Procesos geológicos e intensidad macrosísmica Inqua del sismo de Pisco del 15/08/2007, Perú

Bilberto Zavala¹ , Reginald Hermanns² , Patricio Valderrama¹ , Carlos Costa³ y Malena Rosado¹

¹ Instituto Geológico Minero y Metalúrgico, Perú. Email: bzavala@ingemmet.gob.pe
² Norges geologiske undersøkelse (NGU)
³ Universidad Nacional de San Luis, Argentina

RESUMEN

El 15 de agosto de 2007 las ciudades de Pisco, Ica, Chincha y Cañete, ubicadas entre 140 y 300 km al sur de la capital peruana, fueron afectadas por un sismo de magnitud 7,9 (Mw). Los reportes finales del Instituto Nacional de Defensa Civil indicaron la ocurrencia de 519 muertes y entre 655 y 679 viviendas afectadas. Fueron severamente dañadas ciudades como Pisco, San Clemente y Tambo de Mora, áreas agrícolas en los valles de Pisco y Cañete y varios tramos de la carretera panamericana sur. Lugares turísticos en la Reserva Nacional de Paracas fueron destruidos, vías de penetración a la sierra de Ica, Huancavelica y Lima fueron bloqueadas, y poblaciones asentadas sobre depósitos de antiguos deslizamientos sufrieron daños (Laraos, Chocos, Huangascar, Tantará). Balnearios, caletas y muelles artesanales en la zona litoral, áreas agrícolas y algunas granjas avícolas sufrieron los efectos de un tsunami. Procesos geológicos cosísmicos y postsísmicos responsables de los daños, ocurrieron en un radio de 200 km del epicentro. Deformaciones superficiales asociadas a licuación y expansión lateral se presentaron en las planicies y valles aluviales costeros, afectando sedimentitas terciarias y depósitos recientes, con niveles freáticos superficiales. Movimientos en masa (caída de rocas, derrumbes y deslizamientos), ocurrieron entre 32 y 198 km del epicentro, con volúmenes acumulados de 14.750 m³ (costa) y 9.585 m³ (sierra). Olas de tsunami post-sismo, alcanzaron un run up de hasta 10 m (playa Yumaque) y hasta 2 km de inundación (playa Lagunillas), en la Reserva Nacional de Paracas. La descripción geológica y geomorfológica de estos procesos, indicaron que el sismo de Pisco alcanzó un grado entre VII y VIII utilizando la escala de intensidad macrosísmica INQUA.

Palabras clave: Terremotos; Movimientos en masa; Tsunamis; Pisco; Perú.

ABSTRACT: Geological process and INQUA macro-seismic intensity scale of Pisco earthquake 15/08/2007, Perú. In August 15th, 2007 the cities of Pisco, Ica, Chincha and Cañete, located south of the Peruvian capital city, were affected for a mayor earthquake (7.9 Mw). The final report from the National Institute of Civil Defense totaled 519 casualties and 655 to 679 damaged houses. Cities like Pisco, San Clemente and Tambo de Mora were severely affected, as well as agricultural areas in Pisco and Cañete valleys. The Panamericana highway was considerablely affected. In the National Reserve Paracas many tourist places were destroyed and many secondary roads that connect the coastal area with the high part of the Andes (Ica, Huancavelica and Lima) were blocked due to rock falls. Small towns in the Andes placed on ancient landslide deposits were damaged (Laraos, Chocos, Huangascar, Tantará). Seaside resorts, creeks and small docks in the coastal area and some chicken farms were affected by the tsunami. Coseismic and postseismic geological processes were responsible for the damage in a 200 km radius from the epicenter. Ground deformation and lateral spreading happened in Tertiary sediments due to a shallow of the ground water table. Mass movements (rock fall, collapsing and landslides) are located between 32 and 198 km from the epicenter, with accumulated volumes of 14,750 m³ (Coastal area) and 9, 585 m³ (Andes area). The tsunami waves got 10 m of run up (Yumaque beach) and up to 2 km of flooding at the beach zone (Lagunillas beach) in the National Reserve of Paracas. The geological and geomorphological descriptions of this process determine that that the Pisco earthquake reached a VII and VIII grade on the INQUA macro-seismic intensity scale.

Keywords: Earthquake; Mass movement; Tsunami; Pisco; Perú.

