4 marzo, 2024 5:58 am

INGENIERÍA SÍSMICA

Microsismos en la CDMX

Recientemente ha aumentado el interés en los microsismos en la Ciudad de México debido a que los eventos del 17 de julio de 2019, con magnitud Mw 3.2, y del 11 de mayo de 2023, con magnitud Mw 3.2, fueron sentidos intensamente en su zona epicentral y causaron pánico en la población. En este trabajo se describen algunos resultados interesantes desde el punto de vista del movimiento del suelo producido por estos microsismos y del efecto que podrían tener sobre las edificaciones. Primero se hace una presentación de estudios previos, ya que existe información de este tipo de eventos desde el año 1906, para después describir los resultados más importantes que se han obtenido analizando los registros de los microsismos del 17 de julio de 2019 y del 11 de mayo de 2023, que son los primeros cuyas intensidades se registraron ampliamente en el Valle de México.

Mario Ordaz Instituto de Ingeniería, UNAM

Danny Arroyo Departamento de Materiales. Universidad Autónoma Metropolitana

Shri K. Singh Instituto de Geofísica. UNAM

Luis Quintanar Instituto de Geofísica. UNAM

La primera estación sismológica en el Valle de México se instaló en Tacubaya en 1904; gracias a esto existe una amplia base de datos de sismos que se han sentido en la CDMX. Aunque existe la percepción de que los microsismos son un fenómeno reciente, los registros sísmicos muestran que la microsismicidad siempre ha estado presente en el Valle de México. De hecho, existen varios estudios que han contribuido a mejorar el entendimiento de este fenómeno en el Valle de México (véase figura 1). Figueroa (1971) estudió la frecuencia anual de microsismos en el periodo de 1906 a 1971; Alberro y Hernández (1991) reportan una correlación entre el número de microsismos y el nivel de lluvia anual en la estación Tacubaya; y Singh et al. (1998) mostraron que los grandes sismos en las costas de México disparan incrementos en el número de microsismos que se generan en el Valle de México. Dado que históricamente se han observado microsismos desde el año 1906, es difícil atribuirlos a otras causas que no sean las naturales.

Después del gran sismo del 19 de septiembre de 1985, la instrumentación sísmica se incrementó notablemente en la CDMX: de seis estaciones que existían en 1985 se pasó a aproximadamente 100 estaciones en 1994. En años recientes, el Instituto de Geofísica de la UNAM ha hecho un esfuerzo por robustecer la instrumentación sísmica en el Valle de México (Quintanar et al., 2018). Esta labor de instrumentación ha hecho posible un estudio detallado de la microsismicidad en el Valle de México; de particular importancia son los microsismos del 17 de julio de 2019 y del 11 de mayo de 2023.

Los microsismos del 17 de julio de 2019 y del 11 de mayo de 2023

En julio de 2019 se observó un enjambre de microsismos en la CDMX, los cuales se registraron en varias estaciones en el Valle de México. El evento más grande de la secuencia se registró el 17 de julio de 2019, con una magnitud Mw 3.2 y epicentro cerca del Panteón de Dolores de la CDMX. La estación sísmica más cercana al epicentro fue la MHVM, ubicada en la zona de terreno firme, aproximadamente a una distancia epicentral de 1 km. La aceleración máxima del terreno (PGA) que se midió en la estación MHVM fue de 314 cm/s2, que es el máximo valor de PGA que se ha medido en el Valle de México; este valor es mayor a los máximos que se midieron durante los sismos del 19 de septiembre de 1985 y de 2017 (véase figura 2). Este evento se sintió intensamente en la zona epicentral y causó pánico en la población, así como preocupación en las autoridades; sin embargo, no produjo daños.

En mayo de 2023, nuevamente se presentó un enjambre de microsismos, el mayor de los cuales se registró el día 11 con una magnitud Mw 3.2 y epicentro cercano al Parque Ecológico Las Águilas, en la alcaldía Álvaro Obregón. El evento principal se midió en numerosas estaciones en el Valle de México y el máximo valor medido de PGA fue de 176 cm/s2 en la estación ENP8, ubicada aproximadamente a 2 km del epicentro, en la zona de terreno firme. Este valor de PGA supera la máxima aceleración medida durante el sismo del 19 de septiembre de 1985 (véase figura 2).

Nuevamente, el evento se sintió intensamente en la zona epicentral y causó pánico en la población, aunque no produjo daños. Los registros de los microsismos muestran que se pueden alcanzar altas intensidades sísmicas en la zona epicentral, incluso mayores a las que se han observado en eventos sísmicos que han causado gran daño en la CDMX, sin que se produzcan daños ni víctimas (véase figura 3).

Los microsismos del 17 de julio de 2019 y del 11 de mayo de 2023 son los primeros eventos de este tipo que fueron bien registrados, desde el punto de vista instrumental, en las estaciones del Valle de México; esto ha hecho posible, por primera vez, estudios de fuente sísmica y atenuación de las ondas sísmicas para este tipo de eventos (Singh et al., 2020).

El análisis de los registros durante los microsismos ha mostrado que tienen características muy diferentes de los que se observan en registros de sismos con epicentros fuera del Valle de México. En particular, se ha observado que:

En la zona epicentral son movimientos muy intensos, de alta frecuencia, con una duración mucho más corta que los sismos que han dañado la CDMX (véase figura 4).

