Download El Sismo del 11 de marzo de 2011 en Japón

SISMO TOHOKU-JAPON
11-03-2011
Por : Luis E. Yamin y Alvaro I. Hurtado
2011
CONTENIDO
DATOS Y SEÑALES DEL SISMO
‹ SEÑALES REGISTRADAS Y ESPECTROS
‹ EFECTOS SOBRE CONSTRUCCIONES
‹ DATOS DEL TSUNAMI
‹ EFECTOS SOBRE CONSTRUCCIONES
‹DAÑO
Ñ DEBIDO AL EFECTO DE LICUEFACCION
‹ VALORACION GLOBAL DE DAÑOS
‹COMPARACION
CO
CO S
SISMOS
S OS HISTORICOS
S O COS
‹
GENERALIDADES DEL SISMO
Datos relevantes del sismo
Localización:
Epicentro:
N 38.32 E 142.36 Prof.: 32.0 Km
En el mar a 130 Km al este de
Sendai, Prefectura de Miyagi, Japón.
Fecha:
11 de marzo de 2011
Hora:
14:46:23 GMT
Duración:
6 min aprox.
Tipo:
Falla Inversa de Interplacas
Desplazamiento:
Movimiento de la falla entre 30-40m
Área de influencia: 300 Km largo, 150 Km ancho aprox.
Magnitud:
9 0 grados MW
9.0
GENERALIDADES DEL SISMO
Ubicación
GENERALIDADES DEL SISMO
Ubicación
GENERALIDADES DEL SISMO
Fallas
• Placa del Pacifico y
Norteamericana
• Placa Euroasiática
• Cinturón de fuego del
Pacifico
• Fosa de Japón
• Microplaca de Okhotsk
• Microplaca de Amur
• Falla inversa interplacas
GENERALIDADES DEL SISMO
Fallas
GENERALIDADES DEL SISMO
Entorno
•
•
•
Zona costera del Este de Japón
Aproximadamente el 30% de la
población de Japón se vió
afectada.
Edificaciones típicas de pórticos
de concreto reforzado nodú il y pórticos
dúctiles
ó i
d madera
de
d
pesada, resistentes a sismos.
Kesennuma
Fukushima
Sendai
Miyagi
Ishinomaki
GENERALIDADES DEL SISMO
Historial de Sismos - Mundiales
GENERALIDADES DEL SISMO
Historial de Sismos - Japón
GENERALIDADES DEL SISMO
Historial de Sismos - Japón
FECHA
MAGNITUD
LOCALIZACIÓN
13/07/869
-
Fosa de Japón
Tsunami Barrio area de Sendai
1611
-
Fosa de Japón
Tsunami costa de Sanriku
1896
7.6
Fosa de Japón
22.000 víctimas, Tsunami costa
Sanriku con olas de h = 36m.
36m
02/03/1933
8.6
Fosa de Japón
3.000 víctimas, Tsunami costa
Sanriku con olas de h = 29m.
06/1978
7.7
A 35 Km al SE del sismo
del 11/03/2011
22 muertos y aproximadamente
p
400 heridos
12/1994
7.8
A 260 Km al N del sismo
del 11/03/2011
3 muertos y aproximadamente
700 heridos
En la Fosa de Japón se han presentado 9 eventos
CONSECUENCIAS
GENERALIDADES DEL SISMO
Acelerogramas
GENERALIDADES DEL SISMO
Acelerogramas
GENERALIDADES DEL SISMO
Acelerogramas
GENERALIDADES DEL SISMO
Acelerogramas
GENERALIDADES DEL SISMO
Acelerogramas
GENERALIDADES DEL SISMO
Desplazamientos
Desplazamiento horizontal de la costa Noreste de Japón hacia el este de 4 m, y
hundimiento general de la linea costera aproximado a 0.5 m.
