anexo f riesgo sísmico

CANTERA SAN JOSE B

Anexo F: Riesgo Ssmico

Preparado para:

Sociedad Minera Cerro Verde S.A.A.

Asiento Minero Cerro Verde Uchumayo Casilla Postal 299 Arequipa, Peru

MINA CERRO VERDE

EXPANSIN DE LA UNIDAD DE

PRODUCCIN

ANLISIS DE RIESGO SSMICO

Infome Final

Diciembre 2011

Preparado por:

MWH Americas, Inc.

1801 California Street, Suite 2900 Denver, Colorado 80202

SEISMIC HAZARD ANALYSIS A3 TAILING STORAGE FACILITY | TOC

CERRO VERDE MINE PRODUCTION UNIT EXPANSION TSF BASIC ENGINEERING REPORT JANUARY 2012

MWH REPORT

Tabla de Contenido

1 INTRODUCCIN .................................................................................................................................. 2

1.1 ANTECEDENTES Y PROPSITO ....................................................................................................... 2 1.2 ENFOQUE ............................................................................................................................................ 2

2 CONFIGURACIN SISMOTECTNICA Y SISMOS HISTRICOS ............................................... 3

2.1 SISMOS DE INTERFASE..................................................................................................................... 4 2.1.1 SISMICIDAD DE INTERFACE SEGMENTO NORTE ................................................................................................. 4 2.1.2 SISMICIDAD DE INTERFACE- SEGMENTO CENTRO ................................................................................................. 4 2.1.3 SISMICIDAD DE INTERFASE SEGMENTO SUR ........................................................................................................ 4 2.2 SISMOS INTRAPLACA ....................................................................................................................... 5

3 CARACTERIZACIN DE FUENTE SSMICA .................................................................................. 5

3.1 EVENTOS SSMICOS HISTRICOS Y MAGNITUDES ..................................................................... 5 3.2 CARACTERIZACIN DE FUENTES SSMICAS................................................................................ 8 3.3 VELOCIDAD DE ONDA DE CORTE .................................................................................................. 9

4 ATENUACIN DEL MOVIMIENTO DE SUELOS ............................................................................ 9

4.1.1 EVENTOS DE INTERFASE .............................................................................................................................................. 9 4.1.2 EVENTOS INTRAPLACA ............................................................................................................................................... 12

5 RESULTADOS DE LA ERSD ..............................................................................................................12

6 RECOMENDACIONES PARA EL SISMO BASE DE DISEO ........................................................17

7 HISTORIAS DE TIEMPO DE MOVIMIENTOS DE SUELOS .........................................................18

7.1 AJUSTE ESPECTRAL .........................................................................................................................19 7.2 MOVIMIENTOS DE SUELO PARA LOS EVENTOS INTRAPLACA ................................................26 7.3 MOVIMIENTOS DEL SUELO PARA EL EVENTO DE INTERFASE................................................33

8 REFERENCIAS ....................................................................................................................................40



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Lista de Figuras

Figura 1: Geometra de la zona de subduccin y definiciones de la zona de fuente ........................................ 3

Figura 2: Puntos MASW y Lineas del Sondaje Geofsico ...............................................................................11

Figura 3: Eventos de Interfase Media (roca). ..............................................................................................14

Figura 4: Eventos de Interfase-Percentil 84 (roca). ........................................................................................14

Figura 5: Eventos Intraplaca - media (roca). ...................................................................................................15

Figura 6: Eventos Intraplaca-Percentil 84 (roca). ...........................................................................................15

Figura 7: Comparacin entre los resultados del anlisis actual (intraplaca) con los resultados del informe URS 2003. .............................................................................................................................................................16

Figure 8 Comparacin entre los resultados del anlisis actual (interfase) con los resultados del informe URS 2003. .............................................................................................................................................................17

Figura 9a: Intraplaca (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H1) ..................................20

Figura 9b: Intraplaca (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H1) ....................................20

Figura 10a: Intraplaca (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H2 ) ...............................21

Figura 10b: Intraplaca (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H2 ) .................................21

Figura 11a: Intraplaca (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente Vertical) .........................22

Figura 11b: Intraplaca (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente Vertical) ...........................22

Figura 12a: Interfase (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral ( Componente H1 ) ................................23

Figura 12b: Interfase (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H1 ) ...................................23

Figura 13a: Interfase (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H2) ..................................24

Figura 13b: Interfase (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H2 ) ...................................24

Figura 14a: Interfase (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente Vertical ) ..........................25

Figura 14b: Interfase (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente Vertical) .............................25

Figura 15a: Intraplaca (Semi-Log) Movimiento de suelo puesto a escala ( Componente H1) .......................27

Figura 15b: Intraplaca (Log-Log) Movimiento de suelo puesto a escala (Componente H1) ..........................27

Figura 16a: Intraplaca (Semi-Log) Movimiento de suelo puesto a escala (Componente H2 ) .......................28

Figura 16b: Intraplaca (Log-Log) Movimiento de suelo puesto a escala (Componente H2) ..........................28

Figura 17a: Intraplaca (Semi-Log) Movimiento de suelo puesto a escala (Componente Vertical) ................29

Figura 17b: Intraplaca (Log-Log) Movimiento de suelo puesto a escala (Componente Vertical) ..................29

Figura 18a: Interfase (Semi-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente H1) .......................34

Figura 18b: Interfase (Log-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente H1 ) ........................34

Figura 19a: Interfase (Semi-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente H2) .......................35

Figura 19b: Interfase (Log-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente H2) .........................35

Figura 20a: Interfase (Semi-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente Vertical) ................36

Figura 20b: Interfase (Log-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente Vertical) ..................36



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Lista de Tablas

Tabla 2: Parmetros de Entrada de Fuentes Ssmicas .................................................................................... 8

Table 3: GMPEs utilizadas para la ERSD .....................................................................................................12

Tabla 4a: Subduccin de la Aceleracin Superficial Pico (g) Interfase ........................................................13

Table 4b: Subduccin de la Aceleracin Superficial Pico (g) (para Vs = 850m/s) ............................................13

Tabla 5a: Aceleracin Superficial Pico (g) Subduccin Intraplaca (roca) .....................................................13

Tabla 5b: Aceleracin Superficial Pico (g) Subduccin Intraplaca (para Vs-850m/s) ..................................13

Tabla 6a: Evento Intraplaca de Diseo Parmetros para los Componentes del Movimiento de Suelos H1 ...30

Tabla 6b: Evento Intraplaca de Diseo - Parmetros para los Componentes del Movimiento de Suelos H2 ...31

Tabla 6c: Evento Intraplaca de Diseo Parmetros para los Componentes Verticales del Movimiento de Suelo .............................................................................................................................................................32

Tabla 7a: Evento de Interfase de Diseo Parmetros para los Componentes del Movimiento de Suelos H137

Tabla 7b: Evento de Interfase de Diseo Parmetros para los Componentes del Movimiento de Suelos H2.38

Tabla 7c: Evento de Interfase de Diseo Parmetros para los Componentes Verticales del Movimiento de Suelos ...........................................................................................................................................................39

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EVALUACIN DE RIESGO SSMICO DETERMINSTICO DE LA INSTALACIN DE ALMACENAMIENTO DE RELAVES A3

EN LA MINA CERRO VERDE 1 INTRODUCCIN

Se llev a cabo una Evaluacin de Riesgo Ssmico Determinstico (ERSD) para la Instalacin de Almacenamiento de Relaves A3 propuesta (DR) en la mina Cerro Verde al sur del Per. Este sitio se encuentra ubicado aproximadamente 15 km al sur de la Ciudad de Arequipa y 70 km al noreste de la Costa del Pacfico en su punto ms cercano. Esta evaluacin de riesgo ssmico se basa en la configuracin sismotectnica del proyecto y los sismos caractersticos de la regin. Los modelos sismotectnicos han identificado tres fuentes ssmicas generales en la regin: sismos en zonas de subduccin originndose en la interfase de la placa Nazca- Sudamrica (sismos de interface), sismos originados en la placa de subduccin Nazca (sismos intraplaca), y sismos poco profundos en la placa emergente de Sudamrica (sismos corticales) Los parmetros de fuente para sismos para este ERSD fueron inicialmente desarrollados por terceros (URS 2004; 2009), sin embargo, MWH ha desarrollado de manera independiente parmetros de fuente, los cuales se utilizaron en este anlisis. Los resultados de los anlisis de riesgo ssmico probabilstico realizado por URS (2011) indican que los sismos intraplaca y de interface son la fuente principal de los riesgos ssmicos en el rea, por lo tanto, estos eventos son el enfoque principal de nuestra evaluacin. Las fuentes originales y crustales no han sido consideradas en este estudio. Este documento se desarroll en estrecha coordinacin con el Dr. Norman Abrahamson

