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Soy ingeniero civil. A raíz del sismo del pasado viernes 13 de mayo (principalmente en la ciudad de San José), encontramos algún grado de daño en entrepisos, techos, y otras estructuras elevadas que la gente dice que aparecieron DESPUES del sismo. Esto me hace pensar en que tal vez en este sismo hubo algún fenómeno particular relacionado con las aceleraciones verticales. Esta es una observación empírica que he hecho, con base en los pocos daños que nos han llamado a evaluar. Me gustaría saber si existe algo relacionado con las aceleraciones verticales registradas en San José por el sismo del 13 de mayo, y si se pueden comparar con el sismo de Cinchona del 8 de enero del 2009.

Hemos estado analizando las formas de onda del sismo ocurrido el pasado13 de mayo a las 4:47 pm (hora local) y notamos algunas particularidades, pero nada que justifique en forma directa los daños debidos a vibraciones excesivas en la componente vertical.

Las estaciones ubicadas en Puriscal (SPCL), San Ignacio de Acosta (SIAC) y San Miguel de Heredia (HCPD) muestran un valor de aceleración máxima (PGA) mayor en la componente vertical respecto a las horizontales. En esos mismos sitios, la sacudida en componente vertical (en toda la historia en el tiempo) parece ser también más fuerte que en las horizontales. Sin embargo, en otros sitos del Valle Central esta situación se invierte, siendo mayores las aceleraciones en las componentes horizontales, que es lo usual en la mayoría de sismos.

La siguiente figura muestra los valores de PGA máximos en %g (donde g=980 cm/s2, un valor de 100 significa que se excedió el valor de la aceleración de la gravedad) en la parte superior y de intensidad de Mercalli en la parte inferior. Las trazas rojas representan fallas activas. Aunque el LIS reportó que el valor máximo ocurrió en Grecia (AGRE), los nuevos resultados de San Ignacio de Acosta que se incorporaron dos días después, revelan que en ese sitio el movimiento fue mucho más fuerte.


Figura 1.

El hecho de que para este sismo el movimiento vertical haya sido importante dentro del Valle Central, puede estar asociado a que el hipocentro se ubica a 70 km por debajo de este Valle, por lo que las ondas P (que tienen mayor amplitud en componente vertical) siguen una trayectoria casi vertical hasta llegar a los sitios de registro, ubicados en la superficie.

Aquí juega un papel importante el factor distancia a la fuente. Si vemos el mapa de las estaciones del Valle Central, la distancia entre, digamos Alajuela y San José centro es evidentemente mucho más pequeña que la distancia de ambas ciudades al hipocentro. Esto hace que cuando las ondas sísmicas lleguen a la superficie, actúen de igual manera en los dos lugares. Cualquier diferencia entre ambos, será debida a las condiciones del lugar. Es decir, que las diferencias que muestren corresponden a los efectos de sitios (amplificaciones, filtrado de frecuencias) debidos a los tipos de suelo presentes en cada estación.

La siguiente es una simulación númerica con la topografía aproximada del centro del país. El sismo se origina a 72 km (cuadro 1) de profundidad y se generan los dos tipos de ondas sísmicas. En rojo se muestran las ondas primarias (P) y en verde las ondas secundarias (S), que viajan más lentos que la P. Debido a la profundidad tan grande a la que ocurre el evento, las ondas P llegan mucho antes a la superficie que las ondas S (cuadro 2). La gente probablemente experimentó un movimiento preferentemente vertical y de larga duración. Ya en el cuadro 3 vemos que llegan las ondas secundarias. Ellas tardan unos 9 segundos en llegar después de las ondas P. En ese instante, el movimiento es más fuerte y se observa que el frente de onda llegó practicamente plano a los sitios de registro ubicados en San José y cercanías.


Figura 2.

En el caso del sismo de Cinchona (8 de enero de 2009), este tuvo una profundidad más somera que el anterior, por lo que los efectos resultaron ser más localizados y las aceleraciones disminuyeron (se atenuaron) más rápidamente respecto a la zona epicentral. Aquí se puede ver una simulación de la propagación de dicho sismo. Por ejemplo, aunque Cinchona tuvo una magnitud (Mw 6.1) ligeramente mayor al evento del 13 de mayo, en la zona de Cartago casí no se sintió y al momento en que las ondas llegaban a Turrialba, el movimiento era casi imperceptible. Esto quiere decir que en ese sismo, el efecto directo de la fuente fue más fuerte cerca de San José que de Cartago, porque la distancia de San José al hipocentro (punto origen del sismo) era más corta que la de Cartago.

La trayectoria de las ondas P hacia los sitios lejanos (fuera del área inmediata de Cinchona) donde se ubican los acelerogramas no es tan vertical como en el caso del sismo del pasado 13 de mayo, por lo que los valores de aceleración en esa componente no son tan significativos. En esa época no contábamos con una cobertura de acelerógrafos tan amplia como al presente. En nuestro caso, la estación más cercana al epicentro era la de Alajuela.

También es interesante observar además la alta frecuencia presente al inicio de los registros (onda P) en las componentes verticales de las estaciones ubicadas en Santa Ana (SJUD) y Ciudad Colón (SCCH), que son dos de las más cercanas a la zona epicentral. En otras estaciones como la Estación Fabio Baudrit al este de Alajuela (AFBR) o Puriscal (SPCL), esto no se observa.


Figura 3.

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