Amenazas Geológicas por Sismo
De Construmatica
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Se da el nombre de Terremotos, Seísmos o, simplemente, Temblores a las sacudidas o los movimientos bruscos del terreno generalmente producidos por fenómenos tectónicos o volcánicos. Cuando los seísmos tienen lugar en el mar se llaman terremotos submarinos o tsunamis.
Los terremotos son manifestaciones en la superficie de la Tierra, ya sea bajo el mar o en tierra firme, de la liberación de la energía acumulada en algún punto del interior de la corteza terrestre, donde se ha producido un movimiento vibratorio a causa de la fricción de las rocas. Este proceso se da como consecuencia de las actividades volcánica o tectónica.
Los movimientos tectónicos, responsables de los terremotos, tienen lugar principalmente en las zonas de contacto de las placas litosféricas, donde se producen los esfuerzos de distensión-compresión y, por tanto, donde se va acumulando una cierta presión hasta que el punto de equilibrio se rompe. Las placas son rígidas y su movimiento se debe a desplazamientos en la capa inmediatamente más profunda, la astenosfera, que tiene un comportamiento más plástico y sobre la que flota la litosfera.
Esquema del contenido de un sismograma: Ondas P, S y L
Los grandes esfuerzos en los márgenes litosféricos producen muchas fracturas, llamadas fallas, a lo largo de las cuales se producen repetidamente movimientos. Cerca del 95% de la energía sísmica total se libera en la superficie del planeta a través de grandes fallas. También se producen muchos seísmos en las zonas de intraplaca, como en el caso del este y el Medio Oeste de Estados Unidos. En estos casos los terremotos están asociados a fallas profundas situadas dentro de la misma placa litosférica.
La actividad volcánica también puede comportar una cierta actividad sísmica, ya que el recorrido de ascenso del magma hacia la superficie implica un reajuste y un roce de las rocas que provocan movimientos continuos de la corteza, generalmente de escasa intensidad y próximos al volcán. En el caso de las explosiones de caldera se pueden alcanzar intensidades sísmicas más elevadas (es el caso de la erupción de Santorini o del volcán indonesio Krakatoa).
El punto de origen de un terremoto en el interior de la corteza se denomina hipocentro. Este puede ser superficial (de 0 a 7 km, el 75% de los seísmos), intermedio (de 70 a 300 km) o profundo (más de 300 km, el 3% de los seísmos). Desde este punto se transmite la energía liberada en forma de ondas elásticas (similares a las del sonido), que se propagan hasta un punto de la superficie situado en la vertical del foco o hipocentro, llamado epicentro, que es donde se recibe primero y con más fuerza la sacudida. Hay tres tipos principales de ondas sísmicas: P, S y L. Las dos primeras solo se propagan por el interior de la Tierra; las P son las que los sismógrafos registran primero (velocidad de propagación, entre 8 y 13 km/s), las S son más lentas que las anteriores (velocidad de propagación de entre 4 y 8 km/s) y las ondas L son superficiales y causan la mayor parte de los daños a las infraestructuras y, por tanto, a las personas; son las que los aparatos registran en último lugar (velocidad de propagación, 3,5 km/s).
Esquema de las partes de un terremoto
Fractura provocada por el terremoto que afecto a El Salvador en 2001
La mayor parte de los terremotos tienen lugar en el llamado Cinturón de Fuego Circumpacífico, que comprende la mayor parte de las costas del océano Pacífico, desde Alaska hasta Tierra del Fuego y desde Guinea hasta Corea. Cada año se producen en la Tierra un millón de terremotos, de los cuales el 99% no constituyen ningún peligro para la humanidad y solo son percibidos por los sismógrafos; aun así, se producen cerca de 100 seísmos al año que pueden provocar daños importantes.
El peligro sísmico relaciona el hecho de que se pueda producir un terremoto en un momento dado, en una zona determinada y que este pueda provocar una serie de daños. Se puede clasificar sísmicamente cada región en función de su índice de sismicidad, que es el número de seísmos registrados por cada 100.000 km2 de superficie. El peligro sísmico se basa principalmente en la probabilidad de colapso de los edificios, incendios,la destrucción de infraestructuras y corrimientos de terreno que aumentan el caos que sigue al momento sísmico. Los terremotos más destructivos son los más superficiales, principalmente si se dan en una zona habitada. Los países caracterizados por un rápido crecimiento urbano, una gran densidad de población y una alta exposición física son los que registran los niveles más altos de riesgo. El peligro sísmico suele ser mucho más elevado en zonas en vías de desarrollo.
