La red sísmica del OVSIREDO-UNA

Resumen

Los sismos sentidos por la población requieren de un tratamiento especial por parte del OVSIREDO-UNA, ya que la información debe ser procesada en el menor tiempo posible para remitir a los cuerpos de protección civil (Cruz Roja, Comisión Nacional de Emergencias y Gobierno), prensa y público en general. Además, esta información debe ser precisa, por lo que debe ser revisada y confirmada en pocos minutos después de la ocurrencia del sismo. En caso de ser un sismo que no haya causado alarma en gran parte de la población, el resultado del análisis se envía a la prensa y autoridades competentes sin mayor trasendencia. Sin embargo, en caso de un sismo que cause alarma en gran parte de la población, la información que se proporcione debe ser corroborada en el campo con la instalación de estaciones sísmica portátiles, corroboración visual de daños, elaboración de mapas de intensidad, generación de reportes extensos a la prensa, seguimiento de la evolución de la sismicidad y disparo de sismicidad en fallas aledañas o asociadas.

Marco teórico o referencial

Construya con conceptos y teorías, respaldados por referencias bibliográficas, el estado del conocimiento del tema abordado y los argumentos que orientarán el análisis y la búsqueda de respuestas a la situación planteada.

La ocurrencia de un temblor se debe al súbito rompimiento de una superficie entre dos bloques de material que se encuentran deformados por la acción de esfuerzos externos. Cuando las fuerzas externas que actúan sobre los bloques vencen las fuerzas de fricción que los mantiene unidos, se produce una ruptura espontánea que se propaga por la superficie liberando a su paso los esfuerzos elásticos que mantenían los bloques deformados, generando calor por fricción, deformación permanente en el medio y liberando energía en forma de ondas sísmicas que se propagan por la Tierra.

A su vez, la liberación de esfuerzos por la súbita ruptura aumenta los esfuerzos en el medio circundante, aumentando las fuerzas externas que actúan sobre otros segmentos de la falla donde se produjo el sismo original y en otras fallas aledañas. Este aumento súbito de esfuerzos a su vez provoca rompimientos en otras superficies al exceder los esfuerzos de fricción, liberando energía a través de otros sismos. Los sismos de menor magnitud que siguen a un temblor de magnitud considerable se les denomina réplicas. Esta reacción en cadena fue observada inicialmente por Omori (1894), un científico japonés, quien introdujo la ley con su nombre para caracterizarla. Hoy esta ley es aceptada, en su forma modificada por Utsu et al. (1995), por toda la comunidad científica.

La ley cuantifica el número de réplicas que siguen al evento principal, y describe cómo ese número disminuye conforme pasa el tiempo. En una secuencia sísmica normal se espera que pasado el evento principal, inicialmente las réplicas se producen en gran número y con magnitudes menores al evento principal, pero siendo algunas de ellas muy cercanas en magnitud al evento principal, conforme pasa el tiempo, disminuye la probabilidad de ocurrencia de un sismo con magnitud cercana al evento principal, mientras que el número de réplicas decae de forma exponencial. Sin embargo, se ha observado en repetidos casos que un sismo fuerte puede generar interacción entre fallas provocando disparos en fallas aledañas (King et al. 1994; Stein, 2003) y en algunos casos disparos dinámicos en regiones lejanas (Gomberg et al., 2001) o volcanes activos (Nostro et al., 1998). Es por ello importante vigilar la evolución de la sismicidad en caso de grandes sismos.

Justificación y planteamiento del problema

Describa en forma clara y concreta el problema o situación a cuya solución, entendimiento o comprensión se contribuirá con la ejecución del proyecto. Señale, si los hay, antecedentes de atención al problema o situación por parte del equipo de académicos participantes

Una vez descritos el problema y sus antecedentes ofrezca argumentos que demuestren la magnitud del problema y justifiquen la importancia de solucionarlo, o bien, que demuestren su pertinencia científica.

Finalmente explique brevemente cómo el proyecto o actividad contribuirá a resolver el problema o situación planteada.

Una de las tareas encomendadas al OVSIREDO-UNA es la de dar información precisa y oportuna en caso de un sismo fuerte, de tal manera que la ciudadanía esté enterada de la localidad del sismo, su magnitud, el origen del mismo y las zonas afectadas por éste. Esta información siempre está disponible minutos después de ocurrir el sismo o ser reportado como sentido por algún sector de la población costarricense.