1.1 Antecedentes y Propsito

El principal propsito de este anlisis es proporcionar un ERSD utilizando las ecuaciones de prediccin de movimiento ssmico (GMPEs, en ingls) y el desarrollo de historias de tiempo para los escenarios ssmicos identificados. Como parte del alcance de trabajo para la ingeniera bsica del DR propuesta como parte del Proyecto de Expansin de la Unidad de Produccin de Cerro Verde, MWH ha llevado a cabo una revisin de las evaluaciones de riesgo ssmico existentes desarrollado por URS en el 2004 y 2009. Los comentarios de ambos documentos se resumieron en un memorando llevado a cabo por MWH con fecha 29 de junio 2011. La revisin de ambos documentos de URS y el memo revisado de MWH desarrollado por el Dr Abrahamson se incluyeron en un anexo del memorando.

1.2 Enfoque

El enfoque utilizado para el DSHRA generalmente sigue los procedimientos desarrollados por Kramer (1996), tal como se resume a continuacin:

1. Identificar y caracterizar las fuentes ssmicas capaces de generar movimientos ssmicos significativos en el sitio.

2. Seleccionar la fuente de los parmetros de distancia para cada zona de fuente, consistentes con la GMPE seleccionada

3. Seleccionar los sismos de control.

4. Definir el riesgo en el sitio en relacin a los movimientos ssmicos producidos por los sismos de control.

Los estudios previamente realizados han demostrado que los riesgos ssmicos en el sitio estn dominados por sismos intraplaca e interfase, contribuyendo ligeramente los sismos crustales (URS 2004; 2009). En consecuencia, el DSHA considera fuentes ssmicas relacionadas a la zona de subduccin (eventos de interface y eventos dentro de la placa subductante). El riesgo se defini de acuerdo a las GMPEs seleccionadas para la regin y al estilo de fallas en la zona de subduccin. Los parmetros de distancia se estimaron utilizando la geometra de fallas y



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mediciones de distancia apropiadas para las ecuaciones GMPE seleccionadas. El sismo de control se seleccion en base a la historia ssmica de la regin. Se utiliz el espectro de diseo del DSHA para generar historias de tiempo para controlar los sismos. El desarrollo de las historias de tiempo se encuentra en la Seccin 6 de este informe. .

2 CONFIGURACIN SISMOTECTNICA Y SISMOS HISTRICOS

La configuracin sismotectnica del sitio est dominada por la subduccin de la placa ocenica Nazca bajo la placa Sudamericana. La zona de subduccin se origina en altamar en la zanja Per-Chile, y la placa Nazca de subduccin se extiende al este por debajo de la margen oeste de Sudamrica. La subduccin debajo de la margen continental sigue producindose desde al menos hace 100 millones de aos y el acortamiento crustal concurrente y adicin magmtica desde el volcanismo de arco volcnico ha resultado en un engrosamiento de la corteza continental y desarrollo del cinturn de la cordillera de los andes (Jordan et al. 1983). Se asume que los sismos con una profundidad menor a 60 km y entre la zanja Per-Chile , 150 km al este de la zanja estn relacionados a la interface de la zona de subduccin (Nishenko 1985), y sismos por debajo de 60 km y ms de 150 km al este de la zanja Per-Chile se asumen como eventos intraplacas. El criterio para definir los sismos de interfase e intraplacas se encuentran grficamente en la Figura 1, la cual muestra una seccin transversal construida a travs del sitio, as como la geometra generalizada de la zona de subduccin y distancias medidas utilizadas en la ERSD. El perfil se desarroll utilizando el modelo intraplacas desarrollado por USGS (2010), con una seccin transversal tomada a travs de la perpendicular del sitio a la costa del Per, que tambin es perpendicular a los contornos intraplacas.

Figura 1: Geometra de la zona de subduccin y definiciones de la zona de fuente



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2.1 Sismos de Interfase

Los sismos de interfase se originan al contacto entre la placa sudamericana y la placa subductante Nazca. Dos de los sismos ms grandes dentro de 400 km del sitio fueron los eventos de interfase Mw 8.8, que ocurrieron en 1604 y 1868. Cerca de la regin del proyecto, la placa subductante Nazca tiene un buzamiento aproximado de 15 al este de la zanja Per-Chile. A mayores distancias de la zanja, la placa Nazca se flexiona hacia abajo logrando un buzamiento ms empinado de hasta 30(Langer and Spence 1995). Los arcos volcnicos calcreos-alcalinos encontrados al sur de Per reflejan reas con una mayor subduccin presentndose una fusin de placas. La parte central del Per experiment un abrupto cese del volcanismo cuaternario 5 millones de aos antes del presente, tiempo en el cual se sospech que se form una seccin plana en el bloque de subduccin bajo la placa sudamericana (Jordan et al. 1983). La seccin plana redujo el volcanismo pues acta como un disipador de calor y reduce el flujo de calor en la placa sudamericana (Gutscher 2002). La seccin plana se extiende desde cerca de la frontera Ecuador/Per a una latitud aproximada de 15.5 S al sur del Per. Los anlisis de sismos de interface en Per indican que las caractersticas en la placa subductante Nazca- es decir la Dorsal de Nazca y la zona de fractura Mendaa coincide con los lmites de tres segmentos distintos de la interfase de la placa Sudamericana-Nazca. Estos segmentos muestran diferentes patrones temporales y espaciales de sismicidad (Beck and Nishenko 1990; Dorbath et al. 1990; Langer and Spence 1995), y se conocen como los segmentos del norte, centro y sur. El rea del proyecto se encuentra dentro del segmento sur. A continuacin la historia ssmica de los tres segmentos.

2.1.1 Sismicidad de Interface Segmento Norte

Solo se ha reconocido un gran sismo en 1619 (Mw 7.7 a 8.0) en el segmento norte al norte de la zona de fractura Mendaa (Dorbath et al. 1990). Ningun otro sismo de interface se ha documentado en este segmento de la zona de subduccin. A diferencia de los segmentos central y norte, el segmento norte de la zona de subduccin en Per aparentemente presenta un contacto ms dbil y podra sufrir subduccin de manera casi assmica.

2.1.2 Sismicidad de Interface- Segmento Centro

Se han producido seis sismos de mayor intensidad (Mw 7.7 a 8.2) en el segmento centro durante un perodo entre los aos 1940 y 1996. Estos sismos, que ocurrieron con 14 aos de diferencia en promedio, fueron precedidos por casi 200 aos de quietud ssmica. Una serie de 14 sismos (Mw 7.5 a 9+) anteriores se produjo entre los aos 1550 y 1750 con un intervalo de recurrencia promedio de aproximadamente 14 aos. La primera serie de sismos incluyeron sismos de gran magnitud en los aos 1687 (Mw 8.4 to 9.0) and 1746 (Mw 8.6 to 9.5), que fueron los eventos ssmicos ms grandes documentados que hayan ocurrido en el segmento centro (Beck y Nishenko, 1990; Dorbath et al., 1990). Dichos intervalos de recurrencia irregular sugieren que la recurrencia de sismos de interfase de mayor intensidad y gran magnitud en el segmento centro podra agruparse a travs del tiempo. Se debe tener en cuenta que el intervalo entre los eventos ssmicos histricos de gran magnitud slo es de aproximadamente 60 aos, pero han trascurrido 260 aos desde el evento ssmico de 1746, el que registr mayor intensidad. El evento ssmico ms reciente en este segmento fue deMw 8.0 ocurrido el 15 de agosto de 2007.