INTRODUCCIÓN

Por sus características geológicas y sísmicas, Perú, históricamente ha sido afectado por sismos de magnitud importante en los últimos 500 anos. La región Ica en particular, ubicada al sur de la capital, Lima, ha sufrido danos por sismos en varias ocasiones. El 12 de mayo de 1664, las ciudades de Ica y Pisco quedaron parcialmente destruidas (Silgado 1978). El mismo autor refiere en uno de los relatos de Cristóbal Rodríguez, cura de Ica, la muerte de más de 300 personas y viviendas completamente destruidas, así como otro sismo ocurrido el 29 de septiembre de 1946 en Pisco, donde el 70% de las construcciones de adobe y quincha sufrieron rajaduras y el 20% presentaron danos considerables.
Sesenta anos después, el 15 de agosto del 2007, en las ciudades de Pisco, Ica, Chincha y Cañete ocurrió un gran sismo con intensidades de VII y VI en la escala Mercalli Modificada, y magnitud de momento (Mw) de 7,9 (IGP, 2007). Por su tamaño, se constituye como uno de los sismos que han generado cuantiosas pérdidas humanas y materiales en un radio de 250 km alrededor del epicentro. La influencia del tipo de suelo susceptible a licuación, sobre el cual se han construido las viviendas, el tipo de material precario utilizado en las edificaciones, la falta de un mapa geológico-geotécnico adecuado de uso de suelo, la antigüedad de las viviendas y la falta de educación de la población ante la ocurrencia de sismos, influenciaron para que el desastre fuese mayor. El Servicio Geológico Peruano (INGEMMET), a través de la Dirección de Geología Ambiental y Riesgo Geológico, efectuó trabajos en las áreas afectadas por el sismo, analizando los procesos geológicos, diferenciándose y detallándose las deformaciones superficiales, movimientos en masa y tsunamis generados, con el fin de evaluar los daños ocasionados por el sismo. Las tareas de campo realizadas permitieron determinar la escala de intensidad macrosísmica INQUA (IES 2007) y compararla con las otras escalas existentes.

METODOLOGÍA DE TRABAJO

Para la realización del presente trabajo se contó con planos topográficos y geológicos a escala 1:50.000 de la zona (Fernandez 1993, Salazar y Landa 1993), plano de distribución de movimientos en masa pre-sismo, en base a la información de riesgos geológicos de Perú (INGEMMET 2003). Se consideraron los reportes de inspecciones preliminares efectuados por INGEMMET (Zavala et al. 2007a), e información sismotectónica (IGP 2007).

Se considera la información de campo sobre: deformaciones superficiales en las planicies costeras, movimientos en masa originados en los acantilados rocosos (derrumbes, caída de rocas y deslizamientos), agrietamientos y asentamientos en el terreno, así como en los taludes de corte de las carreteras hacia la sierra, tanto rutas nacionales como vecinales de la región, afectadas por el sismo.
Las interpretaciones geológicas están basadas en trabajos de campo y gabinete. Se realizaron observaciones in situ, donde se utilizaron fichas o formatos de descripción INQUA sobre efectos ambientales por sismos y encuestas a los pobladores, con detalles sobre procesos ocurridos. Se recopiló información sobre: tipo de movimiento en masa, volúmenes de material deslizado, orientación de estructuras geológicas principales (fracturas) y actividad del movimiento. Toda esta información se volcó a una base de datos para el análisis estadístico, facilitando la generación de gráficos de doble entrada.

CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS Y ESTRUCTURALES DEL ÁREA

El área epicentral morfológicamente está compuesta por una franja litoral al oeste, con predominio de playas angostas y acantilados, amplia planicie costanera disectadas por valles fluviales y quebradas, abanicos aluviales, colinas bajas, lomadas y localmente bofedales con nivel freático superficial. En el lado sur sobresale un remanente de la Cordillera de la Costa en el sector de Paracas, así como campos de dunas en el desierto de Ica. Estribaciones montañosas del flanco occidental andino se levantan hacia el este; colinas, pampas, lomadas y altiplanicies sobre altitudes mayores a 3.800 m s.n.m. cubren la superficie de puna (Fig. 1). Afloran en el área gneises, esquistos y anfibolitas precámbricas (Complejo Basal de la Costa), areniscas carboníferas (Grupo Ambo), rocas volcánicas andesíticas con niveles sedimentarios jurásicos (Formación Chocolate), secuencias calcáreas, volcánicas y silicoclásticas cretácicas, en el sector norte y noreste del área, (Formaciones Chilca, Imperial y Grupo Quilmaná) e ignimbritas en la zona altiplánica. Cuerpos intrusivos siluro-devónicos, en el sector de Paracas y, stocks del batolito andino en la región oriental, complementan el macizo rocoso pre-cenozoico (Fernandez 1993). Las zonas con mayores disturbaciones y procesos geológicos están compuestas de limolitas, lutitas fisibles, areniscas y niveles bentoníticos de edad eocena-oligocena (Formación Paracas), diatomitas, limolitas con niveles tufáceos y areniscas del Mio-Plioceno (Formación Pisco), areniscas con niveles tobáceos (Formación Pocoto), conglomerados y areniscas plio-cuaternarias (Formaciones Cañete y Topara). Depósitos aluviales, acumulaciones eólicas y sedimentos marinos recientes, cubren las planicies y abanicos aluviales, playas o terrazas marinas. Las áreas urbanas principales en la zona epicentral (zona costera), se asientan sobre depósitos aluviales antiguos (Chincha, Cañete), depósitos marinos poco cohesivos (Paracas, Tambo de Mora), algunas sobre la Formaciones Topara y Cañete (Sunampe), sedimentos semi-consolidados de las Formaciones Pisco y Paracas (Pisco y San Clemente), con una delgada cobertura aluvial o eólica (Fig. 2).

