El epicentro del conocimiento sísmico

Información validada por la Dra. Xyoli Pérez Campos, Jefa del SSN.
Debido a diversos factores como su ubicación geográfica, la presencia de fallas geológicas activas, las características adversas del subsuelo en algunas regiones del país y su densidad poblacional, en México se han registrado sismos de gran magnitud que han ocasionado graves daños.
Los sismos por su origen pueden ser naturales (liberan mayor cantidad de energía): tectónicos, volcánicos o de colapso; o artificiales que son producidos por el hombre a través de explosiones comunes o nucleares; o bien, otras actividades humanas. Es importante señalar que los términos sismo, terremoto y temblor, son sinónimos.
Escalas de intensidad y magnitud
Cuando se describe un gran sismo, se mencionan valores de magnitud e intensidad, términos frecuentemente confundidos. La intensidad de un sismo se refiere a un lugar determinado; se asigna en función de los efectos en las construcciones y, en general, en el terreno del sitio.
La magnitud se mide cuantitativamente a partir de los datos obtenidos por un sismógrafo. La escala que mide la magnitud y la más conocida es la creada por Charles Richter, quien para desarrollarla se basó en la evaluación de numerosos sismos en la costa de California.
Actualmente existen varias escalas para medir la magnitud que designan los efectos de un terremoto mediante números, siendo la más común la magnitud de momento sísmico. La manera de evaluar el tamaño real de un sismo está relacionada con la cantidad de energía liberada, que es independiente de la ubicación de los instrumentos que los registran.
Una diferencia de una unidad de magnitud entre dos sismos cualesquiera implica, en términos de energía liberada, una diferencia de 32 veces.
Un sismo de magnitud 8 equivale a:
32 sismos de magnitud 7
1000 sismos de magnitud 6
32, 000 sismos de magnitud 5
1 000 000 sismos de magnitud 4
Regionalización sísmica
En el Manual de Obras Civiles de la CFE, versión 2015, se definió una nueva zonificación sísmica de la República Mexicana, en el que se consideran espectros de aceleración constante, espectros regionales y espectros específicos de sitio.
Para determinar la zona sísmica se tomó en cuenta el valor de la aceleración máxima en roca, para el nivel de referencia dado en el ER. (Ver tabla 1)

El objetivo principal de esta clasificación es proporcionar a los constructores, junto con manuales de obras civiles, la información necesaria para el cálculo de valores para diseño de obras, con el fin de que sean suficientemente seguras y su costo no sea excesivo.
Para conocer las características de los temblores es necesario registrarlos, de manera que posteriormente se les pueda estudiar, con el fin de precisar su magnitud, localización, la duración del movimiento, sus direcciones principales, etc. Para ello se emplean principalmente sismógrafos y acelerógrafos, que registran el movimiento del terreno al paso de las ondas sísmicas.
Sismógrafos. Utilizan componentes mecánicos y electrónicos para obtener una señal eléctrica proporcional al movimiento del suelo (velocidad), la cual puede almacenarse en forma local, convertida a un formato digital y/o ser transmitida por algún medio de comunicación (celular, radio, satélite, internet) hasta un centr de registro y evaluación.
El sismógrafo se caracteriza por su alta sensibilidad; es decir, tiene capacidad de ampliar decenas o centenas de miles de veces la velocidad de movimiento del terreno, ya sea a causa de un sismo cercano muy pequeño o de uno grande lejano.
Sin embargo, cuando a corta distancia ocurre un sismo muy fuerte, el sismógrafo no es capaz de registrarlo íntegramente, pues por su gran sensibilidad produce un sismograma saturado. Para registrar estos movimientos fuertes de gran intensidad, se utiliza otro tipo de instrumentos llamados acelerógrafos.

Los sismómetros son instrumentos altamente sensibles al movimiento del suelo, esto les permite detectar con suma precisión el instante mismo del inicio de un sismo, así como su terminación.

 

Acelerógrafos. Independientemente de la magnitud del sismo, una característica de los acelerógrafos es la de registrar la aceleración del terreno. Se utilizan fundamentalmente para registrar la intensidad del movimiento producido por un temblor en un sitio determinado. Por ejemplo, para medir el comportamiento de edificios, puentes y otras estructuras excitadas por un sismo.
Actualmente los registradores sísmicos son de tipo digital, esto facilita el procesamiento de la información en computadoras.

SSN, la mayor red de observación sísmica en México
Una red de observación sísmica está compuesta por un conjunto de instrumentos de registro (como los anteriormente descritos), distribuidos en determinada zona para analizar la sismicidad, local o regional.
En 1906, el Servicio Sismológico Nacional (SSN) instaló los primeros sismógrafos en México. Actualmente esta institución depende de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y cuenta con una red de modernos sismógrafos distribuidos en gran parte del país. El principal objetivo del SSN es proporcionar información oportuna sobre la ocurrencia de sismos en el territorio nacional y determinar su localización (latitud, longitud y profundidad) y su magnitud. Cabe destacar que existen otras importantes redes sísmicas locales operadas por diversas instituciones y universidades que también contribuyen con esta labor.
Actualmente, el Servicio Sismológico Nacional cuenta con cerca de 100 equipos para el registro de temblores, organizado en diferentes subredes:
Red Sismológica de Banda Ancha
Configurada para monitorear la sismicidad en las regiones de mayor potencial sísmico dentro de la República Mexicana. Las estaciones se localizan, en su mayoría, a lo largo de las costas del océano Pacífico, así como en la Faja Volcánica Trans Mexicana. La red consiste actualmente de 63 estaciones en operación.
Las estaciones constan de los siguientes instrumentos:

• Un sismómetro de banda ancha. Registra ondas sísmicas en una amplia banda de frecuencias, con respuesta plana a la velocidad del suelo entre 0.0083 a 30 Hz. Capacidad de registrar sismos en una amplia gama de magnitudes, desde sismos locales pequeños hasta sismos lejanos, sin problemas de saturación.
• Un acelerómetro. Registra las aceleraciones del suelo dentro de un amplio espectro de frecuencias sin saturación de la señal para sismos grandes locales y regionales. Estima con gran precisión la magnitud de sismos grandes que puedan ocurrir en el territorio nacional.
• Un registrador con digitizador de 24 bits. Las señales del sensor de velocidad son muestreadas en forma continua a 100 muestras por segundo (mps), son convertidas a un formato digital y almacenadas en el disco duro del registrador. Los datos también son transmitidos de manera continua a las instalaciones centrales del SSN (en Ciudad Universitaria, CDMX) a través de enlaces satelitales, de radio, de celular o internet.
• Un reloj GPS. Permite obtener una referencia de tiempo de alta precisión, el cual es almacenado junto con la información sísmica.
• Sistema GNSS. Dos terceras partes de las estaciones también cuentan con una antena y receptor GNSS, lo cual permite medir en tiempo real el desplazamiento del terreno. Estos equipos registran el movimiento a 1 mps. Sus datos también son transmitidos en tiempo real al Centro de Monitoreo.

Todos estos equipos se encuentran alojados en casetas especialmente construidas para minimizar el ruido. Las instalaciones cuentan con doble pared y aislamiento de aire para minimizar los cambios de temperatura en el interior. Además, los sensores de velocidad (sismómetro) y acelerómetro se cubren con material aislante de temperatura y están forrados con una lámina de aluminio para evitar inducciones eléctricas. Para registrar con una buena relación señal a ruido y minimizar los efectos de sitio, se construyó un pilar sobre la roca, independiente de la estructura de la caseta.
Red Sísmica del Valle de México
Red de estaciones sismológicas equipadas con sismómetros de banda intermedia y digitalizadores de 24 bits, ubicadas en diferentes sitios con el objetivo de mejorar la calidad de los datos y localizaciones de los temblores originados en el Valle de México. Cuenta con 31 estaciones digitales, algunas de ellas se localizan en el Estado de México.
Red Sísmica del Volcán Tacaná
Consta de tres sismómetros de tres componentes (vertical, norte-sur, este-oeste) que permiten registrar ondas sísmicas en una amplia banda de frecuencias, con respuesta plana a la velocidad del suelo entre 0.03 a 50 Hz. Las señales del sensor de velocidad son muestreadas en forma continua a 40 muestras por segundo.
Los datos se transmiten a la Estación Central localizada en Tapachula mediante un programa de interrogación y extracción automática a través de satélite. Todas las estaciones cuentan además con un reloj GPS, que permite obtener una referencia de tiempo de alta precisión. (El volcán de Tacaná se ubica en el límite entre Guatemala y México).
Cabe mencionar que el Servicio Sismológico Nacional analiza la posibilidad de instalar paneles solares en algunas estaciones, para lo cual se encuentran estudiando los sistemas que mayor seguridad otorguen. Por el momento, todas las estaciones operan con electricidad comercial.
Para finalizar, hay que destacar que el SSN se encuentra en constante colaboración con instituciones locales y regionales de nuestro país. En conjunto, se logra extender la cobertura nacional de estaciones sismológicas y maximizar los recursos que permiten alcanzar altos estándares de calidad en la operación de las redes de monitoreo sísmico.
Información obtenida del Servicio Sismológico Nacional, México, Instituto de Geofísica, Universidad Nacional Autónoma de México.
Disponible en: http://ssn.unam.mx Fecha de actualización: 30/04/2008, 11/30 Fecha de consulta: 01/05/2008, 12/10
Otras fuentes: SISMOS, serie fascículos, CENAPRED, México, Segob, 2014.