Diapositiva 1 - Foro Nuclear

Evaluación del riesgo de terremotos y
tsunamis en emplazamientos nucleares:
Retos tras el accidente de Fukushima.
Álvaro González
www.geonaut.eu
Los terremotos y tsunamis son los fenómenos
naturales cotidianos capaces de causar más daños
Haití,
2010
La parte exterior de La Tierra es frágil, y está
siendo deformada desde el interior.
Debido a ello, ese parte exterior está fragmentada
en bloques de todos los tamaños.
Los terremotos los causa el desplazamiento
brusco de un bloque de roca con respecto a otro.
A la superficie de rotura
entre ellos se le llama falla.
Foto: Lloyd Homer, GNS
Falla de extensión.
Nueva Zelanda, 1987
Falla compresiva.
Taiwan, 1999
Taiwan, 1999
Falla de
desgarre
California,
1992
Foto: Kerry Sieh
Falla de desgarre, California, 1980
Las ondas sísmicas parten únicamente de un
punto, sino de toda la superficie de la falla.
San Francisco, 1906
Las sacudidas causan la mayor parte del daño
en edificios e infraestructuras.
Chile, 2010.
Los terremotos también desencadenan
deslizamientos en las laderas.
China, 2008
Estos
China,fenómenos
2008
El suelo, sometido a una agitación intensa,
puede comportarse como arenas movedizas.
Japón, 1964
El suelo, sometido a una agitación intensa,
puede comportarse como arenas movedizas.
Japón, 2011
Magnitud
Los terremotos de mayor magnitud son eventos
extremos, muy poco frecuentes.
Año
Datos: USGS PAGERCAT 1900-2008, USGS-NEIC & GCMT 2008-actualidad.
Los terremotos más grandes y menos frecuentes
liberan la mayor parte de la energía total.
Kamchatka 1952; 9.0
Chile 2010; 8.8
Japón 2011; 9.1
Sumatra 2004; 9.3
M<6
6< M < 7
7< M < 8
Energía
liberada
1906-2011
Alaska 1964; 9.4
Otros de
M>8
Chile 1960; 9.5
New Mexico Institute of
Mining and Technology
Tsunamis
Llegada de una de las olas a Indonesia (2004)
Sumatra,
2004
Sumatra,
2004
Un pueblo de Sumatra, antes del tsunami
El mismo pueblo, después
Un tsunami se produce cuando el movimiento de
la falla desnivela bruscamente el fondo marino.
¿Con qué datos contamos para estimar el riesgo?
Para los terremotos recientes, disponemos
de registros obtenidos con sismógrafos.
Aspecto de una estación sísmica moderna.
Foto: IGN
Terremotos de Lorca, registrados
en una estación en Navarra
TopoIberia (2011) http://www.igme.es/internet/topoiberia
Estaciones de la Red Sísmica Nacional
Elaboración propia.
Datos: IGN (2010)
Terremotos
desde 1985
(casi 50.000)
Elaboración propia.
Datos: IGN (2009).
También podemos medir las deformaciones del
terreno gracias a geodesia de alta precisión.
Isla La Hispaniola
(Haití y República Dominicana)
NASA
NASA
El terremoto de Haití
lo causó el
desplazamiento brusco
de dos bloques cerca
de la capital del país.
Puerto
Príncipe
El desplazamiento
de esos bloques
se ha medido
con radares
desde satélite.
Los bloques se
desplazaron
más de un metro,
uno con respecto
a otro.
Datos: JAXA y METI;
Procesado: Wegmüller et
al. (2011).
Para investigar terremotos antiguos se
necesitan las crónicas históricas
Arenas del Rey (Granada), 1884
Efectos del
terremoto y
tsunami de
Almería de 1522
Los restos arqueológicos
también informan de
antiguos temblores.
Templos dóricos en Atenas.
Fotos: Álvaro González
El mayor terremoto conocido en la península
destruyó Lisboa en 1755. Su magnitud, 8.5.
El tsunami afectó a Portugal, Huelva, Cádiz, y Marruecos.
En pocas horas llegó al Caribe, causando daños también.
NOAA
Las ruinas del Convento
do Carmo en Lisboa se
conservan hasta hoy
como un testigo de la
tragedia.
Gracias a la geología podemos conocer
datos de terremotos aún más antiguos.