2.1.3 Sismicidad de Interfase Segmento Sur

En comparacin con el patrn de recurrencia irregular para sismos de gran magnitud en el segmento centro, el

segmento sur muestra un intervalo de recurrencia regular de casi 100 aos. Dorbath et al. (1990) documentaron

siete sismos de placa-interface, desde Mw 7.5 a 9.0, durante el perodo desde 1582 hasta 1868. Al notar el patrn

regular y simple de los sismos en los aos 1604, 1687, 1784 y 1868, Dorbath et al. (1990) pronosticaron que

probablemente iba a generarse un futuro sismo de gran magnitud en el sur del Per hacia finales del siglo XXI. El

23 de junio del 2001, se produjo un sismo de Mw 8.4 en esa rea.



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2.2 Sismos Intraplaca

En la parte profunda de la zona de interfase de subduccin y dentro de la placa de subduccin de Nazca se

encuentran fallas con expansin y contracciones relacionadas a la sismicidad de la zona Wadati-Benioff. La seccin

sismognica de la placa es de aproximadamente 405 km de grosor (Norabuena et al., 1999), y las fallas dentro de

la placa tienen un potencial de sismos de gran magnitud y que generan daos, incluyendo el evento ssmico de

1970 con Mw 7.8 a 8.0 que se origin en la parte profunda de la fractura de Mendaa.

En la parte meridional del Per, la placa de Nazca en el sur del Per se extiende por debajo de la interfase de la

placa a una inclinacin de aproximadamente 15 a 30 a profundidades de alrededor de 100 km (Martinod et al.,

2010). A una profundidad de aproximadamente 100 km, la placa de subduccin aplana a alrededor de 10 a 15

entre 100 km y 150 km de profundidad. A una profundidad de aproximadamente 150 km, la placa de subduccin

empieza a pronunciarse y cae 200 km en profundidad en una distancia de 200 km (USGS 2010). A pesar de que

esta zona profunda tiene un potencial de producir sismos de mayor intensidad a gran magnitud incluyendo el

sismo de Bolivia en 1994 con Mw 8.3 (Engdahl et al., 1995), la energa ssmica es atenuada significativamente antes

de llegar al sitio y slo es una contribucin menor a los riesgos ssmicos generales para estas profundidades

hipocentrales.

3 CARACTERIZACIN DE FUENTE SSMICA

El modelo de fuente ssmica incluye eventos intraplaca e interfase de subduccin. Las fuentes crustales no se consideraron en el anlisis puesto que previos estudios han concluido que las fuentes intraplacas y de interfase gobiernan los peligros ssmicos en el sitio. Las fuentes son modeladas con los siguientes parmetros de entrada:

(1) fuente de fallamiento (es decir, interfase frente a placa),

(2) mxima magnitud ssmica (Mmax),

(3) profundidad focal, y

(4) distancia.

Las fuentes de informacin incluyen literatura publicada y no publicada, fuentes de internet, catlogos de sismicidad histrica elaborados anteriormente e informes de evaluacin de riesgo ssmico desarrollados para la mina Cerro Verde (URS 2004; 2009).

3.1 Eventos Ssmicos Histricos y Magnitudes

Las magnitudes para la caracterizacin de fuente fueron estimadas usando datos histricos con un enfoque en el sur del Per. Los eventos ssmicos histricos significativos considerados en este anlisis se muestran en la Tabla 1.



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Tabla 1: Sismos Significativos

Sismos de Interfase en la Zona de Subduccin

Ao

Ma Estilo

Profunida

d (km)b

Longitud Minima de

Ruptura (km)c

Referencias Segmento Norte 1619

7.7-8.0 Intraplaca 40-50 100-150

Dorbath et al. 1990; Silgado 1985

Segmento Centro 1687 8.4-9.0

Intraplaca 30 300

Beck and Nishenko 1990; Dorbath et al. 1990; NGDC; Silgado 1985

1746 8.6-9.5

Intraplaca 30 350

Beck and Nishenko 1990; Dorbath et al. 1990; Silgado 1985

1940 8.1-8.2 Intraplaca 0 180 Dorbath et al. 1990; Kanamori 1977

1942 8.2 Intraplaca 0 200 Dorbath et al. 1990; Kanamori, 1977

1966 8.1 Intraplaca 38 100 Dorbath et al. 1990; Kanamori 1977

1974 8.1 Intraplaca

9-22 140 Dorbath et al. 1990; Kanamori 1977; Langer and Spence 1995

1996 2007

7.7-7.9 8.0

Intraplaca 33 39



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Eventos de Interfase Segn se muestra en la Figura 1, la zona considerada para los eventos de interfase en este anlisis se extiende desde la zanja Per-Chile al lmite de aproximadamente 150 km hacia el este de la fosa, la cual es consistente con las estimaciones de Nishenko (1985). Los sismos de interfase ms grandes en el catlogo para el rea considerada son los sismos de mayor escala de los aos 1604 (Mw 8.8) y 1868 (Mw 8.8 a 9.2). Las magnitudes estimadas para estos dos sismos proporcionan una base para la seleccin de la magnitud mxima para un evento de interfase (Beck y Nishenko, 1990; Dorbath et al., 1990; Okal et al., 2006). Adems, la magnitud mxima puede tambin ser estimada considerando las dimensiones mximas de ruptura y utilizando las relaciones empricas para la magnitud y longitud de la falla (Dorbath et al., 1990), as como la magnitud y el rea de ruptura (Wyss, 1979). La relacin para la magnitude frente a la longitud de la ruptura desarrollada para eventos ssmicos en la zona de subduccin Per-Chile es (Dorbath et al., 1990): Mw = 1.62 log L + 4.44 Donde L es longitud de ruptura. Se estima que la longitud de ruptura del evento ssmico de 1868 fue de 500 km (Dorbath et al., 1990), lo que resulta en la Mw de 8.8. Si se considera la longitud de ruptura estimada de 900 km dada por Okal et al. (2006), la magnitud mxima computada es de alrededor de 9.2. Wyss (1979) desarrollo una relacin emprica sencilla entre el rea de ruptura del sismo de la zona de subduccin y magnitud:

Mw = log A + 4

donde A es el rea de ruptura. Basndose en las rplicas y la informacin de las intensidades, Nishenko (1985) estim la anchura del evento ssmico de 1868 en aproximadamente 150 km. Multiplicando la longitud del segmento de 500 km por una anchura en la parte profunda del segmento de interfase produce un rea de falla de cerca 75,000 km2, y una magnitud correspondiente a Mw 8.9. Una magnitud mxima para un evento de interfase de 9.2 es considerada razonable basndose en las dimensiones de la zona de subduccin y las magnitudes histricas ms grandes. Eventos Intraplacas El evento de placa de 1970 en la Tabla 1 es uno de los sismos de placa a poca profundidad ms grandes que jams se haya registrado y se considera que representa la magnitud mxima para los eventos de placa a poca profundidad. Se debe tener en cuenta que no se consider el evento ssmico de 1994 con Mw 8.2 en la Tabla 1 al momento de seleccionar la magnitud mxima para el evento de placa ya que la profundidad (631 km) est fuera del rango de profundidad de 60 a 120 km. La magnitud reportada del evento ssmico de 1970 en la literatura es Mw 7.8 a Mw 8.0 con una profundidad focal de aproximadamente 70 km. Aun cuando el sismo de 1970 ocurri en los lmites entre los segmentos norte y centro de la zona de subduccin y est a ms de 1,000 km del sitio, se asume como mnimo que el segmento sur podra tener un potencial de producir un evento de placa de similar magnitud. Para nuestro estudio, se seleccion una magnitud mxima de 8.0 basado en el evento ssmico de 1970 El evento de placa de 1970 en la Tabla 3-1 es uno de los sismos de placa a poca profundidad ms grandes que jams se haya registrado y se considera que representa la magnitud mxima para los eventos de placa a poca profundidad. Se debe tener en cuenta que no se consider el evento ssmico de 1994 con Mw 8.2 en la Tabla 3-1 al momento de seleccionar la magnitud mxima para el evento de placa ya que la profundidad (631 km) est fuera del rango de profundidad de 60 a 120 km. La magnitud reportada del evento ssmico de 1970 en la literatura es Mw 7.8 a Mw 8.0 con una profundidad focal de aproximadamente 70 km. Aun cuando el sismo de 1970 ocurri en los lmites entre los segmentos norte y centro de la zona de subduccin y est a ms de 1,000 km del sitio, se asume como mnimo que el segmento sur podra tener un potencial de producir un evento de placa de similar magnitud. Para nuestro estudio, se seleccion una magnitud mxima de 8.0 basado en el evento ssmico de 1970



