19 febrero, 2025 4:14 pm

Sismicidad en la zona poniente de la Ciudad de México y fallas preexistentes

Leonardo Ramírez Guzmán Ingeniero civil, maestro en Estructuras y doctor en Ingeniería Civil. Investigador y coordinador de Ingeniería Sismológica del II UNAM.

Moisés G. Contreras Ingeniero civil y maestro en Ciencias. Académico de la UNAM.

Baruo Daniel Aldama Sánchez Ingeniero civil y maestro en Estructuras. Académico del II UNAM.

Miguel Ángel Carrillo Lucía Ingeniero geofísico. Académico del II UNAM.

En este trabajo se presenta una reseña e interpretación preliminar de la información disponible sobre los sismos de diciembre de 2023 y enero y febrero de 2024 ocurridos en la zona poniente de la Ciudad de México. Se incluye una revisión de las fallas geológicas propuestas y se discute el segmento o falla que se ha denominado Plateros-Mixcoac. Asimismo, se proporciona una posible explicación de los daños observados.

Palabras clave: sismicidad local, falla Plateros-Mixcoac, daños, interferometría.

Entre los meses de diciembre de 2023 y febrero de 2024 se presentaron una serie de sismos de baja magnitud con profundidades menores a 1.4 km en las alcaldías Magdalena Contreras y Álvaro Obregón de la ciudad capital del país. En la figura 1 se ilustran con círculos los epicentros de la secuencia mencionada, de acuerdo con las estimaciones del Servicio Sismológico Nacional (SSN) y los reportes de daños de la Secretaría de Protección Civil (SPC) de la Ciudad de México, que ubican estructuras con afectaciones en una zona distante con un patrón casi lineal, que incluye sitios en las alcaldías Álvaro Obregón y Benito Juárez, en zonas consideradas por el reglamento de construcciones local como de Lomas.

La sismicidad en el Valle de México ha sido documentada y es monitoreada por la UNAM. En un recuento de los sismos en la región y sus alrededores ocurridos en las primeras siete décadas del siglo pasado, el Instituto de Ingeniería (Figueroa, 1971) reportó más de 700 temblores. Las estimaciones de intensidad de Mercalli modificada no excedieron el nivel VI, y fueron asignadas solo en algunos sitios. En el catálogo de Figueroa (1971) se hace referencia específica a tres enjambres sísmicos que son de nuestro interés. Los dos primeros enjambres ocurrieron en julio de 1950 y septiembre de 1956; se atribuyeron a la falla próxima a la presa Mixcoac, situada aproximadamente 3.5 km al poniente de donde se han observado los sismos en diciembre de 2023 y enero 2024. El tercer enjambre ocurrió en agosto de 1959 y los eventos se localizaron 3 km al norte de Santa Cruz Ayotuzco, sobre la falla del mismo nombre, ubicada aproximadamente 20 km al oeste de Mixcoac. Asimismo, en febrero de 1981 y muy cerca de Mixcoac, Havskov (1982) dio cuenta de un enjambre de cinco sismos cuyas magnitudes estimadas fueron de 2.7 a 3.2. Durante la última década del siglo XX, y desde entonces, la actividad sísmica en el valle ha sido reportada con detalle por el SSN. La frecuencia de los sismos registrados ha variado; inicialmente, la cantidad de eventos sísmicos reportados fue baja hasta 2012. A partir de la segunda década del siglo XXI, se observa un aumento significativo en la cantidad de eventos reportados, que está correlacionado con el incremento de la instrumentación en la capital y su zona conurbada. En la actualidad, es posible detectar sismos de magnitudes cercanas a 0.3 en algunas áreas.

Los sismos reportados ocurren en diversos lugares dentro del Valle de México y no son pocos los estudios relacionados con la estructura de la zona que proponen e identifican fallas (véase por ejemplo De Cserna et al., 1988; García Palomo et al., 2008; Arce et al., 2015; y referencias allí incluidas). Sin embargo, la sismicidad al poniente ha sido una interrogante, y conciliar las localizaciones epicentrales y la profundidad con las diversas propuestas ha sido, en general, difícil y no concluyente. Este es el caso de la secuencia en cuestión. La ampliación de la figura 1 muestra las fallas que definen De Cserna et al. (1988) en línea continua, acompañadas de las inferidas, en línea discontinua, por el mismo autor. La posición de las fallas no parece ser congruente con la sismicidad.