Figura 1: Mapa geomorfológico.

Figura 2: Mapa geológico.

Estructuralmente la región se caracteriza por presentar una zona de fallamientos en bloques que domina el sector de la bahía de Paracas y el oeste de la región Ica; en este sector las fallas controlan la orientación de la línea de costa. Existe además un leve plegamiento andino como muestra el homoclinal de Pisco, con dirección preponderante norte-sur, el cual se asociaría a un control estructural por falla, la cual se considera neotectónica, relacionándose con la flexura de Huamaní, la cual se aprecia en el sector de puente Huamaní (Macharé et al. 1991). Más hacia el norte de Pisco entre Chincha y Cañete la línea de costa presenta un alineamiento de dirección andina (NO-SE), donde aproximadamente 53 km de costa muestran secuencias sedimentarias basculadas por procesos de movimientos en masa antiguos. Hacia el sector este de la zona epicentral un sistema de fallas longitudinales paralelas a la costa y fallas transversales, interrumpen las secuencias estratigráficas volcánico-sedimentarias y desplazan cuerpos del batolito andino (Salazar 1993).

CARACTERÍSTICAS DEL SISMO DE PISCO DEL 15/08/2007

El 15 de Agosto de 2007, cerca de las 18 horas con 40 minutos (hora local), un terremoto de magnitud 7,0 en la escala de Richter afectó de consideración a las ciudades de Pisco, Ica, Chincha y otras localidades aledañas en un radio de aproximadamente 200 km, incluyendo poblaciones de la sierra de los departamentos de Lima, Ica y Huancavelica (IGP 2007). El sismo tuvo su origen en la zona de convergencia y subducción entre las placa de Nazca y Sudamericana con un epicentro localizado a 74 km al oeste de la ciudad de Pisco y a 40 km de profundidad. Este terremoto se constituye como uno de los más grandes ocurridos en esta región en los últimos 100 años y en su desarrollo presentó características importantes como su gran duración, el aparente complejo proceso de ruptura, el modo de propagación de la energía y la generación de un tsunami de carácter regional (Tavera et al. 2007).

PROCESOS GEOLÓGICOS ASOCIADOS AL SISMO DE PISCO

Como resultado del sismo se generaron diferentes procesos geológicos cosísmicos, dentro de los cuales destacan deformaciones superficiales en el terreno, principalmente en las zonas costeras (planicies), incentivación de movimientos en masa en los taludes de corte de carretera y reacomodo en algunos depósitos antiguos de deslizamientos (laderas). Posterior al evento sísmico principal se produjeron tsunatsunamis a lo largo de la costa. Las réplicas del sismo a su vez generaron mayores eventos de movimientos en masa, agrietamientos en el terreno, asentamientos y deformaciones en superficie.

Deformaciones superficiales

Las deformaciones superficiales originadas por los sismos del 15 de agosto de 2007 (Costa y Valderrama 2007), se distribuyeron principalmente en las zonas: litoral, planicie costanera, valles inferiores y terrazas aluviales del río Pisco principalmente, sector de Chincha Baja (Tambo de Mora), y en el valle de Cañete - Quilmaná (San Luis). Sus características principales, daños ocasionados, distancia al epicentro e intensidad INQUA estimada se describen en el cuadro 1 y su distribución se muestra en la figura 3.

CUADRO 1: Deformaciones superficiales asociadas al sismo de Pisco del 15/08/2007
Fuente: Elaboración propia con datos de campo (Zavala, B., Valderrama, P., Hermanns, R. y Costa, C.).

Figura 3: Deformaciones superficiales asociadas al sismo de Perú.

A modo de ejemplo se describen algunas de las principales zonas afectadas por procesos de licuación, expansión lateral, agrietamientos y basculamientos en el terreno.
Entre Penal Tambo de Mora, la carretera Panamericana Sur y Sunampe (Chincha): Se determinaron fenómenos de expansión lateral (lateral spreading), con efectos de borde libre debido a una escarpa topográfica principal o acantilado de 30 m de desnivel promedio, desarrollada sobre areniscas, pelitas y diatomeas (Formación Topara), y conglomerados hacia el tope (Formación Cañete), del Pleistoceno. La geometría más representativa de estas dislocaciones se indica en el perfil interpretativo de la figura 4. Considerando el basculamiento en las escarpas asociadas a geometrías tipo roll-over y la apertura de las grietas, la extensión asociada con estos hundimientos es muy significativa e implicaría una falla normal de ángulo muy bajo y/o superficie de despegue muy somera. La profundidad de la napa en Tambo de Mora es inferior a 1 m y hacia la zona de acantilado está a 4,00-4,50 metros. Las deformaciones se catalogan como hundimientos paralelos a la escarpa topográfica, rupturas que en cuanto a densidad, apertura de grietas y resalto, disminuyen al alejarse del acantilado. Al pie de la escarpa predominan fracturas con orientación paralela (345°), pero también patrones geométricos con familias de 290°-300° y 10°-20°, originando diseños romboidales en planta que reflejan la geometría del fracturamiento de las litologías consolidadas presentes a escasa profundidad. Estas disturbaciones se extendieron por el norte hasta las cercanías de la carretera Panamericana Sur que conduce a Chincha Alta, a manera de grietas extensionales paralelas con orientación 300° y geometría tipo graben (Fig. 5). Su efecto sobre la carretera principal originó su hundimiento en un tramo de 300 metros.