GENERALIDADES DEL SISMO
Desplazamientos
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
Puentes diseñados con base en Especificaciones Pre-1980
Daño en Columnas RC en la sección a lo largo de las barras
longitudinales.
longitudinales
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
Daño en muros de
apoyo con poco
cantidad de refuerzo
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
Daño en soportes metálicos
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
Colapso de puentes con columnas tipo pilote
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
Daño de Puentes de acero
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
Analisis Puentes cercanos
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
Puentes Diseñados con base a las especificaciones PostKobe EQ
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
Daño en puentes Diseñados con base a la Norma Pre1980:
• Daño en RC columnas en la sección a lo largo del
recubrimiento longitudinal.
• Daño
D ñ en RC aletas
l t con poca cuantia
ti de
d acero
• Daño de los soportes metalicos
• Daño de los apoyos elastomericos
• Colapso de las Columas-Tipo pilar
Daño ppuentes diseñados con base a las Normas
Sismicas del PostTerremoto de Kobe:
• No se presento ingún daño excepto la ruptura de
un apoyo elastomerico.
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
DAÑOS
•
•
•
•
•
El daño en estrucuturas de tierra y pendientes en vias es menor, en general.
El daño principalmente lo ocasiono el tsunami
Los principales tipos de daño son colapso del suelo de relleno en la parte
superior del valle, asentamientos del terraplen sobre suelo, colapso de la
pendiente,
di t desplazamiento
d l
i t sobre
b la
l pendiente
di t de
d las
l rocas Neogene,
N
y
dano en los terraplenes y pendientes de proteccion por el tsunami.
Los muros de proteccion no sufrieron daño sin daño del suelo de relleno
posterior.
posterior
Colapso del terraplen del Valle:
• Volumen colapsado: 11.000 m3 aprox.
• O
Ocasionado ppor el sismo
• El terraplen se desarrollo para un area residencial por una compañia
privada 40 anis atras.
• El material de relleno consiste de suelo excavado de depositos
piroclásticos
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
DAÑOS
•
Daño del terraplen de la via en la prefectura sobre suelo blando:
• El daño fue causado por el sismo
• Asentamiento del terraplen, y muchas grieta sobre la superficie de la
via
• El suelo
l de
d base
b
o sub-base
bb
ddell terraplen
t
l era suelo
l blando
bl d compuesto
t
de suelo arcilloso (con un N-value de 3 y 15 m de espesor). Las
grietas tambien se presentaron en la sub-base.
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
DAÑOS
•
Colapso de la pendiente de la via nacional:
• Volumen colapsado desconocido
• El colapso se debe al sismo y colapso de nuevo 3 dias después del
sismo.
• La
L geología
l í de
d la
l pendiente
di t es Triasica
T i i de
d pizarra
i
• La profundidad del movimiento de la pendiente es estimada apartir de
fotografias aéreas e interpretación de resultados de muestras de suelo.
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
DAÑOS
•
Daño de la vía en la prefectura por deslizamientos:
• Volumen de deslizamiento: desconocido
• El deslizamiento fue ocasionado por el sismo y la cercanía de la vía a
a la prefectura.
• La
L geología
l í es rocas sedimentarias
di
t i teufaceas
t f
neogénicas.
é i
• Daños en anclajes de estabilización de taludes de la vía.
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
AEROPUERTO DE SENDAI
ARAHAMA, SENDAI
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
FUJISUKA, SENDAI
YURAGI, NATORI
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
YURAGI, NATORI
PLANTA NUCLEAR FUKUSHIMA
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
KASHIMAKU, MINAMISOMA
KASHIMA,MINAMISOMA
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
HARANOMACHI, MINAMISOMA
ISHINOMAKI, MIYAGI
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
LIGOHAMA, MIYAGI
YAGAWAHAMA, MIYAGI
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
VILLA CERCAA FUKUSHIMA
HIRONO, PLANTA DE COMBUSTIBLE
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
SUR PLANTA FUKUSHIMA
PLAYA IWAKI
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
PLAYA IWAKI
UEDA, IWAKI
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
KESENNUMA
MATSUZAKIOSAKI, KESENNUMA
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
COSTA SUR DE KESENNUMA
MINAMISANRIKU
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
CAMPO DE FUTBOL, MINAMISANRIKU
LINEA COSTERA, MINAMISANRIKU
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
ODOHAMA
RIKUZENTAKATA
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
WATARI
PUERTO, SENDAI
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
TERASHIMA, IWANUMA
YAMOTO, MATSUSHIMA
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
CENTRAL ISHINOMAKI
VILLA A 3KM DE LA PLANTA FUKUSHIMA
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
TOMIOKA, FUKUSHIMA
AREA INDUSTRILA DEL PUERTO DE SENDAI
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
PUERTO DE SENDAI
ARAHAMA, SENDAI
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
ARADA, SENDAI
PURTO DE CARGA, SENDAI
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
LAGO ONUMA, SENDAI
DATOS TSUNAMI
Datos relevantes del Tsunami
Localización:
Epicentro:
Fecha:
Hora:
Duración:
Tipo:
Altura maxima de
Ola:
N 38.32 E 142.36 Prof.: 32.0 Km
En el mar a 130 Km al este de
Sendai, Prefectura de Miyagi, Japón.
