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SISMICIDAD HISTÓRICA DEL ECUADOR CALCULO DE ACELERACIONES MAXIMAS, ENERGÍA SÍSMICA

LIBERADA Y ESTIMACIÓN DE PELIGRO SÍSMICO Correa Cristian.1,2, Hinojosa Dayanara.1,2, Taipe Mercedes. 1,2

1. Instituto Geofísico, Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador 2. Carrera de Ingeniería Geológica Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador

Agosto 2003 RESUMEN La sismicidad histórica del país ha sido poco vinculada en el contexto de peligro sísmico; es importante la actualización de este tema en base al análisis de intensidades máximas registradas, estimación de aceleraciones máximas probables y energía sísmica liberada, resultados obtenidos permiten observar la relación que existe entre un evento sísmico y el tipo de material donde tiene lugar, además el posible fenómeno al cual se encontraría asociado en un contexto tectónico regional, lo cual consecuentemente permite evaluar zonas generales de peligro sísmico. De la información sísmica histórica y reciente con la que cuenta el Instituto Geofísico, se seleccionó un número específico de eventos, tomando en consideración sus parámetros máximos y grado de confiabilidad respecto a su localización; en la elaboración del mapa de Peligro Sísmico, se consideró la relación de Murphy (1977) ya que los valores obtenidos van de acuerdo con criterios unificados utilizados en aplicaciones ingenieriles. Mayores valores de aceleración y energía sísmica liberada dispersos en la zona costera, callejón interandino y piedemonte hacia el Oriente; bajos valores en límites de las cordilleras, planicies costera y oriental; ratifican que tanto el proceso de subducción, como los sistemas de fallamiento continental (San Isidro, Chingual - La Sofía - Reventador, Pallatanga, Subandino, Bahía, entre otros) son potenciales fuentes generadoras de altas aceleraciones. La aceleración máxima registrada es 0.5g (Murphy) y 1.9g (Trifunac) para sismos de intensidad mayor a 11 MKS en Esmeraldas (1906), Riobamba (1797) y Reventador (1987). Resultados aquí presentados son parte de un estudio preliminar en este tema y deben considerarse como valores medios de aceleración esperada por lo que no se aplicarían para obras civiles sin estudios previos mas detallados. PALABRAS CLAVE: Sismicidad histórica, peligro sísmico, aceleración, intensidad, energía sísmica, escalas intensidad, sistemas de fallas, tectónica. INTRODUCCIÓN El Ecuador se encuentra ubicado en una zona de alta sismicidad lo cual ha sido notorio ya en las últimas décadas al haber sido afectados por terremotos de importancia. Es por esta razón que la coexistencia con la actividad sísmica ha pasado ha ser parte de la cultura ecuatoriana. Grandes terremotos que han ocurrido acarrearon destrucción, daños a toda escala y lo más grave pérdidas humanas, de ahí la importancia de presentar a la población información adecuada para generar los mecanismos de mitigación apropiados en caso de suscitarse un terremoto. Se hace indispensable por tanto evaluar adecuadamente el Peligro Sísmico en el Ecuador; para ello se requiere recopilar información detallada de terremotos que ha ocurrido en épocas anteriores, desplegar instrumental sísmico que permita determinar el nivel de sismicidad actual, evaluar mecanismo de subducción de tal forma que se pueda para identificar regiones de alto potencial sísmico todo esto finalmente permitirá obtener un modelo de régimen tectónico que eventualmente permitirá estimar el Peligro Sísmico.

