte influencia de las condiciones del sitio, efecto cono- cido por casi 200 años cuando fue puesto en evi- dencia por las diferencias de comportamiento en las cercanías a los ríos Mississippi y Ohio, compara- dos con emplazamientos más elevados, durante las secuencias sísmicas de New Madrid de 1811-1812 (Drake, 1815). Casos similares de la influencia del sitio fueron detectados durante el gran terremoto de Japón de 1891 (Milne, 1898), el terremoto de San Francisco de 1906 (Wood, 1908) y el terremoto de Long Beach de 1933 (Wood, 1933). Una gran parte del daño ocasionado por el terremoto de 1989 de Loma Prieta fue directamente atribuido al efecto de sitio (Holzer, 1994), al igual que los efectos del terre- moto de 1994 en Northridge, produciendo sectores con una gran cantidad de daño a menos de 1 km de regiones que prácticamente no sufrieron mayores destrozos en Los Angeles (Wald and Mori, 2000). La ciudad de Santiago no es una excepción en este tipo de comportamiento, fenómeno evidenciado durante el último gran terremoto, el de Valparaíso de 1985 (Monje, 1986). Durante este evento se reportaron diferencias de 0.5 a 2 puntos en Inten- sidad de Mercalli modificada (IMM), en áreas cer- canas (Astroza y Monge, 1989; Menéndez, 1991). Más aún, basado en el análisis de casas de 1 piso de albañilería no confinada, Astroza y Monge (1987) encontraron valores de IMM de casi IX en lugares donde no deberían superar el VI. Estos autores sugi- rieron que los responsables de estas amplificaciones eran suelos compuestos principalmente de finos y depósitos fluviales, ambos con poco confinamiento (Astroza y Monge, 1991). En el presente estudio se busca identificar aquellas zonas con mayor susceptibilidad a presen- tar grandes daños producto de movimientos sísmi- cos dentro de la ciudad de Santiago, Chile. Para ello, se recopiló una serie de antecedentes de distinta naturaleza, desde datos netamente descriptivos a valores cuantitativos geotécnicos y geofísicos. Se concluye que la cuenca de Santiago presenta 4 prin- cipales tipos de suelos con propiedades definidas que inciden en un marcado comportamiento sís- mico particular: finos del noroeste, pumicitas, ripios del Mapocho y Maipo y conos de deyección. Estos resultados permiten lograr una mejor preparación, permitiendo la prevención de daños producto de grandes terremotos. datOs La Figura 1 presenta un mapa topográfico de la cuenca de Santiago, Chile, en el cual se han mar- cado todos los puntos donde se tiene algún tipo de información. Tal como se mencionó anteriormente, esta información es de diversa naturaleza, tales MicrOZOnificación sísMica de La cUenca de santiagO, chiLe Felipe Leyton(1), Sofía Rebolledo(2), Sergio A. Sepúlveda(2), Maximiliano Astroza(3) Sergio Ruiz(4), Lennar Gonzalez(3), Claudio Foncea(3), Jennifer Lavado(4), Mariajosé Herrera(2) (1) Depto. Ciencias Aplicadas, Universidad de Talca (2) Depto. Geología, Universidad de Chile (3) Depto. Ingeniería Civil, Universidad de Chile (4) Depto. Geofísica, Universidad de Chile 14 Investigación científica y preparación ante desastres como: perfiles sísmicos (principalmente de refrac- ción sísmica de ondas P y S), pozos de exploración para determinar la profundidad de la napa, perfiles magnetotelúricos, mediciones de microvibracio- nes o ruido sísmico (utilizando un instrumento de 3 componentes) y sondajes geotécnicos. Además de estos datos, se dispone de información sobre la geología superficial del área de estudio (mostrada en la Figura 5, derecha), datos de la profundidad del basamento derivada de mediciones de gravedad y los reportes de daño del terremoto de Valparaíso de 1985 (mostrados en la Figura 5, izquierda). De la Figura 1 es posible ver que se tiene una gran cobertura de la zona urbana de Santiago (mar- cada con línea negra en la misma Figura) pero la distribución de los datos no es homogénea. La más abundante es la información de pozos de recono- cimiento, alcanzando a más de 300 puntos, con profundidades que varían entre varias decenas a unos 400 metros de profundidad. Los datos de per- files sísmicos son relativamente escasos y general- mente no superan los 30 m; mientras que los per- files magnetotelúricos alcanzan profundidades de varios kilómetros, pero su resolución superficial es escasa. Además, se dispone de cerca de 400 medi- ciones de microvibraciones de usadas para calcular razón del espectro horizontal sobre el vertical (H/V) (Nakamura, 1989). resULtadOs Un primer análisis consistió en comparar los resul- tados de las mediciones de H/V con los datos de los pozos de reconocimiento. La Figura 2 muestra algunos ejemplos de los resultados obtenidos: (a) y (b) presentan columnas principalmente compuestas por arcilla, con algo de presencia de arenas y gravas, caracterizada por resultados de H/V con un claro pico en frecuencias menores de 3 Hz. Mientras, en (c) se muestra una columna compuesta principalmente por gravas y bolones, con una medición de H/V sin un pico aparente. Resultados como éstos se repiten en varias puntos de lo que se concluye que, general- mente, sitios con presencia de suelos compuestos por arcillas o finos presentan claros picos en frecuen- cias inferiores a 3 Hz; mientras que sitios con una presencia de gravas y suelos de buena calidad, pre- sentan mediciones de H/V con pico en alta frecuencia (sobre 3 Hz) o sin una clara frecuencia de resonancia Figura 1: Mapa topográfico de la cuenca de Santiago, el borde negro marca el límite urbano. Los puntos marcan la localización de los distintos datos medidos en la cuenca: celeste para los perfiles sísmicos someros, azul para los pozos de exploración, amarillo los perfiles de magnetotelúrica, verde para las mediciones de microvibraciones (Nakamura, 1989) y en rojo sondajes geotécnicos. La figura del borde inferior derecho muestra la localización general de la zona urbana de Santiago. Microzonificación sísmica urbana de la cuenca de Santiago de Chile 15 del suelo (Pasten, 2007). Sin embargo, también se encontraron lugares en los cuales se tenía un suelo poco consolidado, pero no se determinó la presencia de un claro pico en la señal de H/V, probablemente debido a complejidades de la geología del subsuelo (Bonnefoy-Claudet et al., 2008). Acto seguido, de manera de poder trabajar con toda la información disponible se procedió a realizar una serie de perfiles que cubran la cuenca, tal como se muestra en la Figura 3. En ella se presenta 12 per- files, 6 de orientación Este-Oeste y 6 de Norte-Sur, en los cuales se muestra toda la información recopilada para la cuenca de Santiago. En la Figura 4 se presenta un ejemplo de cada una de las orientaciones, Este- Oeste y Norte-Sur, siendo los más representativos de los mostrados en la Figura 3. Figura 2: Comparación de resultados de H/V o Nakamura (1989) con la descripción de pozos de exploración cercanos. (a) y (b) muestran columnas con gran presencia de arcillas y finos, las cuales están relacionadas con medidas de H/V con claros picos menores de 3 Hz; mientras que en (c) se muestra un pozo con presencia de gravas y resultados de H/V sin un pico definido. Figura 3: Mapa topográfico con la localización de todos los perfiles considerados. 16 Investigación científica y preparación ante desastres En la Figura 5, derecha, se presenta el mapa con la geología superficial, basado principalmente en el trabajo de Valenzuela (1978) y recientemente actualizado. De este mapa se destacan las siguientes unidades: • Ripios del Mapocho y Maipo (B, color verde claro): Suelo constituido por gravas de gran compacidad en matriz arenosa a areno-arci- llosa, cuyo origen está ligado a la acción fluvial de los ríos Mapocho y Maipo. • Depósitos de conos de deyección (C1, color verde pálido): Acumulaciones sedimentarias de clastos duros, de formas subangulares a redon- deados en una matriz de finos con una cantidad variable de arena originadas por removilización de escombros de falda de cerros debido a la acción combinada de la gravedad y lluvias, siendo depositadas en forma de conos al pie de cada quebrada. • Depósitos de pumicita (D3, rosa pálido): Cenizas volcánicas (arena limosa) y piedra pómez con bajo porcentaje de gravas y de cementación de leve a alta. • Finos del noroeste (E1, color rojo): Suelos con- sistentes de limos (ML) y arcillas (CL) con lentes irregulares de arena fina-limosa, grava y ceniza volcánica, originados por un represamiento progresivo del drenaje debido al desarrollo de los conos correspondientes a los ríos Mapocho, Lampa y estero Colina. En la Figura 4 se ha repetido la misma nomen- clatura en la línea que marca la topografía, mar- cando así la clasificación según la geología super- Figura 4: Perfil 1 (orientación Este-Oeste, arriba) y Perfil 7 (orientación Norte-Sur, abajo), la escala vertical está en metros mientras que la horizontal se encuentra en kilómetros. Los colores de la curva de superficie representa las distintas unidades de suelo (ver Leyenda en el borde superior derecho). Las columnas verticales son pozos de exploración y su nomenclatura se encuentra en la leyenda. Los diagramas mostrados abajo son de magnetotelúrica (profundidad versus resistividad) mientras que el mostrada arriba son resultados de H/V de las medidas de microvibraciones. Microzonificación sísmica urbana de la cuenca de Santiago de Chile 17 ficial; además, la línea café muestra la posición del basamento inferida de mediciones de gravedad. De esta Figura es posible ver que las zonas de gra- vas relacionadas al Maipo presentan inclusiones de arenas y otros finos, lo que no se destaca en las gravas del Mapocho. Del análisis detallado es posible ver que las zonas con gravas (B) presentan valores estimados de Vs30 (velocidad promedio de los primeros 30 metros) entre 600 a 1000 m/s, las pumicitas (D3) entre 500 y 750 m/s, mientras que los finos del noroeste (E1) presenta valores cercanos a 450 m/s. Finalmente, en la Figura 5, izquierda, se presen- tan los valores de Intensidad de Mercalli Modificada (IMM) reportados para el terremoto de Valparaíso de 1985 (Menéndez, 1991). Al comparar estos 2 mapas es posible ver que las unidades antes referidas pre- sentan características peculiares de daño: pumici- tas (D3) ~ IX, finos del noroeste (E1) ~ VII, conos de deyección (C1) ~ VI y gravas (B) entre VI y VII. cOncLUsiOnes y cOMentariOs finaLes En el presente estudio se ha recopilado una serie de antecedentes que permiten caracterizar e identifi- car zonas con amplificaciones producto de las ondas sísmicas. Se ha logrado identificar 4 grandes zonas con características particulares: ripios del Mapocho y Maipo, conos de deyección, finos del noroeste y pumicitas. Entre los aspectos que queda por analizar es la posi- ble diferenciación entre los ripios del Mapocho y el Maipo, cuantificando el efecto de la presencia de una mayor cantidad de material fino que presenta la segunda unidad. Otro aspecto que es necesario analizar es la existencia de una posible zona de tran- sición entre los depósitos de gravas del Mapocho y Maipo, caracterizada por una presencia aún mayor de finos en profundidad. Finalmente, cabe destacar que en el presente estu- dio se presentan zonas del suelo de Santiago con propiedades particulares las que son claramente reflejadas en los daños observados para el terre- moto de Valparaíso de 1985. Esta información es de suma importancia para definir un plano de desarro- llo sustentable de la zona urbana de Santiago, que permita prevenir el efecto destructor de los grandes terremotos. agradeciMientOs Este estudio contó con el apoyo del Núcleo Cientí- fico Milenio en Sismotectónica y Peligro Sísmico y Fondecyt 11070030. Algunas figuras fueron elabo- radas usando GMT (Wessel y Smith, 1991). Figura 5: Derecha: mapa con las unidades de geología superficial usadas en este estudio. Izquierda: valores de Intensidad de Mercalli Modificada (IMM) observadas para el terremoto del 85. Ver detalles en el texto. 18 Investigación científica y preparación ante desastres referencias Astroza, M., and J. Monge (1991) Seismic microzo- nes in the city of Santiago. Relation damage- geological unit, paper presented at Procee- dings of the 4th international conference on seismic zonation, Earthquake Engineering Research Insitute, Stanford, CA, Stanford, CA, USA. Bonnefoy-Claudet, S., S. Baize, L. F. Bonilla, C. Berge- Thierry, C. Pasten, J. Campos, P. Volant, and R. Verdugo (2008) Site effect evaluation in the basin of Santiago de Chile using ambien noise measurements, Geophys. J. Int. Drake, D. (1815) Natural and Statistical View, or Picture of Cincinnati and the Miami County, Illustrated by Maps, Looker and Wallace, Cin- cinnati, OH, USA. Holzer, T. L. (1994) Loma Prieta damage largely attri- buted to enhanced ground shaking, EOS Trans. AGU, 75, 299-301. Menéndez, P. (1991) Atenuación de las intensidades del sismo del 3/3/85 en función de la distancia a la zona de ruptura y del tipo de suelo, Dis- sertation for Civil Engineering, Universidad de Chile, Santiago, Chile. Milne, J. (1898) Seismology, Kegan Paul, Trench, Truber, London. Monje, J. (1986) El sismo del 3 de marzo de 1985, Chile (in Spanish), CAP, Santiago, Chile. Nakamura, Y. (1989) A method for dynamic charac- teristics estimations of subsurface using micro- tremors on the ground surface, Q. Rep. Railway Tech. Res. Inst. Japn., 30, 25-33. Pasten, C. (2007) Respuesta sísmica de la cuenca de Santiago, Dissertation for Tesis para optar al grado de Magister en Ciencias de la Ingeniería, mención Ingeniería Getécnica, 265 pp, Univer- sidad de Chile, Santiago, Chile. Valenzuela, G. (1978) Suelo de fundación del gran Santiago, Sernageomin, Santiago, Chile. Wald, L. A., and J. Mori (2000) Evaluation of methods for estimating linear site-reponse amplifications in the Los Angeles region, Bull. Seism. Soc. Am., 90, S32-S42. Wessel, P., and W. H. F. Smith (1991) Free software helps map and display data, EOS Trans. AGU, 72, 441. Wood, H. D. (1908) Distribution of apparent intensity in San Francisco, in the California earthquake of April 8, 1906, Report of the State Earthquake Investigation Commission Carnegie Institution, 220-245 pp, Washington, D.C. Wood, H. D. (1933) Preliminary report on the Long Beach earthquake, Bull. Seism. Soc. Am., 23, 42-56. resUMen La ciudad de La Paz ubicada entre el borde oeste del altiplano boliviano y la Coodillera Oriental, presenta una serie de amenazas ocasionadas por procesos geológicos activos como hundimientos en calles, desli- zamientos e inundaciones. Desde mediados del año 2008 se viene realizando el monitoreo de zonas de alta vulnerabilidad en la ciudad de La Paz; todos estos estudios, que aún son preliminares, nos han mostrado claramente que existe un diferente comportamiento de los suelos ante eventos que causen vibración, sean estos o no de origen tectónico. Una de las características es precisamente la diferencia que existe en el periodo de las ondas, siendo estas menores a 0.1s cuando son recibidas en rocas, y con una tendencia a ser mayores a 0.1 s en sedimentos suaves como depósitos aluviales, material retrabajado por antiguos deslizamientos, material coluvial, etc. Toda esta información sobre las diferentes respuestas de los suelos es muy importante para llevar a cabo una micro zonificación, y poder identificar zonas específicas de amenaza para la población. MOnitOreO de La MicrOsisMicidad en ZOnas de aLta vULneraBiLidad de La ciUdad de La paZ El estudio de los microsismos tiene mucha importan- cia en las zonas pobladas como la ciudad de La Paz, esto debido a la información que nos proporciona, y que está relacionada a la Evaluación del Riesgo Sísmico que incluye: identificación de estructuras activas que pueden producir grandes terremotos en el futuro, evaluación del ciclo sísmico, y proporción de datos para predecir la respuesta del suelo ante eventos sísmicos. Para llevar a cabo este estudio sobre el riesgo sísmico en la ciudad de La Paz, el OSC utilizó 4 esta- ciones sísmicas portátiles. El registro de datos tomó el tiempo aproximado de 2 meses por zona, las esta- ciones fueron desplegadas en áreas de alta vulnera- riesgO sísMicO en La ciUdad de La paZ, BOLivia asOciadO a La geOdinaMica interna Estela Minaya y Mario Zabala Obsevatorio San Calixto oscdrake@ entelnet.bo bilidad en La Paz; durante este lapso un sismólogo del OSC visitó periodicamente las estaciones (una vez por semana) para verificar su ben funcionamiento. Las ventajas de trabajar con estaciones portá- tiles son las siguientes: Son menos caras de mantener que las estacio-• nes permanentes. Son más fáciles de transportar.• Cubren un área mayor con menos estaciones.• Después de obtener los registros sísmicos de las estaciones, los sismólogos del OSC analizaron los datos durante 5 meses aproximadamente, obteniendo también la localización de microsismos y determinando áreas donde ocurren con mayor frecuencia así como la evaluación de las amplitudes de las ondas sísmicas. 20 Investigación científica y preparación ante desastres OBjetivO Analizar la probable micro sismicidad de la ciudad de La Paz, mediante el monitoreo y vigilancia en zonas de alta vulnerabilidad. Los datos servirán para catalogar y evaluar zonas de riesgo. UBicación La ciudad de La Paz se encuentra ubicada en una cuenca de erosión entre el borde Este del Altiplano y el SW de la Cordillera Oriental en el departamento de La Paz en la provincia Murillo, sus coordenadas geográficas son: Latitud 16º 29´ 43” S y Longitud 68º 07´57” O, a una altura de 3650 m.s.n.m. cLiMa El clima de la zona de estudio es templado, con pre- cipitaciones pluviales durante el verano (Diciembre a Marzo) y sequedad durante la estación invernal (Abril a Julio). De acuerdo a la clasificación establecida por W. Koppen (1936), el clima de la región corrsponde a las siglas Dw, que es Mesotérmico con invierno seco, este clima es característico de las mesetas elevadas en el que a mayores latitudes las temperaturas son más bajas. geOLOgía generaL deL vaLLe de La paZ El valle de La Paz es una cuenca producida por la captura de uno de los tributarios al Río Beni que permitió la erosión retrógrada entre la coordillera oriental y el altiplano; debido a esto se produjo el afloramiento escarpado de los depósitos del alti- plano que corresponden a sedimentos lacustres, glaciares y fluvioglaciares. (Figura 1) Figura 1 21Riesgo sísmico en la ciudad de La Paz, Bolivia asociado a la geodinamica interna Las principales formaciones litológicas se des- criben a continuación en un orden que va desde el más antiguo (base) al más reciente (tope): • Formación Sica-Sica.- Se ubica al Sur de la ciudad y está compuesta de lutitas y pizarras oscuras intercaladas con bancos de areniscas y corresponden al periodo Devónico. (Espesor: 1500 m) • Formación Aranjuez.- Son bancos de conglo- merados intercalando con limonitas y areniscas de color rojo que corresponden a la época del Paleoceno. (Espesor: 500 m) • Formación La Paz.- Es la de mayor extensión, está compuesta de arcillas, limos, arenas y gravas predominando las primeras. En el tope de esta formación se encuentra una ceniza volcánica (Cinerita Chijini). Las arcillas de la formación La Paz se encuentran bien consolidadas; su edad corresponde al Plioceno. (Espesor: 500 m) • Formación Calvario.- Su ubicación se limita a la parte más septentrional de la ciudad, está compuesta de Till con pedrones y bloques de granitos. (Espesor: 100 m) • Formación Purapurani.- Esta compuesta prin- cipalmente por gravas con lentes de limos de color ocre, en su base se identifica un nivel alte- rado de color rojizo. (Espesor: 400 m) • Formación Milluni.- Formación compuesta por una intercalación de Till con gravas fluvioglacia- res. (Espesor: 250 m) La aMenaZa geOLógica En la ciudad de La Paz, especialmente, en las zonas periféricas, los procesos de remoción de masas son de carácter omnipresente, ya que durante la época lluviosa o inmediatamente después de ella, es posible advertir en forma alarmante sucesos de este tipo. Parte del área que es objeto del presente estu- dio, ha sufrido y sufre con mucha frecuencia desliza- mientos, los mismos que van produciéndose desde épocas pretéritas hasta la actualidad. desarrOLLO deL traBajO Fase 1 La necesidad de conocer la dinámica que gobierna la cuenca de la ciudad de La Paz es imprescindible, más aún si la información con la que se cuenta es escasa y restringida. La amenaza más frecuente a la que está sometida la cuenca de la ciudad de La Paz es la remoción en masa y generalmente se la asocia con un gran contribuyente el agua. Sin lugar a dudas es uno de los más importantes componentes en ese proceso, pero no el único. Al revisar el estado tectónico de la cuenca, especialmente del pasado reciente, y dinámica actual surge la pregunta. Cuál es el estado de los esfuerzos y su aporte para la ocurrencia de remisión en masa? Este estudio se convierte en un reto, esperando obtener la suficiente información, en un periodo relativamente corto, de la actividad asociada a reajustes dinámicos de una zona de la ciudad de La Paz. En la zona seleccionada se procuró instalar los cuatro equipos sísmicos, Figura 2, con el menor intervalo de tiempo entre ellos y un funcionamiento simultáneo de un periodo de 88 días (del 20/07 al 16/09), Tabla 1. Las estaciones DS1 y DS4 no funcio- naron por 14 días la primera y 6 días la segunda, por problemas menores sin gran relevancia, Tabla 1. TabLa 1 Sigla de Estación Ubicación barrio Fecha instalación Fecha de retiro Periodo efectivo de registro DS1 Iglesia Sagrados Corazones Alto Seguencoma 16/06/2008 16/09/2008 88 días DS2 Instituto Geográfico Militar/ Estado Mayor Miraflores 17/06/2008 09/11/2008 145 días DS3 Hidrografía Naval Miraflores 16/06/2008 09/11/2008 145 días DS4 Colegio Pedro Poveda Cuarto Centenario 25/06/2008. 31/10/2008 129 días 22 Investigación científica y preparación ante desastres El día 14 de julio a partir de las 5:00 AM se registraron varias vibraciones en la estación DS1 de las cuales una se registró primero en la estación DS4. Lo que indicaría que la fuente se ubicaría más próxima a esa estación. Un aspecto aparente- mente anómalo es que este probable micro sismo Figura 3 Ubicación Ubicación gráfica de las estaciones; DS1, DS2, DS3 y DS4, Figura 2. Figura 2. Ubicación de las estaciones en la zona de estudio no se registra en las estaciones DS2 y DS3 que se encuentran entre las anteriores mencionadas. Esta probable anomalía también ha ocurrido con algunos otros eventos lo que posiblemente signifi- caría que existe una anomalía entre las estaciones DS2 y DS3. (Figura 3) 23Riesgo sísmico en la ciudad de La Paz, Bolivia asociado a la geodinamica interna Fase 2 Cuatro sismómetros portátiles se han trasladado el 25 de febrero del presente año, en las ubicaciones de la Figura 4. En un área más reducida que la de la primera etapa, el objetivo no es monitorear movi- mientos en masa, sino sitios asociados a algunas micro fallas visibles en los alrededores del sector deslizado. Los periodos relativamente altos (0.15 s – 0.4 s) son más frecuentes en depósitos como torrentes Figura 4. Equipos temporales instalados alrededor del área de deslizamiento, plano de falla en la av. Regimiento Castrillo, y plano de deslizamiento en el río Gringojahuira. Figura 5 de barro y antiguos deslizamientos que en gravas semiconsolidadas como las que se encuentran en la terraza Miraflores (Estación DS4). (Figura 5) Estación Latitud º Longitud º DS1 -16.499423 -68.1146389 DS2 -16.506716 -68.114761 DS3 -16.503086 -68.112336 DS4 -16.503031 -68.117065 TabLa 2. Coordenadas de las estaciones 24 Investigación científica y preparación ante desastres Figura 8 Fase 3 Se monitorea la zona de Aranjuez por afloramien- tos geológicos, actualmente estamos en esta etapa, se monitorea la zona con tres estaciones, la cuarta estación (DS1) esta en OSC adquiriendo datos y además se hizo pruebas para poder trans- mitir por Modem o Null Modem “sin modem”, lo cual se logró. En la figura 6 se puede observar la ubicación de los lugares donde están instaladas las estacio- nes y en la tabla 3 se hallan las coordenadas de las mismas. Latitud Longitud DS2 -16.559686 -68.095186 DS3 -16.560915 -68.093412 DS4 -16.559697 -68.092686 Tabla 3. Coordenadas de las estaciones Figura 6. DS2, DS3, DS4 en aranjuez Figura 7 Obsérvese la diferencia en el periodo entre la señal del sismómetro emplazado en roca (arenisca) en la parte superior y la señal tomada sobre una terraza fluvial en la parte inferior. Se puede apreciar en la gráfica, que los periodos predominantes mayores a 0.1 s corresponden a depósitos de una terraza fluvial (Estación DS3), mientras que las estaciones emplazadas sobre roca dura presentan periodos menores a 0.1 s preferen- temente. (Figura 8). 25Riesgo sísmico en la ciudad de La Paz, Bolivia asociado a la geodinamica interna cOncLUsiOnes Los periodos predominantes registrados en sis-• mómetros instalados sobre roca (arenisca) son menores o igual a 0.1 s, mientras que los perio- dos predominantes registrados en sismómetros emplazados sobre la terraza fluvial y suelos transportados (como antiguos deslizamientos o torrentes de barro) se encuentran alrededor de 0.15 s. y 0.25 s. respectivamente. Los suelos en la ciudad de La Paz tienen una • respuesta diferente ante vibraciones, y dicha respuesta esta en función de las propiedades físico mecánicas de los mismos y también a la potencia. Los sedimentos blandos poco consolidados • amplifican las vibraciones y disminuyen su frecuencia. Los suelos que amplifican en mayor grado las • vibraciones corresponden a los de edad Cua- ternaria. Los micro sismos pueden ser medidos en cual-• quier momento, por tanto no es necesario esperar la ocurrencia de un evento sísmico para poder analizar las estructuras superficiales y de respuesta. Para sismos distantes (como por ejemplo el del • norte de Chile), con la llegada de ondas largas, los periodos para rocas duras aumentan, mien- tras que para sedimentos más blandos como los de la terraza fluvial disminuyen. Los equipos están cumpliendo su función y • aportando a un gran estudio científico, los datos que se obtengan serán de gran ayuda y referencia para posteriores investigaciones. BiBLiOgrafía Bles, J.L.,1977a. Características Litoestratigráficas de la Cuenca de La Paz, Cuadro Geológico Gene- ral. Consultoras BRGM – BCEOM Prudencio Cla- ros y Asociados, Bolivia. Bustillos, J., 1974a. Estudio Geotécnico de Villa Armonia, Tesis de Grado, Facultad de Ciencias Geológicas, Bolivia. Neumann, Frank,. 1970a. Principios Fundamen- tales para la Interpretación de Sismogramas, CERECIS. Udias, A., 1971a. Introducción a la Sismología y Estructura Interna de la Tierra, resUMen En este estudio se evalúa el peligro sísmico en forma probabilística para la región centro-oeste de Argentina entre 30°S - 35.5°S y 66.5°O - 71°O, considerando estudios recientes que han cuantificado a los mayores terremotos ocurridos en la región durante el siglo pasado y las últimas investigaciones paleosismológicas y neotectónicas relacionadas. A partir del análisis de la sismicidad cortical histórica y moderna para una escala local a regional y de la información neotectónica, se identificaron y delimitaron cuatro fuentes sismogenéticas correspondien- tes a Precordillera, Sierras Pampeanas Occidentales, Norte de Mendoza y Arco Volcánico Activo, para las cuales se esperan para alguna de ellas magnitudes momento máximas que superan los 7.5. La estimación se realizó evaluando la contribución de cada una de las fuentes al peligro sísmico total y en conjunto. En todos los casos se consideró condición de suelo roca. Para realizar la estimación de peligro sísmico se utilizó el código CRISIS2003 de Ordaz et al., (2003) siguiendo la metodología probabilística. Los resultados se presentan en una colección de mapas que muestran aceleraciones máximas, en su siglas en inglés (PGA), con 50%, 10% y 2% de probabilidad de ser excedidos en 50 años, equivalentes a períodos de retorno de 72, 475 y 2475 años, respectivamente. Los valores encontrados, muestran que la zona de mayor peligro sísmico es aquella comprendida entre la Precordillera y las Sierras Pampeanas Occidentales (Sierra de Pie de Palo), la cual incluye a la ciudad capital de la provincia de San Juan y departamentos del Gran San Juan, con valores de PGA de 400 gal para un período de retorno de 475 años. Otra zona, con una alta exposición al peligro sísmico de sismicidad cortical, es el Norte de Mendoza que también incluye a la ciudad capital de esa provincia y departamentos vecinos, con valores de PGA cercanos a 300 gal para el mismo período de retorno. ABSTRACT This study evaluates the seismic hazard from the probabilistic point of view for the central west region of Argentina between 30°S - 35.5°S and 66.5°W - 71°W. It is based on recent studies, which have quantified the major earthquakes that have occurred in the region in the past century, as well as paleoseismological and neotectonic investigations. estiMación deL peLigrO sísMicO de La región CENTRO-OESTE DE aRGENTINa Gregori, Salvador Daniel (1,2), Alvarado, Patricia (1,3), Guspi, Fernando (4), Sáez, Mauro (1) Departamento de Geofísica - Facultad de Ciencia Exactas, Físicas y Naturales- UNSJ (2) Instituto de Investigaciones Antisísmicas - Facultad de Ingeniería UNSJ (3) CONICET (4) Grupo Geofísica, Instituto de Física Rosario - UNR E-mail: dgregori@unsj.edu.ar 27Estimación del peligro sísmico de la región centro-oeste de Argentina Four seismogenetic sources are identified and characterized using analysis of historical and modern crustal seismicity at a local to regional scale and neotectonics information. These seismic sources are the Precordillera, Western Sierras Pampeanas, North of Mendoza and Active Volcanic Arc for which a maximum moment magnitude over 7.5 is expected. The estimation considers both the contribution of each source to the total seismic hazard and all of the sources as a whole. All estimations considered bedrock The code CRISIS2003 from Ordaz et al. (2003) to estimate the seismic hazard following the probabilistic methodology was used. The results are presented in a collection of maps, which quantify the seismic hazard in the studied region. The maps show maximum accelerations (PGA) values in units of gal, with 50%, 10% and 2% of probability of being exceeded in 50 years, corresponding to return periods of 72, 475 and 2475 years, respectively. The results indicate that the area between the Precordillera and the Western Sierras Pampeanas (Sierra Pie de Palo) is the region of the highest seismic hazard. This includes the city of San Juan and its neighbor localities. The PGA values are of 400 gal approximately for a return period of 475 years. Another area with a high exposure to the crustal earthquake hazards is North of Mendoza, including the main city of Mendoza and its adjacent departments, which show PGA values of about 300 gal for the same return period. 1. INTRODUCCIÓN Tradicionalmente, la sismicidad ha sido considerada como la distribución geográfica de los terremotos y sus efectos destructivos. La base para su estudio es, por lo tanto, la determinación de parámetros relacionados con los sismos, tales como su fecha y el momento preciso de ocurrencia, su localización, tamaño de la fuente sísmica, daños producidos, etc. Sin embargo el análisis en forma sistematizada de esta información muestra que la actividad sísmica tiene una relación directa con las estructuras geológicas y el tipo de deformación de las mismas. Para la región centro-oeste de Argentina se observa una actividad sísmica significativa dentro de la cor- teza continental (Placa Sudamericana) con sismos de poca profundidad menores de 35 km aproxima- damente; también puede apreciarse otra actividad sísmica dentro de la placa subductada (Placa de Nazca) con profundidades que van desde los 100 a 300 km. Comparativamente, los sismos de poca profundidad (≤ 35 km) han sido los responsables de los mayores desastres naturales en la historia argentina y se asocian con las estructuras de Pre- cordillera, Sierras Pampeanas Occidentales y la interacción entre ambas en el Norte de Mendoza. Como ejemplo, pueden citarse los terremotos de San Juan de 1894, 1944, 1952 y 1977 y de Mendoza de 1861 y 1985 (Figura 1), que causaron una gran destrucción y víctimas fatales que en algunos casos se contaron por miles. Otra región que muestra una actividad sísmica significativa, tal vez menos cono- cida, es aquella correspondiente en la corteza del Arco Volcánico Activo en el límite oeste de nuestro país entre la provincia de Mendoza y el país vecino de Chile. Por las razones anteriormente mencionadas, la región centro-oeste de Argentina se reconoce como la zona expuesta a la mayor ocurrencia de sismos y de gran magnitud (Gregori et al., 1993; INPRES, 2008), posiblemente relacionado con el tipo de estructura cortical y la geometría de la placa de Nazca que subduce horizontalmente bajo Sudamé- rica (Alvarado et al., 2007). 1.1. Motivación del presente estudio Si se analizan en la actualidad los efectos producidos por los terremotos ocurridos en la región centro- oeste de Argentina, puede caerse en el error de no darle al problema sísmico argentino la real impor- tancia que le corresponde, ya que, si bien el número de víctimas fatales no supera las 25.000 personas (INPRES, 1977), se debe tener en cuenta una serie de factores que en conjunto muestran la situación real, y que pueden resumirse de la siguiente manera: El terremoto más destructivo que afectó a la ciudad de Mendoza produjo la muerte de 8.000 per- sonas, pero ocurrió en el año 1861 cuando dicha ciu- dad contaba con 13.000 habitantes (INPRES, 1977). Es decir, que dos da cada tres personas fallecieron en dicho terremoto. Actualmente el conglomerado urbano de Mendoza cuanta con más de 1.000.000 28 Investigación científica y preparación ante desastres de habitantes. Este terremoto destruyó en un 90 % la edificación. El terremoto de mayor tamaño (en base a la información de área afectada por los daños) ocu- rrido en el país, se produjo en el año 1894 (Fig.1), ubicándose su epicentro en una zona completa- mente despoblada. Sin embargo, produjo gran- des daños en las ciudades de San Juan y La Rioja separadas por 280 km. En aquel momento, estas dos ciudades tenían aproximadamente 30.000 y 15.000 habitantes, respectivamente. Asimismo, redujo a escombros a muchas poblaciones inter- medias, afectando también las edificaciones de una extensa área que incluyó a ciudades como Córdoba, cuya población no sobrepasaba los 150.000 habi- tantes (INPRES, 1977). Actualmente las ciudades de San Juan, La Rioja y Córdoba cuentan con 695.640, 341.000 y 3.358.147 habitantes respectivamente, según proyecciones al mes de agosto de 2008 de acuerdo al censo 2001 (INDEC, 2008). Los movi- mientos sísmicos fueron claramente sentidos en la ciudad de Buenos Aires, ubicada a 1.100 km de la zona epicentral. Tal como se mencionó, por haberse localizado el epicentro del terremoto de 1894 en una región casi despoblada, el número de víctimas fatales fue de alrededor de 100. El terremoto de San Juan del 15 de enero de 1944 (Fig. 1), es el evento que ocasionó mayor cantidad de víctimas, oscilando entre diez y quince mil (INPRES, 1977), cuando la población total de la provincia era de 80.000 personas. Se produjo la destrucción casi total de las edificaciones. Por este motivo el terremoto de 1944 ha sido considerado como el mayor desastre natural en la historia de nuestro país (CRID, 2008). El terremoto ocurrido el 26 de enero de 1985 afectó al Gran Mendoza. A pesar de su moderada magnitud (Mw = 5.9) produjo daños de conside- ración en todo este núcleo urbano, perjudicando en distinto grado a por lo menos 20.000 construc- ciones, de las cuales no menos de 5.000 debieron ser demolidas por la severidad de los daños que presentaban (INPRES, 1986). Cabe destacar que en muchos casos, las demoliciones en los Depar- tamentos del Gran Mendoza fueron menos de las esperadas de acuerdo con las inspecciones, debido al problema social que originaba la falta de vivienda (INPRES, 1986). Como consecuencia de ello, muchas viviendas han quedado en pie, reparadas superfi- cialmente, constituyendo un riesgo muy elevado para sus moradores. Otro dato de interés, es aquel relacionado con los daños en algunos edificios del Gran de Mendoza, que habían sido construidos de acuerdo a las reglamentaciones sismorresistentes (INPRES, 1986). Un alto porcentaje de sismos destructivos ocurridos en el pasado afectaron a zonas rurales de muy escasa densidad de población, caracteri- zadas por la ausencia casi completa de edificios habitados. Hoy la provincia de San Juan registra un crecimiento poblacional en los últimos 10 años del 32% y la Provincia de Mendoza del 11 % (INDEC, 2008). Gran parte de las obras de infraestructura que hacen al desarrollo del país tales como complejos hidroeléctricos (más de diez), extracción y destilería de petróleo, oleoductos, industrias manufactureras, complejos turísticos incluyendo a los invernales, el corredor bioceánico y un vertiginoso crecimiento de la actividad minera se encuentran construidas o proyectadas en la región centro-oeste de Argentina donde se presenta el más alto nivel de actividad sísmica. Estas son algunas consideraciones, a tener en cuenta, para comprender que el problema sísmico Figura 1: Distribución epicentral de terremotos históricos en la región centro-oeste de argentina, de acuerdo a INPRES (2008). Las magnitudes reportadas por INPRES (ML) se indican entre paréntesis. Se muestra las provincias geológicas de Precordillera, Sierras Pampeanas y la interacción entre ambas que se extiende hasta el Norte de Mendoza. 