Figura 4: Perfil esquemático interpretativo del sector Tambo de Mora - Sunampe.

Figura 5: Estructuras extensionales con geometría tipo graben y basculamientos entre Penal Tambo de Mora y Sunampe.

Entre Pisco y el cruce con la carretera Panamericana Sur: Se reconoció un tren de escarpas secundarias y grietas con resaltos centimétricos y orientación general 330°. La apertura de dos trincheras para reparación de tuberías de agua afectadas, permitió observar grietas con inyecciones clásticas y rellenos de material suprayacente, además de típicas texturas de licuación. En un sector adyacente, un tren de lóbulos o crestas de presión con orientación submeridiana, se presentó a lo largo de 34 m, donde los linderos con muros de adobe colapsaron en ambos lados con sentido centrípeto hacia éstas. Las variadas morfologías en detalle implican un acortamiento y compresión localizada del terreno asociada a un eje de acortamiento perpendicular a la elongación de las rupturas. El desnivel de escalonamientos asociados a desgarre, respecto a la superficie original del terreno generalmente no supera los 20 cm. Estas compresiones aisladas y concentradas a lo largo de un eje principal, se consideran una respuesta localizada a sacudimientos del terreno (ground-shaking), y por tanto deformaciones secundarias (Figs. 6 y 7). En general las deformaciones se asocian a suelos susceptibles de licuación, cuya expresión se dio en hundimientos o abombamientos, en varios tramos de la carretera Panamericana Sur entre Puente Huamaní, la ruta hacia Ica y acceso a Pisco, así como disturbaciones y colapsos en las paredes y muros del sector de Túpac Amaru.

Figura 6: Compresiones, producto de las cuales se presentaron abombamientos en el terreno.

Figura 7: Perfil esquemático sin escala, que muestra las crestas de presión o lóbulos en el sector de San Clemente.

Entre Casalla y Chongos: En la margen izquierda del río Pisco, sobre cultivos de algodón, suelos compuestos de arenas finas, limos y arcillas, presentaron dos tipos diferentes de dislocaciones. En un sector localizado se dieron grietas extensionales de orientación promedio NE y E-O y geometría en Y. A 65 m del mismo, un tren principal de lóbulos y crestas de presión compuesto por diferentes segmentos de orientación variable (NO y NE), pero con alineación general submeridiana. Ambos sectores de hundimiento mostraron numerosas grietas de extensión paralelas o subparalelas, cada una de las cuales generó un basculamiento notable al terreno, el cual comúnmente alcanza los 40° hacia el sureste. La segunda estructura referida puede caracterizarse como una cresta de presión, donde se reconocieron abombamientos y rupturas acompañantes típicas de acortamientos concentrados. El desnivel promedio respecto a la altura del terreno no afectado es de 50 cm (Fig. 8), y máximos desniveles de hasta 1,05 metros. La asociación de ambas sugiere un proceso de expansión lateral con hundimiento asociado (Fig. 9). No se observaron expresiones superficiales de licuación, pero no se descartó su ocurrencia. La magnitud de este proceso se refleja por la notoria extensión de grietas muy abiertas y el importante basculamiento del terreno involucrado.

Figura 8: a) Notable asimetría en el perfil transversal del hundimiento en Casalla; b) Desagregación en terrenos producto de un acortamiento más importante.

Figura 9: Perfil Interpretativo - Sector Casalla.

Ejemplos de los procesos presentados en otras áreas no descritas, tanto de licuación, presencia de volcanes de arena y daños en las estructuras e infraestructura se muestran en las figuras 10, 11 y 12.

Figura 10: Sectores de La Hoyada (a), Panamericana Sur (b) y Tambo de Mora (c), con fuertes agrietamientos asociados a procesos de licuación de suelos.

Figura 11: Típicos volcanes de arena en el sector Cabeza de Toro.

Figura 12: a) Sector Toscanía/José Olaya. Grietas de hasta 1 m de ancho y profundidad y fracturas en echelón con emanaciones de agua y lodo; b) Volcanes de arena a lo largo de una grieta longitudinal, sector Manrique; c) Alineamiento de estructuras, sector Canta Gallo.