Durante el período 1980-2000 se determinó que una media anual de aproximadamente 130 millones de personas se encuentran expuestas a riesgo sísmico. La vulnerabilidad relativa más elevada (porcentaje de personas muertas en relación con las expuestas) se registró en Irán y Afganistán; también en Turquía, la Federación Rusa, Armenia y Guinea (PNUD 2004). Cada año se producen cerca de un millón de terremotos, de los cuales el 99% solo son perceptibles por los sismógrafos; sin embargo, al año pueden tener lugar hasta 100 seísmos capaces de producir daños importantes. Se calcula que todos los años mueren unas 10.000 personas a causa de los terremotos.
Escalas de clasificación de terremotos comparadas en función de la energía liberada y los daños observados. Modificado de Petak y Atkinson (1982) y el boltéb oficial de terremotos (1974) MAGNITUD RICHTER INTENSIDAD MERCALI ENERGÍA EQUIVALENTE EN PESO DE TNT OBSERVACIONES Fins a 3 I-II <181 Kg Dificilmente perceptible 3-4 II-III Hasta 6 tn Vibraciones semejantes a las de un camión situado cerca >4-5 IV-V Hasta 200 tn Caen pequeños objetos y despierta a la gente que duerme >5-6 VI-VII Hasta 6.200 tn Dificultad para mantenerse de pie; daños en las construcciones de ladrillo >6-7 VII-VIII Hasta 100.000 tn Pánico general. Caída de muros >7-8 IX-X Hasta 6.270.000 tn Destrucción masiva, grandes corrimientos 8-9 XI-XII Hasta 200.000.000 tn Destrucción total; se ven ondas en la superficie del suelo
Escalas de Medición de losTerremotos
Los aparatos utilizados para medir gráficamente los movimientos sísmicos se llaman sismógrafos, y el registro gráfico que plasma la amplitud y duración del paso de las ondas sísmicas, sismograma. Los terremotos se miden a partir de los parámetros de la intensidad y de la magnitud.
- La escala de Mercalli. Desarrollada en 1902 por el geólogo italiano Giuseppe Mercalli. Mide la intensidad, tiene 12 grados (I a XII) e indica la fuerza con que se hace sentir un terremoto en un punto de la superficie de la Tierra a partir de la observación de los destrozos que provoca.
- La escala de Richter. Ideada en el Instituto de Tecnología de California en 1934 por el doctor Charles Richter. Mide la magnitud, tiene 9 grados y expresa la energía liberada por el terremoto en función de los registros de los sismogramas. La escala de medición es logarítmica, hecho que significa que se satura en los extremos y que nunca alcanza el valor de 9 (el valor más alto registrado fue de 8,9).
Amenazas que Pueden ir Asociadas a los Terremotos
- Oscilaciones del terreno, con la consiguiente aparición de grietas y el hundimiento de edificios y otras infraestructuras: carreteras, puentes, vías férreas, torres eléctricas, etc.
- Formación de fallas.
- Grietas superficiales, que suelen aparecer a lo largo de las zonas de falla y conllevan el desplazamiento horizontal o vertical de la superficie del suelo.
- Inundaciones, por la rotura de las esclusas de los embalses.
- Rotura de las conducciones de gas o agua, con el consiguiente peligro de inundaciones e incendios.
- Licuefacción del suelo, es decir, transformación momentánea del suelo y las arenas en un fluido denso, cuando antes eran una masa sólida y húmeda pero firme.
- Inestabilidades de vertientes por deslizamientos y corrimientos de tierras.
- Aparición y desaparición de fuentes de agua.
- Desaparición de acuíferos y desviación de los cursos fluviales.
- Tsunamis, grandes olas oceánicas que pueden ser provocadas por terremotos submarinos y que pueden barrer la costa y entrar tierra adentro arrasando todo lo que encuentran a su paso.
Predicción del Peligro Sísmico
Presenta una gran dificultad, ya que es muy difícil poder determinar cuándo, dónde o con qué magnitud se producirá un terremoto. En la actualidad no hay sistemas eficaces para alertar con tiempo a la población de la inminencia de un seísmo. La predicción sísmica se basa en dos campos:
- Estudio de los registros históricos: delimitación de zonas históricamente sísmicas. Los grandes terremotos se suelen repetir a intervalos más o menos fijos, por lo que el estudio de los períodos de calma sísmica puede ayudar a predecir la ocurrencia de seísmos de gran intensidad, ya que las zonas con un mayor intervalo de reposo son las de mayor riesgo al poder hacer mucho tiempo que acumulan tensiones.