Sin embargo, en el caso de sismos que provocan daños severos a la infraestructura o pérdidas de vidas, la información requerida es más amplia. En estos casos se requiere realizar un estudio más detallado de las causas y los efectos del temblor. Para ello debe dársele un seguimiento a la evolución de las réplicas para definir el área de ruptura, la extensión de ruptura de la falla, la posible interacción con otras fallas, el disparo de sismicidad en otras regiones o la afectación de la actividad de los volcanes activos cercanos. Además de debe realizar un reconocimiento de los daños para generar un mapa de intensidades por daños. Esta información junto con información relacionada con la intensidad instrumental (aquella que se obtiene de los datos de aceleración de los observatorios sismológicos) es de gran utilidad en la evaluación de la amenaza sísmica que pueda enfrentar las diferentes comunidades del país.

Con este proyecto se le da continuidad y una nueva dimensión a una actividad permanente del OVSIREDO-UNA. Brindar información sobre los sismos sentidos en el país es una tarea rutinaria del OVSICORI, sin embargo, con este proyecto se pretende institucionalizar esta tarea y darle una nueva dimensión gracias a la compra de equipo sísmico portátil con que contará el OVSICORI para dar seguimiento a la actividad sísmica de importancia. Este seguimiento permitirá realizar investigación más a fondo sobre el peligro sísmico involucrando, estudio de réplicas, determinación de las dimensiones de la ruptura, estudio de interacción entre fallas, disparo estático y dinámico entre fallas, efectos de sitio con fuentes naturales, atenuación de ondas sísmicas y la medición o documentación de otros factores que puedan ayudar a mitigar los desastres por sismos.

Las tareas pendientes después de un sismo fuerte se resumen en: 1) Localización y determinación de su magnitud en un tiempo corto; 2) Difusión de la información a las autoridades y la prensa por medio de la página web, correos electrónicos, mensajes de texto a biper, teléfono celular, fax; 3) Determinación de las intensidades instrumentales utilizando los datos de aceleración de la red de observatorios del OVSIREDO-UNA y otras datos de aceleración disponibles; 4) Verificación de los daños producidos por el sismo, corroboración en el campo y producción de un mapa de intensidades; 5) Despliegue de una red sísmica portátil de sismógrafos para el estudio y seguimiento de la actividad sísmica en la zona epicentral; 6) Producción de un informe sobre la actividad sísmica, su evolución y probabilidades de expansión o afectación a otras regiones.

Objetivos

Definirlos de manera precisa y coherente con el planteamiento del problema y la situación que se desea resolver.

• Objetivo (s) general (es): Indican de modo general el aporte que dará el proyecto a la solución del problema planteado.

Dar información precisa y relevante sobre la ocurrencia de sismos sentidos en el país.

• Objetivos específicos e indicadores de logro

Los objetivos específicos corresponden a propuestas concretas de solución al o los problemas identificados. Los indicadores de logro señalan cómo medir el grado de consecución de los resultados esperados para cada objetivo específico.

Grupo meta

Identifique las instituciones, gremios, comunidades, grupos organizados, etc. que se beneficiarán, directa o indirectamente, con los resultados del proyecto.

Los grupos que se verán beneficiados con este proyecto son las comunidades afectadas por sismos fuertes, las autoridades encargadas de dar soluciones y seguimiento a los desastres causados por acción de la naturaleza, la prensa, y el público en general.

Metodología

Presente, en forma organizada y precisa, cómo se alcanzará cada uno de los objetivos propuestos. Detalle los procesos, técnicas, actividades y demás estrategias metodológicas que utilizará para ejecutar el proyecto o la actividad académica.

Los sismogramas registrados por las estaciones sísmicas de la red del OVSIREDO-UNA son integrados por el sistema de adquisición Earthworm (v 7.2) que determina, por medio de algoritmos probados, el arribo de ondas P y S para identificar ondas generadas por sismos de ondas generadas por ruido ambiental. Las registros que presentan lecturas de ondas P y S son asociados cuando estas lecturas se encuentran dentro de un intervalo específico de tiempo (el tiempo que tardan las ondas sísmicas en atravesar el país o la red sísmica), luego se intenta una localización automática del evento con las lecturas producidas. Si después de varios intentos de localización, utilizando una secuencia de "boot strap", se logra localizar el sismo dentro de un rango de error predeterminado, se declara un evento y se crea un archivo de ondas o registros de las estaciones que lo detectaron. Es en este momento en que interviene el personal del OVSICORI para realizar la lectura manual de las ondas P y S y realizar una corrida del programa de localización de sismos Hypocenter (Lienert y Haskov, 1995). La localización es reportada por medio de un programa de página Web que a su vez envía los datos de forma automática como mensajes de texto a teléfonos celulares.