2 SISMICIDAD EN EL ECUADOR Según el Catálogo Sísmico del Ecuador (Egred, 1999a), en los últimos 80 años se han registrado terremotos cuyo impacto ha sido notorio, destacándose: el terremoto de Abril de 1541 cuyo epicentro aproximado es 0.14° S y 78.27° O con una magnitud de 7; el 16 de agosto de 1868 de magnitud 7.7 ocurrió a 0.31° N y 78.18° O; el 23 de junio de 1925 se registra otro gran terremoto cuya magnitud se estima en 6.8 y una profundidad de 180Km. localizado en 0.0° y 77° O; el terremoto con magnitud 8.8 ocurrió el 31 de enero de 1906; también se han registrado eventos importantes que incluyen un terremoto de magnitud 7.9 el 14 de mayo de 1942 y el 19 de enero de 1958 con magnitud estimada 7.8 y el ocurrido el 5 de marzo de 1987 con magnitud 6.9 (magnitudes citadas corresponden a escala Richter). La sismicidad que presenta el Ecuador y en general el bloque norandino de Sudamérica esta relacionada al proceso de subducción de la placa Nazca y la placa Sudamericana, de aquí se desprende el hecho que existan eventos interplaca (cercanos o sobre la zona de subducción) y eventos intraplaca. Esta interacción de placas dan las características fisiográficas de los Andes. Terremotos mayores: Egred (1999b) recopila la información existente acerca de los principales efectos de los terremotos en las ciudades del Ecuador, significativa ocurrencia de los más grandes eventos en el área interandina, en contraste con un gran número de eventos que no han causado daños en la región oriental.

Tabla 1.- TERREMOTOS DEL ECUADOR CON INTENSIDADES > VIII EPICENTRO

Nº FECHA Lat Long

PROF. INT. PROVINCIA DE REFERENCIA

1 1541 04 00 -0.10 -77.80 VIII Napo

2 1587 08 31 0.00 -78.40 VIII Pichincha

3 1645 03 15 -1.68 -78.55 IX Chimborazo, Tungurahua

4 1674 08 29 -1.70 -79.00 IX Chimborazo, Bolívar

5 1687 11 22 -1.10 -78.25 VIII Tungurahua

6 1698 06 20 -1.45 -78.30 X Tungurahua, Chimborazo

7 1736 12 06 -0.78 -78.80 VIII Pichincha, Cotopaxi

8 1749 01 20 -4.00 -79.20 VIII Loja

9 1755 04 28 -0.21 -78.48 VIII Pichincha

10 1757 02 22 -0.93 -78.61 IX Cotopaxi, Tungurahua

11 1834 01 20 1.30 -76.90 XI Carchi, Nariño*

12 1786 05 10 -1.70 -78.80 VIII Chimborazo

13 1797 02 04 -1.43 -78.55 XI Chimborazo, Tungurahua, Cotopaxi, y parte de Bolívar y Pichincha.

14 1859 03 22 0.40 -78.40 VIII Pichincha, Imbabura, Cotopaxi

15 1868 08 15 0.60 -78.00 VIII Carchi

16 1868 08 16 0.31 -78.18 X Imbabura, Carchi, Pichincha

17 1896 05 03 -0.51 -80.45 IX Manabí

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18 1906 01 31 1.00 -81.30 25 IX Esmeraldas. Nariño (Colombia)

19 1911 09 23 -1.70 -78.90 VIII Chimborazo, Bolívar

20 1913 02 23 -4.00 -79.40 VIII Loja, Azuay

21 1914 05 31 -0.50 -78.48 VIII Pichincha, Cotopaxi

22 1923 02 05 -0.50 -78.50 VIII Pichincha

23 1923 12 16 0.90 -77.80 VIII Carchi, Nariño (Colombia)

24 1926 12 18 0.80 -77.90 VIII Carchi

25 1929 07 25 -0.40 -78.55 VIII Pichincha

26 1938 08 10 -0.30 -78.40 VIII Pichincha

27 1942 05 14 0.01 -80.12 20 IX Manabí, Guayas, Bolívar

28 1949 08 05 -1.25 -78.37 60 X Tungurahua, Chimborazo, Cotopaxi

29 1953 12 12 -3.40 -80.60 VIII Loja, norte del Perú

30 1955 07 20 0.20 -78.40 VIII Pichincha, Imbabura

31 1958 01 19 1.22 -79.37 40 VIII Esmeraldas

32 1961 04 08 -2.20 -78.90 24 VIII Chimborazo

33 1964 05 19 0.84 -80.29 34 VIII Manabí

34 1970 12 10 -3. 79 -80.66 42 IX Loja, El Oro, Azuay, norte del Perú

35 1987 03 06 -0.87 -77.14 12 IX Napo, Sucumbíos, Imbabura

36 1995 10 02 -2.79 -77.97 24 VIII Morona Santiago

37 1998 08 04 -0.55 -80.53 39 VIII Provincia de Manabí.

