Unidad de Postgrado Ciencias Físicas

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Análisis de datos de interferometría de radar satelital (InSAR) y terrestres (GBSAR) para cuantificar desplazamientos de la superficie en los deslizamientos de tierra que afectan a los centros poblados de Cuenca, Huancavelica y La Romilda, Junín
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Anchivilca Valentín, Renzo Isaac; Villegas Lanza, Juan Carlos; Jiménez Tintaya, César Omar
Los deslizamientos de tierra son fenómenos naturales que ocurren a menudo debido esencialmente a factores condicionantes, tales como el tipo de terreno y la inclinación del talud, y a factores detonantes, tales como las precipitaciones pluviales, los terremotos y la actividad humana. El presente trabajo consistió en analizar datos de interferometría de radar satelital (InSAR) y terrestres (GBSAR) para cuantificar desplazamientos sobre deslizamientos de tierra ubicados en Huancavelica y Junín, durante el periodo 2016-2023. El estudio se realizó a partir del procesamiento de dos fuentes de datos de radar: la primera estuvo conformada por datos de imágenes Sentinel 1 y la segunda por datos de radar terrestre (GBSAR), comprendidos entre el 2016 y 2023. Las técnicas de procesamiento, Proyección Inversa en el Dominio de Frecuencia (FDBP), Interferometría Diferencial SAR (DInSAR) y Subconjuntos de Líneas de Base Pequeñas In- SAR (SBAS InSAR), permitieron generar mapas de reflectividad, interferogramas y series de tiempo de desplazamiento a partir de datos de radar satelitales y terrestres, correspondientes a las zonas muestreadas en Cuenca-Huancavelica y La Romilda-Junín. Los mapas de desplazamiento obtenidos mediante la técnica DInSAR muestran ciertas limitaciones para cuantificar desplazamientos sobre deslizamientos de tierra, los cuales podrían explicarse considerando la baja coherencia que caracterizan los deslizamientos de gran magnitud, la influencia que tiene la orientación e inclinación del talud, y la intensa contribución atmosférica que está presente en lugares con mucha vegetación. Los resultados encontrados mediante la técnica SBAS InSAR consisten en mapas de desplazamiento y velocidad, los cuales se emplearon para generar series de tiempo de desplazamiento. Las series de tiempo obtenidas para el deslizamiento de Cuenca fueron validadas con datos GNSS medidos en seis puntos de control que están localizados sobre y cerca al deslizamiento. Por otro lado, los resultados de desplazamiento obtenidos para La Romilda solo fueron generados con la técnica SBAS InSAR, ya que no existían datos GBSAR y GNSS disponibles durante el periodo de procesamiento. Los resultados muestran que los valores de desplazamiento obtenidos con SBAS InSAR son muy similares a los valores registrados por instrumentos GNSS (CU07: -4.89 mm [SBAS], -7.54 mm [GPS], CU16: 2.87 mm [SBAS], 5.58 mm [GPS], CU17: -2.79 mm [SBAS], -3.43 mm [GPS]). Los valores obtenidos con los datos GBSAR también pudieron ser comparados físicamente con los datos GNSS, pues ambos representan un deslizamiento, siendo el primero de mayor magnitud (87.54 mm) porque está asociado a una porción de superficie del suelo y no una posición geográfica específica. Se concluye que los sistemas GBSAR son más apropiados en estudios de deslizamientos de tierra porque logran un valor de línea de base cero con una mayor tasa de adquisición de datos.
Aplicaciones del monitoreo microsísmico para el modelamiento estructural mediante la correlación de velocidades de onda con el mapeo geomecánico usando la tabla GSI
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Espinoza Saenz, Peter Andree; Jiménez Tintaya, César Omar
Presenta un análisis exhaustivo y riguroso acerca de la microsismicidad y su relevancia en el análisis de estructuras geológicas, con un enfoque particular en la aplicación de la tabla GSI y su relación con la seguridad en el entorno minero. La microsismicidad, una técnica dedicada a la detección y análisis de eventos sísmicos de pequeña magnitud que suceden durante las operaciones de avance y explotación minera, constituye un elemento fundamental para garantizar la operación segura y eficiente de instalaciones subterráneas. La ocurrencia de estos eventos sísmicos revela la existencia de tensiones y deformaciones en las estructuras geológicas, factores que pueden ejercer un impacto considerable en la seguridad operativa. En este sentido, el monitoreo de la microsismicidad emerge como una herramienta indispensable en la gestión del riesgo geomecánico. Al analizar las variaciones en las velocidades P y S aparentes, así como las velocidades reales (Vp y Vs), durante dos períodos específicos. Se observa un aumento del 1% en las velocidades P aparentes y un descenso del 0.9% en las velocidades S aparentes entre los períodos analizados. Estos cambios sugieren presiones intensas en el macizo rocoso, afectando las condiciones geomecánicas y estructurales de la roca. Además, se detecta un aumento en las velocidades reales Vp y Vs, lo que indica compresión en las microfracturas y el cierre de juntas. Estas variaciones pueden estar asociadas con eventos microsísmicos de magnitud elevada y un posible estado de subsidencia o hundimiento en áreas cercanas; estos valores son patrones que se modifican a medida que se avanza en el laboreo minero (sismicidad inducida). La combinación de la tomografía sísmica con otras técnicas, como el mapeo GSI, fortalece la fundamentación de hipótesis sobre procesos de subsidencia. Se observan zonas con velocidades atípicas en el volumen de adquisición de Pencas, lo que revela la naturaleza dinámica de las presiones litostáticas. Aunque no se puede predecir la ocurrencia de eventos microsísmicos, sí se puede discernir la escala de magnitud con la que pueden ocurrir. El análisis de las velocidades de onda para Vp y Vs ofrece una solución sistemática para el mapeo geomecánico y permite determinar las variaciones temporales de esta condición geomecánica.
Dinámica y modelado numérico del campo de la velocidad de flujo en un maremoto
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2024) Avalos Carrión, Juan Pablo Alberto; Jiménez Tintaya, César Omar
Determina la distribución del campo de la velocidad de flujo, es decir las velocidades de las partículas de agua, en un maremoto mediante la simulación numérica, considerando como escenario el Maremoto de Perú de 1746 en el área de Costa Verde. Tomando como base el modelo numérico TUNAMI. El impacto de un maremoto es causado por el arribo de agua a la costa, donde el proceso de inundación tiene lugar. La interacción con las estructuras costeras está determinada por la velocidad de las masas de agua. La velocidad cambia dependiendo de la batimetría y la topografía costera, teniendo un comportamiento no lineal. La velocidad del agua, la velocidad de flujo, es difícil de medir, lo cual motiva el uso del modelado numérico. TUNAMI es el modelo numérico utilizado en las simulaciones de maremotos, el cual considera la propagación no lineal de ondas en la fase de inundación. TUNAMI escribe los valores del nivel del agua pero no escribe los valores de la velocidad de flujo. Con el fin de calcular y guardar los datos de la velocidad de flujo, se han implementado rutinas de programación. En el trabajo se estudia la velocidad de flujo, módulo y dirección, en el proceso de inundación en el maremoto de Callao de 1746. Los resultados muestran que los mayores valores de la velocidad de flujo son cercanos a 10 m/s. Se concluye que en las regiones costeras con mayor pendiente tienen lugar estos mayores valores. Debido al incremento de la velocidad de flujo, el comportamiento no lineal es relevante en el proceso de inundación.
Evaluación de la amenaza sísmica y estructuras sismogénicas para la ciudad de Esmeraldas, costa norte de Ecuador
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2019) Huamán Marcillo, Freddy Fernando; Jiménez Tintaya, César Omar
La integración de los datos geológicos, geomorfológicos, geofísicos y geotécnicos permite una mejor clasificación de suelos saturados susceptibles a deformación cosísmica, en especial, en áreas de moderados a altos niveles sísmicos, y donde las áreas urbanas han tenido un rápido crecimiento poblacional no planificado. La falta de planificación en los catastros municipales delineando las normativas de grupos de infraestructuras (edificios, puentes, urbanizaciones, malecones, puertos, casas vacacionales), y la no consideración de los tipos de suelos geotécnicos propensos a efectos geológicos cosísmicos (ie, licuefacción de suelos granulares y deformación cíclica de las arcillas), incrementan el nivel de riesgo por terremotos en ciudades costeras del Ecuador, sea esto por amenaza de sismos de subducción o sismos de fallas corticales. En recientes años, varias iniciativas gubernamentales han desarrollado normativas de construcciones sismo resistente como las NEC-2002, NEC2010 y NEC-2015 (Normas Ecuatorianas de la Construcción). No obstante, aquellas construcciones antiguas son más numerosas y vulnerables en las principales ciudades costeras del Ecuador. La ubicación de grupos de infraestructuras en rasgos geomorfológicos con perfiles de suelos geotécnicos de baja calidad, son susceptibles a daños por la formación de peligros cosísmicos. En este estudio se direcciona a caracterizar las estructuras sismogénicas (fuente sísmica cortical) y su relación con los efectos ambientales producidos por los terremotos (Earthquake Environmental Effects, EEE). Los EEE (Earthquake Environmental Effects), son las expresiones cosísmicas más comunes en los suelos saturados y no saturados de ambiente sedimentario deposicional reciente (ie., Holoceno). La grandeza de estos rasgos cosísmicos es comparable con la deformación cíclica de arcillas y licuefacción de los tipos de suelos geotécnicos D, E y F (NEC-15), y durante terremotos moderados y fuertes, pueden ser representadas en XI cartografía por las isosistas de intensidades macrosísmicas. Estas máximas isosistas tienen tendencia similar a la estructura sísmica que las generó, ejemplo movimiento de una falla geológica cortical. El componente de estudio se desarrolló en la ciudad de Esmeraldas que es la capital de la provincia, en la costa norte del Ecuador. El área urbana es desarrollada próxima a una falla geológica local (llamada falla Esmeraldas) con características de componente inverso por esfuerzos compresionales, sin embargo, otras fallas activas y capaces de generar sismos magnitud del orden de 6= Mw=7 pueden afectar las infraestructuras. El nivel de amenaza se incrementa con otra estructura sismogénica, la zona de subducción donde pueden ocurrir sismos en el orden de 7.5= Mw=8.8. La propuesta de este trabajo es contribuir en los planes de desarrollos urbanos, usando datos geológicos estructurales y sismológicos. Un análisis multicriterio es usado para establecer las principales fallas sísmicas y sus niveles de sismicidad referido a la amenaza.
Pronóstico de precipitaciones extremas en la cuenca del río Mantaro – aplicación del modelo meteorológico WRF
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2023) Saavedra Juan de Dios, Miguel Fidencio; Jiménez Tintaya, César Omar; Moya Álvarez, Aldo Saturnino
Efectúa pronósticos de eventos de precipitación extrema, utilizando el modelo WRF, y evalúa su eﬁcacia, utilizando información in-situ de registros meteorológicos, mediante las estaciones meteorológicas del SENAMHI ubicadas en la zona de estudio e información satelital. La zona de estudio es la cuenca del río Mantaro, que tiene mucha importancia en el desarrollo económico local y nacional, porque proporciona agua y alimentos a la ciudad de Lima, la capital del Perú. En los últimos años, esta zona ha sido afectada por eventos de precipitación extrema que produjeron inundaciones, ocasionando pérdidas materiales y humanas. Para considerar cuando la lluvia es extrema, se ha tomado como referencia la Nota Técnica 001 de SENAMHI (2014), que se basa en y las recomendaciones del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) y los criterios del “Statistical and Regional Dynamical Downscaling of Extremes for European Regions” (STARDEX), quienes deﬁnen precipitación extrema, a aquellos eventos que superan el percentil 90. Para poder pronosticar la ocurrencia de eventos de lluvias extremas, se ha utilizado modelización numérica, como herramienta para realizar previsiones con el ﬁn de mitigar los efectos producidos por los eventos extremos. Las simulaciones se llevaron a cabo en los recursos computacionales, “HPC-Linux- Cluster, del Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos Computacionales del Instituto Geofísico del Perú´”.
Simulación numérica del terremoto y maremoto de 1868 en el Sur del Perú
(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2025) Cobeñas Sánchez, Angel Alfonso; Jiménez Tintaya, César Omar
Teniendo en cuenta que los desastres naturales son eventos que no se pueden predecir. Esto es, en día, hora, fecha y lugar. Entre ellos podemos empezar desde inundaciones por intensas lluvias, huaycos, deslizamientos y por ultimo sismos. ´ Los sismos pueden ser de magnitud leve, moderada y elevada (destructivos) llegando a superar la intensidad VIII MM, donde se visualiza grandes destrucciones de viviendas, grietas y por ultimo ´ edificios colapsados. Los sismos también pueden clasificarse por su profundidad, siendo los sismos superficiales y de magnitud elevada la combinación m ´ as letal, ya que esta combinación genera como eventos cósmicos, subsidencia y elevación. Si la elevación se produce cerca de la línea de la costa y la fosa marina, destruye las ciudades y distritos costeros, no solo por las ondas del ´ terremoto sino también por el maremoto que produce con olas superiores a los 8 metros. ´ Una de las ciudades proyectadas en el problema a desarrollarse es Arica, ciudad costera en el límite frontera de Perú y Chile, ubicada dentro del cinturón de sísmico del Pacifico. La cual fue devastada en 1868 por el sismo ocurrido el 13 de agosto y con la estocada final de un maremoto (tsunami) que dejo alrededor de 25 000 pérdidas humanas y embarcaciones varadas, entre ellos el m ´ as famoso ´ de los reportes, el barco de guerra estadounidense Wateree. En este trabajo de investigación, se ha adaptado la metodología de Jiménez (2015) para estimar los parámetros y oscilaciones del nivel medio del mar para un evento sísmico histórico. Teniendo en cuenta el contexto de la mitigación y prevención de desastres producidos por fenómenos naturales. En este caso, para un terremoto y consecuente maremoto en zonas costeras. Basándose en los efectos históricos generados y que han sido reportados por diferentes investigadores, la simulación permite estimar los parámetros que produjo este terremoto con consecuencia de maremoto. El modelado numérico empieza desde hacer un recuento de los reportes realizados tanto en el Perú y el extranjero para este evento sísmico, con la finalidad de analizar la sismicidad y área de trabajo. Entender el proceso físico de generación del sismo debido a la fricción de los casquetes litosfericos; además, el proceso físico de generación de maremotos, comprendiendo el ´ efecto pistón para un medio homogéneo, isotrópico e incompresible (lıquido).

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