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3.2 Caracterizacin de Fuentes Ssmicas

Se desarroll la fuente para parmetros de distancia del sitio para eventos de interfase e intraplacas utilizando un perfil de la zona de subduccin e informacin de USGS (2010). En la Figura 1 se muestra el perfil. Los parmetros de distancia usados en este anlisis se resumen en la Tabla 2. Asimismo, lneas abajo se proporciona un debate de los mtodos y supuestos utilizados para desarrollar los parmetros de distancia

Tabla 2: Parmetros de Entrada de Fuentes Ssmicas

Fuentes Intraplacas

Magnitud 8.0 Ruptura y Distancia Hipocentral 80 km

Profundidad Hipocentral 70 km

Vs30 850 m/s

Caractersticas del Sitio Sc (Atkinson and Boore 2003) SC I (Zhao et al. 2006)

Fuentes de Interfase

Magnitud 9.0 Ruptura y Distancia Hipocentral 85 km

Profundidad Hipocentral 50 km

Vs30 850 m/s

Caractersticas del Sitio Sc (Atkinson and Boore 2003) SC I (Zhao et al. 2006) Eventos de Interfase Los sismos de interfase se originan en el contacto entre la Placa Sudamericana y la zona de subduccin de la Placa

de Nazca. La profundidad hipocentral puede variar entre 10 y 60 km a lo largo de la interfase (Figura 1).Las

profundidades hipocentrales de los eventos de interfase de mayor intensidad listadas en la Tabla 1 varan de 0 a

50 km, lo que es consistente con las profundidades hipocentrales esperadas para los eventos de interfase. Para

algunas de las GMPE, el nivel de movimiento de suelos depende de la profundidad hipocentral, as como de la

distancia de ruptura con movimiento de suelos crecientes para una profundidad mayor dada la misma distancia de

ruptura. Para efectos conservadores, se seleccion una profundidad focal de 50 km para este anlisis basada en el

rango de profundidades hipocentrales que se muestra en laTabla 1.

Se estim una distancia de rotura de 85 km para eventos de interfase como se muestra en la Figura 1. Aunque

habran algunas incertidumbres asociadas con la distancia de ruptura, el valor estimado es consistente y sustentado

por el plano de ruptura del ao 2001 (Mw 8.4) informado por Rodriguez-Marek et al. (2003) basado en los eventos

de rplicas. Tambin se debe tener en cuenta que, para efectos conservadores en la seleccin de la profundidad

hipocentral, sta estimara los movimientos de suelos sobre el promedio para un evento de magnitud 9 a una

distancia de ruptura de 85 km.



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Eventos Intraplacas Para eventos de placa, la distancia ms cercana (distancia de ruptura) a la parte superior de la placa es de aproximadamente 80 km. Se seleccion la profundidad hipocentral por ser la profundidad registrada desde la superficie del suelo al punto ms cercano en la placa, la cual se estim que sera de aproximadamente 70 km (Figura 1). Aunque habra algunas incertidumbres asociadas con el estimado de la distancia, se debe tener en cuenta que, para efectos conservadores, se ha seleccionado un evento ssmico con una magnitud elevada (M 8).

3.3 Velocidad de Onda de Corte

Se seleccionaron valores para la velocidad de onda de corte en los 30 metros superiores (Vs30) de un Anlisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW, por su sigla en ingls) efectuado en el rea del DR, en el valle de la Quebrada Linga. Las mediciones MASW se efectuaron en seis ubicaciones en el valle y dos ubicaciones en los estribos planeados. Las velocidades de onda de corte registradas generalmente varan entre aproximadamente 400 m/s a 900 m/en el valle, y 200 m/S a 800 m/S en los estribos en los 15 m superiores. Las velocidades de onda de corte se incrementaron con la profundidad, que generalmente vara entre 1000 m/s a 2000 m/s en los 15 m a 30 m bajo la superficie del terreno para las ocho ubicaciones. La velocidad de onda de corte promedio ponderada en los 30 m superiores de profundidad se calcul para cada ubicacin MASW. El valor promedio Vs30 para las ocho ubicaciones se calcularon en aproximadamente 850 m/s, valor utilizado en el actual ERSD. Los resultados del sondeo MASW se resumen en el Anexo A. Las ubicaciones de los puntos MASW y lneas del sondeo geofsico se encuentran en la Figura 2.

4 ATENUACIN DEL MOVIMIENTO DE SUELOS

Se aplican las GMPE a los sismos caractersticos para estimar el movimiento de suelos en el sitio. Las GMPE son expresiones matemticas que se definen cmo las ondas ssmicas que se propagan desde la fuente hacia el sitio. Diversos factores se combinan para atenuar la amplitud o intensidad, incluyendo refraccin, reflexin, difraccin, dispersin geomtrica y absorcin Las GMPE estiman la disminucin en el movimiento de suelo como una funcin de magnitud, distancia y tipo de suelo o roca. Las relaciones se derivan al ajustar las ecuaciones a los datos obtenidos por instrumentos de movimientos fuertes para una regin especfica. En este anlisis, los sismos de placa son modelados utilizando las relaciones desarrolladas por BCHydro (en prensa), Zhao et al. (2006), Atkinson y Boore (2003) y Youngs et al. (1997). Para los sismos de interfase, este anlisis utiliz relaciones desarrolladas por BCHydro (en prensa), Zhao et al. (2006), Atkinson y Macias (2009) y Youngs et al. (1997). Estas GMPE son seleccionadas en base a su aplicabilidad en el sitio y se le han asignado ponderados diferentes basados en su adecuacin para el marco sismotectnico en el sur del Per. Se debe tener en cuenta que ninguno de los modelos considerados se desarrollaron especficamente para el Per. 4.1.1 Eventos de Interfase

El modelo de BCHydro se basa en una amplia base de datos que incluye toda la informacin empleada para

desarrollar los modelos de Zhao et al. (2006), Atkinson y Macias (2009) y Youngs et al. (1997). El modelo de

BCHydro tambin utiliz simulaciones numricas para establecer la exploracin de la escala de magnitud a eventos

ssmicos de M 9. Las otras tres GMPE se utilizan para representar incertidumbre asociada con el uso de

subconjuntos de datos.

Se han ponderado las GMPE seleccionadas para logar que el modelo de BCHydro represente la condicin media y los otros modelos capten el rango de valores potenciales. Como se muestra en la Tabla 3, el 40% del ponderado fue asignado al modelo de BCHydro (particionado en las tres opciones de escala de magnitud elevada) y el 60% restante fue distribuido equitativamente entre las otras GMPE. Las tres opciones con el modelo de BCHydro



MWH REPORT

representa una incertidumbre de cambios en la escala de magnitud en magnitudes elevadas vistas en dos conjuntos de simulaciones numricas para sismos de interfase de mayor intensidad (Gregor et al., 2002; Atkinson y Macias, 2009). El modelo de Zhao et al. (2006) no contiene un cambio en la escala de magnitude elevada, lo que conlleva a movimientos de suelos mayores cuando se compara con el modelo de BCHydro, ya que se extrapola el modelo a eventos ssmicos de M 9.

adamsaeText BoxFigure 2: MASW Points and Geophysics Survey Lines


CERRO VERDE MINE PRODUCTION UNIT EXPANSION TSF BASIC ENGINEERING REPORT

MWH REPORT

4.1.2 Eventos Intraplaca

Todas las GMPE utilizadas en este anlisis proporcionan resultados similares en el rango Mw 6-7 para placas, debido a que los conjuntos de datos de movimiento de suelos para estos eventos ssmicos son numerosos. Por lo tanto, se asignaron todos los modelos con ponderados iguales de 25%. Una consideracin importante al aplicar estas GMPE es la manera en que los modelos extrapolen los eventos ssmicos de M 8. Los modelos de BCHydro y Zhao et al. (2006) tienen escalas marcadas en relacin a la magnitud, que conlleva ocho eventos de gran magnitud. El modelo Youngs et al. (1997) se basa en la aceleracin superficial pico medida para la forma espectral de las ecuaciones de interfase. Las formas espectrales para los eventos de placa tienden a tener un contenido de perodo largo reducido, lo que implica que el modelo de Youngs et al. (1997) sobreestima la respuesta a perodos largos para eventos de placa. El modelo de Youngs et al. (1997) tambin tiene una saturacin de magnitud ms marcada (sobre M 7), lo que resulta en movimientos de suelos inferiores estimados para sismos por encima de M 7 segn se compara con otros modelos. El efecto neto de estas observaciones para el modelo de Youngs et al. (1997) es que conlleva a movimientos de suelos con perodos largos similares para sismos de M 8, pero movimientos de suelo con perodos cortos segn se compara con otros modelos. Se anticipa que la instalacin de depsito de relaves (DR) responder a los perodos largos En la Tabla 3 se muestran las GMPE seleccionadas .