11 de marzo de 2011
14:46:23 GMT
24 hr aprox.
Falla Inversa de Interplacas
36.5 m
DATOS TSUNAMI
Timeline Tsunami - Alturas
Alturas relativas al nivel del mar
DATOS TSUNAMI
Timeline Tsunami - Alturas
DATOS TSUNAMI
Fotos
DATOS TSUNAMI
Fotos
DATOS TSUNAMI
Timeline Tsunami
http://nctr.pmel.noaa.gov/honshu20110311/2011031
1Houshu.mov
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
Fotos
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
• Movimiento aparte de la Superestructura
• Movimiento de los Soportes
• Socavamiento del suelo de los apoyos
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
DAÑOS
•
Daño de los porticos de concreto (Concreto prefabricado y concreto in
situ):
• Concreto prefabricado: Las piedras dentro del marco y el suelo fueron
sacadas. Los prefabricadas fueron parcialmente sacados de su sitio.
• Concreto
C
t in-situ:
i it ell concreto
t de
d recubrimiento
b i i t y ell suelo
l de
d relleno
ll
fueron lavados y movidos fuera. Los miembros se partieron en
muchos puntos.
• Tambien esta el concreto de proteccion de las pendientes.
pendientes
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
DAÑOS
•
Terraplenes y muros de contención:
• La mayor parte de los daños de los terraplenes fue ocasionado por el
tsunami.
• Falla en los muros de de contención con efectos en los terraplenes.
• Ningún
Ni ú daño
d ñ en los
l muros de
d contencion
t i fue
f observado,
b
d a menos que
el suelo de relleno estuviera dañado.
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
EFECTOS DE LICUEFACCION
EFECTOS DE LICUEFACCION
EFECTOS DE LICUEFACCION
EFECTOS DE LICUEFACCION
• Daño en puentes de acero y ruptura en las aletas
• Desplazamiento en la juntas generando
movimiento de los estribos
• Hundimiento del suelo de relleno del estribo
VALORACIONES GLOBALES
Valoración Global de Daños
•
•
•
•
•
•
Perdidas Humanas Estimadas 15.703 personas muertas, 4.647
desaparecidos, 5.314 heridos, 130.927 desplazados.
C
Cerca
d 332
de
332.395
395 Edificios,
Edifi i 2.126
2 126 vías,
í 56 puentes
t y 26 vías
í
ferréas destruidas o dañadas.
Redes de servicios publicos (agua, gas, electricidad, vías de
comunicación,
i ió telecomunicaciones)
t l
i i
) interrumpidos.
i t
id
Plantas nucleares sufrieron grandes daños en la estructura de
los reactores.
Cerca de
d 1800 casas destruidas
d
id debido
d bid a la
l falla
f ll del
d l reactor de
d
Fukushima.
Pérdidas económicas estimadas en 309 billones de USD
VALORACIONES GLOBALES
Valoración Global de Daños
VALORACIONES GLOBALES
Valoración Global de Daños
VALORACIONES GLOBALES
ACCIONES
EX ANTE
EX POST
Prevención
Mitigación
Preparativos
Respuesta
Rehabilitación
Reconstrucción
DESASTRE
INSTRUMENTOS
1.
