Enjambre Sísmico en Cordillera Apaneca-Lamatepec
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Fecha |
No. de sismos |
|---|---|
|
Marzo/1990 |
20 |
|
Junio/1990 |
50 |
|
Febrero/1998 |
16 |
|
Julio/2003 |
154 |
|
Febrero/2005 |
21 |
Evolución de la actividad sísmica.
Premonitores y réplicas.
De acuerdo con el registro sísmico de la estación El Retiro (RTR), ubicada a unos doce kilómetros al noreste del área epicentral, entre las 23:41 horas del 3 de mayo y la 01:36 del 4 de mayo, se registraron nueve sismos premonitores con magnitudes entre 1.7 y 2.4 (véase registro sísmico en figura 1). Otro sismo premonitor con magnitud de 4.0 ocurrió aproximadamente un minuto antes del sismo principal.
Durante las primeras dos horas posterior al sismo principal, se registraron eventos de manera casi continua (véase registro sísmico en la figura 1), disminuyendo gradualmente en los tres siguientes días. Véase en la figura 2 el número de sismos por períodos de 6 horas para los días 4, 5 y 6 de mayo.
La ocurrencia de sismos en la zona se mantuvo por varios días, contabilizándose un total de 767 sismos hasta el 15 de mayo. En los últimos días del enjambre, la sismicidad se manifestó de forma esporádica. Véase registro sísmico del 3 al 12 de mayo en la figura 1, y el número de sismos por día en la figura 3.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Figura 1: Registro sísmico obtenido en la estación El Retiro (RTR) del 3 de mayo a las 12 horas hasta el 12 de mayo a las 12 horas. Estación ubicada a unos 12 kilómetros del área epicentral. Cada figura corresponde a 12 horas de registro y están ordenadas cronológicamente de izquierda a derecha, la horizontal es una escala en minuto y la vertical es una escala en horas | ||
 |
| Figura 2: Número de sismos registrados y sentidos, contabilizados cada 6 horas, para los días del 4 al 6 de mayo del 2005. |
 |
| Figura 3: Número de sismos registrados, localizados y sentidos por día. |
Sismos sentidos.
De los 767 sismos registrados al menos 76 fueron percibidos por los habitantes de Juayúa, Apaneca, Los Naranjos y otros poblados cercanos al área epicentral. La intensidad de los sismos sentidos osciló en un rango de II a VI en la escala de Mercalli Modificada (MM). En la figura 3 se muestra el número de sismos sentidos por día, en donde se puede apreciar que la mayoría de ellos ocurrieron el día 4 de mayo.
Del total de sismos sentidos, al menos 23 se percibieron en la Ciudad de Sonsonete, unos 10 en la ciudad de Santa Ana, y en San Salvador solamente fue sentido el sismo principal (01:51 del día 4 de mayo).
Equipo sísmico adicional instalado en la zona.
La mayor parte de estaciones sísmicas cercanas al área epicentral se encuentran concentradas alrededor del volcán de Santa Ana, a unos doce kilómetros de distancia. Cabe mencionar que este tipo de sismicidad se caracteriza por la ocurrencia de eventos de pequeña magnitud y poca profundidad focal, los cuales en su mayoría no logran registrarse por lo lejano de las estaciones con relación a la fuente generadora de sismos.
Por otra parte una mejor distribución de estaciones alrededor del área epicentral permite un mayor control en la determinación de los parámetros sísmicos (latitud, longitud, profundidad).
En vista de lo anterior, se decidió colocar una estación portátil triaxial [3](GBV-316) en la Ciudad de Juayúa, con el objeto de complementar la información proveniente de las otras estaciones que conforman la Red Sísmica Nacional.
La estación permaneció instalada en la Alcaldía Municipal de Juayúa, en el período del 4 al 26 de mayo, registrándose más de 130 sismos. En la foto 1 se muestra el equipo instalado en la zona.
 |
| Foto 1. Estación portátil instalada en Alcaldía de Juayúa. |
Determinación de epicentros, magnitudes y profundidades focales.
