Terremoto del 05 de setiembre del 2012

Un terremoto de Mw 7.6 ocurrió el 05 de setiembre del 2012 en las cercanías de Sámara en Guanacaste. La ubicación del epicentro según cálculos llevados a cabo por este laboratorio fue a unos 18 km de profundidad. Detalles de la ubicación se muestran en la figura siguiente. Los datos de la magnitud fueron tomados del Servicio Geológico de Estados Unidos y posteriormente recalculados por el LIS usando datos de la red mundial de sismógrafos como se explicará más adelante.

Figura #1. Ubicación del epicentro y detalle del mismo

El movimiento produjo valores de aceleración fuerte en la mayoría del territorio nacional, específicamente en los sitios cercanos como Nosara y Santa Cruz que fueron los que registraron mayor valor. En un principio lo mismo se dijo de Cóbano, pero el registro deberá ser estudiado con mayor detención para corroborar si en efecto el movimiento fue mayor en ese lugar.

La figura 2 muestra el en forma de mapa de colores los puntos donde el movimiento fue más fuerte según la equivalencia entre aceleración e intensidad sísmicas que utiliza este laboratorio.

Figura 2. Valores de intensidad máxima

Al momento del terremoto, un fallo generalizado en la corriente eléctrica y de internet interfirió con la generación automática del informe. En la figura 3 se puede ver como el sistema funcionó con la detección de los primeros arribos de ondas P antes que se cortara la señal. Aunque el informe no se generó de inmediato, un sistema de respaldo automático que posee el LIS si lo hizo y mostró la ubicación en las cercanías de Sámara a escasos minutos de haber sucedido el evento (Fig 4)

Figura 3. Determinación automática a inicios del sismo e interrupción de algunas
estaciones por falta de electricidad e internet.

Figura 4. Informe preliminar creado 2 minutos despué s del sismo. La ubicación es muy procesa con los pocos datos que se tenían en el instante. La magnitud fue un cálculo que siempre daría menor al real porque en pro de la velocidad, se usa únicamente la componente vertical como un dato preliminar. Esta imagen fue compartida por medio de las redes sociales debido a los problemas antes descritos.

Al tratarse de un sismo muy grande, las ondas sísmicas se registran en todo el planeta. Usando datos de la red mundial de sismógrafos, el LIS pudo hacer una aproximación a un modelo de ruptura de la fuente sísmica para determinar donde ocurrió el mayor desplazamiento y en que tiempo.

La figura 5 muestra las estaciones usadas que cubren prácticamente toda la periferia de Costa Rica y garantizarían una solución estable. Las trazas rojas son los sismogramas calculados y los negros los observados. Entre mayor se parezcan una y otra, mejor será el cálculo de la ruptura de la fuente sísmica que se quiere analizar.

Figura 5. Estaciones sismográficas de la red mundial (IRIS) usadas en el cáculo de los parámetros de la fuente sísmica.

La figura 6 muestra el resultado del cálculo.

Figura 6. Determinación de la magnitud del sismo del 05 de octubre del 2012 usando datos de la red mundial de sismógrafos.

Según nuestros cálculos preliminares de estaciones sismológicas mundiales, el sismo de hoy tuvo un desplazamiento máximo de unos 2.5 metros. Es decir, la falla se desplazó esa cantidad entre ambos bloques.

El tamaño de la misma habría sido de unos 160 km de largo por unos 100 km de profundidad en la dirección del rumbo e inclinación (mecanismos focal) tomadas del USGS (esfera en inserta en la figura anterior).

El epicentro estaría frente a las costas de la Península de Nicoya, en el punto marcado con una estrella y que sería también aquel en el que se habría liberado la mayor cantidad de energía.

En forma similar al resultado preliminar obtenido por el USGS, en nuestro caso, el movimiento rompe la mayor parte de la zona en los primeros 20 segundos al cabo de los cuales decrece en la forma que se muestra en el gráfico "Liberación de Momento Sísmico".

En la figura 7 ponemos la proyección del anterior resultado en el contexto del país. A la derecha la Península de Nicoya. La zona punteada de color negro indica los sitios que están a profundidad en la falla, es decir, la falla se inclina hacia la península según el plano de subducción.

Se trata de un área bastante extensa que es natural en sismos de este tamaño.

