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PLAN CUSCO- 1988

Programa de Seguridad

Sub Programa : Geotécnica Sísmica en el Valle del Cusco

Microzonificación sísmica

1º Etapa: Cualitativa

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Por: José Carlos Pérez Flórez1

SUMARIO:

El presente trabajo contiene un extracto de las investigaciones geotécnicas que

venimos desarrollando en la Municipalidad del Cusco- Plan Cusco que concluye en las

primeras síntesis gráficas que nos permitieron llegar la microzonificación Sísmica cualitativa del

Valle del Cusco con miras al Planeamiento Urbano de la ciudad. La escasez y falta de

uniformidad en los datos base utilizados, que incluyen los instrumentales, ha limitado de por sí

los alcances del trabajo al nivel antedicho.

Sabemos que la región del Cusco es un área de alta sismicidad lo cual está manifestado

en una larga, historia sísmica cuyos antecedentes conocidos se remontan al S. XIII, poniéndose

en evidencia un fallamiento activo en el Reciente.

El objeto principal del presente trabajo está fundamentado en la necesidad de prevenir

y/o mitigar los daños potenciales mediante un conocimiento creciente da la Geotécnica-

sísmica del valle aplicado a un mapeo de riesgo, determinando así un adecuado uso del suelo y

sentar las bases de las normatividades para el diseño sismoresistente.

La secuencia general de los trabajos en esta primera etapa ha sido:

Delimitación del área topográfica. Definición del sistema de coordenadas planas de

referencia. Sistema de cuadrículas para el mapeo.

Geología. Geomorfología. Estructuras tectónicas y geotectónicas. Introducción a la Geología

del cuaternario.

Investigación de las condiciones del suelo, mecánica de suelos y rocas. Suelos susceptibles a

vibración-movilidad cíclica. Hidrología freática.

Sismicidad. Sismo de operación.

Estadísticas de daños debidos a sismos.

Microzonificación sísmica cualitativa

- De riesgo

- De efectos locales

- Problemas conexos

1: Ingeniero Civil. Resp. Investigaciones de Ing. Civil-PLAN CUSCO / Consultor en Ing.

Geotécnica-Sísmica- Civil de GEOMEC SRL. Palacio Municipal- Plaza del Cabildo - Cusco Perú

Telf. 227152 - Télex 52056P

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La segunda etapa debe comprender, además de la profundización y perfeccionamiento de los

datos, lo siguiente:

Medición de micro temblores (microtremor) y valuación de propiedades dinámicas

típicas en muestras para el Lab. de Dinámica de suelos y en el sitio.

Medición de Velocidades de onda. Acelerogramas. Mapeo del Substrato y del régimen del

N.F.

Microzonificación sísmica cuantitativa. Parámetros de diseño sismoresistente.

La instalación de acelerógrafos podría considerarse como una tercera etapa, aunque los

trabajos podrían iniciarse de acuerdo a la disponibilidad de equipos, en forma simultánea este

será un trabajo de mediano y largo plazo que deberá estar cargo de la Municipalidad debido a

su responsabilidad en el manejo del desarrollo urbano y su normatividad.

1.00 GENERALIDADES

La Municipalidad del Cusco determinó la necesidad de actualizar el Plan Director

vigente (1,979) ante la dinámica del crecimiento urbano y la carencia de normas precisas en

muchos aspectos de éste. Ello conllevaba un problema intrínseco relacionado con la sismicidad

del área y que no habían sido considerado en los estudios del Plan del 79, sin que ninguna

entidad involucrada, la Universidad por ej., observara este hacho; era necesario pues realizar

estudios de geotécnica-sísmica, que desde niveles de recopilación de información (geológica,

mapeos anteriores,etc.), su calificación y clasificación hasta investigaciones directas de

Mecánica de Suelos y posteriores trabajos de Dinámica de Suelos in situ y en Laboratorio, que

permitieran plantear una microzonificación Sísmica para la planificación física de la ciudad

logrando así mayor seguridad y menor vulnerabilidad de los componentes de ésta a los

desastres causados por terremotos y cualquier probable cadena de problemas conexos.

Los estudios debían, ser progresivamente superiores, con una metodología de

perfectibilidad permanente, que permitieran un adecuado conocimiento de las propiedades

dinámicas de los suelos solicitadas por un sismo estadísticamente probable, originado en

alguna de las fuentes identificadas.

De esta manera se podría microzonificar el valle, localizando áreas de diferente

respuesta y creciente riesgo y posteriormente dando parámetros para un adecuado diseño

sismoresistente. Adicionalmente se podían identificar áreas de posibles efectos locales para

luego verificar su potencial efectivo o finalmente se podría analizar los problemas conexos a un

sismo y las áreas afectadas.

Se ha evaluado, buena cantidad de información desperdigada, desordenada y muchas

veces sin un mínimo común denominador que la hiciera más útil, lo que puso en evidencia la

ausencia de una entidad que centralizara éste tipo de información en forma seria, sistemática,

oficial y de participación obligatoria e indirecta de todos los especialistas que hicieran estudios

de suelos para fundaciones, pavimentos, canales, aprovechamientos hídricos subterráneos,

etc. y que hicieran llegar un resumen del mismo en un formato prediseñado, de acuerdo al

requerimiento de la microzonificación; tal formato podría acompañar al expediente de Licencia

de construcción p. ej. En tal sentido, a propuesta nuestra, se ha creado el Banco de Datos

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Geotécnicos mediante R.A N° 67 del 17 de Junio de 1,988, como dependencia de la Dirección

de Estudios y Proyectos de la Municipalidad del Cusco y que la fecha se encuentra en proceso

de implementación y estudio de los mecanismos que, mediante normativas adecuadas,

permitan la recepción , clasificación, codificación y archivo computarizado de la información,

para un permanente perfeccionamiento del mapa de microzonificación y a disposición de

investigadores. Todo ello sobre, la Base de Datos inicial del pte. Trabajo.

Se han revisado informes técnicos relacionados con cada una de las ramas de la

Geotecnia involucradas, realizadas para proyectos específicos a los cuales se ha clasificado y

compilado - tal proceso continúa, e incluso, cuando lo hemos considerado demasiado

importante hemos incluido citas textuales o criterios de los investigadores cuyas referencias se

dan al final. Ello incluye metodologías, informaciones técnicas de muy diverso origen.

Aunque parezca paradójico, la mejor información geotécnica - aparte de los estudios directos

que hemos desarrollado sobre el valle del Cusco, la hemos encontrado fuera.

Lamentablemente, no hay un trabajo desarrollado seriamente sobre los ítems que ahora

nos ocupan

2.00 TOPOGRAFIA

Se inició con la determinación y clasificación topográfica del área de la ciudad del

Cusco y zonas de expansión. Hemos usado el sistema de coordenadas planas U.T.M. (Zona 19

del esferoide internacional) dividiendo, con referencia a ellas, 6,700 cuadrículas de 100 x

100m, que hemos denominado Unidades de Análisis y Cómputo y que abarcan toda la zona del

estudio. A cada U.N.A.C. corresponde una ficha que contiene todos los datos geotécnicos del

área, y figura en el Banco de Datos. Planimétricamente las cuadrículas están codificadas sobre

un plano 1:2,000 reconstituido por el Servicio Aerofotográfico Nacional sobre la base de un

levantamiento aerofotográfico realizado en 1985.

Las coordenadas UTM del área, en los puntos más exteriores de ésta son:

175,000E a 192,000E y

8`501,000N a 8’506,000N

La evidente y necesaria selección de cuadrículas se ha realizado en función de las cotas, Max

de 3,600 msnm y 3,100 msnm y también de la delimitación de las zonas de expansión urbana

con las s áreas de reserva arqueológica y agrícola. Por el Este, se ha delimitado con el estrecho

de Angostura. Por el N, S y O, se limita con el cinturón montañoso, que es un límite natural.

Es resaltante anotar que se han considerado zonas de posibles efectos locales que puedan -

como problema conexo- afectar al área urbana.

En la descripción del relieve podrían identificarse los siguientes elementos morfológicos:

Lomadas (L) de baja altura: zona de Santiago hasta Amadeo Reppeto y Zarzuela hacia el

Oeste. Lomada de Santutis (cono de vuelo del aeropuerto) lomeríos de los interfluvios en

la zona del centro histórico.

Terracerías a diferentes niveles (t) (Gregory, 1912; Cabrera 1975):

tf1: entre Cusco y San Sebastián: sector do Ladrillera, hacia el N.

tf2: Población de San Sebastián y hacia el norte.

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tf3: Zona comprendida entre el rio Cachimayo yo y el rio Kenkomayo y

los abarrancamientos que se observan hacia el Sur de Santa Mónica-

Marcavalle Progreso-Estadio Garcilaso con Parque Industrial- Kennedy-

Ttio norte- La Florida.

Piso del valle (P): Denominamos así, al fondo de valle; es decir a la parte llana más baja

topográficamente, que se podría considerar la última etapa del lago Morkill- que incluso

contiene agua subterránea muy somera.

Acantilados de erosión (Aer): Se observan en la parte NE del valle y al Sur, en casi toda la

margen derecha del rio Huatanay se han desarrollado en la fase de deposición diluvial del

lago Morkill. Se observa, al S, la estratificación horizontal de la formación San Sebastián y

los estratos buzados en la zona NE (evidencia de la Flexura, de San Sebastián). Esta forma

se observa así mismo en Manahuañoncca, en la zona de desembocadura del rio Chocco al

Huancaro, en la quebrada de Korimachahuayniyoc (cementerio de Almudena).

• Laderas del cinturón montañoso (Lad) y Planicies de altura (P1): Identificados con las

zonas de suelos residuales, hacia el N, NO, S. Son de alta pendiente (más de 15%) y gravas

fluvioglaciares de Larapa- San Jerónimo, del rio Pumamarca hacia Angostura. La pendiente

decrece a medida que se llega a las planicies.

• Quebradas de 1° orden: que cortan al cinturón montañoso. Los límites da cada cuenca

están más allá del cinturón y pertenecen a la cuenca afluente del rio Huatanay.

Tenemos:

Saphy: con inestabilidad de laderas, por ser etapa relativamente joven del rio y

encontrarse en la traza de una falla (margen Der. Capas Rojas y margen Izq. Fm.

Yuncaypata).

Huancaro: Laderas asociadas a deslizamientos recientes (Huamancharpa). En etapa

más madura que Saphy. Lecho más amplio.

Cachimayo: nace en las alturas de la pampa Yuncaypata. Laderas estables con

pequeñas masas muebles.

Pumamarca: Tu cuenca abarca desde las planicies de Yuncaypata divide la FM.

Yuncaypata, de las Gravas fluvioglaciares de Larapa.

Quebradas de 2º orden: drenan áreas del mismo cinturón montañosos y abarcan cuencas

afluentes importantes:

Ayahuaycco

Picchu

Sipashuaycco

Killquemayo

Korimachahuynniyoc

Choquechaca

Kenkomayo

Tancarpata

Kayra

Quebradas de 3° orden: drenan pequeñas áreas en las laderas cinturón a veces con

nacientes en las planicies de altura (lagunillas)

Oscollo

Chile

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Incastambillo

Llocllapata

Otras generadas por la erosión de flujo no perenne.

Desde el punto de vista de la dinámica de Suelos, nos interesa la división por pendientes qué

en condiciones geotécnicas favorables puedan generar deslizamientos ante la acción de un

sismo inspector. Así tenemos:

A : O – 5% ninguna o baja pendiente

B : 5 – 12% Pendiente media

C : 12- 30 pendiente alta.

