INTRODUCCIÓN:
El 16 de abril de 2016 a las 18:58 ocurrió en las costas del Ecuador un sismo de magnitud 7.8 Mw. Este terremoto fue sentido en 23 provincias del Ecuador así como en la parte sur de Colombia y norte de Perú.  Las localidades más afectadas  fueron las más cercanas a su epicentro, localizado frente a las costas de Pedernales, Provincia de Manabí.
El sismo se caracterizó por tener un mecanismo de falla inverso, que concuerda adecuadamente con la zona de contacto entre las placas Nazca y Sudamericana (IGEPN, 2016).

Los días posteriores al sismo se caracterizaron por la frecuente ocurrencia de réplicas que cubrieron una amplia zona de ruptura frente a las costas de Manabí y Esmeraldas.

Las características de los sismos, así como en sus localizaciones y profundidad han permitido identificarlos como sismos de subducción, causados  por la súbita liberación de energía acumulada por el choque de las placas tectónicas  Nazca y Sudamericana (IGEPN, 2016).
Posterior al sismo se reportaron ciertas anomalías en algunas de las vertientes de agua localizadas en la provincia de Manabí. Ante la solicitud formal de la Asambleísta Teresa Benavides, un grupo de técnicos del IG acudió para realizar una inspección de dichas vertientes. La Figura 2 muestra las fuentes de agua que fueron visitadas por los técnicos del IG el día 20/05/2016.
Cabe destacarse que facilidades logísticas para la realización del recorrido fueron prestadas por la Asambleísta Teresa Benavides y el Sr. Teodoro Andrade Almeida, Alcalde de Jipijapa, junto a sus respectivos equipos de trabajo. Sus esfuerzos conjuntos permitieron que esta investigación fuera llevada a cabo con éxito.

ANTECEDENTES

LA PILA

La vertiente de La Pila se encuentra en la Parroquia del mismo nombre ubicada en el Cantón Montecristi, es considerada un atractivo turístico. Fue descubierta por ganaderos en el siglo XIX (GAD La Pila, 2015).

La fuente se encuentra dentro de la Junta Parroquial de la Pila. Posee forma circular y tiene un borde donde se deposita un sedimento verde de textura grasa, su profundidad es desconocida pero se cree que supera los 15m. El agua tiene un tinte verdoso y en el centro se observa un burbujeo constante de gas que  proviene del interior.

Posterior al sismo del 16 de Abril de 2016, la gente de la zona detectó un incremento en el caudal de agua así como en la cantidad de burbujas.
Unos 190m al SO de la fuente de La Pila existe un pozo cuyas aguas poseen similares características a las de la fuente de la Junta Parroquial (Figura 4). Según los moradores, tiene una profundidad de entre 10 y 12 m. De  igual manera que en la otra fuente, los moradores han observaron anomalías inmediatamente después del sismo del 16 de abril.  Aseguran que cuando existe una réplica se escucha un ruido de flujo de agua al interior del pozo.

CHOCONCHÁ

Estas vertientes naturales se ubican en el cantón Jipijapa, provincia de Manabí, fueron descubiertas por civilizaciones ancestrales. Su agua es extraída por los moradores de la zona para tareas agrícolas.
Existen dos pozos, el más profundo tiene según los moradores unos 80 metros de profundidad, junto a este existe otro pozo  de menor profundidad. El pozo más profundo tiene una boca circular su agua es translucida y tiene un constante burbujeo de gas proveniente del interior. El pozo más somero tiene una boca de forma cuadrada, su agua se nota más turbia y negruzca, al tocarla deja una sensación grasosa en la piel (Figura 5).

A poca distancia hay además otra vertiente de agua la cual  ha sido cercada con rocas formando una pequeña alberca, que se cree también que perteneció a las comunidades ancestrales. Fue rehabilitada y restaurada por las autoridades locales en el siglo pasado y adecuada como un lavadero de ropa. Los moradores relatan también la existencia de otro pozo en la zona, del cual emanaban grandes cantidades de gas y provocaba explosiones, es por esto que fue cementado y clausurado para precautelar la seguridad de los habitantes.

Después del sismo del 16 de abril el pozo más profundo empezó a presentar anomalías.  El domingo 17 de abril se escuchó una explosión cerca del pozo seguido por un intenso burbujeo en sus aguas. El lunes 18, los moradores prendieron fuego cerca del pozo y se encendió una llamarada de al menos 50 cm de altura (Figura 6).

FUENTE DE LA COMUNIDAD JOA

La comunidad de Joa se encuentra en el cantón Jipijapa, provincia de Manabí. La comunidad posee una vertiente de agua que constituye también un atractivo turístico.
La pequeña fuente es usada como balneario y junto a ella hay un pequeño pozo cuya agua se usa en labores agrícolas. El agua despide un fuerte olor a azufre tiene un color verde intenso. Los habitantes de la zona piensan que la fuente puede estar asociada a un cerro existente en las cercanías “El Chocotete”, a quienes ellos le atribuyen un origen volcánico.