Movimientos en masa detonados por el sismo

Los movimientos en masa son los procesos geológicos más comunes detonados por un sismo (Keefer 1984). La remoción de masas rocosas, cobertura superficial, o ambas, está condicionada por: el fracturamiento y meteorización en las rocas, naturaleza y grado de cohesión en los depósitos superficiales, humedad del terreno, existencia de movimientos en masa antiguos o inestabilidad de laderas y/o taludes artificiales, pendiente de laderas y altura relativa de estas (colinas, montañas) y distancia al epicentro. Una condición adicional es la orientación del talud, ladera o cara libre, en relación a la propagación del movimiento u ondas sísmicas. El mapa de distribución de movimientos en masa detonados por el sismo (Fig. 12), muestra el inventario realizado en los taludes artificiales y laderas naturales en las zonas de la costa y sierra. El volumen acumulativo total de estos movimientos alcanzó los 42.425 m³ de material. Las distancias al epicentro tomando como referencia la ubicación del primer movimiento sísmico, oscilaron entre 32 y 198 kilómetros. Un resumen de las áreas inventariadas en la costa, carreteras y cuencas se presenta en el cuadro 2.

CUADRO 2: Movimientos en masa detonados por el sismo de Pisco del 15/08/2007

Los movimientos en masa generados (Zavala et al. 2007b) se distribuyeron arealmente a partir de la zona epicentral del sismo en:
- Acantilados costeros de la reserva nacional de Paracas, compuestos por secuencias sedimentarias marinas de las Formaciones Paracas y Pisco.
- Taludes en las carreteras de penetración a la sierra desde las localidades afectadas por el sismo (Cañete, Chincha, Pisco e Ica), con gran número de caídas de rocas, derrumbes en rocas intrusivas del batolito andino y en rocas volcánico-sedimentarias fuertemente fracturadas.
- Laderas naturales (medias y superiores) de montañas con moderada a fuerte pendiente y caras libres de terrazas; presentándose generalmente caídas de detritos. - Acantilados costeros entre Cañete y Chincha compuestos por sedimentos de las Formaciones Cañete y Topará y cobertura superficial eólica, con caídas de detritos.
Los movimientos en masa más frecuentemente disparados por el sismo fueron caídas de rocas y derrumbes; le siguen en orden de ocurrencia caídas de detritos, asociadas a los anteriores y deslizamientos (Fig. 13). Asimismo los deslizamientos asociados a derrumbes y los deslizamientos independientes fueron los que acumularon mayor volumen de remoción. En función a cinco clases de volumen de material, en la figura 14 se muestra un histograma de frecuencia clase de volumen, en relación al número de eventos. Se tuvo un mayor número de eventos con volúmenes entre 10 y 100 m³, seguidos de entre 100 y 500 m³ (para ambas clases los volúmenes acumulativos fueron de 7.723 m³). Los eventos con volúmenes mayores a volumen acumulativo fue de 31.279 m³. Un histograma comparativo del número de movimientos en masa en las laderas naturales versus los ocurridos en los taludes en carreteras (Fig. 15), muestra un mayor volumen acumulativo en los depósitos de remoción de laderas, resaltando los ocurridos en el litoral de la Reserva Nacional de Paracas.

Figura 13: Movimiento en masa detonados por el sismo de Pisco 15/08/2007.

Figura 14: Tipo de Movimiento en masa. Número de ocurrencia y volumen acumulativo.

Figura 15: Clase de volumen de movimiento en masa versus número de eventos.

En la reserva se diferenciaron caída de rocas y detritos, derrumbes de detritos, deslizamientos (rotacional o traslacional), avalanchas de rocas. Los volúmenes de material removido acumulativo se estimaron en 14.750 m³. Colapsos de material rocoso en zonas con intenso fracturamiento en los estratos, en donde las discontinuidades en las rocas y el grado de fisilidad de las lutitas, favorecieron estos procesos (Fig. 16). Entre Cañete y Chincha, en 53 km de línea de costa, se diferencian movimientos en masa antiguos, que probablemente podrían haber sido detonados por sismos de gran magnitud. En este sector, con el sismo solo se produjo una remoción de material superficial, bajo la forma de caída de detritos cuyos volúmenes fueron pequeños a moderados, inferiores en forma individual a los 10 m³, originando pequeños taludes de detritos. Las caídas de grandes bloques fueron aisladas; se presentaron en playa Wakama.

Figura 16: Volumen comparativo de movimiento en masa en taludes y laderas.

