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El 19 de Septiembre de 1985 se produjo un sismo que casó gran destrucción en el país y especialmente en el Distrito Federal. La UNAM ha trabajado intensamente en el estudio de este lamentable fenómeno. Ha registrado la actividad sísmica a través de sus redes permanentes de sismógrafos. Registró el movimiento del terreno en el Distrito Federal y en la costa del pacífico con una red de acelerógrafos. Además, una brigada de investigadores del Instituto de Ingeniería y del Instituto de Geofísica se trasladó a la zona epicentral (Michoacán y Guerrero) donde se ha estado registrando la actividad sísmica. Finalmente, sus especialistas han analizado e interpretado preliminarmente toda la información disponible. A continuación se resumen las conclusiones preliminares a las que se ha llegado.

Los sismos se producen como resultado del movimiento relativo de las placas que forman la litosfera terrestre. En México, las placas principales son la de coco, la de Norteamérica, la del pacifico y la del caribe. el sismo del 19 de Septiembre de 1985, se produjo como resultado del movimiento relativo de la de cocos con respecto a la de Norteamérica. Su epicentro se ubicó en una zona de quietud, que había acumulado una cantidad de energía considerable. Esta zona continuó liberando energía a través de réplicas de las cuales la más importante fue la que ocurrió el 20 de septiembre y que causo gran alarma, pero escasos daños materiales, todos ellos asociados a construcciones falladas previamente como consecuencia del sismo del 19.

Las aceleraciones del suelo en el Distrito Federal tuvieron características inusitadas en varios sentidos. En el centro SCOP se alcanzaron aceleraciones del 18% de la gravedad, contra 6% en el sismo de 1957, es decir, el triple. en Ciudad Universitaria, de 4% de la gravedad, mientras que en 1957 fue de sólo 2.5%, en ambos casos se presentó un movimiento prácticamente armónico de 2 segundos de período y una duración aproximada de 2 minutos. Esta situación no tiene precedente en la sismología instrumental del país.

Por su importancia, la evaluación del riesgo sísmico, especialmente la que se refiere al corto plazo, es el aspecto que ha recibido mayor atención. Hay indicios de que la mayor parte de la energía elástica almacenada en la brecha de Michoacán ha sido liberada, lo cual hace poco probable la ocurrencia de otro terremoto comparable o mayor que el del pasado 19 de septiembre en el corto plazo. Sin embargo, es de esperarse que continúen ocurriendo replicas, algunas de las cuales pueden ser perceptibles por la población aun en el transcurso de los próximos 2 meses .

A mediano y largo plazo, la probabilidad de que ocurra un sismo de gran magnitud (7.5 grados o más de la escala de richter) en otras zonas sísmicas del país, no ha cambiado en forma importante a causa del sismo del 19 de septiembre último

Origen de los temblores

La tierra está constituida por regiones aproximadamente, concéntricas, cuya región más externa, llamada litosfera, tiene un espesor de aproximadamente 100 kms y la rodea como una cáscara. La litosfera no es contínua sino que está dividida en varias regiones o placas tectónicas que se mueven en direcciones diferentes. Esto es posible porque en los bordes de algunas placas se esta creando nueva litosfera y en otros la placa penetra dentro del interior de la tierra. El movimiento de las placas es de algunos centímetros por año (fig. 1). Si una placa se mueve en dirección contraria a la de otra placa como en la figura l, una de ellas cabalga sobre la otra y se forma lo que se conoce como una zona de subducción. El movimiento de una placa bajo la otra no es contínuo pues la fricción entre ambas evita que este desplazamiento sea un proceso continuo. El esfuerzo se acumula de esta forma hasta que alcanza un límite en que es mayor que la fuerza de fricción entre las placas y se produce un deslizamiento súbito que produce las ondas sísmicas o vibraciones del terreno que constituyen el temblor o terremoto. Este mecanismo se da entre placas que tienen un movimiento relativo perpendicular entre si. El mecanismo es similar cuando las placas se mueven en direcciones paralelas o subparalelas como en la falla de San Andrés (fig. 2). De hecho, el mecanismo descrito se observó por primera vez en esta falla, ya que esta se aprecia en la superficie.

Las causas de los movimientos de placa se desconocen. Se conjetura que se deben a lentas corrientes de convección que afectarían al interior de la tierra y desde luego también a su corteza externa. Cada celda de convección arrastraría un segmento de la superficie: de ahí que diferentes placas tengan movimientos a veces encontrados. Cuando dos placas vecinas se mueven en dirección contraria se produce como ya se ha mencionado la subducción, es decir, una placa se sume debajo de la otra, como ocurren en la costa sur de México. La frontera o el contacto entre estas dos grandes placas es una gigantesca falla o sistema de fallas donde cada movimiento repentino, como se ha visto, es un temblor. De esta manera, el motor de los sismos sería el mismo que origina el cambio geológico: sin él no tendríamos montañas ni valles, mares y atmósfera, o vida sobre la tierra.

Causas de los sismos en México

México es un país altamente sísmico debido a que su costa del pacífico esta en el borde de una zona de subducción. En esta región la placa de Norteamérica cabalga sobre la placa de cocos. La figura 3 muestra los epicentros de algunos sismos grandes en nuestro país y la dirección relativa de las placas. La velocidad relativa de la placa de cocos con respecto a la placa de América del norte es de unos 6.4 cms por año en esta figura se muestra como la placa de cocos se introduce bajo la norteamericana a lo largo de la línea dentada que está marcada por una hondonada en la topografía del fondo oceánico llamada trinchera. Nótese que los epicentros localizados en el continente corresponden a focos en la zona de contacto entre placas, pero proyectados en la superficie; es decir su epicentro puede localizarse en el continente o en el océano como se muestra en el esquema de la figura .1.

Por otro lado, investigaciones sismológicas recientes muestran que la placa desciende a través de segmentos que en el caso de México corresponden a las regiones de Jalisco, Colima, Michoacán, Guerrero y Oaxaca. Estos segmentos de la placa de cocos en el litoral mexicano se mueven con cierta independencia y presentan una sismicidad característica con ciertos tiempos de recurrencia para sismos grandes (magnitud mayor de 7.5) . Como los tiempos de recurrencia son grandes, la determinación de éstos se vuelve imprecisa cuando rebasa el período en que ha habido instrumentos que permitan la determinación de epicentros. En estos casos, es necesario estimarlos por medio de reportes históricos sobre los daños ocasionados. Es necesario aclarar dos puntos:

1) Usualmente cuando ha ocurrido un temblor grande las placas no alcanzan una posición de equilibrio inmediato. A lo largo de la zona de ruptura las diferentes áreas se reacomodan paulatinamente lo cual da origen a posteriores movimientos generalmente menores que el primer temblor. Es por esto que luego de la ocurrencia de un temblor es necesario vigilar el área para registrar estos sismos y estudiar posteriormente su distribución en tiempo y espacio para entender el movimiento general del segmento de la placa.

2) Aunque cada segmento actúa con cierta independencia, ésta no es absoluta y la nueva posición del segmento influye, en la distribución del esfuerzo de los segmentos adyacentes. Las relaciones de causalidad son por ahora objeto de investigación, ya que no se han comprendido totalmente.

De lo antes expuesto y de la experiencia acumulada, se desprende que una vez ocurrido un temblor, se producen movimientos subsecuentes de reacomodamiento (réplicas) que son menores que el principal. Por otro lado, la probabilidad de ocurrencia de un sismo grande en los segmentos adyacentes se modifica ligeramente, pero generalmente aumenta.

Origen del sismo del 19 de septiembre

En la actualidad, se reconoce que hay dos clases de movimientos en las fronteras de subducción: sismos ordinarios y sismos característicos. En la zona de subducción mexicana se generan sismos característicos con magnitud del orden de 7.8 a 8.2 cuya longitud de ruptura alcanza a unos 200 kms. los sismos ordinarios son mas pequeños y más frecuentes, pero raramente producen daños en el Distrito Federal.

Dos sectores de la zona de subducclán habían sido estudiados en años recientes, por su potencial sísmico para un sismo característico: el sector Acapulco y el sector Michoacán. En ambos sectores se habían establecido estaciones simologicas y acelerometros para este fin. La segunda región se encuentra ubicada a lo largo de la costa de México y se extiende desde 101.5° hasta.103.0° longitud oeste, es decir, desde Zihuatanejo, Gro. hasta Maruata Mich. Se le conoce como brecha de Michoacán ( gap de Michoacán; Singh y otros 1981) . Es esta una zona de quietud sísmica, ya que en dicha región no había ocurrido un sismo mayor (característico) desde 1800; es decir durante más de 180 años (este fenómeno tenía un carácter peculiar, pues en otras regiones al sur de México los períodos de recurrencia para sismos característicos son del orden de 32 a 56 años. La brecha de Michoacán podría haber sido interpretada como asismica; otra posibilidad era que presentase períodos de recurrencia mayores que otras regiones al sur de México.

En general, una zona de quietud que se localiza en un área de subducción sísmica activa, indica que está produciendo una acumulación de energía, que eventualmente será liberada en forma de sismos. esto fue lo que dió lugar al sismo del 19 de septiembre de 1985.

Es de interés destacar en el presente informe, El terremoto denominado de Ciudad Guzmán, que ocurrió el 7 de junio de 1911, con epicentro en 19.7°n y 103.7°w, Ms=7.9 (Singh y otros 1984). La localización epicentral de este sismo ha sido determinada con base a las curvas isosistas (Figueroa, 1970) y se localiza fuera del gap de Michoacán. Este sismo fue estudiado por Manuel Miranda y Marrón (1911) . La descripción de los daños y las características generales de como fue sentido en diversas localidades de la república, sugieren una similitud con el sismo del 19 de septiembre de 1985. Esta hipótesis deberá ser estudiada prioritariamente por los especialistas de México por las implicaciones que pudiera tener para redefinir los tiempos de recurrencia al sur del país especialmente en Michoacán y Jalisco.

Características del terremoto

Epicentro y Magnitud.

El epicentro del terremoto fue localizado por el Servicio Sismológico Nacional a 17.6 N y 102.5 W, en el océano pacifico frente a la desembocadura del Río Balsas. Su hora de origen fue a las 07:17:48.5 horas local del día 19 de septiembre de 1985; Su magnitud fue de 7.8 (Ms) o de 8.1 (Mw); este último valor es más significativo puesto que se refiere a la energía contenida en las ondas de período largo del espectro

Este sismo generó un maremoto, que es el primero que se haya registrado y observado científicamente en México. El fenómeno se conoce técnicamente como "TSUNAMI". La altura máxima de la ola en Lázaro Cárdenas fue de dos metros y centímetros; aparentemente no causó daños de consideración, ni víctimas.

El sismo del 19 de septiembre de 1985 responde a las características que se pensaba podría tener un gran sismo en el sector Michoacán. Sin embargo" la intensidad con que fue sentido a una distancia de 400 kms (Distrito Federal) superó cuanto cabía esperar para un sismo de esta magnitud.

Intensidades

Región Epicentral

Lázaro Cárdanas" Mich, Intensidad VIII-IX

Daños medianos a graves en un 80% de las viviendas, 5 muertos (dos de ellos en un accidente en carretera). Aceleración máxima estimada: o.8g. Daños graves en hoteles, edificios públicos, hospital general. No hubo desquiciamientos en labores ni pertubación de orden público o de las comunicaciones. La normalidad se restableció unas horas después del sismo. Se sintió una secuencia de sismos fuertes con duración de un minuto. No hubo pánico. Planta Sicartsa y Fertimex. Intensidad IX

En Sicartsa se incendió la planta cogenizadora y se desniveló la planta de laminación. Daños en los altos hornos (revestimiento de refractarios) . Todos los daños son reparables. Las labores de reparación se iniciaron el mismo día del sismo.

En la planta Fertimex no hay daños aparentes, pero pueden aparecer cambios de niveles debido a asentamientos diferenciales. Elongación de pernos de 1 1/2" en bases de acero en la planta de fosfato diamónico (dap/npk complex), fácilmente reparables. Asentamientos de suelos (15 cms) en todas las vías de acceso y en general, en todas las áreas no piloteadas. Destrucción total de vías férreas y parcial de muelles. cráteres de arena. no hubo interrupción de labores. Playa azul, Mich. Intensidad IX

Derrumbe parcial del antiguo hotel playa azul; varias muertes. el maremoto alcanzó a inundar la planta baja de algunos hoteles situados sobre la playa pero no ocasiono perjuicios de consideración. Otras localidades de Michoacán.

No se visitaron todavía pero se supone que pueden existir daños menores en pequeños poblados de la sierra desde Coalcomán hasta Coahuayana. Sin embargo, no hay derrumbes en la sierra, indicando que las intensidades fueron generalmente menores que VIII. Zihuatanejo, Gro. Intensidad VII

Maremoto en la bahía, con alturas de ola menores a 2 metros. Daños medianos o menores en viviendas. derrumbe parcial en agencia Ford y en una o dos casas. Se reporta un muerto. Ixtapa, Gro. Intensidad VII

Daños interiores (no estructurales) en los principales hoteles. Aparentemente todos los perjuicios son reparables. Acapulco, Gro. Intensidad VI No hay daños estructurales ni víctimas. . Manzanillo, Col. Intensidad VI no hay daños estructurales ni víctimas. B) Interior Ciudad Guzmán, Jal. Intensidad VIII

Ciudad asentada en una zona de malas condiciones de suelos. Cerca de 50 muertos. Grave destrucción en viviendas y edificios públicos. Otras Ciudades y Poblaciones del Interior

No hay en este momento indicaciones precisas, pero aparentemente la zona de intensidad vii abarca parte de los estados de Jalisco, Guerrero, Michoacán, Colima y México. Sin embargo, parece que no hubo víctimas ni daños graves que lamentar. C) Distrito Federal

Las intensidades en el Distrito Federal variaron entre vi en la periferia del Valle de México a viii o ix en las zonas circunscritas del centro de la ciudad.

El sismo se inició en forma leve (intensidad II a III) y gradualmente se incrementó a un movimiento oscilatorio casi monocromático, con períodos del orden de 2 segundos, que duró más de 2 minutos.

En algunas zonas se observaron deformaciones del pavimento que sugieren la presencia de ondas estacionarias con amplitudes de hasta 30 cms.

Las zonas más afectadas se sitúan en el centro del valle de México. Los bordes de la cuenca han sido los menos afectados ( plano 1) .

Movimiento del suelo en el Distrito Federal

El análisis del movimiento del terreno en el D.F. se basó en el registro de una red de acelerógrafos del Instituto de Ingeniería, UNAM (ver anexos) . Tuvo características inusitadas en varios sentidos. En el centro SCOP, que se ubica en terreno blando se alcanzaron aceleraciones del 18% de la gravedad, contra 6% en el sismo de 1957, es decir, el triple. El movimiento se parece mucho a un movimiento armónico. Esto se manifiesta en que los espectros de las aceleraciones tienen un pico muy pronunciado correspondiente a un período de dos segundos (ver anexos).

El período predominante en ciudad universitaria fue de 2 segundos, que es muy grande para suelo asentado en roca. la aceleración fue de 4% de la gravedad, mientras que, en el temblor de 1957 fue de sólo 2.5%.

En la central de abastos el período fue de 3 segundos y la aceleración de 10% de la gravedad. ahí no es posible la comparación por ser un acelerógrafo de instalación más reciente.

