Cuando la Ciencia y la Historia se juntan para darnos a conocer la realidad
La Ciencia dice que lo ya ocurrido volverá a ocurrir nuevamente
Dr. Ing. Raúl Delgado Sayán
CIP 9927
La ciencia con los instrumentos modernos nos ha demostrado plenamente que estando el Perú en el Cinturón de Fuego del Pacífico, donde ocurren el 80% de los mayores terremotos del mundo, el Instituto Geofísico del Perú (IGP) ha determinado que en la costa central y en la ciudad de Lima en particular, debido al gran silencio sísmico de un mega terremoto de 277 años desde el último ocurrido el 28 de octubre de 1746 a las 10:30 pm, y que vino acompañado de un poderoso tsunami, tendremos un gran sismo en Lima similar al antes señalado, con una magnitud de 8.8 Mw.
El terremoto de 1746 está registrado oficialmente como el más fuerte ocurrido en la historia de Lima, donde de 3000 casas solo 25 quedaron en pie, y el Callao fue totalmente destruido por el sismo y el tsunami, falleciendo 4,800 de sus 5,000 habitantes. Este sismo fue sentido desde Guayaquil hasta Tacna.
Como dato adicional, el Perú de ese entonces en cuanto a población era muy diferente al Perú actual, teniendo 766,345 habitantes, de los cuales 2/3 partes de ese total eran de población rural, y 1/3 de población urbana. La mitad de la población vivía en el sur del país, 1/3 en el centro –incluyendo Lima y Callao- y el 18% vivía en el norte del país (7).
¿Qué significa un sismo 8.8 Mw y tsunami?
Tomando en cuenta la información técnica y científica existente y actualizada por el IGP, el escenario de riesgo se basa en un sismo de gran magnitud con epicentro en la zona de alto acoplamiento sísmico evidenciado por Villegas-Lanza et al. (2016) y cuyos parámetros más cercanos se muestran en las Tablas 2 y 3.
En cuanto a la cantidad de energía liberada, un sismo 8.8Mw equivale a 239,005,736 toneladas de TNT, o similar a 15,949 bombas de Hiroshima (lanzada el año 1945), que es 32 veces mayor que el más reciente sismo de Turquía (06.02.2023), y 1,000 veces mayor que el sismo de Marruecos (08.09.2023).
Cinco (5) son los factores que inciden principalmente en la magnitud de daños que este fenómeno significa y que son: a) La magnitud antes expresada; b) La profundidad de donde se origina esta liberación de energía; c) La duración en el tiempo; d) El tipo de suelo; y e) El número de réplicas del sismo principal que es particularmente muy peligroso, porque va a encontrar a la estructura ya fuertemente deteriorada por el sismo principal, tomando en consideración que de este número de más de 100 réplicas en 24 horas, pueden ocurrir sismos importantes del orden de 7.0Mw.
El suscrito ha escrito ya en diversas oportunidades sobre los daños que causaría este enorme sismo en la infraestructura y servicios básicos de la población, siendo muchos de ellos en cuanto a población damnificada, viviendas colapsadas o inhabitables, centros de salud dañados, al igual que los servicios básicos de agua y alcantarillado; plantas de tratamiento, afectación al transporte; y todo lo vinculado a ello; incluso con conservadores estimados de riesgo para Lima Metropolitana y la provincia del Callao por CENEPRED, así como las recomendaciones para estar verdaderamente preparados para mitigar estos riesgos. Ello se encuentra expresado a mayor detalle en la bibliografía que se incluye al final del presente artículo con los links correspondientes (2, 3, 4). El presente artículo solo tratará de uno de los mayores riesgos que enfrentan Lima y Callao, donde se encuentran ubicados los 23 kilómetros de la vía conocida como Costa Verde.
¿Qué pasó en la Costa Verde durante el Gran Sismo de 8.8Mw del 28 de octubre de 1746?
Es claro que no existe material fotográfico que nos pueda exponer gráficamente cómo era la Costa Verde y sus hoy llamados “acantilados” en esa fecha. Lamentablemente no existen tampoco pinturas y cuadros paisajistas, que a manera de fotografías de siglos pasados nos puedan atestiguar cómo era la Costa Verde en su topografía previamente a este enorme sismo y tsunami. Los historiadores sí registran hechos ocurridos en lo que entonces eran los centros poblados de la ciudad, que principalmente estaban considerados el Puerto del Callao y sus 5,000 habitantes, y Lima con sus 3,000 casas y 60,000 habitantes, en lo que hoy es conocido como la Lima cuadrada con apenas 150 manzanas, el resto de la población hacia el sur de Lima era prácticamente inexistente, sin vías de comunicación para las carrozas de la época, y a lo más destinadas a área de cultivo.
¿Qué nos relatan los historiadores?
Los historiadores nos cuentan que, siendo el epicentro en el mar frente a las costas de Lima, se destruyeron prácticamente todos los muros, techos y fachadas de la ciudad y del puerto; cuyas estructuras derruidas se convirtieron en elementos de entierro en vida para muchos infortunados, al igual que en varias localidades de la costa central peruana, y que el movimiento telúrico de falla submarina envió ondas de choque al suelo, las mismas que levantaron abruptamente partes del lecho marino. Este efecto generó que olas de enorme tamaño se desplazaran a través del Océano Pacífico a gran velocidad, lográndose fusionar muchas de ellas en un destructivo muro de agua que arremetió contra las costas del puerto del Callao y de otras partes del litoral del Perú central. Tsunami que se presentó a los 23 minutos después del terremoto (1).
Con los datos antes mencionados y dándose la mano la historia con la ciencia y la modelación, se puede calcular parámetros macro sísmicos de sismo y tsunami, y que han sido ya modernamente realizados en Perú y Japón por Jimenez, C., y otros (5). Los expertos que realizaron este estudio han llegado a la conclusión de que el tsunami que afectó fuertemente al Callao y a la Costa Verde se presentó 23 minutos después del terremoto, siendo que la primera irrupción marítima impactó directamente con la isla San Lorenzo, y que sirvió en parte de protección al Callao, y que debido a esta colisión con la Isla, la masa de agua adoptó 2 direcciones, una de ellas; la mayor y con una altura de aproximadamente 10 metros se dirigió hacia el Puerto del Callao invadiéndolo totalmente y llegando alrededor de 4 kilómetros hacia el interior hasta lo que hoy es conocido como Carmen de la Legua.
Como es característico de los tsunamis, se produjo posteriormente un retorno de las aguas por el fenómeno que se conoce como sumersión, replegándose los 4 kilómetros recorridos y llevándose en su curso entonces tanto personas como estructuras colapsadas en dirección contraria a la Isla San Lorenzo. El Callao fue totalmente devastado donde se estima que solo sobrevivieron 200 personas del total de su población. La otra vertiente de las aguas fue desviada hacia la Costa Verde, que a su vez se juntó con la cantidad de agua que venía de mar abierto, llegando a alcanzar una altura impresionante de 22 metros, impactando sobre la recientemente golpeada y debilitada topografía de la Costa Verde, tal y conforme se puede apreciar en las figuras 2 y 3.
La altura máxima de inundación de la Costa Verde ha sido verificada por el mareógrafo
sintético llegando a ser de 23.80 metros, lo cual concuerda con el reporte histórico de 24 metros según Silgado, 1978 (citado en 6).
¿Cómo afectó este enorme tsunami a la Costa Verde?
Sería totalmente impensable e injustificable el sostener que el impacto de una enorme masa de 24 metros de agua viajando a una probable velocidad de impacto de 50 km/hora, pueda chocar con una topografía de la Costa Verde con los acantilados que actualmente existen y que esos acantilados hubieran soportado este tremendo embate con todas sus acciones de empuje y erosión del impacto y su posterior retracción, y haber quedado en pie. Por tanto, se puede expresar con toda seguridad de que este fenómeno extremo haya modificado de manera muy significativa la topografía de la Costa Verde, y por consiguiente llegamos a la conclusión de que los acantilados de la Costa Verde actuales no existían de esta manera con anterioridad al mega sismo y tsunami del 28 de octubre de 1746, teniendo por consiguiente anteriormente una topografía no tan vertical, sino más consistente con la topografía normal de toda la costa peruana, y que lo que actualmente tenemos con la enorme verticalidad de los acantilados, es lo que ha quedado como consecuencia de los remanentes de los círculos de falla con desmoronamientos que ocurrieron en esa fecha, donde el terremoto junto con el primer embate debilitó la capacidad resistente natural del suelo, modificando su cohesión y con la remisión posterior del agua, se arrastraron estos desmoronamientos hasta quedar los remanentes que hoy vemos y que son fruto de los últimos 277 años.
No se puede descartar de que luego de ocurrido el mega sismo principal 8.8-9.0Mw, puede también ocurrir dentro del mismo período de 24 horas una réplica muy fuerte de reacomodo que pudiera ser entre 7.5 a 8.0Mw, como ha ocurrido en mega sismos de esa magnitud, y que con ello pudiera también producirse un nuevo tsunami inferior al principal, pero de todas maneras muy devastador que incidiría sobre los daños muy fuertes causados por el anterior fenómeno.
Componentes del Proyecto de Reforzamiento de los “Acantilados de la Costa Verde”
Todo ello me lleva a concluir de que lo que nosotros tememos que pueda ocurrir, ya ocurrió, por lo menos una vez, y que cuando vuelva a ocurrir tendrá el mismo efecto devastador, si es que no ponemos -con la urgencia que el caso amerita- la ejecución de un proyecto de reforzamiento que cumpla fundamentalmente con los siguientes dos objetivos: a) reforzar estructuralmente los taludes del acantilado para pasar de una precaria estabilidad actual, a una que posea amplios factores de seguridad a desplazamientos por derrumbe, y b) proteger los taludes, y puntualmente el pie del talud, contra la erosión de la sumersión marina, que continua al primer golpe del tsunami.
Como se puede apreciar en la figura 4, el proyecto de reforzamiento de la Costa Verde consta de un reperfilado del talud, que pudiera también ser eventualmente con andenería protegida con biomantos que permitan una siembra de vegetales apropiados para protegerlos contra la erosión del viento, y lograr asimismo con este reperfilado una carga menor sobre el terreno. En la parte inferior se ha previsto un muro de concreto armado con una inclinación de 1.0H:2.0V o similar, anclado a su vez en el terreno de modo que proteja el talud frente a deslizamientos, y de manera muy especial sirva como soporte de anclaje de las diferentes líneas de anclaje postensado permanentes que comprimen aún más el talud del terreno, aumentando considerablemente el factor de seguridad, y evitando que se produzca un círculo de falla de dicho talud, vale decir estos anclajes pretensados con bombeo de mortero altamente resistente embebido en el terreno, más allá de cualquier círculo de falla evitará que ocurran deslizamientos independientemente de cualquier incremento de cargas de edificaciones que se construyan encima del acantilado, guardándose las distancias correspondientes del borde.
Este muro anclado con especies vegetales nativas también estará cubierto de las mismas que colgarán desde la parte superior para darles un aspecto más atractivo, pues que se estima que el muro tendrá una altura aproximada de 18 metros para lograr protección efectiva contra erosión del pie del talud del tsunami, tanto durante el impacto inicial como en la posterior sumersión de retiro del agua.
En la Figura 5 adjunta se puede apreciar una vista de cómo quedaría el proyecto de reforzamiento una vez construido, en donde se ha previsto la instalación de puentes y rampas de refugio con plataformas de seguridad para evacuación de la población en caso de aviso de presencia de tsunami. Estas rampas estarán espaciadas en alrededor de 400 metros de distancia, para que quienes estén abajo en la playa puedan caminar como máximo 200 metros para poder llegar a estas rampas de seguridad y evitar el pánico de excesivas aglomeraciones de personas.
Dadas las advertencias de pronta ocurrencia de un fenómeno sísmico con tsunami como lo viene señalando el IGP, las autoridades involucradas con este tema deben poner en marcha esta medida de protección que a su vez permita el que una vez que se activen las sirenas de alarma de tsunami, permita la pronta evacuación de quienes se encuentran en la base del acantilado y en el mar, que en época de verano pudiese llegar a ser de hasta 200,000 personas.
Cálculos numéricos de ingeniería de que ocurrió en el sismo y tsunami de 1746 y qué va a ocurrir con el Sismo 8.8Mw anunciado por el Estado Peruano.
Con los relatos históricos y los datos utilizados en los modelos numéricos referidos al sismo de 1746, se han realizado cálculos a través de análisis estáticos y pseudo-estáticos, de lo ocurrido con el sismo y tsunami de hace 277 años, y lo que ocurrirá con el mismo fenómeno antes señalado de próxima ocurrencia.
Como corolario de ello, se puede afirmar que los Acantilados de la Costa Verde que hoy apreciamos sufrieron grandes derrumbes y no son topográficamente iguales a lo que hoy en día vemos y que los cálculos a continuación señalan que los mismos efectos van a ocurrir con estos fenómenos.
Para ello hemos seleccionado –a modo de ejemplo- un talud de la Costa Verde de coordenadas 279637 E- 8 654 981 N, en el distrito de Chorrillos, que se muestra en la Figura 6.
También para los análisis hemos tomado en cuenta características del suelo obtenidas de los ensayos de corte directo triaxial que se muestra en la Figura 7, tomando como fuente el Estudio de Estabilidad de Taludes de la Costa Verde realizado por el Dr. Jorge Alva Hurtado (1997).
Para ello, en las figuras siguientes se presentan datos y resultados del análisis estadístico de estabilidad del talud actual en las condiciones existentes sin ninguna causa de fuerza exterior (sin sismo) que se muestra en la Figura 8, y en donde se puede apreciar con diferentes colores la situación del talud en el año 1746 (color naranja) de la Costa Verde – Chorrillos. Allí se puede ver que el talud era antes del sismo no tan vertical, sino más echado y el factor de seguridad resultante era 1.416 (para que el talud esté confiablemente estable se necesita un factor de seguridad de cuando menos 1.3).
En la Figura 9 se puede apreciar los resultados de un análisis pseudo-estático del talud, entendiéndose por pseudo-estático la incorporación del sismo con la aceleración equivalente normativa y con ello en la zona naranja se obtiene ahora un factor de seguridad de 0.983, con lo cual se concluye que todo lo que se encuentra pintado de color naranja colapsó y por consiguiente, lo que quedó después del terremoto y tsunami es ya mucho más vertical y se asemeja ya prácticamente a lo que actualmente se muestra en la fotografía.
En la Figura 10 se muestra igualmente un análisis estático del talud actual de la Costa Verde de Chorrillos, antes del futuro sismo que se espera y que en realidad nos señala un factor de seguridad muy parecido al que quedó después del sismo de 1746, y que es de 0.871, también debajo del 1.0, lo cual quiere decir que inclusive en las condiciones actuales es una zona en riesgo de deslizamiento. Aun en la parte inferior del talud, se observa hacia el pie un factor de seguridad inclusive inferior de 0.836.
En la Figura 11 se presenta el estado actual del talud de la Costa Verde en la sección escogida antes del sismo con una línea de contorno azul y lo que ocurriría según el análisis pseudo-estático (con sismo), luego de producido el sismo y tsunami de 1746, con lo cual el factor de seguridad desciende hasta un valor de 0.647, con lo que no queda la menor duda de que de todas maneras ocurrirá un derrumbe mayor en esta sección típica de la Costa Verde. Este resultado de manera general ocurrirá en casi toda la Costa Verde.
Medidas contradictorias
Mientras que una parte importante del Estado (IGP), órgano dependiente de PCM, nos informa con acierto que es inminente un próximo mega sismo 8.8Mw, que según CENEPRED nos ocasionaría 200,000 fallecidos y 2 millones de heridos a ser atendidos en un debilitado en más del 50% del sistema actual de salud, y con colapsó del 50% de la Atarjea por efecto del sismo, así como mucha infraestructura y servicios básicos para la población fuera de servicio, y para lo cual hacemos dos simulacros al año, que replican el sismo y tsunami de 1746.
Por otro lado, no existe de las autoridades involucradas ningún plan de obras de prevención para evitar o mitigar estos enormes daños que resultan siendo inclusive 10 veces más letales que los Niños Costeros y Global. No olvidemos que Lima es la ciudad con mayor riesgo sísmico del mundo según estudio realizado por Universidad de Cambridge para Lloyds de Londres, con pérdidas probables estimadas en US$36,000 millones por efecto del sismo, sin considerar tsunami.
El sismo de Maule, Chile (8.8 Mw) de 2010 originó daños por US$30,000 millones (10% de infraestructura afectada de US$300,000 millones) y una población en zona mayor a 8 grados de magnitud del orden de 3’548,000 personas. Al comparar índices de infraestructura per cápita de Chile con los de Perú y que la población de Lima Metropolitana es de 10’580,900 habitantes, el valor total de infraestructura de Lima que podría ser afectada por sismo sería de US$850,000 millones, y si de allí calculamos el porcentaje estimado de daños del 10% similar al de Chile, tendríamos un valor potencial de daños de US$84,993 millones, 9 veces el total anual de inversiones en obras públicas, 38% del PBI de Perú, y casi 1.2 veces el total de reservas internacionales netas.
Una primera estimación del costo de ejecución de este proyecto de prevención y reforzamiento de la Costa Verde, incluyendo los estudios definitivos debería encontrarse entre US$700 millones a US$900 millones para la integridad de la Costa Verde, priorizando en una primera etapa las partes más críticas que requieren una inmediata atención.
¿A quién correspondería la ejecución de este proyecto dentro de la organización del Estado peruano?
En principio a la Autoridad Autónoma de la Costa Verde que está conformada por todas las Municipalidades de Lima y Callao, que tienen presencia territorial sobre los acantilados, y a los municipios provinciales de Lima y Callao. Sin embargo, las magnitudes técnicas y económicas de este proyecto son de tales envergaduras que probablemente los gobiernos subnacionales no estén en condiciones de llevarla a cabo, y por consiguiente este proyecto debería ser acometido por el gobierno nacional.
Lo que si recomendaría es que no se les ocurra realizarlo bajo la modalidad de contratación Gobierno a Gobierno. Este es un proyecto de muy alta ingeniería antisísmica para el cual la ingeniería peruana está muy calificada y con amplia experiencia en la materia, además del conocimiento del entorno de fenómenos sísmicos extremos propios de nuestro territorio, y la estabilidad de taludes que la ingeniería peruana conoce plenamente.
En cuanto a los montos de inversión, me permito expresar que cuando cientos de miles de vidas están en riesgo, así como la protección a nuestra ciudad, infraestructura y servicios básicos, los costos no son un factor de vital importancia. La omisión de acción sería inexcusable.
Bibliografía:
1) Alvarez V., (2014). El mar y las políticas preventivas en el Perú virreinal: Impacto, control y vulnerabilidad ante los tsunamis (1647-1751)
https://tesis.pucp.edu.pe/repositorio//handle/20.500.12404/5456
2) Delgado, R. (2019). El Mega Sismo 8.5-8.8 Mw y cómo salvar la vida y las propiedades. Lampadia, octubre 2019
3) Delgado, R., (2019). Megasismo en Lima dañaría infraestructura por US$ 85 mil millones.Revista Construcción e Industria. 19.11.2023 https://www.construccioneindustria.com/megasismo-en-lima-danaria-infraestructura-por-us-85-mil-millones/
4) Delgado, R., (2023). La Ingeniería en Obras de Prevención Ejecutémoslas en serio de una vez. Diario Digital de Construcción Construyendo. 13.04.2023
5) Jiménez, C., Moggiano, N., Mas E., Adriano B., Koshimura S., Fujii Y., and Yanagisawa H. (2013). Seismic Source of 1746 Callao Earthquake from Tsunami Numerical Modeling. Journal of disaster research 8, 266-273.
https://doi.org/10.20965/jdr.2013.p0266, 2013
6) Jiménez, C. (2016). El Maremoto Notable de 1746 – Aspectos físicos del maremoto de Callao Perú. Editorial Académica Española. ISBN: 978-3-8417-6085-2
7) Seminario B. (2016). El desarrollo de la economía peruana en la era moderna. Precios, población, demanda y producción desde 1700. 1ª edición versión e-book: agosto 2016. Lima. Universidad del Pacífico.