Para determinar la ubicación de un sismo se requiere que sea registrado como mínimo por tres estaciones sísmicas, es así como del total de sismos del enjambre, solamente se analizaron 367, ya que el resto fueron registrados por menos 3 estaciones. En la tabla 1 del anexo, se muestran los parámetros principales de cada sismo y en la figura 4 la ubicación epicentral.
Tal como muestra la figura 4, los epicentros están distribuidos en casi toda la Cordillera de Apaneca-Lamatepec, observándose un alineamiento predominante en la dirección suroeste-noreste. Es importante hacer notar que un 62% de los sismos fueron localizados utilizando solamente 4 estaciones sísmicas (véase tabla 1 para mayor información).
 |
|
Figura 4: Ubicación de epicentros |
En la figura 5 se presentan los epicentros de los eventos que cumplen con las siguientes características:
1. Sismos registrados al menos por 5 estaciones.
2. Sismos registrados por la estación portátil instalada en Juayúa.
3. Sismos cuya cobertura azimutal[4] de estaciones con respecto al epicentro fuera como mínimo de 180°.
Esta depuración permite observar una concentración de epicentros en la zona de Juayúa. Es importante indicar que los parámetros sísmicos que cumplen con estos criterios son más precisos que aquellos obtenidos sólo con tres o cuatro estaciones sísmicas.
Siendo más rigurosos con la selección de datos, se extrajeron aquellos eventos que cumplían sólo con el criterio número 3, encontrándose 49 sismos con una cobertura de estaciones entre 180° y 274°, y se observó una clara concentración de epicentros al este y noreste de Juayúa.
|
|
|
|
|
|
| Figura 5: Epicentros en la zona de Los Naranjos-Juayúa - Apaneca, de acuerdo con criterios de selección por número de estaciones, estación portátil y cobertura azimutal de estaciones con respecto al epicentro . | |
Con relación a las magnitudes reportadas, las mismas oscilaron en un rango de 0.4 a 5.0, observándose que solamente 20 réplicas sobrepasaron el valor de 3.0, y la mayoría no fueron mayores que 2.5 (véase figura 6).
 |
| Figura 6: Magnitudes de los sismos ubicados en Cordillera Apaneca - Lamatepec. |
Las profundidades focales oscilaron en un rango de 0.1 a 20 kilómetros, notándose que en la mayoría de los casos no se superaron los 10 kilómetros. Es importante indicar que debido a la cobertura adicional que proporcionó la estación portátil en Juayúa, se mejoró el control en la determinación de este parámetro. Véase en figura 7 la distribución de profundidades focales.
 |
| Figura 7: Distribución de profundidades focales. |
En la figura 8 se presenta un perfil en dirección noroeste-sureste, perpendicular al eje principal de la distribución de epicentros donde se muestra la distribución en profundidad de los mismos. Debido a la dispersión de los epicentros no es posible determinar la dirección de buzamiento de la falla.
 |
| Figura 8. Perfil en profundidad, perpendicular al eje principal de epicentros. |
Análisis del decaimiento de réplicas.
Considerando como evento principal al sismo de las 07:55 (GMT) del 4 de mayo, se realizó el análisis del comportamiento de réplicas (Ley de Omori), obteniendo para las primeras 72 horas un decrecimiento exponencial, es decir, que el número de réplicas disminuyó exponencialmente en el tiempo. El resto de sismos ocurrieron en un lapso de tiempo mayor y de forma esporádica. (Véase figura 9).
Cabe mencionar que este tipo de comportamiento es congruente con sismos de origen tectónico. En caso de una actividad volcánica se esperaría que el número de eventos aumentara en el tiempo, pero esto no fue lo observado.
 |
| Figura 9: Gráfico de decaimiento de la serie de réplicas. |
Aceleraciones del terreno.
