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IMPACTOS GEOMORFOLÓGICOS EN LAS COSTAS DEL
PACÍFICO COLOMBIANO DEBIDOS A SISMOS Y MAREMOTOS
COMO INSUMOS PARA LA PLANEACIÓN COSTERA
JUAN FELIPE PANIAGUA ARROYAVE
UNIVERSIDAD EAFIT
ESCUELA DE INGENIERÍAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
2009
IMPACTOS GEOMORFOLÓGICOS EN LAS COSTAS DEL
PACÍFICO COLOMBIANO DEBIDOS A SISMOS Y MAREMOTOS
COMO INSUMOS PARA LA PLANEACIÓN COSTERA
JUAN FELIPE PANIAGUA ARROYAVE
Proyecto de Grado presentado como requisito para optar al grado de
Ingeniero Civil
Asesor: IVÁN D. CORREA
Ingeniero Geólogo, Universidad Nacional, Colombia
PhD en Geología Marina, Université Bourdeaux I, Francia
MEDELLÍN
UNIVERSIDAD EAFIT
ESCUELA DE INGENIERÍAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
2009
Nota de aceptación
_______________________________
Prof. Iván D. Correa, PhD
Presidente del Jurado
_______________________________
Jurado
_______________________________
Jurado
Medellín, 7 de octubre de 2009
A mi padre Juan, mi promotor incansable.
A mi hermana Juliana y mi hermano Miguel, que comparten su
crecimiento conmigo.
A mi madre Ligia, mi eterna inspiración
AGRADECIMIENTOS
Al Profesor Iván Correa del Departamento de Geología de la Universidad EAFIT,
quien suscitó en mí el interés por los asuntos costeros el país y me guió en el
desarrollo del proyecto.
A la Profesora Ana Beatriz Acevedo y los Profesores Julián Vidal y Juan Hernando
Cadavid del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad EAFIT, prestos a
servir para el buen término del mismo.
TABLA DE CONTENIDO
1 INTRODUCCIÓN .................................................. ¡Error! Marcador no definido.
2 OBJETIVOS .......................................................... ¡Error! Marcador no definido.
2.1 Objetivo General ................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
2.2 Objetivos Específicos ........................................................... ¡Error! Marcador no definido.
3 MARCO TEÓRICO ............................................... ¡Error! Marcador no definido.
3.1 Procesos Tectónicos ............................................................ ¡Error! Marcador no definido.
3.2 Tectónica de Placas .............................................................. ¡Error! Marcador no definido.
3.3 Terremotos ............................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
3.3.1 Origen de los Terremotos ................................................ ¡Error! Marcador no definido.
3.3.2 Ondas sísmicas ................................................................. ¡Error! Marcador no definido.
3.3.3 Magnitud e Intensidad de los Terremotos ...................... ¡Error! Marcador no definido.
3.4 Tsunamis ................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
3.4.1 Origen de los tsunamis .................................................... ¡Error! Marcador no definido.
3.4.2 Características de los tsunamis ...................................... ¡Error! Marcador no definido.
3.4.3 Efectos destructivos de los maremotos ......................... ¡Error! Marcador no definido.
3.4.4 Efectos hidrodinámicos de los tsunamis: evidencias sedimentarias de su
ocurrencia ...................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
4 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN SOBRE TSUNAMIS EN EL PACÍFICO
PANAMEÑO Y ECUATORIANO. ................................ ¡Error! Marcador no definido.
4.1 Generalidades........................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
4.2 Eventos ocurridos durante el siglo XX ............................... ¡Error! Marcador no definido.
5 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN SOBRE TSUNAMIS EN EL PACÍFICO
COLOMBIANO. ........................................................... ¡Error! Marcador no definido.
5.1 Consecuencias de los Tsunamis ........................................ ¡Error! Marcador no definido.
5.1.1 Caso ilustrativo: San Andrés de Tumaco, diciembre 12 de 1979¡Error! Marcador no
definido.
5.1.2 Tsunamis como agentes de cambio en la línea de costa: mirada al litoral de San
Andrés de Tumaco ........................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
5.2 Paleoeventos ocurridos en el Litoral Pacífico Colombiano¡Error! Marcador no
definido.
5.3 Acciones ante los tsunamis ................................................. ¡Error! Marcador no definido.
5.3.1 Estado del arte de la investigación en tsunamis. .......... ¡Error! Marcador no definido.
5.3.2 Planeación y Diseño ante tsunamis ................................ ¡Error! Marcador no definido.
5.3.3 Avances en el Litoral Pacífico de Colombia ................... ¡Error! Marcador no definido.
6 CONCLUSIONES ................................................. ¡Error! Marcador no definido.
7 RECOMENDACIONES ......................................... ¡Error! Marcador no definido.
8 REFERENCIAS ..................................................... ¡Error! Marcador no definido.
LISTA DE FIGURAS
Figura 3-1: Entrada de datos, salida de datos y uso de la tectónica (modificado de Keller y
Pinter, 2002). ...................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Figura 3-2: Límites entre placas tectónicas (modificado de http://rincongeologico.iespana.es/)
............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 3-3: Ubicación del foco de un terremoto (modificado de Skinner et al., 1999). ..... ¡Error!
Marcador no definido.
Figura 3-4: Ondas propagadas en un terremoto (modificado de Keller y Pinter, 2002). ... ¡Error!
Marcador no definido.
Figura 3-5: Ondas de cuerpo (P y S) (modificado de Keller y Pinter, 2002).¡Error! Marcador no
definido.
Figura 3-6: Ondas de superficie (Love y Rayleigh) (modificado de Keller y Pinter, 2002). ¡Error!
Marcador no definido.
Figura 3-7: Esquema del fenómeno tsunami debido a terremotos submarinos. ............... ¡Error!
Marcador no definido.
Figura 3-8: Generación de registros sedimentarios de tsunamis en zonas costeras: 1) Suelo
inalterado; 2) Subsidencia e inundación debido a tsunami; 3) Depositación de sedimentos
sobre el suelo hundido (Lagos y Cisternas, 2004). ....................... ¡Error! Marcador no definido.
Figura 3-9: Diferencias en la profundidad del flujo, distancias de inundación y transporte de
sedimentos para (A) Tsunamis, y (B) Tormentas costeras (modificado de Morton et al., 2007)
............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 3-10: Modelo tridimensional de la Bahía Mejillones, Chile, realizado a partir de la
batimetría y geomorfología (en Le Roux y Vargas, 2005). Este tipo de modelos son insumo
para la modelación numérica de arribo de tsunamis. ................... ¡Error! Marcador no definido.
Figura 4-1: Tsunamis ocurridos en las costas ecuatorianas (tomada de INOCAR, 2009). ¡Error!
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Figura 4-2: Principales maremotos registrados en el Pacífico panameño (mapa tomado de
http://www.geology.com/) ................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 4-3: Principales maremotos registrados en el Pacífico ecuatoriano.¡Error! Marcador no
definido.
Figura 5-1: Registro del tsunami de 1979 obtenido en Esmeraldas, Ecuador, mostrando la
fase de marea de bajamar (tomado de Pararas-Carayannis, 1980, asimismo en Quiceno y
Ortiz, 2001) ......................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-4: Epicentro y fuente del tsunami del terremoto del 12 de diciembre de 1979
(Soloviev et al., 1992). ....................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-5: Dirección y longitud de ruptura de los tsunamis de 1942, 1958 y 1979 (Quiceno y
Ortiz, 2001) ......................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-2: Ubicación del Terremoto del 12 de diciembre de 1979 (tomado de USGS, 2008)
............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-3: Principales maremotos registrados en el Pacífico colombiano (mapa tomado de
http://www.geology.com/) ................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-6: Efectos destructivos del tsunami de 1979 en la población de Tumaco, Colombia
............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-7: Efectos destructivos del terremoto de 1979 en la población de Tumaco, Colombia
............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-8: Efectos destructivos del terremoto de 1979 en la población de Tumaco, Colombia
............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-9: Efectos destructivos del tsunami de 1979 en la población de Tumaco, Colombia
............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-10: Efectos destructivos del tsunami de 1979 en la población de Tumaco, Colombia
(tomado de http://www.cccp.org.co/ ) ................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-11: Efectos destructivos del terremoto de 1979 en la población de Tumaco,
Colombia (tomado de http://www.cccp.org.co/) ................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-12: Efectos destructivos del terremoto de 1979 en la población de Tumaco,
Colombia ............................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-13: Mapa esquemático de las islas del municipio de Tumaco antes del evento de
1979 y en la actualidad. .................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-14: Comparación de la población de Pasacaballos, al norte del cordón litoral del río
Patía, mostrando los efectos de la erosión (Montagut, 1998). ..... ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-15: Ruinas del antiguo San Juan de la Costa (Montagut, 1998).¡Error! Marcador no
definido.
Figura 5-16: Ubicación de las perforaciones del estudio realizado por el OSSO (2008). .. ¡Error!