RESUMEN Número total de terremotos destructivos: 37 Período de años (1541-1999): 458 Promedio sismos/años 12.4

* Intensidad máxima en Nariño, Colombia: XI Lat. = Latitud: + = Norte, - = Sur. Long.= Longitud: - = Oeste

Prof. = Profundidad focal en kilómetros

Int. = Intensidad máxima Región Interandina.- En esta región se destacan, en número de ocurrencia respecto a otras regiones, la mayoría de eventos sísmicos más destructivos ocurridos en el país, tales como: El terremoto de Riobamba ocurrido en abril de 1797 de intensidad máxima de XI; por sus efectos, el mayor terremoto ocurrido en territorio ecuatoriano desde tiempos históricos hasta la actualidad, daños considerables sufrieron también las actuales provincias de Tungurahua, Cotopaxi, Bolívar e incluso Pichincha. En 1698 un terremoto de intensidad máxima X afectó considerablemente a las provincias de Tungurahua y Chimborazo. En Imbabura el terremoto de agosto de 1868 de intensidad máxima X afectó a varias provincias, también ha sido seriamente afectada por terremotos de epicentro en las provincias de Esmeraldas y Napo. El terremoto de Pelileo en la provincia de Tungurahua ocurrido en agosto de 1949 de intensidad máxima X con efectos que se extendieron a Cotopaxi, Chimborazo, parte de Bolívar, Pichincha y Pastaza. En la provincia de Loja también se han registrado sismos de intensidad VIII, además de la incidencia de terremotos con epicentros en el norte del Perú como el de diciembre de 1970 de intensidad máxima en el país de IX. Las provincias de Azuay, Cañar, Carchi no registran epicentros de eventos importantes, sin embargo han sido también afectadas por los grandes

4 terremotos. (Intensidades citadas corresponden a escala MSK).

Figura 1.- Mapa de Isosistas Terremoto de Riobamba (Egred, 1999c)

Región litoral.- Pocos terremotos destructivos de intensidad igual o mayor que VIII ha soportado esta región, a más de otros menores. La provincia de Esmeraldas ha sido la más afectada. El terremoto del 31 de enero de 1906, uno de los dos sismos de máxima magnitud ha a nivel mundial (8.9 Richter), desde que se puede calcular la magnitud con la existencia de los sismógrafos (aproximadamente en 1900); el epicentro se ubicó frente a las costas de la provincia de Esmeraldas; los efectos del sismo no fueron excepcionales, ya que el epicentro tuvo lugar lejos de la costa y, porque en aquella época la zona macrosísmica se encontraba escasamente poblada; este terremoto generó el mayor tsunami registrado en nuestras costas. Además en esta provincia se registran daños ocurridos por sismos con epicentros en el Sur de Colombia. En la provincia de Manabí se destaca el evento de mayo de 1942 con intensidad máxima IX y el sismo del 04 de agosto de 1998 de

5 intensidad máxima VIII que afectaron seriamente a la cuidad de Bahía de Caráquez, y sentidos en casi toda la región. La provincia del Guayas, si bien ha sufrido efectos de los terremotos, los daños no han sido comparables con las otras provincias costeras. En esta región la provincia menos afectada por terremotos es El Oro y si esto ha ocurrido, los sismos tuvieron epicentros fuera de la misma. (Intensidades citadas corresponden a escala MSK).

Figura 2.- Mapa de Isosistas Terremoto de Esmeraldas (Egred, 1999b)

Región oriental.- Se producen una gran cantidad de sismos, la mayoría son de profundidad media o mayor y con magnitudes que al no ser considerables, se atenúan y no causan daños; tomando en cuenta que no existe mayor información histórica por la escasa densidad de población en la región; además los eventos disminuyen considerablemente hacia el este. La excepción de esta tendencia constituye el gran terremoto de Napo, del 5 agosto de 1987 con intensidad máxima de IX y el de Morona Santiago del 02 de octubre de 1995 con intensidad máxima de VIII. Se destaca también el terremoto de abril de 1541 con epicentro en las estribaciones orientales de la Cordillera Real, por ser

6 el primer sismo conocido en nuestro territorio, debió ser de gran intensidad, pues destruyó una población indígena, en una zona que a esa fecha era casi despoblada. (Intensidades citadas corresponden a escala MSK).