Las roturas son fáciles de
observar tras un terremoto
Foto: Lloyd Homer, GNS
(Nueva Zelanda, 1987)
Central geotérmica de Wairakei (Nueva Zelanda).
Charla de doctorado
Alvaro Gonzalez
Foto: Álvaro González
Con el tiempo, las trazas de las fallas
se van borrando.
Éste era el lugar inicialmente
propuesto para una nueva central
próxima.
Nueva Zelanda (2005)
Foto: Álvaro González
Con el tiempo, las trazas de las fallas
se van borrando.
Nueva Zelanda (2005)
Foto: Álvaro González
Para reconocerlas
en detalle
tenemos que
excavar en esos
escarpes.
Nueva Zelanda, 2005
Foto: Álvaro González
Para reconocerlas
en detalle
tenemos que
excavar en esos
escarpes.
Nueva Zelanda, 2005
Foto: Álvaro González
Hubo que alejar la central para evitar el riesgo de
rotura por futuros desplazamientos de las fallas.
Villamor et al. (2005)
Mapa de peligrosidad sísmica
Giardini et al. (2003)
La peligrosidad se expresa como la aceleración
sísmica que tiene un periodo de retorno dado.
El mapa oficial de peligrosidad en España no
usa de momento información geológica.
Los mayores
terremotos
históricos
tienen un
gran peso en
el resultado
final.
Torrevieja 1829
Arenas del Rey 1884
Actualmente estamos elaborando el primer mapa
detallado de fallas activas en la Península Ibérica.
García-Mayordomo et al. (2011)
Terremoto de Lorca
Intensidad
(grado
de daño)
Elevada sólo
en Lorca
y alrededores
Inmediatos.
Magnitud
moderada (5.1).
Pero
profundidad
2 km.
USGS
La falla causante fue la de
Alhama de Murcia,
conocida desde los años 70.
Martínez-Díaz y
Álvarez-Gómez (2011)
No podemos pronosticar cuándo ocurren las
réplicas, pero sí dónde son más probables.
Martínez-Díaz y
Álvarez-Gómez (2011)
Junto a las cordilleras costeras catalanas hay
varias fallas activas en tiempos “recientes”.
(Últimos 2.5 millones de años).
Falla de
El Camp
(traza
aproximada)
L’Hospitalet
La falla de El Camp pasa a < 1 km
de la C.N. Vandellòs II.
CN Vandellòs II
Topografía: Base Geode (IGME)
Actualmente hay
relativamente pocos
terremotos en la zona, y
de escasa magnitud.
El CSN, Enresa y la C.N. de Vandellós II
financiaron una investigación de la falla.
Traza aproximada
Diversas excavaciones mostraron que la falla
desplazaba capas de distinta antigüedad.
• Considerando la longitud de la falla y el desplazamiento observado, la
magnitud máxima de los terremotos prehistóricos sería de ~ 6.7
• El tiempo medio transcurrido entre estos eventos es de ~ 30000 años.
Santanach et al. (2001)
La antigüedad de un terremoto se acota datando
los depósitos previos y los posteriores.
Santanach et al. (2001)
Foto: Álvaro González (2004)
Se evaluó la peligrosidad sísmica con el caso más
pesimista.
Si la falla
generase
terremotos de
magnitud hasta
6.7 con la
frecuencia
estimada, la
aceleración con
retorno de 10000
años sería en ~0.3
en la central.
Figura modificada de
Jiménez y
García Fernández (2001)
El margen símico
de Vandellós II es
>0.3 (*), de modo
que el CSN sigue
considerando que
el riesgo es
asumible.
(*) Francescutti (2008)
Tsunami de Japón (2011)
Una enorme
falla
submarina
generó el
terremoto y
tsunami de
Japón.
NASA
El desplazamiento de la falla se puede estimar
gracias a medidas GPS
Newman et al. (2011)
El tsunami perdió mucha altura con la distancia.
Las corrientes
generadas por
grandes tsunamis
son mas fuertes
que las de grandes
tormentas.
Por ello, los tsunamis dejan depósitos
reconocibles que atestiguan su ocurrencia.
En el año 2001 se investigaron en detalle tres
grandes tsunamis previos en la región.
Terremoto de Jōgan (año 869):
• Ya conocido; relatado en crónicas históricas.
• El tsunami destruyó una población (investigada por
arqueólogos) y causó un millar de víctimas mortales.
