Resumen
Este informe técnico detalla el sismo ocurrido en la provincia de El Oro, ubicado a 2.8 km de Piñas, y su impacto en el sur de Ecuador. Tras una introducción que describe brevemente el contexto geológico y la sismicidad de la zona de influencia, se presentan los parámetros sísmicos del evento, incluyendo localización, magnitud, mecanismos focales, entre otros. Mediante un análisis de los registros acelerográficos de las estaciones instaladas en la zona, se identificaron las máximas aceleraciones junto con sus tiempos de ocurrencia. Además, se analizó la variación de la energía liberada durante el evento utilizando la Intensidad de Arias, así como el intervalo de tiempo durante el cual se concentra la mayor parte de la energía a través de la duración significativa. Al generar los espectros de respuesta, se identificaron los periodos predominantes para la zona, fundamental para el diseño sismorresistente. Finalmente, se presentan conclusiones relevantes del sismo basadas en la información previamente detallada.
1. Introducción
La subducción de la placa oceánica de Nazca bajo la placa continental Sudamericana es el motor de la actividad sísmica y volcánica en el Ecuador.
Dentro de este contexto, se observa en la Figura. 1 que la sismicidad en el Ecuador se puede dividir en: sismicidad asociada a fuentes superficial (Figura. 1.a) y sismicidad asociada a fuentes intermedias – profundas (Figura. 1.b) (Yepes, et al., 2016). Los eventos superficiales con magnitudes importantes (Mw ≥ 7) se concentran principalmente en la zona cercana a la fosa y en el límite del sistema de fallas Chingual - Cosanga-Pallatanga-Puná (CCPP). Mientras que los eventos profundos e intermedios con magnitudes ≥ 7 Mw, afectan más en la zona sur – este del Ecuador.
Como ejemplo la sismicidad generada por este proceso, en la Figura. 2 se presenta una comparación del número de eventos anuales registrados y localizados desde el año 1988. Se destacan: la sismicidad de 1998 asociada al terremoto de M 7.1 de Bahía; la del 2005, por un enjambre sísmico de la fuente La Plata - Manta, la del 2016, asociada al terremoto 7.8 Mw de Pedernales y la del 2022, ligada al enjambre sísmico en el sector de El Ángel – Potrerillos (Informe Sísmico para el año 2023-1).
El convenio interinstitucional entre el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) y la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL), geográficamente mejorará la evaluación de la sismicidad que ocurre en las provincias de El Oro, Loja y Zamora Chinchipe.
Las fuentes que generan sismicidad en estas provincias son: la fuente de la Interfaz de subducción de Talara, las fuentes corticales de Background Sur (BGS) y Cutucú, y las fuentes profundas de Loja y Morona (Beauval, et al., 2018). Los sismos más sobresalientes en la zona de convenio están asociados a la fuente de interfaz de Talara (Figura. 1); y son el terremoto de 1953 (7.6 Mw) y el 1970 (7.2 Mw).
2. Parámetros del evento
El lunes 20 de mayo de 2024 a las 21H43 TL se registró un evento sísmico en la provincia de El Oro (Figura. 3) a 2.82 km de la ciudad de Piñas (Latitud: 3.6621° S, Longitud: 79.7002° W, Profundidad: 88.3km). Este sismo ocurrió en la fuente profundad de Loja y alcanzó una magnitud de 5.5 MLv; 5.1 Mw (magnitud momento - preferida).
Para el cálculo del mecanismo focal de este sismo, se usó el método de inversión de formas (método de MECAVEL), con el que se obtuvo un mecanismo focal normal, coherente con una fractura preexistente a una profundidad de ~ 90 km en la placa oceánica subductante.
Gracias a los reportes recolectados por la Secretaría Nacional de Gestión de Riesgos (SGR), se conoce que el sismo fue percibido de forma moderada – leve en las provincias de El Oro y Loja; y de forma leve en Azuay, Cañar, Los Ríos, Guayas y Zamora Chinchipe.
3. Cálculo de aceleraciones
En esta sección se presentan y analizan los registros acelerográficos obtenidos durante el evento sísmico. Los datos provienen de estaciones sísmicas y acelerográficas ubicadas en la zona de influencia y proporcionan información valiosa sobre la intensidad y el comportamiento dinámico del suelo. Específicamente, la información registrada permite determinar los valores de aceleración durante el evento sísmico, así como el periodo de tiempo para el pico de aceleración máxima. Además, el análisis del comportamiento de distintas estructuras frente a la acción del sismo mediante los espectros de respuesta.
Por brevedad y facilidad para el lector, el análisis que se presenta a continuación corresponde únicamente a los valores máximos de cada una de las variables previamente mencionadas. Sin embargo, en los anexos se muestran las figuras con la información completa.
En la Figura. 4 se muestran las trazas de registros, y en la Tabla 1 se presentan las máximas aceleraciones para las tres componentes calculadas para el evento sísmico: Este (E), Norte (N) y Vertical (Z). Las máximas aceleraciones se registraron en las estaciones de Loja y Alamor (ALJ1 y LAMO), con valores de 20.76cm/s² y 45.76cm/s², respectivamente, para la componente Norte. Mientras que el resto de las estaciones muestran valores de aceleración por debajo de 5.91 cm/s².
Las máximas aceleraciones pueden asociarse con su tiempo de ocurrencia; en la Tabla 2 se muestran los tiempos en los cuales se registraron los valores máximos de aceleración. Se evidencia que las máximas aceleraciones se registraron aproximadamente 16 segundos posteriores al inicio del evento (21:43:08) y durante un periodo posterior de 23 segundos.
4. Intensidad de Arias y duración significativa
La energía liberada por el evento sísmico no es constante y varía durante su desarrollo. Esta energía puede ser estimada mediante la Intensidad de Arias, que es una medida cuantitativa de la energía acumulada por el movimiento sísmico en un momento específico. Esta variable se puede calcular a partir del registro acelerográfico, como se muestra en la siguiente ecuación:
Conocer el tiempo durante el que se concentra la mayor parte de la energía sísmica es particularmente importante, ya que permite estimar el efecto del sismo sobre las estructuras, dado que los daños aumentan con la duración del sismo. Este tiempo se calcula en función de la Intensidad de Arias, considerando el tiempo que tarda en acumularse el 90% de la energía, identificando los tiempos t5 y t95 correspondientes al 5% y 95% de la Intensidad de Arias total.
La liberación de energía durante un periodo prolongado (duraciones significativas altas) está asociada con daños en estructuras, que no están preparadas para soportar vibraciones sostenidas. Por otro lado, una baja duración está asociada a daños inmediatos a las estructuras, debido a las fuerzas intensas aplicadas rápidamente. Sin embargo, dada la magnitud del evento y los valores de aceleración registrados, no se observaron daños estructurales en la zona de influencia del sismo.
Tabla 3, se muestran las duraciones significativas para las estaciones y sus tres componentes. Se evidencia que las estaciones ubicadas en Machala y Cumbaratza (ACH1, ACH2 y ACBZ) registraron los mayores tiempos de significancia, alcanzando un valor máximo de 41.59 s. En todos los otros casos, los tiempos fueron menores a 23.66 s.
La liberación de energía durante un periodo prolongado (duraciones significativas altas) está asociada con daños en estructuras, que no están preparadas para soportar vibraciones sostenidas. Por otro lado, una baja duración está asociada a daños inmediatos a las estructuras, debido a las fuerzas intensas aplicadas rápidamente. Sin embargo, dada la magnitud del evento y los valores de aceleración registrados, no se observaron daños estructurales en la zona de influencia del sismo.
5. Espectros de respuesta.
Los espectros de respuesta permiten entender cómo estructuras con diferentes frecuencias o periodos naturales de vibración responden ante un evento sísmico. Además, proporcionan información sobre la demanda sísmica de las edificaciones en términos de aceleración, velocidad y desplazamiento, asegurando así que los diseños sismorresistentes sean seguros y óptimos.
A continuación, en la Tabla 4, se presentan los valores máximos de aceleración pseudo-espectral (PSa) y sus periodos correspondientes (T) considerando los datos acelerográficos obtenidos durante el evento. Los pseudo-espectros de respuesta fueron calculados considerado un factor de amortiguamiento del 5%.
Cumbaratza (ACBZ) registra un pico PSa de 29 cm/s² en la componente norte a un periodo de 0.422 s. En contraste, en Machala (ACH1 y ACH2) y Loja (ALJ1) se observaron los valores pico de PSa a periodos intermedios, que oscilaron entre 0.1 s y 0.3 s. Los valores de PSa en estas estaciones variaron entre 10.3 cm/s² y 80.3 cm/s². Los valores pico de PSa con periodos más bajos corresponde al sensor de Alamor (LAMO), en donde el pico PSa se encuentra a 0.0704 s (Tabla 4).
Esta información es particularmente relevante, ya que permite inferir que las estructuras flexibles de aproximadamente cuatro pisos, ubicadas en zonas cercanas a la estación Cumbaratza, soportaron mayor carga sísmica. Por otro lado, en Machala y Loja, las edificaciones de rigidez intermedia, de uno a tres pisos, y las estructuras más rígidas, de un solo piso, de Alamor fueron las que soportaron mayor carga sísmica.
6. Conclusiones
El sismo registrado el lunes, 20 de mayo de 2024, ocurre dentro de la fuente profunda de Loja y corresponde a la acción de una fractura pre-existente de la placa oceánica subductante. La magnitud y la profundidad del sismo generó que la población lo perciba como leve –moderado, sin que hasta el momento se tenga reportes de víctimas o daños a causa de este.
Un análisis de los registros acelerográficos de la zona de influencia evidencia que las estaciones de Loja (ALJ1) y Alamor (LAMO) registraron los picos de aceleraciones máximas, con valores de 20.76 cm/s² y 45.76 cm/s² en la componente Norte. Además, la variación en la energía liberada durante el evento, estimada mediante la Intensidad de Arias, revela que las estaciones ubicadas en Machala y Cumbaratza mostraron los mayores tiempos de significancia, alcanzando hasta 41.59 s, en contraste con sus bajos valores de aceleración máxima.
El análisis de los pseudo-espectros de respuesta evidencia que Cumbaratza(ACBZ) registró los valores más altos a periodos mayores a 0.4 s, mientras que Machala (ACH1 y ACH2) y Loja (ALJ1) mostraron los valores picos PSa a periodos intermedio, oscilando entre 0.1 segundos y 0.3 segundos. Los valores picos PSa a periodos más bajos se observaron en Alamor (LAMO), con periodos inferiores a 0.0704 segundos.
Autores
Andrea Elizabeth Córdova Regalado
Responsable de Sismología
Instituto Geofísico - Escuela Politécnica Nacional
Edwin Patricio Duque Yaguache
Director del Grupo de Investigación de Ingeniería Sísmica Y Sismología de la UTPL
Coordinador del Observatorio Sísmico de la UTPL
Colaboradores
Alexandra Patricia Alvarado Cevallos
Administradora del convenio entre el IG-EPN y la UTPL
Profesor Agregado 3 Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional
Daniel Alejandro Pacheco Logroño
Responsable de Sismología
Instituto Geofísico - Escuela Politécnica Nacional
Adrián Fernando Ríos Gonzaga
Técnico de Proyecto-UTPL
Referencias
Beauval, C., Marinière, J., Yepes, H., Audin, L., Nocquet, J.-M., Alvarado, A., . . . Jomard, H. (2018). A New Seismic Hazard Model for Ecuador. Bulletin of the Seismological Society of America, 1443-1464. doi:10.1785/0120170259
Segovia, M. (2024). Informe Sísmico para el año 2023. Quito: Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional.
Yepes, H., Audin, L., Alvarado, A., Beauval, C., Aguilar, J., Font, Y., & Cotton, F. (2016). A new view for the geodynamics of Ecuador: Implication in seismogenic source definition and seismic hazard assessment. Tectonics, 1249-1279. doi:10.1002/2015TC003941
Anexos
SISMO EN LA PROVINCIA DE EL ORO
El día lunes 20 de mayo de 2024 a las 21h43 TL, se registró un sismo de magnitud 5.5 MLv, 5.1 Mw (magnitud momento - magnitud preferida).
En la figura 1.a se muestra la localización del evento (Latitud: 3.6621° S, Longitud: 79.7002° W, Profundidad: 88.3km), el cual se ubica en la provincia de El Oro, a 2.8 km de la ciudad de Piñas. En la figura 1.b se presenta el mecanismo focal con
inversión de formas de onda (método MECAVEL), calculado para este evento. El resultado es un mecanismo focal normal con una leve componente transcurrente, coherente con una fractura de la placa oceánica que se encuentra en subducción bajo la placa continental a una profundidad de más de 80 km.
De acuerdo con el barrido realizado por la Secretaria Nacional de Gestión de Riesgos se conoce que el sismo fue sentido en las provincias de El Oro, Loja, Los Ríos, Guayas, Cañar, Azuay y Zamora Chinchipe entre leve y moderado.
En cooperación con el Grupo de Ingeniería Sísmica y Sismología de la Universidad Técnica Particular de Loja se ha realizado los cálculos de las aceleraciones máximas. En la figura 2, se muestra la evolución de las aceleraciones máxima vs la distancia
con respecto al epicentro. Se puede notar que las estaciones localizadas en la ciudad de Machala (ACH1 y ACH2) a pesar de estar más cerca del sismo, tienen aceleraciones más bajas comparadas con las estaciones de Alamor (LAMO) y Loja (ALJ1), en donde se observa, que aunque son más distales, son las que mayor aceleración registraron. Colaboración Externa: Ing. Edwin Duque.
El Instituto Geofísico se encuentra monitoreando y cualquier novedad será informada.
Jefe T. CÓRDOVA A
Colaboradores del Informe
ALVARADO A, CAIZAPANTA D, PACHECO D, VACA S
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional
Con la colaboración de: Universidad Técnica Particular de Loja
Informe Sismo en la provincia de El Oro
El día de ayer 21 de marzo a las 23h52 TL, se registró un sismo de magnitud 4.6 (Mlv) con una profundidad de 30 km. El sismo se localizó en las coordenadas 3.48°S y 80.00° W, en la provincia de El Oro (Figura 1). El sismo está relacionado a la zona de subducción, cuyo movimiento es principalmente inverso. Luego del evento no se han generado réplicas.
Este sismo fue sentido en las siguientes poblaciones: Machala, Huaquillas, Arenillas, Tumbes, Pasaje, Loja, Cuenca, Milagro, y Guayaquil. Debido que no es un sismo de mayor magnitud, no se esperan daños.
EH/AA/JS
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