Figura 3.- Mapa de Isosistas Terremoto de Macas (Egred, 1999b)

Región insular.- Por ser producto de un punto caliente, la región de Galápagos es altamente sísmica y volcánica, pero los sismos de esa zona se caracterizan por ser de magnitudes moderadas y consecuentemente nunca se ha presentado un terremoto destructor. Un resumen de los importantes eventos sísmicos del país se muestra en la tabla 2.

Tabla 2.- DISTRIBUCION POR REGIONES DE LOS TERREMOTOS CON INTENSIDADES > VIII

INTENSIDAD SIERRA COSTA ORIENTE INSULAR TOTAL

VIII 20 3 2 - 25

IX 4 3 1 - 8

X 3 - - - 3

XI 1 - - - 1

TOTAL 28 6 3 0 37

Notas: 1 terremoto (Int.= IX) de la Sierra también afectó seriamente a la Costa. 1 terremoto (Int. = IX) de la Costa también afectó seriamente a la Sierra. 1 terremoto (Int. = IX) del Oriente también afectó seriamente a la Sierra.

7 Terremotos Menores: Los terremotos de intensidad VII, sin ser catastróficos, pueden ser de consideración especialmente en las construcciones antiguas. Los macrosismos de intensidad VII que han tenido lugar en nuestro territorio a partir de 1541 totalizan 47 con pérdidas económicas cuantiosas. La intensidad VI es aquella a partir de la cual se presentan daños moderados en las construcciones, sin afectarlas estructuralmente y, por ende, son fácilmente reparables y con inversiones relativamente bajas. Sismos de estas características han ocurrido 49 (ver tabla 3).

Tabla 3.- DISTRIBUCION POR REGIONES DE LOS TERREMOTOS CON INTENSIDADES VI y VII

INTENSIDAD SIERRA COSTA ORIENTE INSULAR TOTAL

VII 39 5 3 - 47

VI 38 10 1 - 49

TOTAL 77 15 4 0 96

Notas: 2 terremotos (Int. = VII) de la Sierra también afectaron al Oriente. 2 terremotos (Int. = VII y VI) de la Costa también afectaron a la Sierra. 2 terremotos (Int. = VII) del Oriente también afectaron a la Sierra.

TRATAMIENTO DE DATOS

1. Revisión de la base de datos: la base de datos que se utilizó es tomada del catálogo sísmico que posee el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional; para el presente trabajo fue revisada y corregida. Se corrigieron algunos datos de longitud y latitud así como también se verificaron las localidades presentadas.

2. Selección de datos: De la base de datos obtenida se utilizaron datos de latitud, longitud, grado de intensidad, profundidad en caso de contar con el dato o la estimación realizada (esto especialmente para eventos suscitados en siglos pasados) y la localidad. En el caso de sismos históricos (hasta el año de 1990) se seleccionó eventos con intensidades mayores a 6 considerando el hecho de que sismos con altas intensidades presentan un menor margen de error en cuanto a la estimación de su intensidad (no hay que olvidar el hecho de que se están manejando parámetros subjetivos). Las réplicas de eventos importantes no se tomaron en cuenta; en algunas ocasiones se presentaron eventos con intensidades similares y con la misma ubicación geográfica caso en el cual se tomó el evento que presentaba mayor magnitud.

3. Sobre el mapa del Ecuador se construyó una grilla dividida cada 0.25° cubriendo la totalidad del país, para posteriormente ubicar todos los eventos seleccionados. Para la selección de los mismos dentro de la grilla se utilizaron las mayores intensidades (considerados una sola vez). En casos cuando el evento se ubicaba en la periferia de la grilla o en uno de los vértices se realizó un observación breve de el entorno así como también del sistema de fallas presente de tal modo que se colocó el sismo analizando el grado de dispersión de puntos para mejorar el ploteo que se realizaría posteriormente y también según el sistema de fallas predominante. Con los valores de intensidad y de acuerdo a un relación matemática estos valores se convirtieron en valores de aceleración y se realizó entonces el ploteo correspondiente.