• Magnitud estimada: 8.3 (para poder explicar el tamaño del
tsunami), mayor que la máxima observada en la zona (M 7.6)
Éste y otros dos tsunamis previos en la llanura de Sendai en
los últimos tres mil años depositaron capas de arena hasta
cuatro kilómetros tierra adentro.
El periodo medio entre estos eventos era de 800 a 1100
años, y ya habían transcurrido más de 1100 años desde el
último, lo que sugería un alto riesgo.
Minoura et al. (2001)
El mapa oficial de
peligrosidad en Japón
no consideraba
terremotos tan
grandes en esa zona
Las barreras de la costa y de las centrales no se
diseñaron para tsunamis tan altos.
La central de Fukushima Daiichi se construyó
sobre un terreno rebajado y aterrazado.
Los reactores 1 a 4
se encuentran a
menos altura que el
5 y 6.
La barrera frente a
tsunamis tenía 5.7
metros de altura.
El tsunami aquí comienza a afectar al
rompeolas.
TEPCO
Este es el momento en que supera la barrera
frente a tsunamis (de 5.7 metros de altura).
TEPCO
La barrera se desmorona y el tsunami se
adentra en las instalaciones (a 10 m de altitud).
TEPCO
La altura del tsunami supera aquí ya los dos
metros por encima del suelo.
TEPCO
Hay también imágenes de la inundación
tomadas desde el interior de las instalaciones.
TEPCO
TEPCO
TEPCO
TEPCO
TEPCO
TEPCO
Inundación máxima:
5 metros sobre el suelo.
TEPCO
TEPCO
La altura de la cresta de la ola al romper en
Fukushima 1 excedió los 30 m.
TEPCO
La inundación de Fukushima Daini fue menor
(tsunami de 6-7 m instalaciones a 12 m).
TEPCO
Este es el lugar de mayor inundación en
Fukushima Daini
TEPCO
El último tsunami en nuestras costas
se registró en 2003 en Baleares
Lo originó un terremoto submarino frente a Argelia.
Hébert (2003)
Nivel del mar (m)
El pequeño tsunami
3 fue registrado por el
mareógrafo de
Palma de Mallorca
2
Instituto Español de Oceanografía
Hora
Hébert
(2003)
Un tsunami lo forman
muchas olas, no una.
Alasset
et al. (2006)
Un centenar de pequeñas
embarcaciones en puertos
sufrieron daños graves.
La única central nuclear española situada en la
costa es Vandellós II, en Tarragona
Es posible realizar simulaciones de los peores
escenarios causados por tsunamis
En las costas
mediterráneas
de la
península el
mayor riesgo
proviene de
fallas de la
costa de
Argelia.
metros
Álvarez-Gómez et al. (2011)
Es posible realizar simulaciones de los peores
escenarios causados por tsunamis
metros
Álvarez-Gómez et al. (2011)
Es posible realizar simulaciones de los peores
escenarios causados por tsunamis
Álvarez-Gómez et al. (2011)
Por su localización y altitud, la central de
Vandellós no tiene riesgo por tsunamis.
Las instalaciones están situadas a
más de veinte metros de altura
sobre el Mediterráneo.
Los mapas de peligrosidad van incorporando
información de geodesia y geología.
Terremotos
Fallas
Deformación
USGS
De ese modo,
proporcionan
una imagen
mucho más
realista de la
peligrosidad.
Estamos empezando a realizar
mapas de pronóstico que indiquen
dónde los terremotos son más
probables cada día.
González (2011)
Estamos empezando a realizar
mapas de pronóstico que indiquen
dónde los terremotos son más
probables cada día.
California,
M=6.5 (2010/01/10)
González (2010)
Estamos empezando a realizar
mapas de pronóstico que indiquen
dónde los terremotos son más
probables cada día.
Baja California,
M=7.0 (2010/04/04)
González (2010)
Conclusiones
La evaluación del riesgo por terremotos y
tsunamis requiere hacer frente a eventos
extremos poco frecuentes.
Es necesario complementar los datos
tradicionales con los geológicos, que
informan sobre eventos muy antiguos.
El riesgo calculado con métodos
modernos puede ser mayor del estimado
inicialmente (a veces, menor).
Bibliografía (1)
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using ALOS PALSAR. Gamma Remote Sensing, Suiza.
http://www.geodesy.miami.edu/supplements/haiti/Haiti_PALSAR_report.pdf
¡Muchas
gracias
por
vuestra
atención!