- Análisis de los precursores sísmicos: variaciones de las propiedades físicas del terreno producidas por acumulación de tensiones en torno a una fractura. Estas variaciones pueden ser:
- Desniveles, elevaciones o depresiones del terreno de algunos centímetros.
- Cambios de la conductividad eléctrica del terreno, que se puede reducir hasta la mitad.
- Variaciones del campo magnético local de unas cuantas partes por mil.
- Emisiones de gases, sobre todo aumento de la cantidad de gas radón en el agua subterránea, hasta un valor que triplique el inicial.
Infrastructuras dañadas a consecuencia de la crisis sísmica de El Salvador, 2001.
- Disminución de la relación Vp/Vs de las ondas sísmicas locales. La disminución de la relación entre la velocidad de las ondas primarias y secundarias en los pequeños terremotos que se producen con frecuencia en las zonas de gran actividad sísmica, se considera una señal premonitoria de un gran terremoto inminente.
- Seguimiento del aumento del número de microseísmos locales, que preceden a los grandes terremotos.
- Seguimiento del movimiento de las fallas activas con aparatos de monitorización específicos (sismógrafos, inclinómetros, deformímetros, manómetros, etc.). El 95% de los seísmos se deben al movimiento de las placas litosféricas, que se desplazan a una velocidad de 1 a 10 cm por año. Las fallas situadas en los límites de las placas se mueven con una frecuencia determinada y liberan de forma súbita la energía acumulada cada cierto número de años.
- Premonitores biológicos. Ciertos animales (perros, gatos, caballos, aves y peces, entre otros) son capaces de predecir un seísmo con una cierta anticipación (horas o días), y lo manifiestan a través de la alteración de su conducta.
Medidas Preventivas
Las medidas preventivas son muy importantes a la hora de hacer frente a los efectos de los terremotos, puesto que su predicción es compleja por tratarse de procesos cortos y súbitos.
- Medidas Estructurales:
- Aplicación de normas sismorresistentes en la construcción. Es la norma básica para las zonas sísmicas y tiene como finalidad reducir la exposición y la vulnerabilidad de la población a los efectos de los terremotos. Hay que intentar construir sin modificar demasiado la topografía local y evitar la concentración de la población (reducir la vulnerabilidad) dejando espacios amplios entre los edificios.
- Construcción con materiales dúctiles capaces de deformarse para absorber las vibraciones sin que lleguen a derrumbarse.
- Construcción con materiales ligeros que reduzcan la inercia de las vibraciones que contribuyen al efecto resonancia. En este caso los edificios de madera, al ser ligeros, son resistentes a las vibraciones, pero más vulnerables a los incendios que se pueden desencadenar a raíz del terremoto.
- Edificios de tipo piramidal y simétricos: este tipo de construcciones tienen un mejor comportamiento ante la amplificación de las ondas.
- Considerar la cimentación profunda y absorbente de las ondas de choque durante la construcción.
- Medidas no Estructurales:
- Medidas de ordenación territorial para evitar grandes densidades de población en zonas de alto riesgo.
- Exigir que se construya a una distancia significativa de las fallas activas.
- Restringir el uso del suelo en zonas susceptibles de corrimientos.
- Restringir el uso del suelo en terrenos susceptibles de sufrir procesos de licuefacción.
- Fomentar la contratación de seguros de las personas y sus bienes.
- Elaboración de mapas de riesgo sísmico.
- Medidas de protección civil para informar y alertar a la población, y evacuarla si es preciso.
- Informar al público del riesgo que corre y de sus consecuencias.
Rara vez los seísmos pueden darse como Peligros Inducidos, ya que en la mayoría de los casos los terremotos son generados de manera natural por la liberación de energía a lo largo de las líneas de falla. Sin embargo, en casos muy concretos se han generado terremotos: explotaciones mineras en las que se han empleado explosivos, explosiones nucleares, extracción de hidrocarburos, inyección de fluidos en el subsuelo o el llenado de grandes embalses han dado lugar a un brusco cambio de la presión intersticial y al desplazamiento de las rocas, algo que ha creado presiones sobre las fracturas existentes y generado ciertos movimientos sísmicos