Posterior al sismo del 16 de abril, la fuente no sufrió ningún cambio ni alteración.

AGUAS BLANCAS

La comunidad Aguas Blancas se encuentra dentro del Parque Nacional Machalilla, ubicado en la costa sur de la provincia de Manabí en el cantón Puerto López. La “Laguna de Azufre” de Aguas Blancas constituye un atractivo turístico afamado por las propiedades medicinales que se le han atribuido.

Los moradores narran como la fuente existía como una pequeña charca en tiempo de sus abuelos, pero el trabajo comunitario permitió la construcción de la laguna y de todo un complejo turístico.

La “Laguna de Azufre” tiene una forma cónica y alcanza su mayor profundidad justo al centro  (4 m), tiene además un perímetro de aproximadamente 60m. El agua presenta un color verdoso y despide olor a azufre.

Posterior al sismo del 16 de abril, la fuente no sufrió ningún cambio ni alteración.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
El personal del IG haciendo uso de un instrumento multiparamétrico, midió las propiedades físicas de todas las fuentes analizadas (Figura 4), los resultados se resumen en la Tabla 1.

Todas las aguas provenientes de las vertientes tienen temperaturas ligeramente superiores a la temperatura ambiente, lo que indica que provienen de una fuente más caliente.

En lo que respecta al pH, las fuentes de Aguas Blancas y Joa muestran un carácter básico, así mismo los pozos de Choconchá muestran un carácter ligeramente básico, mientas las fuentes de la Pila están muy cerca al equilibrio (pH=7).

Los valores de conductividad para las fuentes de la Pila y Choconchá fluctúan en el rango de 7000-9000 µs/cm,  lo que indica gran cantidad de sales disueltas. Las fuentes de  Joa y Aguas Blancas tienen valores menores que también se encuentran dentro de rangos normales para aguas provenientes de subsuperficie (Tabla 1).

PROPIEDADES QUÍMICAS
Se recolectaron muestras de agua de todas las fuentes anteriormente detalladas, mismas que fueron enviadas a los laboratorios del Centro de Investigación y Control Ambiental (CICAM) de la EPN. Se analizarán los elementos mayores y los resultados se darán a conocer en las próximas semanas.
Adicionalmente se realizaron varias mediciones de CO2 disuelto en el agua, utilizando un instrumento  LI-COR.  Se pudo  determinar  que el gas que emana de las fuentes de agua no contiene cantidades importantes de CO2.

Mediciones de gases disueltos realizadas en una campaña previa en la zona de Joa y Aguas Blancas, muestran que los gases liberados por estas aguas tienen importantes cantidades de N2 y CH4.

El N2 es un gas característico de los fluidos de subducción debido a su acumulación en sedimentos. Por otra parte el CH4 es un gas inflamable  de origen orgánico. El metano (CH4) podría provenir de formaciones sedimentarias en las que se haya  depositado materia orgánica, la cual con el paso de los años se ha degenerado dando lugar a la formación de depósitos de gas natural.

INTERPRETACION PRELIMINAR DE LOS RESULTADOS
La costa ecuatoriana constituye un límite convergente entre las placas tectónicas Nazca y Sudamericana. La placa Nazca ingresa bajo la Sudamericana a velocidad de 56mm/año en una dirección aproximadamente E-O (N83°E). (Kendrick et al., 2003; Nocquet et al., 2009).

Los trabajos de investigación con las señales de GPS de alta precisión en Manabí y  Esmeraldas muestran que en la zona había altos niveles de energía acumulada (Chlieh et al, 2014; citado en IGEPN, 2016). Así que la probabilidad de ocurrencia de sismos en dicha área era muy alta.  Finalmente una brusca liberación de dicha energía acumulada en el plano de subducción, dio lugar  al sismo del 16 de abril de 2016 (Figura 1), el cual vino acompañado de cientos de réplicas de menor magnitud localizadas frente a las costas de Manabí y Esmeraldas.

Vertientes de agua como las que fueron analizadas son comunes en zonas costeras cercanas a límites activos de placas tectónicas. Este tipo de fuentes aparecen donde capas de sedimentos ricos en fluidos tales como arcillas y limos son presurizados por actividad tectónica. Así mismo pueden darse por la acumulación de gases de hidrocarburos en sub-superficie que aumentan la presión al interior y fomentan la salida de los fluidos. Fuentes de similares características a las de Manabí, han sido reportadas en algunas zonas de Esmeraldas, Guayas y están ligadas a procesos geológicos análogos.