Las carreteras hacia la sierra desde Cañete, Chincha, Pisco e Ica, presentaron un gran número de movimientos en masa. En forma indistinta ocurrieron en rocas intrusivas del batolito andino (en mayor porcentaje), en rocas volcánico-sedimentarias en segundo lugar, y en sedimentarias en menor porcentaje (Fig. 17). En la vía entre San Clemente - Huaytará-Puente Rumichaca y rutas vecinales, los volúmenes de material caído en los cortes de carretera, oscilaron entre 10 y 375 m³; excepcionalmente se dieron deslizamientos con volúmenes de hasta 8.750 m³ (sector Capana). En conjunto el acumulado de material removido alcanzó los 9.585 m³ aproximadamente. Entre Puente Racra-Ticrapo-Castrovirreyna, los volúmenes de remoción originados variaron entre 5 y 180 m³, que en conjunto alcanzaron los 1.043 m³. En la vía Huayacundo Arma, Quito Arma y Cusicancha no ocurrieron grandes movimientos en masa en los cortes de carretera, pero si se apreció reactivación de algunos a nivel de laderas. Entre Cañete y Yauyos, la carretera presentó caídas de rocas, derrumbes de detritos y rocas, y agrietamientos en su plataforma. Los volúmenes de remoción oscilaron entre 10 y 300 m³ (660 m³ acumulados). Un inventario de movimientos en masa presismo (INGEMMET 2003), mostraba caída de rocas, derrumbes y deslizamientos en los valles tributarios de Huangascar y Chocos; aguas abajo no se reportan eventos previos. Los detonados por el sismo se asociaron principalmente a la inestabilidad de taludes artificiales (pendiente), naturaleza de la roca (fracturamiento y meteorización), así como al grado de compactación de suelos o rellenos de la plataforma de carretera. Hacia arriba de Yauyos en dirección a Laraos y Huancaya, parcialmente se presentaron pequeños volúmenes de caídas de detritos y derrumbes entre Magdalena y Yauyos, y entre Magdalena y Tinco. En esta zona se reconocieron grandes movimientos en masa antiguos, desde caída de rocas, hasta avalanchas de rocas que produjeron represamientos de valles y lagunas. Entre San Jerónimo de YanacHuangascar-Chocos, la carretera fue obstruida parcialmente por caída de rocas y detritos, derrumbes, tanto en rocas del substrato muy fracturadas como coluviales de talud muy inestables. Los volúmenes de materiales alcanzaron los 40 m³ en dos sectores. Las rutas fueron limpiadas rápidamente, sin embargo la ruta entre Huangascar y Chocos, estuvo muchos días intransitable.

Figura 17 : Deslizamientos (a), agrietamientos (b), cunas (c), derrumbes y caída de rocas (d), en los acantilados de la reserva nacional de Paracas.

Entre Chincha-Tantará-San Pedro de Huacarpana, la carretera y rutas vecinales presentaron pequenas caídas de detritos y algunos bloques de rocas de tamanos inferiores a 0,50 m en Culebrillas. Desde el km 23 hasta puente Huachingas, ocurrieron grandes caídas de rocas, derrumbes y deslizamientos planares, cuyo volumen acumulado se estimó en 2.600 m3. Entre Palca-Villa de Arma, ocurrieron caídas de bloques y derrumbes de detritos. Se produjeron un gran número de caída de rocas y derrumbes en un tramo de 4 km, cuyo volumen acumulado fue de 460 m³ . En el tramo Ica-Santiago de Chocorvos se encontraron varios sectores con derrumbes de rocas y de detritos. Los volúmenes generados por el sismo fueron pequeños, variando entre 10 y 90 m³. El acumulado de estos alcanzó los 260 m³ de rocas y detritos. El tramo Ica-San José de Los Molinos-Santo Domingo de Capillas, mostró en muchos de los taludes limpieza y remoción de escombros, sugiriendo que ocurrieron en su mayoría derrumbes de detritos y algunas caídas de rocas. Se estimó un volumen de remoción de 250 m³ en un tramo de 6 kilómetros. Los ejemplos que aún se pudieron apreciar de acuerdo a su magnitud se dieron en el sector de Socabón, en 1,5 km de carretera, donde se estimó un volumen de 150 m³. Otros sectores se encuentran entre Tambo y Capilla y en el cerro Huayñacancha, que en conjunto representan un volumen de 427 m³.
Las laderas naturales de los valles o cuencas principales, a diferencia de los tramos de carreteras presentaron movimientos en masa en las laderas superiores de montañas, zonas disectadas por cárcavas y en los bordes libres de terrazas, en las márgenes de los ríos (Fig. 18). Las remociones superficiales de material detrítico se dieron en forma de caída de detritos, derrumbes y caídas de rocas; los deslizamientos activados son muy escasos, pero se dan algunas pequeñas reactivaciones de procesos ya existentes. Allí probablemente favorecieron los movimientos: el tipo de suelo, presencia de humedad y su inestabilidad intrínseca. Los volúmenes acumulados de la remoción de laderas naturales, en las cuencas son los siguientes: Cañete: 240 m³, San Juan-Chincha: 275 m³, Pisco: 6161 m³ e Ica: 150 m³.

Figura 18: Deslizamiento planar (a), caída de rocas (b) y derrumbe (c), detonados por el sismo que afectaron tramos de las carreteras de penetración a la sierra.

Figura 19: Dos ejemplos de movimientos en masa en las laderas naturales, detonados por el sismo; caídas de detritos y rocas en las laderas o vertientes.