Campaña de mediciones

Con la finalidad de coadyuvar en la compresión de las características de la sismicidad de la zona, la Coordinación de Ingeniería Sismológica y la Unidad de Instrumentación Sísmica (UIS) del Instituto de Ingeniería de la UNAM instalaron estaciones de registro sísmico, que incluyeron acelerógrafos y sismógrafos de banda intermedia. En la figura 2 se muestra la disposición geográfica de los puntos de medición, que registraron de forma continua desde la tercera semana de diciembre de 2023 hasta finales de febrero de 2024.

La información recolectada se empleó para recalcular de manera preliminar los epicentros de sismos reportados por el SSN. Los primeros cálculos indicaron que los epicentros reubicados con una red densa estaban más cerca de los daños observados. Para analizar el tipo de daños reportados, se llevó a cabo un recorrido por la zona cercana a los daños y a los epicentros mencionados. Además de constatar la información de las afectaciones proporcionada por la SPC, se encontró una grieta que cruza la zona de Mixcoac (figura 2), la cual se georreferenció empleando sistemas de posicionamiento geográfico manuales. Cada segmento de la grieta fue evaluado individualmente para asegurar que su formación coincidiera con el periodo de la secuencia sísmica en estudio, y se procedió a documentar la amplitud de la apertura en varios puntos. Las características observadas y la información recopilada por los residentes de la zona indicaban que la grieta se había generado como resultado de los movimientos sísmicos ocurridos en diciembre.

Los daños, la grieta y la sismicidad relocalizada parecían indicar la presencia de una falla, que desafortunadamente no teníamos presente o al menos no había sido confirmada –como puede verse en la propuesta de De Cserna et al. (1988)–. Así, se decidió agregar una pieza adicional en el rompecabezas que representan los movimientos en la zona. El elemento añadido fue un estudio de movimientos permanentes del terreno con imágenes satelitales, por lo que se recolectaron datos de varios meses y se hizo un análisis de interferometría satelital conocido como DInSAR. En la figura 3 se muestran los resultados obtenidos, que indican la diferencia de elevaciones entre dos instantes, uno previo y uno posterior al sismo del 12 de diciembre. La escala muestra el desplazamiento vertical del suelo. Al norte de la grieta se presentan desplazamientos negativos o hundimientos, y al sur de esta se observan pequeños desplazamientos positivos.

El patrón que se observa en la figura 3 es similar al desplazamiento permanente generado por una falla de tipo normal, o con un componente normal dominante, que esquemáticamente se presenta en la misma figura. En un corte (A-A’) se muestra a la derecha un momento previo a la ocurrencia del sismo, ocasionado por la falla indicada en línea continua gruesa, en el que no hay daños o movimientos. Al ocurrir el sismo, el bloque de techo sur se desplaza hacia abajo, y el de piso hacia arriba, lo que causó tensiones en ciertas regiones de la carpeta asfáltica y las edificaciones. El origen de la grieta se postula como parte de las deformaciones de baja frecuencia propias de la componente normal del fallamiento en la zona.

Los tres elementos discutidos, esto es, los desplazamientos verticales o hundimientos cuyo patrón es el de una falla normal, la ubicación de los daños y la coincidencia con los epicentros –en la figura 4 se muestra un cálculo reciente de los epicentros, incluyendo su incertidumbre– al norte de la grieta llevan a sustentar de manera preliminar que los sismos asociados a la sismicidad del periodo analizado corresponden a una falla, que hemos denominado Plateros-Mixcoac y cuya existencia había sido propuesta en el trabajo de De Cserna et al. (1988), pero no había sido confirmada.

Formalmente no se han sugerido otras explicaciones a la sismicidad y daños en la zona; sin embargo, debe ser evidente que al presentarse sismos en una zona estos deben asociarse a una dislocación o falla si los registros presentan una llegada de onda p seguida de una s, lo cual observamos en los registros de la red temporal y permanente. Así, el análisis de información sismológica y satelital y el patrón de daños soporta la propuesta de la presencia de una falla ubicada en el poniente del Anillo Periférico, que pasa por avenida Revolución y se le ha asociado con la actividad sísmica de los meses de diciembre de 2023 a febrero de 2024.

