Por desgracia, nos planteamos esta pregunta cada vez que el acontecimiento de un fenómeno natural, propio de la evolución del planeta Tierra,
conlleva la desaparición de numerosas vidas humanas. Por ejemplo, como ha ocurrido el pasado domingo 26/12/2004,
tras el terremoto de gran magnitud (9.0 en la escala de Richter: http://earthquake.usgs.gov/recenteqsww/Quakes/usslav.htm) que ha tenido lugar en el Océano Indico, frente a las costas de Sri Lanka, India, Indonesia, Tailandia, entre los países asiáticos más afectados.
Este movimiento telúrico, llamado maremoto por haber ocurrido en el fondo oceánico, ha dado lugar a lo que se conoce por Tsunami: término japonés internacionalmente aceptado desde 1963 para designar un tren de grandes olas producidas por el desplazamiento súbito de una gran masa rocosa del fondo marino que, llegando a la costa, arrasa con su inmensa energía, destruyendo edificaciones y produciendo, si ocurre cerca de asentamientos humanos, la pérdida de gran número de vidas. Son ya casi 20 000 los muertos y más de 30 000 los desaparecidos que este maremoto, catástrofe que ha llegado a sentirse en las costas de Somalia, ha producido.
Sin embargo, aún y a pesar de su importancia, éste ha sido un terremoto más
en la lista de los que, desde principios del siglo pasado, han superado 8.5 de
magnitud: 8.7 en Alaska (1965), 8.8 en la costa de Ecuador (1906), 9.0 Kamchatka
(1952), 9.1 en Alaska (1957), 9.2 también en Alaska (1964) y, el mayor
registrado en el S.XX hasta la fecha, de 9.5 en Chile (1900). Asimismo, tal y
como ha habido otros en el pasado tan virulentos o más que éste, en el futuro,
es más que probable que también ocurran. Entonces, si hasta ahora no ha sido
posible, ¿se podrá predecir, o al menos prevenir, alguno de estos eventos de una
forma parecida a como se hacen los informes meteorológicos?. Si existiese un
sistema de alerta anticipada a este tipo de fenómenos de la naturaleza, de tal
manera que, de forma casi inmediata, se pusieran en marcha los protocolos de
protección civil, de ayuda social y de evacuación de la población que pueda
verse afectada, probablemente se consiguiese salvar muchas vidas y reducir
considerablemente el número de desaparecidos. ¿Dónde radican las dificultades
que nos impiden ubicar con suficiente antelación el punto y el momento en el que
se producirá el siguiente terremoto?.
La investigación moderna del fenómeno sísmico se inicia a mediados del siglo
pasado por el equipo de Beno Gutemberg y Charles Richter en el prestigioso
California Institute of Technology (1935), centro de investigación en Estados
Unidos. Uno de los primeros logros, bien conocido por la sociedad en general,
habida cuenta de su uso cotidiano, es la llamada escala de Richter que permite
asignar un tamaño al terremoto y, entre otras cosas, poder hacer comparaciones
cuantitativas y no basadas en apreciaciones subjetivas basadas en la intensidad
del desastre producido, que es, por cierto, dependiente del nivel de desarrollo
de un país. Otro, también bien conocido y demostrado, es la ley de Gutemberg-Richter,
que presenta cómo la frecuencia de tamaños de los terremotos se rige mediante
una ley hiperbólica (o de tipo Pareto-Zipf), resulta ser un comportamiento casi
universal, incluso encontrado en los "lunamotos" que las misiones Apolo
registraron en las estaciones sísmicas instaladas en la Luna.
