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Terremoto de Vara Blanca del 08 de enero de 2009

Mediante el uso de programas de simulación numérica es posible conocer detalles sobre el tipo de ruptura de un terremoto y la forma en que las ondas sísmicas se propagan desde el hipocentro.  En el caso del terremoto de Vara Blanca, se ha realizado una simulación muy sencilla a lo largo de un perfil que va de norte a sur usando un programa de diferencias finitas llamado E3D (desarrollado por el Dr. Shawn Larsen, National Livermore Laboratory)

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Figura 1
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Figura 2
perfil_vel.png
Figura 3

El modelo de capas es horizontal y está basado en el propuesto para Costa Rica por Stavenhagen et al. (1998).  El epicentro se localiza entre las faldas de los volcanes Poás y Barva.  La ruptura inicia a una profundidad de 6 km y las ondas se propagan en forma radial.  Los colores muestran los dos tipos de ondas principales: primarias (P) en rojo y secundarias (S) en verde.
 
Aunque esta es una esquematización muy sencilla, muestra claramente la complejidad de la propagación de las ondas a lo largo de su recorrido desde Vara Blanca hasta Quepos.  La intensidad del sismo es mayor cerca de la zona epicentral ya que la energía del terremoto alcanza la superficie en forma directa.  En su recorrido, las ondas experimentan fenómenos de reflexión y refracción debido a las diferencias físicas de cada estrato como lo son la densidad y la velocidad.  

Esta tabla muestra los valores máximos de aceleración y las coordenadas de ubicación de las estaciones.  Los máximos se dan en fracción de g (aceleración de la gravedad).

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rotar.pngEl registro de la red del LIS más cercano al epicentro fue el de la estación AALX en Alajuela centro.  La figura 5 muestra los valores máximos obtenidos en cm/s/s.  Los acelerógrafos tienen dos ejes horizontales que se encuentran alineados en la dirección norte-sur y este-oeste.  Como los terremotos no ocurren en dirección paralella ni perpendicular a esos ejes, se realizó una rotación de componentes como lo muestra la figura 4 para, de esta manera, obtener los valores máximos en la componente radial (en dirección al epicentro) y transversal (perpendicular al epicentro).

De esta manera se puede apreciar un fenómeno muy interesante: las aceleraciones registradas en Alajuela y en La Sabana son prácticamente iguales.  Esto obedece a lo que se conoce como efectos de sitio en los que las ondas sísmicas en lugar de atenuarse, se ven amplificadas por los sedimentos blandos que puedan haber en esos lugares.
Figura 4

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Figura 5
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En el trabajo de Microzonificación Sísmica de San José (Schmidt et al., 2003) se elaboró un mapa (Fig 6.) de material no consolidado del área metropolitana.

De acuerdo a la información ahí contenida, en La Sabana existen depósitos de suelo blando de hasta 30 m que, durante un terremoto, tienden a amplificar la señal sísmica.
Figura 6
A pesar de que este terremoto fue sentido bastante fuerte por la población, un estudio comparativo de los niveles de aceleración producidos por ese sismo y el que ocurrió en 1990 en Piedras Negras (conocido como el Terremoto de Alajuela), revela que el terremoto de 1990 (Mw 6.0) tuvo valores más altos de aceleración. En efecto, el valor de aceleración más alto que se haya registrado por el LIS corresponde al evento de 1990 registrado en la ciudad de Alajuela.  Ese valor fue de 415 cm/s2, mientras que el del 2009 fue de 203  cm/s2.  Las estrellas muestran los valores de aceleración registrados en 1990 y los círculos los valores del 2009.

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Figura 7
La ubicación del terremoto de Piedras Negras es diferente al del sismo del 2009 ya que el primero fue en el sur y el segundo en el norte. Sin embargo, la distancia de ambos eventos a la ciudad de Alajuela es relativamente la misma.  Llama mucho la atención que la energía del sismo de 1990 sea mucho mayor que la del sismo del 2009 (Fig. 8) comparando los valores de estaciones muy cercanas (Fig. 9) dentro de la misma ciudad de Alajuela.
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Figura 8                                                                                                                   Figura 9
La traza roja es la sumatoria de la velocidad al cuadrado para el sismo de 1990 y la azul para el del 2009. Las líneas punteadas muestran los intervalos del rango que va del 5% al 95% de amplitud en que se liberó el 90% de la energía. Tomando esto en cuenta, la fase fuerte del evento de 1990 duró aproximadamente 12 s mientras que la del sismo del 2009 duró 19 s.
La figura 10 muestra los valores máximos registrados en 1990 y 2009 en cada una de las estaciones que se encontraban activas en ese entonces. Los dos valores mayores de aceleración se registraron en Alajuela centro y en Cartago en el Parque Central.  Esta situación es muy interesante ya que Cartago se encontraba mucho más lejos del epicentro del sismo de 1990 quelas estaciones en San José.

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Figura 10

 

ver archivo de espectros de respuesta: cinchona.pdf




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