Los resultados preliminares que se presentan requieren, sin duda, una serie de exploraciones para determinar la estructura geológica y geofísica de la zona, y de ser necesario estimar la magnitud potencial de la falla o segmentos de falla presente en los alrededores. Los niveles de intensidad que pueden presentarse, y que finalmente son los valores que utilizamos en el diseño de edificaciones –cabe destacar que los desplazamientos diferenciales alrededor de la grieta son aparentemente los responsables de algunos de los daños reportados–, serán producto de trabajos posteriores. Sin embargo, a manera de preámbulo se muestran en la figura 5 los espectros de respuesta de todos los registros de los sismos en la Zona de Lomas junto con la media y la mediana, en azul y negro, respectivamente. Salvo en un caso, los registros arrojan valores relativamente bajos de aceleración espectral, cuando se comparan con el espectro de peligro uniforme de la norma por sismo de la Ciudad México, pero fueron percibidos por la población y en uno de los casos fue muy alto para periodos cortos.

Conclusiones y comentarios

Al integrar información sismológica, satelital y de daños en estructuras se ha identificado y confirmado, de manera preliminar, una estructura geológica que hemos denominado la falla o el segmento Plateros-Mixcoac. Este segmento fue sugerido previamente por De Cserna et al. (1988), por lo que los datos que presentamos respaldan esta propuesta.

Existe un gran número de interrogantes sobre la sismicidad en la zona poniente de la Ciudad de México. Debemos entender cuál es o cuáles son los mecanismos que causan la nucleación. También es imprescindible conocer las implicaciones que tiene la presencia de un sistema de fallas o una falla en la zona, en términos de peligro sísmico, y cómo afectan la reglamentación vigente.

Actualmente se realizan diferentes estudios para determinar con baja incertidumbre la estructura de la zona y su comportamiento en términos de desplazamiento de baja frecuencia, así como un programa de monitoreo de movimientos fuertes en la zona por parte del Instituto de Ingeniería de la UNAM. Se espera que algunos de estos resultados estén disponibles a finales de 2024

Participaron en la elaboración de este artículo Asmit Roy Burman, ingeniero civil con maestría, y Beatriz Contreras Ruiz Esparza, licenciada en Ciencias y doctora en Ciencias Ambientales.

Agradecimientos

Los miembros de la UIS del II UNAM instalaron y facilitaron el procesamiento de la información desplegada. Nueva Walmart de México, la Dirección de la Escuela Nacional Preparatoria y vecinos de la zona permitieron la instalación de equipo en sus instalaciones y viviendas. La Secretaría de Gestión Integral de Riesgos y Protección Civil proporcionó información y ha sido un apoyo importante para continuar con las investigaciones en la zona.

Este trabajo fue realizado en el marco de la autonomía de la UNAM y bajo los principios de libertad de investigación establecidos en su Ley Orgánica. La UNAM se deslinda de cualquier responsabilidad por el uso aplicado de los datos o información presentados en este trabajo, que no representan una postura oficial de la institución.

Referencias

Arce, J. L., et al. (2015). Geología y estratigrafía del pozo profundo San Lorenzo Tezonco y de sus alrededores, sur de la Cuenca de México. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, 67(2): 123-143.

Figueroa, J. (1971). Sismicidad en la cuenca del Valle de México. Serie de Investigación 289. México: Instituto de Ingeniería, UNAM.

Havskov, J. (1982). The earthquake swarm of February 1981 in Mexico City. Geofísica Internacional 21(2): 157-175.

Servicio Sismológico Nacional, SSN (2024). UNAM. www.ssn.unam.mx

De Cserna, Z., et al. (1988). Estructura geológica, gravimetría, sismicidad y relaciones neotectónicas regionales de la Cuenca de México. Vol. 104. México: Instituto de Geología, UNAM.

García-Palomo, A., et al. (2008). El arreglo morfoestructural de la Sierra de Las Cruces, México central. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas 25(1): 158-178.

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