Figura 7. Proyección de la zona de ruptura del terremoto del 05 de setiembre en el pacífico norte.

Aunque la liberación de la mayor cantidad de energía del sismo fue de en los primeros 20 segundos, la totalidad& nbsp; de la energía se liberó en unos 50 segundos. Esto sería a nivel de la falla, pero siempre resulta interesante saber cuando duró el movimiento fuerte en cada una de las estaciones acelerográficas y por consiguiente en las ciudades donde están los equipos.

La figura 8 muestra muestra la duración en segundos del movimiento del suelo en 20 estaciones acelerográficas. Este es el tiempo en el que un valor de más de 10 cm/s2 (que es aproximadamente una intensidad de III-IV en Mercalli) es superado en cada sitio y se muestra ordenado de mayor a menor duración.

Figura 8. Duración del movimiento fuerte del suelo en 20 estaciones acelerográficas. Los nombres de las siglas pueden ser consultados en la tabla anterior. El movimiento fuerte duró más en Santa Cruz de Guanacaste y en Fraijanes de Alajuela para citar dos ejemplos.

La figura 9 compara el registro de la estación de Santa Cruz de Guanacaste (GSTC) con la de La Sabana (SSBN) en San José. Claramente el movimiento fue mucho más fuerte en la primera.

Figura 9. Registro en Santa Cruz (arriba) y La Sabana (abajo) a una misma escala de aceleración.

El valor máximo de aceleración del terremoto de hoy, comparado con otros sismos de importancia en el país se muestra en la figura 10. Aunque falta por recolectar información de estaciones que sufrieron desconexión, según estos datos, el valor máximo de aceleración registrado no fue superior al de Cinchona en el 2009 que tuvo un valor superior a 600 cm/s2 mientras que el de hoy fue de 563 cm/s2.

Esto no significa que el sismo de Cinchona haya sido más intenso. La diferencia se debe a un factor de distancia. La estación que registró el terremoto de Cinchona estaba a unos 15 km del epicentro. En el caso del sismo del 05 de setiembre, la estación con mayor aceleración fue Santa Cruz que estaba a unos 40 km del epicentro.

Figura 10. Valores de aceleración máximos de diferentes sismos registrados por la red del LIS y el del sismo ocurrido el día de hoy.

El terremoto de hoy fue muy importante porque en algunos sitios, al menos en la componente Norte-Sur, el nivel de aceleración espectral que estipula el Código Sísmico de Costa Rica fue igualado o superado en ciertos rangos según se detalla a continuación:

GNSR, Nosara 0.15 a 0.2 segundos
AFRA, Fraijanes de Alajuela de 0.2 a 0.35 segundos
PCOB, Cóbano de Puntarenas de 0.2 a 0.4 segundos
HPVJ, Puerto Viejo de SarapiquÃ¬, 0.45 segundos
PPUN, Puntarenas, 1.3 segundos
GSTC, Santa Cruz de Guanacaste, en esta estación el valor es superado en toda la zona plana del espectro y muy significativamente entre 0.25 a 0.5 segundos.

Figura 11. Comparación entre el espectro de norma del Código Sísmico de Costa Rica 2002 (en azul) con el valor obtenido en Santa Cruz de Guanacaste el día 05 de setiembre del 2012.

Para efectos de comparación el PSA de este evento fue de 2000 y el del Código Sísmico es de 1000. Otra observación muy importante es que todas las estaciones de Limón, como Batán, Talamanca, Cariari, y Limón Hospital tienen períodos muy cercanos a 2 segundos, lo que evidencia efectos de sitio significativos en esos lugares.

Utililzando los valores de aceleración máxima, se puede derivar un estimado de la Intensidad de Mercalli Modificada (IMM). Esto se muestra en la figura 12. El valor máximo fue de IX en las cercanías del epicentro y mayormente de VIII en la zona de la Península de Nicoya.

El mapa difiere del común de áreas concéntricas porque los valores de aceleración pueden ser más grandes o más pequeños, según sea el tipo de suelo que amplifica o desamplifica la señal sísmica.

Esto explica porque hay sitios puntuales en que los valores son altos dentro de sitios donde los valores son bajos, relativamente hablando.

Figura 12. Intensidades máximas derivadas de los datos de aceleración.