D : más de 30% Pendiente muy alta

Salvo casos de reptación nos interesan los casos C y D por ser los que en condiciones

geológicas, freáticas, de erosión de base pueden presentar inestabilidad dinámica, es decir,

fluir ante la acción de una aceleración sísmica horizontal. Las cuadrículas de este efecto local

han sido mapeadas, recalcando que este fenómeno puede desencadenarse por la acción de

otro agente inmediato, como una saturación de Ia masa deslizante por una lluvia extrema p.

ej., los análisis de aceleración de fluencia están siendo realizados en función de la estabilidad

estática (3).

3.0O ASPECTOS GEOLOGICOS

La geología del valle del cusco está determinada por formaciones sedimentarias

principalmente del terciario y cuaternario conformando este valle que hipotéticamente se

formó por un movimiento tectónico de falla que ocurrió en el Terciario o sus postrimerías (4)

Posteriormente, la depresión resultante fue ocupada por un lago glaciar de la apoca plio-

pleistocenica que se denominó Morkill.

El valle del río Huatanay, desde sus nacientes hasta su desembocadura en el rio

Vilcanota está conformado por tres hoyas en el sentido Oeste-este: Cusco, Oropesa y Lucre. La

primera de ellas la ocupa la ciudad del Cusco que para los afectos del pte. Trabajo

denominamos valle del Cusco.

La ruptura del embalse del lago y su desagüe ocurrió por un proceso de falla (pudo ser

un movimiento de la falla de Tambomachay), en la zona de Angostura, aunque no se ha

establecido en que época. Actualmente se puede inferir un represamiento subterráneo en tal

punto, que determina un NF muy superficial en el piso del Valle.

Se podrían definir los límites del valle, descriptivamente de la siguiente manera: Por el

N, con el cinturón montañoso que comprende los cerros Sacsayhuaman, Mesa Redonda,

Oscollo, y las estribaciones del C° Pikol y Pachatusan (Waqoto); por el S, se tienen los cerros

Condoroma (Viva el Perú y Escudo), Muyuorcco, las estribaciones del C° Anawarke y

Wanakauri y el Machuloma; por el O tenemos a Ios cerros Pijchu, Killke y Pukin. Por el E, se

tiene al Sonccoorcco y las faldas del Pachatusan que conforman el estrecho de Angostura.

Ellos son los cerros más importantes del cinturón.

Las planicies de altura, más notorias son: Por el N, Pucropampa, Kallachaca,

Erapampa, Bambanusapampa; por el S, Pumacanchoa, Huaca cancha; por el E, Angostura y la

hoya de Oropesa y por el O, Ticatica, Arcopata, Ullucopampa.

La tectónica del valle está relacionada a la Deflexión de Abancay y se distinguen o

infieren al N, la falla de Tambomachay, la flexura de San Sebastián; hacia el O, la falla, inferida

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de Huancaro, con ramales de Sipaspukio y Saphy; la del Alto Chacan (2,5,5,7,). Más adelante

se abundara sobre el tema.

Se puede diferenciar las siguientes formaciones geológicas desde la más antigua:

Capas Rojas (Cr): que involucran a las formaciones que Gregory (op cit) denominó

Huayllabamba y Killke Y datadas en el Cretáceo Tardio-Terciario inferior (5) y constituyen

una potente serie continental de más de 2,000 de, relacionadas al Grupo Puno (Newell,

1,949) y Vilque chico (Marocco, 1,979)

Está constituida por lutitas abigarradas, areniscas de diversa granulometría -estatificadas

con intercalaciones de Yeso. Su sedimentación fue interrumpida en el Eoceno tardío por la

fase Inca de la Tectónica andina. Presentan fracturamiento y son fisibles.

Formación Yuncaypata (Ky): datada en el Cretáceo Superior a Medio tiene origen

sedimentario lagunar y marino. Se puede encontrar capas arcillosas y lutitas con lentes y

capas de yeso en estratos- bloque de caliza masiva con potencias de decenas de metros

Se encuentra tectonizada por pliegues y fallas y presenta efectos locales de estabilidad de

laderas de edad pleistocenica. Muestra también efectos de actividad kárstica. La erosión

ha generado barrancos profundos que muestran las Capas Rojas infrayacientes (al NO del

Cusco).

Gregory (op. Cit.), incluyó en esta formación a una serie de 850 m. de lodolitas con

estratos de areniscas y yesos. Gobelman denominó al horizonte, superior como Miembro

Sacsayhuaman y al inferior, descrito por Kalafatovich, 150 m más abajo, como Miembro

Cachimayo. Su erosionabilidad es mayor que la de las Capas Rojas.

Formación san Sebastián (Ql): de origen lacustre, muy expuesto a lo largo del valle; depositada

por el largo glaciar Morkill qué llenó Ia cuenca durante plioceno-pleistoceno (Cuaternario

Diluvial)

Está constituida por o estratos muy Laminados de diatomitas de color blanco amarillento,

arcillas rojas, arenas muy finas grisáceas y blanquecinas, lentes de gravillas y capas de

turbas. Son friables. Alcanzan capas de hasta 200 m de espesor (Tevez, 1,983)(5). Estos

depósitos son la base de depósitos cuaternarios más recientes. Al S, O y NE; del Cusco, se

observan los taludes de erosión de esta formación, que superyaciendo en sus 'pie de

monte' a los cerros de las anteriores formaciones, se interrumpen de pronto en taludes

de hasta 20 m como producto de Ia erosión regresiva en el desagüe del lago y

posteriormente por la acción erosiva fluvial, quedando las capas más profundas, cubierta

por los depósitos de terracería más recientes.

Según Huamán (7), existen dos etapas definidas de la Formación San Sebastián, habiendo

identificado la inferior con la de Gregory, ya descrita, a la que considera deformada y está

dispuesta en dos secuencias grano estratigráficas decrecientes de tercer orden. La

unidad lacustre superior (Pleistoceno medio), no está deformada y constituye

morfologicamente una superficie y está conformada por limos y arenas grises que

contienen fósiles y tienen un espesor de alrededor de 15 m.

Depósitos aluvio-fluviales (Qal): Datados entre el Pleistoceno medio Superior y el holoceno

(Cuaternario Aluvial). Ha sedimentado en tres terrazas que se superponen:

tf3: Terraza superior, cuya superficie se encuentra a más de 12 m. sobre el hecho del rio

Huatanay. Son Bravas arenosas asociadas a limos arcillosos y arenas.

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tf2: Terraza media, entre los 5 y 12 m, Son fascies detríticas gruesas y finas.

tf1: Se levantan entre los 0.00 (superficie río Huatanay) y 1.00 – 5.00m. son gravas arenosas

(6)

Depósitos fluvio-glaciares (Qfg): Gregory (op. cit) y Fleming (1983) denominan así a los

depósitos cuaternarios constituidos por gravas areno-limo-arcillosas, producto del lavado

y transporte desde los glaciares durante el Plioceno- Pleistoceno. Estos materiales se

fueron seleccionando en el trayecto de las torrenteras del glaciar, desde las morrenas y

suelos residuales. Posteriormente fueron erosionadas en los propios cauces. Sus

características petrográficas reflejan las formaciones locales. Aunque parecen depósitos

uniformes en toda su potencia mayor que 100 m., presentan diferencias en el sentido

vertical y horizontal.

En la zona NO del valle se depositaron en dirección N-S con un eje ligeramente al O del

cauce reciente del rio Saphy. La erosión cortó estos depósitos hasta el substrato. Las

gravas, están ligeramente cementadas y soportan la erosión con taludes de alta

pendiente.

En un último tramo del rio Saphy, antes de la canalización, éste ha erosionado las gravas

hasta el substrato e incluso parte de éste, siendo las Capas rojas y la F. Yuncaypata más

erosionables, tenemos una zona de gran riesgo para la desestabilización de laderas. Toda

la quebrada del Saphy presenta signos de deslizamientos recientes muchos de los cuales

son activos (8,9).

Depósitos de glaciar similares, se encuentran en la zona comprendida en la margen

izquierda del Huatanay, desde la quebrada Pumamarca, hasta el estrecho de Angostura.

Son gravas limo-arcillosas compactas de gran potencia, posteriormente cortadas por las

torrenteras mostrando sus perfiles típicos en muchos puntos. Son materiales que se

vienen usando con éxito como base en pavimentaciones por sus índices de calidad dentro

de los requerimientos (Canteras de Larapa)

Depósitos Coluviales (Qco): son recientes. Están constituidos por materiales mal graduados

gruesos y finos que se hallan relacionados a las áreas de procesos de deslizamientos

activos. Se encuentran p. ej. como flujos en las partes bajas de Saphy, Sipashuayco,

Killkemayo, etc. (Tevez, Benavente, 1983) (5,9)

Depósitos eluviales (Qel): son suelos residuales con muchas características del substrato,

observándose que la intemperización de los materiales de la Fm. Yuncaypata p.ej. da

lugar a limos gravo-arcillosos y las capas rojas a arcillas arenosas y arenas gravosas con

fragmentos.

Extrusión Dioritica, (M): edad probable: mioceno. Tiene la forma de dique prolongado en

dirección N-S. aflora al N del cusco (sacsayhuaman-rodadero, margen izq. Del rio chacan-

saphy, choquechaca. En la zona de chacan, esta intensamente fracturada y presenta

fallamientos. Su composición es: plagioclasa, ortoclasa, augita, epidota y calcita (8).

Las Capas Rojas y la Fm. Yuncaypata se constituyen en el substrato del valle y se

encuentran a profundidades variables, desde menos de 15 m bajo suelos residuales en los

8

cerros rocosos, hasta un máximo detectado de 70 m. mediante métodos geofísicos en la zona

del Hospital del seguro bajo suelos sedimentarios transportados. (10).

Cada formación ha sido mapeada en todo el valle (Gregory, op. Cit) o en áreas

especificas (Ramírez, 1965; Tevez, Benavente, 1983) (Cabrera, op.cit.) (Ramírez, 1988 (9))

(Escobedo, Candía, 1986).

Sobre el mapa de Ramírez (9) las hemos evaluado teóricamente en cuanto a su rigidez

sísmica (11) para establecer su capacidad de amplificación de ondas sísmicas, manifestada en

un incremento de la intensidad. Se ha deducido el siguiente cuadro para los suelos y rocas del

Cusco:

TIPO DE TERRENO Incremento de I (unid.)

Calizas y areniscas 0.5

Lutitas, esquistos arcillosos, yesos 1.0

Gravas aluviales/fluvioglaciares compactas 1.5

Suelos arenosos o arcillosos o mezclas 2.0

Rellenos 3.0

Base: Granito (11)

Con estos valores, modificamos el mapa geológico y lo codificamos en las fichas de análisis y

computo para la ponderación final.

Tectónica y Neotectónica.

La alta sismicidad de la región está relacionada a la Deflexión de Abancay, que es una

deformación da la Cordillera de los Andes en la zona centro sur de ella, debido a movimientos

compresivos de la Placa de Nasca sobre el Escudo Brasilero y viceversa. (5). Tal actividad

tectónica deviene en una gran actividad sísmica o Las deformaciones generadas en la corteza

se observan en los diversos sistemas de fallas y pliegues.

Se tienen anticlinales y sinclinales en formaciones más antiguas que la Pleistocénica (4) La

mayoría de los planos axiales de los pliegues son casi verticales y se dirigen hacia el NO. Las

fallas, principalmente inversas, tienen la dirección NO- SE. Según Tévez (1983) las altas

mesetas de los Andes han funcionado como cuencas subsidentes separadas por fallas. La

primera fase tectónica andina produjo emersión de esta región mientras que las fases del

Eoceno superior, Oligoceno Inferior y el Mío-plioceno han tenido efectos compresivos que

produjeron plegamientos.

