E3: Energía, Ecología, Economía

25.09.2017

El sismo del 19 de septiembre de 2017:

Información básica

Dr. Luca Ferrari

 

¿Cómo se origina un sismo?

 

La parte exterior de la Tierra, llamada litosfera, está fragmentada en placas que se mueven una con respecto de la otras. El límite entre dos placas puede ser convergente, divergente o transformante, este último cuando hay movimiento lateral sin convergencia ni divergencia (Fig. 1).

 

Placas tectónicas (plate) y movimientos relativos entre ellas.

Los terremotos más fuertes ocurren principalmente en los límites de placas convergentes. En estos, las placas oceánicas -que son más delgadas (10 km - 80 km) y más densas- se meten (subducen) por debajo de las placas continentales, que son más gruesas (50 km - 200 km) y ligeras.

 

El movimiento de las placas es del orden de algunos centímetros por año y es continuo. Cuando dos placas convergen no se deslizan de manera continua porque hay una fricción entre ellas. Los esfuerzos se acumulan de manera elástica hasta que rebasan la resistencia de la fricción y ocurre un deslizamiento que produce un sismo, donde las ondas sísmicas se propagan en todas las direcciones. Los sismos también pueden ocurrir adentro de una misma placa hasta cierta profundidad. La energía de un sismo se mide con la Magnitud y depende del área que se desliza.

 

Origen del sismo del 19 de septiembre de 2017 y sus diferencias con el de 1985

 

El sismo ocurrió el mismo día del gran terremoto de 1985, aunque, los dos eventos fueron muy distintos (Fig. 2):

Figura 2: Contexto tectónico de la parte sur de México y epicentros de los sismos del 19 de septiembre de 1985 y del de 2017, de acuerdo con el Servicio Sismológico Nacional (http://www.ssn.unam.mx/). La línea azul indica un límite de placas de subducción

El sismo de 1985 tuvo Magnitud de 8.1 y ocurrió a 15 km de profundidad cerca de la costa de Michoacán (afuera de Lázaro Cárdenas), a 370 km de la Cd. de México. El sismo se dio en el límite convergente entre la placa de Cocos y la placa de Norteamérica, a la que pertenece México continental.

 

El de 2017 tuvo Magnitud de 7.1 y ocurrió a 57 km de profundidad en la frontera entre Morelos y Puebla, a una distancia de solo 120 km de la Cd. de México. Este sismo ocurrió dentro de la placa de Cocos, que se encuentra debajo de la de Norteamérica (Fig. 3).

Figura 3: En el sur de México, la placa oceánica de Cocos se mete (subduce) por debajo de la de Norteamérica. El sismo de 1985 ocurrió en la interfaz entre la placa de Cocos y la de Norteamérica, cerca de la costa. El de 2017 ocurrió adentro de la placa d

¿Por qué no sonó la alarma sísmica?

 

El Sistema de Alerta Sísmica Mexicano (SASMEX) funciona con sensores distribuidos principalmente a lo largo de la costa (Fig. 4), ya que ésta es la zona donde ocurren los sismos más fuertes. Cuando los sensores registran un movimiento telúrico, transmiten la alarma a la Ciudad de México de manera inmediata. Las ondas sísmicas tardan, en promedio, unos 100 segundos, tiempo que se puede aprovechar para estimar la intensidad del sismo y decidir activar la alarma.

 

Sistema de alerta sísmica mexicano

Figura 4: Distribución de los sensores del Sistema de Alerta Sísmica Mexicano: http://www.cires.org.mx/sasmex_es.php

Dado que el sismo del 19 de septiembre de 2017 ocurrió cerca de la Ciudad de México y en una zona con pocos sensores, no hubo el tiempo de que la alarma sonara antes del arribo de las ondas sísmicas.

 

Intensidad del sismo y su efecto sobre las construcciones

 

A nivel regional, la intensidad con que se siente en un sismo se mide con la aceleración del suelo que, en una primera aproximación, depende de la Magnitud y la distancia del epicentro. En la Fig. 5 se muestran las intensidades de los sismos de 1985 y de 2017. Se puede ver que el sismo de 1985 se sintió de manera fuerte en una región más grande que el de 2017, debido a su mayor Magnitud y menor profundidad.

Figura 5: Mapas de intensidades de los sismos de 1985 y 2017, según el servicio geológico de Estados Unidos (USGS). El color se refiere a la escala Mercalli que, a su vez, depende de la aceleración sísmica (tabla 1).
Tabla1: Escala de Mercalli y parámetros sísmicos

La aceleración sísmica consiste en la medición directa de las aceleraciones que sufre la superficie del suelo durante un terremoto y es un parámetro fundamental en ingeniería sísmica. El Instituto de Ingeniería de la UNAM opera una red acelerográfica, que cuenta con 242 estaciones distribuidas principalmente en la parte centro y sur del país: http://aplicaciones.iingen.unam.mx/AcelerogramasRSM/RedAcelerografica.aspx

 

Además de la Magnitud y la distancia del epicentro del sismo, la aceleración sísmica depende del tipo de suelo. Buena parte de la Ciudad de México, incluyendo el centro histórico y su parte oriental, está construida sobre un antiguo lago, cuyo sedimentos arcillosos son blandos y además amplifican las ondas sísmicas (Fig. 6).

Zonificación geotécnica de la Ciudad de México. El color azul indica la zona del antiguo lago, donde los efectos de un sismo son mayores. Una versión de alta resolución de este mapa se puede descargar aquí: http://data.proteccioncivil.cdmx.gob.mx/mapas_sg

Con base en esta información y la aceleración medida en terremotos anteriores se ha construido un mapa de zonificación sísmica de la Ciudad de México (Fig. 7). 

Figura 7a: Zonificación sísmica de la Ciudad de México. Los colores definen zonas donde se incrementa el coeficiente sísmico, parámetro que se debe considerar en el diseño de los edificios nuevos. Una versión de alta resolución de este mapa se puede desca
Figura 7b: Ampliación de la zonificación sísmica de la Ciudad de México superpuesta a la red vial y una imagen de satélite para mejor referencia.

Al comparar el tipo de suelo con la aceleración medida en el suelo (Fig. 8) durante el Sismo, se puede ver que hay una correspondencia muy grande. En el caso de la Ciudad de México el tipo de suelo es el aspecto más importante a tomar en cuenta.

Figura 8: Mapas de aceleración promedio para edificio de diferentes niveles, medidos por la red acelerográfica del Instituto de Ingeniería de la UNAM. La aceleración cambia según la altura del edificio en cada terremoto, dependiendo de las características

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Dr. Luca Ferrari

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