Las altas intensidades observadas en la zona epicentral de los microsismos decaen rápidamente al aumentar la distancia y se vuelven prácticamente imperceptibles a pocos kilómetros. Por ello, sus efectos tienen un carácter local, a diferencia de los eventos sísmicos de magnitud importante con epicentros fuera del Valle de México, cuyos efectos se aprecian en todo el Valle de México

Los microsismos concentran su energía en alta frecuencia, por lo que producen mayores intensidades para estructuras con periodos muy cortos, es decir, estructuras muy rígidas. Por tanto, los microsismos tenderían a afectar más a estructuras de uno o dos pisos de altura. En la figura 5 se muestran los espectros de respuesta para los sismos listados en las figuras 2 y 3, en las estaciones en que se observaron los mayores valores de PGA.

Un hecho interesante es que, a pesar de las altas intensidades que se registraron en la zona epicentral de los microsismos, no se produjo daño en las edificaciones cercanas. En el caso del evento del 17 de julio de 2019, la zona epicentral se localizó en el Panteón de Dolores, y no se registraron daños estructurales porque no hay edificaciones en el área.

En cambio, la zona epicentral del microsismo del 11 de mayo de 2023 está densamente poblada y la mayoría de las edificaciones tiene entre uno y dos pisos, que en teoría debieron ser susceptibles a los movimientos de alta frecuencia de este tipo de sismo, y sin embargo no se advirtió daño. Esta observación sugiere que el comportamiento estructural de edificaciones sujetas a movimientos del suelo característicos de los microsismos no está completamente entendido. Este tema deberá estudiarse en detalle en el futuro.

Los microsismos y el reglamento de construcciones de la CDMX

Como se mencionó antes, después del microsismo del 17 de julio de 2019 existió la preocupación sobre el efecto de este tipo de eventos en las edificaciones de la CDMX, y sobre si los espectros de diseño del Reglamento para las Construcciones de la CDMX eran adecuados para la microsismicidad. En cuanto a los reglamentos de construcción, el efecto de los microsismos ya se consideraba en los espectros de diseño sísmico de 1987, con base en los estudios del grupo de trabajo de Emilio Rosenblueth (1989), que consideró un microsismo con magnitud Mw 4.7.

Gracias a los numerosos registros que se obtuvieron durante el microsismo del 17 de julio de 2019 fue posible establecer por primera vez un modelo para la fuente sísmica y un modelo de atenuación del movimiento del suelo aplicable a microsismos. Estos modelos permitieron hacer análisis formales de peligro sísmico para la versión 2020 de los espectros de diseño de las Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo de la CDMX que consideraran los microsismos. Los resultados mostraron que, aunque los microsismos pueden generar altas intensidades en su zona epicentral, su tasa de ocurrencia es tan baja que su contribución a los espectros para diseño sísmico de la CDMX es marginal. Por lo tanto, los microsismos se han considerado explícitamente en el Reglamento de Construcciones para la CDMX, por lo menos desde 1987 y hasta la fecha, sin que su impacto sea importante. Lo que sí ha cambiado en los últimos 30-40 años es el grado de sofisticación de los modelos de peligro sísmico, gracias al incremento en la instrumentación sísmica.

Conclusiones

Se ha presentado una revisión de puntos importantes sobre el conocimiento de los microsismos en la CDMX desde el punto de vista del movimiento del suelo. Aunque existe la percepción de que los microsismos son un fenómeno reciente, debido a que los del 17 de julio de 2019 y del 11 de mayo de 2023 fueron sentidos intensamente en la zona epicentral y causaron pánico en la población y preocupación en las autoridades, se describe una serie de estudios previos sobre los microsismos donde se identifica que hay registro de estos desde 1906. Aunque este tipo de sismos se sienten fuertemente en la zona epicentral y registran aceleraciones del suelo máximas mayores a las que se han registrado durante eventos sísmicos muy destructivos, no se ha identificado que sean capaces de producir daños estructurales, y su contribución al peligro sísmico de la CDMX es marginal debido a su baja tasa de ocurrencia

Reconocimientos

Los estudios que se describen en este artículo fueron posibles gracias a los registros sísmicos producto del trabajo del personal de la Unidad de Instrumentación Sísmica del Instituto de Ingeniería de la UNAM, del Servicio Sismológico Nacional y del CIRES.

Referencias

Alberro, J., y R. Hernández (1991). Temblores inducidos por fuerzas de filtración. Reporte 530. México: Instituto de Ingeniería, UNAM.

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

Quintanar, L., et al. (2018). A seismic network for the Valley of Mexico: Present status and perspectives. Seismologic Research Letters (89) 2A: 356-362.

Rosenblueth, E., M. Ordaz, F. J. Sánchez-Sesma y S. K. Singh (1989). The Mexico earthquake of September 19, 1985. Design spectra for Mexico’s Federal District. Earthquake Spectra 5(1): 273-291.

Singh, S. K., J. G. Anderson y M. Rodríguez (1998). Triggered seismicity in the Valley of Mexico from major Mexican earthquakes. Geofísica Internacional 37(1); 1-11.

Singh, K., et al. (2020). Lessons from a small local earthquake (Mw 3.2) that produced the highest acceleration ever recorded in Mexico City. Seismological Society of America 91(6): 3391-3406.

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