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.

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.

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.

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.

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 10% 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.

 

Mapa de Peligro Sísmico para un periodo de retorno de 2475 años

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 (pe. 2% de ser excedidos en los próximos 50 años --> periodo de retorno de 2475 años). 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. Esto último se obtiene mediante la aplicación de los modelos pertinentes de predicción de la atenuación de las ondas sísmicas, junto con las probabilidades de ocurrencia de los sismos que las generan.

Peligro sísmico probabilístico para un período de retorno de 2475 años
El territorio nacional se dividió en 3146 cuadrículas en las que se calculó el peligro sísmico para una condición genérica y uniforme de sitio catalogado como roca (VS30=760m/s –> velocidad de la onda de corte en los primeros 30 metros de la corteza).

El mapa que está descargando contiene los valores medios de la aceleración horizontal pico (PGA –> peak ground acceleration) para un periodo de retorno de 2475 años, o expresado en término de probabilidades, una probabilidad del 2% de que ese valor de PGA sea excedido una o más veces en los próximos 50 años. Este período de retorno corresponde al nivel de riesgo aceptable requerido por la NEC para las construcciones de uso especial.

Los valores medios corresponden a la media de la distribución de aceleraciones aplicando en el cálculo el árbol lógico completo del modelo de predicción de la sismicidad por fuentes y el árbol lógico completo de predicción del movimiento del suelo (Beauval et al. 2018). La aceleración del movimiento del suelo está expresada en unidades de gravedad (g —> 1g=980 m/s2)

Los resultados de aceleración horizontal también están calculados para 7 periodos espectrales, a más del PGA: 0.07s, 0.05s, 0.1s, 0.2s, 0.5 s, 1s y 2s.

En el mapa de peligro sísmico correspondiente a la media, vemos que la mayor parte del país, a excepción del Nororiente, tiene valores de PGA mayores que 0,5g, con valores mayores a 0.9g en la línea costera del centro y norte de Manabí, alrededor de 1G en Quito y los segmentos centrales del sistema de fallas del límite sur del Bloque Norandino CCPP, y con valores de hasta1.4g en Esmeraldas. Si observamos el mapa correspondiente al percentil 16, la mayor parte del país presenta un PGA más alto que 0,4g. Los segmentos Pallatanga y Cosanga del límite CCPP, Quito-Latacunga y el centro-sur de Esmeraldas obtienen un PGA mayor que 0,7g.

En el mapa de peligro sísmico correspondiente a la media vemos que la mayor parte del país, a excepción del centro- y nor-oriente y de las cuencas terciarias de la Costa, tiene valores de PGA entre 0,3 y 0,4g, con valores mayores de 0,5g en la línea costera de Esmeraldas, en Quito y a lo largo de los dos segmentos centrales de sistema de fallas del límite sur del Bloque Norandino CCPP.

 

Mapa de Peligro Sísmico para un periodo de retorno de 475 años

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 (pe. 10% de ser excedidos en los próximos 50 años --> periodo de retorno de 475 años). 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. Esto último se obtiene mediante la aplicación de los modelos pertinentes de predicción de la atenuación de las ondas sísmicas, junto con las probabilidades de ocurrencia de los sismos que las generan.

Peligro sísmico probabilístico para un período de retorno de 475 años

El territorio nacional se dividió en 3146 cuadrículas en las que se calculó el peligro sísmico para una condición genérica y uniforme de sitio catalogado como roca (VS30=760m/s –> velocidad de la onda de corte en los primeros 30 metros de la corteza).

El mapa que está descargando contiene los valores medios de la aceleración horizontal pico (PGA –> peak ground acceleration) para un periodo de retorno de 475 años, o expresado en término de probabilidades, una probabilidad del 10% de que ese valor de PGA sea excedido una o más veces en los próximos 50 años. Este período de retorno corresponde al nivel de riesgo aceptable requerido por la NEC para las construcciones de uso común.

Los valores medios corresponden a la media de la distribución de aceleraciones aplicando en el cálculo el árbol lógico completo del modelo de predicción de la sismicidad por fuentes y el árbol lógico completo de predicción del movimiento del suelo (Beauval et al. 2018). La aceleración del movimiento del suelo está expresada en unidades de gravedad (g —> 1g=980 m/s²)

Los resultados de aceleración horizontal también están calculados para 7 periodos espectrales, a más del PGA (0s), estos son los SA en el nombre de los atributos: 0.07s, 0.05s, 0.1s, 0.2s, 0.5 s, 1s y 2s.