Marcador no definido.
Figura 5-17: Ejemplo de muestra para análisis sedimentológico tsunamigénico (OSSO, 2008)
............................................................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-18: Diferentes disciplinas y tópicos en relación con la reducción del riesgo por
tsunami, con sus respectivas materias en las cuales se ha realizado algún tipo de
publicación (modificado de Keating, 2006) .................................... ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-19: Mapa de inundación (altura y extensión horizontal de inundación) de un tsunami
similar al ocurrido el 12 de diciembre de 1979 (tomado de Quiceno y Ortiz, 2001) .......... ¡Error!
Marcador no definido.
Figura 5-20: Mapa de inundación por tsunami en el municipio de Tumaco si el tsunami de
1979 hubiese ocurrido en marea alta. Las áreas sin color son aquéllas que no alcanzan a ser
cubiertas por agua ............................................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Figura 5-21: Imagen tomada de la cartilla de prevención ante tsunamis “Ola Tsunami” del
Ministerio de Defensa Nacional, Dirección Nacional Marítima de Colombia y el Centro de
Control de Contaminación del Pacífico (MinDefensa et al., 2001) ¡Error! Marcador no definido.
LISTA DE TABLAS
Tabla 4-1: Recopilación de Tsunamis ocurridos en la Costa Pacífica de Panamá y Ecuador en
el siglo XX. ....................................................................................................................................... 19
Tabla 5-1: Recopilación de Tsunamis ocurridos en la Costa Pacífica de Colombia durante el
siglo XX. ........................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.3
RESUMEN
La dinámica interna de nuestro planeta se manifiesta de diversas maneras. Una de ellas
corresponde al movimiento de las placas de la corteza terrestre sobre la astenósfera, que es
estudiado por la tectónica de placas. En una escala de tiempo cercana, puede llamarse también
neotectónica de placas, y es la encargada del estudio de la evolución de las formas de la litósfera
en una ventana histórica de tiempo.
El estudio de la neotectónica de placas resulta relevante por la manera en la cual sus fenómenos
asociados, a saber terremotos, afectan a las poblaciones. Muchos de estos eventos causan daños
y muertes, y es necesario que las poblaciones se preparen para enfrentarlos minimizando las
pérdidas.
Los tsunamis son eventos de gran energía que pueden derivarse de terremotos, y su manifestación
causa estragos importantes en las costas afectadas, arrasando con lo que esté a su paso. En el
registro de Colombia se cuentan cinco tsunamis durante el siglo XX en la zona del Litoral Pacífico,
así como varios sucesos propuestos por investigaciones sobre el tema, en años anteriores al
registro histórico.
Para alcanzar una comprensión adecuada del fenómeno tsunami, considerar magnitudes,
inundaciones, recurrencia, entre otros aspectos, es preciso ampliar la ventana de conocimiento de
ocurrencia de los fenómenos. Esto implica la búsqueda en el registro sedimentológico de
parámetros que permitan evidenciar tsunamis antiguos. Son utilizados para esto bioindicadores de
paleotsunamis (foraminíferos y diatomeas), suelos enterrados y anomalías en las secuencias de
sedimentos.
El conocimiento obtenido del registro de tsunamis se utiliza para la comprensión de la amenaza de
una zona litoral particular. A partir de esta amenaza puede evaluarse la planificación y el desarrollo
de las poblaciones costeras, así como establecer políticas para enfrentar las consecuencias de
fenómenos tan importantes.
ABSTRACT
The internal dynamic of our planet manifests itself in several ways. One of them is linked to plates’
movement over the astenosphere, which is studied by plate tectonics. In a short-term time scale this
is also called plate neotectonics, which deals with the lithosphere shape evolution in a historic
knowledge window.
Neotectonic study is relevant because of how the associated phenomena (earthquakes) affect
towns and the people that live there. Many of these events cause damage and death; hence it is
most important that the population prepares itself through careful planning so that losses are
minimized.
Tsunamis are earthquake-derived high energy events. Their manifestation cause important impacts
in affected littoral environments, razing everything on their way. In the twentieth century five
tsunamis have been recorded in the Colombian Pacific Coast, as well as other several paleo-events
proposed by a number of investigations.
In order to reach an adequate tsunami comprehension (as magnitudes, flooding levels, phenomena
recurrence, etc) it is of most importance to broaden the knowledge frame of the event occurrences.
This involves the searching for palaeo-tsunami evidence parameters within sediment records, such
as bio-indicators (foraminifera and diatoms), buried soils and sedimentary anomalies.
Tsunami records are used to reach an adequate comprehension of the hazards that may affect a
particular littoral zone. Adequate planning, development and catastrophic management Govern
policies may be created through the establishment of seismic risks in a particular area.
Impactos geomorfológicos en las costas del pacífico colombiano debidos a sismos y maremotos…
Proyecto de Grado – Prof. Iván D. Correa, PhD
JUAN FELIPE PANIAGUA ARROYAVE
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1 INTRODUCCIÓN
La Costa Pacífica de Colombia, con 1,600 km de longitud, es la más extensa de las dos costas del
País. Su situación socioeconómica actual se caracteriza por el desarrollo precario de sus
poblaciones, la falta de oportunidades, la corrupción y el azote de la violencia, todos aspectos que
frenan las iniciativas reformadoras. A pesar de contar con recursos minerales importantes, dos
puertos esenciales para la economía nacional y una potencialidad envidiable, es mucho lo que
queda por hacer para lograr el desarrollo sustentable en la región.
Geológicamente, la Costa Pacífica se ubica en la zona de convergencia de las placas tectónicas de
de Nazca y Suramérica, caracterizada por una actividad sísmica elevada y generadora de tsunamis
(maremotos) que han impactado severamente las poblaciones costeras. Un ejemplo de lo anterior
se relaciona con el sismo de diciembre 12 de 1979, cuyo epicentro fue registrado en el Océano
Pacífico, al frente del país vecino del Ecuador. Por diversas circunstancias que se consignarán
más adelante, la población de Tumaco sólo fue inundada en proporciones menores, pero otras
poblaciones, como San Juan de la Costa, (50 km al Norte de la Bahía de Tumaco) no contaron con
tal suerte y fueron arrasadas completamente por este maremoto. Numerosos ejemplos de
terremotos generadores de tsunamis (terremotos tsunamigénicos) se encuentran también en las
costas de Panamá y Ecuador, hecho que señala el carácter regional de estos fenómenos,
característicos de las zonas de subducción.
En el contexto anterior, es prioritario profundizar en el conocimiento de los aspectos básicos y
aplicados de los maremotos, paso indispensable para evaluar las amenazas y riesgos geológicos y
configurar las respuestas más adecuadas para mitigar o anular en los posible sus impactos. Entre
las preguntas a considerar se encuentran, entonces:
a) ¿Cuáles han sido las características de estos eventos? (profundidades del hipocentro,
ubicación de los epicentros, magnitudes de los sismos generadores, altura de olas), entre
otras)
b) ¿Cuáles han sido sus consecuencias e impactos sobre las poblaciones afectadas?
c) ¿Qué acciones es necesario tomar para enfrentar estos fenómenos de manera eficiente?
Impactos geomorfológicos en las costas del pacífico colombiano debidos a sismos y maremotos…
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2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo General
2.1.1 Como introducción general a la problemática, de los tsunamis, documentar
sus principales características y efectos en las áreas de la Costa Pacífica
de Ecuador, Colombia y Panamá.
2.2 Objetivos Específicos
2.2.1 Presentar una introducción general de los conceptos relacionados con los
tsunamis.
2.2.2 Recopilar información sobre los sismos y maremotos en el Litoral Pacífico
Colombiano, incluyendo fechas, ubicación, magnitud, efectos e impactos
geomorfológicos asociados.
2.2.3 Proponer, a partir de la recopilación realizada, sitios de estudio de
paleotsunamis en el Litoral Pacífico colombiano.
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3 MARCO TEÓRICO
3.1 Procesos Tectónicos
Desde el punto de vista geológico, el término Tectónica se refiere a los procesos, estructuras y
formas del terreno asociados con la deformación de la corteza terrestre. En este contexto, la
Tectónica estudia el origen y evolución de las estructuras terrestres a través del tiempo (Keller y
Pinter, 2002).
Cuando se estudian escalas de tiempo de la mayor significación para la sociedad (periodos
históricos) se usa también el término Neotectónica, cuyo interés se centra en periodos de tiempo
que van desde algunas décadas hasta varios cientos de años, tiempos para los cuales están
planeados los edificios y obras de infraestructura más importantes (Pinter, 1996; Keller y Pinter,
2002).n Sin embargo, la comprensión de los fenómenos relacionados con la generación y
ocurrencia de los tsunamis precisa de “ventanas” de observación muy amplias, de, por lo menos,
varios miles de años.
