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.

Figura. 1. los 110 años de sismicidad instrumental en el ecuador, 1900-2009. los terremotos de mw ≥7 se representan como estrellas y los mw < 7 como círculos. el tamaño es proporcional al momento sísmico liberado. los cuadrados negros representan la sismicidad previa a 1930 Mw ≥7. (a) Sismicidad somera (profundidad hipocentral ≤ 50 km). (b) Sismicidad Intermedia – Profunda (profundidad hipocentral ≥ 50 km). Tomado de: (Yepes, et al., 2016).

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).

Figura. 2. NÚMERO DE EVENTOS REGISTRADOS Y LOCALIZADOS POR LA RED NACIONAL DE SISMÓGRAFOS – INSTITUTO GEOFÍSICO (RENSIG) DESDE 1988: TOTAL (BARRAS AZULES) Y EVENTOS CON MAGNITUD IGUAL O SUPERIOR A 4 MLV (BARRAS ROJAS). TOMADO DE: INFORME SÍSMICO ANUAL 2023-1 DEL Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN).

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).

Figura. 3. MAPA DE UBICACIÓN Y MECANISMO FOCAL CON INVERSIÓN DE FORMAS DE ONDA, DEL EVENTO DEL LUNES 20, DE MAYO 2024 A LAS 21H43 TL.

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.

Figura. 4. registros acelerográficas en la zona de influencia del sismo.

Tabla 1. aceleraciones máximas registradas por las estaciones sísmicas y acelerográficas en la zona de influencia del sismo.

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.

Tabla 2. Tiempo de ocurrencia de las máximas aceleraciones.

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:

Donde: a(t) es el registro de aceleraciones de suelo.

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.

Tabla 3. Duración significante calculada a partir de la intensidad de arias.

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.

Tabla 4. Máximas aceleracion Pseudo-espectral (PSa) y sus periodos correspondientes.

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

FIGURA. 1. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ALJ1: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 2. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ALJ1: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 3. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ALJ1: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 4. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ALJ2: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 5. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ALJ2: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 6. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ALJ2: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 7. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ALJ3: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 8. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ALJ3: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 9. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ALJ3: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 10. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ACH1: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 11. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ACH1: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 12. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ACH1: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 13. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ACH2: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 14. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ACH2: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 15. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ACH2: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 16. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ACBZ: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 17. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ACBZ: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 18. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN ACBZ: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 19. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN AMCA: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 20. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN AMCA: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 21. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN AMCA: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 22. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN LAMO: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 23. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN LAMO: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

FIGURA. 24. ANÁLISIS INTEGRAL DEL REGISTRO ACELEROGRÁFICO EN LA COMPONENTE ESTE DE LA ESTACIÓN LAMO: I) REGISTRO ACELEROGRÁFICO, II) INTENSIDAD DE ARIAS, III) ESPECTROGRAMA, IV) ESPECTRO DE RESPUESTA. GENERADO POR EL GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA SÍSMICA Y SISMOLOGÍA DE LA UTPL.

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.

Figura 1.a. Mapa de ubicación del evento del día lunes, 20 de mayo de 2024 a las 21H43 TL. Figura 1.b. Mecanismo focal con inversión de formas de onda, método MECAVEL.

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.

Figura 2. Aceleración Máxima vs Distancia. Estaciones red EC (IG-EPN): Acelerógrafos ACH1, ACH2, ALJ1, ACBZ, ACUE, APLA, AC07, GYE1 y Sismógrafo LAMO. Estaciones red LJ (UTPL): Acelerógrafos AMCA y LAMO.

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    

Del 07 al 10 de mayo de 2024, técnicos del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) con la ayuda de observadores volcánicos del cantón Guamote, realizaron la recolección de muestras de ceniza del proceso eruptivo del volcán Sangay, así como el mantenimiento de la red de cenizómetros ubicados en las comunidades al occidente del volcán, en la Provincia de Chimborazo. El volcán Sangay, ubicado en la provincia de Morona Santiago, ha presentado una actividad eruptiva catalogada como de nivel moderado a alto desde 2019.

La red de cenizómetros permite evaluar las caídas de ceniza asociadas a la actividad del volcán Sangay. Los resultados de la misión revelan una caída de ceniza de muy leve a leve en la provincia de Chimborazo con un eje de dispersión entre suroccidente a noroccidente (Figura 1). Las comunidades donde más cayó ceniza son Retén Ichubamba y San Antonio de Cebadas de la parroquia Cebadas, cantón Guamote.

