El día 27 de diciembre de 2022 se registró un sismo de magnitud 4.1 en la provincia del Guayas; el hipocentro se localizó cerca de Samborondón, por lo que se sintió con bastante fuerza en los alrededores del puerto principal. Lo interesante es que mucha gente en el área afectada reportó haber recibido una notificación en sus celulares, segundos antes o segundos después de haber sentido el evento. Mucha gente se preguntó ¿Cómo es esto posible?

Figura 1.- Localización revisada del sismo del 27 de diciembre de 2022, en la Provincia del Guayas (Fuente: IG-EPN).

Los Sistemas de Alerta Temprana
Es importante aclarar que los Sistemas de Alerta Temprana (SAT) no predicen la ocurrencia de sismos. Los SAT tienen como objetivo detectar los movimientos sísmicos una vez que estos ya han ocurrido y emiten una alerta para que la gente tenga unos pocos segundos hasta unos pocos minutos (dependiendo a qué distancia se encuentra del epicentro) para prepararse ante la llegada de las ondas sísmicas destructivas.

Hace poco se desarrolló en Quito la IV Asamblea de la Comisión Sismológica de América Latina y el Caribe (LACSC) y el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) fue la institución anfitriona y organizadora. Durante este evento hubo una sesión completa sobre los sistemas de alerta temprana (SAT). Investigadores de todo el mundo presentaron los avances de los sistemas SAT en países como: México, EEUU y Costa Rica. ¿Cómo operan? ¿Qué tan eficaces son? ¿Cuáles son las perspectivas de los SAT en Ecuador y en los diversos países del mundo?

Uno de los sistemas de alerta temprano más efectivos del Mundo es el SASMEX, instalado en la Costa Oeste y Sur de México. Si quieres saber más cómo funcionan los sistemas de alerta temprana tradicionales, y las perspectivas de los SAT en nuestro país, te lo contamos en esta nota: https://www.igepn.edu.ec/interactuamos-con-usted/1972-ponencia-del-dr-gerardo-suarez-sobre-el-sistema-de-alerta-temprano-de-terremotos-en-mexico

El sistema de Alerta Temprana Sísmica de Android
Los Estados Unidos de América son pioneros en materia de sistemas de alerta temprana. En algunos estados está disponible “ShakeAlert”. El Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) ha desplegado una densa red instrumental en la Costa Oeste para detectar terremotos (Figura 2). Esta red analiza los datos para determinar la ubicación y la magnitud de un sismo, luego el sistema envía una alerta de terremoto directamente a los usuarios de teléfonos inteligentes Android.

Figura 2.- Derecha: Red de estaciones del sistema ShakeAlert en la Costa Oeste de EEUU (Imagen: T. Melbourne/ Central Washington University). Izquierda: Diagrama de flujo mostrando la operación del sistema ShakeAlert de la USGS (Imagen: ShakeAlert/ USGS).

Pero el sistema de alerta sísmica de Android no solo opera en Estados Unidos, funciona en todo el mundo. La diferencia es que en los otros países su funcionamiento es un poco diferente.

Todos los teléfonos móviles inteligentes contienen un acelerómetro muy pequeño, es decir un dispositivo pensado en medir la aceleración que permite al teléfono calcular cuantos pasos damos al caminar, nos permite girar la pantalla, utilizar los juegos y aplicaciones de realidad aumentada, entre otras funciones (Figura 3).

Figura 3.- Funcionamiento del Acelerómetro y del Giroscopio en un teléfono inteligente Android (Fuente: Smarthphone sensors, Infografía: El Colombiano/ 2016).

Estos acelerómetros permiten también detectar vibraciones y velocidad, señales que indican que pudiera haber un sismo en curso. Los teléfonos conectados al internet, envían estas señales a los servidores de detección de Google, que analiza estas señales y en base a la ubicación de estos teléfonos obtiene una ubicación aproximada del evento. Este método usa los más de 2000 millones de teléfonos Android que existen en el planeta, constituyendo la que probablemente es la red de detección sísmica más grande del mundo. Luego se emite una alerta a los teléfonos que estén en las cercanías (Figura 4).

Para mayor información sobre este sistema visita: https://crisisresponse.google/intl/es/android-alerts/

Figura 4.- Ejemplo de la emisión de alertas sísmicas en un teléfono Android (Google Crisis Response).

Pero ¿Cuáles son las limitaciones del método?
Si bien contar con una red tan densa de “detectores de sismos” parece ideal, debemos entender que el método tiene varias limitantes. Los acelerómetros de los teléfonos inteligentes, tienen baja resolución así que pudieran no ser capaces de detectar los sismos de baja magnitud, pues obviamente no están diseñados para eso. Otra problemática para este tipo de métodos es la generación de alertas que quizás no respondan a sismos verdaderos.

Adicionalmente, en todo momento se debe tener en mente que los sistemas de alerta temprana no predicen los sismos, sino que disparan una alarma una vez que el sismo ya ha ocurrido. Es por esto que muchas personas en el Guayas recibieron la alerta pocos segundos antes, otros durante y otros incluso después de haber sentido el evento, todo esto en función de su localización geográfica respecto al epicentro.

¿Cómo se localizan los sismos en Ecuador?
La localización de un evento sísmico y el cálculo de la magnitud son más complejos. Si bien los SAT de Android ofrecen localizaciones aproximadas para generar la alerta, son incapaces de ofrecer la localización y magnitud del evento con certeza. En Ecuador, la red sísmica nacional (RENSIG) es operada por el Instituto Geofísico de la EPN, quien es la entidad nacional encargada de la vigilancia de las amenazas sísmicas y volcánicas.

Gracias a la RENSIG y la RENAC, que en conjunto cuentan con más de 200 instrumentos desplegados a nivel nacional, el IG-EPN determina la localización y magnitud de un sismo después de su ocurrencia (Figura 5).

Figura 5.-Operación del Centro Terras del IG-EPN y distribución actual de la Red Sísmica Nacional Instituto Geofísico, RENSIG (IG-EPN).

El IG-EPN usa el sistema de análisis y procesamiento Seiscomp (Gempa®), de esta manera una computadora analiza las ondas sísmicas, calcula y genera un aviso automático que se emite a través de redes sociales a los 3 minutos de ocurrido el evento, que es el tiempo que le toma al sistema, recibir todas las ondas sísmicas, determinar una localización confiable (matemáticamente estable) y calcular la magnitud. Esto genera una localización PRELIMINAR (Figura 6). Luego un operador calificado, inspecciona las ondas sísmicas de forma manual, ratificando y/o corrigiendo lo que proporcionó el sistema de manera automática y se emite una nueva localización REVISADA (Figura 6), la cual puede variar ligeramente en términos de magnitud y la localización, respecto a la proporcionada automáticamente.

Figura 6.- Localización Preliminar y Revisada para el sismo del 27-12-2022, ocurrido en Guayas.

Dado que el procesamiento de las señales sísmicas es revisado por un operador, la generación de una solución REVISADA toma unos cuantos minutos en ser emitida al público (aproximadamente 5 minutos adicionales). Sin embargo, podemos tener confianza en que esta localización refleja de manera más adecuada dónde ocurrió el fenómeno y su magnitud más exacta. El Centro Terras del IG-EPN opera 24 horas al día 7 días de la semana para poder emitir información veraz y oportuna en lo que respecta a los fenómenos sísmicos y volcánicos (Figura 7).

Figura 7.- Infografía sobre la Operación del Centro Terras con Patty la Vulcanóloga, personaje institucional del IG-EPN.

En resumen, las alertas proporcionadas por Google/Android son una propuesta tecnológica muy innovadora. Alertas de este tipo pueden en efecto ser de mucha ayuda y nos pueden servir para tomar medidas de autoprotección en el caso de la ocurrencia de un sismo grande (Figura 4). Sin embargo la alerta será efectiva siempre y cuando, sepamos cómo actuar ante ella y siempre y cuando estemos a una “distancia apropiada” del epicentro del evento (en el orden de 20 km o más), caso contrario, no contaremos con una ventana de tiempo suficientemente grande para reaccionar de una manera adecuada, ya que las ondas sísmicas destructoras viajan muy rápido.

D. Sierra, M Córdova, M. Segovia
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Del 03 al 05 de octubre de 2022, Quito acogió la IV Asamblea de la Comisión Sismológica de América Latina y el Caribe (LACSC). En esta ocasión el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) fue el anfitrión y organizador.

El día 05 de octubre, en la Tercera Jornada, dentro de la sesión de “Sistemas de Alerta Temprana para Sismos”, el Dr. Gerardo Suárez del Instituto de Geofísica de la Universidad Autónoma de México (UNAM), presentó una ponencia titulada “A retrospective view of the Seismic Early Warning System of Mexico (SASMEX)” o en español “Una visión retrospectiva del Sistema de Alerta Temprana Sísmico de México (SASMEX)”.

El Sistema de Alerta Sísmica Mexicano (SASMEX) es un sistema de sensores sísmicos distribuidos en el centro y la costa oeste de México. Está diseñado para detectar los movimientos sísmicos y emitir una alerta temprana para que la gente que se ubica en zonas distales al epicentro tenga unos segundos/minutos para prepararse para la llegada del sismo (Figura 1).

Figura 1.- El Dr. Gerardo Suárez de la UNAM, explica el diagrama básico de cómo el SASMEX dispara automáticamente una alerta, inmediatamente después de la ocurrencia de un sismo (Foto: D. Sierra).

La ciudad de México está construida sobre depósitos lacustres, es por esto que es muy vulnerable frente a los sismos. La idea principal del sistema de alerta temprana es detectar los sismos que ocurren en la costa oeste o sur del país y emitir una alerta en Ciudad de México (Figura 2), antes de que las ondas sísmicas destructivas lleguen. Esto es posible porque las telecomunicaciones viajan a la velocidad de la luz (es decir su transmisión es prácticamente instantánea), mientras que las ondas sísmicas viajan a velocidades de aproximadamente 6 km/s, la diferencia entre estas dos velocidades permite un tiempo de algunos segundos para que la gente se prepare.

Figura 2.- Mapa que muestra los sensores instalados, los que se prevé instalar y las ciudades donde se da la alerta temprana con el SASMEX (SASMEX, 2017).

El SASMEX difunde alertas tempranas utilizando altavoces públicos, radios multi-riesgos, estaciones de radio y televisión entre otros. Se estima que aproximadamente 25 millones de personas reciben mensajes de alerta. Es importante aclarar que el sistema SASMEX NO PREDICE LA OCURRENCIA DE LOS SISMOS, únicamente detona una advertencia cuando los sismos ya han ocurrido (Figura 1 & Figura 3).

Figura 3.- El Dr. Gerardo Suárez de la UNAM, explica como el “tiempo de oportunidad” varía de acuerdo a qué tan lejos se encuentra una determinada ciudad de la fuente del sismo. (Foto: D. Sierra).

La práctica aceptada por la población en general es evacuar al sonido de alerta. Esto es útil en escuelas y edificios de poca altura, donde generalmente se entrena a las personas para que evacuen rápidamente. Sin embargo, no resulta eficaz en edificios de gran altura ni en lugares donde se concentra un gran número de personas, en estos casos agacharse, cubrirse y sostenerse en vez de evacuar parece ser la opción más viable (Figura 4).

Figura 4.- ¿Qué debemos hacer en caso de un sismo?, los expertos recomiendan: agacharse, cubrirse y sostenerse (fuente: https://www.shakeout.org/dropcoverholdon/).

¿Cuáles son las limitantes del sistema de alerta temprana?
Un buen ejemplo fue el terremoto acaecido en México en septiembre de 2017, que subrayó las condiciones en las que es efectivo el sistema de alerta.

Habiendo entendido cómo funciona, es evidente que la efectividad del sistema disminuye cuanto más cerca estemos de la fuente del sismo. Para el caso de este sismo en particular, el sismo no ocurrió en la costa sino en pleno corazón del país, la fuente era muy cercana a las poblaciones, por lo que en muchos casos la alarma sonó con muy poco o casi ningún tiempo de anticipación (Figura 5).

Figura 5.- Localización del sismo del 19 de septiembre de 2017, de magnitud 7.1. Dado que la localización del sismo fue muy cercana a México D.F. la alerta temprana proveyó escaso o nulo tiempo de reacción para los habitantes de dicha ciudad (Imagen AFP).

Mucha gente tiene una equívoca idea de cómo funciona el sistema de alerta temprana, se han acostumbrado a pensar que siempre tendrán aproximadamente un minuto o un minuto y medio para responder, pero lamentablemente no siempre es así. La Dra. Benazir Orihuela de La Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH), Suiza, mostró un estudio sobre la percepción que tiene la población en general sobre la utilidad del sistema de alerta temprana en diferentes países. Curiosamente y aunque el sistema de alerta mexicano, ha demostrado ser uno de los más efectivos del mundo, tiene una de las más bajas aceptaciones del público, comparado con otros países como Suiza que ni siquiera ha implementado un sistema de alerta temprana (Figura 6).

Figura 6.- Cuadro comparativo mostrando qué tan útil considera la gente el sistema de alerta temprana sísmico en varios países en un escala de 1 a 5. Como se puede observar, los ciudadanos mexicanos le han otorgado calificaciones significativamente más bajas que en otros países (Imagen: B. Orihuela).

Dentro de la misma jornada de la asamblea, el Dr. Marino Protti de la Universidad Nacional de Costa Rica (UNA), habló sobre cómo su país ofrece las condiciones apropiadas para la instalación de un sistema de alerta temprano para la capital, pues el conglomerado urbano de San José (capital de Costa Rica), se encuentra a una buena distancia de la zona sismogénica.

¿Cuáles son las perspectivas para nuestro país?

En nuestro país, existen varios proyectos en desarrollo a través de la Agencia de Cooperación Internacional de Japón (JICA) y algunas instituciones del estado, siendo el objetivo fundamental de éstos, disponer de sistemas de alerta temprana para tsunamis. Además actualmente ya existe una red sísmica que nos permite detectar los sismos, calcular su magnitud y localización con bastante exactitud a pocos minutos de haber ocurrido.

Una pregunta que se genera es ¿Se puede implementar un sistema de alerta temprana sísmico en Ecuador? ¿Qué tan útil sería en la práctica? Las fuentes sísmicas asociadas a la subducción en Ecuador (convergencia de Placa de Nazca y Sudamericana), están muy cerca a la costa por lo cual el tiempo para generar una alerta temprana pudiera ser insuficiente. Si pensamos por ejemplo en el Sismo de Magnitud 6 que se registró el 27/03/22 frente a la prov. de Esmeraldas, el tiempo que se tiene para la llegada de las ondas S que son las que producen más daños, es de apenas 8 segundos para Tonsupa; cabe recalcar que la zona cercana será siempre la más afectada. Por otra parte, si consideramos la distancia desde la fuente sísmica hasta otras urbes como Quito el tiempo de alerta aumenta hasta 48 segundos. Sin embargo, dada la distancia a la que Quito se encuentra, es muy poco probable que se produzcan daños importantes en la capital con un sismo de esta magnitud. Un caso similar se da si ponemos como ejemplo otra de las grandes urbes ecuatorianas, Guayaquil, para la cual el tiempo sería de aproximadamente 81 segundos (Figura 7).

Figura 7.- Ejemplo de la ocurrencia de un sismo en las costas de Esmeraldas. Como se puede observar, el tiempo para alertar a las zonas más cercanas al epicentro es muy corto. El tiempo aumenta para dar alerta en urbes más distales como Quito, pero nuevamente dada la distancia, las ondas se atenúan y no causarían una gran afectación en la capital.

La clave para prevenir desastres es estar preparados. El 25 de octubre se realizará el Simulacro Nacional de Tsunami 2022 en todos los cantones del perfil costanero y región Insular del país. ¡Prepárate y participa! Ingresa al siguiente link para obtener información del simulacro: https://www.gestionderiesgos.gob.ec/simulacro/

D. Sierra, M. Segovia.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Proyecto de Mejoramiento de la Capacidad de Monitoreo de Terremotos y Tsunamis para la Alerta Temprana de Tsunamis JICA

El día jueves 30 de Julio, el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IGEPN), La Secretaría de Gestión de Riesgos (SGR), el Instituto Oceanográfico de la Armada (INOCAR) y la Agencia de Cooperación Internacional del Japón (JICA) llevaron a cabo el Segundo Comité de Coordinación Conjunta con el objetivo de verificar los avances y establecer los planes de trabajos del “Proyecto de Mejoramiento de la Capacidad de Monitoreo de Terremotos y Tsunamis para la Alerta Temprana de Tsunamis” para el año 2015 (año fiscal japonés).

En calidad de representantes de cada entidad miembro del Proyecto y como voceros en el conversatorio con medios asistió el Ing. José Luís Asencio, Subsecretario de Gestión de Riesgos, Dr. Mario Ruiz Romero, Director del Instituto Geofísico, Capitán de Fragata Pablo Pazmiño, Subdirector Técnico de INOCAR y el Sr. Toshiaki Furuya, Representante Residente de JICA en Ecuador.

Este proyecto que se realiza con la cooperación del Gobierno Japonés a través de JICA, tiene el objetivo de mejorar la capacidad del monitoreo de terremotos y tsunamis para la alerta de tsunami.

Los resultados esperados son los siguientes:

• Mejorar la capacidad del IGEPN, para operar en tiempo real, el monitoreo sísmico, con el propósito de determinar apropiadamente los parámetros sísmicos y proporcionar la información sísmica.
• Mejorar la capacidad del INOCAR, para analizar y monitorear tsunamis y la afectación de las líneas costeras por tsunamis; en base a la información generada por el IGEPN.
• Mejorar la capacidad de la SGR en lo referente al procedimiento de emergencia para emitir, actualizar y levantar la alerta de tsunami, en base a la información generada por el IGEPN y el INOCAR.

El comité finalizó, con el acuerdo de todas las entidades del Proyecto, se firmó la Minuta de reunión y en base a este documento se realizaran los trabajos a fin de alcanzar los resultados deseados.