Table 3: GMPEs utilizadas para la ERSD Fuentes de Interfase GMPE Ponderado BCHydro Delta C1 = 0 0.2

Delta C1 = -0.2 0.1 Delta C1 = 0.2 0.1

Zhao et al. (2006) 0.2 Atkinson and Macias (2009) 0.2 Youngs et al. (1997) 0.2

Fuentes Intraplaca GMPE Ponderado BCHydro Delta C1 = 0 0.15

Delta C1 = -0.2 0.05 Delta C1 = 0.2 0.05

Zhao et al. (2006) 0.25 Atkinson and Macias (2009) 0.25 Youngs et al. (1997) 0.25

5 RESULTADOS DE LA ERSD

Los resultados para la interfase de la zona de subduccin se resumen en la Tabla 4. La tabla muestra los valores estimados para las caractersticas similares de la roca (es decir, Vs30 = 1,100 m/s) y para caractersticas de Vs = 850 m/s. La aceleracin superficial pico mxima (Percentil 84) para el mecanismo de interfase de subduccin es de 0.40 g. El promedio ponderado de la aceleracin superficial pico (Percentil 84) para el mecanismo de interfase es de 0.32 g Cuando se consideren las caractersticas in-situ, el promedio ponderado de la aceleracin superficial pico (Percentil 84) para el mecanismo de interfase es de 0.32 g. Los resultados para el mecanismo de placa de subduccin a poca profundidad se resumen en la Tabla 5. La tabla muestra los valores estimados para las caractersticas similares de la roca (es decir, Vs30 = 1,100 m/s) y para las caractersticas Vs=850 m/s. La aceleracin superficial pico mxima (Percentil 84) para los eventos de placa es de 1.18 g. El promedio ponderado de la aceleracin superficial pico (Percentil 84) para el mecanismo de placa a poca



MWH REPORT

profundidad es de 0.67 g. Cuando se consideren las caractersticas in-situ, el promedio ponderado de la aceleracin superficial de pico (Percentil 84) para el mecanismo de placa a poca profundidad es de 0.95 g

Tabla 4a: Subduccin de la Aceleracin Superficial Pico (g) Interfase

Valor

Youngs et al. (1997)

Atkinson y Macias (2009)

Zhao et al. (2006)

BCHydro (Scale 1)

BCHydro (Scale 2)

BCHydro (Scale 3)

Promedio Ponderado

Media 0.19 0.13 0.16 0.15 0.13 0.19 0.16

Percentil 84 0.37 0.23 0.31 0.33 0.28 0.40 0.32

Table 4b: Subduccin de la Aceleracin Superficial Pico (g) (para Vs = 850m/s)

Valor

Youngs et al. (1997)

Atkinson y Macias (2009)

Zhao et al. (2006)

BCHydro (Scale 1)

BCHydro (Scale 2)

BCHydro (Scale 3)

Promedio Ponderado

Media 0.31 0.14 0.36 0.17 0.14 0.21 0.23

Percentil 84 0.60 0.25 0.71 0.37 0.31 0.45 0.46

Tabla 5a: Aceleracin Superficial Pico (g) Subduccin Intraplaca (roca)

Valor

Youngs et al.

(1997)

Atkinson y Boore (2003)

Zhao et al. (2006)

BCHydro (Scale 1)

BCHydro (Scale 2)

BCHydro (Scale 3)

Promedio Ponderado

Media 0.22 0.42 0.25 0.46 0.38 0.55 0.34

Percentil 84 0.42 0.78 0.51 0.99 0.82 1.18 0.67

Tabla 5b: Aceleracin Superficial Pico (g) Subduccin Intraplaca (para Vs-850m/s)

Valor

Youngs et al.

(1997)

Atkinson y Boore (2003)

Zhao et al. (2006)

BCHydro (Scale 1)

BCHydro (Scale 2)

BCHydro (Scale 3)

Promedio Ponderado

Media 0.35 0.46 0.58 0.51 0.42 0.60 0.48

Percentil 84 0.68 0.86 1.14 1.09 0.91 1.31 0.95

Los resultados del ERSD (roca) se muestran grficamente a continuacin.



MWH REPORT

Figura 3: Eventos de Interfase Media (roca).

Figura 4: Eventos de Interfase-Percentil 84 (roca).

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral

Acc

ele

rati

on

(g

)

Period (s)

Zhao et al. (2006)

BCHydro-Scale 1

BCHydro-Scale 2

BCHydro-Scale 3

Youngs et al.

Atkinson and Macias

Weighted Average

Subduction Zone

Interface

Median

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (s)

Zhao et al. (2006)

BCHydro-Scale 1

BCHydro-Scale 2

BCHydro-Scale 3

Youngs et al

Atkinson and Macias

Weighted Average

Subduction Zone

Interface

84th Percentile



MWH REPORT

Figura 5: Eventos Intraplaca - media (roca).

Figura 6: Eventos Intraplaca-Percentil 84 (roca).

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral

Acc

ele

rati

on

(g

)

Period (s)

Atkinson & Boore (2003)

Zhao et al. (2006)

BCHydro-Scale 1

BCHydro-Scale 2

BCHydro-Scale 3

Youngs et al.

Weighted Average

Subduction Zone

Slab

Median

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral

Acc

ele

rati

on

(g

)

Period (s)

Atkinson & Boore (2003)

Zhao et al. (2006)

BCHydro-Scale 1

BCHydro-Scale 2

BCHydro-Scale 3

Youngs et al

Weighted Average

Subduction Zone

Slab

84th Percentile



MWH REPORT

Comparacin de los Resultados de ERSD La Figura 7 y Figura 8 muestra una comparacin de los espectros de respuesta del ERSD 2003 preparado por URS, la cual se utiliz en el diseo del DR Enlozada con los resultados de los anlisis actuales. Todos los espectros mostrados en la Figura 7 son valores de percentil 84. El anlisis actualizado aument las aceleraciones espectrales en casi todos los periodos. La diferencia en los resultados actualizados es mayormente el resultado de utilizar GMPE adicionales. El anlisis del 2003 se limit a a la GMPE de Youngs et al. (1997) y la Figura 5 y Figura 6 muestran que esta GMPE proporciona el espectro de respuesta ms bajo en comparacin con otras GMPEs utilizadas en este estudio.

Figura 7: Comparacin entre los resultados del anlisis actual (intraplaca) con los resultados del informe URS 2003.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral

Acc

ele

rati

on

(g

)

Period (s)

MWH Slab (M8.0)

URS Slab (M7.8)



MWH REPORT

Figure 8 Comparacin entre los resultados del anlisis actual (interfase) con los resultados del informe URS 2003.

6 RECOMENDACIONES PARA EL SISMO BASE DE DISEO

El DR A3 propuesto fue clasificado como una estructura de alto riesgo, con grandes consecuencias potenciales en

relacin a la vida y propiedad si falla catastrficamente. se recomienda que el Sismo Base de Diseo (DBE, por su

sigla en ingls) se defina como el mximo sismo creble (MSC) de control. Por lo tanto, la presa debera estar

diseada para resistir el MSC de control con fallas catastrficas o daos graves suficiente para debilitar la estructura

e incrementar sustancialmente su riesgo de falla durante o despus del sismo.