Si el sismo produjo daños considerables (esto es, si el sismo pasa de intensidad VII en la zona epicentral), se inician los estudios para determinar las intensidades en las diversas regiones del país y crear un mapa de intensidades. Igualmente se inicia el rescate de datos de aceleración en todos los acelerógrafos disponibles para elaborar un mapa de intensidad instrumental. Una vez determinada la zona epicentral se inicia la instalación de una red de estaciones portátiles alrededor de la, o las, posibles fallas que se hayan activado por el temblor. Durante este tiempo de análisis de las características del sismo las tareas de lectura de sismogramas se limitan a la secuencia sísmica de interés. Con los datos obtenidos de las diversas fuentes se realiza una interpretación de las características del evento y se elabora un informe que saldrá a la prensa en el menor tiempo posible después del sismo.

Para llevar a cabo estas tareas descritas anteriormente, en el tiempo de ejecución de este proyecto se van a llevar varios trabajos paralelos para mejorar los tiempos de respuesta y la precisión de la información.

En primer lugar se estará ampliando la red de observatorios sísmicos (ver proyecto "Mantenimiento y ampliación de la red sísmica del OVSIREDO-UNA") para poder ampliar la cobertura de acelerómetros y mejorar los mapas de intensidad instrumental que se puedan producir. Se estará trabajando sobre el envío de información automática de reportes a las autoridades y prensa.

En este momento el envío de información se lleva a cabo de forma manual, escribiendo sobre un papel los resultados de la localización del sismo y luego ingresando esta información a un máquina de fax. Durante este proyecto se estará trabajando en la implementación de un algoritmo automático que permita escribir la información en una página web y automáticamente se envíe esta información en forma digital a pagers, teléfonos celulares, fax y correos electrónicos. De esta manera los datos son enviados inmediatamente a todos los receptores, eliminando los retrasos generados por el uso de una máquina de fax.

Dentro del marco del proyecto de "Catalogación de datos sísmicos" se estará trabajando en la búsqueda y perfeccionamiento de un sistema de adquisición, ya que el sistema actual de Earthworm (v 7.2) posee errores en los algoritmos de asociación y determinación automática de magnitud y localización de los sismos por lo que no puede utilizarse como fuente confiable de información. Mucho del retraso actual a la hora de brindar la información se debe a que las localizaciones y determinaciones de magnitud debe realizarla el personal del OVSICORI, no existe una determinación automática confiable. Dentro de estos dos proyectos se estará trabajando para solventar este problema y sustituir el sistema de adquisición por un sistema que produzca en tiempo real datos confiables de localización y magnitud de los sismos sentidos, disminuyendo los tiempos de respuesta del OVSICORI. Este sistema permitirá al personal del OVSICORI dedicar su tiempo a la verificación de datos y análisis de los mismos para producir informes completos y rápidos.

Mecanismos de autoevaluación

Proponga y describa los mecanismos de autoevaluación que se emplearán durante el periodo de ejecución del proyecto, tales como: talleres y reuniones de seguimiento con los participantes y beneficiarios, autovaloración del grado de avance y del cumplimiento de objetivos y criterios de calidad, pertinencia y prioridad institucional, etc.

Cada 15 días se reúne la sección de Sismología del OVSICORI para discutir los avances en el trabajo, las tareas pendientes, los problemas encontrados durante el período anterior. Durante estas reuniones se llevará un control sobre el avance en las tareas aquí propuestas, además de generar un reporte cada semestre sobre el avance del proyecto, el estado del catálogo, las lecturas y los boletines. Durante crisis sísmicas estas reuniones se vuelven más frecuentes para poder discutir y entender la evolución de los acontecimientos.

Productos esperados

Los resultados pueden ser directos o indirectos. En el primer caso describa los bienes, servicios y productos (publicaciones, ponencias, bases de datos, software, tesis, patentes, metodologías, manuales, etc.) que se espera lograr con la ejecución de la propuesta. En el segundo caso prevea otros resultados que se pueden derivar del desarrollo del proyecto como( formación y capacitación de recursos humanos, formación y consolidación de redes de cooperación, construcción de cooperación internacional del grupo de ejecutores del proyecto, avance en la línea de investigación, aumento de capacidades, etc.

Entre los productos esperados se encuentran los reportes a la prensa después y durante una secuencia sísmica importante, boletines de información preliminar sobre los sismos importantes que puedan ocurrir y los informes finales que se produzcan por la ocurrencia de un sismo, dentro de estos informes finales se encuentra un artículo científico para publicar en una revista internacional.

