Liliana del Valle Abascal - Riesgo Sísmico en San Miguel de Tucumán

Pablo Agustín Arévalo

Graduado recientemente en la carrera de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Tucumán, con el Proyecto Final -Tratamiento y Disposición Final de RSU de la Ciudad de Famaillá- Cursé mis estudios secundarios en el Instituto Salesiano Lorenzo Massa y recibí el título de Técnico en Electrónica. Auxiliar docente estudiantil en la Cátedra Geología Básica de la Carrera de Ingeniería Civil desde el año 2014. Ex-integrante de ANEIC Tucumán (Asociación Nacional de Estudiantes de Ingeniería Civil). Estuve como pasante en el Proyecto del Canal Solano Vera San Luis en Yerba Buena, Tucumán. Integrante del grupo de investigación aplicada en el proyecto “Escenarios de daños cercanos para el Gran San Miguel de Tucumán (PDTS, CIN-CONICET-UNT, 2015-2019).

La sismología se ocupa de comprender los mecanismos que originan los sismos y gobiernan la propagación de las ondas sísmicas. Este conocimiento se vuelca en la implementación de medidas de prevención, en particular en la redacción de normas de construcción sismorresistente. Sismo, terremoto y temblor se refieren a un mismo fenómeno, la vibración de la superficie terrestre. En el lenguaje diario, sin embargo, adquieren significados levemente diferentes. Temblor se aplica a movimientos sísmicos relativamente débiles mientras que terremoto se aplica a movimientos sísmicos relativamente fuertes, mientras que sismo, o evento sísmico, comprende toda la gama de movimientos sísmicos, incluso aquellos que no son percibidos por la población.

Este libro sólo se interesa por eventos sísmicos naturales pero las explosiones nucleares, en particular las pruebas subterráneas, también provocan movimientos sísmicos. De hecho, se ha montado una red instrumental global compuesta por 151 sismógrafos para detectar tales explosiones, coordinada por la Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization (CTBTO), con sede en Austria. Una de estas estaciones está instalada cerca de Ushuaia, Tierra del Fuego. La prueba nuclear ejecutada por Corea del Norte en septiembre 2017 generó vibraciones equivalentes a un sismo de magnitud 6,1. En este capítulo se describe en detalle el origen de los fenómenos sísmicos naturales, los tipos de ondas que emiten y cómo se los describe.

Un sismo es un movimiento oscilatorio de la superficie terrestre causado por el paso de una onda sísmica. En su sencillez, esta frase oculta importantes conceptos sobre el modo como se comporta el planeta Tierra. Empecemos por el principio.

Imaginemos un bloque de roca en el interior de la tierra sometido a fuerzas que tienden a deformarlo desplazando una parte del bloque respecto de la otra. Inicialmente la roca resiste el esfuerzo deformándose sin fracturarse, de un modo elástico. Una deformación elástica implica que si los esfuerzos cesan la roca retoma su forma original. Ahora bien, si la acción de las fuerzas persiste la roca se partirá en dos bloques separados por un plano de fractura. La deformación es entonces permanente y la forma original es irrecuperable. Con la fractura se produce un estallido, o impulso, que se traduce en la emisión de ondas sísmicas. Este proceso está representado en la Figura 1.1. En ella, el panel superior muestra un estado inicial, previo a la deformación, con indicación de la traza de la futura fractura; las flechas dan la orientación de los esfuerzos locales. El panel central representa la etapa de deformación elástica, con las capas onduladas, pero no separadas aún por la incipiente fractura. Finalmente, el panel inferior corresponde a la situación posterior a la fractura, con las capas desmembradas. En el esquema se ha supuesto que las capas han recuperado sus formas originales, es decir, que la deformación de las capas fue elástica. Al hablar del interior de la Tierra y del efecto que tiene la temperatura sobre las rocas, se ampliará la noción de deformación introduciendo el estado plástico.

La ruptura alivia los esfuerzos acumulados sobre el plano de fractura y el desplazamiento relativo de los bloques se detiene, con lo cual cesa la emisión de ondas sísmicas. No obstante, si los esfuerzos regionales que se describen en el capítulo Tectónica de placas no desaparecen, la fractura podrá volver a entrar en actividad, y cuando ello ocurra se producirá un estallido similar al primero. El cese de la actividad sísmica puede durar días a siglos. De este modo una misma fractura puede generar numerosos sismos a lo largo del tiempo. Este es un concepto esencial en sismicidad, sobre el cual volveremos al hablar de recurrencia sísmica, o sea, la reiteración de eventos sísmicos en una misma región.

En los párrafos precedentes repetidamente se usó el término fractura. Este es un término demasiado genérico y conviene definirlo mejor.

Dejando para más adelante la causa, presentamos la falla geológica. Hay fracturas que se generan cuando dos bloques de roca se separan entre sí en dirección perpendicular a la fractura; estas fracturas comúnmente reciben el nombre de grietas. El asentamiento del suelo bajo un edificio suele dar lugar a grietas en las paredes. En contraste, una fractura que separa masas de roca que se desplazan lateralmente en sentido paralelo a ella conforma una falla geológica, en adelante simplemente falla. La Figura 1.2 da ejemplos de grieta y de falla. El panel superior muestra una grieta en una casa en Miraflores, Catamarca, causada por un sismo en 2004. El panel inferior muestra capas de roca segmentadas y desplazadas a lo largo de una falla; la capa más gruesa a ambos lados de la falla es la misma.

La superficie de una falla es plana a suavemente curva, e inclina usualmente entre 20º y 90º respecto de la superficie terrestre. El largo de la superficie de falla, medido paralelo a la superficie terrestre, puede alcanzar varias decenas de kilómetros; la traza de la falla de Guasayán, en el oeste de la provincia de Santiago del Estero, mide unos 100 kilómetros de largo. La dimensión de los planos de falla en profundidad suele ser menor; 10 a 30 kilómetros es una medida común. Aunque los planos de falla son extensos, la ruptura que da lugar a un sismo por lo general ocupa una pequeña porción de la superficie de falla, en el orden de decenas a centenas de kilómetros cuadrados. La zona de fractura se denomina foco sísmico, o hipocentro. La proyección del foco sísmico en dirección perpendicular a la superficie terrestre se denomina epicentro. La Figura 1.3 esquematiza una falla e indica la ubicación del foco (óvalo oscuro) y del epicentro (óvalo en verde). Quienes tengan interés en conocer más sobre el plano de ruptura pueden leer el recuadro que sigue. El desplazamiento sobre el plano de falla puede ocurrir en sentido vertical, horizontal o en direcciones intermedias. Según sea el movimiento relativo de los bloques una falla se clasifica como normal, inversa o transcurrente.

La Figura 1.4 esquematiza los tres tipos de falla. Para interpretar los diagramas supongan que el bloque a la izquierda se mantiene fijo. Cuando el bloque a la derecha desciende, se genera una falla normal, cuando asciende se genera una falla inversa y cuando se desplaza horizontalmente se genera una falla transcurrente. Las flechas azules indican la dirección de los esfuerzos asociados con las fallas: extensión en la falla normal, compresión en la inversa y traslación en la transcurrente. La falla en la Figura 1.2, panel inferior, es de tipo inverso, mientras que la falla en la Figura 1.3 es de tipo normal. Los tres tipos de falla pueden generar sismos, pero comúnmente las fallas inversas y las transcurrentes dan sismos más fuertes que las normales.