4. A partir de 1990 hasta la presente fecha, la base de datos suministrada (alrededor de 4000 eventos) presenta datos de magnitud y profundidad para los cuales el tratamiento fue diferente. Del mismo modo que el caso de las intensidades, aquí se escogieron eventos con valores de magnitud en la escala Richter, superiores o iguales a 4. Los datos escogidos se convirtieron de magnitud a energía mediante la relación adecuada para ello. Se utilizó un macro que permitió construir la grilla adecuada y al mismo tiempo dentro de cada una se hizo

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la sumatoria de energía de los diferentes eventos ahí ubicados, para luego plotear los eventos por cada año.

RELACIONES UTILIZADAS

Cálculo de la aceleración en base a intensidades.- Correlacionar la intensidad con la aceleración a menudo debe hacer con precaución, puesto que, como se ha demostrado en gráficas, no existe una relación entre ellas (Grunthal, 2001). Esto se puede explicar por el efecto de varios factores que influencian la fuerza del movimiento: Espectro de la fuente sísmica; periodo de resonancia de las estructuras presentes; interacción de la estructura del suelo. Para este trabajo se escogieron las relaciones de Murphy & O¨brien (1977) y de Trifunac (1976) para el cálculo de aceleraciones ya que son las relaciones que más se ajustan con los datos obtenidos. Relación de Murphy & O¨Brien (1977): Log(a) = 0.25I + 0.25 (1) Relación De Trifunac (1976) Considera: • Diferentes categorías de suelos ( s=0 aluvial, s=2 roca dura, s=1 intermedio) • Componentes ( v=0 horizontal, v=1 vertical) • Intervalo de confianza 0<p<1 (parámetro estadístico)

Log (aMAX)= a p + b I + c + d s + e v + f I2 (2) a b c d e f 0.942 0.459 -0.047 0.14 -0.270 -0.014

En las ecuaciones (1) y (2) corresponde a= aceleración en gales e I= Intensidad. Teóricamente la aceleración máxima que se podría alcanzar sería un valor de 2g (g=981 cm/seg2). Aceleraciones elevadas (picos) se producen en cercanías de la falla que ocasiona el sismo pero la duración de la fuerza de sacudida es relativamente corta así que la intensidad corresponde a una magnitud pequeña (Grunthal, 2001) (hay que recordar que la intensidad en una medida de la aceleración y de la duración). Cálculo de la energía liberada.- se utilizó la relación de Gutemberg – Richter, utilizando en la interpolación los datos directamente Log E, por una mejor visualización de los gráficos.

Log Eb = 5.8 +2.4Mb (3) Donde Eb = la energía sísmica liberada en Ergios y Mb = la magnitud de las ondas internas del sismo en Escala Ritchter.

9 ANALISIS MAPA DE ISOSISTAS A PARTIR DE ACELERACIONES OBTENIDAS MEDIANTE LA RELACIÓN DE TRIFUNAC (1976)*

Figura 4.- Mapa de Isoaceleraciones del Ecuador a partir del método de Trifunac (1976) Zona Costera.- Cabo San Lorenzo-Punta Galera: Zona caracterizada por fallas (inversas) con un rumbo aproximado NE. Entre 2°S y 0° se esta produciendo la subducción de la Cordillera asísmica de Carnegie lo que explicaría, al menos en parte, lo valores altos de aceleración obtenidos (Cabo Pasado-Punta Ballenita). Se tiene una peligrosidad sísmica alta a media y la tendencia de las curvas de aceleración es NE. Cordillera Chongón Colonche: Las fallas tienen un rumbo aproximado NO con una peligrosidad símica de media a baja (Para el presente trabajo se consideró a la isla Puná dentro de este mismo rango de peligrosidad sísmica. Nótese que la falla Puná que afecta la isla como la falla Jambelí tienen una tendencia más bien NE).