Existen varios sistemas de fallamiento activo intraplaca en la región del Cusco, calificando

como tales a los sistemas de fallas que han generado sismos en la región en el Cuaternario

Tardío. Las fallas observadas o inferidas están asociadas a plegamientos como p. ej. La Falla de

Tambomachay, al N de la ciudad que puso en contacto a la formación Yuncaypata con las

Capas rojas (16). Tiene una longitud reconocida de cerca de 30 Km desde el NE de Poroy hasta

Angostura-Saylla. Sus movimientos son normales debido a efectos de distensión en dirección

N-S (16). Esta Falla, tiene una, subsidiaria que a su vez está dividida en dos ramales: la Oriental

o Huancarani de NO a SO, con una long. vista de 3 Km. Que afecta a las Capas Rojas; es normal

9

con una componente de movimiento transcurrente- sinestral. La componente septentrional o

Koricocha bordea la laguna del mismo nombre, en las altiplanicies del valle sagrado, Coya, y

fue el epicentro del sismo de 1,986. No evidencia actividad anterior Aparentemente se

reactivó durante el sismo mencionado (7).

La falla del Cusco, que cruza por la parte Sur de la ciudad y se une a la de Koricocha mas allá de

Angostura al E.

Se tiene la falla inversa Viva el Perú que pasando por la quebrada de Sipaspukio, llega hasta

Anta (5)

Existen otras fallas dentro del sistema, como la de Huamancharpa (NO-SE), Killkemayo y parte

alta de Sipaspukio.

Otras estructuras cuaternarias se localizan al borde N de la cuenca. La flexura de san Sebastián

se dirige al N 120ºE y cuyo flanco S está hundido. Se tiene además un sistema de fallas inversas

de orientación E-O con planos buzantes al N y S. Hay estructuras de extensión que están

conformadas por pequeñas fallas centimétricas que afectan a los depósitos lacustres y conos

de deyección con orientación N-S y NO-SE (7)

Gregory muestra una falla sinuosa que sigue la dirección del rio Huancaro-Ocopata al sur del

valle pasa por el centro histórico y sigue luego hacia el NO paralela al rio Saphy.

Por la parte aIta del río Chacan se supone una falla activa E-O, afectado las formaciones

recientes. Esta falla activa, al N del cusco, ha jugado en falla normal con un hundimiento de

2.0m del bloque S con respecto al bloque N durante el sismo de 1950 (8)

Por otro lado, los estratos inclinados de la formación San Sebastián sugieren una dislocación

reciente que podría estar asociada a la flexura del mismo nombre y/o falla dentro do la cuenca

del Cusco. Los estratos del lado N de la cuenca, a la altura de la población de san Sebastián

están a mayor altura que los del S y buzan 15º mientras que en el lado S son horizontales.

Al S del Cusco, entre Pillau y Tancarpata, durante el sismo de 1950, se observó una extensa

fisuración a lo largo de 5 Km, el centro de la cuál quedaba al SE del pueblo de San Sebastián,

próximo a los acantilados de la Fm. San Sebastián diluvial. La mayoría de las grietas se

encontraba en áreas húmedas y pantanosas o cerca de ellas y probablemente se originaron

por los desplazamientos del material húmedo debido a los movimientos bruscos del substrato

saturado de arenas finas (licefacción). Las otras grietas se encontraban sobre terrenos

comparativamente secos y podrían relacionarse a una falla en el substrato debajo de la

cubierta de suelo (4)

Muchas de estas evidencias, reitero, muestran un fallamiento Cuaternario que según las

clasificaciones de fallamiento activo, son capaces de generar nuevos movimientos. Algunas de

las fallas ocurrieron sobre la existencia de los depósitos lacustres del Cuaternario diluvial (Viva

el Perú, San Sebastián, etc.) o como en el caso de la falla de Koricocha-Tambomachay, son

fallamientos activos. Es necesario pues, evaluar otros parámetros sísmicos como son las

posibles magnitudes que las distintas fallas podrían generar y su atenuación en función de la

distancia al Valle (ver acápite sobre Sismicidad). Lamentablemente, las entidades existentes en

Cusco (Universidad, Defensa Civil, Municipalidad, etc.) no han recogido datos instrumentales

10

para poder monitorear los diferentes aspectos del fallamiento como podrían ser, el

mecanismo de falla, registros instrumentales de aceleración, las deformaciones de la corteza,

rasgos topográficos, migración de epicentros, de tal manera que a la fecha no existen trabajos

disponibles sistemáticos aprovechables.

Es pues evidente, el riesgo existente, que como se ha visto está relacionado a las múltiples

fallas que cruzan el Valle. Mucho del Centro histórico está atravesado por la F. de Huancaro

(aunque no está claramente definida como activa). La zona de expansión urbana se encuentra

sobre fallas inferidas (San Sebastián, zona del aeropuerto) o sobre evidentes fallas activas,

como la de Tambomachay (Larapa, San Jerónimo) y las fallas del sistema Cusco.

Según la valoración del riesgo de San Francisco, Cal (U.S.A.), de tres grados crecientes de

riesgo, el Cusco-ciudad estaría en Grado 3, de muy alto riesgo por cuanto se halla construida

sobre el sistema de fallas o trazas de diversas edades. Sabemos que el movimiento generado

por un sismo ocurre con mayor energía sobre otras fallas preexistentes que podrían ser

reactivadas- disparadas- o ser activas.

La ciudad del Cusco está pues en grave peligro aunque ello no sea evidentemente observable

debido al período de vida del hombre con respecto a la actividad tectónica. Es como "tener

una vida de una fracción de segundo, y vivir sobre la cresta de una ola: no nos percatamos de

su movimiento". Ello no debe permitirnos dejar de valorar el riesgo sísmico ante otros

problemas urgentes. Es nuestra responsabilidad histórica.

4.00 MECANICA DE SUELOS

Se han identificado los suelos predominantes en el valle, cuya composición química está

relacionada al substrato rocoso en la zona de erosión. Se han detectado suelos especiales pero

se requiere mayor investigación mediante ensayos dinámicos para definir su potencial residual

a fenómenos ligados a fenómeno vibratorios como la movilidad cíclica por. ej.

Una limitación importante ha sido la escasa profundidad disponible de los estratos estudiados,

con un máximo promedio de 5.0 m, Ello, aunque es muy posible que los horizontes sean

similares en profundidad, dado que tienen el mismo origen litológico y génesis. Las

perforaciones profundas disponibles lo muestran así.

Se han evaluado algunos estudios geofísicos para mapear la profundidad del substrato rocoso.

Ellos se muestran en el Anexo Nº 1 (5), (10). Se observa una estrecha y concordante relación

entre la mecánica y la dinámica de los suelos.

Se sabe que los suelos blandos o poco compactos, potentes han generado mayores daños en

las edificaciones en los sismos ocurridos a nivel mundial. Los depósitos Cuaternarios no

consolidados con diversos grados de densidad o consistencia son los que determinaron

mayores efectos. Potencias mayores de 30m, generan mayor amplificación de onda (12).

Buscamos correlacionar ello con las condiciones topográficas, freáticas y geométricas que

permitan, la generación de efectos locales ante la acción sísmica.

De acuerdo con los tipos de suelos y las relaciones de función establecidas en primera

aproximación, podríamos identificar los siguientes efectos locales, mencionando inicialmente

los parámetros que están en juego: tipo de suelo, presión de confinamiento, elevación del

N.F., permeabilidad, forma y angularidad de las partículas, densidad de suelos, sensibilidad y

aceleración de fluencia:

11

Deslizamiento de taludes o laderas

Licuefacción de suelos finos granulares saturados o sumergidos

Pérdida de resistencia de suelos cohesivos (cierta tixotropía) sumergidos.

Densificación de suelos granulares recientes

Amplificación de onda por N.F. elevado (ver acápite Hidrología freática)

Amplificación por potencia de los depósitos no consolidados

Se ha mapeado los suelos desde el punto de vista de su origen así como de su clasificación

unificada, estableciéndose además las zonas de potencias mayores que 30m en base a los

estudios geofísicos y algunas perforaciones disponibles haciendo algunas extrapolaciones. De

allí se ha deducido el potencial de generación de efectos locales, lo cual está relacionado con la

aceleración horizontal máxima del sismo de operación evaluado estadísticamente y la

aceleración de fluencia de los materiales para que se inicialicen los fenómenos específicos.

Todo ello, en basa a perfiles representativos en cada caso.

El mapa describe los tipos da suelos zonificados como síntesis da lo siguiente:

Descripción SUCS de los suelos del Valle del Cusco:

La base de datos, al presente nivel, comprende la evaluación de alrededor de 500 calicatas, de

las cuales mas o menos 200, son de elaboración del pte. Trabajo. (JC. Pérez F., 1,987, 88). De la

recopilación de información realizada, muchas prospecciones han debido ser desechadas, y

ello es una llamada de atención a los especialistas, por una o varias de las sig. razones:

Falta da un mapa clave de localización de las prospecciones en c/proyecto. Mucho menos

sus coordenadas planas (UTM).

Falta da sistematización o unificación en las descripciones típicas de los suelos no se

consignan datos mínimos técnicos como estructura, resistencia cualitativa, humedad,

color, tamaño máximo, consistencia, granulometría, etc.

Investigaciones muy someras en todos los casos, aún estando especificadas las

profundidades mínimas (p.ej. pera pavimentos hay estudios da 0.60 m, o para estructuras

de 3 pisos, de solo 2.0 m)

Evidentemente hay mucho trabajo de empíricos sin ningún control. De aquí, nuestro llamado

al C.I.P. (Comité de Mecánica de Suelos) para reglamentar drásticamente la responsabilidad

técnica.

Al respecto, se dan algunas recomendaciones en el Acápite Banco de Datos Geotécnicos

La Base de Datos no abarca al valle con una densidad de prospecciones uniforme De ahí la

necesidad de densificarla con estudios adicionales, especialmente en aquellas que al presente

hemos asimilado a una de las zonas por reconocimiento fotogeológico, apoyado con

reconocimientos in situ.

Dividimos el valle del Cusco correlacionando dos aspectos: la génesis de los suelos o

diferenciación deposicional y las características geotécnicas. Ver Mapeo de suelos.

Suelos residuales:

La roca base o substrato en la cuenca del valle del Cusco está constituida

principalmente por calizas, lutitas, yesos, areniscas de varias granulometrías y dioritas.

Los suelos residuales a que han dado lugar, son:

12

R1: Suelos residuales de calizas y materiales de la Fm. Yuncaypata, con potencias menores

que 15 m.

Presentan gravas limosas GM, con Fm y Fg, gravas arcillosas GC, arenas, SC y SM limos

arcillosos ML y arcillas de baja plasticidad CL. Las densidades son, de media a alta. Son

permeablesna impermeables y presentan evidencias de flujos de barro y

deslizamientos rotacionales. En algunas partes los materiales rocosos afloran,

mostrando fracturamiento que ha facilitado el desarrollo de efectos kársticos

(cavernas o constitución esponjosa) que de acuerdo a su posición da lugar a a

derrumbes de masas rocosas y agrietamientos durante sismos.

R2: Suelos residuales de las Capas Rojas: muestran diversas características.

En las zonas de Picchu, Sipashuaycco, Killquemayu hasta el rio Huancaro, los suelos son

rojizos con potencias menores que 5m y son gravosos GP-GM, GM o arenosos, SM y SC

en ambos casos con Fc También encontramos Limos y arcillas provenientes de la

descomposición de los yesos y lutitas (CL y ML) y mezclas de estos. Su compacidad/

consistencia es alta debido a su estado de transición y proceso de disgregación y baja

humedad

R3: Suelos residuales de las Capas Rojas:

En la zona Sur (Viva el Perú) predominan las areniscas y por tanto, los suelos son

arenosos con potencias del orden de 1.0 m. Tenemos suelos SP, SM y SC de colores

grisáceos. El substrato es somero, aflorando en muchos lugares. La estratificación de

éstos materiales se observa incluso desde la ciudad del Cusco. La roca base es blanda y

los suelos residuales, flojos.

R4: Suelos residuales del domo diorítico de San Blas:

Principalmente tenemos gravas limosas GM con Fc y Fm, arenas limo-arcillosas SC

sueltas a densas color verduzco en matriz rojiza. También se encuentra arcillas limosas

y limos arcillosos ML-CL

El substrato intemperizado es blando hasta 0.50 m. La potencia del estrato residual es

menor que 15 m.

Suelos transportados (T).

Los suelos transportados tienen diversa tipología producto de los diferentes agentes de

transporte, área origen y condiciones de deposición. Se pueden diferenciar (Gregory, 1912):

Tgr: gravas de transporte aluvio-glaciar (Abanicos Glaciares).

Son gravas semi -angulosas limosas y arcillosas con intercalaciones de materiales areno

limosos SM, areno arcillosos SC, limos arcillosos ML-CL y arcillas de baja plasticidad CL.

Preentan mediana a alta densidad y permiten taludes verticales.

Cubren los materiales lacustres y las Capas Rojas hacia el NO del valle, abarcando el

Centro histórico hasta Zarzuela y la Av. Manco Ccapac, cerca del Estadio Garcilaso.

También se encuentran en la zona de Larapa, San Jerónimo hasta Angostura, por la

margen Izquierda del rio Huatanay.

Tf: terracerias fluviales, (la altura indicada es c/r al nivel del rio Huatanay).

Tienen diferentes etapas de erosión- deposición y se localizan en función de la

morfología a que han dado lugar. Son de edad aluvial. Tenemos:

13

tf1:(0.00 a +1,0 m- 5.00m.): Gravas arenosas GW, GP y limosas GM, redondeadas,

sueltas, compactas/densas o medianamente densas. Hay lentes de GC. El N.F. es

superficial menor que 1.0 m.

tf2:(+ 5.00 a +12.00 m.): Arcillas limosas CL con lentes de gravas arcillosas GC y limos ML

medianamente compactos. Son marrón rojizo. En ciertas áreas encontramos arenas limosas

someras (San Sebastián Sur), saturadas y sumergidas. Encontramos también suelos

superficiales orgánicos (OL, OH, y aparentemente CH) muy localizádamente, especialmente

en la zona SO (nivel más bajo del valle. El N.F. varía entre 1 y 5 m.

tf3:(más de +12.00 m.): Arcillas limosas de plasticidad baja CL, con intercalaciones de arenas

arcillosas SC, gravas arcillosas GC, gravas areno-limosas GM. En profundidad se

encuentran lentes de arenas finas permeables SP, así como lentes de turbas (Tl1,

diluvial). La compacidad es media a alta. El N.F. se encuentra entre 5 y 10 m.

TI: suelos transportados de deposición lacustre. Son más antiguos que los de terracería tf.

TI1: Diluviales: Suelos arcillosos CL, con intercalaciones de limos ML, gravillas y arenas SM-

SP. Contiene lentes de limos arcillosos y limos ML. Se observa también lentes de turba

y trípoli (limos calcáreos) con estratificación horizontal. Su consistencia es media a alta

y presentan humedades intrínsecas bajas, dada su impermeabilidad. Son muy

erosionables y presentan acantilados típicos de erosión, muy verticales que muestran

su estratificación en amplias áreas. Manahuañoncca al O, Viva el Perú, APV San

Antonio al S, Salineras, 1° de mayo, San Sebastián al NE.

Su potencia total en el centro del valle es muy variable habiéndose detectado

profundidades del orden de 70 m, (zona Hospital IPSS). Subyace a materiales Tf.

Tl2: aluviales: varían desde suelos arcillosos limosos med. Compactas CL con lentes limosos y

linos a arenas arcillosas con gravas arcillo limosas med densas. Son fácies lacustres más

recientes, "cochas" que sobre- existieron al desaguado del lago Morkill.

En el sig. Cuadro Nº 1, se puede ver la tipología de los suelos relacionados con su origen. De allí

podemos deducir lo siguiente:

Los suelos predominantes en el valle del Cusco con CL, con mucha proporción de SM,

GM, GC, SC, ML y ML-CL.

Los suelos SM se presentan como estratos superficiales en áreas más o menos

definidas y pueden generar efectos locales.

En proporciones menores encontramos suelos GW-GM, GP, GP-GC, SW, SP, SW-SM,

SM-SC, MH, OL, OH y CH.

Aunque su localización es muy puntual, los suelos OH, MH y CH no son aptos para

edificaciones. Generarán efectos locales fuertes, además de exageradas

deformaciones. Se encuentran en la zona S, la más baja del valle.

La potencia total de suelos en general, varía de 1.0-15.0m m en las laderas S , O y N

(residuales), hasta alrededor de 70 m en el centro Oeste del valle (suelos

sedimentarios). En las laderas de Saphy, la potencia es de hasta 12.00 m

Los suelos indicados conforman en general, capas y estratificaciones con lentes en

profundidad, lo que hace posible asimilarlos en algunos perfiles tipo que nos permitan

simplificar el análisis dinámico por los métodos propuestos para análisis

computarizado.

(Cuadro Nº 01)

14

5.00 HIDROLOGIA FREATICA

Está demostrada cualitativa y cuantitativamente la influencia que tiene la profundidad

del Nivel Freático (N.F.) sobre el incremento de la intensidad sísmica (11).

Por tanto, hemos mapeado el Valle del Cusco de acuerdo a los datos disponibles de trabajos de

prospección de suelos y otros estableciendo áreas de N.F. entre ciertos rangos. No ha sido

posible, por el momento, establecer un régimen del agua subterránea por la falta de datos

sistemáticos. Estamos en vías- de hacerlo.

El mapa de profundidades ha sido modificado de acuerdo al potencial de incrementar la

intensidad como función exponencial de tal profundidad del N.F. (op.cit).Tenemos:

Prof. NF (m) Incremento de I (Und.)

0.0- 1.00 1

Hasta 5.00 0.6

Hasta 10m ó más 0.0

En el valle del Cusco, la profundidad del N.F. varía de cerca de 1.0 m, en la zona de la primera

terraza (Aeropuerto, Parque Industrial, Asc. Pro vivienda Túpac Amaru, Urb. Cachimayo, Picol

bajo, Versalles bajo, La Cantuta, Larapa Bajo) hasta los 5.0 m. en las terrazas superiores (tf2,

tf3), siendo localizado en algunos puntos de éstas hasta en los 10.0 m. Hay algunos sectores en

los que no se ha detectado en los 10.0 m. (ver mapa).

Podemos establecer cierta dependencia entre los tipos de suelos, su condición topográfica y la

correlación a su subcuenca, para determinar un N.F. inferido a fin de tener mayores

elementos de mapeo.

Por otro lado, el problema de las cuencas mayores y medias en cuanto a su potencial de

deslizamientos y avenidas es a la vez conexo (problema de otra índole generado por un

movimiento sísmico) y podría ser independiente de la sismicidad como agente inmediato. Por

tanto, se ha considerado las zonas de riesgo por aluvión y rotura de embalse. El mapa muestra

tales zonas.

El análisis dinámico de estabilidad de taludes y laderas ya mencionado, ha sido realizado para

el sismo de operación y secciones típicas en las cuencas mayores y medias correlacionadas a la

aceleración de fluencia, estableciéndose las zonas de riesgo de deslizamientos o embalses y de

inundación por avenidas o aluviones relacionados a la ruptura del embalse (problema conexo).

6.00 SISMICIDAD Y DINAMICA DE SUELOS

Para la evaluación de la sismicidad del valle es necesario normalizar la sismicidad

regional en forma detallada definiendo las principales fuentes sísmicas determinísticas, con los

principales parámetros requeridos para determinar el sismo de operación según uno de los

criterios disponibles. Ello nos permitirá calcular los factores de seguridad al desarrollo de

efectos locales, en relación a las aceleraciones de fluencia, estando éstas últimas relacionadas

a las propiedades dinámicas de las masas de suelos involucradas que en algunos casos, aún

son inferidas.

Los parámetros de la sismicidad evaluados para la microzonificación son:

Magnitud sísmica de los eventos sísmicos y su frecuencia, especialmente los de mayor

magnitud que 3. (Ver Anexo N°2 Resumen histórico de Sismos).

15

Distribución de fallas geológicas y su localización con respecto al valle. Ello en especial

del fallamiento del Cuaternario Reciente.

Tendencias sismo históricas de la zona, localización y migración de epicentros.

Según Alva Hurtado. (14) mencionamos las principales limitaciones de lo disponible:

No se tienen datos instrumentales de antes de 1,980

De 1,900 a 1,963 son incompletos

Solo existen datos instrumentales de 1,963 a la fecha con acceso oneroso.

No hay registros de la estación de Kayra, ya que ésta, depende directamente del

U.S. Geological Survey, pues los registros deben ser desarrollados computarizadamente por

dicha entidad, lo cual ha hecho imposible la disponibilidad de la información en el lapso de

ejecución del pte. Trabajo.

Se disponen mapas de isosistas solo de tres sismos del 21 de Mayo de 1,950, el del

03 de Junio de 1,980 y del 05 de Abril de 1,986

Los efectos sísmicos (op.cit) han sido localizados en áreas muy pequeñas y su radio de

percepción ha sido del orden de 60 Km, lo que implica superficialidad de los focos y capacidad

de atenuación del medio de propagación. Estos sismos están asociados a fallas existentes.

De la evaluación realizada se concluye con que hay muchas fuentes sísmicas concentrándose la

mayor parte de ellas hacia el N, hacia el S y hacia la línea de Costa.

Las más importantes fuentes que podrían(o han) afectar (afectado) a la zona A del Cusco son:

Falla de Tambomachay: Normal, salto: 2 - 3 m.

Ubicación: al N del valle

Distancia prom.: 5 Km.

Rumbo: SE - NO

Buzamiento: 60° S

Longitud: 20-30 Km.

Subsidiaria de Koricancha: activada durante el sismo de 1,986. Ubicación: N del Cusco,

distancia promedio: 11.0 Km.

Subsidiaria de Huancarani: Normal. Long. Vista: 3.0 Km.

Ubicación: al N del Cusco. Escarpa: 1.0 m. Buz. 70° S.

Falla del Alto Vilcanota: Pomacanchi, Yanaoca, Langui, Layo. Normal sinestral.

Ubicación: SE del Cusco.

Dist. Prom. del Stma. de fallas: 50 Km.

Azimut: N 150º (excepto en la zona de Langui que cambia a N 120°)

Buzamiento: 60° SE

Longitud: Desde el N de la laguna de Pomacanchi hasta la laguna de

Langui-Layo tiene 70 Km.

Subsidiaria normal:

Azimut: N 140°-150º

Buzamiento: SO

Salto: Varias decenas de metros.

Condición: Activa: se reportan sismos superficiales en Yanaoca-Pomacanchi.

Fallas del Ausangate: Entre Ocopata y el Nevado Ausangate.

Rumbo: N 60° E

Longitud: 20 Km.

Dist. Promedio al valle del Cusco: 40 Km.

16

Condición: Inactiva.

Falla de Zurite: del Reciente.

Ubicación: N de la pampa de Anta hasta el S de la cordillera de Vilcabamba.

Rumbo: E-O

Longitud: 100 Km.

Dis. Promedio al valle del Cusco: 30 Km.

Nido sísmico Huaytapallana: Fuente N° 8 (17)(Fuentes determinadas estadísticamente

por el IGP)

Límite de los depto. de Cusco- Puno. (sismos superficiales)

Área del Valle del Cusco:

Falla de Sipaspukio.

Flexura de San Sebastián.

Falla inferida de Huancaro.

Falla inferida a 300 m. al S de San Sebastián.

Falla E-0 al N de Chacán, asociada al sismo de 1,950

Ellas pueden ser subsidiarias delm sistema de fallas Cusco, dentro del valle (5)

Zona de subsidencia de la placa de Nazca: incluye sismos en la zona de Benioff:

profundidad, más de 70 Km.

Sismos continentales de 0 a 30 Km. de profundidad,

En base a esta información, se ha evaluado primariamente la falla que puede producir la

mayor magnitud Mb, con la ley de atenuación de Palwarchan. De ahí se tiene, la Falla de

Tambomachay, la magnitud de 6.58 en la escala de Ritcher, con una aceleración horizontal

máxima de0.29g para Tr= 50 años, 0.38 g para Tr = 100 años y 0.45 g, para un Tr =200 años.

Consideramos 0.29 g como aceleración de operación, para la evaluación de efectos locales,

usando los criterios de Flemming y Rockaway (3), relacionando los parámetros que confluyen

en la inicialización de tales fenómenos en forma teórica, lo cual se sintetiza en la aceleración

de fluencia.

Serán necesarios ensayos dinámicos en Laboratorio e in situ (SPT, PDL), a fin de determinar las

propiedades dinámicas especificas de las diferentes áreas de suelos mapeados.

Como un avance en éste sentido, mostramos los resultados de mediciones preliminares de

microtrepidaciones realizadas por el CISMID en Junio de 1,988 y que tuvieron a bien

proporcionarnos. Los relacionamos al mapeo de suelos:

Punto Nº Localización Período predom. Zonificación de suelos

Seg. (T) (Acap.4.00)

1 U. San Antonio Abad 0.63 tf3

2 Urb. Magisterial 0.48 tf3

3 Costado Coliseo cerrado 0.53 tf3

4 Urb, Marcavalle 0.83 tf3

5 San Sebastián 0.31 tf3

6 Plaza Túpac Amaru 0.43 Tf3

7 Plazoleta Belén 0.56 Tl1

8 Cementerio Belempampa 0.21 Tl1

17

9 Ttio Oeste 0.32 tf1-tf2

10 Ttio Este 0.48 tf2

Fuente: Estudios de CISMID

Como se ve, hay un amplio rango de variación del período predominante, para la misma área

zonificada de suelos (tf3). Ello hace evidente la influencia de las condiciones- locales en cuanto

a, profundidad del N.F., configuración topográfica así como profundidad del substrato.

Tenemos, en cuanto al mapeo de N.F., que los más altos valores de T corresponden

aparentemente a N.F. de profundidad mayor que 5.0 m- 10 m. (T mayor que aprox. 0.50seg)

Los valores medios a bajos corresponden, aparentemente, a profundidades de 1 – 5m (T

menor que 0.5 hasta 0.20).

Podemos deducir en los mapeos de intensidades del sismo del 86, que las mayores

intensidades (I), corresponden en primera aproximación a áreas con T mayor que 0.5 con

algunas excepciones (P.ej. el área del cementerio). Es pues necesario realizar una densificación

de los ensayos o mediciones de microtrepidaciones para llegar a conclusiones más

sistemáticas.

Por otro lado, valores de T del orden de 0.4 seg corresponden a las terrazas más bajas del

valle, mientras que valores mayores corresponden a las zonas más altas con respecto al nivel

del río Huatanay.

De todas maneras, la información disponible la usamos en el mapeo de riesgo geotécnico

cualitativo.

EVALUACIÓN DEL MAPEO DE DAÑOS:

Nos basamos en la información disponible de los terremotos de 1650, 1950 y 1986, que

afectaron la ciudad del Cusco.

Los mapeos muestran las zonas de diferentes grados de daños en las construcciones de adobe

principalmente, siendo éstas las predominantes en las áreas afectadas.

La ciudad del Cusco, hasta 1950, sobreyacía casi en toda su extensión a las gravas fluvio-

glaciares del Sencca, por lo que los mapeos de daños realizados después de del sismo de 1950

muestran una diferenciación debida a las condiciones específicas (topográficas, freáticas y de

condiciones genéticas o morfológicas) de cada área.

En éste sentido, el mapa de daños en construcciones de adobe elaborado por la UNSAAC-PUC,

es más útil para - de hecho- el tipo de sismo generado (Mb, superficialidad del foco, dirección,

etc.).

Se muestran las áreas dañadas, en los respectivos mapas. Adicionalmente tenemos en el

Anexo 2, un registro de las principales características medidas o cuantificadas de los eventos

sísmicos notables que afectaron o se percibieron en el Cusco desde la época Inca,

estableciéndose inicialmente lo siguiente:

Los mayores daños se han producido en el piso del valle, en áreas donde se infiere mayor

potencia y saturación de los estratos no consolidados de la formación San Sebastián,

probablemente con potencias mayores que 30 m.

Existen áreas específicas donde la Intensidad mapeada escala UN grado M.M. Dicho

incremento está aparentemente relacionado a la topografía, antiguos lechos fluviales

(caso edificio A-5 de Mariscal Gamarra, 2a Etapa), cercanía a ríos (zonas interfluviales

18

angostas) tipo y antigüedad de las construcciones (adobe), potencia del manto de suelo

(mayor que 30 m.: Santiago, Zarzuela).

Las zonas de menores daños, y ello se reporta incluso desde el sismo de 1650, han sido los

cerros del cinturón montañoso, donde la roca base o substrato se encuentra a

profundidades menores que 15m. hasta aflorar en algunos lugares. Ello, para las

construcciones de adobe.

Han sido reportados efectos locales (licuefacción) en la zona S de San Sebastián durante el

terremoto de 1950, habiéndose observado chorros de arena fluida que brotaron hacia la

superficie del terreno.

Se presentaron derrumbes de calizas brechoides en los cortes de talud, zona Arriba Perú,

Av. Circunvalación, hacia el N del Cusco durante el Sismo de 1,986.

En cuanto a las actuales reglamentaciones municipales para construcciones, las

disposiciones sobre diseño sismo resistente o limitaciones de diversa índole para

construcciones de adobe, son casi letra muerta porque la Municipalidad no ejerce su

obligación de verificar, aunque sea muestreativamente, los procedimientos constructivos

y la puesta en obra de los proyectos aprobados por las Comisiones Técnicas. No

existiendo una Inspección Municipal de Obras, los proyectos son encargados muchísimas

veces a empíricos que hacen tabla rasa dé las especificaciones y planos por lo que creo

que se está generando otro factor de riesgo donde debía garantizarse la seguridad. Si bien

el sismo de 1986 fue algo más que un temblor fuerte no generó solicitaciones

estructurales laterales importantes como se prevé para un movimiento estadísticamente

probable de Mb= 6.58 que podría generar la falla de Tambomachay. Por tanto la

Municipalidad o el CIP, debían establecer mecanismos de control de obra requiriendo un

Ing. responsable de la obra, en obra y organizar una Inspectoría Municipal de obras.

7.00 MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA CUALITATIVA

La hemos definido desde tres puntos de vista:

Riesgo geotécnico (zonas de respuesta geotécnica- de suelos y/o rocas importante)

Efectos locales

Problemas conexos

La superposición gráfica o computarizada de las condiciones topográficas, geotécnicas,

freáticas, dinámicas del suelo, del mapeo de daños, calificadas globalmente o por cuadrículas

UNAC nos da como conclusión el Mapa de Microzonificación sísmica cualitativa, definición de

efectos locales en materiales susceptibles a vibraciones ó movilidad cíclica y áreas afectas a

problemas conexos (deslizamientos, embalse de ríos, otros desastres que genera el sismo

indirectamente). Esté servirá para niveles superiores de investigación, para fines de

preglamentaciones municipales en base a un reciclaje perfeccionado de los ítems propuestos.

7.01 Riesgo geotécnico:

Se dan cuatro niveles crecientes de riesgo con las características mostradas en el

siguiente Cuadro:

DESCRIPCIÓN DE LAS ZONAS SEGÚN RIESGO GEOTÉCNICO

EN EL VALLE DEL CUSCO

19

ZONA CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS

I. Roca y suelos residuales de baja potencia. Gravas areno-arcillosas y arenas arcillosas

muy densas. Arcillas limosas compactas, residuales Materiales terciarios o más

antiguos. Humedad baja. N.F. a más de 10 m. de profundidad. Espesores totales,

menores que 15m.

Riesgo, bajo.

II. Suelos gravo-limosos, gravas arcillosas medianamente densas, con lentes de arenas

arcillosas. Arcillas limosas estratificadas diluviales (pleistocénicas). Gravas fluvio

glaciares de espesores de 5.0 hasta los 30 m. sobre el substrato. Densas. N.F. entre los

5 y 10 m.

Espesor total: 15 m máximo

Riesgos medio.

III. Suelos compuestos por arcillas, Arenas limosas, gravas limo arcillosas aluvionales,

Holocenas, gravas arenosas limpias en capas, limos arcillosos, arcillas limosas o de

plasticidad media a baja estratificadas. Medianamente densas. Demás materiales

aluviales (Holocenos). N.F. entre 1.0 y 5.0 m.

Espesor total mayor que 15-30 m.

Riesgo: alto

IV. Suelos compuestos por materiales sueltos, rellenos, materiales deslizados, flujos

recientes, áreas drenadas, bofedales de más de 3.0 m. de espesor, gravas fluviales

sueltas, arcillas orgánicas saturadas, materiales de conos de deyección reciente, suelos

saturados en riberas de ríos, blandos o sueltos. N.F. menor que 5.0 m.

Espesores totales mayores que 10 m.

Riesgo: Muy alto

7.02: Efectos locales:

Se muestran las áreas detectadas en primera instancia, delineadas aproximadamente,

indicando el fenómeno específico.

Partimos del hecho que el potencial de inicialización de un efecto local está en función del

factor dado por la relación entre la aceleración horizontal máxima de operación a la

aceleración de fluencia: ahm/ay.

Indicamos los factores que entran en juego en cada caso:

Deslizamientos de laderas o taludes:

f= (estratificación, rumbo y buzamiento, fracturamiento, características geotécnicas de los

materiales, densidad natural, saturación o presión de flujo, ángulo del talud,

características geométricas, factor de seguridad estático)

Se ha trabajado con los datos geométricos y geotécnicos del estudio de la ref. (08) para

calcular las aceleraciones de fluencia, ello en el caso de Saphy.

Licuefacción:

F= (presión de confinamiento, tipo de suelo, potencia, densidad relativa, permeabilidad,

profundidad del N.F., etc.)

Pérdida de resistencia:

f= (presión de confinamiento, superficialidad del estrato supuestamente licuable, consistencia

relativa, actividad, sensibilidad, IP, LL, profundidad del N.F. tixotropía residual)

20

Densificación

f= (componente del mov. aceleracional vertical mayor que la densidad relativa, presión de

confinamiento, antigüedad del depósito, granulometría)

La evaluación ha sido hecha con los datos disponibles (recopilados o desarrollados

directamente o inferidos) habiéndose limitado el trabajo por esta razón.

Es perentorio el perfeccionamiento del presente trabajo, desarrollando la 2da etapa de

investigaciones complementarias y superiores.

7.03 Problemas conexos al movimiento sísmicos.

La evaluación histórica así como las consecuencias de efectos locales potenciales nos permiten

identificar evidentemente los siguientes problemas.

Embalse por deslizamientos cuyo agente es sísmico. Rotura del embalse: Huayco.

Huancaro, afectando a barrio Huancaro, Ttio Sur, áreas de avenidas R.

Huatanay.

Saphy, afectando al Centro histórico.

Choquechaca Tullumayo, Av. San Martín

Sipashuaycco afectando a asentamientos humanos construidos en áreas de

avenidas del rio Sipashuaycco o en laderas inestables.

Picchu: Idem.

Derrumbe al interior de las canalizaciones. Obstrucción total o parcial»

Av. del Ejercito

Av. Sol

Retiro

Choquechaca- Tullumayo

Av. San Martín

Derrumbes en áreas pobladas:

Zona de Av. Arriba Perú, hacia el Norte: Calizas brechoides con

fracturamientos, tectonizadas y con efectos cársticos. Se generó un derrumbe

durante el sismo de 1986, que ocasionó víctimas.

Es pues muy necesario tomar medidas de prevención, técnicamente con obras civiles y de

Defensa Civil, en el aspecto social.

8.00 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

La ciudad del Cusco, está asentada principalmente sobre formaciones sedimentarias no

consolidadas con N.F. muy somero de alto riesgo geotécnico-sísmico en la respuesta del suelo

o terreno a sismos probables, con el consiguiente efecto sobre las construcciones sobre ellos

edificadas. La expansión urbana se desarrolla casi inercialmente hacia las laderas de los cerros

circundantes al centro histórico, terrenos comparativamente más seguros desde al punto de

vista de su respuesta sísmica para las construcciones de adobe predominantes y hacia los

depósitos lacustres diluviales, aluviales y fluvioglaciares hacia el E y laderas S y N. Esto es, el

piso del valle y la gran formación gravo-limosa de Larapa que se extiende sobre la base del

cerro Picol entre el rio Pumamarca y Angostura, límite de la expansión urbana en ésta etapa,

en la margen izquierda del río Huatanay.

Los suelos predominantes son suelos arcillosos y arcillosos-limosos, con lentes limosos y

arenosos residuales y transportados así como las gravas limo-arcillosas fluvioglaciares que

21

presentan capas limo-arcillosas. En áreas específicas se presentan gravas fluviales con pocos

finos plásticos, areniscas con baja resistencia a la abrasión (fisibles).

El potencial de daño (riesgo) en las formaciones recientes es alto tanto por sus características

litológicas, evaluadas indirectamente por su Rigidez sísmica comparada(11), como por su

potencia que en la mayor parte del área, que incluye el Centro Histórico, es mayor que 30 m.

Perforaciones realizadas en los últimos años por diversas empresas han determinado

potencias del orden de los 70 m. en la zona del antiguo aeropuerto. El N.F. elevado, que en la

mayor parte del piso del valle está entre 1.0 y 5.00 m, es otro factor que determina un

incremento en la intensidad sísmica.

Los materiales arcillosos predominantes están intercalados en algunas áreas con arenas

limosas mal graduadas y sumergidas con evidente potencial de licuefacción residual. Así

mismo se presentan zonas de posibles deslizamientos por su configuración topográfica,

estratigráfica con erosión de base y/o condiciones del N.F. para un agente sísmico inmediato.

No se ha podido contar con registros instrumentales. El I.G.P. tiene mediciones de réplicas del

sismo del 5 /04/86. La estación de K'aira depende directamente del U.S. G.S. y no cuenta con

registros inmediatamente disponibles.

El presente trabajo es el inicio de una serie de investigaciones planeadas con miras a la

Microzonificación Sísmica Cuantitativa del Talle del Cusco. Los niveles ejecutados al presente

nos han permitido delinear zonas de diferente riesgo geotécnico- sísmico, cualitativamente,

con determinación de posibles efectos locales así como áreas afectables por problemas

conexos.

La microzonificación se ha desarrollado en forma de superposición de efectos y globalmente.

El método planteado permite la traficación de los resultados en forma manual o a través de un

programa de computación con plotter controlado, sobre la base topográfica y UNACs. Ello se

ha desarrollado a partir de los criterios de la ref. (3).

La base topográfica es un mapa reconstituido a escala 1/2000, de un levantamiento

aerofotográfico realizado por el S.A.N. en 1,985 sobre el cual se han determinado las UNACs

que son áreas de 100 x 100 m referidas al sistema U.T.M. La aproximación resultante en

cuanto a detalles, es satisfactorio, siendo factible entrar en mayor detalle, descomponiendo las

UNACs.

El movimiento del substrato ha sido analizado en base a la localización de fuentes sísmicas

realizado por el I.G.P., Alva Hurtado (14) y Casaverde (17). Por relaciones de atenuación se ha

determinado el sismo de operación para periodos de retorno de50, 100 y 200 años.

Como base de datos se tiene la información geotécnica sintetizada en las fichas de análisis y

computo correspondientes a cada UNAC- Banco de Datos Geotécnicos, Municipalidad del

Cusco- que deben ser complementadas a medida que se ejecuten mediciones instrumentales

y ensayos y se llegue a mayor detalle en cuanto al mapeo de suelos desde el punto de vista de

su uso en Ingeniería Civil, la ciencia más involucrada en la seguridad de la obra humana.

Necesidad de la Microzonificación sísmica:

Es fundamental para:

el establecimiento de reglamentaciones, regulaciones y normatividades municipales

concernientes a la seguridad pública y el planeamiento urbano.

disponer de parámetros de diseño sismoresistente específicos para cada microzona y

tipo de construcción.

22

la determinación del riesgo que la sociedad es capaz de tener en sus obras.

Soporte técnico-financiero:

Al presente y para el perfeccionamiento del trabajo, nos basamos en el apoyo concreto y en

gestión de:

Municipalidad del Cusco. Plan Cusco. Banco de Datos Geotécnicos.

Convenio de amplia base con CISMID.

CONCYTEC.

UNESCO, a través de Misiones Técnicas para Transferencia efectiva de Tecnología.

Fundaciones.

Universidades nacionales y extranjeras.

I.G.P., U.S.G.S., CERESIS, UNDRO, etc.

Niveles de análisis:

Primer nivel: Cualitativo

Evaluación de datos disponibles y desarrollados.

Segundo Nivel: Cuantitativo, instrumental.

Mapeo del substrato. Propiedades dinámicas de las microzonas.

Estudios adicionales; para el mapeo de suelos. Estudios complementarios. Hidrología

freática.

Cada nivel puede, debe ser y es perfeccionado permanentemente, centralizando la

información en el Banco de Datos. Los procedimientos analíticos y gráficos para desarrollar la

información son computarizados y son ejecutados en el Plan Cusco.

Aspectos geológicos:

El contacto en el fondo del valle entre las Capas Rojas y la Fm. Yuncaypata no ha sido

establecido.

Las mediciones disponibles de las ondas de corte se corresponden con los materiales

encontrados en cada lugar. Los estudios de Deza (18), compatibilizados con las

afloraciones del substrato en las bases de las laderas de Saphy, muestran la poca

potencia de los depósitos fluvioglaciares y son, por el momento, representativos de la

zona.

Los trabajos de Carrillo Gil (10) determinaron potencias del orden de 70 m. (Hospital

del IPSS) y, conjuntamente que los perfiles, serían representativos del piso del valle.

Los valores incrementados de la Intensidad generada por un hipotético movimiento

sísmico han sido desarrollados para los materiales predominantes en cada formación.

Se muestran los suelos a que dan lugar las rocas del substrato (bedrock) en su

disgregación y/o descomposición. Esta información será correlacionada con las

propiedades dinámicas para cada formación de suelos, en el sentido de evaluar su

influencia en la modificación de la onda incidente.

Como agente del modelado, mediato, que aumenta la posibilidad de deslizamientos,

con desencadenantes sísmicos o hidráulicos, tenemos la erosión de base de laderas

dependiendo su actividad de los materiales involucrados, siendo, de mayor a menor,

en la Fm. San Sebastián diluvial, gravas fluvioglaciares, Capas Rojas y Yuncaypata. La

inestabilidad asociada involucra diferentes volúmenes de materiales. La zona de mayor

riego es la zona de Saphy, que muestra deslizamientos recientes y antiguos como el de

23

Llaullipata (Fm. Yuncaypata) que afecta a decenas de millones de metros cúbicos y

que, aunque su reactivación global es improbable, algunos sectores se han reactivado

como consecuencia de la erosión de base (8). Otros deslizamientos en la margen

derecha pueden movilizar hasta 100,000 m de material,

Por ser particularmente importante para el Centro Histórico se reproducen los mapas

de la Ref. 8, que muestran los deslizamientos de las zonas de Saphy y Chacán y las

obras civiles requeridas en una primera aproximación, para su estabilización. Data de

de 1,982 y sigue vigente, pues no se ha avanzado nada a la fecha.

La erosión ha generado lo que denominamos “quebradas de erosión”, principalmente

en los depósitos lacustres diluviales y gravas fluvioglaciares. En muchos lugares ha

erosionado hasta el substrato. Como un trabajo inmediato para investigar tenemos el

estudio de estabilidad de las quebradas de erosión, por cuanto algunas áreas de

expansión se desarrollan sobre estas formaciones que llegan a ser profundas (15-20

m.).

Es importante el monitoreo de deslizamientos a través del estudio fotogeológico de

secuencias de fotografías a áreas para la detección temprana de ésos, en Huancaro,

Saphy y en la Fm. Yuncaypata; ya que p.ej. en esta última hay evidencias de

deslizamientos pleistocénicos. Otros, podrían estar asociados a fallas

(Huamancharpa?).

Hidrología- Hidrología freática:

Se ha redundado en la investigación del N.F. por la incidencia de éste en la

amplificación sísmica. Estamos, a mediano plazo, tratando de establecer su régimen lo

que nos permitiría visualizar las zonas de mayor incidencia de la amplificación. De ahí

la importancia de los estudios de refracción sísmica para el mapeo.

El estudio de las cuencas lo hemos asumido desde el punto de vista dinámico. La

inestabilización sísmica de laderas que podría o no ir desarrollada por otros agentes.

Por tanto, se tienen áreas afectables por problemas conexos: embalses y huaycos y

obstrucción de canalizaciones y sus peligros subsecuentes

Al nivel actual se ha desarrollado el mapa de localización del N.F. con respecto a la

superficie dentro de 3 rangos, valuando así su potencial de incrementar la Intensidad.

Aquí también se tiene la posibilidad de generación de efectos locales cuando a la

condición de superficialidad del N.F. se suma la superficialidad (baja presión de

confinamiento) de materiales susceptibles a movilidad cíclica: litológica y

mecánicamente. Ello genera de por sí la necesidad de delinear aún con mayor

precisión las fronteras de los suelos y Ia altimetría del N.F.

Mecánica de Suelos y Rocas:

El mapa de suelos es superficial debido a la poca profundidad de los datos disponibles.

Un análisis genético de los materiales encontrados en profundidades “vírgenes” en

algunas perforaciones profundas disponibles nos permite inferir perfiles tipo hasta el

substrato.

El mapeo del substrato requiere estudios de refracción sísmica.

De la información disponible se tiene profundidades del orden de 70 m. en la zona del

Hospital del IPSS. Perforaciones hechas hasta 35 m. en Ttio, Larapa y la Cervecería, no

24

han llegado al substrato. La amplificación sísmica inherente a capas de suelo de

potencia mayor que 30 m, cubrirá la mayor parte del piso del valle.

El mapa de suelos ha sido correlacionado con la configuración topográfica habiéndose

definido de esta manera algunas zonas de contacto.

Los suelos predomínate en el valle son CL, ML, GM y SM o una mezcla estratificada o

no de ellos, que, permiten en determinadas condiciones la generación de efectos

locales. Al presente nivel, no se han detectado suelos especiales, salvo los susceptibles

a licuefacción: ML, SM y ciertos ML-CL.

La quebrada de Saphy:

Los materiales deslizables en la margen derecha de la quebrada de Saphy son suelos

gravo-limo-arcillosos, sub-angulosos de potencias variables con un promedio de 15 m.

sobre las Capas Rojas, las cuales al intemperizarse dan lugar a suelos arcillosos. Solo en

ésta zona existe una formación genéticamente diferente superpuesta a otra en

condiciones potenciales de deslizamiento, por el rumbo y buzamiento de las capas

inferiores. La margen izquierda, son suelos residuales de la Fm. Yuncaypata.

Por ser de singular importancia para el Centro Histórico la estabilidad de Saphy,

resumimos los principales aspectos del trabajo de la misión UNDRO (3), que deben ser

base de estudios de detalle en cuanto a su estabilidad dinámica y proyectos civiles de

estabilización.

La medida de protección básica es la lucha contra la erosión de base y ladera.

Especialmente en la margen derecha.

Se muestran en los mapas del trabajo indicado- que reproducimos- las áreas de

deslizamientos activos y pasivos en las áreas de erosión activa. (Sobre estos, y en base

a los trabajos de topografía de la CORDE-Cusco, se han realizado análisis de estabilidad

dinámica por el autor del pte. trabajo).

Es necesario proteger las orillas del rio contra la erosión de la base(o erosión en la

zona resistente) " mediante (…) diques de captación de sólidos o espigones que

podrían estabilizar la base. (Trabajos de estabilización de taludes por descarga de los

volúmenes activos y drenaje de ellos son requeridos). Se da mucha importancia a los

sistemas de protección incas que deben ser desarrollados y reconstruidos en donde

existan".

Los deslizamientos en el último tramo de 200 m de Saphy presentan el riesgo mayor,

porque el caudal del rio no es capaz de evacuar los sedimentos y evitar la obstrucción

de la bocatoma. De allí que recomiendan la colocación de gaviones en dicha zona, con

un ingreso gradualmente estrechado hasta el ingreso a la canalización que podría

incrementar la velocidad del agua y su capacidad de arrastre para purgar y transportar

los sedimentos desde aguas arriba y al mismo tiempo (los gaviones) evitarían la

erosión lateral de base.

Los deslizamientos en proceso, cerca de la parte enterrada de la canalización, deben

ser monitoreados.

Existen agrietamientos a unos 20 m. para abajo de la carretera a Sacsayhuaman, en la

margen izquierda, 200 m aguas arriba de la bocatoma (en ésta zona se infiere un

fallamiento) que podrían deslizar millones de m3 hacia el cauce del rio.

25

Los deslizamientos potenciales de la margen derecha que afectan a las gravas

superyacientes a las Capas Rojas, incrementan el riesgo día a día por los procesos de

erosión lateral en desarrollo.

Se recomienda elegir tramos críticos en las zonas más riesgosas a fin de elaborar

estudios piloto y trabajos cuya eficacia será evaluada en términos de la estabilidad

lograda.

En fin, se recomienda la instalación de una estación pluviométrica en la parte alta de la

cuenca que permita reunir información así como la realización de aforos y evaluación

de las cantidades de sedimentos transportados y también la determinación de las

granulometrías y peso específico del material del lecho en toda su longitud. También

se deberá monitorear e instrumentar los movimientos milimétricos de las masas

muebles a fin de predecir movimientos violentos. Se reincide en las obras de control

Incas.

Se han iniciado trabajos de topografía a escala 1/500 que permita un posterior levantamiento

geológico a tal escala de la geología del Cuaternario y estudios detallados de mecánica y

dinámica de suelos como base de un posible Convenio de Cooperación Técnica con el Japón a

través de JICA, cuyo primer nivel estaría ejecutándose con CISMID con quienes ya se tienen

conversaciones avanzadas. JICA podría financiar las obras civiles.

Sismicidad:

Los registros sísmicos para Mb mayores que 3, entre 1900 y 1986 nos dan 208 eventos en la

región encerrada entre los 12° y 14° de latitud S y 69°5° y 74.6° de longitud . Estos se agrupan

hacia el SO del Cusco, principalmente.

• Los sismos que han afectado la ciudad del Cusco, han tenido como característica principal su

superficialidad y baja distancia de perceptilidad. Unos han tenido periodo Largo (1986) y

también corto (1950).

Los epicentros de los más dañinos han sido situados en o muy cerca del valle:

- hacia el O del valle, en 1650

- hacia la zona S del valle (Huancaro, San Sebastián) en 1950

- a 11 Km. al N. en 1986

Las características del sismo de operación , en primera aproximación son:

Fuente : Falla de Tambomachay

Tr : 50 años

Mb : 6.58

Aceleración H máxima : 0.38 g.

Aceleración de operación : 029 g.

% de probabilidad que ocurra en Tr: 90%

Dinámica de Suelos

Los estudios pseudostáticos, denominados análisis dinámicos a lo largo del presente

trabajo, están en proceso de ejecución y ya forman parte de la 2a etapa.

La primera etapa determinó áreas con posibles efectos locales por evaluaciones empíricas

de los factores - función determinante para la inicialización de estos con el sismo de diseño.

Una de las áreas de alto riesgo para la desestabilización sísmica de laderas es Saphy-

Chacan, con su problema conexo que involucra al Centro Histórico. El factor de estabilidad

26

dinámico que relaciona la aceleración de operación horizontal máxima con la aceleración

de fluencia y que está en función además del Fs, estático nos da valores menores que 1 en

casi todos los casos, lo que equivale a decir que son totalmente inestables para un sismo

estadísticamente probable como el sismo de operación. Ello se muestra en el mapa de

microzonificación.

Otros efectos locales como licuefacción , perdida de resistencia , densificación, han sido

analizados similarmente y las áreas involucradas señaladas en el mapa. En ello también se

ha tomado en cuenta la observación misma del fenómeno o fenómenos que han sido

descritos muy gráficamente (como la licuefacción de materiales arenosos en Sala Sebastián

en 1950)

Dado que el Cusco tiene una larga historia sísmica, tales fenómenos se presentarán de

hecho en forma de efectos residuales para aceleraciones mayores que las máximas

ocurridas.

Los perfiles tipo asumidos para los análisis en un numero de 9, están en función de las

perforaciones profundas realizadas por diversos investigadores y organizados según el

S.U.C.S, asumiendo profundidades del substrato del orden de 5, 15, 30 y 60mts. Cada zona

la denominamos Unidad de Suelos. De hecho son perfectibles e incluso pueden ser

aumentadas en N°

Es necesario pues, evaluar más detalladamente aspectos que al pte. se han inferido en base

a datos y extrapolaciones disponibles. Ellas son:

- Profundidad del substrato y su mapeo topográfico.Localización vertical y horizontal del

N.F.

- Módulos de corte

- Resistencia cíclica

- Factores netos de amplificación de ondas incidentes

- Amortiguación deducida para la zona

- Periodos de respuesta del suelo (cada microzona)

- Aceleraciones y velocidades espectrales de respuesta para el amortiguamiento

establecido

- evaluación del potencial de daño para el tipo de construcciones y H° de pisos dados

Esta información clasificada nos conducirá al establecimiento de las Normas sismo-

resistentes para la construcción en el Valle del Cusco

Banco de Datos Geotécnicos

Es la base de datos básica, ampliable, perfectible para el conocimiento sistemático de la

geotécnica del Valle del Cusco, involucrando toda la fenomenología estática y dinámica que

permita, en niveles cada vez superiores de análisis, establecer la microzonificación sísmica

cuantitativa y cualitativa las condiciones de cimentación en cada microzona, los factores de

estabilidad dinámicos en laderas, el uso de determinados estabilizadores de suelos para

pavimentos, etc.

Usa la base topográfica del presente trabajo, en el sistema de coordenadas planas UTM. Que

divide el valle en un N° de Unidades de análisis y cómputo (UNAC) de 100 x 100 m. cada una de

las cuales tiene una ficha de datos geotécnicos sísmicos archivada por métodos informáticos,

debidamente codificada y que es la base de datos misma. La ampliación de tal base de datos,

debe realizarse mediante:

27

Estudios de investigación específicos (P.ejo la 2a parte del pte trabajo)

Información a largo plazo mediante reglamentaciones municipales que requieran al

usuario/propietario de las siguientes obras la presentación en formatos ad-hoc de

estudios geotécnicos básicos, en profundidades preestablecidas técnicamente:

- Habilitaciones urbanas

- Construcciones de 2 ó más pisos

- Construcciones en áreas mayores de 200 m2

- Pavimentaciones

- Puentes y obras de arte

- Perforaciones para aprovechamientos hídricos.

- Muros de retención (con H mayor de 3 m, por ej.)

- Canalizaciones

- Estabilizaciones de laderas

Tales estudios se presentarían debidamente codificados acompañando a las solicitudes de

Licencias de Construcción y/o usos de aguas en todos los casos y ser ejecutados por Ings.

Civiles, por su formación en estructuras, Mecánica y Dinámica de Suelos.

Esta información tendría accesibilidad a cualquier profesional y científico sin restricciones.

Cabe resaltar otra vez, que el Banco de Datos ha sido constituido por R.A. de Junio de 1,988

como dependencia de la Dirección de Estudios y Proyectos de esta Municipalidad y está en

proceso de implementación.

Desarrollo urbano

La ciudad del Cusco, desde el punto de vista del riesgo, la hemos dividido en 4 zonas de menor

a mayor riesgo geotécnico. El piso del valle es de riesgo alto (lll) en su mayor parte, existiendo

zonas muy localizadas de riesgo muy alto (lV) como Zarzuela-Santiago y Ucchullo-1 ° de Mayo-

Garcilaso de la Vega- Loas Andenes-Hospital Regional-Manuel Prado-Magisterio.

Las partes bajas de las laderas N y S (pie de monte), presentan riesgo bajo medio debido a la

consistencia/densidad de los materiales de la formación San Sebastián diluvial, la profundidad

del N.F. y proximidad del Substrato que es menor que 30 m. Las zonas-de menor riesgo (I), son

las de laderas arriba, interfluviales, hacia las altiplanicies del cinturón montañoso donde

existen suelos residuales con potencias menores que 15 m y efloraciones rocosas.

El Centro Histórico es de alto riesgo, no solo geotécnico sino también por la vulnerabilidad de

las construcciones de adobe predominantes a lo que hay que añadir su antigüedad y estado de

conservación, ya que muchas de ellas no han sido adecuadamente refaccionadas después de

los más recientes sismos (1950-1986).

Los materiales del subsuelo en esta zona, son fluvioglaciares, lacustres y aluviales recientes con

N.F. entre 1 y 5 m. y profundidad del substrato probablemente mayor que 30 m. También se

nota la existencia de un riesgo socio-económico ya que gran parte de ésta área tiene población

de bajos recursos, tugurizada sin que haya un control efectivo de las ampliaciones o

remodelaciones ni catastro del estado actual, observándose construcciones híbridas en

cuadras enteras de adobe agrietadas y/o desplomadas. La Municipalidad no ha sido capaz de

apoyar sistemáticamente a dicha población con programas sistemáticos de apoyo técnico-

financiero.

28

El Reglamento Municipal del Centro Histórico deberá contemplar las normatividades

necesarias y establecer programas continuos de reconstrucción y destugurización con

reglamentaciones accesibles y dinámicas.

Las áreas de alto riego, definidas en el mapa, están ocupadas en concentraciones variables,

principalmente por sectores de ingresos bajos y en cierto porcentaje, medios. Las

reglamentaciones de construcción vigentes por su ambigüedad y también el inadecuado

control de puesta en obra, no han normado técnicamente las construcciones de adobe; dentro

de los cánones sismo-resistentes básicos ni mínimos. Evidentemente, el riesgo de colapso

debido a la respuesta del suelo es muy alto dados-incluso - los porcentajes de población que

viven en tales zonas y la carga económica en que se constituirían.

Evidentemente se deberá dar pautas claras y efectivas de rehabilitación y construcción en

cuanto a la normatividad sismoresistente, la inspección municipal de construcción- en proceso,

el respeto a las áreas verdes planeadas para seguridad y de riesgo, simulacros de defensa civil,

especificaciones mínimas- en cuanto a consideraciones de resistencia a fuerzas laterales en

construcciones de adobe, etc. En todo ello, el papel del C.I.P. es muy importante ya que en

función de la defensa profesional su participación debe ser clara, efectiva e ineludible en todas

las Comisiones que deben conformar se.

Los programas de vivienda y en general de desarrollo deberán ubicarse en las zonas de bajo

riesgo relativo, dentro de la sismicidad global del valle, evitando los usos mixtos (industrial-

comercial, residencial-industrial, etc.) por la generación implícita de problemas conexos. Las

áreas verdes municipales deben mantenerse y/o recuperarse. Las áreas de riesgo de avenidas

deben proscribirse para la edificación, salvo obviamente las obras de defensa necesarias. Las

concentraciones de todo tipo deben evitarse y/o des-implementarse (p.ej. el mercado central-

estación FFCC, de servicios administrativos-económicos), debiendo tenderse a largo plazo con

políticas de habilitación de áreas de baja densidad.

El papel de la red vial es determinante para la prevención y/o mitigación de daños y debe estar

planificada reestructurando totalmente el tránsito en la existente de tal manera que permita

un acceso fácil y alternativo a todos los puntos de la ciudad post-sismo, incluso con nuevas

vías que deben ser implementadas, lo cual incidirá también en las necesidades del transporte

urbano, actualmente demasiado concentrado e ineficiente.

Todo el sistema deberá estar interconectado con una adecuada calificación de las vías, desde

la red nacional, el sistema arterial mayor, secundario y vecinal implementándose un coherente

plan de pavimentaciones continuo y de largo plazo con un compromiso de los gobiernos

municipales de su ejecución al margen de los ofrecimientos electoreros. Existen innumerables

asentamientos que tienen accesos muy precarios que se hacen aún más difíciles en la

temporada de lluvias.

Los accesos, a los diferentes distritos son, a partir de la red nacional:

San Jerónimo: Av. de la Cultura

San Sebastián: Av. de la Cultura y Av. Cusco

Wuanchac: Av. Huayruropata, Av. Garcilaso, Av. San Martín, Av. 28 de Julio, Vía de

Evitamiento.

Santiago: Av. Grau, Av. Antonio Lorena, Av. del Ejército, Acceso a Huancaro

Cusco: Av. Sol, Av. Pardo, Belén-Ayacucho, San Agustín, Nueva Alta, Circunvalación Sta. Ana,

etc.

Ccorca: Trocha carrozable.

29

Como se ve, éstas no cubren amplios sectores de la ciudad, específicamente el NE del Centro

histórico (San Blas, Mesa Redonda, etc.) Ucchullo alto, Salineras); hacia el SO (Zarzuela,

Bolognesi, Construcción Civil, etc.); hacia el S (San Antonio, etc.). Es pues necesario

implementar un sistema vial coherente retomando el plan director del 79, calificando vías

existentes y planificando su expansión a largo plazo:

Longitudinales: Norte: Av. Kollasuyo, hasta la parte alta de San Jerónimo.

Central: Av. de la Cultura

Sur: Vía de evitamiento (por la margen derecha del rio Huatanay).

Periférica del Centro Histórico: Desde Tetec'caca en la Circunvalación, bajando gradualmente

por la parte alta de San Blas hasta cruzar el rio Choquechaca a la altura de

Sapantiana empalmando a la Carretera de acceso a Sacsayhuaman. Los

reconocimientos de ruta han sido efectuados por el personal del Plan y

Asesores, estableciendo su viabilidad.

Se continúa hasta la Calle Saphy. Tambo de Montero. Av. Apurímac. Av.

Ayahuaycco (sobre canalización del mismo nombre). Av. del Ejército.

Evidentemente requiere mucha obra, pero no hay alternativa.

Distritales: que podrían ser las mencionadas avenidas y/o calles de acceso a los diferentes

distritos, con los ensanches y acondicionamientos necesarios a largo plazo.

Transversales: Cada Km. por lo menos se generarán avenidas perpendiculares a las

longitudinales, a partir de los siguientes ejes:

Calle Retiro (desde Lucrecalle)- ensanche cuello en 2a cuadra- Av.

Tacna (reestructurando empalme o cruce con Av. Garcilaso)-Av. De la

Infancia- Ovalo de Ttio- Empalme a vía de Evitamiento.

Av. entre el Hospital y la Universidad- Jr. Espinar- Acceso a vía de

Evitamiento.

Prolongación Av. Kollasuyo- Av. Perú - Acceso a vía de Evitamiento.

Evidentemente esta vía requerirá el traslado del actual aeropuerto.

Prolongación Av. Kollasuyo- Cruce de la Av. de la Cultura a la altura de

la Urb. Sta. María- Circunvalación al Cerro Santutis- Vía de Evitamiento.

Vecinales: las de acceso al sistema mencionado.

En cuanto a medidas complementarias, podría considerarse las siguientes:

Asegurar un funcionamiento continuo de las vías indicadas, en caso de sismo con anchos

adecuados para evitar obstrucciones o limitar el alto de los edificios o su potencial de

riesgo.

Las zonas de más alto riesgo conllevarán a medidas adicionales en sobreanchos o áreas

verdes.

Señalarse y señalizarse las vías de emergencia.

Los angostamientos y calles estrechas deben complementarse con vías alternativas.

En fin todo ello, incluido lo concerniente a la geometría de las vías, condiciones del diseño de

ingeniería y arquitectónico, deben estar preestablecidos en un Reglamentó Municipal de

Vialidad, parte del cual se viene desarrollando en el Plan Cusco.

En el planeamiento urbano, también debe contemplarse el abastecimiento de agua potable

en el momento crítico, generando fuentes adicionales de diferente origen y aún más distantes.

30

En el Cusco se tiene además de la laguna de Piuray, el rio Chocco, Rio Vilcanota y en zonas

puntuales, aprovechamientos de agua subterránea. Es necesario el estudio detallado de esas

diversas fuentes.

También debe asegurase un abastecimiento energético permanente con la interconexión de

los sistemas eléctricos regionales y el mantenimiento de la termoeléctrica de Dolorespata.

Aunque las reglamentaciones sobre los anchos de seguridad bajo líneas de alta tensión son

claras, debe inspeccionarse periódicamente las franjas libres y proscribir las líneas secundarias

aéreas de alta tensión.

Finalmente, planteamos la necesidad del establecimiento de regulaciones municipales en

cuanto a la adquisición de terrenos en el ámbito del plan de desarrollo que permitan una

adecuada implementación del plan a fin de que éste no quede obsoleto de nacimiento.

Las reglamentaciones de diseño sismoresistente deben publicitarse y cumplirse a cabalidad-

especialmente en los casos de autoconstrucción que el Concejo debe asesorar, incluyéndose

en las especificaciones técnicas para Licencia de Construcción, las consideraciones asumidas en

cuanto a definición de fuerzas laterales: métodos, sobrecargas, detalles constructivos, etc.

para todo tipo de material. También debe darse énfasis al riesgo inherente a aspectos

arquitectónicos voladizos, zonas de cambio de rigidez vertical y/o horizontal, efectos de la

asimetría, salidas de emergencia, diseños importados, defensa civil en zonas tugurizadas, etc.

Se recomienda la normalización de las obras civiles (vías, edificaciones) para el Cusco en

cuanto a su concepción arquitectónica que relacione su funcionalidad de servicio con los

criterios geométricos de seguridad y protección según las zonas de riesgo. También debe

compatibilizarse el desarrollo con la calificación de la herencia histórica, partiendo de una

discusión definitiva de la defensa del patrimonio histórico y el desarrollo urbano: Cusco para

los cusqueños o para los turistas. De un catastro minucioso debe efectivizarse una calificación

multidisciplinares de los diferentes restos arqueológicos y/o coloniales que permitan adecuar

la planificación urbana desde ya que permita que los ingenieros y arquitectos adquieran una

filosofía para la concepción de sus proyectos en bien de nuestra ciudad en todo sentido y no

suceda lo que lamentablemente se observa ahora, que cuando se trata de restablecer

presencias olvidadas se acuda a la defensa del legado histórico pero que cuando sus proyectos

arquitectónicos son cuestionados por flagrante ofensa al legado histórico aducen criterios

"objetivos" de desarrollo con evidentes raíces económicas.

El caso de la casona de Accomoco, que obstruyó la ejecución de la Av. Kollasuyo, basados en

subjetivismos y figurantismos ridículos es la expresión gráfica de lo expuesto.

Todo ello implica la creación de una Dirección de Administración del Plan Director, que tenga

atribuciones legales para hacer respetar el Plan Director en todos sus puntos, publicitarlo

adecuadamente y también, capacidad para ordenar demoliciones, frenar invasiones, en fin,

hacer del Plan un documento que garantice un adecuado desarrollo urbano planificado de la

ciudad que queremos tener y que debe trascender a los gobiernos municipales y ser lo que

debe ser: el plano de la ciudad del Cusco de aquí al futuro.

NECESIDAD DE CONVENIOS:

La etapa instrumental del pte. trabajo deberá llevarse a efecto mediante convenios dado el

costo de los diferentes trabajos de investigación que se requieren y que involucran equipos de

alta tecnología que, cabe resaltar, ninguna entidad del Cusco cuenta. Evidentemente será una

transferencia de tecnología real y efectiva muy beneficiosa para la ingeniería cusqueña.

31

Las normatividades de diseño están en función de ésta etapa instrumental cuantitativa a

cualquier nivel de perfeccionamiento de la etapa cualitativa que se llegue, aunque el

delineamiento de las zonas sí este en función de esta etapa cualitativa.

EL CISMID, es una entidad que por su naturaleza, capacidad tecnológica y profesional debería

participar en los estudios instrumentales conjuntamente que investigadores del Plan Cusco.

Aunque se ha tratado de lograr financiamiento y/o asesoría de UNESCO, CONCYTEC para esta

etapa no se ha logrado su respuesta aunque hay una serie de documentos que se han enviado,

y que acreditan nuestra intención.

Otra alternativa viable, es la búsqueda de financiamiento externo mediante proyectos

organizados de esta etapa, presentado por vías adecuadas a diferentes instituciones y/o

universidades extranjeras que, tenemos conocimiento, financian programas de desarrollo e

investigación para el desarrollo. Estamos en vías de hacerlo. Pero se requiere de una decisión

política.

Cusco, Octubre de 1,988

Ingº José Carlos Pérez Flórez

C.c.

Alcaldía

Jefatura Plan Cusco

Estudios y Proyectos.

Archivo.-