El sismo principal activó 8 estaciones de la red acelerográfica, registrándose aceleraciones máximas pico entre 2 y 88 cm/seg2 . En la figura 10 se muestran los datos observados en las direcciones Este-Oeste, Norte-Sur y Vertical.
 |
| Figura 10: Aceleraciones máximas registradas por la red acelerográfica para el evento principal. |
Exceptuando el evento principal, se hace notar que la estación acelerográfica ubicada en la Ciudad de Sonsonate (SONS), a unos 16 kilómetros al Sur-Sureste del área epicentral, registró 23 sismos, los cuales generaron aceleraciones en el orden de 0.6 a 12.3 cm/seg2 (véase hora de ocurrencia y valores de aceleración en figura 11).
 |
| Figura 11: Aceleraciones máximas registradas por la estaciones ubicada en ÁGAPE, Sonsonate, durante el período del 4 al 8 de mayo de 2005. |
Mecanismo focal.
De acuerdo con el mecanismo focal del sismo principal (figura 12) y la distribución de epicentros (figuras 4 y 5), la ruptura fue generada por una falla transcurrente de movimiento lateral derecho, de dirección nor-noreste y buzando unos 80°. La longitud de ruptura fue de aproximadamente 5 Km. y esta se dio a una profundidad de 2 a 10 Km.
El método utilizado para la obtención de este parámetro se basó en la identificación de las polaridades de la onda P [5]. Véase figura 12. En el análisis se utilizaron datos de estaciones de Guatemala proporcionadas por el Instituto Nacional de Sismología, vulcanología, meteorología e Hidrología (INSIVUMEH) ) y del Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales (INETER) de Nicaragua . Esta información permitió una mejor cobertura azimutal de estaciones con respecto al epicentro. Como resultado se obtuvieron 3 posibles soluciones casi idénticas.
 |
| Figura 12: Mecanismo focal del sismo ocurrido a las 1:55 (hora local) del día 4 de mayo de 2005. |
Debido a la cobertura de cenizas jóvenes en la zona, no se distinguen trazos de fallas superficiales con las características de la que generó la sismicidad. Sin embargo, en el país el sistema de fallas de dirección Noreste-Suroeste es importante; y existen evidencias de este tipo de fallas en todo el país, incluyendo en la zona del Río Jiboa y la zona del Cerro San Jacinto.
Los sismos de 1965, 1986, 17 de febrero de 2001 y 16 de febrero 2004, todos en el área metropolitana de San Salvador fueron también generados por fallas con las mismas características que la generadora de sismicidad en la Sierra de Apaneca.
Demet's (2001) sugiere que el choque entre la placa de Cocos con del Caribe no es perpendicular, si no que tiene un componente oblicuo de 10°. Esto implica que el sector sur de la placa del Caribe se mueve hacia el noroeste con respecto al resto de la misma. La Femina (2002) indica que esta situación tectónica produce fallas de dirección noreste-suroeste de movimiento lateral derecho, similares a la producida en la zona de Juayúa.
Efectos sobre el terreno y las edificaciones.
Deslizamientos de tierra.
El día 05 de Mayo se realizó una inspección a la zona Occidental del país con el objeto de recopilar información acerca de los deslizamientos de tierra disparados por la actividad sísmica registrada el día 4 de Mayo en Juayúa y alrededores. El presente informe contiene el resultado de las observaciones efectuadas a los taludes ubicados en varios tramos de carretera de la zona.
La inspección consistió en recorrer varios tramos de carretera de la zona de Juayúa y alrededores con el fin de observar la condición de los taludes de carreteras y recopilar información de aquellos donde ocurrieron deslizamientos. Los tramos de carretera recorridos así como también el número de deslizamientos observados se muestran en la tabla siguiente:
|
Tramo de Carretera |
Número de Deslizamientos |
|---|---|
|
Sonsonate-Salcoatitán |
1 |
|
Salcoatitan-Juayúa |
2 |
|
Juayúa-Apaneca |
11 |
|
Juayúa-San José La Majada |
8 |
|
San José La Majada-Los Naranjos. |
4 |
|
TOTAL |
26 |
Los 26 deslizamientos observados pueden clasificarse como "fallas superficiales" de los taludes, es decir, presentan una profundidad menor de 3 m (Abramson, 2002). De los 26 deslizamientos, 22 presentaban un volumen menor a 5 m3, 3 presentaban un volumen de 50-60 m3 y sólo un deslizamiento presentó un volumen aproximado de 600 m3. Este último caso tuvo lugar en un talud de una cantera abandonada. La mayor cantidad de deslizamientos (19) fueron observados en los tramos de carretera comprendidos entre Apaneca-Juayúa-San José La Majada.
A continuación se citan los principales deslizamientos observados:
 | Deslizamiento con volumen de 600 M3.
|
Foto 2. Deslizamiento con volumen de 600 m3,
ubicado en Km. 85+900 carretera Juayúa-Apaneca.
| Deslizamiento con volumen de 50-60 M3.
|
Foto 3. Deslizamiento con volumen de 50-60 m3,
ubicado en Km. 78 carretera Sonsonate - Salcoatitan
| Deslizamiento con volumen menor de 5 M3.
|
Foto 4. Deslizamiento con volumen menor a 5 m3.
Daños en edificaciones.
Con el objeto de documentar los daños en edificaciones, se realizó una inspección el día 5 de mayo de 2005, en las localidades de Salcoatitan, Juayúa y Apaneca. En general se observó que en construcciones de sistema mixto (mampostería reforzada de ladrillo de barro o bloques de concreto) no existían daños visibles. Sin embargo, se observaron daños en casas de habitación construidas con adobe o bahareque.
Es importante indicar que de acuerdo con lo anterior y basados en la Escala de Mercalli Modificada (MM), la intensidad que corresponde al sismo principal en la zona de Salcoatitan, Juayúa y Apaneca es de VI.
De acuerdo con los relatos de los pobladores de Sonsonate, se asigna un valor de intensidad MM entre IV-V. En el caso de Santa Ana corresponde un valor MM de IV.
Las siguientes fotografías muestran ejemplos de daños en edificaciones para la zona epicentral.
Foto 5: Caída de repello en casa de habitación en Salcoatitan.
Foto 6. Daño en vivienda de adobe. Juayúa.
Foto 7. Caída de repello en vivienda de bahareque. Juayúa.
Foto 8. Caída de repello en vivienda de adobe. Apaneca.
Foto 9. Vivienda de mampostería reforzada, sin daño. Juayúa.
La figura 13 muestra el mapa de isosistas[6] para el sismo del 4 de mayo de 2005, a las 07:55 UTC, y representa zonas con igual nivel de daño de acuerdo con la Escala Modificada de Mercalli.
Figura 13. Mapa de isosistas
Discusión final.
Los resultados obtenidos del análisis de la sismicidad indican que la fuente generadora podría atribuirse a la activación del sistema de fallas geológicas en la zona.
Hasta esta fecha no hay evidencia que relacione directamente esta serie sísmica con la actividad del volcán de Santa Ana, ya que no se observan cambios en los parámetros que se monitorean de forma continua y sistemática en el volcán.
[1] Magnitud calculada usando la máxima amplitud de la señal sísmica.
[2] Magnitud calculada usando la duración total de la señal sísmica.
[3] Registra el movimiento sísmicos en las direcciones Norte-Sur, Este-Oeste y Vertical.
[4] Estaciones ubicadas alrededor del epicentro.
[5] Ondas elásticas en la tierra generadas por los sismos, y consisten en un tren de compresiones y dilataciones del material por donde pasan.
[6 ]Líneas de igual intensidad sísmica
Referencias.
Abramson, L. W., Lee, T. S., Sharma, S. & Boyce, G. M. (2002). Slope Stability and Stabilization Methods. 2nd Ed. John Wiley & Sons, Inc. New York.
DeMets, C., 2001, A new estimate for present-day Cocos-Caribbean plate motion: Implication for slip along the Central American arc: Geophysical Research Letters, v. 28, p. 4043-4046.
La Femina, P.C., Dixon, T.H., and Strauch, W., 2002, Bookshelf faulting in Nicaragua: Geology, v. 30, p.751-754.