Reajuste y/o reactivación en depósitos de movimientos de masas antiguos

El área evaluada presenta depósitos antiguos de movimientos en masa de gran dimensión (avalanchas de rocas y deslizamientos), que originaron cierres de valles fluviales en épocas pasadas. Sus dimensiones implican, en el pasado reciente, movimientos en masa gigantescos, probablemente detonados por sismos o cambios climáticos importantes. En Laraos, un depósito de avalancha de rocas originó un cierre de valle de 200 m de altura el cual mantiene su cierre natural. El volumen deslizado fue de aproximadamente 0,08 km³. Colapso de viviendas y de un colegio y rajaduras en muchas de ellas se presentaron en la cima del depósito, asociados a un reacomodo de materiales de la avalancha (Fig. 20). En Huangascar, ubicado sobre la ladera de un antiguo depósito de deslizamiento de volumen estimado en 0,7 km³; el sismo indujo agrietamientos en las viviendas del pueblo ubicadas en la parte alta, en el colegio, la iglesia y la comisaría. En Chocos, ubicado sobre un depósito de deslizamiento antiguo, con un volumen de 0,2 km³, al igual que en Laraos y Huangascar, las viviendas en la parte alta del depósito presentaron severos daños. Por la similitud en los daños de las edificaciones y su ubicación sobre depósitos de movimientos de masa antiguos, las localidades de Tantará, Huaytará y Ticrapo (Huancavelica) también habrían sido afectadas por reajustes de antiguos depósitos de movimientos de masas (Fig. 13).

Figura 20: Laraos a) Ubicada sobre antiguo deslizamiento; b) Reacomodo del depósito originó danos en las viviendas ubicadas en la cima del depósito.

La granulometría de estos depósitos, compuesta por mezcla de grandes bloques de rocas, envueltos en una matriz fina (limoarenosa o limo-arcillosa), así como su antigüedad, condiciona su grado de cohesión. Con el sacudimiento sísmico, sufrieron un reacomodo, generando pequeños asentamientos de terreno, con influencia directa sobre las viviendas que se ubican sobre ellos.
Respecto a los depósitos de movimientos en masa recientes, éstos se reactivaron muy levemente, principalmente ocurrieron pequeños derrumbes hacia sus caras libres, como por ejemplo en el valle del río Quito Arma, afluente del río Huaytará (cuenca Pisco). Allí, entre las localidades de Colcapampa, Huayacundo Arma y Mutanga, sobre ambas márgenes del río, se pueden observar escarpas, antiguas y recientes, de deslizamientos.

TSUNAMIS

A lo largo del litoral de la costa entre Ica y el sur de Lima (Cañete), se pudo observar la presencia de inundación por olas de tsunami, en diferente grado como consecuencia del sismo, y cuyos efectos se dieron en función a la morfología del litoral. El mayor impacto ocurrió en la bahía de Pisco y la península de Paracas (Fig. 21). En la reserva fueron afectadas las playas de El Carmen (entre El Museo y Garita de la reserva), las playas Lagunillas, Yumaque, Salinas, Mendieta-Playón, Laguna Grande, Chucho, Tunga y Ventosa en la bahía de Independencia (Fig. 21). También afectó sectores de Pisco Playa, del Grupo Aéreo N° 5 y Playa Chaco-localidad de Paracas (Zavala 2007). En este último caso inundó viviendas y casas de playa y afectó gran parte de su capacidad hotelera. Las olas del tsunami se presentaron en tres oportunidades, según las encuestas a los pobladores llegando a alcanzar en algunos sectores alturas de 4 a 6 m, y un run up de hasta 10 m en playa Yumaque (DHN 2007). Los depósitos de estas tres olas se pueden apreciar en el área de inundación de Lagunillas, donde se efectuaron calicatas de exploración.

Figura 21: Zonas de inundación por tsunami asociadas al sismo de Pisco 15/08/2009.

Figura 22: Huellas de altura de inundación por tsunami (a) y efectos sobre áreas agrícolas (b) y puertos (c) en las localidades de Paracas y Pisco.

Hacia el norte de la localidad de Pisco se produjo menor invasión marina, generalmente en zonas de playa. Fueron afectadas algunas áreas agrícolas del valle inferior de Pisco; avícolas ubicadas muy cerca del litoral, entre playa Jahuay y playa Wakama y finalmente el sector de Verde y Tambo de Mora (Chincha). Un grado de afectación menor se dio en las playas de Cañete y Lima.