10 La sismicidad que se ha desarrollado en la zona costera del país (ante arco) se ve afectada por la subducción de la Cordillera de Carnegie así como por el efecto que produjeron las fallas corticales que existen como ocurre en la Cuenca de Esmeraldas, la zona de Daule Peripa-La Maná y la zona del Golfo –Cordillera Chongón Colonche (un evento muy importante de esta zona es el sismo de Bahía). Estos dos procesos serían entonces los responsables de la actividad sísmica que se ha venido desarrollando en los últimos años. Cordillera Occidental, Callejón Interandino y Cordillera Real.- Tulcán-Quito: (Sistema San Isidro-Río Ambi-El Ángel-Otavalo-Apuela-Nanegalito): a largo de este sistema se tiene valores altos de aceleración con una peligrosidad sísmica alta a media. El sistema tiene un rumbo NE muy marcado. El sistema de fallas San isidro-Ambi y Otavalo presenta valores de aceleración mas altos. Quito-Latacunga: un rasgo geológico importante de esta zona es la falla de Quito; estructuras importantes son los anticlinales de Yanayacu, Latacunga, Nagsiche. Excepto las fallas Tandapi y El Cinto que tienen una tendencia NO, el sistema se caracteriza por un rumbo NE. Las fallas Machachi, Gualel, Guangaje y Poaló presentan las aceleraciones más elevadas. Tena- Riobamba-Cuenca: esta zona se destaca por el cambio de rumbo importante que presentan las curvas de aceleración desde casi N-S hasta NE e involucra los sistemas de fallas Pisayambo, Patate, Candelaria y Pallatanga principalmente. Las zonas con aceleraciones importantes involucran a las fallas Patate, Candelaria y parte de Pallatanga. La tendencia general de las curvas de aceleración para estas tres zonas es aproximadamente NE salvo por la zona de Tena-Riobamba-Cuenca donde se tiene una anomalía (que estaría dada por el evento de Macas) que aparenta un rumbo casi E-O. Esta zona involucra los límites de las Cordillera Occidental y Real así como también el Callejón Interandino. Se tiene una peligrosidad sísmica alta a media para el Callejón Interandino y de media a baja para los límites de las Cordilleras. Todo este sector geológicamente corresponde al arco volcánico del país. Cuenca-Machala-Loja: involucra a las fallas Tarqui, Girón y Celica-Macará (?) con una tendencia general NE que le da el rumbo a las curvas de aceleración; en las dos últimas fallas es donde se registra los valores más altos. Esta zona presenta una peligrosidad sísmica de alta a media dominada por fallas con una tendencia NE. Este sector (Que incluye parte de la Cuenca de Alamor-Lancones) se da un importante cambio en la dirección de los Andes, esto es, de NE a NO (un rasgo estructural importante para el área es la falla Las Aradas con un rumbo casi N-S). Por tales circunstancias, el estilo de subducción para esta parte de Sudamérica se ve afectada y ello posiblemente se refleja en la importante actividad sísmica que se ha registrado en los últimos años con valores altos de aceleración. Zona Subandina y Oriente.- Volcán Reventador: las mayores aceleraciones observadas se encuentran alrededor del sistema de fallas Reventador, Salado y Baeza-Chaco.las isolineas muestran una tendencia prácticamente N-S. Hacia el lado occidental se tiene valores de peligrosidad sísmica de alta a media, para el lado oriental no se cuenta con información que permita realizar una clasificación de la peligrosidad. La falla Cosanga se encuentra en el área con peligrosidad sísmica baja. Yaupi (Cordillera de Cutucú): con una tendencia N-S donde el sistema de fallas lo conforman Macuma y Santiago-Upano siendo esta última la que presenta valores de aceleración más altos. Las áreas señaladas se ubican en la Zona Subandina caracterizadas por fallamientos en su mayor parte inversos. el modelo de subducción que caracteriza a nuestro país hace de esta zona lo que se denomina un tras arco sometido a deformaciones que podría explicar la actividad sísmica que se observa. La región que corresponde a una peligrosidad baja se ubica en la Depresión Pastaza.

*Fallas Citadas tomadas de Mapa de Fallas y Pliegues Cuaternarios de Ecuador y regiones oceánicas adyacentes. USGS, 2003.

Eventos Históricos citados tomados de Catálogo Sísmico del Ecuador IG – EPN.

