Figura 10: aceleraciones máximas captadas por la Red K-NET del NIED durante el gran sismo del Japón del 11 de marzo de 2011
por el ingeniero Juan S. Carmona
6. Cinemática del movimiento del terreno
El sismo del 11 de marzo de 2011 generó intensidades que alcanzaron al máximo de 7 de la Escala japonesa de 1 a 7, Figura 4. La cinemática de estos intensos movimientos fueron captados por la densa red de acelerómetros instalados en todo el territorio del Japón por el National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, NIED. En la Estación MYG004 de la red K-NET ubicada en Tsukidate, Figura 10, se captó la aceleración máxima de 2700 gal en su componente N-S que es casi 3g.!!. En otras estaciones cercanas también las máximas aceleraciones superaron el valor de 1 g. En la Figura 10 están trazadas las curvas de isoaceleración máxima en gal, destacándose que las mayores aceleraciones se captaron en sectores cercanos al epicentro.
Figura 11: componente NS del acelerograma captado en la Estación MYG004 ubicada en Tsukidate, de la Red- K- NET del NIED
En este acelerograma se observa su larga duración, mas de 2 minutos de la parte más intensa, y las llegadas de las ondas correspondientes a las sucesivas mas importantes rupturas.
Figura 12: curvas 5 % de los Espectros de Respuesta de las componentes NS de la aceleración obtenida en varias ubicaciones de la red K- NET del NIED durante el sismo de Japón del 11 de marzo de 2011. Informe de Tokai University
En la Figura 12 están las curvas 5 % de amortiguación de componentes NS de acelerogramas obtenidos en varias ubicaciones. Se detecta que las componentes de mayor amplitud del acelerograma de Tsukidate tienen relativamente cortos períodos.
7. Efectos en las Presas de Embalse
El Dr. Norihisa Matsumoto, miembro del Comité japonés de Grandes Presas, informó el 4 de abril al Dr. Martín Wieland, Presidente del Comité de Aspectos Sísmicos de ICOLD, que en las numerosas presas de embalse ubicadas en el área afectada por el sismo y a pesar de la gran intensidad del movimiento en ciertas áreas, no ocurrieron colapsos ni daños graves en alguna de las mas de 400 presas inspeccionadas al 31 de marzo, aunque en varias de ellas se observaron daños menores o moderados como asentamientos del coronamiento, que no pusieron en riesgo su seguridad ni afectaron su operación.
El Dr. Matsumoto detalla que solo colapsó el terraplén de cierre Fujinuma- ike de 18,5 m de altura que formaba un estanque para irrigación de 1,5 Hm³ y que la crecida que causó esta rotura ocasionó 8 muertos aguas abajo. Al ocurrir el terremoto, el estanque estaba en su máximo nivel y la rotura se produjo 20 a 25 minutos después del movimiento, iniciándose por sobrepaso en su coronamiento a lo que siguió la rápida formación de la brecha de rotura que generó la crecida. El terraplén estaba ubicado en la Prefectura de Fukushima, a casi 75 km de la costa y a 240 km del epicentro. No tenía instalados acelerómetros que hubieren medido la agitación sísmica, por lo que se estima que la aceleración máxima habría estado comprendida entre 0,2 y 0,7 g. El estado de seguridad de este terraplén no era inspeccionado por la Autoridad Nacional de Presas. Su construcción comenzó en 1937, demorándose por causa de la Segunda Guerra Mundial por lo que finalizó en 1949. Su sección era homogénea con talud de aguas arriba entre 1:2,8 y 1:2,5 y de aguas abajo 1:2,5 y sus materiales parecen ser predominantemente cohesivos. Completa su informe el Dr. Matsumoto detallando que la longitud del coronamiento era de 133 m, su ancho 6 m y el aliviader no disponía de compuertas.
Figura 13: Vista aérea desde aguas abajo de la ubicación que tenía el terraplén de cierre Fujinuma- ike. Las flechas indican la dirección de la crecida causada por la rotura. Foto del NILIM
En la Figura 13 se presenta una foto aérea desde abajo del trayecto que recorrió la crecida originada por la rotura del terraplén de cierre Fujinuma- ike. Esta foto fue obtenida por el National Institute for Land and Infraestructura Management, NILIM, de Japón.
8. Comentarios
El informe de la Tokai University de Shizuoka citado precedentemente destaca entre otras consideraciones, que:
- Los simólogos habían anticipado un próximo posible sismo de solo magnitud de Mw= 9,0.
- Los simólogos han destacado que no se disponía de informaciones históricas o instrumentales de algún sismo que pudiere corresponder a la Magnitud del de 11 de marzo de 2011. Sin embargo, es oportuno recordar que entre las mismas placas en que se ha desarrollado este gran sismo ya habían ocurrido sismo de cercana magnitud en el siglo pasado que son los de Kamchatka en 1952, Aleutianas en 1958 y Alaska en 1964, por lo debía tenerse en cuenta estos antecedentes recientes.
- La infraestimación de la potencial magnitud del sismo interplaca ha sido la mas probable razón para que las olas del maremoto sobrepasaran a los muros de protección contruidos en sus líneas de costa, y que causó los grandes daños y la gran cantidad de víctimas.
- Las construcciones de madera no sobrevivieron a los efectos del maremoto en cambio las de hormigón armado se comportaron satisfactoriamente.
- Las elevadas aceleraciones máximas que se registraron en la zona cercana a la ruptura son mayores a las estimaciones que resultan de los anteriores estudios de atenuación.
A estas consideraciones debemos agregar que no obstante la intensidad del movimiento, las presas se comportaron bien y para evitar el colapso ocurrido en el terraplén de cierre Fujinuma- ike es necesario que se realicen las auscultaciones e inspecciones que corresponden.
Fuente: ingeniero Juan S. Carmona, "El Sismo de Tohaku, Japón, del 11 de marzo de 2011, sus Principales Efectos y el Comportamiento de las Presas de Embalse", Comité Argentino de Presas, Región Cuyo.
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