Si para la mecánica de fluidos, de sólidos, la transmisión de calor, los
campos electromagnéticos, entre otros, se dispone de un fundamento teórico,
basado en un conjunto de ecuaciones matemáticas, más o menos complicadas, que
permiten estudiar analítica y numéricamente los fenómenos físicos, para el
proceso sismogénico no hay una teoría completa. Son tantas las escalas y los
procesos implicados que se hace inabordable un estudio teórico completo. Varias
características de la litosfera, tales como la heterogeneidad espacial, la
estructura jerárquica de bloques, los diferentes tipos de comportamientos
reológicos, gravitacionales y termodinámicos, las transiciones fisicoquímicas de
fase, la migración de fluidos y la corrosión por esfuerzos, son probablemente
las causas más relevantes que intervienen de forma acoplada. La estabilidad
cualitativa de éstas, sobre diferentes zonas sísmicamente activas, apunta a que
la litosfera puede ser modelada como un gran sistema dinámico disipativo, muchas
veces como un sistema crítico autoorganizado (recuérdese el comportamiento de
las avalanchas en una pila de arena como su análogo más simple) que no depende
exclusivamente de aspectos aislados, pero que pequeñas variaciones en cada uno
de ellos modifican en gran medida su comportamiento global. Las observaciones
sísmicas muestran que las características del flujo sísmico son diferentes para
diferentes regiones activas. Es razonable sugerir que estas diferencias surgen,
entre otros factores, del contraste entre las diferentes estructuras tectónicas
regionales y de los principales movimientos tectónicos que gobiernan la dinámica
litosférica. Los estudios de laboratorio muestran que esta diferencia se
encuentra controlada principalmente por la tasa de fracturación y la
heterogeneidad del medio así como por los movimientos tectónicos predominantes.
En resumen, el avance en el conocimiento de este fenómeno ha permitido
revelar que dos son los factores principales que causan la complejidad en el
comportamiento de la litosfera. En primer lugar una estructura jerárquica
multifractal de bloques de masa rocosa cuyos tamaños abarcan desde los de las
placas tectónicas hasta los granos de las rocas. En segundo, la inestabilidad
que se produce por un sin numero de mecanismos no lineales que controlan la
distribución del campo de esfuerzos y sus efectos sobre estos bloques. La
dinámica de la litosfera se encuentra controlada por una amplio abanico de
mecanismos interdependientes y que se concentran predominantemente en las redes
de fallas y que interaccionan a través y a lo largo de una amplia jerarquía de
escalas. Es muy complicado detectar y extraer la influencia de uno sólo de éstos
factores, en las características del flujo sísmico, analizando las observaciones
y registros símicos, dado que éste se encuentra afectado por el acoplamiento
simultaneo de varios agentes a la vez. Es también difícil, si no imposible, el
identificar la influencia de un solo factor con el uso exclusivo del registro
sísmico. Estas y otras dificultades pueden ser parcialmente resueltas con el uso
de complejas modelizaciones (mediante autómatas celulares) y simulaciones
numéricas (operadas sobre grandes ordenadores con muchos procesadores en
paralelo), computacionalmente costosas, de las causas que generan la sismicidad
sobre los planos de falla, estudiando los catálogos sísmicos y la distribución
espacial de eventos obtenidos sintéticamente.
Así pues, debido a la complejidad del fenómeno sísmico, la única forma
disponible en la actualidad de evaluar la posibilidad de ocurrencia futura de un
evento es mediante el análisis probabilístico de la peligrosidad sísmica. Se
define la peligrosidad como la probabilidad de ocurrencia de un terremoto, de un
nivel de intensidad o severidad determinado, dentro de un periodo de tiempo dado
y dentro de un área geográfica específica. Tras una primera lectura esta la
definición propuesta por Varnes en 1984 y por Barbat en 1998, puede entenderse
que puede extenderse el cálculo de la peligrosidad a cualquier evento natural de
tamaño ponderable y que se produce repetidamente a lo largo del tiempo en
ciertas zonas. En el cálculo se incorpora la información respecto a dónde y
cuándo se produjeron los terremotos en el pasado y la intensidad y/o magnitud
que tuvieron para determinar las zonas donde posiblemente pueden ocurrir los
sucesos en el futuro.
De forma muy resumida, las etapas que se siguen para confeccionar los mapas
de peligrosidad, que sirvan de protocolo para la imposición de una norma
sismoresistente, y basados en la una comprensión de la distribución
espacio-temporal del flujo sísmico, son las siguientes:
- Definición del encuandre geológico de la zona sujeta a estudio, sobre el
que establecer las principales estructuras tectonicas y el tipo y edades de los
materiales que en ellas se encuentran. Localiazación y caracterización de las
principales fallas y discontinuidades morfotectónicas.
- Caracterización de la distribución del estado de esfuerzos actual y del
patrón de liberación de energía acumulada sobre el territorio en función del
análisis de la fracturación y de los mecanismos del catálogo sísmico.
- Caracterización local de la fracturación potencialmente activa
característica de las zonas establecidas en la zonación morfogeológica, y la
definición del conjunto de fallas tipo (a partir de datos geológicos y sísmicos)
que permitan dar lugar a un conjunto de terremotos tipo.
- Estudio de la correlación espacio-direccionales de diferentes variables
geofísicas, como la anomalía de Bouguer, anomalía gravimétrica de aire libre,
anomalías magnéticas, anomalías geotermicas, etc., y la sismicidad.
- Estudio del catálogo sísmico, de sus versiones paleosismológicas,
históricas e instrumentales más modernas, para la integración y uniformización
de la información en ellos contenida que permita evaluar los parámetros de
sismicidad y sus incertidumbres.
- Caracterización parametrica del comportamiento del flujo sísmico en cada
una de las provincias delimitadas en cuanto a la cinemática, tectónica, y
atendiendo a la distribución espacial aleatoria estructuada (características
multifractales), la persistencia temporal y la anisotropía direccional común con
las fallas. Esto permitirá establecer patrones de recurrencia sísmica en el
tiempo y de liberación energética asociados a estructuras geomorfológicas
potencialmente activas.
- Modelización y simulación numérica de la transferencias de esfuerzos y del
flujo sísmico sobre las estructuras anteriores para comprender como afecta en
una falla la liberación energética de los esfuerzos acumulados en las
estructuras circundantes y cómo se produce en cada zona la evolución del proceso
sismogenético a lo largo del tiempo sobre las estructuras determinadas en la
misma como potencialmente activas.
- Diseño e implementación de un sistema de información geográfica, sobre un
entorno estándar, que de soporte cartográfico a los resultados que se fuesen
obteniendo en el desarrollo de las etapas anteriores y con el que sea posible
planificar la presentanción de las informaciones geológicas, tectónicas,
geográficas y sísmicas referentes a la ocurrencia de una evento, via internet y
en tiempo real para dar acceso e información a todas las partes que
intervendrían en caso de catástrofe.
Por tanto, gracias al conocimiento geológico y sismológico de una zona, es
posible definir el grado de peligrosidad sísmica frente a un fenómeno
destructivo como el terremoto. Como puede comprenderse, la peligrosidad así
presentada es un concepto estacionario: se calcula a posteriori, es decir, una
vez el fenómeno queda registrado y es cuando puede modificarse la peligrosidad
anterior. El siguiente paso es definir la peligrosidad como una variable no solo
espacial sino también temporal, ya que cada vez que ocurra un terremoto de una
intensidad suficiente (que puede tomarse entre 3.5 y 4 según los resultados de
movimiento de suelo esperado en sus valores más bajos), la peligrosidad en la
zona puede verse modificada. Así pues los modernos sistemas de evaluación
probabilista de la peligrosidad deben automatizar el proceso de actualización
temporal de la peligrosidad en una zona. Por supuesto, esta sistematización
inicialmente debe de estar supervisada por un comité de expertos que aporten su
conocimiento y experiencia, lo que supone incrementar el tiempo de producción de
mapa de peligrosidad modificado. Por este motivo, se desarrollan sistemas de
zonificación semiautomática, basados en la distribución de la entropía de
información, que contemplen no solo la localización (coordenadas y profundidad)
del fenómeno sino también su magnitud, mecanismo focal e instante en el que se
produce relativamente frente a otros eventos próximos, variables que definen el
estado de un terremoto.
Por desgracia, muy pocos trabajos científicos abordan la problemática desde
esta perspectiva y menos aún en países en vías de desarrollo, muchos de ellos
ubicados geográficamente en zonas sismogénicas, en los que el presupuesto
destinado a este tipo de estudios científicos es pobre o incluso nulo. El
análisis de la evolución espacial y temporal de la sismicidad debe efectuarse
integrando los puntos de vista energéticos y mecánicos, sobre bases geológicas,
es decir, utilizando información de la estructura geológica local y de las
fallas concretas de cada zona con actividad reconocida durante el periodo
neotectónico. El conjunto de datos geológicos y sismológicos que pueden
obtenerse de los últimos terremotos, y las nuevas metodologías que permiten la
identificación de las deformaciones cosísmicas prehistóricas y actuales es
realmente costoso, pero no puede despreciarse ya que aportan una valiosa
información a la hora de analizar, modelar y simular el comportamiento de fallas
como estructuras activas. Estas modelaciones son de extrema importancia a la
hora de valorar correctamente la peligrosidad sísmica de una zona y, por ello, a
la hora de planificar el desarrollo socio económico de un área potencialmente
sísmica.
Para finalizar, puede concluirse que, en la actualidad, no existe ninguna
metodología suficientemente eficaz para predecir con precisión, en el espacio y
en el tiempo la ocurrencia de terremotos. No obstante, se pueden realizar
estudios que permiten establecer la probabilidad de ocurrencia, en un intervalo
de tiempo definido, de un fenómeno sísmico de una intensidad dada. Es propósito
de un gran número de instituciones el ser capaces de hacer frente a las pérdidas
económico sociales que implican el hecho de que un terremoto ocurra próximo a
una población. Para ello, no sólo hay que contar con una partida presupuestaria
apropiada, sino también informar a la sociedad de lo que debe hacer en su caso,
aplicar correctamente la normativa sismorresistente en las construcciones, y
reducir el desconocimiento de la distribución espacio temporal del flujo
sísmico, mediante estudios científicos realizados por equipos de investigación
multidisciplinares, no solamente dentro de los límites políticos de la región,
sino en las regiones sismotectónicas interiores y limítrofes. Estos estudios
permiten definir mapas temáticos de peligrosidad, vulnerabilidad, y riesgo
sísmico para un área determinada.
En España, estos estudios se han abordado a escala Peninsular definiendo una
serie de parámetros y normas que tienden a disminuir el riesgo sísmico (Norma
Sismorresistente, Directriz básica de Protección Civil ante el riesgo sísmico,
etc.), que tratan de mitigar los posibles efectos sobre la población. De esta
forma, hoy en día, estaremos mejor preparados ante un IMPREVISTO de este tipo.
Aunque a veces, también convenga pronunciar la siguiente...
+
ORACION
contra los terremotos
Con la cual no hay exemplar, que por causa de estos
se haya experimentado desgracia en donde este puesta.
Dios nuestro Señor nos bendiga y nos defienda
+: nos dé su auxilio, y tenga misericordia de
nosotros +: vuelva á nosotros su piadoso rostro,
y nos de paz y serenidad +. Dios nuestro
Señor bendiga esta casa + y á todos los que
en ella estamos y habitamos: y á ella y á nosotros
libre del ímpetu del terremoto, en virtud
del dulcísimo Nombre de Jesús. Amen.
JESÚS NAZARENO REY DE LOS JUDIOS
Christo Señor Nuestro está con nosotros: confiad
En él, esperad en él, y tened seguro el ánimo.
O BIENAVENTURADO SAN EMIGDIO:
Ruega por nosotros, y defiéndenos del ímpetu
del terremoto, en el nombre de Jesús
Nazareno. Amén.
Pr. Carlos Paredes Bartolomé Departamento de Matemática Aplicada y
Métodos Informáticos, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas.
Universidad Politécnica de Madrid.
Coordinador del Grupo de Investigación en
Ciencias de la Tierra ENCADENA www.dmami.upm.es/ncadena |