Cronograma de actividades

Especifique la secuencia y el tiempo requerido para la ejecución de las actividades planteadas. Contemple la presentación de informes y realización de evaluaciones del proceso. Incluya recesos, vacaciones y otros factores temporales que pueden incidir en el avance del proyecto.

Estrategia de comunicación

Describa la estrategia de comunicación que se utilizará para divulgar los resultados del proyecto, por ejemplo, conferencias, talleres, cursos, propaganda dirigida, publicaciones y reportajes en medios de comunicación masiva, boletines divulgativos, etc.

Bibliografía

• Gomberg, J. P.A. Reasenberg, P. Bodin, and R.A. Harris (2001). Earthquake triggering by seismic waves following the Landers and Hector Mine earthquakes, Nature, 411, 462-466.

• King, G.C.P., R. S. Stein, and J. Lin (1994). Static stress changes and the triggering of earthquakes, Bull. Seism. Soc. Am., 84 (3), 935-953.

• Lienert, B. R., and J. Haskov (1995). A computer program for locating earthquakes both locally and globally, Seism. Res. Lett. 66, 26–36.

• Nostro, C., R. S. Stein, M. Cocco, M. E. Belardinelli and W. Marzocchi (1998). Two-way coupling between Vesuvius eruptions and southern Apennine earthquakes (Italy) by elastic stress transfer, J. Geophys. Res., 143, 24487-24504.

• Omori, F. (1894). On the aftershocks of earthquakes, J. Coll. Sci. Imp. Univ. Tokyo, 7, 111-200.

• Stein, R. S. (2003). Earthquakes conversations, Scientific American, 288 (1), 72-79.

• Utsu, T., Y. Ogata, and R. S. Matsu"ura (1995). The centenary of the Omori formula for a decay law of aftershock activity, J. Phys. Earth, 43(1), 1-33.

Presupuesto

Determine las cantidades y montos requeridos según fuente y por cuenta para la ejecución del proyecto. Utilice el Manual de Cuentas vigente en la UNA. El cuadro adjunto es tan solo un ejemplo de las cuentas a utilizar. Solicite apoyo al Asistente Administrativo de su Unidad Académica.

• Presupuesto con recursos institucionales

Los servicios personales son gastos de viáticos anuales.

El rubro de maquinaria y equipo representa gastos por compra de cables eléctricos, productos de plástico, metálicos y de madera para proteger las estaciones sísmicas en el campo, cemento para construir el pilar de los sismómetros y baterías, controladores de carga y páneles solares.

• Presupuesto con recursos externos: Se incluye un cuadro para cada fuente de recursos.

• Identifique la fuente de recursos __Transitorio de la Ley de Emergencias___

A partir de los dineros del Transitorio a la Ley de Emergencias se comprarán equipos sísmicos portátiles para este proyecto.

5 Información para la base de datos del Programa de Información Académica

5.1 Descriptores: Anote cuatro o cinco palabras claves que identifiquen el campo del conocimiento del proyecto de modo que se faciliten las búsquedas que realicen los interesados en el tema.

• Área de la ciencia, en la cual se ubica el proyecto: Se utilizan las áreas UNESCO porque permiten comparabilidad externa, si su proyecto o actividad no se ubicara en ninguna de ellas marque la casilla otros y anote un área a discreción.

5.3 Área de Desarrollo Institucional: Indique el área con la que su proyecto guarda mayor afinidad.

5.4 Áreas del plan estratégico de Facultad y de Unidad Académica

• Área geográfica de ubicación del proyecto: Anote el nombre de la región, cantón, distrito o localidad de acción del proyecto. Si no hay un área geográfica específica seleccione la casilla país. En esa misma casilla indique el nombre de otro (s) país (es) participante (s).

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Firma del responsable Fecha formulación (día, mes, año)

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Fecha recepción Unidad Académica Fecha aprobación Unidad Académica

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Fecha recepción Facultad, Centro o Sede Fecha refrendo Facultad, Centro o Sede

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Fecha recepción Programa Gestión Proyectos Fecha aval Programa Gestión Proyectos

5 Anexos

NOTA: Verifique que el formulario ha sido completado en su totalidad, incluida la firma del responsable.

Autor:

Ing. Lic. Yunior Andrés Castillo S.

"NO A LA CULTURA DEL SECRETO, SI A LA LIBERTAD DE INFORMACION"?

Santiago de los Caballeros,

República Dominicana,

2015.

"DIOS, JUAN PABLO DUARTE Y JUAN BOSCH – POR SIEMPRE"?