2.
5.
Cooperación Técnica (no reembolsable)
6
6.
Facilidad Sectorial Prevención de Desastres
Préstamo de apoyo a reforma política (PBL)
4
4.
Préstamo de inversión
F ilid d de
Facilidad
d Seguros*
S
*
7.
(reembolsable)
3.
Facilidad de Crédito Contingente*
CT de emergencia
8.
Facilidad de Respuesta Inmediata (IRF)
9.
Préstamo de inversión (reconstrucción)
* Se diseñan y aprueban ex ante
EFECTOS EN CONSTRUCCIONES
Fotos
CIFRAS OTROS TERREMOTOS
PAIS
FECHA
EPICENTRO
MAGNITUD
Mw
A max.
Colombia
25/01/1999
18:19:16
UTC
Chile
DURACIO
N
Armenia
4.461 N
75 724W
75.724W
6.2
1.00g
-
27/02/2010
06:34:14
UTC
En el mar BioBio ,
a105 Km NW
de Concepción
35.909 S
72.733 W
8.8
0.65g
2 min 45 s
aprox.
Haiti
12/01/2010
21:53:10
UTC
Región de Haiti,
A 25 Km WSW
de Port-AuPrince
18.433 N
72.571 W
7.0
1.66g
Nueva
Zelanda
03/09/2010
16:35:46
UTC
Isla del sur, a
45Kn Wde
Christchurch
43.530 S
172.120 E
7.0
Nueva
Zelanda
Z
l d
21/02/2011
23 51 42
23:51:42
UTC
Isla del sur a 6
K SSE dde
Km
Christhchurch
43.583S
172.680 E
Japón
11/03/2011
05:46:24
UTC
En el mar cerca
de la costa de
Honshu a 129
Km E de Sendai
38.297 N
142.372 E
POBL.*
MUERTES
PERSONAS
AFECTADAS
PIB **
PERDIDAS
ECONOMICAS
**
39.1 M
1.185
5.450
$ 86.19
$3.45
17.1 M
521
812.056
$ 203.44
$ 30.0
-
9.9 M
316.000
1.600.000
$ 6.71
$
1.38g
-
4.3 M
-
2
$ 126.68
$
6.1
2.2g
-
4.370.70
0
181
1.500
$ 126.68
$ 30
9.0
2.93g
6 min aprox.
127.4 M
15.703
140.888
$ 5.497.81
$ 309
ESPECTROS DE DISEÑO
Sa [g]
2
Zona 1
1.8
Zona 2
1.6
Zona 3
1.4
Zona 4
1.2
Zona 5
1
0.8
06
0.6
0.4
0.2
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Periodo Estructural [s]
ESPECTRO DE DISEÑO BOGOTA
3.5
4
4.5
5
ESPECTROS DE DISEÑO
2
Zona I
1.8
Zona II
Zona IIIa
1.6
Zona IIIb
1.4
Zona IIIc
Sa [g]
1.2
Zona IIId
1
Zona IIIa. Para R equivalente
a NSR-98
Zona IIIb. Para R equivalente
a NSR-98
0.8
06
0.6
0.4
0.2
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Periodo Estructural [s]
ESPECTRO DE DISEÑO MEXICO
3.5
4
4.5
5
Sa [g]
ESPECTROS DE DISEÑO
2.1
2
1.9
1.8
17
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
12
1.2
1.1
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
01
0.1
0
Tipo II - Suelo Rígido
Tipo II - Suelo Medio
Tipo II - Suelo Blando
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Periodo Estructural [s]
ESPECTRO DE DISEÑO JAPON
3.5
4
4.5
5
ESPECTROS DE DISEÑO
ESPECTRO DE DISEÑO EEUU
ESPECTROS DE DISEÑO
ESPECTRO DE DISEÑO EEUU
ESPECTROS DE DISEÑO
ESPECTRO DE DISEÑO EEUU
VULNERABILIDAD Y PERDIDAS
REFERENCIAS
•
•
•
•
The World Bank
USGS
NOAA
PWRI & NILIM