INTENSIDAD MACROSÍSMICA INQUA

Una nueva escala de intensidad macrosísmica propuesta por la Subcomisión de Paleosismicidad de INQUA (EEE Intensity Scale), es utilizada para calibrar los efectos de los terremotos históricos e instrumentales sobre el terreno, empleando criterios geológicos y geomorfológicos producidos sobre el paisaje y medio ambiente en general (Michetti et al. 2007). Esta propuesta es útil además para el análisis de peligrosidad sísmica en el desarrollo y expansión de zonas urbanas, obras de ingeniería, etc.
Las apreciaciones geológicas y geomorfológicas de deformaciones superficiales, movimientos de masas y tsunamis, utilizando los formatos propuestos, permitió indicar que el sismo de Pisco alcanzó una intensidad INQUA entre VII y VIII. Los efectos primarios como longitudes de ruptura superficial fueron del orden de hasta cientos de metros, los máximos desplazamientos superficiales de deformación fueron del orden de centímetros. El área afectada con efectos secundarios se extendió entre 10 y 100 kilómetros.
Los movimientos en masa ocurridos tanto en la zona costera como en la andina se dieron en un área aproximada de 22.500 km². Este valor ploteado en la gráfica que relaciona el área afectada por movimientos en masa y magnitud sísmica (Keefer 1984), presenta un alto grado de correlación para el sismo de Pisco, indicando una magnitud entre 7,5 - 8,0 (Fig. 23). Los efectos superficiales originados por el sismo utilizando la escala INQUA, indican una intensidad VII-VIII. Ésta, comparada con otros mapas de intensidades sísmicas generados por el Instituto Geofísico del Perú (IGP), dos (USGS), muestra una gran correlación (Fig. 24).

Figura 23: Área afectada por deslizamientos para sismos de diferente magnitud (Ms), comparada cony el Servicio Geológico de los Estados Unicurva propuesta por Keefer (1984).

Figura 24: Mapas de intensidades sísmicas del sismo de Pisco, elaborados por el USGS e IGP.

CONCLUSIONES E INTERPRETACIONES

1.De acuerdo a las características de daños apreciados en el área epicentral, los procesos geológicos asociados al sismo, en orden de mayor afectación fueron:
- Licuación de suelos en áreas aluviales con nivel freático superficial y/o zonas de humedales y litorales; incluye sedimentos de la Formación Pisco.
- Tsunamis a lo largo de la costa con efectos sobre balnearios, áreas pobladas y de cultivo, carreteras y trochas, muelles o embarcaderos y zonas avícolas.
- Fracturamientos, deslizamientos en cuñas, derrumbes y caídas de rocas en secuencias de la Formación Paracas específicamente dentro de la Reserva Nacional de Paracas, que afectaron gran parte de su potencial turístico.
- Movimientos en masa distribuidos en orden de mayor afectación en: a) Acantilados de la reserva; b) Taludes de las carreteras de penetración a la sierra; c) Laderas medias y superiores de montañas con caídas de detritos; d) Caídas de detritos en sedimentos de las Formaciones Cañete y Topará en la zona costanera y depósitos eólicos recientes; e) Reactivación de depósitos de movimientos de masas antiguos (Laraos, Chocos).
2.Las deformaciones superficiales reconocidas no están vinculadas con rupturas primarias o reactivaciones de estructuras preexistentes. Son el resultado de procesos asociados al sacudimiento cosísmico (ground shaking); tales como expansión lateral (lateral spread) y licuación. Las rupturas observadas en el Penal de Tambo de Mora-Sunampe, corresponden a expansión lateral amplificadas por efecto de borde libre producido por el desnivel topográfico al pie del acantilado. De confirmarse esta hipótesis con información de subsuelo, ello implica que el acantilado en toda esta zona, no solo es susceptible a generar deslizamientos e inestabilidades de ladera durante un sismo, sino también el desarrollo de rupturas y hundimientos importantes al pie del mismo.
3.Los efectos de procesos o deformaciones superficiales originados por el sismo indican una intensidad sísmica de grado VII a VIII utilizando la escala INQUA.
4.Excepto los daños causados por caídas de rocas en las carreteras hacia la sierra y acantilados de la Reserva Nacional de Paracas, en general no se produjeron grandes daños por movimientos de masas. La mitad de ellos se dieron en taludes artificiales. Son pequeños en comparación con algunos eventos prehistóricos identificados y es importante definir cuál es la causa que originó grandes deslizamientos, en el pasado, en la costa como en la región andina.
5.En las poblaciones costeras afectadas por el sismo (Pisco, Chincha, Ica y Cañete), serán necesario realizar estudios geotécnicos y de microzonificación sísmica, para determinar los parámetros adecuados de construcción en los diferentes tipos de suelo existentes, en las áreas que se piensan repoblar o en todo caso reubicar.

TRABAJOS CITADOS EN EL TEXTO

1. Costa, C. y Valderrama, P. 2007. Deformaciones Superficiales asociadas al sismo de Pisco del 15/08/2007. INGEMMET, Dirección de Geología Ambiental y Riesgo Geológico. Informe Interno, 40p., Lima.         [ Links ]

2. DHN 2007. Informe Post-Tsunami. Dirección de Hidrografía y Navegación de la Marina (Agosto, 2007). Informe Interno, 46 p., Lima.         [ Links ]

3. Fernández, M. 1993. Geología de los Cuadrángulos de Pisco, Guadalupe, Punta Grande, Ica y Córdova. Carta Geológica Nacional INGEMMET, Boletín 47, Serie A, 62p., Lima         [ Links ]

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Recibido: 12 de junio, 2009
Aceptado: 27 de octubre, 2009