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Los mecanismos focales (MF), también llamados pelotas de playa, son una representación bidimensional de la geometría de una falla y cómo se mueve ésta durante un sismo.

En una falla, en la que ocurre un movimiento relativo de un bloque (bloque techo) respecto a otro (bloque pie) durante un terremoto, la geometría de la misma está definida por la orientación del plano que separa estos dos bloques y la dirección del deslizamiento sobre este plano (Figura 1).

La geometría de la falla u orientación del plano y el movimiento relativo de los bloques está determinada por tres ángulos:

  • Rumbo o strike, dirección de la falla, que está dado por la intersección de un plano horizontal con la falla y es medido desde el norte en sentido horario (azimut).
  • Ángulo de inclinación o buzamiento de la falla o dip, medido desde la horizontal hacia abajo y en dirección perpendicular (o a 90°) en sentido horario respecto al rumbo.
  • Ángulo de deslizamiento o rake, medido entre una línea horizontal sobre el plano de falla y el vector que indica el deslizamiento.

Mecanismos focales

Figura 1. Esquema explicativo del movimiento del bloque techo sobre el bloque piso a través del plano de falla. En el esquema se definen los ángulos que definen la geometría de la falla y el movimiento durante un terremoto.


Mecanismos focales

Figura 2. Diferentes mecanismos focales que indican el tipo de movimiento producido en la falla.


Los MFs pueden ser calculados por diferentes metodologías. Los más usados, son los de primeros movimientos (polaridades) e inversión de formas de onda.


Método de las polaridades del primer movimiento

El método de polaridades es el más sencillo y se basa en el patrón de radiación de las ondas P (Figura 3b y 3c) y consiste en dibujar sobre la proyección estereográfica la dirección e inclinación del movimiento de las ondas P que arriban a una estación sísmica: si el primer movimiento es hacia arriba es una compresión, al contrario, si es hacia abajo es una dilatación. El ploteo define cuadrantes, separados por dos planos nodales (que representa el plano de falla), uno de los cuales corresponde al plano de falla y el otro a un plano auxiliar, perpendicular al anterior. Por convención se colorea los cuadrantes que representan zonas de compresión y las áreas blancas representan zonas de dilatación.

Mecanismos focales

Figura 3. Ejemplo de obtención de un mecanismo focal por el método de primeros arribos. Tomado de Stein y Wysession (2009).



Método por inversión de formas de onda

Es un método comparativo que se basa en la comparación de ondas que se denominan teórica o sintéticas y las ondas registradas en los sismogramas. Las ondas sintéticas son generadas a partir de variaciones de la geometría de las fallas (azimut, inclinación), movimientos (ángulo de deslizamiento), magnitud y localización del hipocentro, tomando en cuenta los cambios que las ondas sufren en el camino y su registro por las estaciones. El mecanismo focal es el más probable, cuando las ondas teóricas se asemejan a las observadas.

Cuando se genera una inversión, se pueden (según el método) re-calcular algunos parámetros sísmicos, tales como localización y magnitud.


Método de inversión de formas de onda MECAVEL

En el caso del método MECAVEL, además de calcularse el mecanismo focal, se puede obtener una mejor precisión de la magnitud y profundidad focal.

Mecanismos focales

Figura 4. Ejemplo de obtención de un mecanismo focal por el método de inversión de formas de onda, algoritmo MECAVEL. a) Mapa con la solución del mecanismo focal, los triángulos rojos representan las estaciones sísmicas. b) Señales sísmicas observadas (color azul) y teóricas (color rojo). Tomado de Vaca et al. (2019).


Para una información más profunda pueden referirse a Bufforn (1994), Stein y Wysession (2009), Cronin (2010)

En Ecuador se han producido terremotos de gran magnitud que han provocado daños considerables a la población e infraestructura del país. Se estima que las victimas superan las 65000 desde la llegada de los españoles. El último terremoto grande se registró el 16 de abril de 2016, de magnitud Mw 7.8, y afectó fundamentalmente a la provincia de Manabí y el sur de la de Esmeraldas. Estos eventos llegan a ser más catastróficos por la calidad de las construcciones, son estas que fracasan al momento del terremoto las causantes de la catástrofe, no el terremoto en sí mismo, los terremotos sacan a la luz las condiciones de vulnerabilidad que ya existían antes del evento natural.

El análisis probabilístico del peligro sísmico (PSHA, por sus siglas en inglés) tiene como objetivo cuantificar las incertidumbres en el conocimiento de la generación de los eventos sísmicos y combinarlas para producir una descripción explícita de la distribución de las sacudidas futuras que pueden ocurrir en un sitio dado (e.g. McGuire 2004).