Por lo tanto, el sismo base de diseo recomendado es el MSC generado por la zona de subduccin en el sur del

Per. Se han identificado dos escenarios ssmicos basados en la ERSD. El primer caso corresponde a los eventos

ssmicos asociados con los mecanismos de interfase (intraplaca), con un mximo de M 9.0, una aceleracin

superficial pico de 0.32 g, una aceleracin espectral para un perodo de 1 segundo (roca S1) de 0.34 g, y la distancia

ms cercana de aproximadamente 85 km. El segundo escenario est asociado con los mecanismos de placa, con un

mximo de M 8.0, una aceleracin superficial pico (roca) de 0.67 g, una aceleracin espectral para un perodo de 1

segundo (roca S1) de 0.48 g, y la distancia ms cercana de 80 km.

El DR A3 propuesto tendr una altura aproximada de 300 m de alto. Bajo estas condiciones, se ha estimado que

el perodo natural de la presa de relaves alcanzar su elevacin final mayor a un segundo, se espera que (el evento

intraplacas) sea el evento controlador que influencie principalmente la respuesta dinmica de la presa.

El percentil 84 debera usarse para definir el Sismo Base de Diseo, ya que las consecuencias seran extremas si una

falla ocurriera. Esta gua es consistente con la prctica actual de presa y la recomendacin de la Matriz

Consecuencia-Riesgo de California DSOD (DSOD 2002).

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral

Acc

ele

rati

on

(g

)

Period (s)

MWH Interface

URS Interface



MWH REPORT

El Sismo Base de Diseo seleccionado basado en este estudio tambin concuerda muy bien con los lineamientos

proporcionados por la International Committee on Large Dams (ICOLD) y otros lineamientos internacionales

para el diseo de presas de relaves y de almacenamiento de agua.

7 HISTORIAS DE TIEMPO DE MOVIMIENTOS DE SUELOS

Las historias de tiempo de aceleracin se desarrollaron para dos escenarios de sismos presentados en la Seccin 5:

el evento intraplaca y el evento interfase. El evento intraplaca de diseo es un sismo de M 8.0 con una aceleracin

superficial pico (roca) de 0.67 g y una distancia de 80 m, y el evento de interfase de diseo es un sismo de M 9.0

con una Aceleracin Superficial Pico (roca) de 0.32 g y una distancia de 85 km. Se desarrollaron los tres

componentes del movimiento de suelos (dos horizontales y uno vertical).

Para cada escenario de diseo, en lugar de combinar el espectro individual con el espectro objetivo, las historias de tiempo seleccionadas se redujeron de manera que el promedio de las ordenadas espectrales de la serie de historias de tiempo coincida (o exceda) el espectro objetivo, segn lo sugerido por Bommer y Acevedo (2004). Bommer y Acevedo (2004) afirmaron que uno de los parmetros ms importantes a considerarse al combinar los movimientos del suelo es la magnitud del evento, el cual influenciar significativamente el contenido de frecuencia y la duracin del movimiento. Los autores recomendaron buscar movimientos de suelo dentro de 0.20 unidades del movimiento objetivo. Sin embargo, debido a la cantidad de datos limitados para los eventos intraplacas mayores a M 7.8 (0.2 unidades de magnitud menor al evento de diseo), se efectuo una bsqueda de movimientos de suelo con una magnitud promedio de M 7.0 a M 8.0. Otros parmetros importantes que deben considerarse (Bommer y Acevedo 2004; USACE 2003) son: ambiente tectnico, distancia fuente a sitio, clasificacin del sitio y tipo de fallas. Los movimientos del suelo se seleccionaron en base a estas consideraciones. Se registraron varias bases de datos, incluyendo COSMOS y K-Net, para encontrar los movimientos de suelo que se asjutarian al criterio de bsqueda previamente descrito. Las historias de tiempo de aceleracin obtenidas del K-Net (ej: todos los movimientos de suelo de Japn) requirieron ser filtradas y una correccin de lnea base antes de ser utilizadas en el desarrollo de historias de tiempo para este anlisis. Los movimientos registrados se filtraron por debajo de 0.1 Hz utilizando un filtro butterworth de pasada de alta capacidad y lnea base corregida utilizando una funcin polinomial de 8vo orden. Se seleccionaron cinco movimientos de suelo registrados para cada escenario de diseo. Para el evento intraplaca de diseo, los movimientos de suelos seleccionados consistieron de:.

Aceleraciones registradas en dos estaciones (Santiago de Maria y Santa Tecla) durante el sismo de 7.6 grados en El Salvador en el 2001,

Aceleraciones registradas en dos estaciones (IWT011 y IWT013) durante el sismo de 7.0 grados en Japn en el 2003.

Aceleraciones registradas durante el sismo de 7.8 grados ocurrido en Per en 1970 ( el componente vertical no estuvo disponible). Cabe sealarse que existe un largo periodo de ruido (~10 segundos) en el componente de registro de 1970 Per C700N82; sin embargo, el ruido se encuentra fuera del rango de inters para este anlisis.

Para el evento de interfase de diseo, los movimientos de suelo seleccionados consistieron de:

Aceleraciones registradas en la Estacin HKD113 durante el sismo de 8.0 grados en Japn en el 2003; y Aceleraciones registradas en cuatro estaciones (FKS011, FKS014, MYG008 y IBR018) durante el sismo de

9.0 grados en Japon en el 2011.



MWH REPORT

Los movimientos de suelo seleccionados requirieron ser reducidos para coincidir con el espectro de diseo para los dos escenarios. El USACE (2003) sugiri el siguiente enfoque al disminuir las historias de tiempo de aceleracin.

- Utilizar por lo menos tres historias de tiempo para el anlisis dinmico linear, y por lo menos cinco historias de tiempo para el anlisis dinmico no linear.

- El factor de escala debe seleccionarse para que la suma de las diferencias (periodo por periodo) de los movimientos de suelo y el espectro objetivo sea aproximadamente igual a cero durante los periodos de inters. Cualitativamente, esto significa que el promedio de los movimientos de suelo registrados a escala deben contar con un ajuste visual con el espectro objetivo.

- El espectro medio de las historias de tiempo considerado, en cualquier periodo, no debe ser ms de 15 por ciento menos que el espectro objetivo en dicho periodo.

- El promedio de los ratios del espectro medio al espectro objetivo durante el rango del periodo de inters debe ser igual o mayor a uno.

El rango del periodo de importancia para la presa del DR fluctu entre 1.0 y 3.0 segundos. Por lo tanto, el espectro promedio de los movimientos de suelo seleccionados se redujo para que coincidan con el espectro objetivo de diseo, especialmente en este rango. Los factores de escala se desarrollaron independientemente para cada componente del movimiento de suelos. Los componentes horizontales estn compuestos de Horizontal 1 (o H1) y Horizontal 2 (o H2). Los componentes verticales de los movimientos de tierra se compararon con el espectro de diseo vertical. Se calcul un espectro de diseo vertical para cada escenario utilizando la metodologa de ratio V/H simplificada desarrollada por Bozorgnia y Campbell (2004) para roca firme, roca blanda y suelo bastante firme y una distancia de fuente a sitio mayor a 60 km. Para estos criterios, Bozorgnia y Campbell (2004) sugieren un ratio V/H de 0.65 para periodos menores a 0.1 seg y 0.50 para periodos mayores a 0.3 seg, presentando una relacin lineal de entre 0.1 y 0.3 segundos. Para obtener el espectro de diseo vertical, el espectro horizontal se multiplic por el ratio V/H en cada periodo.

7.1 Ajuste Espectral

Algunos de los movimientos de suelo seleccionados requirieron ser puestos a escala (factores de escala mayores a 4) para ajustarse con el espectro de diseo, particularmente en el rango de periodo de 1 a 3 segundos. En base a los factores de escala y a la limitada disponibilidad de datos para eventos intraplaca, se consider necesario realizar un ajuste espectral para desarrollar movimientos de suelo sintticos que brinden un mejor ajuste con el espectro de diseo. Se seleccionaron dos movimientos de suelos para cada movimiento para el ajuste espectral. Estos movimientos se seleccionaron en base al factor de escala y magnitud de las aceleraciones espectrales al compararse con el espectro de respuesta promedio y objetivo, as como con los otros movimientos de suelo. Se seleccionaron los siguientes movimientos de suelo para el ajuste espectral:

Para el evento intraplaca, ELS-Santiago de Maria y 03IWT013 Para el evento de interfase, 03HKD113 y 11IBR018

El ajuste espectral se efectuo utilizando EZ-FRISK v. 7.62, lo que permite al usuario seleccionar entre varios algoritmos de ajuste espectral incluyendo RspMatch2009. Los modelos de coseno reducido y de respuesta de oscilador en tiempo reverso se utilizaron en los Pasos 1 y 2, respectivamente, del proceso de ajuste espectral. El rango de frecuencia para coincidir fluctu entre 0.25 Hz y 100 Hz. Se corrigi la lnea base de los output de los movimientos de suelo utilizando un polinomial del 5to orden. Las historias de tiempo (aceleracin, velocidad y desplazamiento) obtenidas luego del ajuste espectral se compararon con las historias de tiempo originales sin ser puestas a escala para cada componente. Estas comparaciones se encuentran en el Anexo B. La comparacin del movimiento original de suelos y movimiento de suelos luego del ajuste espectral, as como el espectro de respuesta objetivo, se muestran en la Figura 9 a Figura 14.