El sismo ocurrido el 16 de abril de 2016 y algunas de las réplicas más fuertes pudieron generar temporalmente un incremento en la permeabilidad de la zona (abriendo y cerrando fracturas), favoreciendo así que flujos mayores de gas y agua ascendieran a la superficie. Así mismo los esfuerzos generados por el sismo pudieran comprimir los  fluidos en el interior forzándolos a ascender a  la superficie en cantidad y velocidad superiores a las habituales.

Cabe estacar que solo las fuentes de Choconchá y la Pila que se encuentran más al norte (y por tanto más cercanas a la fuente sísmica) presentaron anomalías asociadas al mismo, las fuentes de Aguas Blancas y Joa que se ubican más al sur no parecen haber sido afectadas según los relatos de los moradores (Figura 2).

Los análisis de gases disueltos realizados en 2010 develan que los gases emanados por las fuentes contienen importantes cantidades de metano (CH4), un gas inflamable que se forma comúnmente por acumulación de materia orgánica en cuencas sedimentarias, tal como es el caso de la costa Ecuatoriana. Lo más probable es que al ascender los gases de manera súbita hayan producido pequeñas explosiones al liberarse la presión encapsulada, las cuales fueron escuchadas por los comuneros. Además por tratarse de inflamables, se generaron llamaradas en los pozos de Choconchá al ser encendidos  con antorchas por los moradores.

Cabe destacar que los procesos que se han observado en la zona son normales y responden a fenómenos geológicos propios de un margen convergente de placas tectónicas.

RECOMENDACIONES

• La primera recomendación es mantener la calma, los procesos observados en las fuentes de agua responden a procesos geológicos propios de un margen covergente. La salida de fluidos provenientes de sub-superficie es considerada como normal en la zona costera Ecuatoriana.
• Así mismo, pequeños cambios en el comportamiento habitual de las fuentes, causados por eventos como un sismo de gran magnitud, no deben convertirse en motivo de alarma.
• En caso de repetirse el fenómeno y de existir una mayor salida de gases (evidenciada por burbujeo superficial) se recomienda en lo posible mantenerse alejados de los pozos o fuentes.
• No se recomienda cubrir los pozos ni tratar de sofocarlos, pues podría conducir a una mayor acumulación de gases y provocar explosiones.
• Tomando en cuenta que los gases liberados por las fuentes pueden ser altamente inflamables, no se recomienda utilizar antorchas o fósforos para encenderlos, pues pudieran provocar explosiones que afecten la integridad de los pobladores. Es mejor dejar el pozo descubierto y permitir que los gases evacuen de forma natural hacia la atmósfera.
• En lo que respecta a la calidad del agua, los análisis realizados en las muestras recolectadas por el IG permitirán únicamente observar la composición de elementos mayores contenidos en agua. Para poder verificar si el agua es apta para el consumo humano se recomienda realizar análisis químicos más específicos.  Podría buscarse la asesoría de laboratorios calificados para esta tarea como son el Centro de Investigación y Control Ambiental (CICAM) o el Laboratorio Leopoldo Izquieta Pérez.

DS/SH
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

ACTUALIZACION DE LAS REPLICAS

El informe N°21 se refirió a las réplicas del 18 de Mayo (M6.6 a las 02h57 y M6.7 a las 11h46). Este informe N°22, trata sobre la distribución en espacio y tiempo de las réplicas después de las últimas dos réplicas importantes.

Nos encontramos a los 12 días después de las réplicas del 18 de Mayo y vemos que estas presentan un comportamiento normal como el que esperaríamos luego de eventos de esta magnitud. La Figura 1 es una comparación entre ahora y antes de las últimas replicas mayores.

La siguiente figura (Figura 2) muestra las variaciones en latitud de las localizaciones de los eventos con magnitudes mayores a 3. Podemos ver que las réplicas están ocurriendo cerca del terremoto principal (0.0° latitud en figura 2) - no hay mucha actividad en el sur, cerca de Portoviejo o Manta (-1° latitud).

Las réplicas desde el 18 de Mayo muestran una disminución en la distribución de magnitudes, este es el comportamiento normal que se esperaría después del terremoto principal (Figura 3). No hemos visto un aumento a largo plazo en las magnitudes de las réplicas después de los dos eventos del 18 de Mayo (Figura 4).

MP
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

NUEVA REPLICAS DEL SISMO DEL 16 DE ABRIL

Miércoles, 18 de mayo del 2016 12H50 (TL)

El Instituto Geofísico informa que a las 11h46 (TL) se produjo un nuevo evento sísmico, que corresponde a una nueva réplica del sismo del 16 de abril. Este nuevo sismo tuvo magnitud de 6.8 con una profundidad de 15 km y se localizó al sur este de la población de Mompiche, similar a la ubicación del sismo de las 2h57 (TL) luego del sismo de 6.8 ocurrido a las 02:57 (TL), de hoy. Esta nueva réplica fue sentida en casi todo el Ecuador y hasta el momento no hay reporte de víctimas.