El PSHA cuantifica en un sitio determinado el nivel del sacudimiento del suelo ligado a una probabilidad dada de que dicho nivel de sacudimiento sea excedido durante una ventana de tiempo específica. Para ello se deben considerar todos los posibles terremotos que puedan ocurrir en las fuentes sísmicas y el movimiento de suelo resultante de cada uno de ellos en el sitio de interés.

Mapa de peligro sísmico para un periodo de retorno de 475 años

Mapa de peligro sísmico para un periodo de retorno de 475 años.


El mapa, que está para su descarga (en formato shape), presenta los valores de las aceleraciones para un periodo de retorno promedio de 475 años, o una probabilidad de 50% de ser excedida al menos una vez en los próximos 50 años. Se presentan los valores medios de la distribución de aceleraciones resultando de la exploración del árbol lógico del modelo de fuente y del árbol lógico del movimiento del suelo (GMPEs: ecuaciones de predicción del movimiento del suelo). La aceleración del movimiento del suelo está en unidad de gravedad (g).

En el mapa se muestra 3146 puntos en los que se calculó el peligro sísmico para un sitio genérico en roca (VS30=760m/s). Los resultados están para 8 periodos espectrales: PGA (0.0 segundos), y los valores en 0.07, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1 y 2 segundos.

Este nivel de peligro corresponde al requerido por la NEC para las construcciones normales.

Complejo Volcánico Chiles - Cerro Negro

El Complejo Volcánico Chiles-Cerro Negro se encuentra ubicado en la frontera de Ecuador (provincia del Carchi) y Colombia (departamento de Nariño), a 25 km al Oeste de la ciudad de Tulcán y a 130 km al Norte de Quito.

El edifico actual del Chiles está conformado fundamentalmente por varios episodios de flujos de lava y el volcán Cerro Negro por flujos de lava y de piroclástos. La actividad actual de este complejo volcánico se manifiesta en una actividad sísmica predominante y se exterioriza en la presencia de fuentes termales y solfataras

Las ciudades de Tufiño y Maldonado se encuentran en el curso de los flujos piroclásticos y lahares y el Chical en el curso de los flujos de lodo. La tabla a continuación muestra el número de habitantes según el censo del año 2010.

 

Población

NOMBRE

Tipo

hombres

mujeres

Censo 2010

Estimación 2020

Viviendas

TUFIÑO

CABECERA PARROQUIAL

571

562

1133

1273

281

EL CHICAL

CABECERA PARROQUIAL

290

278

568

638

130

MALDONADO

CABECERA PARROQUIAL

200

176

376

422

81

Complejo Volcánico Cayambe

El volcán Cayambe está ubicado en la parte Norte de la Cordillera Real del Ecuador, a 60 km al Nor-Oriente de Quito y a tan sólo 15 km al Oriente de la cuidad de Cayambe. El Cayambe es un volcán compuesto, formado por varios domos, presentando así varias cumbres, de las cuales la máxima alcanza 5790 m.

Sobre los 4800 m el volcán está cubierto por un importante casquete glaciar que cubre un área aproximada de 22 km2 y alcanza un espesor de 30 a 50 m en la zona de la cumbre. Es uno de los complejos volcánicos más grandes del país, cubriendo un área de 24 km en dirección Este-Oeste y 18 km en dirección Norte-Sur. Morfológicamente la zona oriental presenta altas pendientes y topografía accidentada, correspondiendo al edificio joven; mientras que la occidental tiene un relieve más suave y constituye el edificio antiguo.

El Nevado Cayambe es un edificio que ha presentado actividad volcánica en los últimos 11800 años (Hall y Mothes, 1994). Los productos observados en los estudios de campo son principalmente domos o flujos de lava, flujos piroclásticos, lahares y caídas de lapilli y ceniza (Samaniego et al., 2004). El registro de la actividad más reciente del Cayambe incluye 18 a 20 erupciones en los últimos 4000 años, las mismas que están distribuidas en tres periodos de actividad volcánica (Samaniego et al., 1998). El primer periodo se habría dado entre 3800 y 3500 años AP; el segundo entre 2500 y 1700 años AP; y el último inició hace 1100 años. La última erupción del Cayambe ocurrió en los años 1785-1786 (Ascázubi, 1802) y se la describe como una erupción subglaciar que habría producido caídas moderadas de ceniza en Cayambe y la misma habría terminado con un flujo de lava o un lahar en 1786.

La ciudad de Cayambe y otros poblados se encuentran en el curso del descenso de lahares y flujos piroclastos.  La tabla a continuación muestra el número de habitantes según el censo del año 2010.