MWH REPORT

Figura 9a: Intraplaca (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H1)

Figura 9b: Intraplaca (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H1)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)

Slab - Horiz Target Spectra

03 IWT013 EW (Original)

03 IWT013 EW (Spectral Match)

ELS-SdM 90 (Original)

ELS-SdM 90 (Spectral Match)

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 IWT013 EW (Original)






MWH REPORT

Figura 10a: Intraplaca (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H2 )

Figura 10b: Intraplaca (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H2 )

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 IWT013 NS (Original)

03 IWT013 NS (Spectral Match)



0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 IWT013 NS (Original)






MWH REPORT

Figura 11a: Intraplaca (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente Vertical)

Figura 11b: Intraplaca (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente Vertical)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)

Slab - Vertical Target Spectra

03 IWT013 UD (Original)

03 IWT013 UD (Spectral Match)

ELS-SdM UP (Original)

ELS-SdM UP (Spectral Match)

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 IWT013 UD (Original)


ELS-SdM UP (Original)




MWH REPORT

Figura 12a: Interfase (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral ( Componente H1 )

Figura 12b: Interfase (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H1 )

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)

Interface - Horiz Target Spectra

03 HKD113 EW (Original)

03 HKD113 EW (Spectral Match)

11 IBR018 EW (Original)

11 IBR018 EW (Spectral Match)

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 HKD113 EW (Original)


11 IBR018 EW (Original)




MWH REPORT

Figura 13a: Interfase (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H2)

Figura 13b: Interfase (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente H2 )

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 HKD113 NS (Original)

03 HKD113 NS (Spectral Match)

11 IBR018 NS (Original)

11 IBR018 NS (Spectral Match)

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 HKD113 NS (Original)


11 IBR018 NS (Original)




MWH REPORT

Figura 14a: Interfase (Semi-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente Vertical )

Figura 14b: Interfase (Log-Log) Resultados del Ajuste Espectral (Componente Vertical)

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)

Interface - Vertical Target Spectra

03 HKD113 UD (Original)

03 HKD113 UD (Spectral Match)

11 IBR018 UD (Original)

11 IBR018 UD (Spectral Match)

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 HKD113 UD (Original)


11 IBR018 UD (Original)




MWH REPORT

7.2 Movimientos de Suelo para los Eventos Intraplaca

Para el evento intraplaca, el espectro de respuesta (5% amortiguacin) de los tres movimientos de suelo registrados y puestos en escala, los dos movimientos espectralmente coincidentes y promedio se encuentra en las Figuras 15 a 17, junto con el espectro objetivo. Tal como lo recomienda Bommer y Acevedo (2004), el promedio del espectro de respuesta de los movimientos de suelo es ligeramente superior que el espectro objetivo. Es importante destacar que el movimiento de suelo de Per en 1970 no present un componente vertical disponible para utilizarse en este anlisis. Por lo tanto, el espectro promedio del componente vertical solo considera los dos movimientos registrados puestos a escala restantes y los dos movimientos espectralmente coincidentes. No se anticipa que el componente vertical controle el diseo del DR. Las historias de tiempo de desplazamiento, velocidad y aceleracin de los tres movimientos de suelos registrados y puestos a escala se encuentran en el Anexo C. Algunos parmetros claves del movimiento de suelos como Intensidad Arias, Periodo Medio, Frecuencia Predominante, Periodo Predominante y Duracin Significativa se calcularon para los cinco movimientos de suelos propuestos y se encuentran en la Tabla 6.



MWH REPORT

Figura 15a: Intraplaca (Semi-Log) Movimiento de suelo puesto a escala ( Componente H1)

Figura 15b: Intraplaca (Log-Log) Movimiento de suelo puesto a escala (Componente H1)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 IWT011 EW


1970 Peru H1

ELS-Santa Tecla 180


Avg H1 Spectra

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 IWT011 EW


1970 Peru H1

ELS-Santa Tecla 180


Avg H1 Spectra



MWH REPORT

Figura 16a: Intraplaca (Semi-Log) Movimiento de suelo puesto a escala (Componente H2 )

Figura 16b: Intraplaca (Log-Log) Movimiento de suelo puesto a escala (Componente H2)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 IWT011 NS


1970 Peru H2

ELS-Santa Tecla 90


Avg H2 Spectra

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 IWT011 NS


1970 Peru H2

ELS-Santa Tecla 90


Avg H2 Spectra



MWH REPORT

Figura 17a: Intraplaca (Semi-Log) Movimiento de suelo puesto a escala (Componente Vertical)

Figura 17b: Intraplaca (Log-Log) Movimiento de suelo puesto a escala (Componente Vertical)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 IWT011 UD


ELS-Santa Tecla UP


Avg Vertical Spectra

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)


03 IWT011 UD


ELS-Santa Tecla UP



SEISMIC HAZARD ANALYSIS A3 TAILING STORAGE FACILITY | TITLE PAGE 30


MWH REPORT

Tabla 6a: Evento Intraplaca de Diseo Parmetros para los Componentes del Movimiento de Suelos H1

Movimiento de Suelo Evento

Distancia (km)

Factor de Escala

H1

Intensidad Arias (m/s) -(Movimiento

puesto a escala)

Nmero Equivalente

de Ciclos (Idriss &

Boulanger 2008)

Periodo Medio

(s)

Frecuencia Media (Hz)

Periodo Pred.

(s)

Frecuencia Pred. (Hz)

Duracin 5-95%

PGA puesto

a escala

(g)

1970 Per 1970 Per

M 7.8-8.0

380 (hipo) 7 13.1 70.3 0.28 5.98 0.37 2.72 29.4 0.70

ELS-Santa Tecla

El Salvador

2001 M 7.6

114.9 (hipo) 1.15 8.64 52.5 0.35 5.54 0.16 6.16 14.3 0.69

ELS-Santiago de

Mara

El Salvador

2001 M 7.6

79.7 (hypo)

Espectralmente coincidentes 7.25 38.4 0.34 4.75 0.27 3.74 17.0 0.67

03 IWT011 Japn

5/26/2003 M 7

92.3 (hipo) 2.75 5.71 22 0.24 9.37 0.20 4.96 22.4 1.02

03 IWT013 Japn

5/26/2003 M 7

92.3 (hipo)

Espectralmente coincidentes 7.85 47.8 0.24 8.27 0.10 9.90 21.4 0.68



MWH REPORT

Tabla 6b: Evento Intraplaca de Diseo - Parmetros para los Componentes del Movimiento de Suelos H2

Movimiento de Suelo Evento

Distancia (km)

Factor de Escala

H1

Intensidad Arias (m/s)

-(Movimiento puesto a

escala)

Nmero Equivalent

e de Ciclos

(Idriss & Boulanger

2008)

Periodo

Medio (s)

Frecuencia Media

(Hz)

Periodo Pred.

(s)

Frecuencia Pred.