11 ANALISIS MAPA DE PELIGRO SISMICO A PARTIR DE ACELERACIONES OBTENIDAS MEDIANTE LA RELACIÓN DE MURPHY (1977)**

Figura 5.- Mapa de Isoaceleraciones del Ecuador a partir del método de Murphy (1977)

Zona Costera.- Zonas con valores altos de peligrosidad sísmica presentan curvas de aceleración con una tendencia NNE-SSO como ocurre en Bahía de Caráquez y parte de Esmeraldas (Cuenca de Borbón). El sistema de fallas conformado de norte a sur por: Esmeraldas (zona de máxima aceleración) - Río Canandé que presentan rumbos NO y NE respectivamente ubicadas en zonas de peligrosidad sísmica de baja a media; Cañaveral, Quinindé, Calceta, Daule y Jipijapa con rumbos NE que caracterizan zonas de peligrosidad media; la falla de Bahía presenta un rumbo NO y define la zona de mayor aceleración. Finalmente las fallas Colonche, Carrizal, La Cruz, Chanduy con rumbos NO determinan una peligrosidad sísmica de baja a media. El sector Golfo de Guayaquil e Isla Puná, las fallas Posorja de rumbo NO y las fallas Puná y Jambelí con tendencia NE esta ubicado dentro de una zona con peligrosidad sísmica media.

12 En la zona costera se distingue una peligrosidad sísmica con valores bajos a altos. La subducción de la Cordillera de Carnegie generaría los valores altos de aceleración presentes. Históricamente se han producido eventos sísmicos importantes en la zona de Bahía de Caráquez (1998), intensidad máxima registrada (imr) 8MSK) y en Esmeraldas (1906, imr 9MSK) lo cual explicaría las altas aceleraciones observadas.

Figura 6.- Mapa de Peligro Sísmico del Ecuador a partir del método de Murphy (1977)

Cordillera Occidental, Callejón Interandino y Cordillera Real.- La Cordillera Occidental esta dentro de una zona de peligrosidad sísmica media a baja; las curvas de aceleración muestran un tendencia general NNE-SSO que es concordante con el rumbo que presentan las fallas que forman la misma, estas son: Apuela, Nanegalito, Tandapi, Río Baba, Valencia, Chugchilán, La Maná, Calabí, Quinsaloma, Montalvo, Chillanes, Pallatanga, Naranjal. Callejón interandino se caracteriza por valores de peligrosidad sísmica de alta a media con curvas de aceleración que tienen un rumbo NE-SO. La zona que presenta los mayores valores de aceleración corresponde al sistema conformado por las fallas Machachi y Guangaje con rumbo aproximado NE-

13 SO. Las fallas restantes que se encuentran en el Callejón Interandino son: San Isidro, El Angel, Río Ambi, Otavalo que corresponderían al Sistema Sinestral San Isidro (Soulas et al., 1991), la falla de Quito (inversa), El Cinto y Tandapi (con rumbo NO-SE), Guaranda, Salinas. Estructuras importantes son las flexuras (anticlinales?) de Yanayacu, Latacunga y Nagsiche. La Cordillera Real se encuentra definida dentro de zonas con peligrosidad sísmica desde baja a alta y presenta curvas de aceleración con rumbo NNE-SSO. De norte a sur se pueden definir claramente dos zonas principales de concentración de aceleraciones: la primera que se encuentra dentro del sistema constituido por las fallas Chingual, Reventador, Salado, Baeza-Chaco, Cosanga, Guacamayos y Pisayambo con peligrosidad sísmica de media a alta y un rumbo predominante NNE-SSO. La segunda zona se define por los sistemas Patate (peligrosidad sísmica alta), Candelaria, Guamote, parte del sistema Pallatanga, Paute y Gualaceo. Fallas tales como Pancho Negro y Ponce Enríquez se encuentran en áreas de peligrosidad sísmica media. Las características de tendencia de las curvas de aceleración así como de los principales fallamientos y estructuras geológicas determina que se esta produciendo el desplazamiento del bloque Andino en dirección NNE-SSO a lo largo de los sistemas de fallas principales que conforman esta zona y que se relaciona la proceso de subducción que afecta al país. En el registro sísmico se tiene como sismos importantes en esta zona: Ibarra (1868, imr. 10MSK), Quito (1755, imr 8 MSK), Ambato (1698, imr 10 MSK), Pelileo (1948, imr 10 MSK) Riobamba (1797, imr 11 MSK) entre otros.