Figura 1. Mapa del alcance de las nubes de ceniza y de los reportes de caída de ceniza entre el 22 de febrero y el 10 de mayo de 2024.

Trabajo de campo
Durante la salida de campo, los técnicos del IG-EPN visitaron 24 sitios para realizar el mantenimiento de los cenizómetros y el muestreo de la caída de ceniza asociadas a las emisiones ocurridas entre el entre el 22 de febrero y el 10 de mayo de 2024 (Figura 2). En este periodo se han reportado 83 alertas de dispersión de ceniza, con alturas de hasta 7000 metros sobre el nivel de cráter, y una distancia de hasta 170 km desde el volcán según los reportes satelitales del Centro de Alertas de Ceniza Volcánica de Washington (Washington VAAC), con una dirección preferente entre suroccidente y noroccidente (Figura 1).

Los observadores volcánicos también realizaron el mantenimiento de sus cenizómetros y entregaron sus respectivos filtros (Figura 2).

Figura 2. Trabajo de campo en la provincia de Chimborazo.

Los resultados se presentan a continuación (Figura 3):
1. Caída leve: Retén (84.7 g/m2), San Antonio (73.4 g/m2), Cashapamba (56.1 g/m2), Guamote UPC (38.8 g/m2), Alausí (38.4 g/m2), Cebadas 01 (36.5 g/m2), Cebadas 02 (28.5 g/m2), San Nicolás (24.8 g/m2), Atapo Santa Cruz (23.4 g/m2), Vía Oriente Cebadas (21.5 g/m2), Palmira Dávalos (19.6 g/m2), Chauzán 01 (16.8 g/m2), Pancún (16.4 g/m2), Punto cero Atillo (15 g/m2), Atillo Comunidad (13.1 g/m2), Flores GAD (12.6 g/m2).
2. Caída muy leve: Chaguarpata (8.9 g/m2), Pallatanga GAD (7.5 g/m2), Piscinas Atillo (7 g/m2*), Huigra GAD (6.5 g/m2), Juan de Velasco GAD (6.1 g/m2), Palmira GAD (5.1 g/m2), Colta GAD (3.3 g/m2), Cumandá GAD (3.3 g/m2).

Figura 3. Ubicación de los Cenizómetros del Instituto Geofísico (IG) y de los Observadores Volcánicos (OV) con la carga de ceniza acumulada entre el 22 de febrero y el 10 de mayo de 2024 para el volcán Sangay (Fuente: Google Earth Pro).

Posteriormente, las muestras de ceniza serán analizadas en el laboratorio del IG-EPN para determinar su contenido, composición y principales características; esto permite obtener información fundamental para una mayor comprensión y evaluación de la amenaza.

Adicionalmente, también se instaló un nuevo cenizómetro en el sector de Picavos-Guarguallá (Fig. 4) para contar con una red más densa y una mejor precisión de la dispersión de las emisiones de ceniza.

Figura 4. Instalación del cenizómetro en el sector de Picavos-Guarguallá.

Como citar este reporte/How to cite this report: Telenchana E., Aguaiza S., (2024) RECOLECCIÓN DE CENIZA Y MANTENIMIENTO DE LA RED DE CENIZÓMETROS DEL VOLCÁN SANGAY, PROVINCIA DE CHIMBORAZO del 10/05/2024.

E. Telenchana, S. Aguaiza
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Gracias a la beca financiada por los productores del documental "Fire of Love", Anais Vásconez, investigadora del IG-EPN, culminó exitosamente su investigación sobre las erupciones del Cotopaxi en el prestigioso Laboratorio Magmas y Volcanes en la Université Clermont-Auvergne, Francia. Este estudio se enmarca dentro del convenio de cooperación entre el Instituto Geofísico, el departamento de Geología de la EPN, y el IRD.

Durante su estadía en Clermont-Ferrand, la científica del IG-EPN avanzó con el estudio de inclusiones magmáticas dentro de cristales recuperados en los productos eruptivos de las erupciones ocurridas en 1877, 1853, 1768, 1744 y el siglo X del volcán Cotopaxi.

Luego de haber analizado el CO2 de las burbujas y haber pulido los cristales hasta exponer las inclusiones magmáticas en la superficie, se utilizó la espectroscopía Raman para analizar el contenido de agua (H2O) de las más de 70 inclusiones magmáticas encontradas en cristales de plagioclasa y piroxeno (Figura 1).

Figura 1. Análisis por espectroscopía Raman de una inclusión magmática en un cristal de piroxeno recuperado de cascajo expulsado durante la erupción de 1877 del Cotopaxi.

Conocer el contenido de agua de estas pequeñas gotas de magma que los cristales incorporaron al crecer, es una de las piezas que nos permiten entender mejor la explosividad de las erupciones del Cotopaxi, así como la profundidad y temperatura a la cual se encontraba el reservorio magmático antes de cada erupción. Al conocer la variación de estos parámetros entre las diferentes erupciones del Cotopaxi, podemos comprender y modelar de mejor manera su actividad pasada y así prepararnos mejor para su actividad futura.

La figura 2 muestra el espectro Raman luego de hacer el tratamiento de los datos de una inclusión magmática atrapada en una plagioclasa de la erupción de 1744. La cantidad de agua se calcula en base al área debajo de la curva que dibuja el espectro.

Figura 2. Espectro Raman del agua en una inclusión magmática que se encuentra en un cristal de plagioclasa de la erupción de 1744 del volcán Cotopaxi.

Al usar la espectroscopía Raman hay una dificultad peculiar para analizar el porcentaje de agua en inclusiones magmáticas que contienen minerales de magnetita, ya que sus espectros se solapan, atenuando el espectro del agua. En el caso de las inclusiones magmáticas del Cotopaxi, la gran mayoría contiene magnetita, por lo que es necesario corregir los valores de agua obtenidos a través de este método.

Por esta razón, 11 cristales fueron fijados en el elemento químico Indio (49In) para que la Dra. Federica Schiavi, investigadora del IRD-LMV pueda analizar las 17 inclusiones magmáticas que se encuentran en su superficie por espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS, por sus siglas en inglés), método que no es afectado por la presencia de magnetita. El objetivo es comparar los porcentajes de agua sugeridos por el Raman con los porcentajes de agua medidos por el SIMS para cada inclusión, y, en combinación con los valores de intensidad del espectro de la magnetita, proponer una corrección para los valores de agua. De esta forma, se podrá recalcular los porcentajes de agua presentes en las más de 70 inclusiones magmáticas del Cotopaxi.

Por otra parte, los elementos mayores de las más de 70 inclusiones y de los cristales que las rodean fueron analizados por microanálisis en una sonda electrónica (EPMA, por sus siglas en inglés, figura 3). Estos incluyen los óxidos del sílice (SiO2), titanio (TiO2), aluminio (Al2O3), hierro (FeO), manganeso (MnO), magnesio (MgO), calcio (CaO), sodio (Na2O), potasio (K2O), y fósforo (P2O5).

Figura 3. Izquierda: Microanalizador por Sonda de Electrones (EPMA, por sus siglas en inglés) del Laboratorio de Magmas y Volcanes en la Universidad de Clermont-Auvergne, Francia. Derecha: Sala de control del EPMA durante el análisis geoquímico de una inclusión magmática en un cristal de piroxeno recuperado de cascajo expulsado durante la erupción de 1877 del Cotopaxi.

En total se tomaron 143 medidas de elementos mayores con la microsonda electrónica. La figura 4 muestra dos ejemplos de los datos obtenidos a través de este análisis.

Figura 4. Diagramas de variación de elementos mayores de las más de 70 inclusiones magmáticas encontradas en cristales de plagioclasa y piroxeno de las erupciones de 1877, 1853, 1768, 1744 y del siglo X del volcán Cotopaxi. Izquierda: variación de óxidos alcalinos con respecto al contenido de dióxido de sílice. Derecha: variación de óxido de magnesio con respecto al contenido de dióxido de sílice.

Para completar las piezas necesarias para desentrañar las condiciones físicas pre-eruptivas de los magmas del volcán Cotopaxi, en un próximo paso la Dra. Federica Schiavi y el Dr. Pablo Samaniego, investigadores del IRD-LMV, analizarán los elementos volátiles cómo el flúor (F), azufre (S) y cloro (Cl) de las mismas inclusiones magmáticas. Además, analizarán los elementos mayores y los elementos volátiles del vidrio volcánico syn-eruptivo, es decir, la matriz de la roca volcánica que fue expulsada durante cada erupción.

Figura 5. Láminas delgadas de cascajo de las cinco erupciones del Cotopaxi listas para ser analizadas por Microanálisis de Sonda Electrónica. Las zonas de interés revisadas previamente en microscopio binocular están señaladas por los círculos negros y blancos.

De esta forma, podremos comparar la composición inicial (magma dentro de la cámara magmática antes de la erupción, atrapado en cristales al crecer) con la composición final (magma expulsado durante la erupción, que se enfrió y formó el material volcánico emitido durante las erupciones). Esto es últil para entender procesos como la alimentación de la cámara magmática por magma fresco, la cristalización dentro de la cámara magmática y la desgasificación antes de cada una de las erupciones.

A. Vásconez Müller, F. Schiavi, P. Samaniego, S. Hidalgo
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Durante la ceremonia del 96 aniversario del Instituto Geográfico Militar (IGM) llevado a cabo el día 9 de mayo de 2024, se hizo la entrega simbólica del primer “Mapa Regional de Amenazas Volcánicas Potenciales del Volcán Cotopaxi, Zona Oriental”. El mapa es la primera edición oficial para la zona Oriental y complementa la información disponible de los mapas de la zona Norte y Sur, que van en su cuarta edición (https://www.igepn.edu.ec/cotopaxi-mapa-de-amenza-volcanica).

Figura 1. Entrega simbólica del Mapa Regional de Amenazas del volcán Cotopaxi, Zona Oriental.

Una versión preliminar del mapa oriental fue entregada en 2015 en respuesta a la reactivación del volcán Cotopaxi de ese mismo año. Para más información sobre este evento visite este enlace: https://www.igepn.edu.ec/interactuamos-con-usted/1217-socializacion-del-mapa-preliminar-de-amenazas-potenciales-del-volcan-cotopaxi-zona-oriental

El mapa de amenazas es el resultado del arduo trabajo de campo, recopilaciones bibliográficas y modelamiento numérico de fenómenos volcánicos liderado por el IG-EPN y constituye un instrumento de planificación regional, dirigido a las autoridades, encaminado a la toma de decisiones y la gestión del riesgo en caso de una eventual erupción del volcán Cotopaxi, similar a la ocurrida en 1877. Por otra parte, el IGM es el organismo gestor de la cartografía oficial en el país y fue el encargado de elaborar el diseño del mapa e incluir la información cartográfica de base. Además, el IGM se encarga de la impresión de los mapas, los cuales son posteriormente entregados de forma gratuita a las autoridades de turno, Secretaría de Gestión de Riesgos y comunidad en general.

Figura 2. Trabajos de validación del Mapa Oriental de amenazas del volcán Cotopaxi en la zona de Sindy. Foto: F.J. Vasconez.

En caso de erupciones futuras, similares a la de 1877, grandes flujos de lodo y escombros (lahares primarios) descenderían por los drenajes del volcán. Las zonas de afectación de los drenajes Norte y Sur son bien conocidas por el público y ampliamente difundidas por las autoridades locales y medios de comunicación. Sin embargo, el conocimiento de la zona oriental era limitado. Ejemplo de ello es que los mapas Norte y Sur cuentan con cuatro ediciones, mientras que para el oriente esta es su primera edición.

Figura 3. Representación artística de la erupción del Cotopaxi de 1877. La ilustración muestra flujos piroclásticos descendiendo por los flancos del volcán, derritiendo el glaciar y formando lahares que alcanzan zonas pobladas. Ilustración: D. Sierra (IG-EPN).

Hacia el oriente, los lahares recorrerían toda la cordillera Real hasta llegar a los ríos Jatunyaku-Napo, en donde, infraestructura crítica y un gran número de poblaciones como Puerto Napo, Puerto Misahuallí y Punta de Ahuano, podrían verse severamente afectadas. En consecuencia, este mapa constituye una herramienta para la planificación territorial y el desarrollo futuro de las poblaciones en la región Amazónica; una región consiente de sus amenazas naturales, y por ende encaminado a la reducción de riesgos de desastres.

Figura 4. El director del Instituto Geofísico Dr. Mario Ruíz (izquierda) y el autor principal del mapa Francisco J. Vasconez (derecha) enmarcan el primer mapa oficial de amenazas del volcán Cotopaxi, Zona Oriental.

FJ Vasconez, D. Sierra
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional