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¿Qué podría ocurrir con un sismo 6.0 en el centro de San José?

Simulación de aceleraciones de un terremoto hipotético al sur de San José (*)

En el año 2011 ocurrieron dos sismos muy importantes desde el punto de vista de magnitud y proximidad a centros poblados:

1. Christchurch, Nueva Zelanda, 22 de febrero, Mw 6.3
2. Lorca, España, 11 de mayo, Mw 5.1.

Estos sismos, relativamente moderados, provocaron importantes daños y víctimas en los respectivos paises. La razón principal fue su cercanía a la ciudad y su poca profundidad (menos de 5 km), lo cual originó valores de aceleración grandes.

Los registros de un acelerógrafo nos indican de manera cuantitativa, que tan fuerte fue el movimiento del suelo en cada punto donde se encuentra uno de esos equipos instalado. En el caso de Lorca, el valor máximo fue de unos 360 cm/s2 en una estación ubicada en el centro de la ciudad. En el caso de Christchurch, el valor fue de aproximadamente 2200 cm/s2 cerca del epicentro y unos 1800 cm/s2 en el centro de la ciudad. Estos valores son sumamente elevados considerando el tamaño de los sismos que los produjeron, pero son valores reales que necesitan de nuestra atención.

Cuando ocurre un terremoto, las ondas sísmicas se propagan en todas direcciones y conforme avanzan, van perdiendo energía tal y como sucede cuando se lanza una piedra a un estanque. Las ondas van siendo cada vez más débiles conforme se alejan del punto donde iniciaron. Sin embargo, existen situaciones especiales. Hay cierto tipo de geología superficial que favorece la amplificación de las ondas sísmicas como lo son los terrenos de suelos blandos como el aluvión o las arenas.

Los acelerógrafos que posee este laboratorio en San José y Cartago, pueden ser utilizados para extraer información de amplificación del suelo y con esta y otros programas de simulación numérica, se pueden crear un sismo "artificial" o sintético que nos ayude a estimar un valor de aceleración en caso de que ocurriera un terremoto importante en la zona.

Uno de los escenarios posibles de este sismo artificial es el que se muestra en el siguiente mapa. Suponemos que el evento es de magnitud 6.0 en la zona donde se produjo el primer evento de la secuencia de Tobosi del 09 de diciembre que fue de Mw 3.1. La profundidad del sismo en la simulación es de 5 km. Utilizamos la información de la amplificación del suelo de cada una de las estaciones acelerográficas en el área y también las propiedades de propagación sísmicas. Se obtuvieron 20 señales por cada sitio y en cada una se calculó el valor máximo que luego se promedió. Este resultado preliminar nos indica lo siguiente:

Figura 1. Valores de aceleración hipotéticos para un escenario conservador de un sismo de magnitud 6.0 que ocurriera entre San José y Cartago. El epicentro se ubica donde está la estrella verde, los cuadros amarillos muestran la ubicación de las estaciones acelerográficas y los valores de aceleración en cm/s2 Las trazas rojas son las fallas activas, las blancas los límites de provincia y las oscuras las principales carreteras.

Figura 2. Interpolación de los datos de aceleración hipotéticos de la figura 1. Las cruces muestran el lugar donde están las estaciones acelerográficas.

1. El valor de mayor aceleración se da en la estación de Guatuso de Patarrá. El máximo es de unos 400 cm/s2 a una distancia de unos 5 km. Aunque parece ser un valor elevado, quizás no lo es tanto si consideramos que el terremoto de Cinchona del 8 de enero del 2009 produjo un valor de 658 cm/s2 a 15 km de distancia. El sismo de Cinchona fue de magnitud 6.2, ligeramente mayor del que hablamos hipotéticamente para este mapa, por lo cual, a distancias mucho más cercanas al epicentro, probablemente los valores de aceleración fueron todavía mucho mayores.

Las intensidades probables serían de VIII en la escala de Mercalli, lo cual corresponde a movimiento muy fuerte con posible daños ligeros en estructuras de diseño bueno; considerable en edificios ordinarios de baja calidad con derrumbe parcial; grande en estructuras débilmente construidas. Los muros sueltos salen de sus armaduras. Puede haber caída de chimeneas o muros sin varilla, pilas de productos en los almacenes de las fábricas, columnas, monumentos y muros. Los muebles pesados se pueden volcar. Podría haber arena y lodo proyectados en pequeñas cantidades en los suelos donde abundan esos materiales. Cambio en el nivel del agua de los pozos. El movimiento podría ser percibido incluso por personas que guían vehículos motorizados.

2. Debido a la lejanía del epicentro, las estaciones ubicadas en Cartago experimentarían valores de aceleración de unos 200 cm/s2. Este es el mismo valor de aceleración que se registró en Alajuela durante el terremoto de Cichona.

Esto quiere decir que el movimiento en Cartago podría ser de una intensidad aproximada de VII en la escala de Mercalli que corresponde a un movimiento que es advertido por todos. La gente se dirige al exterior. Podrían presentarse daños sin importancia en edificios de buen diseño y construcción. Daños ligeros en estructuras ordinarias aunque bien construidas; daños considerables en las débiles o mal planeadas; rotura de algunas paredes sin varilla. Ligeramente sentido por las personas conduciendo vehículos en movimiento.

3. En San José centro la aceleración es ligeramente menor que en Cartago, salvo por el punto ubicado en La Sabana. Aquí, como se puede ver, podría presentarse valores de aceleración de hasta el doble que en San Pedro y Curridabat. Claramente esto se debe a los efectos de amplificación del sitio.

(*) Esta investigación forma parte del proyecto "Simulaciones Numéricas para sismos fuertes de Costa Rica, No. 731-A9-196" inscrito en la Vicerrectoría de Investigación de la Universidad de Costa Rica. Se trata de un proyecto que todavía se encuentra en ejecución cuyos resultados preliminares son los que se muestran.