Suroccidente.- Se tiene una peligrosidad sísmica media. Las fallas importantes para el área son Tarqui y Girón. Tanto las curvas de aceleración como las fallas indicadas muestran un rumbo NE-SO. A pesar de que en esta zona no se cuenta con suficientes datos, se podría señalar que el nivel de peligrosidad sísmica presente se debe al proceso de subducción generado en la costa de Ecuador - Perú y que se caracterizan por un cambio importante en la dirección de subducción así como en la dirección de los Andes de NE a SO. (También podría haber una relación con la zona de Fractura Grijalva). Zona Subandina y Oriente.- La Zona Subandina presenta un nivel de peligrosidad sísmica medio y que esta definido por el sistema de fallas Santiago-Upano, Macuma y Taisha que presentan un rumbo aproximado N-S. Es evidente para este lugar una actividad sísmica que se relaciona con un proceso de deformación en un régimen compresivo y que en general afecta a toda la Zona Subandina y Oriente. No se cuenta con información suficiente para poder caracterizar el peligro sísmico en toda la cuenca Oriente. Los sismos históricos relevantes para esta área son: Reventador (1897 imr. 12MKS), Mera (1987, imr. 7MKS), Macas (1995, imr. 8MKS).

**Fallas Citadas tomadas de Mapa de Fallas y Pliegues Cuaternarios de Ecuador y regiones oceánicas adyacentes. USGS, 2003.

Eventos Históricos citados tomados de Catálogo Sísmico del Ecuador IG – EPN.

ANALISIS DE ENERGÍA SÍSMICA LIBERADA EN ECUADOR DESDE 1990 – 2003*** Zona Costera.- En el área comprendida entre 1°S y 1°N se presenta una importante liberación de energía relacionada primordialmente al proceso de subducción que en este sector involucra la Cordillera asísmica de Carnegie. Hacia la zona del Golfo de Guayaquil es notoria un área donde la liberación de energía es prácticamente permanente prolongándose hacia la zona de fractura de Grijalva en la placa Nazca (Yépes et al., 1996).

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Figura 7.- Mapa de Concentración de Energía Sísmica Liberada en el Ecuador año 1998

Cordillera Occidental - Callejón Interandino - Cordillera Real.- No se tiene una clara tendencia de las concentraciones de energía sin embargo, en el sector de Latacunga - Ambato existe una leve concentración de energía que puede calificarse como media y que se encuentra relacionada con el nido de Pisayambo (Yépes et al., 1999). Zona Subandina y Oriente.- Para esta zona se tiene una variación de las energías desde media hasta alta, siendo mayor en el sector del Puyo (relacionados al proceso de subducción). La zona Oriental presenta una energía sísmica liberada con valores bajos. Una concentración importante de energía se libera en los sectores relacionados al sistema de fallas Santiago Upano Macuma, esto de cierta forma justifica la gran cantidad de eventos sísmicos superficiales.

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Figura 8.- Mapa de Concentración de Energía Sísmica Liberada en el Ecuador año 1995

Zona Sur occidental.- Comprende hacia el sur de 3°S, se encuentra caracterizado por una liberación de energía media - alta que se la observa constante durante todo el período estudiado. Posiblemente este comportamiento está relacionado con el cambio en la dirección de subducción (Fosa Perú -Chile) (Pardo Casas et al., 1987).

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Figura 9.- Mapa de Concentración de Energía Sísmica Liberada en el Ecuador año 2003

***Fallas Citadas tomadas de Mapa de Fallas y Pliegues Cuaternarios de Ecuador

y regiones oceánicas adyacentes. USGS, 2003. Eventos Históricos citados tomados de Catálogo Sísmico del Ecuador IG – EPN.

CONCLUSIONES • La sismicidad que se ha desarrollado en la zona costera del país se ve influenciada por la

subducción de la Cordillera de Carnegie y las fallas desarrolladas en la zona tales como Esmeraldas, Río Canandé, Bahía, Jipijapa, Carrizales, Chongón Colonche.

• Se tiene una peligrosidad sísmica alta a media para el Callejón Interandino y de media a baja para los límites de las Cordilleras. