NABILT MOGGIANO

8/8/2019 NABILT MOGGIANO

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El 15 de agosto de 2007, a las 23:40 UTC (18:40 horalocal) , ocurri un terremoto de magnitud 8.0Mw,con epicentro en el mar frente a las costas de Pisco(Per), en la zona de subduccin entre la placa deNazca y la placa Sudamericana.

Adems de numerosas vctimas y graves daos en laregin de Pisco, el desplazamiento del fondo marinoasociado al terremoto gener un fenmenocossmico denominado maremoto o tsunami ,causando destruccin en las costas.

Introduccin


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Historia Ssmica

Terremotos en el Per, Sladen et al. 2010 (adaptado deDorbath et al. [1990] para eventos antes de 1996).


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TerminologaMAREMOTO(Formado a imit. de terremoto ; del lat. mare , mar , y

motus , movimiento ), m. Agitacin violenta de lasaguas del mar a consecuencia de una sacudida delfondo, que se propaga hasta las costas dando lugar ainundaciones. (Real Academia Espaola, 22 edicin )

Maremoto es una serie de ondas generadas por

terremotos, erupciones volcnicas, deslizamiento detierra, el impacto de un asteroide en el mar ocualquier movimiento repentino del fondo marino.


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Como se origina un Maremoto?

La fractura en el fondo del mar es predominantemente vertical, producin-dose un empuje hacia arriba, levantando grandes volmenes de agua, deinmediato la fuerza recuperadora de la gravedad contribuye a la formacin

de olas que se propagan en todas las direcciones.


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Fsicamente los maremotos estn asociados a ondas delongitud mayor que la profundidad del agua. La variable quedetermina la propagacin de estas ondas es la profundidaddel ocano: a mayor profundidad mayor velocidad y mayorlongitud de onda.

Cuando se acercan a las costas la velocidad disminuye y porel principio de conservacin de energa la altura de las olas

aumenta, llegando con una fuerza destructiva y violenta.


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Metodologa Se realiz el modelaje numricopara dos zonas de desplazamiento

fuerte (asperezas), la primeraubicada frente a Chincha Baja-Tambo de Mora y la segunda

localizada frente a Sacasemita-Lagunillas.

Segn investigaciones, la rupturase inicia en la aspereza A1 a ~ 40km de profundidad y se propaga,en un minuto, en direccin SOhacia la aspereza A2 aprofundidades 10-20 km.

ZONA EPICENTRAL :Sismos con magnitudes

mayores a 4.5 (Fuente:NEIC)


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Modelamiento Numrico

Se realiza una tcnica de simulacin numricade maremotos para campo cercano deacuerdo a la teora no lineal de aguassuperficiales, permitiendo caracterizar elproceso dinmico del maremoto:1. Fase de Generacin2. Fase de Propagacin3. Fase de Inundacin.


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DIAGRAMA DE FLUJOProyecto TIME, cdigo TUNAMI-N2

(Tohoku Universitys Numerical AnalysisModel for Investigation of Near-field tsunami)


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Fase de Generacin Consiste en la condicin inicialdel maremoto y se determina

utilizando el modelo estticopropuesto por Mansinha y

Smylie (1971), el cualconsidera una deformacininstantnea de la superficiedel ocano, idntica a ladeformacin vertical del fondomarino debido a la ruptura dela fuente ssmica.


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Parmetros de la Fuente Ssmica

L

W

Azimut (Rumbo)

ngulo azimutal ( )

ng. Buzamiento ( )ng. Deslizamiento( )

H

u

:

Aki & Richards. Vol I (1980)

: :

H: Profundidad (m)L y W: Longitud y Ancho fuente ssmica


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Se desarrollan las ecuaciones de conservacin demasa y cantidad de movimiento para ondassuperficiales, integradas verticalmente,

despreciando la aceleracin vertical y sin eltrmino del efecto Coriolis.

Fase de Propagacin


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Ecuaciones Gobernantes

1. Ecuacin de continuidad para un fluido incompresible :

0 z

w

x

u

dentro fuera

Por la Ley de conservacin de la masa

x x

uu

z

z

ww

u

w x

z

Cantidad de

cambio

Flujo de volumen entrante

x z

Vol. en direccin x Vol. en direccin z

Flujo de volumen saliente

t x z

z

wwt z x

x

uu )()(

Vol. en direccin x Vol. en direccin z

)(t w

)( t u

)()( t xwt u z

t x z z

wwt z x

x

uut xwt zu )()(


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2. Ecuacin de momentum para un fluido incompressible

2

21

z

u

x

p

z

uw

x

uu

t

u

2

2

1 z

w z pg

zww

xwu

t w

Condicin de Momentum : Ecuacin de Navier-Stokes

Aceleration Horizontal dela partcula de agua

Aceleracin Vertical dela partcula de agua

Direccin Horizontal

Direccin Vertical

Segunda Ley de Newton

maF

Term. de Presin

Trmino deViscosidad

Trmino deviscosidad

u

p

w

: Velocidad Horizontal

: Velocidad Vertical: Presin Hidrosttica: Coeficiente de Viscosidad

g : Aceleracin de la Gravedad

Term. de Presin


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Discretizacin de las Ecuaciones Gobernantes

0 x

M

t

0 x

ght

M

Ecuacin de Continuidad

2 / 1i M

2 / 1i M

i

x

t

2 / 1k M

k

i-1/2 i+1/2

Centro de la grilla en el espacio

1k

K+1/2

K+1

K

x

t

Centro de la grilla enel tiempo

(Grilla Espacial)

(Grilla en el Tiempo )

02 / 12 / 11

x

M M

t

iik k

012 / 12 / 1

xgh

t M M ii

i

k k

Ecuacin de Momentum

La elevacin del agua se define en el centro de la grilla.

El flujo de agua se define en el borde de la grilla.

3. La programacin se realiza en fortran, en un esquema de diferencias finitas centralesdenominado Leap Frog.


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rea de estudio

Se representan en 4 grillasanidadas (A, B, C, D) de diferenteresolucin espacial:- Grilla A (27~833m)- Grilla B (9~277m)

- Grilla C (3~92m)- Grilla D (1~30m)

Esta ultima (D) es la ms detalladapues contiene el rea inundacin.

Las grillas representan regionesdel rea de ruptura en las que seva trasladando la solucin de lasimulacin numrica (Goto et al. ,1997).


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Procesamiento de Data Batimtrica: Batimetra Global: Base de datos ETOPO2v2 Global

Gridded 2-minute Database (Smith & Sandwell,1997). Resolucin espacial de 3.6 kmhttp://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/etopo2.html

Batimetra Local: Sondajes de Cartas Naticas enescala Portulano, Recalada, Ruta y General (DHN).

Procesamiento de Data Topogrfica: Topografa Satelital: SRTM (Shuttle Radar Mision

Topography) [Jarvis, A., Reuter, A., and Guevarra, E.(2006)]. Resolucin de 90m,http://srtm.csi.cgiar.org/


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Se procesa el MDE en batimetra y topografa fina

Se realiza el Modelo Digital de Elevacin (MDE)


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Fase de Inundacin Para hallar la inundacin y el run-up en

tierra, el frente de onda debe encontrarseentre la celda seca y sumergida. Debe estarsujeto a la condicin:

Si la altura del suelo en la celda seca esmenor que el nivel del agua en la celdasumergida se realiza la descarga a travsentre las 2 celdas .

En otros casos se considera que la descargaes cero.

0

0

h

h D

Celda sumergida.

Celda seca.


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Resultados del ModelamientoPenetracin y mxima altura de inundacin (run-up) en Piscoy San Andrs


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Trabajo de campo DHN:Run-up y delimitacin de Inundacin en Pisco y San Andrs


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Penetracin y mxima altura de inundacin (run-up) enCaleta Lagunillas y Playa Yumaque. Mx run-up: 10m


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Penetracin mxima en Lagunillas: 2030 m


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Trabajo de campo DHN:Run-up y delimitacin de Inundacin en Lagunillas y Llumaque

Alturas alcanzadas por la Inundacin

10.00

7.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Seccin 1 Seccin 2

Secciones medidas

A l t u r a ( m )

5,605,19 5,06

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

Seccin 1 Seccin 2 Seccin 3

A l t u r a

( m )

Secciones medidas

Alturas alcanzadas por la Inundacin


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Mareogramas simulados

Zona Norte: Pisco y San Andrs Zona Sur: Lagunillas y Llumaque


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Resultados Fritz el at.: The 15 August 2007 Perutsunami runup observations and modeling (2008)


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Conclusiones y recomendaciones Los resultados de la simulacin numrica para el clculo

de la mxima altura de inundacin y la mximapenetracin del agua en la costas de Ica fueron muyaproximados con el trabajo de campo realizados por laDireccin de Hidrografa y Navegacin (2007), y losresultados del modelamiento de Fritz et al. (2008).

Elaborar cartas de inundacin con este modelonumrico ser de gran utilidad en la mitigacin deriesgos en comunidades costeras.

Esta informacin generada es de vital importancia en laprevencin y emisin de alertas tempranas ante estefenmeno natural.


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Agradecimiento Vicerrectorado de Investigacin CSI-UNMSM. Docentes del FENLAB-UNMSM: Lic. Csar

Jimnez, Dr. Leonidas Ocola, Martn Calvo, entre

otros. Al personal de la DHN: Ing. Erick Ortega, CeciliaZuazo, Geogr. Moiss Molina, Ing. Erick Rosales,Cmdte. Walter Flores, Tnte. Loayza, Alf. Vasquez,

T1 Hidrografo Gilberto Tacilla, entre otros. A Vanessa Tardillo Surez (UNMSM-OPTMA)


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Gracias por su atencin!

[email protected]@gmail.com

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