 

Población

NOMBRE

Tipo

Hombres

Mujeres

Censo 2010

Estimación 2020

viviendas

CAYAMBE

CABECERA CANTONAL

18742

19313

38055

45311

10085

COOP. ATAHUALPA DE PESILLO

LOCALIDAD AMANZANADA

497

564

1061

1263

264

OLMEDO (PESILLO)

CABECERA PARROQUIAL

427

465

892

1062

250

PRIMERO DE MAYO

LOCALIDAD AMANZANADA

301

346

647

770

176

COOP. LA CHIMBA

LOCALIDAD AMANZANADA

222

242

464

552

115

MUYURCU

LOCALIDAD AMANZANADA

69

76

145

173

34

Volcán El Reventador

El Reventador está ubicado a unos 90 km al Este de Quito. El complejo volcánico está constituido por dos edificios, uno antiguo que ha sufrido dos colapsos sectoriales dejando un gran escarpe de deslizamiento; y el cono actual que ha crecido dentro del anfiteatro dejado por dichos deslizamientos. Las lavas del cono actual son principalmente andesitas y andesitas basálticas. El cono tiene una forma alargada hacia el Este, con pendientes de hasta 34º.

La actividad histórica de este volcán es poco conocida debido a su remota ubicación, su inaccesibilidad y a las persistentes malas condiciones climáticas que impiden observaciones visuales directas. Sin embargo, se estima que el volcán ha tenido al menos 16 erupciones entre 1541 y la actualidad. Los períodos eruptivos confirmados previo al que se inició en 2002 son: 1898-1912, 1926-1929, 1944, 1959-1960, 1972-1974, 1976 y 2002. Estas erupciones estuvieron caracterizadas por flujos piroclásticos menores, flujos de lava en bloques, flujos de lodo y caídas de ceniza (Hall et al., 2004).

No existen poblados en las zonas de peligro por piroclastos y lahares, si hay infraestructura que puede ser afectada como el oleoducto y vías. Las caídas de ceniza pueden alcanzar a varias ciudades de la serranía ecuatoriana, como ocurrió en la erupción del 2002 ((VEI=3), la columna eruptiva generada se elevó 16-17 km y produjo un volumen aproximado de tefra de 60 millones de m3 que se dirigió hacia el Occidente del volcán. La caída de ceniza tuvo una afectación regional significativa, En Quito se midió entre 1 y 2 mm de ceniza acumulada.

 

Volcán Tungurahua

El volcán Tungurahua es un estratovolcán andesítico compuesto, se encuentra ubicado en la Cordillera Real del Ecuador a 120 km al sur de Quito, 33 km al SE de Ambato y tan sólo a 8 km al Norte de la ciudad de Baños. Forma un edificio volcánico de 5020 metros de altura con un diámetro basal de 16 km. Hall et al (1999) dividen a este volcán en tres edificios sucesivos, Tungurahua I, II y III, siendo el tercero el edificio actual. Los dos edificios anteriores sufrieron colapsos sectoriales hace 30000 y 3000 años, cuyos depósitos de avalancha afloran en los valles de los ríos Chambo y Patate. La actividad del Tungurahua III habría comenzado con la emisión del gran flujo de lava de las Juntas hace aproximadamente 2300 años (Hall et al., 1999). Desde el año 1300 AD el Tungurahua ha producido erupciones con flujos piroclásticos, caídas de ceniza, flujos de lava y lahares, al menos una vez por siglo (LePennec et al., 2008).

Ocho poblados se encuentran en la zona de multi-peligro, Baños como la ciudad con mayor población y otros catorce en la zona de peligro por avalancha de escombros cuya probabilidad de ocurrencia es muy baja.

La tabla a continuación muestra la lista de estos poblados y su población según el censo del 2010 y una estimación de la población al 2020.

 

Población

NOMBRE

Tipo

Tipo

hombres

mujeres

Censo 2010

Estimación 2020

Viviendas

BAÑOS

CABECERA CANTONAL

MP

6000

6066

12066

14317

3389

LLIGUA

CABECERA PARROQUIAL

MP

91

94

185

220

50

RIO VERDE

CABECERA PARROQUIAL

MP

288

291

579

687

152

ULBA

CABECERA PARROQUIAL

MP

563

559

1122

1331

332

COTALO

CABECERA PARROQUIAL

MP

408

400

808

2413

243

BILBAO

CABECERA PARROQUIAL

MP

73

71

144

706

40

PUELA

CABECERA PARROQUIAL

MP

25

31

56

159

29

EL ALTAR

CABECERA PARROQUIAL

MP

120

121

241

166

70

PATATE

CABECERA CANTONAL

AE

1052

1109

2161

11360

618

EL TRIUNFO

CABECERA PARROQUIAL

AE

318

314

632

669

144

LOS ANDES

CABECERA PARROQUIAL

AE

64

78

142

992

47

EL SANTUARIO

LOCALIDAD AMANZANADA

AE

75

86

161

909

50

PELILEO

CABECERA CANTONAL

AE

4877

5226

10103

470

2464

LA PAZ

LOCALIDAD AMANZANADA

AE

291

304

595

1834

178

BOLIVAR

CABECERA PARROQUIAL

AE

430

452

882

143

266

GARCIA MORENO

CABECERA PARROQUIAL

AE

203

215

418

723

121

HUAMBALO

CABECERA PARROQUIAL

AE

818

813

1631

56

469

SAN ANTONIO DE BAYUSHIG

CABECERA PARROQUIAL

AE

325

404

729

239

236

MATUS

CABECERA PARROQUIAL

AE

256

284

540

536

164

PENIPE

CABECERA CANTONAL

AE

493

571

1064

1056

308

SAN JOSE DE CHAZO

CABECERA PARROQUIAL

AE

276

300

576

622

155

LA PROVIDENCIA

CABECERA PARROQUIAL

AE

121

114

235

254

62

GUANANDO

CABECERA PARROQUIAL

AE

50

47

97

105

27

  • MP: Múltiples peligros
  • AE: Avalancha de escombros

Volcán Guagua Pichincha

El volcán Guagua Pichincha se encuentra ubicado aproximadamente a 12 km del centro de Quito y dado a que su cráter está abierto hacia el occidente, la mayoría de los flujos piroclásticos relacionados con las erupciones del domo Cristal se han dirigidos al occidente, una zona boscosa y con escasa población.

La distancia máxima de tránsito de los flujos piroclásticos en los últimos mil años ha sido aproximadamente 24 km aguas abajo del domo Cristal. El volcán puede generar zonas de depositación de lahares secundarios, que se forman por fuertes lluvias y la removilización de material depositado en los cauces de los ríos.

En caso de una erupción, Lloa podría ser afectado por varios peligros volcánicos: flujos de piroclástos y lahares, Quito, Mindo y Nono por flujos de lahares.

La siguiente tabla, muestra las poblaciones en estos poblados según el censo del año 2010.

 

Población

NOMBRE

Tipo

Hombres

Mujeres

Censo 2010

Estimación 2020

Viviendas

NONO

CABECERA PARROQUIAL

215

193

408

481

128

LLOA

CABECERA PARROQUIAL

336

370

706

833

195

MINDO

CABECERA PARROQUIAL

832

911

1743

2768

376

QUITO

CAPITAL Ecuador

776823

828690

1605513

1893642

463412

Volcán Cotopaxi

El Cotopaxi es considerado uno de los volcanes con alto peligro, por la frecuencia de sus erupciones, su estilo eruptivo, su relieve, su cobertura glaciar y por la población potencialmente expuestas a sus amenazas. Desde el inicio de la conquista española, el Cotopaxi ha presentado cinco grandes periodos eruptivos: 1532-1534, 1742-1744, 1766-1768, 1853-1854 y 1877-1880. Todos los episodios se presentaron con fenómenos volcánicos muy peligrosos, estos volverán a repetirse en el plazo de años a décadas. Los cuatro últimos periodos generaron grandes pérdidas socio-económicas en el Ecuador. La peligrosidad del Cotopaxi radica en que sus erupciones pueden dar lugar a la formación de enormes lahares (flujos de lodo y escombros) que transitarían por drenajes vecinos a zonas densamente pobladas como el Valle Interandino entre Mulaló y Latacunga, y una parte del valle de los Chillos.

En el curso de los flujos de lahares se encuentran las ciudades de Latacunga y Salcedo, hacia el sur y Sangolquí en el norte y otros poblados que pueden ser afectados en caso de una erupción importante.

La tabla a continuación muestra la lista de estos poblados y su población según el censo del 2010 y una estimación de la población al 2020.

  

Población

NOMBRE

Tipo

Hombres

Mujeres

Censo 2010

Estimación 2020

Viviendas

SANGOLQUI

CABECERA CANTONAL

36428

38465

74893

95146

20416

CONOCOTO

CABECERA PARROQUIAL

34044

36364

70408

83044

19157

LATACUNGA

CAPITAL PROVINCIAL

30466

33116

63582

72942

16869

CUMBAYA

CABECERA PARROQUIAL

14885

15839

30724

36238

8743

TUMBACO

CABECERA PARROQUIAL

9155

9817

18972

22377

5548

SAN CARLOS

LOCALIDAD AMANZANADA

7871

8168

16039

18917

4290

SAN MIGUEL

CABECERA CANTONAL

5744

6324

12068

13267

3265

GUANGOPOLO

CABECERA PARROQUIAL

964

980

1944

2293

484

AHUANO

CABECERA PARROQUIAL

430

479

909

1122

178

LASSO

LOCALIDAD AMANZANADA

410

429

839

963

212

MULALO

CABECERA PARROQUIAL

379

414

793

910

202

PUERTO MISAHUALLI

CABECERA PARROQUIAL

371

341

712

879

165

PUERTO NAPO

CABECERA PARROQUIAL

242

238

480

593

125

PANSALEO

CABECERA PARROQUIAL

200

261

461

507

115

SAN PEDRO DE AUCAPARTE

LOCALIDAD AMANZANADA

127

114

241

298

46

PUCACHIPTA

LOCALIDAD AMANZANADA

118

108

226

279

32

RUMIPAMBA

CABECERA PARROQUIAL

12

15

27

34

9

Mulaló: zona potencialmente afectada por múltiples peligros (piroclastos, lahares)


Adicionalmente, la caída de ceniza producida durante una erupción del Cotopaxi podría afectar una parte muy significativa de la Sierra y la Costa del Ecuador.

Volcán Sangay

El volcán Sangay (5230 msnm) es un estratovolcán activo situado a 45 km al sureste de Riobamba, es el volcán con mayor actividad de la zona volcánica norte de los Andes y uno de los volcanes andesíticos más activos del mundo, desde el año 1628 manifiesta actividad continua. Erupciones de gran magnitud sucedieron en 1628, 1728, 1738-1744, 1842-1843, 1849, 1854-1859, 1867-1874, 1872, 1903, 1934-1937 y 1941-1942 y la actual.

Durante una erupción los gases y materiales piroclásticos (ceniza, fragmentos de roca, piedra pómez, cascajo) son expulsados al aire desde el cráter y forman parte de una columna eruptiva que puede alcanzar varios kilómetros de altura y sostenerse por minutos u horas. La peligrosidad de este fenómeno depende del volumen de material emitido en la erupción, la intensidad y duración de la erupción, la distancia al punto de emisión y la dirección del viento.

El mapa muestra en color azulado la caída de piroclastos corresponden a un escenario con VEI=3, como los vientos dominantes son procedentes del este (ESE hasta NE), la ceniza es transportada al oeste, afectando el Valle Interandino entre Riobamba y Alausí. en esta zona se encuentra Babahoyo y nueve cabeceras cantonales más. La población aproximada en esta zona de caída de piroclastos, según el censo del 2010 es de 410000.

La zona de color rojo intenso sería potencialmente afectada por flujos piroclásticos, y/o flujos de lava, y/o flujos de escombros, y/o por rocas rodantes, en caso de que ocurra una erupción o explosión pequeña a moderada. Esta zona ha sido afectada por tales fenómenos durante muchos cientos/miles de años.

La zona de color rojo pálido podría ser afectada por flujos piroclásticos, y/o flujos de lava y/o flujos de escombros, y bloques rodantes, en caso de que ocurra una erupción de mayor magnitud. Macas es la ciudad más importante en el curso de los flujos que bajarían por el río Upano y poblados menores a orillas del río Palora.

La zona de línea punteada corresponde a avalanchas de escombros, que afecte particularmente el flanco oriental del volcán, ya que fue este flanco el cual creó las grandes avalanchas de escombros al colapsar Sangay I y II que pueden estar asociados a erupciones explosivas o sismos fuertes, que afortunadamente son poco frecuentes.

Los sismómetros registran la velocidad a la que se mueve el suelo, la gran mayoría de las estaciones disponibles en el Instituto Geofísico muestrean con tazas de 100 datos por segundo, estos datos son una base importante para estudios tectónicos y volcánicos.

El Instituto Geofísico comparte con la comunidad internacional a través del consorcio IRIS, 19 estaciones sísmicas de banda ancha, estos datos se encuentran en formato SEED, un formato estándar internacional para el intercambio de datos sismológicos digitales, lo que facilita los estudios. Estos datos están disponibles para su descarga en descarga de estaciones en formato mseed.

En este espacio encuentra también las gráficas de los registros diarios de varias estaciones, clasificadas por volcán: señal sísmica y los contenidos de frecuencias de esas señales o espectrograma.

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