Es prioritario para las disciplinas de la Ingeniería Civil comprender los fenómenos capaces de
producir catástrofes. En este contexto, el estudio de los efectos de los procesos tectónicos se
centra en la comprensión de los grandes terremotos, fenómenos catastróficos por excelencia, con
impactos que es necesario comprender para encontrar las mejores maneras de minimizar las
pérdidas de vidas y los daños a propiedades, entre muchos otros de sus efectos adversos (Keller y
Pinter, 2002).
La investigación en tectónica provee información de gran relevancia para la planeación, sobre
aspectos como los usos específicos del suelo, la mejora de los códigos de diseño y construcción
de edificaciones, y la elaboración de los mapas de amenaza para reducir los impactos de
terremotos e impactos asociados, incluyendo a los maremotos en muchas ocasiones. Esto se logra
luego de mediciones y observaciones sobre fotografías aéreas, mapas topográficos, siempre
acompañadas con un trabajo riguroso de campo que permita comprobar las hipótesis de trabajo y
plantear interrogantes cada vez más profundos (Keller y Pinter, 2002).
En la figura 3-1 se ilustra la información que se computa en el estudio de la tectónica, los datos
obtenidos de su estudio y el uso para la sociedad:
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Figura 3-1: Entrada de datos, salida de datos y uso de la tectónica (modificado de Keller y Pinter, 2002).
3.2 Tectónica de Placas
La corteza terrestre se encuentra afectada por procesos que ocurren en el interior de la Tierra, los
cuales producen estructuras variadas. La litósfera (la capa exterior de la Tierra, corteza y manto
superior), es mucho más rígida y fuerte que las capas más profundas. Su espesor varía de
decenas de kilómetros para las cuencas oceánicas, hasta unos 100 km en las ubicaciones
continentales (Skinner y Porter, 1995; Skinner et al., 1999; Keller y Pinter, 2002).
La litósfera se encuentra dividida en varios pedazos (llamados placas litosféricas o placas
tectónicas) que pueden comprender continentes y cuencas oceánicas en conjunto, o cuencas
oceánicas solas. Estas placas tienen entre sí movimientos relativos, que se dan sobre la
astenósfera, caracterizada como una capa de flujo plástico, de alta temperatura, más o menos
continua (Keller y Pinter, 2002)
El deslizamiento y movimientos relativos entre las placas tectónicas ocurren a lo largo de fracturas
o zonas de fracturas, llamadas fallas geológicas. Las causas de la mayoría de los terremotos son
los movimientos imprevistos a lo largo de las fallas (Skinner y Porter, 1995; Skinner et al., 1999;
Keller y Pinter, 2002).
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Los límites de placas corresponden a zonas importantes de falla, y son clasificados, según su
forma y funcionamiento, en tres tipos básicos: denominados divergentes, convergentes y
transformantes. Las fallas divergentes (figura 3-2 A) ocurren en los lugares donde las placas se
separan entre sí, en cuyo caso se forma nueva corteza a partir de la roca fundida que sale por la
falla. Las fallas convergentes (figuras 3-2 B y 3-2 C) aparecen cuando una placa se hunde con
respecto a otra en las zonas conocidas como zonas de subducción. Por otro lado, las fallas
transformantes ocurren cuando una placa se desliza con respecto a otra. El desplazamiento de
espacios en zoans de falla divergentes genera fallas transformantes (figura 3-2 D) (Pinter, 1996;
Keller y Pinter, 2002).
3.3 Terremotos
3.3.1 Origen de los Terremotos
Según la Teoría del Rebote Elástico, si las superficies de las fallas son rugosas y las placas
rocosas adyacentes no se deslizan fácilmente o no logran deslizarse, ambas placas de roca se
doblan. Al hacerlo, almacenan energía elástica, que es posteriormente liberada en forma de ondas
mecánicas en el momento en que “rebotan” e intentan recuperar rápidamente su forma inicial
cuando finalmente se deslizan (Skinner y Porter, 1995; Skinner et al., 1999; Keller y Pinter, 2002).
El estudio de los terremotos es necesario para comprender sus efectos y minimizar los daños
asociados. Asimismo, permite precisar la composición de las capas que forman la estructura
interna de la Tierra a partir de su comportamiento ante los sismos (Skinner et al., 1999). Es
necesario, precisar el alcance de sus consecuencias, incluyendo, entre otros aspectos, las
elevaciones o hundimientos del terreno y el transporte de sedimentos debido a fenómenos
secundarios (tsunamis, p.ej.), entre otros. Para las zonas costeras, este tipo de efectos conllevan
ascensos y/o descensos relativos del nivel del mar, con consecuencias de primer orden sobre la
dinámica costera y la evolución de las aéreas ocupadas, incluyendo la generación de maremotos
(Correa et al., 2002).
Durante un terremoto, la energía es liberada inicialmente en el llamado foco del terremoto. En
tanto que la mayoría de los terremotos se dan a partir del deslizamiento de las placas, el foco
puede ser una región de ésta de varios kilómetros de largo (Skinner et al., 1999).
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Es por ello que, para identificar la posición del origen del sismo se ubica, en primer lugar, el sitio
sobre la superficie ubicado verticalmente arriba del foco, llamado epicentro. Así, para describir el
origen de un terremoto se da la ubicación en coordenadas del epicentro y la profundidad del foco
(o hipocentro) (figura 3-3) (Skinner y Porter, 1995; Skinnert, Porter et al., 1999; Keller y Pinter,
2002)
Figura 3-2: Límites entre placas tectónicas (modificado de http://rincongeologico.iespana.es/)
Placa 1 Placa 2
Corteza Oceánica
Valle Rift
Cresta Oceánica
Falla Divergente
Litósfera
Astenósfera
Falla Convergente (Subducción)
Falla Convergente (Colisión)
Falla Transformante
Astenósfera
Astenósfera
Astenósfera
LItósfera
LItósfera
Corteza oceánica
Placa 1 Placa 2
Zanja Oceánica
Corteza continental
Placa 1 Placa 2
Corteza continental
Placa 1 Placa 2
Falla Transformada
Corteza continental
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Figura 3-3: Ubicación del foco de un terremoto (modificado de Skinner et al., 1999).
3.3.2 Ondas sísmicas
Las ondas sísmicas liberadas producen disturbios elásticos en el medio y, a menos que el límite
elástico sea sobrepasado, no producen deformaciones permanentes en la roca, por lo cual no
dejan registros a su paso. Es por lo anterior que las ondas sísmicas han de ser registradas
mientras todavía se encuentran en movimiento, es decir, durante el terremoto. Para ello se han
instalado alrededor del mundo diversos artefactos llamados sismógrafos cuya función detectar los
movimientos del terreno asociados (causados) por el paso de las ondas sísmicas (Skinner et al.,
1999, Keller y Pinter, 2002).
Existen varios tipos de ondas sísmicas, que pueden agruparse en dos familias principales:
a) Ondas de cuerpo, que viajan en todas direcciones a través del interior de la Tierra
b) Ondas de superficie, que se asemejan a las olas del océano que viajan sólo en la
superficie del mismo (Skinner et al., 1999; Keller y Pinter, 2002).
Las ondas de cuerpo producen cambios en la roca de dos maneras: a) esfuerzos alternados de
tracción – compresión que actúan en la dirección de la onda; b) deformaciones por flexo-torsión.
Epicentro
Foco
Falla
Onda Love
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Figura 3-4: Ondas propagadas en un terremoto (modificado de Keller y Pinter, 2002).
Figura 3-5: Ondas de cuerpo (P y S) (modificado de Keller y Pinter, 2002).
Figura 3-6: Ondas de superficie (Love y Rayleigh) (modificado de Keller y Pinter, 2002).
Las ondas de cuerpo de tracción – compresión, dada su velocidad de expansión a través de la
roca (8 a 12 km/s aproximadamente), son las primeras en ser registradas por los sismógrafos Es
por esto que son llamadas ondas P (primarias) (Skinner y Porter, 1995; Skinner et al., 1999; Keller
Epicentro
Onda Rayleigh
Onda Compresiva (P)
Frentes de onda
Falla
Onda de Corte (S)
Foco: centro de liberación de energía
Material sin afectación
Dirección de propagación Onda Primaria (P)
Onda Secundaria (S)
Onda Love
Onda Rayleigh
A
B
C
D
E
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y Pinter, 2002). Estas ondas generan vibración de las partículas en la dirección del movimiento
(figura 3-6 B)
Las ondas de cuerpo que causan cambios de flexo – torsión en la roca son llamadas ondas de
corte. Cada partícula del material que sufre deformaciones por este tipo de ondas es desplazada
de manera perpendicular a la dirección de la propagación de la onda, tanto en el plano horizontal
como en el vertical. Estas ondas tienen la característica de ser rechazadas por el núcleo de la tierra
y su. velocidad es menor a la de las ondas P (4 a 8 km/s aproximadamente), por lo cual son
registradas como ondas secundarias (ondas S) (Skinner y Porter, 1995; Skinner et al., 1999;
Keller y Pinter, 2002) (figura 3-6 C).
Las ondas que más daño causan a las estructuras son las ondas de superficie, más lentas que
las de cuerpo. Las ondas de superficie se dividen en ondas Love (figura 3-6 D), de movimiento
complejo horizontal del suelo (oscilaciones en el plano horizontal); y ondas Rayleigh, que originan
movimientos de rotación elíptica en el sentido contrario al movimiento (Keller y Pinter, 2002) (figura
3-6 E).
3.3.3 Magnitud e Intensidad de los Terremotos
Para expresar la magnitud de un sismo se usa comúnmente la denomina escala de Richter (M),
que se obtiene a partir de las amplitudes de las ondas registradas en los sismógrafos. Sin
embargo, hoy en día se utiliza una escala más natural en su concepción física y cuantitativa, y
llamada escala de magnitud de momento (Mw). Esta nueva escala se basa en el llamado
momento sísmico (MO), de unidades N-m, definido como (Keller y Pinter, 2002):
,
donde S es la pendiente promedio de la falla donde se produjo el terremoto, A el área (en m2) del
plano de falla, y µ el modulo de corte de la roca (aproximadamente 3’000,000 tf-m2 para la corteza
terrestre).
En la práctica, la magnitud de momento sísmico se calcula a partir de los registros de los
sismógrafos, de los cuales se obtiene el ángulo y el área de la falla. Así, la magnitud de momento
se determina mediante la expresión (Keller y Pinter, 2002):
Unidades SI [N-m]
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3.4 Tsunamis
3.4.1 Origen de los tsunamis
Los tsunamis son una cadena de ondas progresivas gravitacionales, generadas en una cuenca
oceánica a partir de levantamientos/hundimientos verticales de la columna de agua. El término
“tsunami”, de origen japonés, significa “gran ola del puerto” (Soloviev, 1980; DIMAR, 2003; Chunga
y Langarano, 2005).
Las causas de los tsunamis son, entre otras: (Soloviev, 1980; DIMAR, 2003; Chunga y Langarano,
2005):
• Terremotos submarinos, generalmente con una intensidad mayor a 6.5 en la escala de
Richter. (aproximadamente el 96% de ocurrencia), causantes de levantamientos o
hundimientos súbitos del suelo de la corteza oceánica.
• Erupciones volcánicas submarinas (3% de ocurrencia).
• Movimientos de masa (deslizamientos) en el talud continental (0.8% de ocurrencia).
• Cualquier otro fenómeno que puede producir olas debido a disturbios en la superficie del
océano, como el choque de un meteorito, explosiones nucleares en el fondo del mar,
o flujos de lava hacia el océano.
3.4.2 Características de los tsunamis
Las ondas de los tsunamis poseen gran cantidad de energía y pueden desplazarse a velocidades
cercanas a los 800 km/h (figura 3-7). Debido a que sus longitudes de onda pueden superar los 100
km, los tsunamis pasan desapercibidos en alta mar, donde sus alturas alcanzan valores entre
pocos centímetros y el metro (Soloviev, 1980).
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Figura 3-7: Esquema del fenómeno tsunami debido a terremotos submarinos.
(Modificado de http://www.tsunamis.com/)
Sin embargo, cuando las olas de maremoto se acercan a la franja litoral, los procesos físicos de
asomeramiento (principalmente los relacionados con la refracción de las ondas y el aumento de
Situación normal
Evento sísmico
Evento sísmico
Propagación
Inundación costera Superposición ondas
primarias
Ola de reflujo
Ola de inundación
Reducción de velocidad
Hundimiento
Elevación
��������� = � ���� ∗ � [�]
Epicentro del terremoto
Epicentro del terremoto
Falla
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sus alturas en aguas someras) determinan la formación de zonas de rompientes de cientos de
metros de amplitud y olas con alturas de rompiente extremas, estimadas en 20 m en algunos
casos, (Soloviev, 1980; DIMAR, 2003).
El riesgo debido a los maremotos en un sitio particular depende de las condiciones topográficas
de la costa y de la plataforma continental. Bajos gradientes topográficos de la Plataforma
continental contribuyen a la atenuación de la energía “mar adentro” y a la ruptura de las olas a
distancias mayores de las zonas de playa, por ejemplo. Altos gradientes topográficos, i.e., aguas
profundas en las cercanías del litoral, promueven la ruptura de las ondas tsunami más cerca de las
zonas de playa, maximizando sus impactos sobre la infraestructura y morfología costera. El daño
debido a los tsunamis es generalmente en las zonas de bahías y playas, donde puede destruir
botes, puertos y edificios, sin olvidar que también han causado tremendos daños en los
ecosistemas en la plataforma somera: arrecifes de coral, islas barreras, pantanos de manglar, entre
otros (Soloviev, 1980).
3.4.3 Efectos destructivos de los maremotos
Los efectos destructivos de los tsunamis se relacionan principalmente con los siguientes factores
(Soloviev, 1980):
• Efectos hidrostáticos, que incluyen el levantamiento y el arrastre de algunas estructuras
ligeras.
• Efectos hidrodinámicos, que causan la destrucción y el desplazamiento de edificios, así
como el arrastre de tierra vegetal y sedimentos, con la consecuente erosión de las playas.
• Efectos del impacto de objetos contenidos en la aguas, tanto los que flotan como
aquellos arrastrados por el fondo.
Todos estos efectos ocurren en la llamada zona de inundación, cuya amplitud, desde la línea de
playa hasta el interior, es altamente variable, con máximos reportados del orden de los cientos de
metros. Los efectos hidrostáticos e hidrodinámicos dependen de diversas características de los
tsunamis, entre otras (Soloviev, 1980):
• La energía del tsunami.
• El número y periodo de las ondas.
• La distancia desde la fuente del tsunami.
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• La forma de la línea costera.
• La pendiente del fondo.
• La pendiente de la Plataforma continental.
De particular importancia, El aumento del nivel del agua asociado a la incidencias de olas
tsunamis depende, a su vez, de la presencia de material no consolidado en el fondo del
litoral. En función de la cantidad de material no consolidado transportado por el tsunami, la
amplitud de su zona de inundación puede disminuir. En términos generales a mayor transporte,
menor la amplitud de la zona de inundación (Soloviev, 1980). Por otro lado, la importancia de los
daños y víctimas de un tsunami sobre una zona costera específica está generalmente asociada
a factores como (DIMAR, 2003) la distancia del epicentro del sismo generador (que controla el
tiempo de arribo del tsunami, y por ende el tiempo para evacuaciones, por ej.), la Magnitud del
terremoto generador (controla las características del tsunami) y, muy importante, el nivel de las
mareas en el momento de su incidencia sobre la costa, que controla la posición de las rompiente
del tsunami.
3.4.4 Efectos hidrodinámicos de los tsunamis: evidencias sedimentarias de
su ocurrencia
Para planificar el desarrollo de las poblaciones costeras en zonas de alta sismicidad (v. gr. las de la
Costa Pacífica colombiana) es fundamental el conocimiento de las características y efectos de los
tsunamis históricos (llamados también paleotsunamis) con consecuencias importantes (Correa et
al., 2002; Scheffers y Kelletat, 2003; Morton et al., 2007; Nichol et al., 2007). En este tipo de
estudios se busca, además, ampliar la “ventana histórica” de ocurrencia de los tsunamis (tsunamis
ocurridos fuera del registro histórico), con el fin de crear bases de datos para determinar las
recurrencias del fenómeno y, en última instancia, calcular las magnitudes e intensidades de los
sismos generadores. Estos son pasos previos para evaluar los efectos e impactos de las ondas en
el subsuelo (Bourrouilh-Le Jan et al., 2007; OSSO, 2008).
La estimación de las áreas que pueden verse afectadas por tsunamis se basa en la consideración
de tres aspectos fundamentales (Lagos y Cisternas, 2004):
• La localización de cotas de inundación debidas a tsunamis históricos.
• El planteamiento de modelos teórico – prácticos del comportamiento de los tsunamis en
aguas someras.
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• Las simulaciones numéricas de la propagación de tsunamis en el campo cercano (cerca a
la costa), con el fin de modelar su propagación y características (longitud de onda, altura,
velocidad, altura de rompientes) y sus impactos posibles sobre el borde costero.
Una aproximación metodológica para identificar paleotsunamis se basa en el estudio de los
registros sedimentarios que estos fenómenos producen en sus respectivas zonas de inundación.
Dada la alta destrucción asociada a los eventos tsunami, es necesario refinar las técnicas para la
identificación de los depósitos sedimentarios que se generan, diferenciándolos de otros producidos
por fenómenos también energéticos con algunas características similares, como el caso de las
tormentas tropicales o huracanes. (Morton et al., 2007).
Estas comparaciones se realizan analizando datos de campo, con criterios sedimentológicos,
estratigráficos y geomorfológicos (Figura 3-8), considerados en tres escalas espaciales: trinchera
(metros), transecto (cientos de metros) y subregional (kilómetros) (Morton et al., 2007).
Los datos son adquiridos por el análisis de muestras de núcleos de sedimentos, cuya
interpretación permite evaluar si ha existido subsidencia cosísmica y/o inundación asociada a los
maremotos. Las diferentes características observadas en las sucesiones sedimentarias permiten la
reconstrucción de ambientes antiguos (paleo-ambientes), basándose en aspectos como: a) la
identificación de suelos enterrados (existencia de materia orgánica, raíces, restos de troncos,
turbas, entre otros) (OSSO, 2008), b) la presencia de cambios en la dirección vertical del
tamaño del grano, c) la geoquímica de los sedimentos y d) los grupos grupos de diatomeas
y foraminíferos y sus variaciones verticales (Shennan y Hamilton, 2006; Nichol et al., 2007)
De este modo, existen tres campos de estudio principales para la interpretación de paleosismos y
paleotsunamis (Nichol et al., 2007):
• El suelo enterrado a profundidades similares bajo la superficie actual, como evidencia de
subsidencia cosísmica.
• La reconstrucción de paleo-salinidades, basada en el estudio de las poblaciones de
diatomeas y foraminíferos presentes y pasadas, cuyas variaciones demuestran cambios
abruptos en las condiciones del ecosistema, particularmente en el contacto entre el suelo
enterrado y las capas suprayacentes. En el caso puntual de la laguna Okarito, Nueva
Zelanda, el incremento en la salinidad de la laguna se evidencia en los registros
geoquímicos como el aumento de la incursión de las mareas, pues se encontraron algunos
Impactos geomorfológicos en las cos
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tipos de elemento
enterrado.
Figura 3-8: Generación de
Subsidencia e inundación de
El aporte realizado por Mor
diferenciación de aquéllos
sedimentología del estrato
bioestratigrafía.
Las características a evalua
y el periodo de las olas
velocidades del agua y la
por tsunamis se evalúa
sediemento, su transport
las estructuras sedimen
depósito (Morton et al., 200
los modelos teórico – práctic
ostas del pacífico colombiano debidos a sismos y maremotos…
. Correa, PhD
VE
Área de Ciencias del Mar
entos (azufre, sodio, calcio, bario) en los sedimen
n de registros sedimentarios de tsunamis en zonas costeras: 1) S
ión debido a tsunami; 3) Depositación de sedimentos sobre el sue
Cisternas, 2004).
r Morton et al. (2007) para la identificación de los depósi
uéllos de tormenta, se basa en criterios físicos de
strato (análisis del grano del sedimento), en lo cu
valuar del flujo de tsunami o tormenta son (Figura 3-9),
las, el número de olas, la profundidad del flujo
la estructura de los estratos. Asimismo, para los de
lúa y compara la composición y el grosor de las
porte a partir de la costa, la distribución del tamaño
entarias, la continuidad lateral, y las tendencia
l., 2007). Estas variables son los insumos requeridos par
prácticos y las simulaciones numéricas (Lagos y Cisterna
Página 15
dimentos sobre el suelo
s: 1) Suelo inalterado; 2)
el suelo hundido (Lagos y
epósitos de tsunami, y su
os de evaluación de la
lo cual no interviene la
9), entre otras: la altura
ujo y su duración, las
s depósitos generados
s acumulaciones de
año de las partículas,
ncias verticales en el
s para la construcción de
ternas, 2004).
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Figura 3-9: Diferencias en la profundidad del flujo, distancias de inundación y transporte de sedimentos para (A)
Tsunamis, y (B) Tormentas costeras (modificado de Morton et al., 2007)
Para los estudios más detallados que determinen las características diferenciadoras entre los
depósitos de tsunami de otros tantos es necesario combinar evidencias provenientes de la
bioestratigrafía (diatomeas y foraminíferos) y de la sedimentología (Dawson, 2007). A manera de
conclusión, Scheffers y Kelletat (2003) proponen que la investigación en el campo de los tsunamis
se concentre, entre otros, en los siguientes aspectos:
• Métodos de campo estandarizados para la identificación de depósitos sedimentarios
de tsunamis, en particular aquéllos depósitos de detritos. Para cada sitio de los estudios
de paleotsunamis, se requiere conocer la altura alcanzada por el mar para establecer de
manera precisa los valores de ascenso del nivel del mar.
Detritos flotantes O línea de rompimiento + 3-30m Máximo nivel de agua del tsunami
Zona de depositación del tsunami
Nivel medio del mar
Distancia de sedimentación y depositación
100 – 1,000 metros
100 – 10,000 metros
100 metros Distancia de depositación de sedimentos
Distancia de inundación
Nivel medio del mar
Detritos flotantes O línea de rompimiento + 3-30m Máximo nivel de marea de tormenta (estado final)
Zona de rompimiento de las olas de tormenta (estado inicial)
Zona de disipación de olas y depositación de tormenta + 1-2m
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• Mapas topográficos detallados que ilustren la depositación y la erosión debidas a
tsunamis. Asimismo, es importante interpretar los cambios geomorfológicos ocasionados
por los impactos de grandes tsunamis de baja frecuencia, dado que no resulta suficiente el
monitoreo de la inundación y de la elevación del nivel del mar.
Figura 3-10: Modelo tridimensional de la Bahía Mejillones, Chile, realizado a partir de la batimetría y geomorfología (en Le Roux y Vargas, 2005). Este tipo de modelos son insumo para la modelación numérica de arribo de tsunamis.
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4 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN SOBRE TSUNAMIS EN
EL PACÍFICO PANAMEÑO Y ECUATORIANO.
4.1 Generalidades
En nuestro caso, los estudios detallados sobre horizontes sedimentarios para hallar registros de
tsunamis y elaborar mapas de amenaza por inundación requieren considerar, en primer lugar los
sitios afectados por el fenómeno en la Costa Pacífica colombiana y otros países en cuestión. Aquí
se tendrán en cuenta tsunamis ocurridos en el territorio colombiano y aéreas vecinas inmediatas en
el Pacífico, particularmente Panamá y Ecuador. Dada la alta sismicidad de la zona del Pacífico
debe ser posible encontrar numerosas evidencias de terremotos tsunamigénicos en la zona. Por
otro lado, es notoria la precariedad del registro disponible de eventos, debido a que no se han
realizado las suficientes investigaciones. A lo sumo, existen algunos de estos que están presentes
en el imaginario, los recuerdos y la información oficial de los países. Para realizar una planeación
exitosa ante el fenómeno tsunami, se necesita ampliar los registros históricos (aportados por la
tradición oral, por ej.) e identificar ocurrencias de paleotsunamis anteriores, con base en el estudio
de los depósitos litorales.
4.2 Eventos ocurridos durante el siglo XX
Los tsunamis acontecidos en los países de Panamá, Colombia y Ecuador se encuentran
estrechamente ligados, al punto de que un terremoto ubicado en aguas de uno de los países
puede generar tsunamis en las costas del vecino. Tal es el caso del tsunami ocurrido en el
municipio de Tumaco, Colombia, en el año de 1979 (rótulos E5 y C3) que arrasó el pueblo de San
Juan de la Costa en el Departamento de Nariño.
La tabla adjunta se basa en la recopilación de tsunamis basada en la información disponible.
País Rótulo Año Localización del Tsunami Localización Sismo
Magnitud Altura de
olas[m] Latitud N Longitud W
PANAMÁ
P1 1621 Panamá La Vieja 8.97 79.55 - -
P2 1904 - 7.00 82.00 7.0 -
P3 1906 Ecuador, Panamá, Costa Rica 1.00 81.30 8.1 2.0 - 5.0
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P4 1913 Sur de Azuero, Panamá 7.10 80.60 6.7 -
P5 1934 Puerto Armuelles 8.10 82.60 7.5 0.60
P6 1950 Puerto Armuelles - - - 1.0
P7 1962 Puerto Armuelles 8.10 82.90 6.7 0.30
P8 1964 Puerto Armuelles, Isla de Naos - - - 1.0
P9 1976 Jaque, Darién 7.40 78.12 7.0 -
ECUADOR
E1 1906 Tumaco (Col.), Ríos Mataje y
Santiago, Bahía de Caráquez (Ec.) 1.00 81.00 8.6 0.8 – 1.0
E2 1933 La Libertad -2.00 81.00 6.9 2.5
E3 1953 La Libertad -3.40 80.60 7.3 0.2
E4 1958 Esmeraldas (Ec.), Tumaco (Col.) 1.37 79.34 7.8 2.0 – 6.0
E5 1979 Esmeraldas (Ec.), Tumaco (Col.) 1.60 79.40 7.9 -
Tabla 4-1: Recopilación de Tsunamis ocurridos en la Costa Pacífica de Panamá y Ecuador en el siglo XX.
Figura 4-1: Tsunamis ocurridos en las costas ecuatorianas (tomada de INOCAR, 2009).
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Figura 4-2: Principales maremotos registrados en el Pacífico panameño (mapa tomado de http://www.geology.com/)
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Figura 4-3: Principales maremotos registrados en el Pacífico ecuatoriano.
(Mapa tomado de http://www.geology.com/)
P3
E1
E2
E3
E4
E5
C2
C3
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5 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN SOBRE TSUNAMIS EN
EL PACÍFICO COLOMBIANO.
En la tabla siguiente se resumen los principales acontecimientos sísmicos que produjeron tsunamis
en el Litoral Pacífico Colombiano en el siglo XX.
País Rótulo Año Localización del Tsunami Localización Sismo
Magnitud Altura de olas[m] Latitud N Longitud W
COLOMBIA
C1 1906 Tumaco (Col.), Ríos Mataje y
Santiago, Bahía de Caráquez (Ec.) 1.00 81.00 8.6 0.8 – 1.0
C2 1933 Colombia – Ecuador 2.00 81.00 6.9 1.5
C3 1942 Colombia – Ecuador 0.00 81.30 7.9 0.5
C4 1958 Esmeraldas (Ec.), Tumaco (Col.) 1.37 79.34 7.8 2.0 – 6.0
C5 1979 Esmeraldas (Ec.), Tumaco (Col.) 1.60 79.40 7.9 0.50
Tabla 5-1: Recopilación de Tsunamis ocurridos en la Costa Pacífica de Colombia durante el siglo XX.
5.1 Consecuencias de los Tsunamis
5.1.1 Caso ilustrativo: San Andrés de Tumaco, diciembre 12 de 1979
A pesar de que el evento tsunamigénico de mayor intensidad fue el ocurrido en el año de 1906,
según los registros disponibles el maremoto, más representativo es aquél ocurrido el día 12 de
diciembre del año 1979 en la Bahía de Tumaco (de acuerdo con la cantidad y calidad de
información disponible). Acorde con lo expuesto por algunos autores (Pararas-Carayannis, 1980;
Soloviev et al., 1992, Correa et al., 2002; DIMAR, 2003; CCCP, 2004; OSSO, 2008) las
consecuencias del terremoto – tsunami pueden resumirse como sigue:
� Con una magnitud estimada de 7.9, el terremoto y el tsunami generado causaron gran
pérdida. El terremoto fue percibido en diferentes lugares en Colombia (Bogotá, Cali,
Popayán, Buenaventura) y en Ecuador (Esmeraldas, Quito), teniendo consecuencias en
parte de costa sur colombiana (desde Tumaco hasta Guapi).
� Gran porción de la línea de costa fue arrasada por el tsunami de 1979. La acción
devastadora fue notoria al desaparecer las islas barreras de San Juan de la Costa y el
Guano (municipio de Tumaco). El tsunami barrió con 6 corregimientos pesqueros, y
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aproximadamente 15 poblaciones resultaron afectadas. Las personas que salieron de sus
casas debido al terremoto, fueron arrastradas por las olas del tsunami.
� La población que más sufrió fue San Juan de la Costa, en cuyo caso el tsunami barrió con
todo a su paso y mucha gente murió (aproximadamente 220 personas, en su mayoría
niños). Según el recuento de testigos, las olas alcanzaron los 4 metros de altura. La
máxima ola alcanzó 5 metros, y coincidió con el periodo de marea baja.
� La longitud del área litoral afectada por el tsunami fue de aproximadamente 35 km. Si
hubiese ocurrido el tsunami durante la fase de pleamar, los daños habrían sido muchísimo
peores. Se estima que la inundación en el municipio de Tumaco hubiese podido ser cuatro
veces mayor.
� De acuerdo con el Centro Internacional de Información de Tsunami, y basándose a su vez
en información extraoficial, el número de muertes fue del orden de 500, y 4,000 fueron
reportados heridos. A su vez, por lo menos 10,000 personas quedaron sin hogar.
� Asimismo el terremoto – tsunami de 1979 no sólo afectó la costa directamente debido al
arribo de las olas, sino que sus repercusiones en la geomorfología costera, a saber, el
hundimiento o subsidencia, pueden evidenciarse en rasgos sedimentológicos y
estratigráficos, como ya se ha realizado para el sismo de 1906 (Correa et al., 2002; OSSO,
2008) y en la recopilación de testimonios de habitantes y árboles sumergidos (CCCP,
2004).
Figura 5-1: Registro del tsunami de 1979 obtenido en Esmeraldas, Ecuador, mostrando la fase de marea de bajamar (tomado de Pararas-Carayannis, 1980, asimismo en Quiceno y Ortiz, 2001)
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Figura 5-2: Epicentro y fuente del tsunami del terremoto del 12 de diciembre de 1979 (Soloviev et al., 1992).
Figura 5-3: Dirección y longitud de ruptura de los tsunamis de 1942, 1958 y 1979 (Quiceno y Ortiz, 2001)
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Figura 5-4: Ubicación del Terremoto del 12 de diciembre de 1979 (tomado de USGS, 2008)
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Figura 5-5: Principales maremotos registrados en el Pacífico colombiano (mapa tomado de
http://www.geology.com/)
C1 C4
C5
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A continuación se anexan algunas fotografías tomadas el día después del acontecimiento de
diciembre 12 de 1979:
Figura 5-6: Efectos destructivos del tsunami de 1979 en la población de Tumaco, Colombia
(Tomado de http://www.drgeorgepc.com/Tsunami1979Colombia.html)
Figura 5-7: Efectos destructivos del terremoto de 1979 en la población de Tumaco, Colombia
(Tomado de http://www.drgeorgepc.com/Tsunami1979Colombia.html)
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Figura 5-8: Efectos destructivos del terremoto de 1979 en la población de Tumaco, Colombia
(Tomado de http://www.drgeorgepc.com/Tsunami1979Colombia.html)
Figura 5-9: Efectos destructivos del tsunami de 1979 en la población de Tumaco, Colombia
(Tomado de http://www.drgeorgepc.com/Tsunami1979Colombia.html)
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Figura 5-10: Efectos destructivos del tsunami de 1979 en la población de Tumaco, Colombia (tomado de
http://www.cccp.org.co/ )
Figura 5-11: Efectos destructivos del terremoto de 1979 en la población de Tumaco, Colombia (tomado de
http://www.cccp.org.co/)
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Figura 5-12: Efectos destructivos del terremoto de 1979 en la población de Tumaco, Colombia
(Tomado de http://www.cccp.org.co/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=26)
Figura 5-13: Mapa esquemático de las islas del municipio de Tumaco antes del evento de 1979 y en la actualidad. (Tomado de http://ecohuellas.wordpress.com/2007/08/16/tumaco-alerta-por-tsunami/)
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5.1.2 Tsunamis como agentes de cambio en la línea de costa: mirada al
litoral de San Andrés de Tumaco
Los cambios que se prevén para el litoral ante un fenómeno sísmico, se pueden presentar en tres
etapas (OSSO, 2008):
• Etapa 1: condiciones pre-sismo, sujetas a las dinámicas costeras habituales de balance
de sedimentos.
• Etapa 2: durante el sismo, en cuyo caso pueden presentarse diversos fenómenos como
subsidencia cosísmica, tsunamis, agrietamientos, volcanes de arena, entre otros, que se
suman a las condiciones pre-sismo de erosión – acreción.
• Etapa 3: post-sismo, donde el efecto de ascensos del nivel del mar debido a marejadas y
anomalías positivas acelera el fenómeno de erosión en el litoral.
Luego de la ocurrencia del terremoto – tsunami de 1979, la zona costera afectada tuvo serios
cambios en su línea de costa. Trabajos comparativos históricos muestran el cambio de erosión –
acreción que se aceleran con la ocurrencia del tsunami dados el ascenso relativo del nivel del
mar debido a subsidencias y el ascenso real del nivel del mar debido a la gran altura del
oleaje producto del tsunami, además de los procesos que ocurren de manera constante, como el
aporte de sedimentos de los ríos y la dinámica del oleaje (Montagut, 1998; Correa et al., 2002)
La isla del Guano, que se erosionó totalmente entre los años 1979 y 1983, servía como barrera
natural para el casco urbano de Tumaco ante eventos de gran energía de oleaje, como tsunamis y
anomalías positivas (fenómeno de El Niño). Esto resultó determinante para contrarrestar el arribo
del tsunami de diciembre de 1979, pues evitó consecuencias más graves en Tumaco (Montagut,
1998).
De igual forma, entre 1992 y 1996 la línea de costa de la población de Pasacaballos retrocedió
cerca de 300 m, presentando una erosión de 530 m en 12 años (Montagut, 1998).
Estos cambios evidenciados no se deben de manera directa al embate del tsunami. La gran
cantidad de energía de estos fenómenos hace que la erosión esté presente. Sin embargo, teniendo
en cuenta las diversas fases del sismo, la erosión se constituye como una consecuencia
conjunta de las condiciones durante y post-sismo.
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Figura 5-14: Comparación de la población de Pasacaballos, al norte del cordón litoral del río Patía, mostrando los
efectos de la erosión (Montagut, 1998).
Figura 5-15: Ruinas del antiguo San Juan de la Costa (Montagut, 1998).
5.2 Paleoeventos ocurridos en el Litoral Pacífico Colombiano
Estudios recientes muestran evidencias de eventos de subsidencia cosísmica asociada a
eventos ocurridos en la historia en las islas barreras del delta del río San Juan (Correa et al.,
2002; OSSO, 2008). El análisis de secuencias de sedimentos tomadas en el sector suroccidental
del delta del río San Juan (Isla del Choncho) y el borde sur de la Bahía de Buenaventura, haciendo
uso de las técnicas para la identificación de depósitos de tsunami (Morton et al., 2007), permitió
una aproximación a los cambios morfológicos y sedimentológicos asociados a tales eventos.
La identificación de estos efectos permite calcular magnitudes e intensidades de los fenómenos,
así como impactos y caracterizaciones de las secuencias de sedimentos del subsuelo (OSSO,
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2008). Estos registros pueden, a su vez, ilustrar la ocurrencia de varios eventos que configuran la
geomorfología del lugar, y afectan la dinámica de la costa (Correa et al., 2002; OSSO, 2008).
Tal es la evidencia de los impactos geomorfológicos y eventos de subsidencia cosísmica debidos a
sismos y maremotos ocurridos en la región del Pacífico, que, sumados a eventos de ascensos del
nivel del mar (“marejadas” y fenómeno del Niño) incrementaron la erosión de la playa ocasionando
la ruptura de islas barrera y la correspondiente afectación de los ecosistemas (Correa et al., 2002;
OSSO, 2008)
Correa et al. (2002) realizaron estudios sedimentológicos en los cuales se encontraron suelos
enterrados (turbas) debido a eventos de hundimiento rápido del terreno. De acuerdo a la
interpretación realizada para las muestras extraídas, tanto las turbas como las arenas oxidadas, la
explicación más plausible de la subsidencia es el origen cosísmico.
Figura 5-16: Ubicación de las perforaciones del estudio realizado por el OSSO (2008).
Por otra parte, y en la misma vía, (OSSO, 2008) propone la ocurrencia de eventos de tsunami
alrededor de los años de 710, 1050 y 1450, de acuerdo a las dataciones realizadas a muestras de
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suelo enterradas, debido a subsidencias cosísmicas en la región comprendida entre el sector
suroccidental del delta del Río San Juan y el borde sur de la Bahía de Buenaventura.
Sin embargo, la interpretación de estos resultados está sujeta a equívocos en las dataciones, en
tanto que es posible la inclusión en las muestras de materia orgánica en descomposición que no
corresponda al evento (desechos de madera o macro – micro fósiles). Es necesario refinar la
interpretación de acuerdo a las condiciones presentes en el sitio (Nichol et al., 2007).
Figura 5-17: Ejemplo de muestra para análisis sedimentológico tsunamigénico (OSSO, 2008)
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5.3 Acciones ante los tsunamis
5.3.1 Estado del arte de la investigación en tsunamis.
Según Keating (2006) la investigación de los tsunamis involucra numerosas disciplinas: geología,
sismología, ingeniería, meteorología, comunicaciones, entre otras. Es necesario evaluar el estado
de la planeación ante eventos desde diferentes puntos de vista, teniendo en cuenta esta
concepción multidisciplinaria.
En Colombia se han dado importantes avances en las temáticas de sismología, geología y manejo
de los riesgos en las comunidades, lo que se evidencia en los programas adelantados por el
gobierno en el municipio de San Andrés de Tumaco. Sin embargo, es preciso incrementar el
trabajo de investigación en los campos de estudios de paleotsunamis, modelación e
instrumentación.
Los estudios correspondientes confluyen en la búsqueda de la reducción del riesgo de la
comunidad expuesta al evento tsunami. Esto resulta extensivo para otros fenómenos, como los
terremotos y las tormentas tropicales.
Los esfuerzos futuros se han de encaminar hacia las siguientes áreas principales (Keating, 2006):
1. Evaluación del riesgo
Para esto es necesario engrosar los registros de depósitos de paleotsunamis que
permitirían relizar una evaluación válida de las áreas de interés.
2. Depósitos de tormenta contra depósitos de tsunami.
Es necesario diferenciar, en los registros, los depósitos de tsunami de aquéllos de
tormenta, dadas sus características similares, de acuerdo con Morton et al., 2007.
3. Instrumentación.
La ubicación estratégica de equipos que permita el monitoreo constante de las variables
involucradas en el fenómeno facilita las alertas y los planes de evacuación. En el caso del
Litoral Pacífico colombiano, se han realizado esfuerzos gubernamentales y, en la
actualidad se cuenta con mareógrafos conectados a la red internacional que opera en el
Océano Pacífico.
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4. Deslizamientos.
5. Investigaciones integradas.
El conocimiento obtenido desde diversos puntos de vista científicos ha de complementarse para
refinar los modelos de laboratorio.
Figura 5-18: Diferentes disciplinas y tópicos en relación con la reducción del riesgo por tsunami, con sus respectivas materias en las cuales se ha realizado algún tipo de publicación (modificado de Keating, 2006)
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5.3.2 Planeación y Diseño ante tsunamis
Antes de preparase para los planes de evacuación, la comunidades deben reducir el riesgo ante
tsunamis desarrollando prácticas que le permitan reorganizar los usos del suelo y, de este modo,
hacer pequeños esfuerzos en camino de mejorar las condiciones de vulnerabilidad.
El propósito de los planes de evaluación del riesgo ante tsunami debe iniciar con la caracterización
de la amenaza y vulnerabilidad, conjugando estos datos en el riesgo que será mitigado a través de
planes que han de incluir planeación en el uso y la localización, así como en el diseño y
construcción de las edificaciones resistentes a las inundaciones por tsunami. (NOAA et al., 2001).
El Programa Nacional de Mitigación de la Amenaza de Tsunami (National Tsunami Hazard
Mitigation Program, NTHMP) de los Estados Unidos contó con la participación de todos los actores
involucrados en el tema tsunami. De este modo, es desarrollaron la cartilla “Designing for
Tsunamis: Seven Principles for Planning and Designing for Tsunami Hazards”, la cual sintetiza el
estudio en siete principios a desarrollar en las poblaciones (NOAA et al., 2001):
1. Incrementar el conocimiento del riesgo, amenaza, vulnerabilidad y exposición de la
comunidad.
2. Evitar el desarrollo urbanístico en las áreas afectadas por la inundación.
3. Configurar los nuevos desarrollos urbanísticos en las áreas inundables para
minimizar las pérdidas ante un posible evento.
4. Diseñar y construir nuevas edificaciones para minimizar el daño por tsunami.
5. Proteger el desarrollo existente a través de reajustes en los Planes de Ordenamiento
Territorial (a saber, plan que configura el uso del suelo en el municipio).
6. Localizar y diseñar infraestructura y edificaciones especiales criticas (hospitales,
cuarteles de bomberos, centrales eléctricas y de telecomunicaciones, plantas de
energía, entre otros)
7. Crear los planes de evacuación.
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5.3.3 Avances en el Litoral Pacífico de Colombia
El conocimiento obtenido del análisis de las secuencias de sedimentos para evidenciar tsunamis se
complementa con los modelos hidrodinámicos que computan la información de la oceanografía
(mareas y topografía submarina) con la respuesta de las playas (geomorfología), lo cual permite
establecer los niveles de inundación en un territorio específico, al computar la información de la
solución numérica del tsunami que incluye la batimetría del fondo, la topografía de la costa y los
datos provenientes de sistemas de información geográfica acerca del área a inundar, sobre las
cotas, edificaciones, predios, usos del suelo, entre otros (Quiceno y Ortiz, 2001; DIMAR, 2003;
Scheffers y Kelletat, 2003)
Es necesario tener en cuenta la información disponible sobre las condiciones generadoras del
tsunami, consistentes en el comportamiento de las mareas y las características del terremoto
generador. La fiabilidad de los resultados de la modelación de la inundación por tsunami dependen
de la condición inicial del tsunami y de la adecuada representación del lecho marino en la
modelación (Quiceno y Ortiz, 2001).
Las poblaciones del Litoral Pacífico Colombiano se encuentran en riesgo de ser afectadas por
tsunamis de campo cercano, pues la zona de alta actividad se encuentra a escasos kilómetros. Por
ello, es necesario refinar los mecanismos de alerta pues no se cuenta con mucho tiempo si un
fenómeno de tsunami ocurre (Quiceno y Ortiz, 2001; DIMAR, 2003).
El resultado de los estudios de inundación en las poblaciones costeras incluyen mapas que
permitan establecer los sitios seguros ante eventos de diversa intensidad, con el fin de crear
planes de evacuación y entrenar a los pobladores si llegase a ocurrir un tsunami. Del mismo modo,
es preciso realizar la conscientización correspondiente en la población mediante la difusión de la
información.
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Figura 5-19: Mapa de inundación (altura y extensión horizontal de inundación) de un tsunami similar al ocurrido el
12 de diciembre de 1979 (tomado de Quiceno y Ortiz, 2001)
Figura 5-20: Mapa de inundación por tsunami en el municipio de Tumaco si el tsunami de 1979 hubiese ocurrido en marea alta. Las áreas sin color son aquéllas que no alcanzan a ser cubiertas por agua.
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Figura 5-21: Imagen tomada de la cartilla de prevención ante tsunamis “Ola Tsunami” del Ministerio de Defensa
Nacional, Dirección Nacional Marítima de Colombia y el Centro de Control de Contaminación del Pacífico (MinDefensa et al., 2001)
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Figura 5-22: Mapa de inundación del municipio de Tumaco (DIMAR, 2003)
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6 CONCLUSIONES
El estudio de los tsunamis requiere de la integración de diversas disciplinas tales como:
neotectónica de placas, propagación de ondas mecánicas en medios heterogéneos, oceanografía
física, geomorfología costera, entre otros, el cual permita evaluar la generación y propagación de
las cadenas de ondas en el océano, la dinámica energética del evento y la respuesta de la costa
ante su arribo.
Si se estudian las consecuencias sedimentológicas de la respuesta de la costa ante el carácter
hidrodinámico de los tsunamis (arrastre de sedimentos, subsidencia cosísmica, cambios en los
ecosistemas evidenciados en la fauna) es posible conocer las características de los eventos
ocurridos (intensidades, altura de olas, niveles de inundación, entre otras) y, así, ampliar los
registros históricos.
Todo el conocimiento de los tsunamis en una zona particular redunda en la configuración de la
respuesta de la población (planeación y diseño), lo cual minimiza el riesgo en tanto la
vulnerabilidad es disminuida.
Los terremotos generadores de tsunamis en las costas del Pacífico de Panamá, Colombia y
Ecuador se caracterizan históricamente por su gran magnitud (entre 6.0 y 9.0 grados en la escala
de Richter). Las alturas de las olas de tsunami generados por estos eventos sísmicos han oscilado
entre 0.5 m y 6.0 m.
En Panamá se ubicaron 8 registros de eventos en el siglo XX, en Ecuador y en Colombia 5
tsunamis. En Panamá, de forma oficial, existe un evento en el siglo XVII, en el cual sólo se
considera la ubicación del terremoto.
Los tsunamis que azotaron las costas colombianas fueron ocasionados, generalmente, por
terremotos ubicados en las costas ecuatorianas (ver semejanza entre los datos de las tablas 4-1 y
4-2), y sus consecuencias se observaron tanto en Colombia como Ecuador.
La recopilación de información histórica en Colombia es precaria, limitando los datos a los
acontecimientos registrados en el siglo XX. Algunos estudios sobre paleotsuamis proponen fechas
aproximadas de acontecimientos de subsidencia asociada a eventos sísmicos, interpretados como
tsunamis antiguos, más allá de la ventana de tiempo histórica (Correa et al., 2002; OSSO, 2008)
ampliando el horizonte del conocimiento sobre los tsunamis en Colombia.
Los eventos de tsunami en Colombia se asocian con terremotos de magnitudes altas (6.9 a 8.6
grados en la escala de Richter). Se registraron eventos en los años de 1906, 1933, 1942, 1958 y
1979. Todos ellos azotaron el litoral del departamento de Nariño y la mayoría de estos fueron
generados por sismos ubicados en el Ecuador.
Los cambios geomorfológicos registrados en la línea de costa pacífica colombiana (Tumaco, Delta
del río San Juan, San Juan de la Costa) se asocian al aporte de sedimentos de los ríos cercanos,
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la dinámica del oleaje, y la acción conjunta de procesos sísmicos que actúan en el litoral que
causan subsidencia cosísmica (terremotos) o inundaciones desmedidas (tsunamis) (Correa et al.,
2002).
En síntesis, las dinámicas de subsidencia cosísmica se resumen en el ascenso o descenso del
nivel relativo del mar con respecto a la costa (subsidencia cosísmica y ascenso del nivel del mar)
que implican la aceleración de los procesos erosivos en la costa (p. ej. Desaparición de la isla de El
Guano en el litoral de San Andrés de Tumaco; erosión severa de la población de Pasacaballos en
el cordón litoral del río Patía, entre otras)
Así, la subsidencia asociada con la inundación por tsunami magnifica los efectos erosivos en la
costa. Y, si sumado a esto se tienen eventos de anomalías positivas en el Pacífico (fenómeno de
El Niño) o cambios en el nivel del mar debidos al calentamiento global, los efectos sobre las
poblaciones se convierten en determinantes para su planeación y diseños acertados.
El Litoral Pacífico Colombiano, en toda su extensión, es susceptible de investigación en el campo
de los tsunamis. Dada su cercanía a la zona de subducción de la placa de Nazca bajo la
Suramericana posee alta actividad sísmica. La zona preliminar recomendada para llevar a cabo
estudios de paleotsunamis es la franja comprendida entre el delta del río San Juan hasta la bahía
de San Andrés de Tumaco.
El conocimiento de eventos en una ventana más amplia permite comparar los niveles de
inundación y evaluar los Planes de Ordenamiento Territorial y los códigos de construcción
sismorresistente, y proponer diseños de edificaciones eficaces frente a los tsunamis (NOAA et al.,
2001).
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7 RECOMENDACIONES
Resulta necesario aumentar el conocimiento de paleotsunamis en el Litoral Pacífico de Colombia,
con la finalidad de engrosar los registros existentes, desde las diferentes disciplinas involucradas:
Geología, Sismología, Oceanografía, Geofísica y Biología Marina, implementando en las
investigaciones la aplicación de la Ingeniería Civil, buscando, entre otras:
• Actualizar los códigos de construcción y diseño de edificaciones de acuerdo con
las implicaciones del fenómeno tsunami en el contexto del Litoral Pacífico
colombiano. la evaluación del impacto Esto involucra obras de infraestructura y
edificaciones especiales, a saber:
o Carreteras costeras, dado el manejo del agua en la estabilidad de la banca. Debe
considerarse el efecto de las inundaciones por tsunami en el diseño de redes de
drenajes (subdrenajes y drenajes superficiales), de manera directa con el
dimensionamiento de elementos como box culverts, alcantarillas, cunetas,
sumideros, pocetas, entre otros.
o Acueductos y alcantarillados, dado el impacto que tiene el manejo de las aguas de
escorrentía y residuales sobre el litoral, y su afectación por fenómenos como los
tsunamis y los mares de leva. Las inundaciones pueden generar inconvenientes en
el manejo de las aguas de las poblaciones: emergencias sanitarias, vectores de
enfermedades tropicales, entre otros aspectos.
o Vías fluviales, en las zonas aledañas a los deltas y, por consiguiente, afectadas si
ocurren eventos de tsunami.
o Puertos, y toda infraestructura que esté conectada de manera directa con la
economía de la región y del país. De especial importancia la planeación y el diseño
resistente ante tsunamis y terremotos de las estructuras.
o Obras de defensa costera, no sólo ante los tsunamis, sino teniendo en cuenta las
pensadas ante erosión litoral.
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o Estructuras especiales, como hospitales, centros de salud, estaciones de policía y
bomberos, escuelas, que en caso de un evento de tsunami deben dar albergue a
las personas damnificadas y no pueden sufrir averías graves en su estructura.
En este caso es necesario desarrollar el diseño de las estructuras ante el evento
de tsunami, con el fin de reducir el riesgo al menguar la vulnerabilidad. Esto se
computa con la aplicación de los planes de evacuación y los mapas de inundación
por tsunami de los municipios.
• Modelar el ecosistema costero del Pacífico colombiano buscando integrar los aspectos
oceanográficos con la respuesta de las playas, desde el punto de vista de las
modificaciones del entorno ante la construcción de obras de protección ante tsunamis.
Para llevar a cabo estas iniciativas es imprescindible que el Gobierno nacional proponga políticas
científicas fuertes para realizar los estudios pertinentes en este tema, fortaleciendo las entidades
que ya se han encargado de estudios muy importantes, a saber: DIMAR, CCCP, OSSO, así como
las universidades y centros de investigación del país. Estos esfuerzos locales se han de integrar
con el conocimiento regional de los países vecinos, dado que los tsunamis en la región del Pacífico
colombiano afectan las costas de Ecuador y Panamá, así como el Japón y Hawaii.
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