 

Algunas causas de su destructividad

El sismo del 19 de septiembre de 1985 responde a las características que se pensaba podría tener un sismo característico en al brecha de Michoacán; pero sus efectos a. una distancia de 400 kms (Distrito Federal) superaron cuanto cabia imaginar para un sismo de esta magnitud. Específicamente, ningún experto pensó que un sismo característico en la costa del pacifico podría causar daños tan extendidos y graves.

Por lo anterior era necesario explicar la razón para este sorprendente comportamiento. Aparentemente son dos las causas: la forma en que se radió la energía desde la fuente sísmica y, la peculiar estructura y composición del Valle de México.

I) El patrón de radiación

Aparentemente, la ruptura se propagó en dirección sudeste, lo que daría lugar a un patrón de radiación que produjo efectos direccionales con rumbo a la ciudad de México, por enfocamiento. Esto provocaría que llegaran al valle de México ondas elásticas con una cantidad de energía mayor que lo que hubiera sido normal para un sismo de las magnitudes del 19 de septiembre. Esto contribuyó a que las aceleraciones fueron mucho mayores (un factor de tres), que las observadas en sismos anteriores.

Similitud con un movimiento armónico

Como se mencionó al llevar a cabo el análisis del movimiento registrado del terreno en la parte blanda de la Ciudad de México, se encontró que el mismo se asemeja mucho a un movimiento armónico. Esto propició que las estructuras entraran en resonancia, lo que explica en parte su mayor destructividad.

Resonancia del terreno blando

La amplificación del movimiento debido a la presencia del terreno blando fue excepcionalmente alta en la zona dañada, como consecuencia de que en terreno firme (registros de CU) el movimiento fue regular, con periodo de 2 segundos. Esto es, casi igual al del terreno blando en el centro de la ciudad.

El sismo del 20 de septiembre

El sismo ocurrido el día 20, tuvo las siguientes características (fig. 6):

   hora de ocurrencia:       19 horas, 38 minutos 
   magnitud:                 7.3 escala richter
   coordenadas epicentrales: 17.4 latitud norte
                             102.0 longitud oeste

Este sismo causó alarma en la región epicentral y el colapso de estructuras dañadas por el evento principal del ida anterior. Ocasionó también un tsunami en la zona de Ixtapa con una altura de 1.5 m cuando menos.

Se sintió en la Ciudad de México con una intensidad VI de la escala richter. Causó daños materiales sobre construcciones falladas previamente por efecto del primer sismo.

evaluación de riesgo sísmico

corto plazo

En la región epicentral de los recientes sismos se puede estimar la probabilidad de ocurrencia de réplicas grandes, considerando que ellas decrecen en número según una relación logarítmica; esto se observa en el presente caso, como se ha mencionado en la sección 4. Además, es muy probable que los dos terremotos recientes hayan liberado la mayor parte de la energía elástica almacenada en al brecha de Michoacán, lo cual minimiza la probabilidad de la ocurrencia de otro terremoto comparable o mayor que el del pasado 19 de septiembre, en el corto plazo .

A mediano y largo plazo

El riesgo a mediano plazo en la región decrecerá, según la teoria de brechas (gaps) sísmicas (Kasahara, 1981). Al mismo tiempo, según esta teoría aumentará ligeramente el riesgo en las regiones colindantes. El riesgo a largo plazo en esta zona, puede ser calculado a partir de estimaciones del tiempo de recurrencia promedio regional. (aproxim. 35-56 años) .

Sin embargo, existen otras regiones de alto riesgo sísmico en donde podrían ocurrir terremotos que causen daños en la ciudad de México. Esto es, el riesgo debido a terremotos que se presenten a lo largo de la trinchera del pacifico, a profundidad intermedia principalmente en los estados de Puebla y Oaxaca, o someros en el eje volcánico. En particular, de acuerdo a las investigaciones sismológicas, la brecha de guerrero (figs. 4 y 5) presenta en este momento la mayor probabilidad de liberar su energía en un terremoto de gran magnitud (ms=7.5). Sin embargo, debemos enfatizar que no estamos en condiciones de predecir el momento de ocurrencia de un fuer te terremoto en dicha región.