29Estimación del peligro sísmico de la región centro-oeste de Argentina es una realidad que puede afectarnos en cualquier momento con consecuencias imposibles de prede- cir. Es por ello, que las construcciones ubicadas en la región centro-oeste de Argentina deben estar prote- gidas por los factores de seguridad que correspon- dan. Pero como la seguridad debe compatibilizarse con la economía, es necesario conocer cuantitativa- mente con el más alto grado de precisión posible el nivel de peligrosidad sísmica potencial de cada zona, lo que ha motivado a la realización del presente estudio, incorporando para su cálculo la informa- ción de mayor actualidad disponible a la fecha, y la utilización de software estándar que permita la comparación de resultados con otras zonas del país y el exterior, de manera de mantener actualizada la información sísmica. 2. METODOLOGÍa La evaluación del peligro sísmico de la región centro –oeste de Argentina, entre las latitudes 30°S y 32°S y longitudes 67°O y 69.5°O, se realizó mediante la metodología probabilística clásica de Cornell (1968). La misma, se basa en la definición de una función de distribución de probabilidad para un parámetro seleccionado del movimiento sísmico en un punto de interés, debido a la sismicidad esperada en el área alrededor del sitio, durante un período de exposición estipulado. El método requiere como primer paso la ela- boración de un catálogo de sismos razonablemente completo, para el cual se deben unificar cuidado- samente los distintos tipos de magnitudes sísmicas reportadas. Para este caso se convirtieron todas las magnitudes sísmicas a magnitud momento Mw. Para evaluar la integridad del catálogo se analizó la distri- bución de eventos en tiempo para diferentes rangos de magnitudes. Dado que el fenómeno sísmico puede asumirse como un proceso aleatorio que tiene una distribu- ción de Poisson, fue necesario eliminar toda la acti- vidad sísmica dependiente o repetitiva (réplicas o “aftershocks”) del catálogo a utilizar. Posteriormente, con el análisis espacial de la actividad sísmica proporcionada por el catálogo y sobre la base de información adicional: geológica, geofísica, neotectónica, paleosismológica y sate- lital se procedió a identificar las fuentes sísmicas, dividiendo el área de estudio en un sistema de regiones geológicas y sísmicamente homogéneas (Regionalización Sismotectónica) para las cuales se determinó un modelo de ocurrencia de sismos por medio de su correspondiente distribución frecuen- cia-magnitud. Además, es necesario conocer la ley de atenuación de los movimientos del suelo con la distancia. Finalmente con los datos seleccionados y aplicando una distribución de Poisson, se realizó un análisis probabilístico que permitió estimar los valores del movimiento del suelo para un período de retorno de 475 años. Para el cálculo, se empleó el programa CRISIS, versión 2003 desarrollado en el Instituto de Ingenie- ría de la Universidad Nacional Autónoma de México, y escrito por M. Ordaz, A. Aguilera y J. Arboleda (Ordaz, et al. 2003). A continuación, se analiza con mayor detalle los datos de entrada que se utilizaron en la estimación del peligro sísmico siguiendo el método de Cornell. 3. CaTÁLOGO DE SISMOS El catálogo de parámetros sísmicos utilizado en este trabajo está compuesto por datos del Centro Regional de Sismología para América del Sur CERE- SIS hasta 1981 (CERESIS, 1985) y, posteriores a ese año y hasta el 25 de julio de 2007 con datos del centro internacional “National Earthquake Informa- tion Center NEIC” (USGS, 2008). El catálogo CERE- SIS cuenta con información de parámetros sísmicos para Argentina desde 1692 hasta 1981. El mismo nace por la necesidad de unificar los catálogos de América del Sur bajo el auspicio del “Programa para la Mitigación de los Efectos de los Terremotos en la Región Andina” (conocido como Proyecto SISRA) y comprende a eventos para América del Sur (CERE- SIS, 1985). En este trabajo se ha considerado un conjunto de 3341 sismos corticales intraplaca con- tinentales Todas las magnitudes del catálogo fueron convertidas a magnitud momento (Mw) a través de un proceso multipasos propuesto por Scordilis (2006), quien derivó relaciones empíricas válidas globalmente que permiten convertir magnitudes expresadas en diferentes escalas utilizadas mun- dialmente en magnitud momento Mw. De esta forma es posible obtener una herramienta muy útil en la compilación de catálogos sísmicos homo- géneos. 30 Investigación científica y preparación ante desastres Mediante un programa se procedió a recono- cer y eliminar los sismos secundarios o aftershocks presentes en los subcatálogos de sismos obtenidos para cada una de las dos fuentes sísmicas identifi- cadas en este estudio. Este procedimiento permi- tió separar los sismos principales (mainshocks) de los secundarios (aftershocks). En la fuente sísmica Precordillera se eliminaron 7 réplicas resultando un subcatálogo de 122 sismos principales; en la fuente sísmica Sierra de Pie de Palo (Sierras Pampeanas Occidentales) se eliminaron 98 réplicas resultando un subcatálogo de 127 sismos principales, y para las fuentes sísmicas Norte de Mendoza y Arco Volcánico activo se eliminaros 25 y 41 aftershocks, resultando subcatálogos de mainshocks de 388 y 2704 eventos respectívamente. 4. RELaCIÓN DE aTENUaCIÓN Para evaluar el peligro sísmico de una región es necesario conocer la relación de atenuación de los movimientos del suelo con la distancia. Cuanto mayor sea la distancia de área de ruptura al sitio en que se evalúa el peligro, menor será su influen- cia. Debido a que no existe hasta el momento una relación de atenuación de la seudoaceleración con la distancia para la zona de trabajo, se utilizó para el cálculo las curvas de atenuación propuestas por Abrahamson y Silva (1997). Estos autores obtuvie- ron una relación de atenuación de la seudoace- leración en función de la distancia y la magnitud para distintos períodos estructurales, teniendo en cuenta sismos superficiales en zonas tectóni- camente activas del mundo, y tomando como base 655 registros observacionales de componentes horizontal y vertical, correspondientes a 58 sismos de magnitud mayor que 4.4. Este análisis de regresión de Abrahamson y Silva (1997) se desarrolló en base a un modelo de efectos aleatorios, que utiliza el método de máxima verosimilitud para correlacionar los registros obte- nidos de un terremoto. Así por ejemplo, si un sismo tiene una caída de esfuerzos (stress drop) mayor que el promedio de los sismos de esa magnitud, puede esperarse que los movimiento del suelo en todos los sitios producidos por este evento, sean mayores que el promedio. Es importante destacar que el muestreo de los datos debe ser uniforme para poder observar alguna tendencia producida solo por efectos de la fuente o el sitio. La ecuación del modelo de efectos aleatorios puede escribirse de la siguiente manera: Yij = f(Mi , Rj) + hi + ej (1) donde Yij es el movimiento del suelo para los j regis- tros, del sismo i ; Mi es la magnitud del sismo i , y Rij es la menor distancia entre el área de ruptura y los sitios donde se registraron los j registros del sismo i . La ventaja del método es que particiona los residuos para cada registro en dos términos esto- cásticos hi y ej que se consideran con una distri- bución normal y media cero. De esta manera, es posible separar aquellos efectos que pudieran estar causados por un pobre muestro de los regis- tros (variaciones intra-evento), de aquellos efectos provocados por diferencias sistemáticas entre un evento y el promedio de los mismos (variaciones. inter-evento). Para todas las estimaciones de peligro sísmico realizadas en este trabajo, se consideró la curva de atenuación correspondiente al promedio de las componentes horizontales y condición de suelo roca o suelo firme. 5. REGIONaLIZaCIÓN sisMOtectónica La zona bajo estudio forma parte de la región andina de trasarco como consecuencia de la compresión este-oeste generada por la subducción de la placa de Nazca bajo la Sudamericana. Estudios recientes de GPS indican un velocidad relativa de movimiento de 63 a 79 mm/año (Kendrick et. al., 2003). Las principales unidades morfoestructurales que se observan en la región corresponden a la Cor- dillera Principal, Cordillera Frontal, Precordillera y Sierras Pampeanas Occidentales (Figura 2). La zona de la alta cordillera de Los Andes se puede dividir en dos bloques: el sector norte de los Andes Centrales Meridionales, que incluye al seg- mento entre 28°S y 33°S, en el cual no se observa volcanismo reciente (últimos 10 millones de años) y, el sector situado hacia el sur de 33°S hasta 35.5°S correspondiente al Arco Volcánico Activo. Más hacia el este, donde la placa de Nazca subduce horizon- talmente, se encuentra el sector de Precordillera 31Estimación del peligro sísmico de la región centro-oeste de Argentina y de las Sierras Pampeanas Occidentales. Algunos autores han asociado la colisión de la dorsal de Juan Fernández como uno de los factores responsables del efecto de horizontalización en la geometría de la placa de Nazca subductada que ha producido el levantamiento simultáneo de los bloques de basa- mento cristalino de las Sierras Pampeanas (Jordan y Allmendinger, 1993; Yañez et al., 2001; Ramos et al., 2002). 5.1. Principales zonas sismogenéticas La actividad sísmica en el margen activo se caracte- riza por la ocurrencia de sismos intraplaca “outer- rise” en la zona correspondiente a la placa de Nazca antes de subductarse (Fromm et al., 2006; Clouard y Campos, 2006). La zona de acoplamiento de placas produce grandes terremotos (magnitudes > 8.0) asociados a ese contacto, cuyas profundi- dades pueden alcanzar los 50-60 km provocando gran destrucción y víctimas fatales. Un ejemplo es el terremoto de Valdivia de 1960 reconocido como el más grande (magnitud Mw ~ 9.5) registrado en la era sismológica instrumental (Manns, 1972; Kau- sel, 2006). Existe otra sismicidad de profundidad intermedia generada principalmente dentro de la placa que subducta (Araujo y Suarez, 1994; Pardo et al., 2002; Anderson et al., 2007). Dentro de la placa continental Sudamericana se producen sis- mos superficiales con profundidades focales < 35 km, los cuales han registrado más de 4 terremo- tos de magnitud M > 6.5 en las provincias de San Juan y Mendoza en el último siglo (INPRES, 2008). Debido a la magnitud de estos últimos sismos (M > 6.5) y consecuentemente a la liberación de energía cerca de centros poblados, la sismicidad cortical que ocurre en la región centro-oeste de Argentina ha provocado la mayor cantidad de daños y víctimas fatales en Argentina (INPRES, 1986). Del análisis conjunto de la actividad sísmica cortical asociada a las unidades morfoestructurales y estudios neotectónicos, se han seleccionado en este trabajo cuatro subregiones sismotectónicas o fuentes sísmicas que son: Precordillera, Sierras Pam- penas Occidentales (Sierra de Pie de Palo), Norte de Mendoza y Arco Volcánico Activo (ver Figura 2). 6. RESULTaDOS - MaPaS de peLigrO sísMicO En las Figuras 3, 4 y 5 se presenta el peligro sísmico al que está expuesta la región centro - oeste de Argentina, en valores de aceleración máxima (PGA) con un 50%, 10% y 2% de probabilidad de ser exce- didos en 50 años, lo que corresponde a períodos de retorno de 72, 475 y 2475 años, respectivamente, Figura 2: Mapa de la zona de estudio donde se pueden observar los gran- des rasgos morfoestructurales, geología y subregiones sismotectónicas (fuentes sísmicas) seleccionadas para este estudio. También se muestran las principales capitales de provincia de la región, y en color verde la proyección de la dorsal de Juan Fernández bajo Sudamérica. Figuras 3: Mapa de Peligro Sísmico representado por Picos Máximos de aceleración (PGa) con el 50% de probabilidad de ser excedidos en 50 años (72 años de período de retorno), generado por las cuatro fuentes sísmicas analizadas en este estudio: Precordillera, Sierras Pampeanas Occidentales, Norte de Mendoza y arco Volcánico activo, para sismo reportados con profundidad cortical. Condición del suelo roca. 32 Investigación científica y preparación ante desastres generado por las cuatro fuentes sísmicas anali- zadas en su conjunto. En los mapas se muestran las curvas de isoaceleraciones y en color rojo se observa que las mayores aceleraciones máximas están localizadas en una zona circular que abarca la capital de la provincia de San Juan y departamentos aledaños llegando a valores de aceleración máxima de 242 gal para sismos con un período de retorno de 72 años, y a 393 y 543 gal para el caso de sis- mos con períodos de retorno de 475 y 4275 años, respectivamente. Sin dudas, es la zona de mayor peligro sísmico de Argentina, coincidente con la TabLa 1: Rango de valores de las aceleraciones máximas del suelo (PGa), en unidades de gal, con 50%, 10%, y 2% de probabilidad de ser excedidos en 50 años (72, 475, y 2475 años de período de retorno), teniendo en cuenta sismos de profundidad cortical. Contribución al peligro sísmico de las cuatro fuentes sísmicas (peligro sísmico Total) y de cada una en forma individual. Condición del suelo roca. Fuente sísmica Probabilidad de excedencia del movimiento sísmico 50% en 50 años (72 años de período de retorno) 10% en 50 años (475 años de Período de retorno) 2% en 50 años (2475 años de período de retorno Total 31 – 242 53 – 393 76 – 543 Sierras Pampeanas Occidentales 16 – 239 26 – 386 36 – 534 Precordillera 10 – 153 21 – 310 31 – 460 Norte de Mendoza 10 – 147 19 – 280 28 – 417 Arco Volcánico Activo 10 – 150 18 – 263 26 – 383 Figura 4: Mapa de Peligro Sísmico representado por Picos Máximos de aceleración (PGa) con el 10% de probabilidad de ser excedidos en 50 años (475 años de período de retorno), generado por las cuatro fuentes sísmicas analizadas en este estudio: Precordillera, Sierras Pampeanas Occidentales, Norte de Mendoza y arco Volcánico activo, para sismos de profundidad cortical. Condición del suelo roca. localización de las subregiones sismotectónicas (fuentes sísmicas) Precordillera y Sierras Pampea- nas Occidentales, que han generado importantes terremotos en el último siglo (ver Figura 1). Otra zona en donde los mapas muestran un alto peligro sísmico, es la que corresponde a la región norte y centro de Mendoza donde se encuentra localizada su capital con valores de 152, 296 y 452 gal, para períodos de retorno de 72, 475 y 2475 años, res- pectivamente. En la Tabla 1 se muestran los resultados del peli- gro sísmico para la región centro - oeste de Argentina Figura 5: Mapa de Peligro Sísmico representado por Picos Máximos de ace- leración (PGa) con el 2% de probabilidad de ser excedidos en 50 años (2475 años de período de retorno), generado por las cuatro fuentes sísmicas analizadas en este estudio: Precordillera, Sierras Pampeanas Occidentales, Norte de Mendoza y arco Volcánico activo en conjunto, para sismos de profundidad cortical. Condición del suelo roca. 33Estimación del peligro sísmico de la región centro-oeste de Argentina en valores de aceleración máxima (PGA), con 50%, 10%, y 2% de probabilidad de ser excedidos en 50 años (72, 475, y 2475 años de período de retorno), calculados en roca y para sismos de profundidad cortical. Para analizar la contribución de cada una de las fuentes sísmicas, se muestran los resultados por separado, junto al valor que resulta de anali- zar las cuatro fuentes en conjunto “peligro sísmico total”. Como se observa en la Tabla 1, la fuente sísmica de Sierras Pampeanas Occidentales con valores de aceleración máxima de 534 gal para sismos con un período de retorno 2475 años, es la responsable de generar las mayores aceleraciones máximas seguida por la fuente sísmica Precordillera. 7. CONCLUSIONES En este trabajo se ha realizado la estimación pro- babilística del peligro sísmico para la región centro- oeste de Argentina entre las latitudes 30°S y 35.5° S y las longitudes 66.5° y 71° O, en base a estudios recientes que cuantifican a los mayores terremo- tos ocurridos en la región durante el siglo pasado y las últimas investigaciones geológicas, geofísicas, paleosismológicas y neotectónicas para la zona investigada. Los avances obtenidos en el desarrollo de esta investigación son los siguientes: Se reconocieron y delimitaron geográficamente en el área investigada cuatro subregiones sismo- tectónicas (fuentes sísmicas) asociadas a sismos de profundidad cortical (≤ 35 km), identificadas en este estudio como Precordillera, Sierras Pampeanas Occidentales, Norte de Mendoza y Arco Volcánico Activo. Los parámetros sísmicos que identifican a cada una de las cuatro fuentes sísmicas, según su dis- tribución frecuencia magnitud, fueron obtenidos sobre la base de un catálogo símico regional que se preparó para tal fin, con datos hasta julio de 2007. Los valores del parámetro b obtenidos de la relación de Gutenberg y Richter varían entre 0.87 y 1.11. Las regiones de Precordillera y Sierras Pampea- nas Occidentales representan las zonas de mayor peligro sísmico del área investigada, dado los altos valores de aceleración máxima y seudoaceleración que estas dos fuentes sísmicas generan. Los mapas con valores de aceleraciones máxi- mas (PGA) con un 50% de probabilidad de ser exce- didos en 50 años (72 años de período de retorno), muestran valores que varían entre (~30 a 250 gal). Esta estimación es poco conservativa, es decir, corresponde a sismos pequeños y frecuentes y refleja la vida útil de un edificio; es por ello, fre- cuentemente utilizada. Las estimaciones de aceleraciones máximas (PGA) con un 10% de probabilidad de ser excedi- das en 50 años (475 años de período de retorno), muestran valores que varían entre (~50 a 400 gal). En este caso, las estimaciones corresponden a un grado estándar de conservación para terremotos de tamaño moderado a grande. La importancia de este tipo de mapas se debe a que en general, ha sido empleado en el desarrollo de los códigos de construcción durante las últimas décadas. Las estimaciones de aceleración máxima (PGA) con un 2% de probabilidad de ser excedidas en 50 años (2475 años de período de retorno), varían entre (~75 a 550gal). Estas estimaciones son muy conservativas ya que muestran valores para terre- motos muy grandes, los cuales ocurren de manera poco frecuente. Se emplean en los nuevos códigos de construcción y se recomienda tomarlas en cuenta en caso de construcción de hospitales, escuelas u obras de ingeniería similares. Las zonas de mayor peligro sísmico (Precordi- llera y Sierras Pampeanas Occidentales) correspon- den a una zona de estructura de corteza engrosada, más fracturada y fallada que aquellas relacionadas con el Arco Volcánico Activo y Sierras Pampeanas Orientales. La distribución geográfica del peligro sísmico observado en los mapas, marcan una alineación noreste - suroeste, coincidente con la traza de la dorsal de Juan Fernández (Yañez et al., 2001; Ander- son et al., 2007). Esta buena correlación indica que la dorsal de Juan Fernández favorece a un mayor acoplamiento entre las placas lo que permite una mejor transferencia de los esfuerzos a la placa supe- rior (Sudamericana) con el consecuente aumento de la actividad sísmica. 8. REFERENCIaS Abrahamson, N. and Silva, W., 1997. Empirical response spectral attenuation, relations for 34 Investigación científica y preparación ante desastres shallow crustal earthquakes. Seismological Research Letters, 68(1): 94-116. Alvarado, P., Beck, S., Zandt, G., Araujo, M. y Triep, E., 2005. Crustal deformation in the south- central Andes backarc terranes as viewed from regional broad-band seismic waveform model- ling. Geophysical Journal International 163 (2), 580-598. Alvarado, P. y Beck, S., 2006. Source characterization of the San Juan (Argentina) crustal earthquakes of 15 January 1944 (Mw 7.0) and 11 June 1952 (Mw 6.8). Earth and Planetary Science Letters 243, 615 – 631. Alvarado, P., Beck, S. y Zandt, G., 2007. Crustal struc- ture of the south-central Andes cordillera and backarc region from regional waveform model- ing. Geophysical Journal International, 170(2), 858-875. Alvarado P., Barrientos, S., Saez, M., Astroza, M., Beck, S., 2008. Source Study and Tectonic Implications of the Historic 1958 Las Melo- sas Crustal Earthquake, Chile, Compared to Earthquake Damage. Aceptado para su publi- cación en Phisycs of the Herat and Planetary Interiors. Anderson, M., Alvarado, P., Zandt, G. and Beck, S., 2007. Geometry and brittle deformation of the subducting Nazca Plate, Central Chile and Argentina. Geophysical Journal International, 171(1): 419-.434. doi: 10.1111/j.1365-246- X.2007.03483.x Araujo, M. y Suarez, G., 1994. Araujo, M. & Suarez, G., 1994. Geometry and state of stress of the sub-ducted Nazca plate beneath central Chile and Argentina: evidence from teleseismic data, Geophys. J. Int., 116, 283–303 CERESIS, 1985. Centro Regional de Sismología para América del Sur. Terremotos destructivos de América del Sur 1530 – 1894. Volumen 10 Clouard, V.,Campos, J., Lemoine, A., Perez, A., Kausel, E., 2006. Outer rise stress changes related to the subduction of the Juan Fernandez Ridge, central Chile Journal of Geophysical Research, vol. 112, b05305, oi:10.1029/2005jb003999. Cornell, C. A., 1968. Engineering seismic risk análisis. Bull. Seism. Soc. Am. 58, 1583-1606. CRID, 2008. Centro Regional de Información sobre Desastres. www.crid.or.cr Fromm R., Alvarado P., Beck S. and Zandt G., 2006. The April 9, 2001 Juan Fernandez Ridge (Mw 6.7) tensional outer-rise earthquake and its aftershock sequence. Journal of Seismology (2006) 10: 163–170. DOI: 10.1007/s10950- 006-9013-3 Giardini, D., Grunthal, G., Shedlock, K., Zhang, P., 1999. The GSHAP global seismic hazard map. Ann Geofis. 42, 1225-1230. Gregori, S. D., 1993. Estudio de riesgo sísmico en la República Argentina. Centro IITEP (Rusia) y MAFRE (España), Beca desarrollada en Rusia y España. P. 125. Gregori, S. D., 1996. Atenuación por distancia e influencia del terreno en valores espectrales del movimiento de terremotos en territorio Argen- tino. Informe Beca de Iniciación, CONICET. INDEC, 2008. Instituto Nacional de Estadísticas y Censos. Catálogo de datos poblacionales on- line. INPRES, 1977. El terremoto de San Juan del 23 de noviembre de 1977. Informe preliminar, 102p. San Juan. INPRES, 1977. Zonificación Sísmica de la República Argentina. Publicación Técnica N° 5, 42p. San Juan. INPRES, 1986. Gran Mendoza, el núcleo urbano expuesto al mayor nivel de riesgo sísmico en República Argentina. Publicación Técnica N° 10. INPRES, 1986. Características principales del ter- remoto de Mendoza de 26 de enero de 1985. Publicación Técnica N° 11. INPRES, 2008. Listado de sismos históricos de Argen- tina (www.inpres.gov.ar) catálogo de sismos on-line. INPRES-CIRSOC 103, 1983. Normas Argentinas para construcción sismorresistente. Parte I: Construcción en general. Instituto Nacional de Prevención Sísmica. Centro de Investigación de los Reglamentos de Seguridad para las Obras Civiles. Jordan, T. E., Allmendinger,R. W., Damanti, J. F. y Drake, R. E., 1993. Cronology of motion in a complete thrust belt: the Precordillera, 30-31°S, Andes Mountain. Journal of Geology, 101: 137-158. Kausel, E., 2006. Boletín informativo de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Universidad de Chile. http://ing.uchile.cl/boletín/noticia. php Kendrick, E., Bevis, M., Smalley, B., Brooks, B., Bar- riga Vargas, R., Lauría, E. y Souto Fortes, L., 35Estimación del peligro sísmico de la región centro-oeste de Argentina 2003. The Nazca–South America Euler vector and its rate of change. Journal of South Ameri- can Earth Sciences. Volume 16, p. 125-131. Manns, P., 1972. Los terremotos chilenos (Libro uno). Empresa Editorial Nacional Quimantu Ltda. Ordaz, M., Aguilera, A. y Arboleda, J., 2003. CRI- SIS2003. Ver. 3.1.0 - Program for computing seismic hazard. Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Pardo, M., Comte, D. and Monfret, T., 2002. Seismo- tectonic and stress distribution in the central Chile subduction zone, Journal of South Ameri- can Earth Sciences 15(1) 11-22. doi:10.1016/ S0895-9811(02)00003-2 Ramos, V.A., Cristallini, E.O. & Perez, D.J., 2002. The Pampean flat-slab of the central Andes, J. South Am. Earth Sci., 15, 59–78. Ramos, V.A., 2002. La transición entre las fajas plegadas y corridas de Aconcagua y Malargüe; influencia del basamento de la cordillera fron- tal. Decimoquinto Congreso Geológico Argen- tino, Acta 3: 166-167, Calafate. Scordilis, E. M., 2006. Empiricalglobal relations con- verting Ms and mb to moment magnitud. Jour- nal of seismology (2006) 10: 225 – 236. Tanner, J., Shedlock, K., 2004. Seismic hazard maps of Mexico, the Caribbean, and Central and South America. Tectonophysics 390, p. 159-175. USGS, 2008. U. S. Geological Survey. www.usgs.gov/ Yañez, G.A., Ranero, C.R., von Huene, R. and Díaz, J., 2001. Magnetic anomaly interpretation across the southern central Andes (32°-34°S): The role of the Juan Fernández Ridge in the late Tertiary evolution of the margin. Journal of Geophysical Research 106(B4): 6325-6345. intrOdUcción Los Proyectos de Microzonificación Sísmica que se realizan en la actualidad en las principales ciudades de Venezuela, obedecen a la necesidad de delimitar la respuesta local del subsuelo ante la ocurrencia de un sismo principalmente en los centros urba- nos en donde se concentra la mayor densidad de la población de Venezuela. La ejecución del Proyecto de Microzonificación Sísmica de Caracas y Barqui- simeto corresponde a la circunstancia de que el norte de Venezuela está sometido a una amenaza sísmica elevada, asociada a la interacción de las pla- cas tectónicas del Caribe y Sudamérica. Caracas ha sufrido terremotos históricos destructivos y según la norma sísmica nacional está ubicada en la zona sísmica 5, a la cual se le asigna una aceleración pico en roca para período de retorno de 475 años (A0) de 0.3 g (COVENIN, 2001). Además, en el terremoto que sufrió Caracas en el año 1967, se evidenciaron fuertes efectos de sitio, los cuales influyeron en la cantidad y en la localización de los daños generados por el terremoto. Esto implica que hay parámetros que controlan la respuesta sísmica dentro de la ciu- dad, que no están reflejados en la norma sísmica (COVENIN, 2001), la cual considera como princi- pal factor de diferenciación el perfil superficial de suelo, sin tomar en cuenta estratos sedimentarios mayores a 50 m de espesor. Bajo esta premisa y siendo la capital venezolana la ciudad pionera para estudios de Microzonificación Sísmica en el país, se planteó la evaluación detallada de la respuesta sísmica, basándose en la información previa, así como en nueva información sismogénica, geológica, geomorfológica, geotécnica y geofísica; informa- ción sobre la cual se elabora una metodología que permite asociar a cada sitio dentro de una ciudad un espectro de diseño característico, derivado de modelos dinámicos 1-D tipificados, incorporando aproximadamente efectos de cuenca 2-D y 3-D cali- brados para las diferentes microzonas identificadas. La metodología desarrollada para Caracas se ha apli- cado posteriormente en la región de Barquisimeto- Cabudare. MetOdOLOgia La metodología utilizada en el presente proyecto está descrita en líneas generales en Hernández et al.(2006). Los principales elementos del estudio son: 1) Evaluación probabilística de la amenaza sísmica uniforme en afloramiento rocoso; 2) Modelado geofísico del subsuelo, definiendo las propiedades de gruesos estratos del subsuelo y del basamento rocoso (Sánchez et al., 2005) y de los periodos fun- damentales de los sitios (Rocabado et al., 2006); 3) Desarrollo de modelos genéricos de respuesta dinámica usando un análisis unidimensional equi- valente lineal con el programa SHAKE (Schnabel et al., 1972), considerando variaciones en el espesor de sedimentos (entre 10 y 350 m) y la velocidad pro- MicrOZOnificación sísMica en caracas y BarQUisiMetO: LOgrOs y aLcances Schmitz1, M., Hernández2, J.J., Morales1, C., Domínguez1, J., Tagliaferro1, M., García1, K., Amarís1, E., Reinoza1, C., Leal1, V., Cano1, V., Rocabado, V1., Paolini, M.1 y el grupo de trabajo del Proyecto de Microzonificación sísmica de Caracas y Barquisimeto 1. FUNVISIS, Final calle Mara, Urb. El Llanito, Caracas, e-mail: cmorales@funvisis.gob.ve 2. Consultor en Ingeniería Estructural e Ingeniería Sísmica, Caracas, e-mail: julher@cantv.net 37Microzonificación sísmica en Caracas y Barquisimeto: logros y alcances medio de ondas de corte de los primeros 30 m entre 150 y 650 m/s (Morales et al., 2009), y variaciones de los modelos constitutivos del material, conducen- tes en Caracas a 206 perfiles de suelo, los cuales se agruparon en 12 clases representativas (Hernández et al., 2009a); 4) Modelado 2D y 3D identificando variaciones de los efectos de sitio; 5) Definición de microzonas de respuesta sísmica similar. Para ello, los resultados antedichos se validaron con varias fuentes de información, como el análisis geomorfo- lógico, geológico y geofísico de los sedimentos (e.g. Weston, 1969; Schmitz et al., 2008; Amarís et al., 2009, Reinoza et al., 2009, figura 1), el examen geo- técnico de las rocas expuestas en laderas, y el análisis detallado de los daños reportados durante el terre- moto de Caracas de 1967. Además, los espectros obtenidos fueron calibrados y corregidos mediante su comparación con espectros de terremotos rea- les (PEER, 2005); 6) Evaluación del peligro sísmico a movimientos en masa de las laderas, realizando calibraciones importantes de la metodología (Her- nández et al., 2008). De esta manera, se podrán identificar áreas para intervención prioritaria. Adi- cionalmente, se toman en consideración efectos topográficos en áreas de relieve escarpado. Ambos resultados representan una importante contribución inicial al problema social de las viviendas informa- les en los cerros; 7) Evaluación de edificaciones en cuanto a su comportamiento estructural típico, con objeto de establecer prioridades para el refuerzo de edificaciones existentes según su localización dentro de las diferentes microzonas (Hernández y Domín- guez, 2009). Toda la información generada dentro del proyecto ha sido incorporada en un Sistema de Información Geográfica (SIG), el cual permitirá la interacción con las instituciones locales y planifica- dores urbanos para la rápida implementación de las recomendaciones. Figura 1. (arriba) Espesor y distribución de los sedimentos del valle sedimentario de Caracas, calculado a partir del modelado de la respuesta gravimétrica integrado con información sísmica y geotécnica. (abajo) Espesor y distribución de los sedimentos de la terraza aluvial de barquisimeto y de la cuenca de tracción de Cabudare, calculado a partir del modelado de la respuesta gravimétrica integrado con información sísmica y geotécnica. 38 Investigación científica y preparación ante desastres resULtadOs La amenaza sísmica del Área Metropolitana de Caracas, que es definida en la Norma de Edifica- ciones Sismorresistentes (COVENIN, 2001) en 0.3 g, ha sido detallada a valores de 0.26 a 0.32 g para las aceleraciones pico A0 y 0.21 - 0.28 g para las aceleraciones de respuesta elástica para P = 1 s (Hernández y Schmitz, 2009; figura 1). Para las ciu- dades de Barquisimeto – Cabudare (con A0 = 0.3 g en COVENIN, 2001) se detallaron los valores de 0.21 g a 0.32 g como aceleración pico A0 (Hernández et. al., 2009b). Se han definido a partir de los nue- vos estudios geológicos, geotécnicos y geofísicos las microzonas de similar comportamiento sísmico dentro y fuera del valle sedimentario de Caracas (figura 2) y de la terraza aluvial de Barquisimeto y en la cuenca de tracción de Cabudare (figura 3). Figura 2. Microzonas de similar respuesta sísmicas delimitadas dentro y fuera de valle sedimentario de Caracas. Figura 3. Microzonas de igual respuesta sísmicas delimitadas en la Terraza aluvial de barquisimeto y en la Cuenca de Tracción de Cabudare. 39Microzonificación sísmica en Caracas y Barquisimeto: logros y alcances A estas microzonas se les han asignado según los parámetros arriba descritos los espectros resultan- tes, que incluyen en Caracas la incorporación de los efectos 2D y 3D de cuenca (Papageorgiou y Kim, 1991; Delavaud, 2007 figura 4). Otras importan- tes ciudades venezolanas ya cuentan con estudios geofísicos preliminares sobre la configuración de los sedimentos someros y profundos, tal es el caso Mérida en los Andes (Reinoza et al., 2006 ), el eje Maracay – Valencia, en el centro del país (Rojas et al., 2008), el eje Puerto La Cruz, Barcelona (Gascón et al., 2009 y Schmitz et al., 2009), Cumaná (Cru- ces et al., 2008) y Carúpano (Paolini et al., 2009) en el oriente de Venezuela, ciudades en las cuales ya existen mapas de isoperiodos H/V, distribución velocidades sísmicas y en las dos últimas existen mapas y modelos gravimétricos. cOncLUsiOnes y recOMendaciOnes La distribución de daños causados por el terremoto de Caracas de 1967 evidenció fuertes efectos de sitio dentro del valle sedimentario. Sin embargo, los parámetros principales que controlan la respuesta sísmica, como el espesor de sedimentos superior a 50 m y la geometría de la cuenca, no están consi- Figura 4. Espectros ajustados y normativos por clases de sitios; a0, = 0.28 g en Caracas sin efectos 3D de cuenca (izquierda) y ejemplo de espectro recomendado para el grupo GP-12, correspondiente a la microzona 6 (derecha). derados en la norma sísmica venezolana. Durante la ejecución del proyecto se desarrolló una meto- dología para la evaluación de la respuesta sísmica en diferentes zonas de Caracas. Esta metodología se basa en la obtención de espectros en superficie cal- culados mediante modelos genéricos del subsuelo, variando la velocidad de propagación de ondas de corte en los primeros 30 m (Vs30) y los espesores de sedimentos para una configuración fija de caracte- rísticas de los sedimentos. Los espectros resultantes se calibraron con diferentes metodologías (perfiles reales del suelo, mediciones de ruido ambiental, resultados de estudios y normas internacionales, etc.) y se incorporaron los efectos de cuenca en las zonas con sedimentos cuaternarios. Los resultados del proyecto permiten asignar espectros de respuesta modificados para las dife- rentes partes de Caracas con las recomendaciones correspondientes para su utilización, en comple- mento de las indicaciones de la norma venezolana. Estos resultados pueden implementarse de una vez por las municipalidades, ya que la norma sísmica per- mite que estudios especiales autorizados como los correspondientes al Proyecto de Microzonificación sustituyan parcialmente a sus especificaciones. Se incluyó en el proyecto una evaluación de des- lizamientos activados por terremotos (Hernández et 40 Investigación científica y preparación ante desastres al., 2008). A partir de los resultados obtenidos no se pretende que se tomen decisiones inmediatas de intervenciones locales; el objetivo ha sido la identifi- cación de las zonas más peligrosas a deslizamientos traslacionales y en ellas convendrá que principal- mente se realicen estudios y proyectos detallados de carácter multidisciplinario en conjunción de las ingenierías geológica, geotécnica y sísmica. agradeciMientOs Estudio financiado por FONACIT–BID II 2004000738 como parte del Proyecto de Microzonificación Sís- mica de las ciudades Caracas y Barquisimeto. Demás miembros del grupo de trabajo del Proyecto de Microzonificación Sísmica de Cara- cas y Barquisimeto son: R. Abreu, A. Aguilar, I. Aguilar, L. Alvarado, L. Andrade, M. Andrade, F. Anzola, J. Araque, F. Audemard, J. Ávila, J. Azuaje, M. Bueno, H. Cadet, E. Caraballo, A. Castillo, L. Colmenárez, C. Cornou, E. Delavaud, J. Delgado, R. DeMarco, L. Figueira, P. Feliziani, Y. Flores, J. González, M. González, J. Guzmán, A. Hernández, A. Justiniano, R. López, M.E. Marante, W. Marín, J. Masy, D. Molina, J. Mon- cada, R. Ollarves, J. Oropeza, M. Palma, B. Quin- tero, C. Quinteros, H. Rendón, J. Rodríguez, L. Rodríguez, R. Rojas, G. Romero, C. Sánchez, J. Sánchez, A. Singer, A. Solórzano, N. Timaure, F. Urbani, M. Valleé, P. Varguillas, R. Vásquez, M. Villar, J.-P. Vilotte, A. Zambrano, H. Zambrano, J. Zamora. referencias Amaris, E., Sánchez, J., Rocabado, V., Moncada, J., Schmitz, M., González, M., 2009. Espesores y características de los sedimentos profundos. Subcapítulo 3.4, Proyecto de Microzonificación Sísmica de Caracas, FUNVISIS. COVENIN, 2001. Edificaciones sismorresistentes, COVENIN 1756:2001. Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN), FONDO- NORMA, MCT, MINFRA, FUNVISIS, Caracas, pp. 113. Cruces, J., Izarra, C., Schmitz, M., 2008. Modelado gravimétrico 3D en Cumaná usando datos procesados a partir de nuevos estándares. XIV Congreso Venezolano de Geofísica, Caracas, Memorias en CD, 7 p. Delavaud, E., 2007. Simulation numérique de la propagation d’ondes en milieux géologiques complexes: application à l’évaluation de la réponse sismique du bassin de Caracas. PhD thesis, IPGP, France, pp. 155. Gascón, R., Paolini, M. y Schmitz, M., 2009. Deter- minación de los Períodos Fundamentales del Suelo en la Ciudades de Barcelona, Puerto La Cruz y Lecherías, Como aporte a la Microzo- nificación Sísmica. V Coloquio sobre Microzo- nificación Sísmica, Caracas, 19 al 22 de mayo de 2009, 4 p. Hernández, J.J., Schmitz, M., Audemard, F., Malavé, G., 2006. “Marco conceptual del proyecto de microzonificación de Caracas y Barquisimeto”. VIII Congreso Venez. de Sismol. e Ing. Sísmica, Valencia, Venezuela, 2006, Memorias en CD, 8p. Hernández, J.J., Schmitz, M., Delavaud, E., Cadet, H., Domínguez, J., Morales, C., 2009a. Espectros de respuesta sísmica en microzonas de Cara- cas considerando efectos de sitio 1D, 2D y3D. V Coloquio sobre Microzonificación Sísmica, Caracas, 19 al 22 de mayo de 2009, 4 p. Hernández, J.J., Azuaje, J., Molina, D., 2009b. Ame- naza sísmica local. Subcapítulo 2.3. Proyecto de Microzonificación Sísmica de Barquisimeto - Cabudare, FUNVISIS. Hernández, J.J., Valleé, M., Feliziani, P., Schmitz, M., Oropeza, J., Tagliaferro, M., Castillo, A., Cano, V., 2008. Peligro sísmico de deslizamientos en laderas de Caracas. 50 Aniversario de la Socie- dad Venezolana de Geotecnia (SVDG), 6 al 9 de noviembre 2008, Caracas, Memorias, 14 p. Hernández, J.J., Schmitz, M., 2009. Evaluación actua- lizada de amenaza sísmica para la microzonifi- cación de Caracas. V Coloquio sobre Microzo- nificación Sísmica, Caracas, 19 al 22 de mayo de 2009. Hernández, J.J., Domínguez, J.G., 2009. Evaluación aproximada de edificaciones típicas. Subcapí- tulo 5.3, Proyecto de Microzonificación Sísmica de Caracas, FUNVISIS. Morales, C., García, K., Gonzáles, M., Tagliaferro, M., Flores, Y., Villar, M., Justiniano, A., Moncada, J., Schmitz, M., Hernández, J.J., Cano, V., 2009. Características geofísicas y geotécnicas some- ras (Vs30). Subcapítulo 3.3, Proyecto de Micro- zonificación Sísmica de Caracas, FUNVISIS. 41Microzonificación sísmica en Caracas y Barquisimeto: logros y alcances Papageorgiou A.S., Kim J., 1991. Study of the propa- gation and amplification of seismic waves in Caracas valley with reference to the 29 July 1967 earthquake: SH waves. Bull. Seis. Soc. Am., 81, 2214-2233. PEER, 2005. PEER NGA Database. Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER), California. Paolini, M., Pacheco, D., Rocabado, V., Moncada, J.., Reinoza, C.., Amarís, E.., Schmitz, M., 2009. Estudio geofísico integrado en la ciudad de Carúpano, estado Sucre. V Coloquio sobre Microzonificación Sísmica, Caracas, 19 al 22 de mayo de 2009, 4 p. Rocabado, V., Schmitz, M., Rendón, H., Villote, J-P., Audemard, F., Sobiesiak, M., Ampuero, J-P., Alvarado, L., 2006. Modelado numérico de la respuesta sísmica 2D del valle de Caracas. Caracas, Venezuela, Revista de la Facultad de Ingeniería de la U.C.V., Vol. 21, N° 4, pp. 81–93, 2006. Reinoza, C., Sánchez, J., Schmitz, M. Y Klárica, E., 2006. Modelado geofísico del basamento del área metropolitana de la ciudad de Mérida, Venezuela. Revista de la Facultad de Ingeniería de la U.C.V., Vol. 21, N° 4, pp.71–80. Reinoza, C., Rocabado, V., Morales, C., Ávila, J., Schmitz, M., García, K., Sánchez, J., Sánchez, C., De Marco, R., Solórzano, A., Varguillas, P., Urbani, F., 2009. Espesores y características de los sedimentos profundos. Subcapítulo 3.3. Proyecto de Microzonificación Sísmica de Barquisimeto - Cabudare, FUNVISIS. Rocabado, V., Schmitz, M., Rendón, H., Villote, J-P., Audemard, F., Sobiesiak, M., Ampuero, J-P., Alvarado, L., 2006. Modelado numérico de la respuesta sísmica 2D del valle de Caracas. Caracas, Venezuela, Revista de la Facultad de Ingeniería de la U.C.V., Vol. 21, N° 4, pp. 81–93, 2006. Sánchez, J. Schmitz, M., Cano, V., 2005. Mediciones Sísmicas profundas en Caracas para la deter- minación del espesor de sedimentos y velo- cidades sísmicas como aporte para el Estudio de Microzonificación Sísmica. Boletín Técnico IMME Volumen 43 Nº 2. pp. 49-65. Schmitz, M., Hernández, J.J., Morales, C., Molina, D., Valleé, M., Domínguez, J., Delavaud, E., Singer, A., González, M., Leal, V., y el grupo de trabajo del proyecto de Microzonificación Sís- mica de Caracas, 2008. Resultados principales del proyecto de Microzonificación Sísmica en Caracas. Conferencia 50 Aniversario de la Socie- dad Venezolana de Geotecnia (SVDG), 6 al 9 de noviembre 2008, Caracas, 11 p. Schmitz, M., Manchego, M., Salcedo, A., Flores, H., Leal, V., Rodríguez, I., Pombo, A., Capriles, M. D., Guzmán, J., Paolini, M., Reinoza, C., Roca- bado, V. y grupo de trabajo Gestión de Riesgo, 2009. Proyecto de investigación aplicada a la gestión integral de riesgo en espacios urbanos: Conformación de redes de actores. V Coloquio sobre Microzonificación Sísmica, Caracas, 19 al 22 de mayo de 2009, 3 p. Schnabel, P., Lysmer, J., Seed, H., 1972. SHAKE - A computer program for earthquake response analysis of horizontally layered sites. Earthquake Engineering Research Center, Report No. UCB/ EERC-72/12. Univ. of California, Berkeley. Weston Geophysical Engineers International Inc., 1969. Investigaciones Sísmicas en el Valle de Caracas y en el Litoral Central (bajo la plani- ficación y supervisión de la Comisión Presi- dencial para el Estudio del Sismo), Caracas, 22 pp. resUMen Una vez concluido el Estudio de Microzonificación Sísmica de Bogotá (MZSB), la Dirección de Preven- ción y Atención de Emergencias de Bogotá (DPAE) y el Instituto Colombiano de Geología y Minería (INGEOMINAS) pusieron en marcha en 1997 el proyecto de instalación y mantenimiento de la Red de Acelerógrafos de Santafé de Bogotá (RASB), cuyo funcionamiento inició en enero de 1999 con treinta (30) estaciones dotadas de acelerógrafos Kinemetrics: 28 modelo ETNA y 2 tipo K-2 con downhole. Adicionalmente, la ciudad cuenta con 3 estaciones de la Red Nacional de Acelerógrafos de Colombia (RNAC), adscrita al INGEOMINAS. La RASB ha registrado 47 eventos sísmicos tanto superficiales como profundos, con magnitudes ML entre 3.9 y 6.6 y distancias epicentrales entre 40 y 500 Km., lo que ha permitido conformar una base de datos con movimientos tanto fuertes como débiles. Se presenta la comparación de los espectros de respuesta agrupados por las zonas de la MZSB contra los espectros de diseño adoptados en Bogotá mediante el Decreto 074 de 2001; mostrando que en las zonas lacustres especialmente, hay diversas formas de respuesta cubiertas parcialmente por los espectros de diseño y sugiriendo la existencia de posibles subdivisiones dentro de ellas. Palabras clave: Acelerógrafo, espectro de respuesta, fuente sísmica, distancia epicentral. ABSTRACT Once concluded the study of seismic microzonification of Bogotá (MZSB in Spanish), the Direction of Prevention and Attention of Emergencies of Bogotá (DPAE in Spanish) and Colombian Institute of Geology and Mining (INGEOMINAS in Spanish) put in progress in 1997 the project of installation and maintenance the Network of Acelerograph of Santa Fé de Bogotá: 28 model ETNA and 2 type K – 2 with downhole. Additionally, the city has 3 stations Colombian National Network of Acelerograph (RNAC in Spanish), ascribed to the INGEOMINAS. iMpLicaciOnes de La infOrMación registrada en La RED DE aCELERÓGRaFOS DE bOGOTÁ Y La RED NaCIONaL DE aceLerógrafOs de cOLOMBia, sOBre La MicrOZOnificación SÍSMICa DE bOGOTÁ. Carlos Alvarado Flórez, IC. Esp. INGEOMINAS. calvarado@ingeominas.gov.co Carlos Fernando Lozano. IC. INGEOMINAS. clozano@ingeominas.gov.co María Luisa Bermúdez, IC. M.Sc. INGEOMINAS. mlbermudez@ingeominas.gov.co 43Implicaciones de la información registrada en la red de acelerógrafos de Bogotá The RASB has registered 47 seismic events both shallow as deep, with magnitudes ML between 3.9 and 6.6 and epicentral distances between 40 and 500 Km., what he has permitted conforming a data base with movements both strong as weak. It is shown it comparison of the response spectra grouped for the zones of the MZSB against the designing spectra adopted in Bogotá through the Decree 074 of 2001; showing than at the lakes zones specially, there is diverse forms of response covers partially for the designing spectra and suggesting possible subdivisions’s existence within them. Keywords: Accelerographs, response spectrum, seismic source, epicentral distance. 1. INTRODUCCIÓN En el momento de la ejecución de las investigacio- nes correspondientes al Estudio de Microzonifica- ción Sísmica de Bogotá -MZSB [1], los datos dispo- nibles tanto de acelerogramas de eventos sísmicos registrados en estaciones ubicadas en los suelos blandos, como de la información y caracterización geotécnica en profundidad, permitieron proponer modelos de respuesta ante comportamiento diná- mico con un grado de confiabilidad acorde con el estado del arte y la información existente en su momento. El Estudio de Microzonificación Sísmica logró un aporte muy significativo en materia de caracte- rización geológica y geotécnica para la ciudad de Bogotá. Es así como nuevos elementos de la ame- naza local surgieron, identificando y cuantificando posibles fuentes sismogénicas que afectan la zona. De otra parte las investigaciones geofísicas y la zoni- ficación geotécnica de la ciudad permitieron una detallada clasificación y caracterización dinámica de los materiales que conforman el subsuelo. Sin embargo, a la luz de reciente información obtenida por la RASB y la RNAC, diferentes aspectos requie- ren de revisión y actualización, tales como las curvas de degradación del módulo de rigidez y amortigua- miento, las velocidades de onda de corte, la secuen- cia estratigráfica, los tipos de suelos en profundidad, la presencia de suelos especiales (p.e.turba) y el espesor del depósito (basamento rocoso), así como también la caracterización sismológica regional, la selección de las señales de diseño y la ocurrencia de efectos locales, entre otros. En ese orden de ideas el presente trabajo, aporta nuevos criterios y herramientas de discusión para la actualización de los espectros y parámetros de diseño sismorresistente en la ciudad y verifica la respuesta sísmica del suelo evaluada en la microzo- nificación sísmica de Santa Fé de Bogotá mediante el análisis de los registros sísmicos provenientes de la instrumentación acelerográfica instalada en la ciudad. 2. INFORMaCIÓN SÍSMICa registrada pOr La red de aCELERÓGRaFOS DE bOGOTÁ – RaSb Una vez concluido el Estudio de MZSB, la Direc- ción de Prevención y Atención de Emergencias de Bogotá (DPAE) y el INGEOMINAS iniciaron en 1997 el Proyecto de Instalación y Mantenimiento de la Red de Acelerógrafos de Santafé de Bogotá (RASB), la cual empezó a funcionar en enero de 1999. Dicha red, propiedad de la DPAE, consta de treinta (30) estaciones, dotadas de acelerógrafos en su gran mayoría de tipo ETNA (28) y K-2 (2) de marca KINEMETRICS. Adicionalmente la ciudad cuenta con tres (3) estaciones pertenecientes a la Red Nacional de Acelerógrafos de Colombia (RNAC) de INGEOMINAS; una de las cuales tiene sensores tanto en superficie como en profundi- dad. En total, la ciudad cuenta con treinta y tres (33) estaciones de instrumentación de movimiento fuerte, las cuales han registrado eventos sísmicos que se constituyen en una invaluable información para las labores de investigación, verificación y actualización del Estudio de MZSB. En la tabla 1 se relacionan las estaciones que componen la red, sus principales características y la localización de estas según la MZSB (Fig. 1). Se destacan las estaciones CGRAL, CUAGR y CBOG1, porque tienen sensores tanto a nivel superficial como en profundidad (Down Hole), a 115, 126 y 184 m en roca, respectivamente, constituyéndose en estaciones de referencia directas para la zonas 3 y 5A definidas en el Estudio de MZSB. 44 Investigación científica y preparación ante desastres TabLa 1 ESTaCIONES DE La RED DE aCELERÓGRaFOS DE bOGOTÁ (RaSb) Y DE La RED NaCIONaL DE aCELERÓGRaFOS DE COLOMbIa (RNaC) nOMBre cOdigO ZOna LaT. LONG. eQUipO geOLOgia tOpOgrafia COLEGIO SAN BARTOLOME CBART 1 4.621 -74.062 ETNA ROCA ONDULADA GAVIOTAS (*) CBOG2 1 4.603 -74.063 ETNA ROCA ONDULADA COLEGIO FERNANDO MAZUERA CBOSA 1 4.607 -74.192 ETNA SUELO PLANA ESCUELA DE CABALLERIA CESCA 1 4.682 -74.033 ETNA SUELO ONDULADA BOMBEROS MARICHUELA CMARI 1 4.512 -74.117 ETNA SUELO PLANA COLEGIO SIERRA MORENA CSMOR 1 4.575 -74.170 ETNA ROCA ONDULADA T.V. CABLE CTVCA 1 4.718 -74.085 ETNA ROCA ONDULADA UNIVERSIDAD MANUELA BELTRAN CUNMA 1 4.642 -74.054 ETNA SUELO ONDULADA TANQUES DE VITELMA CVITE 1 4.575 -74.072 ETNA SUELO ONDULADA ESCUELA DE ARTILLERIA CARTI 2 4.547 -74.123 ETNA SUELO PLANA ACADEMIA DE POLICIA CPSUB 2 4.738 -74.073 ETNA ROCA ONDULADA UNIVERSIDAD DE LA SALLE CUSAL 2 4.756 -74.026 ETNA SUELO PLANA COLONIA ESCOLAR DE USAQUEN CUSAQ 2 4.706 -74.033 ETNA SUELO PLANA BANCO DE LA REPUBLICA CBANC 3 4.709 -74.079 ETNA SUELO ONDULADA BOGOTA, INGEOMINAS (*) CBOG1 3 4.641 -74.080 K -2 SUELO/ROCA PLANA CITEC CCITE 3 4.640 -74.113 ETNA SUELO PLANA ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA CEING 3 4.783 -74.046 ETNA SUELO PLANA JARDÍN BOTANICO CJABO 3 4.667 -74.099 ETNA SUELO PLANA REACTOR NUCLEAR (*) CREAC 3 4.642 -74.095 ETNA EDIFICIO EDIFICIO UNIAGRARIA CUAGR 3 4.757 -74.053 K -2 SUELO/ROCA PLANA AVIANCA CAVIA 4 4.686 -74.119 ETNA SUELO PLANA UNIVERSIDAD CORPAS CCORP 4 4.762 -74.094 ETNA SUELO PLANA PARQUE LA FLORIDA CFLOD 4 4.730 -74.146 ETNA SUELO PLANA COLEGIO LAUREANO GOMEZ CLAGO 4 4.718 -74.100 ETNA SUELO PLANA CENTRO DE ESTUDIOS DEL NINO CNIÑO 4 4.696 -74.093 ETNA SUELO PLANA CLUB EL TIEMPO CTIEM 4 4.694 -74.156 ETNA SUELO PLANA HOSPITAL SAN JUAN DE DIOS CDIOS 5 4.590 -74.089 ETNA SUELO PLANA ESCUELA DE TEJEDORES CTEJE 5 4.615 -74.095 ETNA SUELO PLANA COL-KENNEDY CCKEN 5A 4.650 -74.170 ETNA SUELO PLANA PLANTA DE BOMBEO FONTIBON CFONT 5A 4.661 -74.145 ETNA SUELO PLANA ESCUELA GENERAL SANTANDER CGRAL 5A 4.588 -74.130 K -2 SUELO/ROCA PLANA RADIO NET (1) CRADI 5A 4.640 74.169 ETNA SUELO PLANA PARQUE TIMIZA CTIMI 5A 4.608 -74.151 ETNA SUELO PLANA PARQUE TUNAL CTUNA 5A 4.575 -74.131 ETNA SUELO PLANA (*) RNAC (INGEOMINAS). (1) Estación retirada. Fue remplazada por la estación Col – Kennedy. 45Implicaciones de la información registrada en la red de acelerógrafos de Bogotá FIGURa 1 LOCaLIZaCIÓN DE LaS ESTaCIONES DE La RaSb Y RNaC. aDaPTaDO DE [2] 2.1. REGISTROS DE EVENTOS SISMICOS La sismicidad registrada se agrupó en diversos tipos de fuentes sísmicas asociadas a la actividad cortical y de subducción, como función de la pro- fundidad del sismo y la distancia epicentral al sitio bajo estudio. En las tablas 2 y 3 se muestra esta cla- sificación. Durante el período 1994 a 2008, la RASB y la RNAC han registrado 47 eventos sísmicos tanto superficiales como profundos, con magnitudes ML entre 3.9 y 6.6 y distancias epicentrales entre 40 y 500 Km aproximadamente (tabla 4). 46 Investigación científica y preparación ante desastres TabLa 2 fUentes sísMicas asOciadas a actividad cOrticaL Distancia Epicentral (Km) Cercana o Local 10 – 50 Intermedia 50 – 100 Regional 100 – 200 Lejana > 200 TabLa 3 fUentes sísMicas asOciadas según prOfUndidad Profundidad (Km) Interplaca (Subducción) < 40 Intraplaca (Zona de Benioff) 70 -200 Nido de Bucaramanga (*) 140 -170 (*) No está asociado a subducción. TabLa 4 EVENTOS SÍSMICOS REGISTRaDOS POR La RaSb Y RNaC, DURaNTE EL PERÍODO 1994 -2008 Fecha d/m/a Hora (UT) hh:mm:ss Mag. (ML) Prof. Km Lat. (°) Long. (°) Municipio Código de la estación 06/06/1994 20:47:39 6.4 Sup. 2,85 -76,07 Páez (Cauca) CBOG1 19/01/1995 15:05:05 6,6 Sup. 5,03 -72,95 Tauramena (Casanare) CBOG1 01/01/1997 04:35:55 5,8 152 6,80 -73,15 Los Santos (Santander) CBOG1 11/06/1997 19:11:04 5,8 151 6,82 -73,10 Los Santos (Santander) CBOG1 11/06/1997 19:11:04 5,8 151 6,82 -73,10 Los Santos (Santander) CBOG2 17/07/1997 12:45:36 5,1 Sup. 3,82 -74,11 Cubarral (Meta) CBOG2 02/09/1997 12:13:21 6,5 226 3,96 -75,83 Roncesvalles (Tolima) CBOG2 10/02/1998 06:24:51 4,8 Sup. 5,17 -73.03 San Eduardo (Boyacá) CBOG1, CBOG2 08/03/1998 04:59:10 5,3 Sup. 6,26 -73.90 Cimitarra (Santander) CBOG1 25/01/1999 18:19:18 6,1 Sup. 4,43 -75,70 Córdoba (Quindío) CBOG1, CBOG2, CBART 14/04/1999 07:25:06 5,7 156 6,81 -73,13 Nido de Bucaramanga CBOG1, CBART 15/05/1999 10:20:38 4,6 22.2 4,68 -74.73 Puli (Cundinamarca) CBOG1 01/06/1999 21:42:14 5,0 Sup. 4,29 -73,73 Guayabetal (Cundinamarca) CBOG1, CBOG2, CEING, CBART 10/06/1999 03:21:59 4,6 Sup. 4,30 -73,75 Quetame (Cundinamarca) CBART 17/07/1999 12:21:57 5,4 Sup. 6,07 -72,73 Sativasur (Boyacá) CEING, CUSAL, CCORP, CPSUB CAVIA, CBART, CBOG1 08/11/1999 05:51:20 6,2 164.2 6,87 -73,18 Betulia (Santander) CEING, CUSAL, CCORP, CPSUB, CBART, CUAGR, CTVCA, CFLOD, CFONT, CDIOS, CTUNA, CARTI, CVITE, CGRAL, CRADI, CBOG1, CBOG2 17/01/2000 12:20:07 5.8 Sup. 6.67 -72.05 Fortul (Arauca) CBOG1 05/02/2000 21:52:08 5,6 147.2 6,82 -73,25 Nido de Bucaramanga CBOG1, CUAGR, CTVCA 24/05/2000 01:05:22 4.3 6.6 4,76 -74.66 Pulí (Cundinamarca) CBOG1 12/09/2000 10:54:16 5.6 158 6.74 -73.17 Nido de Bucaramanga CBOG1, CUAGR, CBART 08/11/2000 07:00:08 5.9 41.7 6.85 -77.60 Juradó (Chocó) CBOG1, CUAGR, CFLOD 24/11/2000 19:51:13 5,2 153 6,82 -73,12 Nido de Bucaramanga CUAGR, CTVCA 17/12/2000 06:13:25 5.5 155 6.82 -73.10 Nido de Bucaramanga CEING, CUAGR, CPSUB, CUSAQ, CTVCA, CBART, CBOG1 03/05/2001 16:14:00 5.3 152.4 6.83 -73.10 Los Santos (Santander) CUAGR 18/05/2001 15:04:00 5.4 154 6.84 -73.12 Los Santos (Santander) CBART, CTVCA, CUAGR 22/09/2001 3:23:39 6 180 3.99 -76.08 Tulúa (Valle) CBOG1, CUAGR, CGRAL, CTVCA 19/11/2001 21:01:25 5,9 161 6,81 -73,00 Cepitá (Santander) CBOG1, CEING, CUAGR, CGRAL, CPSUB 26/04/2002 1:36:28 5.4 Sup. 6.72 -73.71 El Carmen (Santander) CBOG1 12/05/2002 06:23:53 5,1 162 6,85 -73,08 Los Santos (Santander) CUAGR 12/07/2002 18:08:01 5,2 166 6,84 -73,02 Cepitá (Santander) CUAGR 24/07/2002 19:38:08 4.7 Sup. 4.69 -74.73 Puli (Cundinamarca) CBOG1 23/11/2002 23:56:42 5.6 Sup. 3.30 -74.42 La Uribe (Meta) CBOG1, CAVIA, CUAGR, CUSAQ 22/01/2003 15:55:36 5,3 Sup. 3.57 -74.57 Colombia (Huila) CBOG1, CAVIA, CUAGR 03/10/2004 08:30:31 5,6 162 6,84 -73,04 Los Santos (Santander) CUAGR, CGRAL 15/11/2004 09:06:56 6,7 26 4.77 -77.72 Océano Pacífico CUAGR, CEING, CGRAL, CCKEN, CTIMI, CUSAQ 25/02/2005 06:41:25 5,8 153 6,84 -73,12 Los Santos (Santander) CUAGR 21/04/2005 03:39:25 5,3 90 5,19 -76,39 Tadó (Chocó) CUAGR 26/09/2005 01:55:00 7.5* 85 -5,66 -76,37 Moyobamba (Perú) CBOG1, CUAGR 06/05/2007 04:47:15 6,0 151 6,82 -73,05 Los Santos (Santander) CBANC, CUSAL 17/02/2008 21:15:03 5.7 153 6.81 -73.09 Los Santos (Santander) CUAGR, CGRAL 25/03/2008 07:38:15 4.8 24 5.06 -74.59 Guaduas (Cundinamarca) CBOG2 24/05/2008 19:20:00 5.7 Sup. 4.39 -73.81 Quetame (Cundinamarca) CBOG1, CBOG2, CREAC, CEING, CUSAL, CBOSA, CCORP, CUAGR, CUSAQ, CESCA, CBANC, CTVCA, CFLOD, CAVIA, CFONT, CNIÑO, CJABO, CBART, CUNMA, CCITE, CTIEM, CTIMI, CTUNA, CMARI, CSMOR, CTEJE, CVITE, CGRAL, CCKEN 24/05/2008 24/05/2008 19:23:04 20:08:02 4.5 4.5 6.3 6.3 4.42 4.42 -73.83 -73.83 Fómeque (Cundinamarca) El Calvario (Meta) CBOG1, CBOG2, CREAC, CMARI, CBART CBOG1, CBOG2, CMARI 24/05/2008 20:21:32 4.2 16 4.44 -73.77 El Calvario (Meta) CBOG1, CBOG2, CREAC, CGRAL 24/05/2008 20:36:07 4.1 3.9 4.36 -73.78 El Calvario (Meta) CBOG1, CBOG2, CREAC 02/06/2008 23:50:25 3.9 Sup. 4.45 -73.76 San Juanito (Meta) CBOG2 (*) Magnitud de Momento (Mw). Sup. = Menor a 5 Km. ABSTRACT Passive recordings of seismic noise are increasingly used in earthquake engineering to measure in situ the shear-wave velocity profile at a given site. Ambient vibrations, which are assumed to be mainly composed of surface waves, can be used to determine the Rayleigh-wave dispersion curve, with the advantage of not requiring artificial sources. Due to the data uncertainties and the non-lin earity of the problem itself, the solution of the dispersion-curve inversion is generally non-unique. Stochastic search methods such as the neighbourhood algorithm allow searches for minima of the misfit function by investigating the whole parameter space. Due to the limited number of parameters in surface-wave inversion, they constitute an attractive alternative to linearized methods. An efficient tool using the neighbourhood algorithm was developed to invert the one-dimensional Vs profile from passive or active source experiments. As the number of generated models is usually high in stochastic techniques, special attention was paid to the optimization of the forward compu tations. Also, the possibility of inserting a priori information into the parametrization was intro duced in the code. This new numerical tool was successfully tested on synthetic data, with and without a priori infor mation. We also present an application to real-array data measured at a site in Brussels (Belgium), the geology of which consists of about 115 m of sand and clay layers overlying a Palaeozoic base ment. On this site, active and passive source data proved to be complementary and the method allowed the retrieval of a Vs profile consistent with borehole data available at the same location. SURFaCE-waVE INVERSION USING a DIRECT SEaRCH aLGORITHM and its appLicatiOn tO aMBient viBratiOn MeasUreMents M. Wathelet1, 2*, D. Jongmans1 and M. Ohrnberger3 * marc.wathelet@ujf-grenoble.fr 1. LIRIGM, Université Joseph Fourier, BP 53, 38041 Grenoble cedex 9, France 2. GEOMAC, Université de Liège, 1 Chemin des Chevreuils, Bât. B52, 4000 Liège, Belgium 3. Institut für Geowissenschaften der Universität Potsdam, POB 601553, D-14415 Potsdam, Germany Received January 2004, revision accepted August 2004 intrOdUctiOn For the majority of seismic prospecting methods, natural or cul tural ambient vibrations constitute an undesired part of the signal, which has to be eliminated as much as possible. However, the noise field is influenced by the subsurface structure and the use of array records of seismic noise has been recognized as a method for deriving the S-wave velocity profile at a given site (e.g. Aki 1957; Asten 1978; Tokimatsu 1995). The hypothesis behind the method is that ambient vibrations mainly consist of surface waves, whose dispersion characteristics depend primarily on the body-wave velocities (Vp for compressional-wave velocities and Vs for shear- wave velocities), the density and the thickness of the different layers (Murphy and Shah 1988; Aki and Richards 2002). Noise energy depends upon the 48 Investigación científica y preparación ante desastres source locations and upon the impedance contrast between the rocky basement and the overly ing soft sediments (Chouet et al. 1998; Milana et al. 1996). A knowledge of the shear-wave velocity (Vs) profile at a given site is of major importance in earthquake engineering, and ambient vibrations measured by an array of vertical sensors are increas ingly applied for determining Vs profiles (e.g. Horike 1985; Tokimatsu 1995; Ishida et al. 1998; Miyakoshi et al. 1998; Yamamoto 1998; Satoh et al. 2001; Scherbaum et al. 2003). In a first step, the Rayleigh phase-velocity dispersion curve is derived from the processing of simultaneous ground-motion recordings at various stations. The recording time is usually greater than or equal to half an hour and the number of stations is generally between 6 and 10, depending upon the available equipment (sensors, synchronized or multichannel stations) and time (the set-up may take quite a long time for a large number of sensors). The geometry of the station layout is not strictly imposed by the processing method itself, but a circular shape ensures an equal response of the array for waves coming from all azimuths. The common approaches used to derive the dispersion curve from the raw signals can be classified into two main fam ilies: frequency–wavenumber (Lacoss et al. 1969; Capon 1969; Kvaerna and Ringdahl 1986; Ohrnberger 2001) and spatial auto correlation (Aki 1957; Roberts and Asten 2004). The first meth ods are best suited for plane wavefields with a single dominant source of noise but may be also used in more complex situations, averaging the apparent velocity over longer periods of time. The output of a basic frequency–wavenumber processing consists of semblance maps which indicate the azimuth and the velocity (or slowness) of the waves travelling with the highest energy. The grid maps are obtained by shifting and stacking the recorded sig nals over small time windows. The former class of methods assumes stationary-wave arrivals both in time and space and hence an infinite number of simultaneous sources. Spatial auto-correlation methods are considered as more efficient by some authors (e.g. Ohori et al. 2002), but the relative performances of each method have not been rigorously investigated so far. Here, we applied the frequency–wavenumber method which has been widely used (e.g. Asten and Henstridge 1984; Ohrnberger 2001). At the second stage, the dispersion curve is inverted to obtain the Vs (and eventually the Vp) vertical profile, as in the classical active-source methods (Stokoe et al. 1989; Malagnini et al. 1995). Compared with these latter methods, noise-based tech niques offer the following advantages (Satoh et al. 2001): (i) they can be easily applied in urban areas; (ii) they do not require artificial seismic sources; (iii) they allow greater depths to be reached (from tens of metres to hundreds of metres according to the array aperture and the noise-frequency content). Like all sur face-wave methods, the geometry obtained is purely one-dimen sional and is averaged within the array, implying that the tech nique is not suitable when strong lateral variations are present. The derivation of 1D S-wave velocity profiles from surface-wave dispersion curves is a classical inversion problem in geo physics, usually solved using linearized methods (Nolet 1981; Tarantola 1987). In his computer program, Herrmann (1987) implemented a damped least-squares method that uses an analyti cal formulation for derivatives and a starting model. At each iteration, a better estimate of the model is calculated by lineariz ing the problem and the best solution, minimizing a misfit func- tion, is obtained after a few iterations. If the misfit function exhibits several minima, which is usually the case when uncer tainties on the dispersion curve are high, the derivative-based methods give a single optimal model which strongly depends upon the starting model. For active-source measurements, some authors proposed inverting the complete waveforms or particular wavefield transforms (Yoshizawa and Kennett 2002; Forbriger 2003) to get a better constraint on the solution. This is not appli cable to ambient vibrations for which no information about the source properties is available. In geophysics, a new class of methods, based on uniform pseudo-random sampling of a parameter space (Monte-Carlo type), has emerged during the last 15 years: they are simulated annealing (Sen and Stoffa 1991), genetic algorithms (Lomax and Snieder 1994) and more recent ly the neighbourhood algorithm developed by Sambridge (1999). The objective of these algorithms is to investigate the whole parameter space, looking for good data- fitting sets of parameters. In this work we have developed a new code using the neigh bourhood algorithm for inverting dispersion curves. The soft ware allows the inclusion 49Surface-wave inversion using a direct search algorithm and its application to ambient vibration measurements of a priori information on the different parameters and a major effort has been made to optimize the computation time at the different stages of inversion. In particu lar, we have re-implemented the dispersion-curve computation in C++ language using Dunkin’s (1965) formalism. The code is tested on synthetic cases as well as on one real data set, combin ing ambient vibrations and active-source data. In both cases, the role of a priori information for constraining the solution is emphasized. inversiOn MethOd The neighbourhood algorithm The neighbourhood algorithm is a stochastic direct- search method for finding models of acceptable data fit inside a multi dimensional parameter space (Sambridge 1999). For surface-wave inversion, the main parameters are the S-wave velocity, the P-wave velocity, the density and the thickness of each layer. Like other direct-search methods, the neighbourhood algorithm gen erates pseudo- random samples (one sample is one set of param- eters corresponding to one ground model) in the parameter space and the dispersion curves are computed (forward problem) for all these models. The a priori density of probability is set as uni form over the whole parameter space, the limits of which are defined by the a priori ranges of all chosen parameters. The comparison of the computation results with the measured disper sion curve provides one misfit value that indicates how far the generated model is from the true solution. The originality of the neighbourhood algorithm is to use previous samples for guiding the search for improved models. Once the data misfit function is known at all previous samples (forward computations), the neighbourhood algorithm provides a simple way of interpolating an irregular distribution of points, making use of Voronoi geom etry to find and investigate the most promising parts of the parameter space. For satisfactory investigation of the parameter space, the number of dispersion-curve computations can be very high (a few thousands to a few tens of thousands). The computa tion time has then to be optimized in order to obtain an efficient dispersion- curve inversion tool. Compared to other stochastic search methods (genetic algorithm, simulating annealing) the neighbourhood algorithm has fewer tuning parameters (only 2) and seems to achieve comparable or better results (Sambridge 1999). For poorly constrained parameters, the results may differ when starting two separate inversions. Hence, the robustness of the final results is generally checked by running the same inver sion several times with different random seeds, an integer value that initializes the pseudo-random generator. Dispersion-curve computation (forward problem) The theoretical elastic computation of the dispersion curve for a stack of horizontal and homogeneous layers has been studied by Thomson (1950) and Haskell (1953) and has been modified by Dunkin (1965) and Knopoff (1964). Only the Rayleigh phase velocities are considered here as the experimental dispersion curve is generally obtained from processing the vertical compo nents of noise. As ambient vibrations may contain waves travel ling in all directions, Love dispersion-curve computation requires the measurement of the two horizontal components and is much more difficult because records contain both Rayleigh and Love waves. The dispersion-curve computation was carefully designed in order to reduce the computation time and to avoid misinterpreta tion of the different modes in particular cases. Together with a re writing of Dunkin’s (1965) formulae, we use an efficient root search, based on the Lagrange polynomial and constructed by iteration with Neville’s method (Press et al. 1992). On a Pentium 1.7 GHz, the code that we have developed is able to compute the fundamental-mode dispersion curve of a single layer over a half-space with 30 samples in 850 microseconds (more than 1000 computations per second). Parametrization of the model The parametrization of the model (i.e. choosing the number of layers to invert) is not a straightforward problem. On the one hand, to avoid ill-posed problems, the number of parameters should be as low as possible; on the other hand, the parametrized model should include all possible classes of 1D structure able to match the complexity of the measured dispersion curve. Probably the best compromise is to start with the simplest model and progressively add new layers if the data are not sufficiently matched (Scherbaum 50 Investigación científica y preparación ante desastres et al. 2003). Obviously, the depth interval of the chosen parametrization should be consistent with the available frequency range of the dispersion curve. Estimations of the penetration depth based on one-third of the wavelength (Tokimatsu 1995) are useful but probably too restrictive. We pre- fer a trial-and-error approach, starting with large parameter ranges and focusing on the zones where the dispersion curve pro vides information. Material density has a very small influence on dispersion curves and is generally fixed at a constant value in each layer, based on geotechnical information. Vp and Vs are linked together by Poisson’s ratio that must lie between 0 and 0.5. We add an option to specify either the thickness or the depth of the bottom of each layer. This is a useful means of introducing some con straint on depth values (a priori information). The dispersion-curve computation is designed for layers with homogeneous properties. However, soft sediment compaction may induce a regular increase in Vp and Vs values as a function of depth (Bachrach et al. 2000). Scherbaum et al. (2003) assumed a power-law variation within the sedimentary column in the Lower Rhine Embayment (Germany) to reduce the number of parame ters. The velocity (either Vp or Vs) at depth zi is given by Vi = V0 ((zn + 1)a – (z0 + 1)a + 1), (1) where z0 is the top of the layer considered, V0 is the velocity at z0 and α is the power-law exponent, generally varying between 0 and 1. For dispersion-curve computations, the function Vi(z) (equa tion (1)) is discretized into a fixed number of homogeneous sub-layers. Their number is generally kept as low as possible (between 5 and 10) to avoid a drastic increase in the inversion computation time. Misfit definition Once the theoretical dispersion curve has been calculated from the random parameters given by the neighbourhood algorithm, the misfit value must be evaluated. If the data curves are given with an uncertainty estimate, the misfit is given by , misfit ∑= ————— (2) a2i nF where xdi is the velocity of the data curve at frequency fi, xci is the velocity of the calculated curve at frequency fi, σi is the uncer tainty of the frequency samples considered and nF is the number of frequency samples considered. If no uncertainty is provided, σi is replaced by xdi in equation (2). synthetic data The code was tested on many synthetic cases, of which two are presented here. The first case is a homogeneous single layer (Vs =500 m/s) overlying a half-space. The Vp and Vs profiles are shown in Figs 1(a) and 1(b), while the dispersion curve for the fundamental mode and the first higher mode are shown in Fig. 1(c). The period range is between 0.04 s (25 Hz) and 0.3 s (3 Hz), covering the major part of the dispersion curve for the fundamental mode. As mentioned above, even for this simple model, the two modes are very close around 0.12 s, which is like ly to create problems for computing the dispersion curve correct ly (risk of jumping modes). The second model Figs 1(d) and 1(e) has two layers overlying a half-space, one of which exhibits a power-law variation of the velocity. The corresponding disper sion curves are plotted in Fig. 1(f). Figures 1(g) and 1(h) show the fundamental Rayleigh elliptic ity functions, i.e. the spectral ratio of the horizontal over the ver tical eigenfunctions (Aki and Richards 2002) for the two models. In most situations, ellipticities are similar to the well-known H/V ratios (Fäh et al. 2001), which are increasingly used in earth quake engineering for determining site response properties. This H/V ratio frequently exhibits a dominant peak that experimental ly was often found to coincide with the resonance frequency of the site (Tokimatsu 1995; Bard 1998). The theoretical relation ship between these two parameters is still a matter of fundamen tal research (Malischewsky and Scherbaum 2004). On the other hand, Scherbaum et al. (2003) recently demonstrated that the soil structure acts as a high-pass filter on the vertical component of the motion, with a threshold frequency close to the frequency of the ellipticity peak. This means that, in practice, it will be very difficult to obtain the Rayleigh dispersion curve below the fre quency of the peak. For the two cases, the ellipticiy exhibits (xdi – xci) 2 I=0 ni 51Surface-wave inversion using a direct search algorithm and its application to ambient vibration measurements a peak around 6 Hz Figs 1(g) and 1(h) and the dispersion curves will be cut below 6 Hz (0.16 s) in the following inversions. This is a severe limitation for constraining the model parameters at greater depths. The dispersion curve of the fundamental mode for the first case white dots on Fig. 2(c) was inverted with eight distinct and independent runs, simultaneously started with different random seeds, and generating 8 × 5050 models. The parameters are the Vp and Vs values within each layer and the thickness of the first layer. The Vp and Vs profiles resulting from the inversion, as well as the corresponding dispersion curves, are plotted in Figs 2(a) and 2(b), with a grey scale indicating the misfit value. Vs is bett er retrieved than Vp because the dispersion curve is more sensi tive to Vs than Vp, especially for the bottom half-space where Vp has negligible influence. For the best models (lowest FIGURE 1. Synthetic data computed with the implemented forward algorithm for two cases: a single layer over a half-space and two layers over a half-space. (a) Vp and (b) Vs profiles for the single-layer model. (c) The corresponding dispersion curves for the fundamental mode (black line) and the first high er mode (grey line). (d) Vp and (e) Vs profiles for the two- layer model. (f) The corresponding dispersion curves for the fundamental mode (black line) and the first higher mode (grey line). (g) Ellipticity of the fundamen tal Rayleigh mode for the single layer and (h) for two layers. FIGURE 2. Inversion of the dispersion curve (between 0.04 s and 0.16 s) for two-layer synthetic data (fundamental-mode dispersion curve from Fig. 1f) with the neighbourhood algorithm. The white lines on (a) and (b) are the true velocity profiles; the resulting (a) Vp and (b) Vs profiles are obtained with free parameters. (c) Dispersion curves calculated for each individ ual model plotted on (a) and (b). The white dots refer to the original true dispersion curve. (d), (e) and (f). misfit val ues), the dispersion-curve data are very well fitted and the five parameters are correctly retrieved, although the properties of the basement are less constrained. These greater uncertainties for the bottom layer are due to the lower limit imposed on the frequen cy range, usual in real data. Figures 2(d)–2(f) present the results for the same case but with an extension of the dispersion curve towards lower frequencies. We observe a far better retrieval of the bottom Vs whose relative uncertainty is similar to the super ficial uncertainties (about 6% on a velocity scale). At 30 m, Fig. 2(b) shows an irregular velocity distribution with a trough at 2050 m/s. Additional computations (not shown here) show that the misfit increases around the best model (Vs =1750 m/s) is reg ular and that the irregularities are due to a lack of sampling with in the parameter space. Numerical tests on various models demonstrate thet inversion process works for a large range of Vs and Vp values (Poisson’s ratiofrom 0 to 0.49). The dispersion curve for the second case (three layers, Fig. 1) was also inverted with eight distinct and independent runs. The parameters are the bottom depth Vp, Vs, and optionally the powerlaw exponent for each layer (common for Vp and Vs), 52 Investigación científica y preparación ante desastres adding four new parameters compared to the preceding case. Due to the larg er parameter space (dimension 9), the number of generated mod els is increased to 8×15050. The inversion results are shown in Figs 3–5. Figures 3(a)–3(c) show the Vp and Vs profiles, as well as the comparison between the calculated curves and the dispersion-curve data. A good fit is observed between the data and many of the models, indicating a problem of non-uniqueness of the inver sion. The result is that, except for the first-layer characteristics, the other parameters are poorly constrained. In particular, for the best models, the depth of the deeper layer can range from 20 to 60 m, according to the velocity profile. Figure 4(a) shows some 2D projections of the misfit function within the parameter space. Instead of a distinct minimum, the graphs show patches characterized by the same misfit value, with clear correlations between some parameters (Vs and rhickness of the first layer, for instance). On the other hand, the misfit values obtained are real minima, as shown by the evolution of the misfit values as a funtion of the number of generated models (Fig. 5). FIGURE 3. Inversion of the three-layer synthetic data (fundamental-mode dispersion curve from Fig. 1(f) with the neighbourhood algorithm. The white lines on plots (a), (b), (d) and (e) are the true velocity profiles; the resulting (a) Vp and (b) Vs profiles are obtained with all thicknesses, gradients and velocities left as free parameters. (c) Dispersion curves calculated for each individual model plotted on (a) and (b). The dots refer to the origi nal true dispersion curve that the inversion tends to fit. The resulting (d) Vp and (e) Vs profiles are obtained when the depth of the top of the half-space is fixed at its true value (a priori information). (f) as (c) but for models from (d) and (e). FIGURE 4. Misfit value as a function of two parameters for the two inversions of Fig. 3: (a) all free parameters; (b) a priori information about the depth of the top of the half-space. ‘Depth1’ denotes the depth of the top of the sec ond layer, ‘Depth6’ denotes the top of the half-space, ‘Power law exp 1’ denotes the exponent α in equation (1) for the second layer, ‘Vp0’ and ‘Vs0’ denote the velocities of the first layer, ‘Vp1’ and ‘Vs1’ denote the velocities of the second layer, and ‘Vp6’ and ‘Vs6’ denote the velocities of the half-space. FIGURE 5. Convergence history of the inversions of Figs 3(a)–3(c) and 4(a). The parameter space representation has been constructed with eight inde- pendent runs (distinct random seeds). Convergence was obtained for all the eight seeds, although the investigation paths through the parameter space were not the same. These results 53Surface-wave inversion using a direct search algorithm and its application to ambient vibration measurements show that the dispersion curve alone is unable to constrain the velocity profiles. The possibility of introducing a priori information was then tested by fixing the depth (35 m) of the bottom layer (given by borehole data, for instance). The inver- sion was re-run with the same characteristics and the results are plotted in Figs 3(d)–3(f) and 4(b). The reduction of the dimension of the parameter space and the introduction of reliable a priori information allow both the achievement of a better fit of the dis-persion-curve data and good confinement of the velocity profiles in the two upper layers. Other tests (not shown here), performed with a weaker constraint on the depth of the bottom layer (depth range between 32 m and 38 m), led to similar results. Looking at Fig. 4(b), the introduction of the depth constraint permits a clear minimum to appear in the general shape of the misfit function. Also, FIGURE 6. Location map for the real case, park of the Royal Observatory of belgium in Uccle, brussels (belgium). (a) Regional map. (b) Site map including the location of all the seismic stations. Six non-simultaneous arrays were recorded: ‘radius 130’ (large dark-grey circles), ‘radii 25-75-130’ (large light-grey triangles), ‘radius 100’ (empty circles), ‘radius 50’ (empty squares) and ‘radius 25’ (crosses) (c) borehole description. a) b) c) good-fitting models with Vp values exceeding 4000 m/s were removed by the a priori information. reaL data The whole process of deriving velocity profiles from ambient vibration recordings was applied at a site located in the south of Brussels, Belgium, inside the park of the Royal Observatory of Belgium (50°47’56’’N-04°21’33’’E; Fig. 6(a). The topography is almost flat and the soil structure mainly consists of a sucesión of sand and clayey-sand horizontal layers overlying a Palaeozoic bedrock (the so-called Brabant Massif). The same structure extends to the north- west towards the North Sea with a regular increase in the total thickness of the sediments corresponding to deepening of the Palaeozoic substratum (Nguyen 54 Investigación científica y preparación ante desastres et al. 2004). al. 2004). A deep borehole, located in the park, provides a good estimate of the bedrock depth (115 m) and shows that the basal part of the soil column (between 70 and 115 m) is more clayey than the upper part Fig. 6(c). Figure 6(b) shows a site map with the five arrays of sensors (Lennartz, 5 s resonance period) that were measured and whose characteristics are detailed listed in Table 1. The performance of an array in estimating phase velocities depends on the ratio of the sensor spacing and the wavelength. Tokimatsu (1995) provided the following rules: 2Dmin < λmin < λmax < 3Dmin (3) where Dmin and Dmax are the minimum and maximum distances between stations and λmin and λmax are the minimum and maximum wavelengths. The relationship between Dmin and λmin is to avoid an aliasing effect while the other one is derived empirical ly and could partially result from the filtering effect of the site. The estimated valid frequency ranges for the five arrays are given in Table TabLE 1 descriptiOn Of nOise arrays recOrded at the BrUsseLs site array name Number of stations Geometry Recorded time Processed time Radius 130 10 1 central station and 9 stations equally distributed on a circle (radius 130 m) 40 min 30 min Radii 25-75-130 10 1 central station and 3 stations on each of the circles with radii 25, 75 and 130 m 1h 57 min 30 min Radius 100 4 1 central station and 3 stations equally distributed on a circle (radius 100 m) 1h 01 min 25 min Radius 50 4 1 central station and 3 stations equally distributed on a circle (radius 50 m) 59 min 30 min Radius 25 4 1 central station and 3 equally distributed on a circle (radius 25 m) 1h 02 min 20 min TabLE 2 MINIMUM aND MaxIMUM DISTaNCES bETwEEN STaTIONS FOR THE aRRaYS DESCRIbED IN TabLE 1. MINIMUM aND MaxIMUM FREqUENCIES OF THE VaLID RaNGE aS ObSERVED IN THE RESULTING DISPERSION CURVES. MINIMUM aND MaxIMUM FREqUENCIES CaLCULaTED FROM THE waVELENGTH CRITERIa (EqUaTION (3)) FOR a VELOCITY OF 400 M/S array name Minimun distance Maximun distance Min. obs. frequency Max. obs frequency Min. theo. frequency Max. theo. frequency Radius 130 69 m 260 m 1.04 Hz. 2.78 Hz 0.51 Hz 2.90 Hz Radii 25-75-130 25 m 223 m 1.19 Hz 3.13 Hz 0.90 Hz 8 Hz Radius 100 100 m 173 m 1.04 Hz 2.38 Hz 0.77 Hz 2 Hz Radius 50 50 m 87 m 1.32 Hz 3.13 Hz 1.53 Hz 4 Hz Radius 25 25 m 43 m 2.27 Hz 4.16 Hz 3.10 Hz 8 Hz 2 and they are compared to the limits of equation (3). In addition to theoretical limits, we estimated the valid range of experimental dispersion curves by taking into account two cri teria: (i) the phase velocity must be approximately the same for every non-overlapping time window; (ii) large (small) aperture arrays are more reliable at lower (higher) frequencies. From Table 2, the theoretical limits approximately follow the observed values but they cannot be taken routinely to define the valid range of an experimental dispersion curve. For the five arrays, a frequency–wavenumber analysis was applied to the recordings. Figure 7 details intermediate results for array ‘radii 25-75- 130’. For each frequency, the signals are divided into small time windows and the apparent velocity is estimated from each of them. From these statistical samples, his tograms (one per period, normalized in the slowness domain) are drawn in Fig. 7(a). The median dispersion curve is plotted with its median deviation (calculated with the same statistical sam- ples). Figures 7(b) and 7(c) show slowness maps stacked over all available time windows for two 55Surface-wave inversion using a direct search algorithm and its application to ambient vibration measurements separate frequencies (1.8 and 4.2 Hz). The maxima are located at the velocity of the more ener getic wavetrain travelling across the array (white circles). When maps are stacked over long periods of time, they provide the average velocity and the azimuth distribution. The computed dis persion curves with their error bars are shown in Fig. 8 inside their validity ranges. The combination of five arrays leads to a good definition of the dispersion curve from 1.04 Hz to 4.17 Hz (or 0.24 to 0.96 s). The grey line with circles is the average of the five curves and was used for the inversion. Dispersion curve results from active-source experiments (explosions, 24 vertical receivers with a threshold frequency of 4.5 Hz, placed every 5 m) performed on the same site (Nguyen et al. 2004) are also shown in Fig. 8. The frequency ranges are clearly distinct and the two methods seem to complement each other. First, the dispersion curve obtained from ambient vibrations was inverted alone, using the neighbourhood algorithm. The measured phase- velocity dispersion curve Fig. 9(c) exhibits a regular shape and a two-layer model (one soil layer with a power-law variation of the velocity over the substratum) was used. The velocity profiles after inversion show that only the shear-wave velocity down to 80 m is well resolved, with an increase from 200 m/s at the surface to 500 m/s at 80 m. With regard to the substratum depth, the best models show a velocity increase between depths of 130 m and 150 m, although other models can not be disregarded. Vp values in the first 40 m previously obtained during refraction lines (Nguyen et al. 2004) compare well with the dispersion-curve inversion results Fig. 9(a). In a second step, we introduced the substratum depth (115 m) given by the borehole as a priori information in the inversion process. As in the synthetic case, it results in a significant improvement in the constraint on the Vs profile, while a larger variation is still possible on Vp values. Even if the results were satisfactory, we also tested the inversion process with a three-layer structure, imposing the bedrock depth and the presence of a shallow veloci ty contrast between 10 m and 100 m. Inversion Figs 10(a)–10(c) led to similar velocity profiles, except at shallow depths where velocity values exhibited large variations. This lack of resolution results from the absence of data at short periods. In the preceding case Fig. 9(e), velocity values Figure 7. Dispersion curve from frequency-wavenumber processing for array ëradii 25-75-130í. (a) Histograms of observed apparent velocities for each period. They are normalized in the slowness domain (surface below curve = 1). The white curve indicates the median with the median devi ation. (b) and (c). FIGURE 8. Dispersion curves calculated from recorded signals using the frequen cy–wavenumber technique: ‘radius 130’ (crosses), ‘radii 25-75-130’ (squares), ‘radius 100’ (black circles), ‘radius 50’ (triangles), ‘radius 25’ (diamonds). The grey dots constitute the average curve used for inver- sion. The grey squares were obtained with active-source experiments on the same site. 56 Investigación científica y preparación ante desastres close to the surface were con strained by the power- law relationship over the whole layer. If we now combine the active-source measurements with the low-frequency information from the noise array Figs 10(d)–10(f), a rel atively well-constrained Vs profile is found, very similar to the one shown in Fig. 9(e). The Vs profile shows a constant velocity (or even a slight inversion) in the soil column below 60 m, a limit which corresponds to the presence of clayey layers. This applica tion shows that ambient vibrations and active-source recordings complement one another in the derivation of Rayleigh phase- velocity dispersion curves over a large period range. Finally, for each preceding inversion Figs 9(a), 9(b), 10(a), 10(b), the fundamental Rayleigh ellipticity curve was calculated for the model with the lowest misfit. The results are shown in Fig. 11, together with the measured H/V spectral ratios, which have a peak frequency at about 1 Hz, in accordance with the results from Nguyen et al. (2004). The inverted models all show a fre quency peak around 1 Hz, in agreement with the available H/V data. cOncLUsiOns A new computer code based on the neighbourhood algorithm was developed for the inversion of Rayleigh dispersion curves, with the aim of integrating any data resulting from the process ing of active-source experiments or ambient-noise recordings. Much effort was devoted to the optimization of the computation time, particularly in the calculation of the dispersion curve, as thousands of models have FIGURE 9. Inversion of the real case: (a), (b) and (c) without a priori information, and (d), (e) and (f) taking the depth measured in a deep borehole (around 115 m) as a constraint on the top of the half-space. (a) and (d) depict the Vp pro files, (b) and (e) the Vs profiles. For each case, (c) and (f) contain the dis persion curves for the fundamental Rayleigh mode corresponding to the models of (a) and (b), or (d) and (e), together with the experimental disper sion curve and its uncertainty (as Fig. 8). The white line represents the Vp profile measured by surface-refraction experiments (on (a) and (d)). FIGURE 10. Inversion of the noise array data with and without active-source experi ments: (a) and (d) the resulting Vp profiles; (b) and (e) the resulting Vs profiles; (c) and (f) the computed fundamental Rayleigh dispersion curves for models from (a), (d) and (b), (e). The dots on (c) and (f) rep resent the experimental curves. The white line represents the Vp profile measured by surface refraction experiments (on (a) and (d)). FIGURE 11 Comparison of the measured H/V spectral ratio (grey circles, including standard deviation) with the calculated ellipticities from the best model (with the lowest misfit) of Figs 9(a)-9(c) (black circle), Figs 9(d)-9(f) (black squares), 10(a)-10(c) (crosses) and Figs 10(d)-10(f) (black trian gles). 57Surface-wave inversion using a direct search algorithm and its application to ambient vibration measurements to be computed. A flexible parame trization, including a velocity variation inside the layers, has contributed to the reduction in the number of parameters, allow ing a better investigation of the parameter space with a direct-search algorithm such as the neighbourhood algorithm. The soft- ware was also designed to allow the introduction of a priori information. The method was successfully tested on several synthetic data sets, two of which have been presented here. These tests showed the efficiency of the developed tool and the limits of the dispersion-curve inversion alone. The introduction of a priori information when available is of major importance in constraining the solution. The real-case analysis also proved the applicability and the reliability of the method. The introduction of borehole data (depth of the substratum) also considerably improved the results. Combining active and passive seismic sources proved to be very helpful at the Brussels site, allowing Vs values to be obtained down to the bedrock, located at more than 100 m depth. The inver sion led to a velocity profile which agrees with the borehole log. In the future, we plan to introduce into the inversion the peak frequencies of the ellipticity, which were found to constrain the layer thickness in the case of the single layer over a half-space (Scherbaum et al. 2003) and could supplement borehole data when they are not available. references Aki K. 1957. Space and time spectra of stationary stochastic waves, with special reference to microtremors. Bulletin of the Earthquake Research Institute 35, 415–456. Aki K. and Richards P.G. 2002. Quantitative Seismology. 2nd ed, University Science Books. Asten M.W. 1978. Geological control on the three-component spectra of Rayleigh-wave microseism. Bulletin of the Seismological Society of America 68, 1623–1636. Asten M.W. and Henstridge J.D.1984. Array estimators and use of micro seisms for reconnaissance of sedimentary basins. Geophysics 49, 1828- 1837. Bachrach R., Dvorkin J. and Nur M.A. 2000. Seismic velocities and Poisson’s ratio of shallow unconsolidated sands. Geophysics 65, 559– 564. Bard P.-Y. 1998. Microtremor measurements: A tool for site effect esti mation? In: The Effect of Surface Geology on Seismic Motion (eds Irikura, Kudo, Osaka and Sasatani). Balkema. Capon J. 1969. High-resolution frequency- wavenumber spectrum analy sis. Proceedings of the IEEE 57, 1408–1418. Chouet B., De Luca G., Milana G., Dawson P., Martini M. and Scarpa R. 1998. Shallow velocity structure of Stromboli Volcano, Italy, derived from small- aperture array measurements of strombolian tremor. Bulletin of the Seismological Society of America 88, 653–666. Dunkin J.W. 1965. Computation of modal solutions in layered, elastic media at high frequencies. Bulletin of the Seismological Society of America 55, 335–358. Fäh D., Kind F. and Giardini D. 2001. A theoretical investigation of ave rage H/V ratios, Geophysical Journal International 145, 535–549. Forbriger T. 2003. Inversion of shallow-seismic wavefields. Part 2: Infering subsurface properties from wavefield transforms. Geophysical Journal International 153, 735–752. Haskell N.A. 1953. The dispersion of surface waves on a multi-layered medium. Bulletin of the Seismological Society of America 43, 17–34. Herrmann R.B. 1987. Computer Programs in Seismology. St Louis University. Horike M. 1985. Inversion of phase velocity of long- period microtremors to the S-wave-velocity structure down to the basement in urbanized areas. Journal of Physics of the Earth 33, 59–96. Ishida H., Nozawa T. and Niwa M. 1998. Estimation of deep surface structure based on phase velocities and spectral ratios of long-period microtremors. 2nd International Symposium on the Effect of Surface Geology on Seismic Motion, Yokohama, Japan, 2, pp. 697–704. Knopoff L. 1964. A matrix method for elastic wave problems. Bulletin of the Seismological Society of America 54, 431–438. Kvaerna T. and Ringdahl F. 1986. Stability of various fk-estimation tech niques. In: Semiannual Technical Summary, 1 October 1985 – 31 March 1986, NORSAR Scientific Report, 1-86/87, Kjeller, Norway, pp. 29–40. Lacoss R.T., Kelly E.J. and Toksöz M.N. 1969. Estimation of seismic noise structure using arrays. Geophysics 34, 21–38. Lomax A.J. and Snieder R. 1994. Finding sets of 58 Investigación científica y preparación ante desastres acceptable solutions with a genetic algorithm with application to surface wave group dis- persion in Europe. Geophysical Research Letters 21, 2617–2620. Malagnini L., Herrmann R.B., Biella G. and de Franco R. 1995. Rayleigh waves in Quaternary alluvium from explosive sources: determination of shear-wave velocity and Q structure. Bulletin of the Seismological Society of America 85, 900–922. Malischewsky P.G. and F. Scherbaum. 2004. Love’s formula and H/V ratio (ellipticity) of Rayleigh waves, Wave Motion 40, 50–67 Milana G., Barba S., Del Pezzo E. and Zambonelli E. 1996. Site response from ambient noise measurements: new perspectives from an array study in Central Italy. Bulletin of the Seismological Society of America 86, 320–328. Miyakoshi K., Kagawa T. and Kinoshita S. 1998. Estimation of geologi cal structures under the Kobe area using the array recordings of microtremors. 2nd International Symposium on the Effect of Surface Geology on Seismic Motion, Yokohama, Japan, 2, pp. 691–696. Murphy J.R. and Shah H.K. 1988. An analysis of the effects of site geol ogy on the characteristics of near-field Rayleigh waves. Bulletin of the Seismological Society of America 78, 64–82. Nguyen F., Van Rompaey G., Teerlynck H., van Camp M., Jongmans D. and Camelbeeck T. 2004. Use of microtremor measurement for assess ing site effects in Northern Belgium interpretation of the observed intensity during the MS= 5.0 June 11 1938 earthquake. Journal of Seismology 8, 41–56. Nolet G. 1981. Linearized inversion of (teleseismic) data. In: The Solution of the Inverse Problem in Geophysical Interpretation (ed. R. Cassinis), pp. 9–37. Plenum Press. © 2004 European Association of Geoscientists & Engineers, Near Surface Geophysics, 2004, 2, 211-221 Ohori M., Nobata A. and Wakamatsu K. 2002. A comparison of ESAC and FK methods of estimating phase velocity using arbitrarily shaped microtremor arrays. Bulletin of the Seismological Society of America 92, 2323– 2332. Ohrnberger M. 2001. Continuous automatic classification of seismic sig nals of volcanic origin at Mt Merapi, Java, Indonesia. Dissertation, University of Potsdam. Press W.H., Teukolsky S.A., Vetterling W.T. and Flannery B.P. 1992. Numerical Recipes in Fortran, 2nd edition. Cambridge University Press. Roberts J.C. and Asten M.W. 2004. Resolving a velocity inversion at the geotechnical scale using the microtremor (passive seismic) survey method. Exploration Geophysics 35, 14–18. Sambridge M. 1999. Geophysical inversion with a neighbourhood algo rithm I. Searching a parameter space. Geophysical Journal International 103, 4839–4878. Satoh T., Kawase H. and Matsushima S.I. 2001. Differences between site characteristics obtained from microtremors, S-waves, P-waves, and codas. Bulletin of the Seismological Society of America 91, 313–334. Scherbaum F., Hinzen K.-G. and Ohrnberger M. 2003. Determination of shallow shear wave velocity profiles in the Cologne/Germany area using ambient vibrations. Geophysical Journal International 152, 597–612. Sen M.K. and Stoffa P.L. 1991. Nonlinear one- dimensional seismic waveform inversion using simulated annealing. Geophysics 56, 1624– 1638. Stokoe K.H.II, Rix G.J. and Nazarian S. 1989. In situ seismic testing with surface waves. Proceedings of the XII International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, pp. 331–334. Tarantola A. 1987. Inverse Problem Theory. Elsevier Science Publishing Co. Thomson W.T. 1950. Transmission of elastic waves through a stratified solid medium. Journal of Applied Physics 21, 89–93. Tokimatsu K. 1995. Geotechnical site characterization using surface waves. In: Earthquake Geotechnical Engineering (ed.Ishihara), pp. 1333–1368. Balkema, Rotterdam. Yamamoto H. 1998. An experiment for estimating S-wave velocity struc ture from phase velocities of Love and Rayleigh waves in microtremors. 2nd International Symposium on the Effect of Surface Geology on Seismic Motion, Yokohama, Japan, 2, pp. 705–710. Yoshizawa K. and Kennett B.L.N. 2002. Non-linear waveform inversion for surface waves with a neighbourhood algorithm – application to multimode dispersion measurements. Geophy- sical Journal International 149, 118–133. SESIÓN gestión de crisis RaPID-LaTINOaMERICa Rescue And Preparedness In Disasters LatinoAmé- rica es una asociación sin fines de lucro fundada en Perú a fin de responder a la creciente necesidad de preparación y respuesta frente a desastres en America Latina. Los miembros del equipo de Búsqueda y Res- cate de Rapid-Latinoamérica son voluntarios que brindan su tiempo y habilidades sin recibir pago alguno. Su principal objetivo es aliviar el sufri- miento y angustia de las poblaciones como resul- tado de un desastre de cualquier tipo. Se cuenta con personal perfectamente entrenado listo para actuar en cualquier emergencia. Asimismo, la tarea de prevención de posibles desastres se desarrolla con capacitaciones a los pobladores de acuerdo a su situación y ubicación frente a los peligros naturales que les pudieran afectar. intervenciOnes de rescate dUrante LOs terreMOtOs Giuseppe Damiano Rapid LatinoAmerica – Perú fUnciOnes y OBjetivOs Rapid-Latinoamerica ofrece programas de Reducción de Riesgo con capacidades teóricas y prácticas a comunidades y organizaciones públicas y privadas que ayudan a difundir las habilidades y actitudes necesarias para reducir directamente el riesgo y preservar vidas humanas en situacio- nes de desastres y emergencias con el objetivo de asegurar un desarrollo sostenible a largo plazo. También ha establecido un equipo voluntario de Búsqueda y Rescate para la respuesta nacional e internacional. En el caso de terremotos, en el 2007 llegaron a Pisco, zona afectada, para brindar su ayuda y expe- riencia en el rescate de sobrevivientes. En Perú se cuenta con el apoyo de importantes empresas mineras e industriales que hacen que Rapid-LA continúe con su tarea por el bien de la población peruana. 62 Investigación científica y preparación ante desastres OperaciOnes de BUsQUeda y rescate Las operaciones de búsqueda y rescate son aquellas destinadas, como su nombre lo dice, a la búsqueda de personas en catástrofes de diversos tipos; como toda operación debe cumplir ciertas reglas para el éxito de la misma. Además RAPID Latinoamerica realiza su capacitación e intervención utilizando los lineamientos de la agencia de Naciones Unidas (INSARAG). Aquí algunas normas de seguridad para este tipo de operaciones: • No ingresar a las áreas de trabajo sin la autori- zación del líder del grupo • En el área de trabajo siempre se deberá tener puesto, de manera correcta, TODO el equipo de protección personal exigido. • Durante toda la operación debe existir un ofi- cial de seguridad (identificado y visible) que velará por la seguridad de toda la operación. Es la máxima autoridad en lo que a seguridad se refiere, pudiendo detener parcial o totalmente la operación si fuera necesario • Cada líder de grupo también velará por la seguri- dad de su personal y en caso de un acto o condi- ción insegura y de cualquier emergencia, avisará inmediatamente al oficial de seguridad. Ellos dis- pondrán de un silbato para poder avisar con el código establecido en caso de alerta y alarma. expOsiciOn itinerante Buscando prevenir y sobre todo concientizar a la población en general frente a los desastres natu- rales, RAPID Latinoamerica viene preparando en coordinación con las autoridades Municipales de distintos distritos de Lima y provincias exposicio- nes itinerantes para informar al público sobre estas catástrofes, sus consecuencias y sobre todo su pre- vención en nuestras sociedades Estas exposiciones se llevarán a cabo para difun- dir la cultura de la Reducción de Riesgo en la pobla- ción en general y los jóvenes en especial. Durante la exhibición profesionales en la materia expondrán sus experiencias y, sobre todo, aportarán a las comuni- dades sus conocimientos y lo que se debe hacer para tomar medidas prácticas de reducción de riesgo en sus comunidades y para poder responder de forma adecuada ante eventuales desastres. UbICaCIÓN GEOGRÁFICa La Paz – Bolivia se encuentra ubicada en las coor- denadas: 16°30` latitud Sur 68°08` de longitud Oeste. Altitud: 3200 y 4000 m.s.n.m. Cabeceras de cuenca a 5090 m.s.n.m. tOpOgrafía La ciudad de La Paz presenta variedad de pendien- tes, siendo estas clasificadas en tres grandes grupos: • Pendientes moderadas: 3 a 5% • Pendientes medianas: > a 10% • Pendientes fuertes: > al 50% reLación UrBanO rUraL deL MUnicipiO La relación existente entre las dimensiones de la superficie en función del número de habitantes puede ser evaluado en la tabla siguiente: Superficie Urbana 180 km2 8,95% Superficie Rural 1.832 km2 91,05% Habitantes Urbano 789.585 hab. 99,53% Habitantes Rural 3.707 hab. 0,47% Debe observarse que la mayor población de la ciudad de La Paz se encuentra concentrada en el área urbana, siendo prácticamente el 10% de la superficie rural. antecendentes deL riesgO en La ciUdad de La paZ Entre los principales peligros que han generado diversos tipos de riesgo en La Paz se puede men- cionar a los siguientes: EMERGENCIaS EN La PaZ – bOLIVIa Joaquín Aguilar Coordinador de la Oficialía Mayor Técnica Gobierno Municipal de La Paz – Bolivia hidrOgrafía La Paz es una Cuenca con Orientación Norte Sur y al Noreste limita con la Cordillera Real, y al Oeste con el Altiplano 64 Investigación científica y preparación ante desastres • Deslizamiento en Kanko Hanko (Llojeta) en 1548 • Deslizamiento de Tembladerani en 1873 • Torrente de barro en la Carretera Panamericana en 1947 • Deslizamiento de Cotahuma en 1996 • Inundación súbita en Achumani en 1997 • Deslizamiento de Kupini en 1999 • Desastre del 19 de febrero, 2002 provocado por una inundación súbita • Emergencia del 21 de enero, 2003 provocada por una inundación súbita • Deslizamiento Federico Ávila - 17 de febrero, 2003 • Deslizamiento de Llojeta - 4 de marzo, 2003 • Deslizamiento Las Lomas – 1 de agosto, 2003 • Inundación río Jillusaya en Achumani – enero, 2004 • Deslizamiento final calle Bolívar - 5 abril, 2004 acciOnes de prevenciOn deL riesgO Las acciones realizadas por el Municipio de La Paz para evaluar y prever el riesgo se inician en la década de los años 50, siendo las resaltantes las siguientes: 1952: Primeros estudios geológicos sobre el valle de La Paz (E. Dobrovolny). Alerta sobre nuevos fenó- menos de inestabilidad por invasión de laderas 1969: Se crea el Departamento de Geotécnica y Mecánica de Suelos 1976-1977: Plan de Desarrollo Urbano de la Ciudad de La Paz 1986 – 1991: Control de Riesgos Naturales (Banco Mundial). 1986: Se crea el Proyecto de Regulación de las Cuencas Irpavi y Achumani (GTZ) 1991: Se crea la Dirección de Control y Manejo de Cuencas (DICOMAC) 2000 – 2001: Se incorpora la Prevención de Riesgos en el Plan de Desarrollo Municipal de La Paz 2001: Inversión de US$ 4,9 Millones en prevención 2002: Ocurre el Desastre del 19 de febrero del 2002. Se implementa el Programa de Gestión de Riesgos del Municipio de La Paz (PNUD). Se conforma el Comité Permanente de Manejo Desastres y Atención de Emergencias y el COE del Municipio de La Paz. 2002 – 2004: Inversión en prevención estructural y anual de aprox. US$ 20 Mill. 2005 – 2008: Inversiones en prevención estructural y anual de aprox. US$ 60 Mill. 2006: El Plan de Desarrollo Municipal 2006-2010 incorpora la Gestión del Riesgo como política municipal 2007: Se crea la Dirección de Gestión del Riesgo, dependiente de la Oficialía Mayor Técnica Ejes del Programa de Gobierno Los ejes de goberno establecidos por el Municipio de La Paz son: 1: Barrios de Verdad 2: Revitalizacion del Centro Urbano 3: La Paz Metropolitana, Moderna 4: La Paz competitiva 5: La Paz sostenible 6: La Paz equitativa e incluyente 7: La Paz participativa De estos ejes, el más importante para la gestion del riesgo es el numero 5. La Paz Sostenible Para esta gestion de ha considerado tres compo- nentes importantes: Gestión del Riesgo: • Prevención Estructural • Prevención Anual • Atención de Emergencias • Sistema de Alerta Temprana • Programa de Drenaje Pluvial Gestión ambiental: • Estrategia de Adaptación al Cambio Climático Gestión Territorial: • Incorporación de consideraciones relacionadas con la Gestión del Riesgo en el ordenamiento territorial riesgOs sOciOnatUraLes en La ciUdad de La paZ Las experiencias sobre los tipos de riesgos presen- tados en La Paz, ha permitido realizar la siguiente clasificación: 65Emergencias en la Paz - Bolivia POLÍTICa DEL G.M.L.P. EN GESTION deL riesgO • Fortalecimiento institucional para la gestión del riesgo • Ejecución de inversiones para la prevención y control de riesgos • Relaciones con instituciones internacionales y nacionales de financiamiento y de asistencia técnica OBjetivOs • Reducción del riesgo y prevención de desastres • Gestión integral de cuencas • Adaptación al Cambio Climático • Socialización de la prevención • Respuesta efectiva en caso de emergencia • Recuperación rápida y sostenible de áreas afec- tadas gestiOn deL riesgO Dentro del municipio de La Paz, los ejes de la gestión de riesgos pueden ser agrupados de la siguiente manera: instrUMentOs para La gestiOn deL riesgO Planificación • Plan de Desarrollo Municipal • Plan de Gestión de Riesgos • Plan Maestro de Drenaje Pluvial • Estrategia de Adaptación al Cambio Climático Gestión territorial • Ordenanzas Municipales (Franjas de Uso y Aires de Río) • Reglamento de Uso de Suelo y Patrones de Asentamiento USPA 2007 EJE 1 identificación, gestión y MOnitOreO deL riesgO • Análisis del riesgo • Incorporación de la gestión del riesgo en el Plan de Desarrollo Municipal • Plan Municipal de Gestión del riesgo • Estrategia de Adaptación al Cambio Climático • Fortalecimiento de la capacidad de respuesta a desastres EJE 2 respUesta a desastres y recOnstrUcción • Plan de Atención de Emergencias EJE 4 sisteMas de infOrMación • Sistema de Alerta Temprana • Sistema de monitoreo de movimeintos geodinámicos EJE 3 edUcación y capacitación para La gestión deL riesgO • Incorporación de la Gestión del Riesgo en la cultura ciudadana gestión deL riesgO 66 Investigación científica y preparación ante desastres • Incorporación de consideraciones del riesgo en las planimetrias • Incorporación de consideraciones del riesgo en la valuación económica de predios Intervención • Programa de Mejoramiento de Barrios (Barrios de Verdad) • Innovaciones tecnológicas en obras hidráulicas • Programa Integral de Mantenimiento de Barrios • Programa de Drenaje Pluvial Educación • Educación ambiental (Manejo de residuos sólidos, contaminación, riesgos, adaptación al Cambio Climático) • Educación Ciudadana en Gestión del Riesgo atención de emergencias • Sistema de Atención de Emergencias • Centro de Operaciones de Emergencias Información • Mapa de Riesgos Socionaturales Específicos • Sistema de Información Municipal • Sistema de Alerta Temprana pLan MUnicipaL de gestiOn deL riesgO Plan de Prevención Estructural Considera la ejecución de obras civiles que mitigan el riesgo disminuyendo la vulnerabilidad en un sec- tor de extensión considerable como parte de una Política Institucional a través de la cual, en el tiempo se debe realizar mayores inversiones en prevención, para disminuir la necesidad de inversiones en la atención de emergencias. Plan de Prevención anual Consiste en la ejecución de un conjunto de accio- nes especificas de prevención que se realizan en el periodo comprendido entre la conclusión de una época de lluvias y el inicio de la siguiente. Corres- ponde a la evaluación post lluvias del estado de las cuencas y de sus obras de regulación, y concluye con la ejecución de medidas correctivas y de man- tenimiento de la infraestructura urbana. Plan de atención de Emergencias Conjunto de acciones de respuesta inmediata y rehabilitación en caso de ocurrencia de eventos adversos durante la época de lluvias. Este plan se ajusta cada año y se presupuesta recursos econó- micos para la contratación de personal, pago de maquinaria y adquisición de insumos centrO de OperaciOnes de eMergencias • Componente del Sistema Municipal • Responsable de promover, planificar, y mante- ner la coordinación y operación conjunta entre diferentes niveles, jurisdicciones y funciones de instituciones involucradas en la RESPUESTA o ATENCION de Emergencias y Desastres. Funciones • Planificación política estratégica • Coordinación interinstitucional 67Emergencias en la Paz - Bolivia • Control de operaciones internas y externas • Comunicación e informática • Información pública y atención a visitantes • Evaluación • Ubicación e instalación • Formación de recursos humanos especializados en BSR y asistencia humanitaria estrUctUra deL cOe MUnicipaL La estructura del Comité de Emergencias de la Muni- cipalidad de La Paz se encuentra estructurada de la siguiente manera: institUciOnes QUe cOnfOrMan Las areas deL cOe I. La COMPLEJIDaD DEL ÁMbITO hUManitariO I.1. El carácter excepcional del desastre producido por un sismo El Peru es un país de alto riesgo ante amenazas por estar ubicado en el Circulo de Fuego del Pacifico y cerca a la zona intertropical. Los sismos más recien- tes, producidos en la zona sur del país, departamen- tos de Lima e Ica (2007) o Arequipa, Moquegua y Tacna (2001) han impactado considerablemente la salud, la seguridad, la educación y la organización social de las poblaciones damnificadas pero tam- bién, las infraesturas y la economía local. • Imprevisibilidad y probabilidad del aconteci- miento • Alcance geográfico de la zona devastada • Amplitud de la población afectada y damnifi- cada • Magnitud de los daños materiales - Número de casas destruidas o inhabita- bles - Red de agua, red eléctrica, red de telecomu- nicación - Estructuras logísticas (aeropuertos, puertos, vías…) y medios de transporte - Sectores : Salud, Educación … - Economía local I.2. Un Sistema Nacional de Defensa Civil desestabilizado y fracturado Las deficiencias de una organización de Defensa Civil fracturada se manifiestan, al final, por la no satisfac- ción de las necesidades prioritarias de la población damnificada, generando malestar y protestas, robos y asaltos, pérdida de confianza y de credibilidad de parte de la comunidad humanitaria y diplomática extranjera. • La falta de preparación de las instituciones en la atención a la población La deficiencia de las intervenciones se debe princi- palmente a la falta de preparación que se manifiesta por: - una presencia espontánea de actores en el campo de las operaciones, La cOOrdinación LOgística en La gestión hUManitaria de LOs desastres pOr fenóMenOs natUraLes Jérôme Chandes Presidente de la Ong Cooperación Logística Solidaria (CLS) 69La coordinación logística en la gestión humanitaria de los desastres por fenómenos naturales - una insuficiente movilización de recursos huma- nos operativos, equipos logísticos y materiales apropiados, pero también de medios de trans- porte, - una demora en la evaluación de los daños y análisis de las necesidades, así como la dificul- tad de la circulación de los datos, - una escasez de insumos humanitarios en los stocks y en el mercado, - un desorden en la recepción y distribución de la ayuda, una ayuda que a veces es inadecuada respeto a las necesidades, - una débil metodología de administración de almacenes, - una falta de fiabilidad en el monitoreo de los flujos de donaciones. • Falta de coordinación entre los componentes del Sistema de Defensa Civil del país y de la Comunidad Humanitaria Internacional Las debilidades en la coordinación de los actores a todos los niveles provoca una intervención improvi- sada y segmentada de los participantes con compe- tencias especializadas, lo que se traduce por: - una concentración y una duplicidad de la ayuda en algunas zonas, - muchas zonas marginalizadas que no reciben ayuda, - una incoherencia global entre las acciones de emergencias y de desarrollo futuro, - una congestión del flujo logístico en los diferen- tes puntos estratégicos de suministros (cuello de botella en los aeropuertos y/o puertos), - inadecuación entre la oferta humanitaria y las necesidades. II. Las Estrategias Colectivas al Servicio de la Logística Humanitaria II.1. Los desafíos logísticos en la atención a la población afectada Las intervenciones humanitarias tienen como fin mejorar la condición de la población que se encuen- tra en una situación de emergencia temporal o permanente, impidiendo a los afectados contar con el normal abastecimiento de servicios básicos como: agua potable, salud, alimentación, vivienda, servicios sanitarios, educación y seguridad de sus miembros. El objetivo de la logística es garantizar la mejor adecuación entre la oferta humanitaria y las nece- sidades de la población afectada, entregando: - bienes apropiados, - en buena condición, - en cantidad suficiente, - en todas las zonas afectadas, - en cortos plazos. Para alcanzar este objetivo, las organizaciones deben desarrollar estrategias colectivas cuando: - las necesidades superan sus capacidades de acción (Ejercito/Defensa Civil/ONG/Empresas Privadas) y se solicitan intervenciones desde afuera del país para complementar la atención a la población, - se solicitan servicios especializados (transpor- tes aéreos, - se necesita obtener bienes estratégicos con reactividad (proveedores extranjeros). II. 2. Desarrollo de las estrategias en las relaciones de cooperación logística • La cooperación horizontal : las estrategias gremiales Una clasificación de los colectivos Formas de interdependencia Tipo de asociación Gremial Simbiótica Directa Confederada Conjugada Indirecta Aglomerada Orgánica • Una “asociación gremial” directa en una rela- ción horizontal. Confederación de empresas privadas e instituciones especializadas en el ámbito de la logística (presta- dores logísticos, ejercito, etc.) que negocian y se unen temporalmente para movilizar y coordinar los recursos materiales y humanos con el objetivo de responder a los requerimientos logísticos ante un desastre de gran magnitud. ashley y Fombrun, 1983 70 Investigación científica y preparación ante desastres • Una “asociación simbiótica” directa en una relación vertical Estructura de coalición “conjugada” que reúne, por un lado, a los proveedores de bienes humanitarios (fabricantes, donantes) y, por otro lado, a los acto- res de Defensa Civil, Ong, organizaciones interna- cionales y otros con el objetivo de responder de manera global e integrada a las necesidades de la población. prOBLeMa prOBLeMa Movilización y coordinación Fracturación del proceso de abastecimiento Durante la emergencia, la movilización espontánea de la intervención individual y seg- mentada de los participantes sin competencias específicas provoca desorden. La falta de atención a las necesidades de la población afectada revela la dificultad de una organización para, en primer lugar, adecuar y pro- porcionar, lo antes posible, los insumos humanitarios y, en secundo lugar, canalizar y rastrear la llegada masiva y variada de las donaciones para su distribución opor- tuna. Organización logística de contingencia administración de la Cadena de abastecimiento (Supply Chain Management) prOpUesta prOpUesta La planificación proactiva para organizar la contingencia logística, permite la pronta y eficaz coordinación de cada uno de los socios. Esta metodología SCM per- mite elaborar un modelo lo- gístico colectivo que facilita la integración y la colaboración de las organizaciones en la ca- dena multi-actores. pLan de cOntingencia LOgísticO y prOtOcOLOs de actUación adMinistración de La cadena de aBasteciMientO • La cooperación vertical: las estrategias simbióticas Una clasificación de los colectivos Formas de interdependencia Tipo de asociación Gremial Simbiótica Directa Confederada Conjugada Indirecta Aglomerada Orgánica ashley y Fombrun, 1983 71La coordinación logística en la gestión humanitaria de los desastres por fenómenos naturales • El modelo SCOR (Supply Chain Operations Reference Model) Esta metodología de diseño de los procesos de las operaciones logísticas permite elaborar un modelo logístico colectivo para organizar el sistema nacional de apoyo logístico. En el cuadro de la simulación, la metodología SCOR concibe un modelo que permite manejar, de manera proactiva, el conjunto de la cadena logística con el fin de atender, de manera rápida y eficaz, el requerimiento: MOdeLO de referencia de Una cadena LOgística OperaciOnaL - favorecer las relaciones de cooperación y coor- dinación entre los protagonistas, - mejorar la flexibilidad, adaptabilidad, reactivi- dad de cada protagonista, - garantizar la satisfacción cualitativa y cuanti- tativa de las necesidades de la población afec- tada, - permitir automáticamente el rastreo de los flujos de bienes y la transparencia de los flujos financieros, - evaluar el rendimiento global de las acciones humanitarias. pLanificar MOdeLO scOr 72 Investigación científica y preparación ante desastres • Un software logístico integrado Una herramienta informática logística operativa integrada permite, con fiabilidad, el manejo ágil y flexible de la cadena de abastecimiento y facilita la coordinación de los componentes de la red huma- nitaria de la organización. Las crisis en medio urbano están vinculadas a even- tos mayores que pueden ser causados por fenó- menos destructores de origen natural o antrópico y que provocan la superación de las «capacidades de autorregulación interna que de ordinario garan- tizan la continuidad del funcionamiento urbano» (Dubois-Maury & Chaline, 2002). Son rupturas o muy fuertes perturbaciones, en dimensiones socia- les, económicas, sanitarias o logísticas, que dibujan los contornos de las crisis que afectan a las socie- dades y territorios. Pueden ser provocadas por un sismo o una epidemia, una inundación o un movi- miento social, un deslizamiento de terreno o una situación política. En un pasado todavía reciente, el manejo de las crisis era considerado como una preocupación dictada por la fuerza de los eventos, un último recurso por ausencia de prevención. Este manejo de crisis ocupa progresivamente un lugar impor- tante en la gestión de los riesgos. El número cada vez más importante de investigadores que le pres- tan interés muestra que la crisis como objeto de investigación en el campo del riesgo ha crecido, cuando esta problemática era, hace algunos años, un asunto principalmente reservado a los especia- listas de protección civil. Este interés reciente de los investigadores por el tema de las crisis ofrece la posibilidad de desenmarañar su complejidad, de reducir las incertidumbres y, a fin de cuentas, de disminuir la vulnerabilidad de los territorios y de su población. En este contexto, la conferencia ha buscado mostrar la pertinencia científica de una investigación geográfica sobre el manejo de crisis. La producción de conocimientos sobre las dimensiones espaciales de la gestión de crisis se justifica a la vez por las limitaciones constatadas de la acción preventiva, las debilidades actuales de los sistemas de manejo de crisis y por el desconocimiento de las dificultades espaciales, propias del manejo de crisis. En la introducción, la conferencia retrata la evo- lución de la investigación en el campo de la crisis, la insuficiencia de las investigaciones geográficas (o “espacializadas”) y el interés de los conocimien- tos que pueden aportar. En efecto, el manejo de crisis consiste, muy concretamente, en relacionar dos tipos de espacios que agrupan por un lado las necesidades de auxilio (los espacios vulnerables correspondientes a una demanda) y, por el otro, los recursos que permiten responder a estas nece- sidades en la emergencia (los espacios recursos correspondientes a una oferta). El análisis de las articulaciones de estos dos espacios que se puede analizar a partir de una base de datos georeferen- ciados y el uso de un sistema de información geo- gráfica (SIG), permite evidenciar vulnerabilidades del sistema de manejo de crisis. En otras palabras, el análisis permite contestar a preguntas como las siguientes: ¿en qué medida, los espacios vulnera- bles tienen acceso a los recursos? ¿Cómo llegan los recursos a los espacios que los necesitan? A partir de investigaciones realizadas en el Dis- trito Metropolitano de Quito se demuestra luego la pertinencia de tal enfoque considerando: 1. los recursos útiles y esenciales para el manejo de crisis: centros de decisión e intervención; abastecimiento de alimentos y de agua; apoyo a VULNERabILIDaD URbaNa Y MaNEJO DE CRISIS. casO de QUitO Robert D’Ercole IRD - Perù 74 Investigación científica y preparación ante desastres la población (salud, albergues); abastecimiento energético (electricidad, combustibles); comu- nicaciones (movilidad, telecomunicaciones); elementos útiles para el período de recupera- ción. 2. la vulnerabilidad de la población (demográfica, socioeconómica, exposición a amenazas, poca accesibilidad, dificultad local de manejo de emergencias) 3. la vulnerabilidad del sistema de gestión de cri- sis observable a partir del análisis de la articu- lación espacial entre los espacios vulnerables y los recursos. Esto lleva a considerar la falta de accesibilidad de los recursos de crisis para la población que puede encontrarse aislada durante una emergencia. Otro ejemplo atañe a la relación entre la repartición de la población y los recursos médicos de emergencia. Los mapas realizados demuestran que la casi totalidad de la población vulnerable de Quito se encuentra a gran distancia de los principales centros de salud. Estas investigaciones resultan muy útiles para evidenciar las vulnerabilidades del sistema de manejo de crisis. Además muestran claramente que existe una articulación muy clara entre actividades que casi siempre se consideran separadamente: el manejo de crisis y su preparación, la prevención y la planificación preventiva territorial. REFERENCIaS bIbLIOGRÁFICaS D’ERCOLE R. & METZGER P. (2004) – Vulnerabilidad del Distrito Metropolitano de Quito – Colección Quito Metropolitano, MDMQ-IRD, Quito, Ecua- dor, 496p D’ERCOLE R., HARDY S., ROBERT J., METZGER P. (edi- tores) (2009) – Vulnerabilidades urbanas en los países andinos - Número temático del Boletín del Instituto Francés de Estudios Andinos, Tomo 38, No 3, 530 p. DUBOIS-MAURY J., CHALINE C. (2002) – Les risques urbains – Armand Colin, Paris, 208p. ExECuTIvE SuMMARy This is a preliminary report on estimates of human losses to be expected in central Peru, Lima, and Callao in case of a hypothetical earthquake of magnitude 8 in the immediate vicinity offshore of Lima. Preliminary, because the time, resources, and information available were not sufficient to address some of the important question in full. We were able to calibrate the computer code and the data set on attenuation, building stock, and casualty matrix reasonably well, based on recent large Peruvian earthquakes for which macroseismic maps and number of casualties are available. Thus, we can be confident that our estimates of likely future losses are reasonable. The basic source parameters for the expected earthquake were magnitude 8, at 33 km depth, and 15 km offshore of the beach of Lima. We varied these parameters to include magnitudes ranging from 6.5 to 8.5, and epicenters at distances up to 50 km from Lima. We modeled the city of Lima as consisting of 43 districts in which the total population and that of school children is known. For each district, we calculated an average amplification factor for strong ground motion, based on a microzonation map with known soil conditions. The difference of building types in different districts could not be taken into account because the information arrived too late in our office. Thus, our calculations should be repeated, considering this information also. The districts in which more than 1,000 fatalities and more than 10,000 injured are expected in the scenario with the basic earthquake source parameters include San Juan de Lurigancho, San Martín de Porres, Villa El Salvador, San Juan de Miraflores, Villa Maria del Triunfo, as well as Callao. The analysis accounting for differences in building stock in the different districts is presented in the new section ADDENDUM. Assuming that 50% of the population is indoors at the time of the earthquake, the range of average total fatalities in our scenarios is 7,000 to 30,000, with 6,000 to 25,000 expected in Lima. For all of these estimates an uncertainty of about 40% has to be applied. For the worst case (occupancy rate 80% at night) the numbers of total fatalities would be about 10,000 to 50,000, with 9,000 to 40,000 in Lima. The range of injured for an occupancy rate of 50% is estimated as 66,000 to 230,000, for Lima alone, with an additional 13,000 to 35,000 in Callao. The total number of injured in the worst case (occupancy rate 80%) is therefore estimated as 128,000 to 432,000. Given that this is an average number that has a 40% error margin, the number of injured could conceivably exceed half a million. The estimated number of fatalities represents 0.2 to 0.3% of the population of Lima metropolitana and the injuries 2 to 3% of the total. The fatalities among the school population is expected to range from mean values of 2,000 to 13,000, for magnitude 8 or larger earthquakes, if all children are in school at the time. The number of injured pupils is expected to lie in the range of 7,000 to 36,000 under favorable assumptions about building properties of the schools. The question whether children are more or less likely to be killed by their schools or by their homes should be investigated. We need information about the construction quality of schools to answer this important question preLiMinary LOss estiMates fOr pOssiBLe FUTURE EaRTHqUaKES NEaR LIMa, PERU Max Wyss, Goran Trendafiloski, Philippe Rosset, and Ben Wyss World Agency of Planetary Monitoring and Earthquake Risk Prediction, Switzerland 76 Investigación científica y preparación ante desastres intrOdUctiOn The purpose of this report is to estimate quantitatively the losses that Lima and communities around it may sustain in a future great earthquake. The reasoning behind our approach and the methods used are highly technical, but the results should be understandable to decision makers and managers without scientific or engineering background. Thus, we write this report in such a way that everyone can understand it, and we place the technical details into appendices. How reliably can we estimate future human losses? The short answer is: Within a factor of two, if we are lucky, but more generally within an order of magnitude. This statement is based on the fact that we have predicted the number of fatalities correctly to within about a factor of two for the M7.5 Kashmir earthquakes of October 2005 in an article published before the earthquake in March 2005 [Wyss 2005; Wyss, 2006]. We have six years of experience in distributing loss estimates by email in near-real-time for any earthquake with M=6 worldwide. This service is free and open to anyone. Our loss estimates reach the consumers in 30 minutes (median) after the earthquake in question [Wyss and Zibzibadze, 2009]. In 95% of the cases, we have been able to differentiate disastrous from inconsequential earthquakes, but we have also issued a few incorrect estimates for various reasons. Our struggle to reduce the influence of error sources will go on for decades to come. The steps we follow in estimating losses due to earthquakes are the following. A) We need to know the epicenter (position) of the earthquake, its depth, and magnitude. B) From these parameters, we calculate the strength of shaking for every settlement in our database. The amplitudes of the waves diminish away from the epicenter. C) If possible, we would like to know the soil conditions in each settlement, because some soils amplify the strong ground motion. D) To calculate what damage the ground motion causes, we need to know the distribution of buildings into classes of resistance to ground shaking. E) For estimating the effect of collapsed and damaged buildings on people, we need to know the distribution of people into the building classes and the casualty matrix. This matrix is a table that gives the expected distribution of building occupants into five categories: fatalities, injured (light, moderate, heavy), and unscathed, as a function of the damage state of the building type they are in. F) We also need to know the population for each settlement, in order to convert the percentages from the casualty matrix into numbers of people killed and injured in each settlement. G) Finally, it is also desirable to have accurate information about when people are in what buildings, as a function of the time of day, and as a function of the year’s seasons. The results of our calculations include the following. i) The expected percentage of buildings in each of five damage states in each settlement, ii) the mean damage state in each settlement, iii) the numbers of fatalities and injured, with error estimates, in each settlement. In the case of Lima, the 43 administrative districts are treated as separate settlements. We are not calculating damage to individual structures. To do that, we would need blue prints of the structure in question and details on soil conditions. Our results are only meaningful, if they are derived by averaging over hundreds to thousands of buildings. In the case of loss scenarios for Lima, the following approach is designed to minimize errors and maximize reliability. (1) We used macroseismic observations for past earthquakes in Peru, that is, recorded damage to buildings and felt reports, to determine the most appropriate law of attenuation of seismic waves for Peru. “Attenuation” refers to the decrease of seismic wave amplitudes as they travel away from the source. (2) For the distribution of buildings into types and their occupancy rate, we have accepted the values recently compiled by the World Housing Encyclopedia and the PAGER project of the USGS (United Stated Geological Survey). (3) We calibrated the casualty matrix, by reviewing the ten Peruvian earthquakes since 1966 for which both the numbers of fatalities and injured are known. In the end, we used the data since 1990 for actual adjustment of the casualty matrix. As a result of these calibrations, our loss- estimating tool QLARM calculates human losses for past earthquakes correctly to within a factor of 2, on average. Based on this calibration effort, we believe it is reasonable to quantitatively estimate the losses that may be sustained in future earthquakes near Lima. The losses we calculate concern only those 77Preliminary loss estimates for possible future earthquakes near Lima, Peru due to structural failure as a result of strong ground motions. Casualties (fatalities plus injured) caused by tsunami and landslides are not included. Basic scenariO The seismic hazard, that is, the probability of strong ground motions to be expected in Lima, is not the subject of this report. For the basic scenario to be used in our loss calculations, the following assumed location, depth, magnitude, and the seismic load in Lima were designed by the Peruvian Civil Defense and NGO PREDES and conveyed to us by Mr. A. Chavez. Fecha: ? Hora: ? Latitud Sur: Frente a Lima Longitud Oeste: Frente a Lima Profundidad: 33 km Epicentro: Frente a Lima Magnitud: 8.0 Mw Intensidad maxima: VIII (MM) Area de Imax: Lima Metropolitana-Localidad Chimbote Aceleración Máxima promedio: 350-400 cm/seg2 The calculations we will present are for the earthquake to happen at 07:00. This is one of the most favorable times of day, because only 50% of the population is expected to be indoors. The worst-case scenarios would be calculated for nighttime, when 80% of the people can be assumed to be indoors. Thus, to estimate the worst casualty numbers the ones we present in the Tables should be multiplied by a factor of 1.6. The expression “frente a Lima” in the specification of the earthquake parameters allows multiple interpretations. In a separate email, we were told the epicenter could be assumed to be located offshore at a distance of 15 km from the beach at Lima, and as maximum seismic load the value of intensity IX was mentioned. Thus, we have calculated several scenarios varying the position of strongest energy release in the hypothetical earthquake, resulting in a seismic load varying around the prescribed value of VIII, reaching IX as a maximum. With scenario epicenters close to Lima, the assumed depth of the earthquake has a strong influence on the calculated losses. The depth of 33 km prescribed, together with the closeness to Lima (15 km minimum) suggests that the earthquake to be modeled is a rupture down-dip of the 1974 event that was shallower and farther out to sea [Langer and Spence, 1995]. The 1974 event was not very damaging because of its distance from Lima. We understand that the scenario selected is expecting earthquake energy release much closer to Lima than in 1974. MethOd The steps we take in our method have been outlined in the introduction, in our publications [Trendafiloski et al., 2009], and on our web site (http://qlarm.ehz. ch/). Thus, we will not repeat it here. City Model for Lima For small settlements, it is sufficient to consider the entire population concentrated in a single point of latitude and longitude. To average the damage and the human losses over a small settlement is not just a simplification; it is also a necessity to get stable results. Some buildings may collapse because they are built on poor soils, while others of the same type remain standing and we do not have the detailed information that would be necessary to calculate losses for individual houses. For large cities like Lima, located in seismogenic areas, we are building a world database of city models with sub-divisions. The details of our approach are described for the case of Bucharest by Trendafiloski et al. [2009]. For Lima we have the following information. For each of the 43 districts, we know the population and separately the school population. Unfortunately, data on differences in the distribution of buildings into types between districts reached us too late to be included in this report. However, we know the soil conditions from a microzonation map (Figure 2). We estimate the average soil condition for each district from this microzonation map. Our model for Lima therefore consists of 43 “settlements” (districts). For each, the population 78 Investigación científica y preparación ante desastres and school children are assumed to be concentrated in its central point of latitude and longitude. At present, all districts are assumed to contain the same average building distribution for Lima, a feature we may refine in a future calculation. The details of the model for Lima are explained in Appendices A and C. BUiLding prOperties in LiMa and Latin aMerica The city model for Lima contains the following parameters regarding the elements-at-risk. (1) Distribution of residential buildings into vulnerability classes. (2) Distribution of residential population into vulnerability classes. (3) Distribution of schools into vulnerability classes. The distributions of population into vulnerability classes are assumed to be uniform for all city districts in Lima and are derived from the PAGER 2008 database and the World Housing Encyclopedia, 2007. The building distributions are retrieved from the population distributions using the parameter “peak average number of occupants per building type” given by the World Housing Encyclopedia, 2007. More information regarding dominant residential building types in Peru are given in Appendix C, along with details regarding the distributions of buildings and population into vulnerability classes and the process of calibration. We approximated the distribution of buildings and population for schools by placing 50% in class B and 50% in class C. The choice of this distribution is suggested by the performance of schools during the 2007, Pisco earthquake. caLiBratiOn Of OUr LOss estiMating tOOL fOr perU We want to make sure that our computer tool, QLARM, and its data set calculates losses approximately correctly for past earthquakes, before we dare estimating losses for scenarios. The list of the 10 earthquakes since 1966 for which macroseismic maps, fatalities, and injured are know is shown in Table 1. As a first step, we established which attenuation law governs the decrease of the strong shaking away from the source. In areas where we have no information regarding attenuation, we take a standard average formula. However, for Peru we gathered intensity values reported in past earthquakes and fit an attenuation equation to these values. Figure 3 shows an example of a match of the equation we have adapted to observed intensities. The details of our attenuation analysis are given in Appendix B. In a second step, we might attempt to adjust the distribution of buildings into vulnerability classes. However, in the case of Lima, we did not receive the relevant data in time and therefore accept the distribution into classes and the collapse rates given by the World Housing Encyclopedia and the PAGER project. The details of the building properties we used are given in Appendix C. In a third step, we adjust the casualty matrix to conditions in Peru. The logic we use is to calculate the approximate number of people exposed to intensities VI through the maximum intensity (usually VIII) for each intensity class, and then to adjust the casualty matrix such that the observe numbers of fatalities and injured are calculated. It is necessary to consider the population exposed to each intensity separately because the percentage of people killed depends on the intensity. The source parameters of historic earthquakes are uncertain to varying degrees, but they are figUre 2: Microzonation of Lima metropolitana. The urban area is divided into colored zones corresponding to 4 types of soil; S1 for rock, S2 intermediate soils, S3 flexible soils and S4 for exceptional conditions (map from CISMID, 2004). Yellow line polygons mark the district boundaries (more in appendix a). The center of energy release (epicenters) for the scenarios a through J are marked by stars. 79Preliminary loss estimates for possible future earthquakes near Lima, Peru important in the calibration process. Especially important for our problem is the location of the greatest energy release, which is usually not at the epicenter, but farther down the rupture that can be 200 to 300 km long. The macroseismic maps that exist for the calibration earthquakes allowed us to select a point within the rupture area as the location of maximum energy release, based on the shape of the isoseismals (more in Appendix D). The final results comparing observed and calculated casualties are given in Table 1 and Figure 4. Based on the comparison of observed with calculated casualties (fatalities plus injured), we conclude that our earthquake loss estimating tool QLARM estimates losses correctly to within about a factor of 2 on average, if the parameters of the earthquakes are well known. In addition, we considered the effects of the great earthquake of 1940 because it was the historic earthquake closest to Lima. The details of losses in this case and in that of the greatest known earthquake disaster in Peru, the Chimbote 1970 earthquake, are discussed in Appendix D. taBLe 1: Peruvian earthquakes for which numbers of fatalities and injured have been reported, plus the 1940 event Nw of Lima. The events from 1990 on have been used for calibration. The mean fatalities and injured calculated by qLaRM have ± errors of approximately 40%. *without fatalities due to landslides. **without fatalities in the San Clemente church and the Embassy hotel. Year Month Day Lon Lat Dep Mag Observed Calculated w s km Fat Inj Fat Inj Position 1940 5 24 77.79 11.47 30 8.0(8.2) 250 offshore 1966 10 17 78.63 10.74 30 7.6(8.1) 125 3000 offshore 1968 6 19 77.20 5.50 25 6.9 46 120 land 1970 5 31 78.87 9.36 25 7.8(7.9) 5137* offshore 1974 10 3 77.66 12.39 30 7.6(8.1) 78 2414 offshore 1990 5 30 77.23 6.02 15 6.5(6.6) 135 800 83 611 land 1991 4 5 77.09 5.98 20 6.8 53 252 48 552 land 1996 2 21 79.57 9.62 25 6.6(7.5) 12 56 0 51 offshore 1996 11 12 75.68 14.99 25 7.3(7.8) 15 700 45 302 offshore 2001 6 23 73.64 16.26 25 8.2 139 2687 359 2097 coast 2007 8 15 76.51 13.32 41 7.5(8.0) 360** 1090 310 3070 offshore figUre 3: Comparison of observed and calculated intensities as a function of distance from the epicenter for the M8 earthquake of 2007 that occurred in the Lima/Pisco region. Yellow circles are the observed values, open circles are the values calculated by our theoretical relationship, and red diamonds represent a relationship proposed in the literature (details in appendix b). Figure 4: Comparison of observed with theoretically calculated casualties for recent Peruvian earthquakes, (a) fatalities, (b) injured. Parameters of these earthquakes are listed in Table 1. estiMated LOsses in fUtUre great EaRTHqUaKES OFFSHORE NEaR LIMa As requested by the Peruvian experts, we have estimated human losses for hypothetical earthquakes with magnitude 8 off the beach of Lima. In one communication, the distance from the beach was specified as 15 km. We assumed this would be the closest plausible distance and have varied it up to 50 km to estimate the influence on loss estimates by the assumed distance of the energy release. 80 Investigación científica y preparación ante desastres We applied the specified depth of 33 km to the hypothetical sources within 20 km of Lima and selected shallower values the farther the source was from Lima, up to a minimum of 25 km (Table 2). This intends to model the shoaling of the megathrust toward the west [e.g. Langer and Spence, 1995]. For estimating losses in case of an approximate maximum load of I=9 (requested in one of the communications to us from Lima) we used an M8.5 source at 30 km depth and 40 km distance (scenario G, Table 1, Figure 5). In addition to losses in Lima, we estimated losses for all settlements in our database. The number of settlements judged to be affected by intensities larger than 5 was typically 600. The lists giving casualty numbers and damage rates in these settlements are not included in the appendices, but can be obtained on request. The sum of the total human losses in all settlements is given in Table 3 for the various scenarios, along with the losses expected in Callao. For the 43 districts of Lima and Callao, the expected human losses are listed in Appendix F for all the scenarios, along with mean damage grade and intensity of shaking. estiMated LOsses fOr MOderate MaGNITUDE EaRTHqUaKES OFF LIMa Given that the probability of an earthquake in the range of magnitude 6.5 to 7.5 near Lima is much greater than the occurrence of an M8, we calculated three scenarios for events smaller than the basic scenario magnitude of 8. We placed these smaller sources at 15 km epicentral distance from Lioma and 33 km depth (Table 4). The total numbers of casualties and those for Callao are given in Table 5 for the scenarios with smaller magnitudes. scen Lon w Lat S Depth Mag Dist Intens Fat (Lima) Inj (Lima) %Fat (Lim) %Inj (Lim) A 77.2 12.18 33 8 15 8.6 20200 196600 0.26 2.5 B 77.24 12.2 33 8 20 8.5 17000 169200 0.22 2.1 C 77.27 12.24 30 8 25 8.4 15700 156900 0.20 2.0 D 77.31 12.28 25 8 32 8.4 14100 142800 0.18 1.8 E 77.36 12.33 25 8 40 8.2 9800 103100 0.12 1.3 F 77.43 12.39 25 8 50 7.9 6000 66100 0.08 0.8 G 77.36 12.33 30 8.5 40 8.8 24400 230200 0.31 2.9 taBLe 2: Estimated human losses in Lima in case of hypothetical great earthquakes offshore at distances between 15 and 50 km from Lima, causing macroseismic intensities between about 8 and 9. Uncertainties of the averages shown are approximately ± 40%. The expected numbers of injured (Inj) are about 10 times those of fatalities (Fat). The last two columns give casualties in percent of the total population. figUre 5: Mean damage grade expected in settlements of central Peru in case of an M8.5 earthquake at 30 km depth 40 km offshore Lima. The star marks the epicenter. The sizes of dots are proportional to the population. Orange signifies a damage grade of 3 on a scale of 5, meaning significant damage. Green marks light and blue minor damage, respectively. 81Preliminary loss estimates for possible future earthquakes near Lima, Peru LOsses aMOng the schOOL pOpULatiOn The children being a nation’s future, it is especially important to protect them. With a total school population over one million in Lima, the 43 districts average about 20,000 pupils. We calculated the losses expected separately for all the districts and all the scenarios. Figure 6 shows the damage grade expected for scenario A, Table 6 lists the summaries for the scenarios discussed in this report, and Appendix E contains the details of each scenario. All children are assumed to be in school at the time of the earthquake, in these calculations. Therefore, the numbers shown in Table 6 are for the worst case and they are not a subset of the casualties calculated for the over-all population of Lima in Tables 2 to 5. These latter scenarios are calculated for a time when children are not in school. scen Lon w Lat S Depth Mag Dist Intens Fat(tot) Inj(tot) Fat(Callao) Inj(Callao) A 77.2 12.18 33 8 15 8.6 24100 230300 3500 31600 B 77.24 12.2 33 8 20 8.5 20500 200100 3200 29000 C 77.27 12.24 30 8 25 8.4 18900 186600 3000 28000 D 77.31 12.28 25 8 32 8.4 17200 171100 2900 26800 E 77.36 12.33 25 8 40 8.2 11900 124300 2000 19900 F 77.43 12.39 25 8 50 7.9 7300 80300 1300 13200 G 77.36 12.33 30 8.5 40 8.8 29300 270100 4100 35300 sce Lon w Lat S Dep M dis Intens Fat(Lima) Inj(Lima) %Fat(Lim) %Inj(Lim) H 77.2 12.18 33 7.5 15 7.9 8000 87000 1400 14450 I 77.2 12.18 33 7.0 15 7.1 1600 21800 400 4500 J 77.2 12.18 33 6.5 15 6.3 160 4800 40 900 sce Lon w Lat S Dep Mag Dist Intens Fat(tot) Inj(tot) Fat(Callao) Inj(Callao) H 77.2 12.18 33 7.5 15 7.9 8000 87000 1400 14450 I 77.2 12.18 33 7.0 15 7.1 1600 21800 400 4500 J 77.2 12.18 33 6.5 15 6.3 160 4800 40 900 taBLe 3: Estimated human losses in Callao an the total losses (including Lima, Callao, and smaller communities) in case of hypothetical great earthquakes offshore at distances between 15 and 50 km from Lima, causing macroseismic intensities between about 8 and 9. Uncertainties of the given averages are approximately ± 40%. The expected numbers of injured (Inj) are about 10 times those of fatalities (Fat). taBLe 4: Estimated human losses in Lima in case of hypothetical earthquakes with magnitudes between 6.5 and 7.5 offshore at a distance of 15 km from Lima, causing macroseismic intensities between about 6 and 8. Uncertainties of the given averages are approximately ± 40%. taBLe 5: Estimated total human losses in central Peru and in Callao in case of hypothetical earthquakes with magnitudes between 6.5 and 7.5 offshore at a distance of 15 km from Lima, causing macroseismic intensities between about 6 and 8. Uncertainties of the given averages are approximately ± 40%. figUre 6: Mean damage grade for schools in Lima’s districts, assuming half the schools are in building class b and half in C, in case of the scenario a SH (Table 6). all children are assumed to be in class at the time of the earthquake. 82 Investigación científica y preparación ante desastres hUMan LOsses By district Of LiMa The human losses depend on the size of the population and on the quality of the building stock. In this report, we have taken into account only the number of people in the different districts. The quality of the building stock should also be considered in an expansion of this preliminary report. The results we offer take into account the differing distances and soil conditions. As example, we show the ranking of districts as a function of injured in Table 7, including Callao. Due to its proximity to the source, the large population, and poor soil conditions, Callao ranks highest in expected intensity and average number of injured. The districts in which more than 1,000 fatalities and more than 10,000 injured are expected include San Juan de Lurigancho, San Martín de Porres, Villa El Salvador, San Juan de Miraflores, Villa Maria del Triunfo. The next group of districts with more than 400 fatalities and more than 4,000 injured expected include: Comas, Ate Vitarte, Chorrillos, Los Olivos, Lima center, Santiago de Surco, La Victoria, Puente Piedra, Independencia, Rimac, Carabayllo, San Miguel, and El Agustino. The estimated losses for all districts and scenarios are listed in Appendix F. Table 7 (next page): The number of fatalities and injured are listed for the districts of Lima and for Callao, sorted by injured people, with the largest number of injured at the top. Scenario Long Lat Depth Magnitude Distance Fatalities Injured Fat(%) Inj(%) A S 77.2 12.18 33 8 15 10400 28500 0.944 2.579 B S 77.24 12.2 33 8 20 8300 23200 0.755 2.098 C S 77.27 12.24 30 8 25 7500 21000 0.677 1.898 D S 77.31 12.28 25 8 32 6500 18500 0.591 1.675 E S 77.36 12.33 25 8 40 4000 12000 0.366 1.090 F S 77.43 12.39 25 8 50 2100 6900 0.191 0.624 G S 77.36 12.33 30 8.5 40 13400 36000 1.212 3.261 H S 77.2 12.18 33 7.5 15 2300 7500 0.677 0.210 I S 77.2 12.18 33 7 15 300 1600 0.027 0.146 J S 77.2 12.18 33 6.5 15 20 400 0.002 0.037 taBLe 6: Total number of fatalities and injured expected among the school population of Lima in case of the scenarios studied. all children are assumed to be in school at the time of the earthquake. The earthquake parameters are the same as those defined in Tables 2 and 4. Uncertainties of the given averages are approximately ± 40%. discUssiOn Peru had enough historic earthquakes for which intensities, fatalities and injured were reported, such that we were able to calibrate our computer tool to estimate human losses. Using these observations, we made small adjustments to the building distribution into vulnerability classes and to the casualty matrix. Therefore, we feel confident that the results we present here are reasonably reliable, within the large margins of uncertainties that are associated with a scenario exercise like this. The distribution of casualties calculated in settlements throughout central Peru is typically 80% in Lima, 18% in Callao, and the rest distributed in other locations. It is likely that this result does not approximate well a real case because we placed the center of energy release near Lima. In a real M8 earthquake, the energy release will be distributed along a larger segment up and down the coast. Therefore, it is likely that other coastal towns and cities may suffer more significantly than estimated here in a future earthquake, although Lima and Callao are of major concern in any case. The range of average total fatalities in our scenarios is about 7,000 to 30,000, with 6,000 to 25,000 expected in Lima (Table 2). For all of these estimates, an uncertainty of about 40% has to be applied, so the range is even larger. For the worst case (occupancy rate 80% at night instead of the 50% assumed) the numbers of total fatalities would be about 10,000 to 50,000, with 9,000 to 40,000 in Lima. 83Preliminary loss estimates for possible future earthquakes near Lima, Peru Distrit Intensity EMS-98 Distance km Population 1000 Pers. Fatalities Injured Callao 9.3 16 813,264 3546 31594 L32 San Juan de Lurigancho 8.7 30 919,399 2165 21380 L35 San Martín de Porres 8.9 23 594,135 1819 17361 L42 Villa El Salvador 9.1 29 415,699 1579 14515 L33 San Juan de Miraflores 9.0 25 379,271 1306 12243 L43 Villa María del Triunfo 8.9 29 402,491 1206 11543 L9 Comas 8.5 32 525,790 931 9502 L2 Ate Vitarte 8.5 36 474,786 878 8917 L7 Chorrillos 9.0 21 297,087 984 9286 L17 Los Olivos 8.8 26 324,187 890 8617 L40 Lima downtown 8.8 22 315,425 835 8126 L40 Santiago de Surco 8.8 24 308,508 759 7453 L14 La Victoria 8.8 23 215,203 545 5330 L25 Puente Piedra 8.7 37 230,199 507 5050 L11 Independencia 8.7 27 223,225 489 4868 L28 Rimac 8.7 25 198,884 474 4674 L5 Carabayllo 8.6 38 213,558 454 4541 L36 San Miguel 8.9 17 141,310 445 4233 L10 El Agustino 8.7 27 187,154 407 4057 L37 Santa Anita 8,6 30 181,895 352 3556 L13 La Molina 8,7 31 140,817 328 3244 L21 Miraflores 8,9 20 105,006 301 2902 L4 Breña 8,8 21 107,261 292 2834 L30 San Borja 8,7 24 116,260 284 2792 L41 Surquillo 8,8 21 95,262 257 2497 L24 Pueblo Libre 8,9 19 81,335 242 2316 L3 Barranco 9,2 20 51,954 206 1877 L12 Jesús María 8,9 20 66,284 188 1813 L31 San Isidro 8,9 20 62,574 179 1726 L19 Lurin 8,9 38 63,302 177 1712 L20 Magdalena del Mar 8,9 17 54,808 168 1606 L16 Lince 8,8 21 58,969 163 1577 L22 Pachacamac 8,7 38 61,956 134 1336 L34 San Luis 8,7 25 52,334 123 1215 L18 Lurigancho 7,8 60 102,494 47 561 L1 Ancón 8,3 45 33,283 42 442 L6 Chaclacayo 7,9 54 44,899 29 326 L8 Cieneguilla 8,1 47 17,857 16 176 L39 Santa Rosa 8,2 42 10,611 12 127 L23 Pucusana 7,9 55 10,444 6 70 L26 Punta Hermosa 8,2 44 5,29 6 60 L29 San Bartolo 7,9 52 6,486 5 51 L27 Punta Negra 8,0 48 5061 4 47 L38 Santa Maria del Mar 7,9 52 0,097 0 0 The range of injured for an occupancy rate of 50% is estimated as 66,000 to 230,000, for Lima alone, with an additional 13,000 to 35,000 in Callao (Table 2). The total number of injured in the worst case (occupancy rate 80%) is therefore estimated as 128,000 to 432,000. Given that this is an average number that has a 40% error margin, the number of injured could conceivably exceed half a million. The largest losses are expected from the magnitude 8 event at 33 km depth nearest to Lima (scenario A) generating an average intensity of 8.6, or the M8.5 earthquake at 40 km distance (scenario G), generating an average intensity of 8.8 in Lima. Although these numbers of casualties are frightening, the percent of the population killed and injured is moderate. For the M8+ scenarios, the percentages killed and injured are 0.2 to 0.3% and 2 to 3%, respectively. This is less severe than in earthquakes in Pakistan (M7.6, 2005) and Iran (Bam M6.6, 2003), but much worse than in earthquakes in the industrialized world. Smaller earthquakes with M7+ are judged to still be capable of causing fatalities measured in the thousands and injured counted in the tens of thousands, if they are close to Lima (Table 4). For earthquakes in the range of 6 < M < 7 we expect fatalities to be in the hundreds only, although the number of injured would be in the thousands (Table 4). The children are of special concern and therefore we calculated what they should expect in two ways. If the earthquake happens during nighttime, it is the worst case for the society as a whole because most people are in doors. However, it may be that the school buildings are of better or worse construction than the average home. Therefore, we should estimate the casualties of children separately for the period of the day they are in school. In some societies, it can be that the likelihood to die in an earthquake is an order of magnitude larger in schools than at home. Such a situation was discovered in British Columbia, Canada, and corrected by a 260 million dollar retrofitting project. For Lima, we do not know the quality of construction of the schools, but from the little we know about their performance in the 1974 earthquake, we gained the impression that they may be relatively poorly built, on average. Based on the assumptions we made, we calculate the number of casualties in schools given in Table 6. For M8+ earthquakes, the fatalities among the school population would range from mean values taBLe 7: qLaRM Calculation Test Perú a 84 Investigación científica y preparación ante desastres of 2,000 to 13,000, in the worst case. The number of injured are expected to lie in the range of 7,000 to 36,000. For earthquakes smaller than magnitude 8, but larger than 7, the fatalities among the school population might reach 1,000, and the injured may number in the several thousands. For earthquakes near Lima, but smaller than M7 the fatalities among children are expected to be a few hundred. If the assumptions about residential and school building are right, then children are twice as likely to be killed by their homes than be their schools and twice as likely to injured by there schools than by their homes. However, this result is obtained because we assumed that there are no schools of the A-type, the weakest building. If in reality some children, let’s say 25%, spend their day in A-type buildings, then the probability for children to be killed by their school would be estimated as far greater than to be killed by their homes. This important question: Are children safer or in greater danger in school than at home, can be investigated quantitatively if we had data on the building quality of schools. We think this preliminary report should be expanded to answer this question. cOncLUsiOns and QUestiOns We conclude that an earthquake of magnitude 8 in the vicinity of Lima would probably cause more than 10,000 fatalities in Lima and over 2,000 in Callao (Tables 2 and 3). If a great earthquake ruptures the plate boundary outboard of Lima, but its points of greatest energy release are not close to Lima and Callao, then the disaster could be an order of magnitude smaller in these two cities. The number of injured would, however, not be reduced dramatically, if the major energy release were farther away. One would still have to expect more than 100,000 injured people (Tables 2 and 3) and with the energy release close to Lima, 200,000 injured may need medical attention. The distribution of casualties by district should be re-calculated because the differing building stock has not been taken into account. Difference in building quality could make a great deal of difference. This is one of the remaining open questions. Another remaining question regards the performance of the schools. We have assumed building properties of the schools, which may well be too optimistic. The question of whether a child is more likely to be killed at school than at home should be answered. Acknowledgments: This report was prepared with the support of the JTI Foundation, based in Switzerland, and the Swiss Agency for Development and Cooperation, but does not necessarily reflect the opinion of these parties. We thank Cyrill Bonjour for advancing QLARM to the point necessary for this report references Langer, C., and W. Spence (1995), The 1974 Peru earthquake series, Bulletin of theSeismological Society of America, 85, 665-687. McCann, W. E., et al. (1979), Seismic Gaps and Plate Tectonics: Seismic Potential for Major Plate Boundaries, Pure and Appl. Geophys, 117, 1082-1147. Motagh, M., et al. (2008), Coseismic slip model of the 2007 August Pisco earthquake (peru) as constrained by Wide Swath radar observations, Geophysical Journal International, 174, 842- 848. Plafker, G., et al. (1971), Geological aspects of the May 31, 1970 Peru earthquake, Bulletin of the Seismological Society of America, 61, 543-578. Tavera, H., and I. Bernal (2008), The Pisco (Peru) earthquake of 15 August 2007, Seismological Research Letters, 79(4), 510-515. Trendafiloski, G., et al. (2009), Constructing city models to estimate losses due to earthquakes worldwide: Application to Bucharest, Romania, Earthquake Spectra, in press. Wyss, M. (2005), Human losses expected in Himalayan earthquakes Natural Hazards, 34, 305-314. Wyss, M. (2006), The Kashmir M7.6 shock of 8 October 2005 calibrates estimates of losses in future Himalayan earthquakes, paper presented at Proceedings of the Conference of the International Community on Information Systems for Crisis Response and Management, Newark. Wyss, M., and M. Zibzibadze (2009), Delay times of worldwide global earthquake alerts, Natural Hazards, in press. A nivel internacional y en el Perú, se producen cuantiosos daños a consecuencia de movimien- tos sísmicos. La razón más importante, a nuestro modo de ver, es el crecimiento no planificado y sin control de las ciudades ubicadas en zonas con alto peligro sísmico, ocupando zonas denominadas no urbanizables,1 con edificaciones vulnerables y gene- rando el riesgo de sufrir grandes pérdidas humanas, materiales y económicas en caso de materializarse un terremoto. Se conoce de la alta posibilidad de que ocurra un terremoto en la región costa centro de nuestro país, donde se ubica Lima Metropolitana y Callao (con casi la tercera parte de la población del país). Gran parte del crecimiento de la ciudad ha sido inva- sivo y originado en la llegada de migrantes rurales que se han asentado en los arenales de la periferia, en quebradas de las estribaciones andinas o han ocupado antiguas viviendas del centro histórico, lo que ha incrementado exponencialmente los proble- mas de urbanismo de Lima, y con ello su vulnerabi- lidad sísmica.2 Además, es sede de las principales actividades administrativas, económicas a nivel público y privado, y nodo central de las redes de transporte terrestre, aéreo y marítimo del Perú. Es así que, Lima está expuesta a un gran impacto des- tructivo producto de la materialización del peligro sísmico. Este estudio, de carácter preliminar,3 constituye un primer intento de estimación del nivel de expo- sición ante un sismo severo y un tsunami asociado, en un área donde viven los más de 8 millones de habitantes de Lima Metropolitana y Callao4, así como la estimación de daños a nivel de población y viviendas. Para esto se plantea un solo escenario, en base a la información existente y disponible por parte de entidades públicas, y ejecución en un limi- tado tiempo de dos meses. Para este estudio, la estimación del riesgo sís- mico de Lima Metropolitana y Callao engloba dos aspectos principales: el peligro sísmico y un tsunami asociado; y la estimación de la vulnerabilidad de la población y las estructuras residenciales. Lamen- tablemente, el conocimiento actual de estos dos aspectos en Lima Metropolitana y Callao es limi- tado por la escasa cantidad de estudios sobre la predicción, ubicación y cuantificación de la fuerza del sismo de acuerdo al tipo de suelo, mientras que diseÑO de escenariO sOBre eL iMpactO de Un sisMO de gran MagnitUd en LiMa MetrOpOLitana y caLLaO José M. Sato Onuma Centro de Estudios y Prevención de Desastres – PREDES 1. Zonas con altas pendientes, con suelos sueltos o deleznables, principalmente arenosos, antiguos rellenos sanitarios, cauces de quebradas, antiguas zonas agrícolas inundables por grandes avenidas de ríos, zonas inundables por tsunami, etc. Estas zonas antes del crecimiento de las ciudades estaban fuera de sus limites (Plan de Desarrollo Concertado del Distrito de In- dependencia, Arq. Roberto Medina M) 2. Maskrey A. y Romero Gilberto. Urbanización y vulnerabilidad sísmica en Lima Metropolitana. Lima: PREDES; 1986. 3. Parte del interés del Instituto Nacional de Defensa Civil (INDECI) y el apoyo de la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Co- operación (COSUDE) ante la necesidad de contar, en forma rápida, con información para ser usada en una simulación de protocolo de actuación básico por desastre sísmico en Lima y Callao que se llevó a cabo los días 12 y 13 de marzo de 2009. 4. 7`605,742 habitantes en Lima Metropolitana y 415,888 habitantes en la Provincia Constitucional del Callao, según el INEI – Censos Nacionales 2007, XI de Población y VI de Vivienda. 86 Investigación científica y preparación ante desastres para la estimación de la vulnerabilidad de las estruc- turas residenciales, se carece de información actual de detalle sobre las características de las edificacio- nes existentes, especialmente cualitativa, así como de densidad poblacional.5 Para el análisis de la información se ha utili- zado un sistema de información geográfica, que ha facilitado la integración de información provista de diferentes fuentes y sobre todo, la visualización de los resultados de manera georreferenciada, per- mitiendo la modelización del escenario de manera visual. El resultado del estudio es la construcción de un escenario de desastre sísmico y tsunami en Lima Metropolitana y Callao, por un terremoto tipo 8 en escala de Richter, en un día de semana por la madru- gada (ejemplo: 4 a.m.), cuando la gran mayoría de las personas se encuentra en sus viviendas.y estima a nivel de distritos el posible impacto sobre las per- sonas y sus viviendas, e identificar según niveles, el grado de afectación. El ámbito de aplicación en Lima Metropolitana y Callao está determinado por el “Estudio de Vulne- rabilidad y Riesgo Sísmico en 42 Distritos de Lima y Callao” del CISMID (2005), que no incluye distri- tos como Santa Rosa y los del extremo Sur de Lima (Pachacámac6, Lurín, Punta Negra, Punta Hermosa, San Bartolo, Santa María y Pucusana). Para generar el escenario de riesgo de este estudio, se ha estimado la vulnerabilidad con indica- dores cuantitativos trabajados en base a una fuente reciente, como es el último censo de población y vivienda realizado por el Instituto Nacional de Esta- dística e Informática (INEI) en el año 2007, cuyos resultados por vivienda y población se encuentran a la fecha a nivel de distrito. Estos indicadores se apli- can a sus respectivos distritos y, en los casos de que el distrito es muy extenso, poblado y heterogéneo en cuanto a niveles socioeconómicos y antigüedad de viviendas, que se traduce en diferentes tipologías de viviendas, se han generado 106 sectores urbanos homogéneos.7 Niveles de impacto y daños en el escenario propuesto para Lima Metropolitana y Callao Se concluye que, de los 106 sectores urbanos iden- tificados, hay 34 que se encuentran en muy alto riesgo, 29 en alto riesgo, 20 en mediano riesgo y 23 zonas en bajo riesgo. Como resultado del escenario analizado, tomando en cuenta la densidad poblacional del área urbana ocupada, se estima que tendrá un máximo de 51,019 personas fallecidas, 686,105 heridos, 200,347 viviendas colapsarían y 348,329 serian altamente afectadas. Se ha determinado que la altura de ola que afec- taría a la zona costera es de 6 metros, inundando áreas importantes, especialmente La Punta. El tiempo de llegada es critico para La Punta, siendo este de 11 minutos después de ocurrido el sismo. Para las otras áreas el promedio es de 18 minutos. Se han identificado los siguientes elementos ubicados en suelos poco competentes (suelos tipo III y IV) 569 instituciones educativas 2 establecimientos de salud 43 estaciones de servicio de combustible 4 estaciones de bomberos 5. A la fecha, marzo de 2009, el censo de población y vivienda realizado en el 2007,por el INEI, se encuentra a nivel de distrito. Esta entidad nacional todavía no procesa la información a nivel de manzana. La información anterior data del censo de 1993, por lo que se encuentra obsoleta. 6. El estudio incluye sólo una parte del área ocupada del distrito de Pachacámac. 7. Estos 106 sectores urbanos homogéneos se basan en las sectorizaciones realizadas por las mismas municipalidades distri- tales en sus respectivos Planes de Desarrollo Concertados, que han sido recopilados de sus páginas web. Metodología 87Diseño de escenario sobre el impacto de un sismo de gran magnitud en Lima Metropolitana y Callao Se muestra el mapa final del estudio, con la distribución del nivel de impacto probable por cada uno de los 106 sectores (impacto bajo, medio, alto y muy alto) y el área de afectación por tsunami. cOncLUsiOnes El presente estudio es un insumo para el Plan de Contingencias al establecer el posible impacto directo en el momento del sismo, pero se requiere también tener el impacto indirecto por la interrup- ción de actividades y servicios, lo cual es crítico por tratarse de la capital del país, en donde se concen- tran actividades políticas y económicas. Las restricciones de tiempo y de información sólo han permitido una aproximación gruesa del posible impacto directo. Para su aplicación en un requerido Plan de Emer- gencia para Lima Metropolitana y Callao, este pro- ducto tiene los siguientes beneficios en cada etapa. Antes de producirse un terremoto proporciona una visión panorámica, de acuerdo a los datos usa- dos, sobre las probables consecuencias que ocasio- naría el escenario descrito, localizando sectores de mayor riesgo y algunos de los elementos más vulnera- bles, facilitando la planificación de futuros estudios, medios y recursos necesarios para la prevención, mitigación e intervención en futuras emergencias. Después de un terremoto: permite estimar y valorar con rapidez los posibles daños causados por el terremoto, buscando lograr que se puedan activar con mayor eficacia las medidas de protección civil con- templadas en los protocolos de actuación y el futuro Plan de Emergencia de Lima Metropolitana y Callao. Revisión de la zonificación de Lima Metropoli- tana y Callao, por parte del IMP y de cada uno de los municipios, procurando lograr un control urbano mas eficaz en cuanto a densidades, alturas de edi- ficación y calidad de las construcciones (Vigilancia más estricta del cumplimiento de la norma sismo- rresistente E.30). Se debe priorizar los sectores que sufrirán las intensidades sísmicas más fuertes, dado que su riesgo de impacto es mayor. recOMendaciOnes para estUdiOs fUtUrOs La información existente de microzonificación está a nivel grueso, por lo que se requiere realizar estudios de microzonificación geotécnica de detalle, particu- larmente para identificación de los suelos menos competentes, así como una sectorización de la ciu- dad mas detallada para el análisis de vulnerabilidad de viviendas. Incorporar el análisis referente a los daños ocasionados en las redes matrices de gas, agua y energía eléctrica. Afinar el detalle del estudio en aspectos de vulnerabilidad física en función de indicadores del terreno con imágenes de satélite Quickbird que per- miten tener resolución espacial de hasta 0.6 metros de resolución espectral. El detalle más adecuado para representar el riesgo de Lima Metropolitana y Callao es a nivel de manzana. Mejorar los mecanismos de colaboración e intercambio de información interinstitucional. Realizar los análisis de riesgo a nivel sectorial y su integración posterior en un mapa de riesgo integrado urbano para fines de preparativos (ante- cendente: Plan Alfa Centauro de 1980) Lima Metropolitana y Callao concentrarán la mayor parte del impacto, pero debe ampliarse el análisis de impacto más allá del límite urbano. Diseño de una estrategia de difusión para ele- var el interés en un estudio de mayor resolución y su diseminación. Sensibilización a nivel de los gobiernos locales para que los estudios de riesgo sean considerados en la planificación del desarrollo e integrarlos a los otros niveles de gobierno. Se recomienda el intercambio de experiencias sobre este tema a nivel nacional e internacional para enriquecer resultados. En el estudio se ha establecido un nivel de impacto máximo. Se debe analizar un rango que establezca también un mínimo. Se recomienda que los mapas presentados sean incorporados a los planes de desarrollo de las Ofi- cinas de Defensa Civil y Desarrollo Urbano de las Municipalidades de Lima y Callao. Para futuros modelamientos de escenarios se debe tener en cuenta, entre otros, lo siguiente: El sismo máximo probable podría ocasionar múltiples deslizamientos que afectarían los cauces de los ríos que atraviesan Lima, sea en las quebra- das altas o, en el caso del río Rímac, en el centro de la ciudad donde hay taludes inestables, asimismo deslizamientos en los acantilados costeros de Lima 88 Investigación científica y preparación ante desastres 89Diseño de escenario sobre el impacto de un sismo de gran magnitud en Lima Metropolitana y Callao y de laderas que podrían interrumpir las carreteras de acceso a la Capital. El evento sísmico podría ser seguido de incen- dios en refinerías o plantas de almacenamiento de hidrocarburos, grandes industrias y mercados. Las edificaciones situadas en los conos de Lima, en su mayoría autoconstruidas, se encuen- tran cimentadas sobre suelos pocos competentes (arenales, pantanos, etc.) con la probabilidad de existencia de fenómenos asociados al sismo sobre los suelos, como la licuación y deslizamientos en taludes inestables. Consideramos necesario generar información más detallada e instrumentos específicos con la finalidad de concertar acciones para brindar una mayor seguridad a Lima Metropolitana y Callao; así como, brindar a las entidades de los Sistemas Nacional y Regionales de Defensa Civil elementos básicos para la reducción del riesgo de desastres, tanto a nivel de prevención como de preparativos para la respuesta. agradeciMientOs: Para la realización de este estudio, el concurso de las siguientes instituciones y personas ha sido de fundamental importancia: Instituto Nacional de Defensa Civil, a través de la coordinación del Ing. Alberto Bisbal Sanz - Director Nacional de Preven- ción; Agencia Suiza para el Desarrollo y la Coope- ración COSUDE, a través de Sebastian Eugster y Ángel Chávez Deza; Dr. Hernando Tavera – IGP; Dr. Ing. Carlos Alberto Zavala Toledo – Director del Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmi- cas y Mitigación de Desastres CISMID; Ana María Rebaza – Asesora Nacional en Respuesta a Desas- tres de OCHA/UN – Perú y de la Red Humanitaria Nacional. BiBLiOgrafia CISMID, Universidad Nacional de Ingeniería. “Estu- dio de Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico en 42 distritos de Lima y Callao”, a pedido de la Aso- ciación Peruana de Empresas de Seguros (APE- SEG). Abril de 2005 Godoy & Monge. Modelo de Propagación de un Tsunami a través del Diagrama de Refracción. Metodología para la evaluación del riesgo de tsunami, 1975. INEI. Resultados de los Censos Nacionales 2007, XI de Población y VI de Vivienda. 2008. INEI. Compendio Estadístico Perú 2008. Instituto Nacional de Defensa Civil. Proyecto “Identifi- cación, localización y calificación de viviendas tugurizadas con riesgo de colapso en Lima Cercado, La Victoria, Barranco y Chorrillos”. INDECI. Lima, 1994. Iván, J., Meneses, J., Guzmán, V. Distribución de máximas intensidades sísmicas observadas en el Perú. Tacna: V Congreso Nacional de Ingeniería Civil; 1984. Disponible en: http:// www.cismid. uni.edu.pe/descargas/redacis/ redacis17_a.pdf Kuroiwa, Julio. Protección de Lima Metropolitana ante sismos destructivos. Lima: Universidad Nacional de Ingeniería; 1997. Maskrey, Andrew y Romero, Gilberto. Urbanización y vulnerabilidad sísmica en Lima Metropolitana. Lima: PREDES; 1986. Morales, Nelson. Impacto de Desastres y Situacio- nes de Emergencia en el Ámbito de la Salud en el Perú. Anales de la Facultad de Medicina, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Copyright© 2000 ISSN 1025 – 5583. Vol. 62, Nº2 - 2001 Morales, Nelson y Zavala, Carlos. Terremotos en el Litoral Central del Perú: ¿Podría ser Lima el escenario de un futuro desastre? Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública. 2008; 25(2). Morales, Nelson y Sato José. Vulnerabilidad Funcio- nal y Organizativa. En: Organización Paname- ricana de la Salud/Organización Mundial de la Salud. Análisis de la Vulnerabilidad Sísmica en Hospitales del Perú. OPS/OMS. Lima, 1997. Ocola, L. Notas sobre el peligro sísmico de Lima y departamentos el sur del Perú. Lima: Defensa Civil; 1997. Roque, R., Trefogli, C. Actualización del plan de eva- cuación ante tsunamis en las costas del Callao y evaluación post-desastre (1995- 1996). [Tesis de Bachiller] Lima: Universidad Nacional de Ingeniería; 1996. Silgado, Enrique. Magnitud, frecuencia, período de retorno de terremotos y riesgos sísmicos en la costa del Perú entre 9º y 13º de latitud sur. Lima: Sociedad Geográfica de Lima; 1975. 90 Investigación científica y preparación ante desastres Tavera, Hernando y Heras H. Localización de áreas probables a ser afectadas por grandes sismos en el borde oeste de Perú: Estimación a par- tir de periodos de retorno local basado en la distribución de valores de “b”. Bol. Soc. Geol. Perú. 2002; 93. Tavera, H. El terremoto de Pisco (Perú) del 15 de agosto de 2007. (7.9 Mw). Lima: Instituto Geofí- sico del Perú; 2008. Tavera, H. y Bernal I. Distribución espacial de áreas de ruptura y lagunas sísmicas en el borde oeste del Perú. Referencia: Boletín de la Sociedad Geológica del Perú, V. 98, 85-96 (2004) Tavera H. Peligro sísmico en Lima y el país. Referen- cia: Revista del Centro de Estudios y Preven- ción de Desastres, Año 8, Número 14, 30-35 (2001). Mena Hernández, Ulises. Evaluación del Riesgo Sísmico en Zonas Urbanas, Tesis de Doctorado en Ingeniería Sísmica y Dinámica Estructural. Universidad Politécnica de Cataluña. Julio de 2002 SESIÓN comunicación resUMen A través de los años los volcanes han generado situaciones de emergencia provocando eventos con una gran capacidad de destrucción. Son muchas las poblaciones asentadas en áreas próximas a volca- nes que conviven con una compleja combinación de beneficios y riesgos. En muchos casos, se des- conocen los verdaderos riesgos asociados al com- portamiento del volcán: pueden afectar a la salud de una población de forma directa, a causa de las caídas de cenizas, flujos de lodo (lahares), flujos piroclásticos, explosiones, flujos de lava, emisiones de gases; ocasionando enfermedades por diferentes patologías, y mortalidad alta por la exposición al trauma. Indirectamente, pueden ocasionar el dete- rioro socio económico, el daño de líneas vitales o de infraestructuras y en general, alterar las condiciones de vida de las poblaciones comprometidas por la actividad volcánica. La ciudad de Arequipa, cuenta con una pobla- ción de cerca del millón de habitantes y es conside- rada la segunda ciudad en importancia económica y social del Perú, es así, que por razones de expansión y crecimiento poblacional, los distritos crecen de manera desordenada, sin planificación alguna y sin considerar que el Misti durante los últimos 2000 años ha presentado erupciones importantes, que en un futuro puede volver a presentar. Actualmente, numerosos pueblos jóvenes se asientan a menos de 12 km del volcán Misti, en los distritos de Alto Selva Alegre (ASA), Miraflores, Mariano Melgar, Paucarpata y Chiguata. Asimismo, muchas viviendas se encuentran en zonas de alto peligro, según el Mapa de Peligros del Volcán Misti (INGEMMET), dentro o muy cerca del cauce de quebradas que bajan del volcán Misti, así como en las riberas de los ríos Chili y Andamayo. Las cinco hidroeléctricas que abastecen de energía eléctrica a Arequipa, se ubican en el cañón del río Chili, flanco del volcán caracterizado por presentar sucesivos deslizamientos del edificio volcánico. Por tales consideraciones, el INGEMMET desde el 2006 viene ejecutando un proyecto de educación y sensibilización frente a los peligros volcánicos, con la intención de revertir lo antes citado y mejorar la calidad de vida de las comunidades en riesgo, asesorando en la planificación, el desarrollo sos- sOciaLiZación de La infOrMación geOcientifica para La redUcción de desastres en areQUipa Luisa Macedo Franco(1), Roxana Amache(2), Michael Alfaro(3), Henry Pareja(4) 1. Instituto Geológico Minero y Metalúrgico INGEMMET, lmacedo@ingemmet.gob.pe 2. Centro de Estudios y Prevención de Desastres PREDES, roxana@predes.org 3. Gobierno Regional de Arequipa, michaelalfarog@hotmail.com 4. Municipalidad Distrital de Alto Selva Alegre, henryparejar@hotmail.com Ing. Luisa Macedo Franco lmacedo@ingemmet.gob.pe Teléfono y fax: 054 – 426735 94 Investigación científica y preparación ante desastres tenido, así como también en la gestión del riesgo volcánico en Arequipa, tanto a las autoridades como a la población en su conjunto. I. UbICaCIÓN El volcán Misti es uno de los siete volcanes activos del sur del Perú, localizado en la Zona Volcánica de los Andes Centrales (De Silva & Francis, 1991; Fig. 1). El edificio volcánico se emplaza en el borde Oeste de la Cordillera Occidental de los Andes. El Misti limita por el SE con el extinto estratovolcán Pichu Pichu, por el Noroeste con el complejo volcánico Chachani, hacia el Este con la altiplanicie puna y por el Oeste con la cuenca de Arequipa, donde se halla la ciu- dad del mismo nombre. El cráter del volcán Misti (242900N, 8196400S, 5820 msnm), se encuentra a 18 km del centro de la ciudad de Arequipa, sin embargo nuevos asentamientos humanos situados al Noreste y Norte de la ciudad se hallan a menos de 12 km del volcán. La diferencia altimétrica entre la ciudad y la cima del volcán es alrededor de 3.5 km. II. INTRODUCCIÓN Las erupciones volcánicas han originado innume- rables desastres a lo largo de la historia. Basta señalar la muerte de más de 22,000 personas en la ciudad de Armero (Colombia, 1985), luego de una pequeña erupción del volcán Nevado del Ruiz. Un denominador común en estos desastres, es el desconocimiento de la sociedad sobre los peligros a los que están expuestos, así como su poca o nula preparación para hacer frente a estos eventos destructivos. La ciudad de Arequipa posee una pobla- ción que bordea el millón de habitantes y junto a Nápoles, Quito y Kagoshima, son cuatro de las urbes a nivel mundial con una alta población, asentadas a escasa distancia de un volcán activo. III. ObJETIVOS DEL PROYECTO El objetivo del proyecto es socializar y utilizar los conocimientos geocientíficos, particularmente los figUra 1. Mapa de ubicación del volcán Misti y su área de influencia. En la parte central la depresión tectónica donde se encuentra asentada la ciudad de arequipa, que limita al Noreste por la cadena de volcanes Pichu Pichu, Misti y Chachani y por el Suroeste con el batolito de la Costa. 95Socialización de la información geocientífica para la reducción de desastres en Arequipa referidos a los amenazas volcánicos, en la planifi- cación del desarrollo, ordenamiento territorial y prevención de desastres en el distrito de Alto Selva Alegre (ASA). Con todo ello se busca fomentar una mayor conciencia de prevención frente a los fenó- menos naturales generadores de amenazas, con- tribuyendo en la implementación de medidas de mitigación de riesgos. IV. METODOLOGÍa En el mapa de amenazas del volcán Misti, se identi- ficaron varias áreas de alta amenaza, localizados en la zona urbana de Arequipa, por tanto zonas de alto riesgo. Estas zonas están ubicadas a lo largo de la cuenca media del río Chili, las quebradas San Lázaro, Huarangal y Pastores. Los distritos involucrados son principalmente Alto Selva Alegre, Miraflores, Mariano Melgar, Paucarpata y el Cercado. Para el Proyecto se escogió trabajar en el dis- trito de ASA, donde se viene educando y sensibili- zando a las autoridades, maestros y escolares. Se inició el proyecto dando charlas y talleres, donde se explicó sobre las amenazas volcánicas poten- ciales a las que están expuestos y la utilización del mapa de peligros del volcán Misti, con la finali- dad que conozcan el medio en el que habitan, ya que de activarse el volcán, podría generarse caos y convertirse en un desastre. Para lograr revertir esta coyuntura debemos trabajar en planes de contingencia conjuntamente con autoridades y la población V. FILOSOFIa DEL PMa – GCa cOMUnicación cOn COMUNIDaDES (COM COM) El proyecto COM COM, es un trabajo multidiscipli- nario que involucra una serie de actividades para desarrollar una buena gestión del riesgo, aplicando el conocimiento científico en los procesos de desa- rrollo humano, social, territorial y sectorial. (Muñoz, 2005). La metodología empleada por el INGEMMET, ha sido en base de la filosofía del Proyecto Multina- cional Andino: Geociencias para las Comunidades Andinas (PMA GCA). Siendo la filosofía empleada por el Proyecto Multinacional Andino: Geociencias para las Comuni- dades Andinas (PMA-GCA), utilizar el conocimiento geocientífico como un proceso de adquisición, gene- ración, diseminación, intercambio, transferencia, apropiación y aplicación del mismo en bien de las comunidades, este proyecto se ejecutó desde el año 2002 hasta diciembre del 2007, siendo su meta la de contribuir a mejorar la calidad de vida de los habitantes en las regiones andinas en base a la reducción del impacto negativo producido por desastres de origen natural. En este proyecto parti- ciparon los Servicios Geológicos de Argentina, Boli- via, Chile, Colombia, Ecuador, Perú y Venezuela con el apoyo económico de la Agencia Canadiense para el Desarrollo Internacional y la asesoría del Servicio Geológico de Canadá. Sus principales actividades incluyeron generar y transferir conocimiento geocientífico integrado y actualizado sobre peligros naturales y buscar su aplicación en el planeamiento del uso del territorio y en prevención, atención y mitigación de desas- tres. El PMA-GCA colaboró además en la formación de especialistas para ayudar a crear comunidades capacitadas para enfrentar eventuales efectos de amenazas geológicas. VI. FaCTORES qUE DEFINEN UNa eMergencia O Un desastre Cuando se combinan peligros volcánicos y población vulnerable con otros factores como falta de monito- reo y alertas tempranas, falta de conocimiento de la amenaza, baja percepción del riesgo por las comu- nidades, y otras vulnerabilidades institucionales -se amplifica o multiplica la probabilidad de ocurrencia de un desastre. Arequipa es una ciudad que viene experimen- tando un rápido crecimiento urbano en los últimos 50 años. La población de los distritos de Mariano Melgar, Alto Selva Alegre, Miraflores y Paucarpata se acercan cada vez más al volcán Misti, poniendo en peligro sus vidas, actividades y bienes, en caso de producirse una reactivación del volcán Misti. La ciudad de Arequipa, cuenta con una pobla- ción de cerca del millón de habitantes y es conside- rada la segunda ciudad en importancia económica y social del Perú, es así, que por razones de expansión y crecimiento poblacional, los distritos crecen de manera desordenada, sin planificación alguna y sin considerar que el Misti durante los últimos 2000 96 Investigación científica y preparación ante desastres años ha presentado erupciones importantes, que en un futuro puede volver a presentar. Actualmente, numerosos pueblos jóvenes se asientan a menos de 12 km del volcán Misti, en los distritos de Alto Selva Alegre (ASA), Miraflores, Mariano Melgar, Paucarpata y Chiguata. Asimismo, muchas viviendas se encuentran en zonas de alto peligro, según el Mapa de Peligros del Volcán Misti (INGEMMET), dentro o muy cerca del cauce de quebradas que bajan del volcán Misti, así como en las riberas de los ríos Chili y Andamayo. Las cinco hidroeléctricas que abastecen de energía eléctrica a Arequipa, se ubican en el cañón del río Chili, flanco del volcán caracterizado por presentar sucesivos deslizamientos del edificio volcánico. Más del 90% del agua potable que consume la ciudad de Arequipa, es captada del río Chili. Por otro lado, la ciudad tiene cuatro principales vías de salida y todas deben cruzar los ríos Chili y/o Andamayo, cuyos cauces son zonas de alto peligro volcánico. A esto se suma el limitado monitoreo volcánico instru- mental y la carencia de un plan integral de gestión de crisis volcánica. En Arequipa, como en muchas partes del mundo, existen poblaciones que viven muy cerca de volcanes activos, los cuales son potencialmente peligrosos, ya que pueden entrar en fase eruptiva en cualquier momento, y lo que es peor, la población que vive cerca de ellos desconoce sobre los peligros volcánicos, sobre las acciones que debería tomar en cuenta en el caso de una erupción volcánica; las autoridades igualmente desconocen sus funciones frente a los desastres, sobre la implementación de planes de emergencia o el tratamiento de la gestión de la crisis, lo que puede llevar a un gran desastre de no modificar esta situación. Por tales consideraciones, el INGEMMET desde el 2006 viene ejecutando un proyecto de educación y sensibilización frente a los peligros volcánicos, con la intención de revertir lo antes citado y mejorar la calidad de vida de las comunidades en riesgo, asesorando en la planificación, el desarrollo sos- tenido, así como también en la gestión del riesgo volcánico en Arequipa, tanto a las autoridades como a la población en su conjunto. VII. MaPa DE PELIGROS DEL VOLCÁN Misti La zonificación de los peligros volcánicos realizada en el volcán Misti está basada en el conocimiento de la historia eruptiva, en los alcances y tipos de los productos emplazados en erupciones pasadas y en la frecuencia de estos eventos, principalmente de aquellos ocurridos en los últimos 50 mil años. Para ello se efectuó una recopilación e interpreta- ción de toda la información geológica existente del 97Socialización de la información geocientífica para la reducción de desastres en Arequipa volcán; asimismo se realizó el análisis e interpre- tación de fotografías aéreas e imágenes de saté- lite Landsat TM y ASTER. Además, se efectuaron trabajos de campo que consistieron en el cartogra- fiado geológico-volcanológico a escala 1/25 000, el levantamiento de columnas tefroestratigráficas y el muestreo de productos volcánicos. Dichos trabajos se efectuaron durante el año 2005 y 2006, A partir de las muestras tomadas en el campo, se efectuaron análisis geoquímicos, dataciones radiométricas, y análisis sedimentológicos. Complementariamente, se realizaron trabajos de gabinete, que consistieron en la interpretación de los datos tomados en campo, confección de mapas de isópacas, isopletas, colum- nas estratigráficas, mapa geológico y finalmente el mapa de peligros volcánicos. VIII. LOGROS ObTENIDOS Los logros obtenidos son principalmente la toma de conciencia ante el riesgo volcánico por las auto- ridades, logrando que se incluyan en sus agendas de trabajo la planificación y prevención ante desas- tres. Para lo cual vienen trabajando en la delimita- ción de la expansión urbana hacia el volcán Misti apoyado en la emisión de una Ordenanza Munici- pal en Alto Selva Alegre (201/2007-MDASA), y la señalización de estos límites, así como también en la elaboración de planes de emergencia y de con- tingencia ante la ocurrencia de una reactivación del volcán Misti. En el sector educativo, se ha logrado que maes- tros y escolares conozcan el entorno en que habitan y sepan que el volcán Misti no es un volcán “muerto” o un símbolo representativo y turístico como pen- saban, sino que es un volcán activo y que puede entrar en fase eruptiva en cualquier momento. Se ha logrado que las autoridades regionales, provinciales y distritales inicien trabajos de pre- vención, así como la ejecución del “I Simulacro de evacuación por erupción volcánica del Misti en la ciudad de Arequipa”, donde se contó con la par- ticipación de instituciones públicas y privadas, así como también de la policía nacional, bomberos, Cruz Roja, Fuerzas Armadas, ONGs como PREDES y BUSH, empresas generadoras de energía eléctrica, agua, fiscalía, entre otros. Se ha logrado trabajar con la población y con escolares materiales de difusión los cuales fueron distribuidos a las autoridades y la población de Are- quipa; se viene trabajando con el gobierno regional de Arequipa, en la ubicación de refugios para casos de erupción volcánica de gran magnitud, así como las rutas de evacuación. Ix. LISTa DE REFERENCIaS Mariño J. Rivera M. Cacya L. Thouret J-C. Macedo L. Salas G. Siebe C. Tilling R. Sheridan M. Chávez A. Zúñiga S. (2007).-Mapa de Peligros del Volcán Misti. Instituto Geológico Minero y Metalúrgico. INGEMMET. Arequipa. Perú. Sabines J. Roque D. García L. Ramos S. et al (2007).- Plan Operativo de Protección Civil Volcán Chi- chón. Sistema Estatal de Protección Civil. Tuxla Gutiérrez. Chiapas. México. Comité Regional de Defensa Civil de Moquegua, OXFAM GB – PREDES, INGEMMET (2007).-Plan de evacuación ante una posible erupción del Volcán Ubinas, Distritos de Ubinas y Matalaque. Gobierno Regional de Moquegua. Moquegua. Perú. Tilling R. Scout W. Banks N. Harlow D. Ewert J. Punongbayan R. (1989).-Los Peligros Volcáni- cos. Organización Mundial de Observatorios Volcanológicos (WOVO). California. USA. Linares M. Ortiz R. Marrero J. (2004).-Riesgo Vol- cánico. Dirección General de Protección Civil y Emergencias. Ministerio del Interior. España. Macedo L. Mariño J. Fidel L. Luna R. Quispe R. Pareja H. Arguedas A. Nacarino c. Siu A. Muñoz F. Ampuero F. (2007).-Documento Metodológico. Proceso de Difusión, Educación, Sensibilización y Acción frente a los Peligros Volcánicos del Misti en Alto Selva Alegre, Arequipa. Perú. Ubicación El área de estudio se ubica hacia el Nor Oeste de la ciudad de Cajamarca en la margen derecha del Río Tres Ríos y abarca una extensión de 180.525 Has. y cuenta con una carretera afirmada hasta la planta de tratamiento de agua potable denominada “El Ronquillo”, y luego un camino de herradura que nos permite visitar el lugar. Características Climáticas Altitud: 2900 a 3,350 m.s.n.m. Con clima variado entre templado a moderadamente frío, llueve mucho durante los meses de noviembre a mayo (en estos meses se producen los movimientos de suelos y rocas) y sequía de mayo a septiembre (se estabili- zan los taludes que estuvieron en movimiento). Geología De acuerdo a la carta geológica nacional hoja 15-f del INGEMMET, la zona pertenece al Ki-ch (chulec) cuyas características son las siguientes: Calizas fosilíferas, lutitas calcáreas y margas que por intemperismo adquieren un color crema amarillento y se intercalan con lutitas pizarrosas y arenosas. También tienen calizas arcillosas y limonitas marrón rojizas a pardas. gestión de riesgO frente a La aMenaZa de desLiZaMientOs en La ciUdad de cajaMarca Gilberto Cruzado Vásquez Universidad Nacional de Cajamarca, Comité de Gestión 99Gestión de riesgo frente a la amenaza de deslizamientos en la ciudad de Cajamarca Vegetación Está constituida principalmente por asociación de arbustos y gramíneas estaciónales. Dentro de las gramíneas tenemos los géneros: Eragrostys, Muhlenbergia, Setaria, Paspalum, Pen- nisectum, etc; como arbustos tenemos: la retama, la penca y como especies arbóreas tenemos algunas plantas de eucaliptos y taya. Suelos En su mayoría son suelos que pertenecen a la orden Litosol calcáreo, Regosol Calcarico, Rendsina, Cam- bisol humico, donde mayormente tiene una textura franco arcilloso limoso, con una estructura granu- lar, de poca coherencia y de fácil movimiento en pendiente. En algunos casos se presentan capas pretocal- cicas altamente alteradas por el fenómeno de la intemperización, lo que permite el movimiento de masas de rocas y suelos. Hidrología Las redes hidrográficas que presenta el lugar están constituidos básicamente por la quebrada Manza- nas, Quebrada Cuchunga, San Cristobal, Quebrada Urubamba y la Quebrada San Vicente. Todas se ori- ginan en cabecera de cuenca para formar el Río Tres Ríos y luego el Río San Lucas. GEODINÁMICa ExTERNa Movimientos de masas de rocas y de suelos existentes en el lugar Desplazamientos de masas de tierra o rocas por una pendiente en forma súbita o lenta. El desliza- miento o derrumbe, es un fenómeno de la natura- leza que se define como “el movimiento pendiente abajo, lento o súbito de una ladera, formado por materiales naturales, roca, suelo, vegetación, o bien de rellenos artificiales”. Los deslizamientos y derrumbes se presentan sobre todo en la época lluviosa o durante períodos de actividad sísmica. Tipos de Movimientos en la Zona • Movimientos lentos • Movimientos rápidos ¿Por qué están ocurriendo? Ocurren por las siguientes variables: • Clase de rocas y suelos. • Topografía (lugares montañosos con pendien- tes fuertes). • Cantidad de lluvia en el área. • Actividad humana (cortes en ladera, falta de canalización de aguas, etc.). • Erosión (por actividad humana y de la natura- leza). ¿qUé SE Ha HECHO? Se identificaron las zonas con amenazas de desliza- mientos y derrumbes, mediante la observación de grietas, árboles inclinados, pisos agrietados. Para tal fin de elaboraron mapas del tipo de suelo con 100 Investigación científica y preparación ante desastres sondeos electricos, mapas topográficos y mapas geológicos. Paralelamente, se realizaron estudios con geo- radar para una mejor visión sobre las propiedades físicas de los suelos. Los estudios fueron comple- mentados con la elaboración de mapas geomorfo- lógicos, fisiográficos, hidrográficos, de pendientes, erosión y deslizamientos. 101Gestión de riesgo frente a la amenaza de deslizamientos en la ciudad de Cajamarca Medidas de Mitigación cOMpLeMentarias Las medidas de mitigación básicamente se con- centraron en el monitoreo de las fisuras en suelo como indicadores de zonas en riesgo y la bús- queda de que la autoridad competente emita las Ordenanzas de Limitación de las áreas en riesgo. Paralelamente, se procedió a validar los planes de contingencia comunal y el cronograma de ejecución para la difusión de los objetivos de las autoridades. antecedentes El Ecuador Continental se encuentra sobre la Placa Sudamericana la misma que es subducida por la Placa Nazca. Este proceso de subducción da origen a la actividad sísmica y volcánica en el territorio ecuatoriano. De acuerdo a los estudios vulcanológicos y los relatos históricos, el Ecuador cuenta con 11 volcanes con potencial eruptivo (volcanes con erupciones con más de 10000 años de antigüedad), 7 volcanes con actividad dentro del período histórico (desde 1532), de estos el volcán Guagua Pichincha es uno de los más activos con al menos 12 episodios eruptivos en el período histórico (IG-EPN). EL VOLCÁN GUaGUa PICHINCHa Localización El volcán Guagua Pichincha (GGP), se encuentra ubicado en las coordenadas 0.17 S, 78. 60 W y a 4794 msnm, a 13 km de distancia de la ciudad de Quito (Fig. 1) actividad Prehistórica El GGP comprende el edificio más reciente y occi- dental del complejo volcánico Pichincha, razón por la que los depósitos más importantes de este vol- cán se encuentran localizados al oeste del complejo. Según datos radiométricos realizados, el complejo empezó su formación hace ~ 1 Ma (OLADE, 1980), siendo el GGP más joven a esta edad. El volcán GGP inició la formación de su edificio con la emisión de coladas lava, sobre las cuales se depositaron flujos de lodo y flujos piroclásticos con un espesor de ~200 m, cubriendo principalmente el valle de Lloa localizado al Sur-este del edificio. Los depósitos intercalados de pómez que se observa alrededor del volcán, indican la existencia de epi- sodios plinianos que estarían relacionados a la for- estrategias en La difUsión de La infOrMación sOBre eL ESTaDO DE aCTIVIDaD DEL VOLCÁN gUagUa pichincha Sandro Vaca Arias Instituto Geofísico-Escuela Politécnica Nacional (Quito-Ecuador) FIGURa 1. Localización del Volcán Gugua Pichincha 103Estrategias en la difusión de la información sobre el estado de actividad del volcán Guagua Pichincha mación de la caldera. También se puede reconocer depósitos de avalancha de escombros hacia el lado Sur y Sur-oeste del edificio. Posterior a la formación de la caldera la actividad se relaciona a la formación domos, cuyo inicio se ubica en ~28500 A.P. y que es reconocido por avalanchas laterales, flujos piroclás- ticos y domos intra-caldera. Actualmente la caldera activa tiene un diámetro aproximado de 1.6 km. actividad Histórica Los datos históricos se basan inicialmente a los relatos dejados por los españoles en el siglo XVI, sin embargo en algunos casos no se cuenta con las precisiones de fechas y efectos relacionados a la actividad eruptiva (Egred, IG-EPN). • 1560: Quito y alrededores cubiertos con gruesa capa de ceniza, muere ganado por falta de ali- mento, escasez de agua. • 1566: Quito con 3 pies de ceniza, oscuridad durante el día, ruidos subterráneos, movimien- ntos del suelo que causan daños en Quito • 1575: Caída de grueso lapilli, falta de agua, daños en los pastos, destrucción de techos, flujo piroclástico hacia el lado Occidenntal • 1582: En Quito lapilli de tamaño de un puño y en alrededores caída de 30 cm de espesor, caída de ceniza en gran extensión. Temblores en Quito, daños de pastizales • 1660: Impresionante cantidad de ceniza, tem- blores y ruidos subterráneos, formación de domo, gran lahar (escombros ) • 1868-1869: Explosiones freáticas y erupciones con caída de ceniza en Quito. • 1881 y 1898: Características similares al ante- rior período. actividad Reciente (Período de Monitoreo Instrumenntal) • 1981-1995: Formación de nuevos cráteres al inte- rior de la caldera (Explosiones freáticas en 1981), varios enjambres sísmicos al Sur-este y bajo el volcán, presencia de tremor. En 1993 se produje- ron explosiones freáticas que depositaron varios centímetros de ceniza dentro de la caldera. • 1997-1999: Sismos en Quito, alto número de eventos de origen volcánico, explosiones freá- ticas y explosiones magmáticas (varios km de altura). Este períoodo se detalla un poco más adelante. • Post-1999: Explosiones freáticas esporádicas de acuerdo a los datos de actividad histórica (anterior al período instrumental) se extrae que la actividad del volcán GGP ocasionó una importante afectación a la ciudad de Quito y sus alrededores, principalmente a causa de la caída de ceniza y lapilli que produjo muchos daños en pastizales y fuentes de agua. Tam- bién se menciona la ocurrencia de sismos y rui- dos internos produciendo daños y pánico en la población. Además de flujos piroclásticos y lahares. MOnitOreO instrUMentaL VOLCÁNICO El monitoreo instrumental del volcán comienza en el año 1981. En los siguientes años se incre- mentó el número de estaciones sís- micas y se diver- sificó los tipos de monitoreo, contándose en la actualidad con 5 estaciones sísmicas de corto período y 22 estaciones banda ancha en la ciudad de Quito (Fig.2). Además se estableció puntos de control de deformación EDMM (Electronic Distance Measurement), GPS e inclinometría, medida de gases, de aguas y foto- grafía térmica. También existe un control y reporte casi diario de las condiciones del volcán y fumarolas realizadas por guardianes que trabajan cerca del borde de la caldera. actividad del período 1997-1999 • Marzo/1997: Incremento de la actividad freá- tica dentro de la caldera • Mayo-Noviembre/1997: Se registran explosio- nes freáticas figUra 2. Estaciones sísmicas de monitoreo del volcán GGP guardianes que trabajan cerca del borde de la caldera. 104 Investigación científica y preparación ante desastres • Diciembre/1997-Abril/1998: Varios enjambres sísmicos (Vt’s, Lp’s, Hb’s) bajo el edificio volcánico • Junio/1998: Inicio de enjambre sísmico al Norte de Quito. Este enjambre se extiende hasta agosto de 1998 • 4 de Agosto/1998: Sismo de Bahía, localizado a 220 Km de distancia del volcán • 7 de Agosto/1998: Se reinicia ciclo de explosio- nes freáticas que se extendió hasta noviembre de 1998 • 9 de Diciembre/1998: Nuevo ciclo de explosio- nes freáticas. Este ciclo está acompañado por la presencia de eventos sísmicos Vt’s, Lp’s, Hb’s y enjambres de sismos en Quito y sus cercanías. Este período se extiende hasta el 23 de Sep- tiembre de 1999 • 23 de septiembre de 1999: Inicio de período magmático, que se caracterizó por la formación de domos (9 en total) y sus respectivas destruc- ciones acompañadas de explosiones con impor- tante contenido de ceniza de las cuales las más importantes fueron las del 5 y 7 de octubre y 26 de noviembre de 1999 (Fig 3, 4) • Diciembre/1999: Disminución paulatina de la actividad superficial y sísmica. (Datos recopila- dos de García, 2001) ManejO de infOrMación aL púBLicO El manejo eficaz de las comunicaciones e informa- ción son aspectos críticos en condiciones de ame- naza. En el caso de la existencia de una amenaza, el público necesita contar con información oportuna y precisa del fenómeno y la afectación que pueda recibir a causa del fenómeno, para tomar las debi- das precauciones con la finalidad de salvaguardar su vida y sus bienes. En el caso de la actividad del volcán GGP, la población de Quito y sus alrededores tenía mucha preocupación, dudas e interrogantes del grado de exposición que podía tener a causa de una eventual erupción, razones por las cuales existía la necesidad de información acerca de: • Las características propias del fenómeno, • Los peligros que representaba el fenómeno, • Las medidas apropiadas de seguridad a tomar para protegerse, y • Evaluaciones adicionales para contrarrestar las incertidumbres de la sociedad El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN), para satisfacer la necesidad de conocimiento que tenían y tienen todos los sectores de la sociedad brindó información pertinente a la actividad volcánica a través de mapas de peligros, informes diarios cuando por el grado de actividad así lo requería, informes semanales, informes men- suales, resúmenes anuales y boletines especiales cuando existió una situación particular en el vol- cán. Esta información fue publicada en el sitio web www.igepn.edu.ec, además se emitieron comuni- cados por varios medios como mails, fax y llamadas telefónicas. En ocasiones especiales se optó por la realización de ruedas y boletines de prensa entre otros. Se debe tomar en cuenta que los medios de prensa comprenden una vía rápida y masiva para la difusión de información hacia la comunidad. Aun más se puede aprovechar que en un momento de crisis los medios de comunicación pueden ser una vía efectiva y rápida para la publicación de informa- ción que el público necesita, tomando en cuenta que todo incidente crítico puede calificarse como noticia importante para los medios de comunica- ción. Sin embargo es necesario entender que esta información debe ser canalizada y difundida con figUra 3. Explosión. 7 de octubre de 1999 figUra 4. Capa de ceniza sobre el aeropuerto de quito por explosión del 5 de octubre de 1999 105Estrategias en la difusión de la información sobre el estado de actividad del volcán Guagua Pichincha responsabilidad ya que en ocasiones desaciertos o errores en las interpretaciones pueden agrandar los problemas y traer graves contratiempos en la sociedad. Bajo la premisa mencionada, el Instituto Geofí- sico durante la crisis vivida en el período 1997-1999 por la actividad del volcán Guagua Pichincha, contó con el valioso apoyo de carácter espontáneo de varios medios de comunicación entre los cuales se destaca el Diario “El Comercio”, uno de los princi- pales medios impresos del país. Para que el Diario “El Comercio” pueda satis- facer las necesidades de información de la pobla- ción, el IG se comprometió espontáneamente por su parte a emitir los comunicados con tiempo pru- dencial previo a la edición, asesorar científicamente y apoyar para la generación de los textos impresos a ser publicados. Es decir en este caso se llegó a un buen acuerdo institucional para la difusión de la información referente a la actividad eruptiva del volcán GGP. Los comunicados de prensa incluían informa- ción diaria sobre el “Estado del Volcán”, además de segmentos explicativos sobre los peligros asociados al proceso eruptivo y eventuales erupciones, manteniendo un carácter objetivo, acertado, útil y oportuno, involu- crando consejos preventivos para hacer frente a los peligros asocia- dos al proceso eruptivo (Fig. 5). Todo esto tratado con un lenguaje de fácil comprensión para la pobla- ción. La información diaria se inició el segundo semestre de 1998 y se extendó hasta el final de la crisis. Este tipo de colaboración mutua con los medios no fue exclusiva del período eruptivo 1997- 1999 si no que ya en el pasado se contó con su participación para notificar de cambios relacionados con la actividad del volcán GGP, así un ejemplo claro de lo mencionado es la noticia difundida por Diario “El Comercio” el día 22 de octubre de 1988, debido a un incremento importante de la actividad sísmica detectada ins- trumentalmente bajo el edificio volcánico (Fig.6). Posterior a 1999 se notó una disminución pau- latina del nivel de actividad, sin embargo los rema- nentes de calor en el interior del edificio aunado con el período de lluvias dieron como resultado la generación de explosiones freáticas, que aun cuando no presentaban un peligro para las zonas pobladas, si podían serlo para turistas o caminantes que descendieran a la zona de la caldera, por lo cual cuando este tipo de actividad aparecía se emitía boletines que prevenían los peligros existentes, más aún cuando ya en el pasado se tuvo accidentes pro- vocados por explosiones freáticas, que causaron la muerte de técnicos del Instituto Geofísico cuando realizaban estudios y toma de muestras en el inte- rior de la caldera. figUra 5. Ejemplo de boletín diario emitido por diario El Comercio. figUra 6. Noticia de el Diario “El Comercio” sobre el aumento de la actividad sísmica del volcán Guagua Pichincha 106 Investigación científica y preparación ante desastres cOncLUsiOnes • Las comunicaciones e información son aspectos críticos en condiciones de amenaza. • La población tiene la necesidad de conocer los aspectos relacionados al fenómeno y la afec- tación que pueda sufrir. • La difusión de la información hacia la pobla- ción puede darse a través de varias vías. Una de estas vías puede ser cubierta por los medios de comunicación. • Los incidentes críticos puede calificarse como noticia importante, por lo que los medios de comunicación pueden ser un buen aliado para la difusión rápida de la información sobre el fenómeno e implicaciones. • La información debe mostrar las características del fenómeno, la amenaza que éste representa, las acciones a tomar para salvaguardar la inte- gridad de las personas y acotaciones adiciona- les sobre las incertidumbres que se presenten en la población. BiBLiOgrafía Diario el Comercio (http://ww1.elcomercio.com/ default.asp) Egred, J. 1998. Historia Eruptiva del Volcán Guagua Pichincha, IG-EPN. Inédito Garcia, A. 2001. Atenuación de Ondas Sísmicas en un Volcán Dacítico: El Guagua Pichincha (Ecua- dor). Tesis de grado. Universidad de Caldas Manizales Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (http://www.igep.edu.ec) OLADE. 1980. Organización Latinoamericana de Energía. Informa Geovulcanológico: Proyecto de investigación geotérmica de la República del Ecuador. Quito A inicios del año 2008, la Asociación Nacional de Periodistas del Perú (ANP), el V Plan de Acción DIPECHO en Perú, el Instituto Nacional de Defensa Civil (INDECI), lanzaron el I Concurso de Periodismo Radial: Reducción de Riesgos de Desastres en el Perú con la finalidad de reconocer y estimular el trabajo periodístico orientado a contribuir a la reducción de riesgos de desastres en el Perú. Según las bases, podrían participar todos los/ as comunicadores/as que hayan emitido informes, reportajes, microprogramas, entrevistas, especiales, cuñas, radioclip, historias de vidas u otros formatos radiofónicos sobre reducción de riesgos y/o prepa- rativos ante desastres, en radioemisoras del Perú hasta inicios del segundo trimestre del 2009. Radio Cutivalú, que tiene 23 años de vida insti- tucional, es una radio educativa y cultural que con- tribuye al proceso de desarrollo regional porque se siente parte de él. Como radio regional es un agente de primer orden que posibilita a la población local integrarse y construir una identidad propia encaminada hacia el desarrollo regional. Permite valorar información (noticias, experiencias, procesos) que se generan en priMer cOncUrsO radiaL de redUcciOn de riesgOs de desastres en perU Luis Lozada Radio Cutivalù - Piura las provincias y distritos apoyando la construcción de una imagen completa, y no sólo urbana y capi- talina. Por ser la radio el medio más escuchado a lo largo del día, como compañía y como fuente de información, es un medio privilegiado para pro- mover valores, actitudes y conocimiento que sean el soporte subjetivo necesario para que los pobla- dores/as participen activamente como sujetos de desarrollo. Es así que desde 1982, cuando se anunciaba la posibilidad de un fenómeno “El Niño” (aunque no se conocería su magnitud hasta julio de 1983 cuando la región Piura sucumbió a los estragos de las lluvias e inundaciones) Radio Cutivalú inició un proceso acelerado de producción de informes, reportajes, entrevistas y paneles sobre el tema. Lógicamente nada fue suficiente y la región en su conjunto sufrió una calamidad que le hizo retroceder varios años en su proceso de desarrollo y desnudó serias fallas en la construcción sin planificación de riesgos. En 1994 se convocó a un concurso regional de canto titulado “Amar la naturaleza es amar la vida”. El objetivo del concurso buscaba que el mensaje nos 108 Investigación científica y preparación ante desastres oriente a la necesidad de un aprendizaje continuo con la naturaleza y sus cambios. Varias de las can- ciones participantes hicieron referencia directa al fenómeno “El Niño”. En 1997 se produjo una serie radial titulada “Familia prevenida vale por dos”. Básicamente era la historia de una familia que iba dando consejos prácticos para prevenir los daños de una emergen- cia. Fueron 33 capítulos sobre prevención. En 1998 nuevamente la región Piura fue sacu- dida por el “El Niño”. El impacto fue de más corta duración, pero de destrucción mayor. Debilitó lo ya debilitado. El ambiente psico social de amargura, descontento se respiraba y es así que Radio Cuti- valú convocó a un nuevo concurso de canto regional denominado “La Fortaleza de mi pueblo” En el 2001 se publicó una serie de cartillas infor- mativas con el título “Más vale prevenir que lamen- tar”. Fueron 7 cartillas sobre reducción de riesgos de desastres entregados básicamente en escuelas públicas. En el 2005, en alianza con varias instituciones públicas y ONGs , se realizó el concurso escolar “Gano con el niño”. Con este concurso, de singular éxito, se contribuyó a que la población escolar de toda la región Piura pueda identificar que el fenó- meno “El Niño” también se puede aprovechar en beneficio de la población. Toda esta trayectoria y experiencia acumulada a lo largo de los años, sirvieron para que, como representante de radio Cutivalú, fuera el ganador del Primer Concurso. El microprograma “PREVENIR NOS DA PORVENIR” rescata el desarrollo de tareas orientadas a la población para prevenir las inunda- ciones que se producen en la región a causa de las lluvias. Quiero agradecer a CARE, Cooperazione Inter- nazionale (COOPI) y Oxfam, entre otros, por involu- crar a los periodistas en la prevención de desastres naturales en el país. Finalmente, invitar a mis cole- gas a participar en el siguiente concurso a desarro- llarse en el presente año. 1. MaNEJaR La INFORMaCIÓN En emergencias, la base para tener el éxito deseado es el manejo de información. Esta debe ser ágil, libre y sobre todo, difundir lo necesario para crear tranquilidad y seguridad en las personas, principal- mente en quienes toman las decisiones. La informa- ción puede ser distribuida mediante voz, imagen y la gráfica. En general, el tipo de información que se debe difundir va a depender básicamente del contenido de la misma, el medio por el cual es posible trans- mitirla y a los individuos o población que debe reci- bir la información. La aceptación de la información UNa PaNORÁMICa SObRE EL MaNEJO DE infOrMación en eMergencias Rogerio Mobilia Silva Information Management Officer OCHA ROLAC – Panamá 110 Investigación científica y preparación ante desastres 111Una panorámica sobre el manejo de información en emergencias dependerá de poder seleccionar adecuadamente estos tres elementos. 2. La RED “www.RELIEFwEb.INT” Esta red fue creada por una Resolución de la Organización ONU y se ha constituido en la líder mundial en publicaciones humanitarias. La red mantiene una cobertura global de 24 horas en todas sus sedes. 3. RED HUMaNITaRIa “REDHUM” Se constituye como una unidad Inter-Agencial que cuenta con el apoyo de ReliefWeb y a la fecha se ha constituido como el líder Latino-Americano en publicaciones humanitarias en lenguaje español. Esta red mantiene y realiza acciones conjuntas con cicLOs deL ManejO de La infOrMación instituciones nacionales de cada país latinoameri- cano y con organizaciones internacionales. 4. EL CICLO CLÁSICO EN EL MaNEJO de La infOrMación Existen dos ciclos para el manejo de la información y para el primero se puede establecer que se inicia con la disponibilidad de los datos que se convierte en información que va a proporcionar el conoci- miento primordial para el desarrollo de las acciones a seguir. El otro ciclo va a considerar el poder compartir la información a fin de agregar valores o retroali- mentar la información para poder ser diseminada o distribuida por todos los socios. Esto asegura que la información llegue a cada individuo con el conte- nido suficiente para tener real conocimiento de los peligros y sus respectivas gestiones de riesgo. 112 Investigación científica y preparación ante desastres 113Una panorámica sobre el manejo de información en emergencias 5. TRabaJOS EN CURSO En la actualidad la Red Humanitaria viene desarro- llando diversas actividades como la elaboración de Informes o Boletines informativos, viene coordi- nando reuniones por Internet y realizando conferen- cias internacionales sobre Sistemas de Información para el manejo de Crisis. 6 OTROS TRabaJOS Como complemento para el manejo de la informa- ción se viene realizando el equipamiento de sis- temas de búsqueda de calles, los enlaces por red utilizando Internet y/o telefonía y para mayor escala de búsqueda, el Google Earth. 1. La COMUNICaCIÓN EN La prevención de desastres La comunicación entre las personas es determi- nante, más aún si se trata de compartir informa- ción sobre el medio ambiente, donde hay probables riesgos y desastres que derivan en crisis personales y grupales. En lo relacionado a la cultura del miedo, se contrarresta apelando a una comunicación que investigue, contextualice, verifique las fuentes, seleccione la información y socialice ésta en el momento adecuado a los diferentes actores, con el uso del lenguaje que estos entiendan y circulan en lo cotidiano. 2. PLaN ESTRaTéGICO PaRa La prevención de LOs desastres Un plan de comunicación debe considerar desde el inicio la participación de todos los involucrados, en el sentido que ellos conocen el problema desde la vivencia y pueden sugerir desde lo empírico una serie de medidas a tomar. La comunicación en la prevención de los desas- tres pasa por cuatro momentos: • Conocer para comprender la realidad, bajo el intercambio de criterios con todos los actores involucrados. • Planificar la comunicación a corto, mediano y largo plazo con los actores sociales • Socializar el plan • Divulgar la información y materiales de comu- nicación de manera pedagógica. Los medios de Comunicación pueden ceder a la tentación de acentuar la tragedia y el desorden, o pueden más bien colaborar con la tarea de redu- cir el impacto y el riesgo de la zona y fomentar una respuesta pública más eficaz. 3. TRaTaMIENTO PERIODÍSTICO de La infOrMación sOBre desastres El funcionamiento de los medios de comunica- ción se caracteriza por una dualidad en su naturaleza: por un lado son empresas lucrativas, que buscan ser competitivas en el mercado y por otro, son entidades que brindan un servicio público y por ende, tienen una enorme responsabilidad social que cumplir. Entonces, ¿cómo hacer para que los medios de información incorporen con cierta prioridad el tema de la prevención y mitigación en sus agendas cotidianas? ¿A quién corresponde esa decisión? 4. éTICa DE La INFORMaCIÓN Y La cOMUnicación Las nuevas tecnologías de la información, la comunicación en sí, la inmediatez de la noticia, el mundo globalizado, la sociedad más informada y alerta de lo que acontece, han convertido a los Medios de Comunicación en agentes, actores y pro- tagonistas. La cOMUnicación sOciaL redUciendO LOs riesgOs de desastres a niveL LOcaL Marco Antonio Jácome Beltrán Radio de la Universidad de Bolivar - Ecuador 115La comunicación social reduciendo los riesgos de desastres a nivel local Por su parte los gobiernos de turno deben escu- char a los diversos sectores ciudadanos para tomar las mejores decisiones que vayan en beneficio de la colectividad, saber gobernar y escuchar es lo más sensato al interior de un país. La responsabilidad social nos obliga a adoptar mecanismos de defensa de la integridad periodística en nuestro país, basados siempre en la verdad, no en el sensacionalismo o amarillismo. Nuestra tarea es gravitante e importante en el desarrollo de nues- tros pueblos, una sociedad bien informada avanzará por los caminos del desarrollo y progreso; lo contra- rio, llevará al oscurantismo y pérdida de identidad de nuestros pueblos. 5. La COMUNICaCIÓN SOCIaL PaRa La gestión deL riesgO Una cultura de prevención implica una actitud colectiva que sólo puede construirse mediante un largo proceso social. Dentro de este proceso, la democratización de la información sobre desastres y la creciente participación de la sociedad civil son factores claves. El comunicador es el puente entre los técni- cos, investigadores y profesionales especializados y la población, quien conoce las herramientas para sintetizar la información y presentarla al público en términos de fácil comprensión, sin desvirtuar ni distorsionar el contenido técnico. La población tiene el derecho de obtener información objetiva y oportuna, de tal manera que pueda contribuir a la mitigación y hacer conciencia. 6. La COMUNICaCIÓN EN LaS ETaPaS de Un desastre Prevención (antes), advertencia sobre el riesgo o peligro, información sobre el fenómeno, difusión de medidas de prevención. Contrarrestar falsos rumores que afecten negativamente en el ánimo y toma de decisiones de la población. Buscar la infor- mación en las fuentes autorizadas. Orientación a la población. Concienciación y orientación a las auto- ridades. atención (durante), relato del suceso, situa- ción de la comunidad afectada. Información enca- minada a contrarrestar los rumores falsos. Emitir disposiciones emitidas por las autoridades que administran la emergencia en la comunidad. Rehabilitación (después), Difusión de infor- mación. Información sobre zonas afectadas. Orien- taciones sobre lo que debe hacer la comunidad para colaborar en la rehabilitación. Indicar qué hacer para la reconstrucción del sector. 7. NUEVa CONSTITUCIÓN DEL ecUadOr y La gestión deL riesgO El 28 de septiembre del 2008, el Ecuador aprobó en las urnas, con el 85 % de su población a favor, el nuevo marco constitucional que rige oficialmente en la República del Ecuador desde el 14 de octubre del 2008, una vez publicado en el Registro Oficial. La Constitución en su primer capítulo Sección IX hace una mención expresa sobre la gestiòn del riesgo en los artículos 389 y 390. 8. ExPERIENCIaS EN RaDIO Universidad de BOLivar La experiencia realizada gracias al Proyecto de Cooperación Internacional (COOPI) en la ciudad de Guaranda, Provincia Bolívar, Ecuador, ha sido de enorme satisfacción para los Comunicadores Sociales, autoridades y ciudadanía en general, pues se ha llegado a los sectores más apartados y de verdadera peligrosidad donde pueden ocurrir desastres naturales La labor ha sido titánica, pero se ha conse- guido los objetivos trazados desde un principio. La difusión de programas radiofónicos con lenguaje sencillo y claro, ha permitido que los diversos sec- tores de la sociedad bolivarense conozca y sepa qué hacer en caso de un evento natural. La parti- cipación de niños, niñas, jóvenes, mujeres, adultos y autoridades ha elevado el nivel de conocimiento y cultura para prevenir desastres provocados por nuestra naturaleza. 9. CONCLUSIONES • El Decreto Presidencial 1041 del 23 de abril del 2008, suscrito por el Presidente Rafael 116 Investigación científica y preparación ante desastres Correa, está permitiendo que varias entidades de orden público y privado, como fundaciones, organizaciones, entre otras, puedan difundir a través de radios públicas y comunitarias, la información pertinente sobre lo que vienen haciendo en la prevención de desastres y Ges- tión del Riesgo. • El papel de la comunicación permite que expertos, gobiernos y la comunidad expon- gan a los sectores sociales el conocimiento de los riesgos. Lo conveniente es insertar en el flujo cotidiano de información, los conte- nidos de prevención de desastres y así con- vertirlo en un tema cotidiano en el desarrollo de la ciudad y región. • EL Comunicador Social es el puente entre los técnicos, investigadores y profesionales espe- cializados y la población. El comunicador es quien conoce las herramientas para sintetizar la información y presentarla al público en tér- minos de fácil comprensión, sin desvirtuar ni distorsionar el contenido técnico. • El manejo de la información y los medios de comunicación son un eslabón crucial en la cadena de medidas de prevención de desas- tres naturales. La población tiene el derecho de obtener información objetiva y oportuna, de tal manera que pueda contribuir a la mitigación y hacer conciencia • Los medios de comunicación colectiva determi- nan en gran medida la forma en que la gente reacciona ante los desastres, ya que la comu- nidad depende de la información para tomar decisiones. • Los medios de comunicación tienen la respon- sabilidad social de informar veraz y pertinen- temente sobre los desastres, no solo cuando están ocurriendo, o cuando salen a la luz las trágicas consecuencias de tales eventos, sino también antes de que sucedan. • Los medios masivos pueden desempeñar un papel fundamental en la prevención y en la fase de alerta temprana mediante la publicación de mensajes educativos que lleguen a los grandes grupos de personas a través de la radio, la tele- visión, los diarios, las revistas, esclareciendo y orientando sobre la temática. • En materia de prevención, es importante que el comunicador tenga claridad en la utilidad e impacto que su mensaje tendrá en el público; cuáles canales de comunicación utilizará; cuá- les son las consecuencias positivas o nega- tivas que tendrá esa emisión; los conceptos básicos que utilizará para no confundir a los receptores; prepararse y capacitarse para cubrir el tema y elaborar una lista de fuentes confiables para emitir la información veraz y oportuna. • Saber escuchar al pueblo, el saber popular debe combinarse con el saber técnico para lograr los resultados de concienciación que queremos y de esta manera ayudar a los sectores de mayor vulnerabilidad en nuestras regiones latinoame- ricanas. 1. ObJETIVO Brindar a la población información oportuna y real (auténtica) sobre la generación de un TSUNAMI, per- mitiendo la activación de los Planes de Evacuación. 2. EL SISTEMa DE aLERTa internaciOnaL Este sistema surge después del terremoto que afectó Chile en Mayo de 1960 y cuyo tsunami cruzó el Océano Pacifico causando daños importantes en Hawai y Japón. La sede central de este organismo se establece en Honolulu – Hawai y cumple la función de monitorear el avance de los tsunamis en todo el Pacífico a fin de proporcionar alertas de tsunami a los países que bordean al Océano Pacifico. En la figura siguiente se detalla la línea que siguen en el Perú las alertas dadas por esta institución internacional, así como el manejo de la información en cada institución nacional. SISTEMa NaCIONaL DE aLERTa DE TSUNaMI – SNaT Arístides Mussio Pinto Dirección Regional INDECI Costa Centro 118 Investigación científica y preparación ante desastres 2.1. Red Digital de Servicios Integrados – RDSI - ISDN Servicio mediante el cual las líneas telefónicas pueden transportar señales digitales en lugar de señales analógicas, aumentando considerable- mente la velocidad de transferencia de datos a la computadora. ISDN combina servicios de voz y digitales a través de la red en un solo medio, ofrece a los clientes servicios digitales de datos así como conexiones de voz a través de un solo “cable”. Se requiere contar con el equipo y el soft- ware necesario así como la oferta del servicio por parte tanto de la central telefónica local como del proveedor de servicios de Internet. La velocidad de transferencia que puede alcanzar el ISDN es de 128,000 bps, aunque en la práctica las velocidades comunes son de 56,000 o 64,000. 3. TSUNaMI DE ORIGEN LEJaNO En el caso del Perú, un sismo que genera un tsunami lejano tiene las siguientes característi- cas: • El sismo no es sentido por los habitantes y no produce daños. • La información proviene del Centro de Alerta de Tsunami del Pacífico, Honolulu, Hawaii, EEUU. • Las facilidades y/o capacidades de comuni- caciones no han sido impactadas por el peli- gro. • Hay tiempo prudencial para evacuar la costa 4. TSUNaMI DE ORIGEN CERCaNO En este caso, el sismo que genera un tsunami local tiene las siguientes características: • El sismo es sentido por los habitantes y pro- duce daños importantes. • La información sobre los parámetros hipocen- trales del sismo provienen del IGP. • Las facilidades y/o capacidades de comunicacio- nes podrían haber sido impactadas por el peligro. • El tiempo de llegada de la primera ola podría estar dentro de los 20 minutos. • Presión psicológica para ordenar la evacuación • Presión para obtener los parámetros de ubi- cación y magnitud del sismo. • El daño al interior del país reduce la reacción al impacto del Tsunami. 5. SISTEMa NaCIONaL DE aLERTa TEMPRaNa - SNaT El Sistema Nacional de Alerta Temprana (SNAT) considera como punto primordial conocer los pará- metros hipocentrales de los sismos que pudieran producir un tsunami, siendo esta la responsabi- lidad del Instituto Geofísico del Perú (IGP). Para ello el IGP cuenta con una red sísmica nacional que cumple la función de monitorear la ocurren- cia de sismos, así como una red de informantes a nivel nacional que proporcionan información sobre la percepción del sismo en cada localidad. Conocidos estos parámetros la información sobre el sismo fluye hacia la Dirección de Hidrografía de la Marina (DHN) a efectos de evaluar el compor- tamiento del nivel medio del mar. El IGP proporciona información básica sobre las características de los sismos tal como se mues- tra en el esquema mostrado líneas abajo. Es necesario conocer la fecha, hora, sus parámetros epicentrales (latitud y longitud), la magnitud del sismo, su intensidad y la profundidad del foco. Información complementaria lo constituye saber el porcentaje de daños producidos en cada ciudad y cual es la mas cercana al epicentro del sismo. De esta información, la que define si el sismo produ- cirá tsunami o no, es la ubicación del epicentro y su magnitud. 119Sistema nacional de alerta de tsunami - SNAT 6. EL SNaT Y LOS TSUNaMIS de Origen LejanO cercanO Para definir si un sismo producirá o no un tsunami, se deben considerar los criterios indicados en el esquema siguiente. Además, el IGP como el DHN disponen del sistema de alerta de tsunamis regio- nal/internacional conocido como TREMORS que solo requiere información de una estación sísmica de 3 componentes para proporcionar información sobre el epicentro del sismo y su magnitud. En este caso se utiliza la estación sísmica de Ñaña (NNA). Si la información transmitida por el IGP y el DHN indica que el sismo “no” producirá tsunami, INDECI a través del COEN proporciona la informa- ción a todos Comités Regionales de Defensa Civil (CRDC), quienes utilizando los medios de comu- nicación disponibles difunden la información. Paralelamente, se sabe que el DHN informa a sus capitanías y población costera siguiendo el esquema mostrado a continuación. Ahora, si la información proporcionada por el IGP e DHN indican que el sismo “si” producirá un tsunami, INDECI por medio del COEN alerta a todos 120 Investigación científica y preparación ante desastres 121Sistema nacional de alerta de tsunami - SNAT los comités regionales de Defensa Civil (CRDC), prin- cipalmente aquellos cercanos a los puertos donde el riesgo es alto. Posteriormente, cada CRDC se encarga de difundir la alerta utilizando los medios de comunicación disponibles a lo largo de toda la costa peruana. En las ciudades, y localidades donde los efectos del tsunami y terremoto serán mayores, el SINA- DECI coordina con las instituciones de origen de los equipos de primera respuesta y cuyos integrantes se detallan en el esquema adjunto. Finalmente, las alertas se dan a los comités pro- vinciales y dependencias de Defensa Civil a fin que ordenen la activación del Plan de Evacuación en todas las zonas costeras que el tsunami afectará. La infor- mación llega a los receptores finales, la población. 122 Investigación científica y preparación ante desastres En las zonas costeras algunos gobiernos regio- nales a través de sus Comités de Defensa Civil han adquirido sistemas de alerta con bocinas que deben cumplir la función de alertar a la población. 7. COMENTaRIOS Más que comentarios podemos indicar que son ideas que ayudarán a mejorar las funciones del SNAT: • Establecer, normar, difundir y probar el SNAT a fin de que las autoridades del Sistema Nacional de Defensa Civil (Presidentes de los respecti- vos Comités de Defensa Civil) y responsables de la activación de los planes de evacuación y de informar a su población, tomen conciencia de su competencia. • Constituir una red especial que fortalezca y ase- gure la comunicación en la Red de Informan- tes del IGP a fin de complementar los datos de intensidad del sismo. • Incrementar las estaciones sísmicas (Red Sís- mica Nacional) con instrumentos satelitales autónomos que aceleren la transmisión de la información sobre el sismo ocurrido, para su difusión inmediata a las autoridades del Sis- tema Nacional de Defensa Civil. • Promover la reducción del tiempo de transmi- sión de la información sobre el sismo/tsunami en las Instituciones competentes, a fin de que sea automática y no dependa de la lectura de ésta, mediante la implementación de protoco- los y de equipamiento adecuado en la comu- nicación a través de la Red Digital de Sistemas Integrados - RDSI. 8. CONCLUSIONES • Generar cuñas televisivas y radiales con anti- cipación, que difundan de manera constante y mientras dure la alerta, la información sobre sismo/tsunami, a través de los medios televi- sivos y radiales. • Implementar una estación de TV y radial AM y FM de alcance nacional y fundamentalmente costera, que transmita de manera automática la información sobre sismo/tsunami. • Comprometer a las empresas radiodifusoras locales a difundir estas cuñas con la informa- ción sobre el sismo/tsunami. • Contar con estaciones de radiodifusión loca- les, que en casos de emergencia difundan la información local del sismo/tsunami y las actividades de emergencia que se están efec- tuando. Su frecuencia debe ser difundida y activada a consecuencia de la alerta o ser parte de las capacidades del Servicio Móvil Terrestre. El terremoto de Pisco puso en debate la falta de comunicación que se tiene luego de un desastre natural; por lo tanto, el Perú procedió a proveerse de equipos especializados con antenas GPS para mantener comunicaciones en las zonas afectadas. Este sistema está constituido por una Red Nacio- nal de Radio y cuenta con bases en once localidades del país, un Centro Nacional de Coordinación de las Comunicaciones con sede en Lima, y una Unidad Móvil de Comunicaciones. Este sistema fue imple- mentado por la Cruz Roja y Telefónica para emer- gencias y permite la respuesta local e inmediata de organizaciones humanitarias ante un desastre. Esta iniciativa será operada por la Cruz Roja Peruana y podrá atender en el campo las necesidades de comunicación de otras instituciones como Defensa Civil, la Policía Nacional, el Ejército y los Bombe- ros. Es una red independiente, con subredes y con recursos suficientes que funcionan en cualquier situación. herraMientas para La cOMUnicación en eMergencia Jaime Huerta Cruz Roja Peruana eL sisteMa de cOMUnicaciOnes El Sistema de Comunicaciones consta de dos ejes estrechamente vinculados: una Red Nacio- nal de Radiocomunicación y una Unidad Móvil de Emergencias con capacidad de desplaza- miento inmediato. La implementación del sis- tema se ha nutrido de la habilidad de los técnicos de telecomunicaciones de Telefónica y de Cruz Roja, quienes además aportan su gran expe- riencia de trabajo de campo en situaciones de emergencia. La Cruz Roja determinó la necesidad de contar con equipos de intervención en una emergencia que garanticen las comunicaciones en cualquier lugar y circunstancia debido a la cantidad de desas- tres naturales a los cuales está expuesto nuestro país, como los eventos del Fenómeno del Niño, terremotos, inundaciones, olas de frío, huaycos y sequías. Vehículo moderno de telecomunicaciones de la Cruz Roja Peruano brindará servicios integrales en las zonas afectadas por desastres en el Perú y Latinoamérica. 124 Investigación científica y preparación ante desastres La Unidad MOviL La Unidad Móvil se encuentra equipada con diver- sos sistemas de telecomunicación: radio de corto y largo alcance, radio terrestre, aéreo y marino, trans- misión de datos, teléfono satelital y teléfono celular. Asimismo, la unidad cuenta con sistemas de alimen- tación eléctrica autónomos: paneles solares, grupos generadores de corriente y baterías, con capacidad suficiente para mantener la unidad operativa aún sin energía eléctrica. Esta Unidad Móvil, además de facilitar una intervención coordinada entre los diferentes miem- bros de Cruz Roja, prestará servicio a otros actores externos presentes e involucrados en la emergencia como Defensa Civil, la Policía, el Ejército, los Bom- beros y profesionales de la salud, entre otros. De tal manera que el sistema beneficia directamente a todos los equipos e instituciones que intervienen en una emergencia e indirectamente a toda la pobla- ción civil. En Europa existen tres unidades de emergencia similares, que se encuentran estacionadas y pueden ser desplazadas a cualquier país del mundo depen- diendo de las necesidades identificadas en la zona del desastre. Estas unidades son entonces desplazadas a la zona de emergencia tres o cuatro días después de ocurrido el desastre. Por la rapidez con que puede ser desplazado, el Perú sería el primer país en el mundo en contar con una unidad de telecomunicaciones para emergencias en el terreno lista para ser trans- portada por vía terrestre o aérea al lugar del siniestro. Igualmente, la Unidad Móvil al mantener la comuni- cación directa con la zona del desastre permitirá que llegue la ayuda necesaria para los pobladores. De esta manera, la respuesta frente a una emergencia podrá ser inmediata y eficaz. Es importante resaltar que esta unidad cuenta con un sistema que no tienen otras unidades de emergencia en el mundo: la Estación Base Celular. Esta estación permite crear una célula GSM en cual- quier lugar, de forma tal que la comunicación celu- lar e inalámbrica pueda ser implantada en la zona de emergencia. Este sistema celular es soportado por una pequeña y robusta estación satelital, que facilita la independencia ante la eventualidad que los soportes de transmisión terrestre hayan sido afectados. La red naciOnaL de radiOcOMUnicaciOn Esta Red cuenta con un Centro de Coordinación de Comunicaciones ubicado en San Juan de Lurigan- cho (Lima), que está encargado de la gestión y el mantenimiento técnico de la red. El centro contará con sistemas de telecomunicación y servicios que garanticen estar alerta durante 24 horas, los siete días de la semana. En caso de desastre, ellos inicia- rán la comunicación hasta la llegada de la Unidad Móvil. Además, la Red tiene once bases filiales dis- tribuidas estratégicamente por todo el país que poseen equipos de radio para la comunicación en el ámbito nacional, sin restricciones ante cual- quier adversidad. Las once bases están ubica- das en Arequipa, Caraz, Cusco, Huancané, Lima, Mariscal Cáceres, Maynas, Nazca, Piura, Puno y Tumbes. El proyecto también contempla la capacita- ción del personal en el uso y mantenimiento de los equipos, tanto de la Unidad Móvil como de la Red Nacional de Radiocomunicación. 125Herramientas para la comunicación en emergencia eQUipOs de La Unidad MóviL Sistema de telecomunicación Características Radio HF Radio de larga distancia (cobertura mundial). Radio VHF Radio de corta distancia (aproximadamente 90km). Banda aérea Comunicación con aviones comerciales o del ejército. Banda marina Comunicación marina y con redes fluviales, por ejemplo con las lanchas ambulancias del MINSA. Escáner Comunicación con cualquier radio en el terreno, como bomberos, policía, centros de salud, radio aficionados, entre otros. Permite incluir el sistema en otras redes, ampliando las células de comunicación de la misma.Equipo bi-banda Inmarsat Transmisión de datos por computadoras. Iridium Teléfono satelital. Repetidor VHF Permite ampliar la red de radio VHF en 90 Km. adicionales, convirtiéndola en una red de 180 Km. Estación Satelital Medio de transmisión para telefonía fija, celular y acceso a Internet. Estación Base Celular (Base Transceiver Station) Restablece la comunicación celular e inalámbrica en la zona inicialmente solo para las unidades de emergencia, luego para la población civil. A partir de algunas preguntas formuladas por el moderador, la mesa redonda tuvo como principal objetivo reflexionar y discutir sobre el aporte de la comunidad científica hacia los profesionales y organizaciones que intervienen directamente en las situaciones de emergencias, sean los gobiernos locales y regionales, los responsables políticos y administrativos o los integrantes de las ONGs. Se trató también de entender cómo se comunican y se transmiten estas investigaciones. Preguntas para los miembros de la mesa redonda y el público: • ¿De cuál tipo de información se necesita durante un periodo de emergencia y para pre- parar situaciones de emergencia? • ¿Cómo utilizar esta información (dónde tiene que encontrarse, qué tipo de formato…)? • ¿Cuál es el aporte actual de la investigación científica en la gestión de crisis o cuál debería ser su aporte? • ¿Cuáles son los campos científicos que se necesitan más o se necesitan desarrollar por- que todavía no se han involucrado? Principales conclusiones Cada integrante de la mesa redonda formuló su punto de vista. Los investigadores describieron el tipo y dispo- nibilidad de la información que producen tanto en el campo técnico como en al campo social. Intentaron mostrar cómo esta información podría sensibilizar y capacitar a la sociedad si fuese bien encaminada o si llegara a manos de quienes realmente puedan comunicarla de una forma entendible. Los profesionales en gestión de crisis partici- pantes llegaron a la conclusión de que la informa- ción disponible es de suma utilidad para orientar las acciones de emergencia ya que permite dismi- nuir las incertidumbres propias de una sociedad expuesta a la ocurrencia de peligros de diferentes tipos y de gran magnitud. Hubo consenso entre los miembros de la mesa redonda sobre el hecho de que se ha producido una gran cantidad de información acerca de los riesgos durante los últimos diez años en la región andina, acompañando los avances en políticas de gestión del riesgo asumidas por algunos países de la Comunidad Andina. Sin embargo, falta todavía investigar para producir información que aún está poco desarrollada sobre : • vulnerabilidad social e institucional; • vulnerabilidad estructural, en particular en los barrios poco acomodados y para estructuras esenciales del funcionamiento territorial; • capacidades y recursos de emergencia, su loca- lización y sus características; • sistemas urbanos resilientes; • etc. Se enfatizó también la importancia de cuanti- ficar económicamente las pérdidas producidas por los desastres y su incidencia en el desarrollo de los países, como una metodología para concientizar más a las autoridades políticas de los países. Mesa redOnda Reflexionar sobre la relación entre la investigación científica, la gestión de crisis, su preparación y la comunicación. Microzonificación sísmica urbana de la cuenca de Santiago de Chile 127 Se hizo énfasis sobre la insuficiente inversión en investigaciones científicas sobre riesgo y sobre cómo hacer para que estas inversiones rindan más, sean más útiles para las organizaciones de ayuda huma- nitaria y para la población más vulnerable. La inver- sión económica en las investigaciones está ligada a la ocurrencia de los desastres y no se considera como una actividad preventiva a largo plazo. La formación de jóvenes investigadores en gestión de riesgo tam- poco se ha desarrollado de manera suficiente. Fue expresada la dificultad de los científicos de acercarse a los tomadores de decisión cuyo interés en gestión de riesgo es muy desigual y generalmente de bajo nivel. Todavía la gestión de riesgos no es de gran interés para la mayoría de los tomadores de decisión desde el punto de vista político y electoral, como ya es el caso en algunos países europeos. Otra dificultad es la de hacer llegar la infor- mación científica sobre riesgos y vulnerabilidades a los niveles más descentralizados y a las comuni- dades. Para eso se necesitan científicos que ten- gan voluntad y capacidades pedagógicas de acer- carse a las comunidades para intercambiar los conocimientos de cada uno: los científicos como los populares. Se subrayaron las dificultades en hacer cir- cular la información existente hacia la prensa y a través de la prensa de un modo constructivo y no sensacionalista. Así, se debatió mucho sobre el rol de los comunicadores y de la prensa, haciendo énfasis en la necesidad de un mayor conocimiento de los eventos, fenómenos y vulnerabilidades por parte de los comunicadores y de una mejor rela- ción entre estos últimos y los científicos. Se discutió sobre la necesidad y el modo de establecer lazos más estrechos entre las comunida- des científicas y los encargados directa o indirecta- mente de situaciones de crisis y de la comunicación. Fueron parte de la mesa redonda (de izquierda a derecha): Ing.José Tenorio Sancho Dávila, Capacitador en la Sub-Gerencia de Defensa Civil de Lima Metropolitana; Elizabeth Cano, Coordinadora Regional del Programa de Reducción de Riesgo ante Desastres y Respuesta Humanitaria de Oxfam; Lic. Marco Jacome, Comunicador Social de la Universidad Bolívar de Guaranda, Ecuador; Dra. Luisa Macedo, investigadora del Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET) de Perú; arq. Giuseppe Damiano, Director de Rapid-LatinoAmerica en Perú; Prof. Daniel Gregori, del Depar- tamento de Geofísica de la Universidad de San Juan, Argentina; Dr. Hernando Tavera, investigador del Instituto Geofísico del Perú. Como moderador participó el Dr. Robert D`Ercole de IRD.