El número total de réplicas desde el sismo del 16 abril es de 1513 y desde el sismo de hoy en la madrugada se ha registrado 25 eventos.

En la figura 1 se muestra la ubicación de las réplicas desde las 2h57 incluido el sismo de las 11h46. En la figura 2 se muestra la distribución de intensidades correspondiente al evento de las 11h46 (TL), basado en las aceleraciones registradas en los equipos acelerográficos.

AA
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

REPLICAS DEL SISMO DEL 16 DE ABRIL

Miércoles, 18 de mayo del 2016 4h40 (TL)

El Instituto Geofísico informa que luego del sismo de 6.8 ocurrido a las 02:57 (TL), correspondiente a una réplica del sismo del 16 de abril, se han generado al menos 10 réplicas, la más importante tuvo una magnitud de 5.6 grados, a las 3h00 (TL). En figura 1 se muestra la localización del sismo de 6.8 y las subsiguientes réplicas. Hasta el momento se han producido 1495 réplicas luego del sismo del 16 de abril.

A continuación de muestra un listado de las principales réplicas hasta el momento.

En la figura 2 se muestra la distribución de intensidades correspondiente al evento de las 2h57 (TL), basado en las aceleraciones registradas en los equipos acelerográficos.

Hay que indicar que esta réplica se esperaba que pudiera ocurrir. El Instituto Geofísico estará informando oportunamente.

AA, SH
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Un equipo conformado por personal del Instituto Geofísico (IGEPN), de la Facultad de Geología de la Escuela Politécnica Nacional y del Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD, por sus siglas en francés) recorrieron la zona de afectación por el sismo producido el 16 de abril del 2016 entre las semanas del 19 al 23 de abril y del 1 al 5 de mayo del 2016.

El objetivo del trabajo fue realizar un levantamiento geológico para comparar las observaciones en el campo con los modelos geofísicos de la deformación superficial. El trabajo consistió en recolectar las características de fracturas, observar fenómenos de licuefacción, encuestas a las personas en la zona, papear los deslizamientos, observar variaciones del nivel del mar. Figura 1 y 2.

Adicional en Pedernales en la zona del Malecón se hizo un vuelo con el Drone (IGEPN-STREVA) con la finalidad de tomar fotografías aéreas de la zona para generar un DEM (Modelo de Elevación Digital) de mejor resolución.

AA/PE
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Observaciones del sismo de 16 de abril de 2016 (mw7.8) en la ciudad de Guayaquil

Introducción
La ciudad de Guayaquil cuenta con una red de sensores de aceleración conformada por 3 estaciones ubicadas de acuerdo a la figura 1. Estas estaciones son parte de la Red Nacional de Acelerógrafos (RENAC) manejada por el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN).

Durante el sismo del 16 de abril de 2016 18:58 TL, las estaciones registraron las señales sísmicas y su análisis se presenta en este documento.

De acuerdo con la información obtenida del Proyecto RADIUS y de los análisis preliminares realizados por el IG-EPN, la estación GYE se ubica en un tipo de suelo denominado “Firme o Rocoso” mientras que el tipo de suelo para las estaciones GYE1 y GYE2 es considerado como “Flexible o Suave”.

Las estaciones de la RENAC ubicadas en Guayaquil están colocadas dentro de cajas metálicas como se muestra en la figura 2. La única estación que cuenta con transmisión en tiempo real es GYE.

Señales de aceleración.
La figura 3 muestra los registros de la componente N-S, la cual presenta la máxima aceleración pico del terreno (PGA), los valores se resumen en la tabla1. Se evidencia la respuesta diferente entre las estaciones, tanto en la amplitud como en el contenido de frecuencias. Los valores de aceleración máximas son más altos para GYE2 y GYE1 que a la estación AGYE, de 4.1 vez y 2.8 vez respectivamente. Además, la duración de las vibraciones son más importes para las dos primeras estaciones, alrededor de 200 s mientras que para AGYE alrededor de 100 s.

La figura 4 muestra los espectros de aceleración de las componentes horizontales calculados para un amortiguamiento de 5% del crítico.

Los espectros de la figura 4 muestran el contenido de periodos (frecuencias) diferente para las tres estaciones de Guayaquil. Como se observa, en la estación GYE, las respuestas máximas se localizan entre 0.05 y 0.5 s, aproximadamente. Sin embargo, para las estaciones ubicadas en suelos menos competentes como GYE1 y GYE2 el rango de periodos con amplitudes superiores al PGA va desde 0.2s hasta 1.7s, aproximadamente. Esto es una evidencia del “efecto de sitio” o amplificación de la onda sísmica debido al tipo de suelo de la ciudad. Para evidenciar este efecto de amplificación, la figura 5 muestra los espectros normalizados al PGA para la componente de máxima aceleración (NS).

La Figura 6 muestra una comparación de los espectros de Fourier. La estación AGYE tiene espectros de Fourier muy similares para cada componente. Los espectros de esta estación permiten recalcar las amplificaciones de los sitios de GYE1 y GYE2. Para las dos estaciones el primer pico de resonancia está alrededor de 0.55 Hz.

Comparación de las observaciones con un modelo de predicción de movimiento del suelo (GMPE)
La Figura 7 muestra la comparación con el modelo de predicción de movimiento de Abrahamson et al. (2015) utilizando un valor referencia de Vs30 de 760 m/s. Ya que las estaciones están ubicadas en diferentes tipos de suelo, la ecuación presentada no reproduce estas variaciones; sin embargo, de estudios realizados dentro del proyecto GEM-SARA, una de las GMPEs que mejor se ajusta a los datos de aceleración para Ecuador es Abrahamson et al, 2015.  En la figura se muestra únicamente la comparación con el PGA. Como se observa, los valores concuerdan con el modelo, con valores más grandes para los sitios diferentes a “roca” (i.e. GYE1 y GYE2).

Observaciones finales

• En el centro de Guayaquil (GYE1 y GYE2), las aceleraciones observadas son superiores a las del norte de Guayaquil (AGYE).
• La estación AGYE es una estación que presenta un nivel de amplificación plana y entonces puede considerarse como referencia.
• En la ubicación de las dos estaciones GYE1 y GYE2, los resultados preliminares muestran una amplificación particularmente grande a la frecuencia de 0.6 Hz, y también una amplificación grande para un amplio rango de frecuencia, de 0.35 hasta 2.35 Hz para GYE1, y de 0.36 hasta 4.5 Hz para GYE2.
• En el centro de Guayaquil, los efectos de sitios van a conducir a amplitudes más altas y también a duraciones más largas de un evento sísmico.  

AL,MR,JCS
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Pocos días después de la ocurrencia del devastador terremoto de magnitud 7.8 el pasado 16 de abril de 2016, equipos conformados por ingenieros del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IGEPN), el Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD, por sus siglas en francés) y el Instituto Geofísico de Perú (IGP) instalaron nuevos equipos GPS de alta precisión en la zona costera ecuatoriana para registrar los movimientos del terreno post-sísmicos.

Estas medidas complementan la red geodésica ya existente de estaciones permanentes GPS, las cuales registraron movimientos de hasta 70 cm de desplazamiento hacía al sur en la superficie, en zonas ubicadas al sur del epicentro (al nor-occidente de Pedernales) desde el recinto Punta Prieta hasta Canoa.

Se colocaron 12 estaciones GPS en sitios como Viche, Cojimíes, Mache, Jama, Punta Prieta, Muisne, San Isidro, Bocana de Búa, entre otros.  Se prevé que con las medidas registradas por estas nuevas estaciones se entenderán mejor los desplazamientos posteriores al terremoto y particularmente saber cuándo esta zona empieza a retomar su rumbo habitual (el cual es en dirección nor-este).  Esto es causado por la deriva perpetua asociada al empuje de la placa de Nazca hacia el continente. Sin embargo, este proceso de cambio de rumbo pueda durar varios meses y los desplazamientos actuales están en el orden de milímetros por semana.

Por otro lado, entre personal del IGEPN y del Instituto Geográfico Militar (IGM) se realizaron medidas en varios puntos de GPS de campo ya existentes en zonas cercanas a Manta y Esmeraldas.

PM, PJ
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional presentó en rueda de prensa el informe que describe las observaciones intensidades y aceleraciones sísmicas del terremoto registrado el 16 de abril de 2016, a las 18h58, con una magnitud de 7.8, cuyo hipocentro se ubicó frente a Pedernales (Manabí) a 20 km de profundidad.

36 especialistas del Instituto Geofísico y de la Escuela Politécnica Nacional, comprendidos entre sismólogos, geólogos, geotécnicos y especialistas estructurales, recorrieron las zonas afectadas y realizaron el reconocimiento de los daños con el fin de evaluar la distribución de intensidades sísmicas y recolectar datos y aceleraciones sísmicas. Así mismo se trabajó en las instalaciones de nuevas estaciones de control geodésico y en el análisis de los datos de desplazamiento de la falla durante el terremoto.

¿Qué es la intensidad sísmica?
La intensidad mide los efectos de los sismos en la personas (cómo sintieron el sismo) y en las edificaciones en base a una cuantificación de los daños de acuerdo al tipo de construcción.  Para determinar la intensidad sísmica se utiliza actualmente la Escala Macrosísmica Europea (EMS98), que posee una escala valorada del 1 al 12, de manera similar a la Escala Mercalli, antiguamente usada. A diferencia de la intensidad, la magnitud es una medida del tamaño del sismo en su fuente y está relacionada con la energía liberada por el sismo.

Zonas evaluadas por intensidad sísmica
En las zonas de San José de Chamanga y Pedernales se evaluó una intensidad máxima de 9 considerado como un sismo destructivo, mientras que en las ciudades y poblaciones costeras como Bahía de Caráquez, Jama y Canoa y las zonas centrales de Manta y Portoviejo, los daños en las edificaciones muestran una intensidad de 8, considerada como una zona que tiene daños severos.

De igual forma en las provincias de Esmeraldas, Santa Elena, Guayas, Los Ríos y parte de Santo Domingo de los Tsáchilas, se determina una intensidad de 5 que representa a daños leves y se observan fisuras paredes de las edificaciones que no comprometen a la estabilidad de la estructura. En las provincias de la Sierra, la intensidad máxima de daño es 4 que indica que el sismo fue sentido ampliamente por la población sin que se registren daños.

Análisis de datos con GPS del deslizamiento durante el terremoto
Para realizar el modelamiento de los desplazamientos en la zona de la falla, es decir a 20 km de profundidad, se utilizaron los datos en superficie captados por las estaciones receptoras de GPS continuo de la red permanente del Instituto Geofísico y del Proyecto ADN-IRD, adicionalmente se utilizaron datos de estaciones temporales instaladas por el IG- e IRD y otros puntos de la red pasiva del Instituto Geográfico Militar.

Con el procesamiento de los datos GPS, se encontró un primer modelo de la distribución espacial del desplazamiento a lo largo de la falla de subducción inducido por el terremoto. Los resultados del modelo muestran que la zona con mayor desplazamiento se encuentra al sur del epicentro del terremoto hasta el norte de Bahía de Caráquez, determinando que el mayor desplazamiento a lo largo del plano de falla es de aproximadamente 7 metros al sur de Pedernales.

MR
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

El Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional presentó en rueda de prensa el informe que describe las observaciones intensidades y aceleraciones sísmicas del terremoto registrado el 16 de abril de 2016, a las 18h58, con una magnitud de 7.8, cuyo hipocentro se ubicó frente a Pedernales (Manabí) a 20 km de profundidad.

36 especialistas del Instituto Geofísico y de la Escuela Politécnica Nacional, comprendidos entre sismólogos, geólogos, geotécnicos y especialistas estructurales, recorrieron las zonas afectadas y realizaron el reconocimiento de los daños con el fin de evaluar la distribución de intensidades sísmicas y recolectar datos y aceleraciones sísmicas. Así mismo se trabajó en las instalaciones de nuevas estaciones de control geodésico y en el análisis de los datos de desplazamiento de la falla durante el terremoto.

¿Qué es la intensidad sísmica?
La intensidad mide los efectos de los sismos en la personas (cómo sintieron el sismo) y en las edificaciones en base a una cuantificación de los daños de acuerdo al tipo de construcción.  Para determinar la intensidad sísmica se utiliza actualmente la Escala Macrosísmica Europea (EMS98), que posee una escala valorada del 1 al 12, de manera similar a la Escala Mercalli, antiguamente usada. A diferencia de la intensidad, la magnitud es una medida del tamaño del sismo en su fuente y está relacionada con la energía liberada por el sismo.

Zonas evaluadas por intensidad sísmica
En las zonas de San José de Chamanga y Pedernales se evaluó una intensidad máxima de 9 considerado como un sismo destructivo, mientras que en las ciudades y poblaciones costeras como Bahía de Caráquez, Jama y Canoa y las zonas centrales de Manta y Portoviejo, los daños en las edificaciones muestran una intensidad de 8, considerada como una zona que tiene daños severos.

De igual forma en las provincias de Esmeraldas, Santa Elena, Guayas, Los Ríos y parte de Santo Domingo de los Tsáchilas, se determina una intensidad de 5 que representa a daños leves y se observan fisuras paredes de las edificaciones que no comprometen a la estabilidad de la estructura. En las provincias de la Sierra, la intensidad máxima de daño es 4 que indica que el sismo fue sentido ampliamente por la población sin que se registren daños.

Análisis de datos con GPS del deslizamiento durante el terremoto
Para realizar el modelamiento de los desplazamientos en la zona de la falla, es decir a 20 km de profundidad, se utilizaron los datos en superficie captados por las estaciones receptoras de GPS continuo de la red permanente del Instituto Geofísico y del Proyecto ADN-IRD, adicionalmente se utilizaron datos de estaciones temporales instaladas por el IG- e IRD y otros puntos de la red pasiva del Instituto Geográfico Militar.

Con el procesamiento de los datos GPS, se encontró un primer modelo de la distribución espacial del desplazamiento a lo largo de la falla de subducción inducido por el terremoto. Los resultados del modelo muestran que la zona con mayor desplazamiento se encuentra al sur del epicentro del terremoto hasta el norte de Bahía de Caráquez, determinando que el mayor desplazamiento a lo largo del plano de falla es de aproximadamente 7 metros al sur de Pedernales.