(Hz)

Duracin 5-95%

PGA puest

o a escala (g)

1970 Per

1970 Per

M 7.8-8.0

380 (hipo) 11 38.2 74.6 0.26 6.60 0.42 2.37 30.5 1.18

ELS-Santa Tecla

El Salvador

2001 M 7.6

114.9 (hipo) 1.25 12.0 36 0.33 4.46 0.29 3.43 10.8 0.97

ELS-Santiago de Mara

El Salvador

2001 M 7.6

79.7 (hipo)

Espectralmente

Coincidente 5.8 24.9 0.34 4.75 0.25 3.96 15.4 0.68

03 IWT011

Japn 5/26/200

3 M 7

92.3 (hipo) 4.0 7.36 25.6 0.22 9.61 0.18 6.43 20.1 0.85

03 IWT013

Japn 5/26/200

3 M 7

92.3 (hipo)

Espectralmente

Coincidente 8.56 45.4 0.23 8.50 0.44 2.27 22.8 0.72



MWH REPORT

Tabla 6c: Evento Intraplaca de Diseo Parmetros para los Componentes Verticales del Movimiento de Suelo

Movimiento de

Suelo Evento Distancia (km)

Factor de Escala

H1



escala)

Nmero Equivalent

e de Ciclos

(Idriss & Boulanger

2008)

Periodo

Medio (s)

Frecuencia Media

(Hz)

Periodo Pred.

(s)

Frecuencia Pred.

(Hz)

Duracin 5-95%

PGA puest

o a escala (g)

1970 Per

1970 Per

M 7.8-8.0

380 (hipo) --- --- --- --- --- --- --- --- ---

ELS-Santa Tecla

El Salvador

2001 M 7.6

114.9 (hipo) 1.25 4.37 45.7 0.25 7.83 0.31 3.19 15.9 0.59

ELS-Santiago de Mara

El Salvador

2001 M 7.6

79.7 (hipo)

Espectralmente

Coincidente 2.82 57.3 0.27 6.68 0.18 5.50 22.4 0.41

03 IWT011

Japn 5/26/200

3 M 7

92.3 (hipo) 5.0 13.8 72.7 0.23 11.5 1.6 0.62 22.1 0.83

03 IWT013

Japn 5/26/200

3 M 7

92.3 (hypo)

Espectralmente

Coincidente 4.22 88.3 0.14 13.8 0.20 5.04 22.4 0.43



MWH REPORT

7.3 Movimientos del Suelo para el Evento de Interfase

Para el evento de interfase el espectro de respuesta (5% amortiguacin) de los tres movimiento de suelos registrados y puestos en escala, los dos movimientos espectralmente coincidentes y promedio se encuentra en las Figuras 18 a 20, junto con el espectro objetivo. Tal como lo recomienda Bommer y Acevedo (2004), el promedio del espectro de respuesta de los movimientos de suelo es ligeramente superior que el espectro objetivo. Las historias de tiempo de desplazamiento, velocidad y aceleracin de los tres movimientos de suelos registrados y puestos a escala se encuentran en el Anexo C. Algunos parmetros principales del movimiento de suelos como Intensidad Arias, Periodo Medio, Frecuencia Predominante, Periodo Predominante y Duracin Significativa se calcularon para los cinco movimientos de suelos propuestos y se encuentran en la Tabla 7.



MWH REPORT

Figura 18a: Interfase (Semi-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente H1)

Figura 18b: Interfase (Log-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente H1 )

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)



11 FKS011 EW

11 MYG008 EW

11 FKS014 EW


Avg H1 Spectra

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)



11 FKS011 EW

11 MYG008 EW

11 FKS014 EW


Avg H1 Spectra



MWH REPORT

Figura 19a: Interfase (Semi-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente H2)

Figura 19b: Interfase (Log-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente H2)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0.01 0.1 1 10

Sp

ectr

al A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)



11 FKS011 NS

11 MYG008 NS

11 FKS014 NS


Avg H2 Spectra

0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)



11 FKS011 NS

11 MYG008 NS

11 FKS014 NS


Avg H2 Spectra



MWH REPORT

Figura 20a: Interfase (Semi-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente Vertical)

Figura 20b: Interfase (Log-Log) Movimiento de Suelos puesto a Escala (Componente Vertical)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)



11 FKS011 UD

11 MYG008 UD

11 FKS014 UD



0.001

0.01

0.1

1

10

0.01 0.1 1 10

Sp

ect

ral A

cce

lera

tio

n (

g)

Period (sec)



11 FKS011 UD

11 MYG008 UD

11 FKS014 UD





MWH REPORT

Tabla 7a: Evento de Interfase de Diseo Parmetros para los Componentes del Movimiento de Suelos H1

Movimiento de


Factor de Escala

H1



escala)

Nmero Equivalent

e de Ciclos

(Idriss & Boulanger

2008)

Periodo

Medio (s)

Frecuencia Media

(Hz)

Periodo Pred.

(s)

Frecuencia Pred.

(Hz)

Duracin 5-95%

PGA puest

o a escala (g)

03 HKD113

Japn 9/26/200

3 M 8

85.1 (hipo)

Espectralmente

Coincidente 3.24 57.4 0.33 5.63 0.12 8.36 42.9 0.32

11 FKS011

Japn 3/11/201

1 M 9

54.6 (rup) 1.75 18.7 180 0.43 5.71 1.94 0.52 64.3 0.52

11 MYG008

Japn 3/11/201

1 M 9

52.4 (rup) 1.5 10.1 109 0.43 5.03 0.73 1.38 110 0.43

11 FKS014

Japn 3/11/201

1 M 9

75.7 (rup) 2.5 12.5 83.4 0.39 5.01 0.31 3.19 55.3 0.57

11 IBR018

Japn 3/11/201

1 M 9

84.5 (rup)

Espectralmente

Coincidente 1.77 45.2 0.44 5.13 1.06 0.94 29.4 0.29



MWH REPORT

Tabla 7b: Evento de Interfase de Diseo Parmetros para los Componentes del Movimiento de Suelos H2

Movimiento de


Factor de Escala

H1



escala)

Nmero Equivalent

e de Ciclos

(Idriss & Boulanger

2008)

Periodo

Medio (s)

Frecuencia Media

(Hz)

Periodo

Pred. (s)

Frecuencia Pred.

(Hz)

Duracin 5-95%

PGA puest

o a escala (g)

03 HKD113

Japn 9/26/200

3 M 8

85.1 (hipo)

Espectralmente

Coincidentes 2.63 38.1 0.43 4.75 0.70 1.43 42.6 0.34

11 FKS011

Japn 3/11/201

1 M 9

54.6 (rup) 1.25 13.1 146 0.38 4.83 0.26 3.91 68.4 0.44

11 MYG008

Japn 3/11/201

1 M 9

52.4 (rup) 1.25 9.73 82.2 0.29 5.74 0.44 2.25 80.6 0.47

11 FKS014

Japn 3/11/201

1 M 9

75.7 (rup) 1.75 3.97 57.7 0.45 5.31 0.47 2.13 68.9 0.36

11 IBR018

Japn 3/11/201

1 M 9

84.5 (rup)

Espectralmente

Coincidentes 2.66 51.6 0.39 5.38 0.18 5.42 37.4 0.33



MWH REPORT

Tabla 7c: Evento de Interfase de Diseo Parmetros para los Componentes Verticales del Movimiento de Suelos

Movimiento de


Factor de Escala

H1



escala)

Nmero Equivalent

e de Ciclos

(Idriss & Boulanger

2008)

Periodo

Medio (s)

Frecuencia Media

(Hz)

Periodo Pred.

(s)

Frecuencia Pred.

(Hz)

Duracin 5-95%

PGA puest

o a escala (g)

03 HKD113

Japn 9/26/200

3 M 8

85.1 (hypo)

Espectralmente

Coincidentes 1.51 102 0.26 9.00 0.12 8.51 45.9 0.21

11 FKS011

Japn 3/11/201

1 M 9

54.6 (rup) 1.25 6.93 166 0.18 9.08 0.09 11.7 57.8 0.36

11 MYG008

Japn 3/11/201

1 M 9

52.4 (rup) 1.25 5.97 93.9 0.18 10.4 0.15 6.66 86.9 0.39

11 FKS014

Japn 3/11/201

1 M 9

75.7 (rup) 1.75 1.99 182 0.22 13.6 0.35 2.82 47.3 0.21

11 IBR018

Japn 3/11/201

1 M 9

84.5 (rup)

Espectralmente

Coincidentes 1.10 76.0 0.29 8.71 0.12 8.23 35.1 0.20

SEISMIC HAZARD ANALYSIS A3 TAILING STORAGE FACILITY | REFERENCE PAGE 40


MWH REPORT

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anexo f riesgo sísmico

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