MR
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Observaciones del sismo del 16 de abril de 2016 de magnitud mw 7.8. Intensidades y aceleraciones.

INTRODUCCIÓN
El sismo registrado el sábado 16 de abril a las 18h58 (tiempo local), de magnitud 7.8 (Mw magnitud momento), cuyo hipocentro se ubicó frente a Pedernales (Manabí), a 20 km de profundidad, fue resultado del desplazamiento entre dos placas tectónicas: la placa de Nazca (placa oceánica) que se sumerge bajo la Sudamericana (placa continental). A este proceso se le conoce como subducción, y es el mismo fenómeno que originó los sismos del 31 de enero 1906 (Mw 8.8), que es el más grande registrado en Ecuador y el sexto más grande a escala mundial; el del 14 de mayo 1942 (Mw 7.8); 19 de enero de 1958 (Mw 7.8) y del 12 de diciembre de 1979 (Mw 8.1).

En este reporte se resumen las observaciones de daños en las edificaciones y de los datos recuperados de las estaciones de aceleración.

RESUMEN DE EVALUACIÓN DE INTENSIDADES
La intensidad es un indicador de la fuerza del evento, medido en personas, objetos y edificaciones. Para determinar los niveles de intensidad se utilizó la Escala Macrosísmica Europea (EMS98), que es una actualización de la Escala de Mercalli.  Esta escala cuenta con 12 grados.

El resumen que se presenta en esta sección y el mapa de intensidades es una actualización del informe especial N°12, publicado en la página web del IG-EPN el 17 de abril (http://www.igepn.edu.ec/servicios/noticias/1316-informe-sismico-especial-n-12-2016). Como se menciona en dicho informe, los trabajos realizados en el campo permitieron tener una mejor definición de las zonas con mayores daños en las estructuras.

Durante los días posteriores al evento principal, se organizó la campaña de campo para el reconocimiento de daños en las edificaciones con el propósito de definir las áreas más afectadas en términos de la intensidad sísmica. Los grupos de trabajo estuvieron conformados por técnicos del Instituto Geofísico, Docentes de la Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental de la Escuela Politécnica Nacional y estudiantes de Ingeniería Civil. En total, se establecieron 6 equipos que recorrieron las zonas que reportaron daños durante el evento principal. Es así que la información levantada en campo sirvió para determinar una intensidad máxima de 9 EMS en las zonas de Pedernales y San José de Chamanga. Este valor refleja el colapso observado en muchas edificaciones vulnerables y los daños en edificaciones construidas bajo las recomendaciones de las normas técnicas.

En ciudades y poblaciones costeras como Bahía de Caráquez, Jama y Canoa y las zonas centrales de Manta y Portoviejo, los daños en las edificaciones muestran una intensidad de 8 EMS. En estas dos últimas ciudades la distribución de daños es muy heterogénea y concentrada en ciertas áreas de la urbe.

En la figura 1, conocida como mapa de isosistas, se observa que los daños están distribuidos en la provincia de Manabí. En las provincias de Esmeraldas, Santa Elena, Guayas, Los Ríos y parte de Santo Domingo de los Tsáchilas, se observaron fisuras en las paredes de las edificaciones, que no comprometen a la estabilidad de la estructura. En general, en las provincias de la Sierra, la intensidad máxima es 4 EMS que indica que el sismo fue sentido ampliamente por la población.

En un informe posterior se presentará con mayor detalle el proceso de evaluación de intensidades.

DATOS DE ACELERACIÓN
La aceleración es un parámetro muy importante en el diseño de edificaciones porque es directamente proporcional a la fuerza que debe soportar una estructura durante un sismo. Esta información es utilizada en los códigos de construcción para generar las recomendaciones que rigen el diseño.

Hasta el momento se ha recuperado la información de varias estaciones de aceleración ubicadas en todo el país, que se detallan con círculos en el mapa de la figura 2. Estas estaciones son parte de la Red Nacional de Acelerógrafos (RENAC) del Instituto Geofísico (http://www.igepn.edu.ec/red-nacional-de-acelerografos). Además, se dispone de los valores de la máxima amplitud (PGA) de 7 sitios de la red de la empresa Oleoducto de Crudos Pesados (OCP). Se cuenta con información de las estaciones cercanas a la ruptura; sin embargo, se está trabajando en la recuperación de los datos de aquellas estaciones que no cuentan con transmisión en tiempo real.

Los acelerogramas de la figura 3 están pre-procesados y presentados en ventanas de 250 segundos; esto garantiza la visualización de las ondas principales del sismo. En algunos casos en que el tiempo GPS no está sincronizado, la selección de la ventana se realizó manualmente. En cada señal, se removió el promedio y la tendencia lineal. También se aplicó una función de encerado en los bordes de cada registro (5% cosine taper en inglés). En la tabla 1, los valores de la amplitud máxima obtenidos con este procedimiento se presentan para cada componente.  

La Figura 2 muestra la distribución espacial de los valores de la máxima amplitud (PGA) de las tres componentes para los registros disponibles. Las mayores aceleraciones están registradas en Pedernales y en el sur del epicentro (estrella negra). Los valores en Manta, Portoviejo, y Chone son más grandes que las observaciones en Esmeraldas que está más cerca del epicentro y de la falla.

La Figura 2 muestra la aceleración máxima obtenida en los sitios de las estaciones para la componente con la aceleración máxima. En Pedernales (estación APED) se registró un valor de 13.803 m/s2 (1.407 g). En la figura 3 se observa una diferencia importante entre las formas de onda de las estaciones al sur (AMNT, ACHN, APO2) y las estaciones ubicadas en el norte (LGCB, AES2). En el norte, los valores de aceleración pico son más bajos pero con una duración mayor, mientras que en el sur, se observa mayores aceleraciones pico pero con una duración más corta.

En las figuras 4 y 5 se presentan los registros de dos estaciones en la provincia de Manabí. Las señales con los espectros de respuesta de las componentes horizontales están comparadas con los espectros de la Norma Ecuatoriana de Construcción (NEC15). Para las estaciones de Manta y Portoviejo, los espectros de respuesta son ligeramente menores a los de la NEC15, para un tipo de suelo D. Se ha seleccionado este tipo de suelo en base a la aplicación de la metodología de Zhao et al, 2006.

COMPARACIÓN CON ECUACIONES DE PREDICCIÓN DE MOVIMIENTO DEL TERRENO (GMPEs)
Las ecuaciones de predicción de movimiento del terreno (GMPE por sus siglas en inglés) son funciones que nos permiten determinar valores de aceleración en función de parámetros sismológicos como magnitudes y ubicaciones del sismo.

En la Figura 6 se observan las aceleraciones máximas (PGA) de las señales previamente presentadas y los valores de PGA disponibles por cortesía de la empresa Oleoducto de Crudos Pesados (OCP). Las aceleraciones máximas [PGA] están representadas en función de la distancia a la falla, comparadas con la ecuación de predicción de movimiento (GMPE) de Abrahamson et al. (2015). Éste es el modelo más reciente para la interface de subducción que incorpora los datos de 43 terremotos de todo el mundo. Estudios anteriores han demostrado la buena concordancia de esta GMPE con los datos registrados de otros eventos en el país, pero con magnitudes más bajas (ver por ejemplo Beauval et al., 2012, comunicación personal de Stéphane Drouet, coordinador del grupo GMPEs del proyecto SARA América del Sur). La distancia a la falla se calculó tomando en cuenta el modelo de fuente definido por el programa de procesamiento SWIFT (Kumagai, comunicación personal). Este tipo de modelo arroja una distribución de probabilidades para obtener un valor de aceleración cuando se dispone de una magnitud, una distancia y un tipo de suelo.

La Figura 6 presenta la media geométrica de las dos componentes horizontales en función de la distancia mínima a la falla (RRUP). Se observa un buen ajuste entre los datos registrados y la ecuación mencionada. Los datos que tienen los valores más altos pueden explicarse con un efecto del suelo particular.

Observaciones finales
- Este sismo es el evento más grande en términos de aceleración registrado por la Red Nacional de Acelerógrafos (RENAC).  
- La intensidad máxima evaluada es 9 EMS en zonas específicas de la provincia de Manabí (Pedernales y Chamanga) en donde se evidenció daños en la mayoría de las edificaciones. En zonas muy delimitadas de Portoviejo y Manta se alcanzó una intensidad de 8 EMS y en Guayaquil se estimó una intensidad de 6 EMS. Estos valores están relacionados con el tipo de suelo de las ciudades. En general, los daños observados se concentran en la provincia de Manabí.
- La forma de las líneas isosistas indica una atenuación muy marcada en la dirección oeste-este, si se compara con la dirección norte-sur.
- La aceleración máxima del suelo registrada, sobrepasa el valor de la aceleración de la gravedad en la estación APED de Pedernales para la componente este-oeste. En las estaciones de Manta y Portoviejo, estos valores sobrepasan el 30% de la aceleración de la gravedad.

AGRADECIMIENTOS
El trabajo de evaluación de intensidades se realizó con la colaboración de los profesores y estudiantes de la Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental tanto de pregrado como de postgrado. Los autores agradecen a los coordinadores de los grupos: Ing. Juan Gabriel Barros, Dr. Matthieu Perrault, Ing. Diego Sosa, Ing. Diego Arévalo, Ing. Francisco Ortiz y por su intermedio a las personas que formaron parte de cada equipo de trabajo.

JCS, AL, CV, MR
Área de Sismología – Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional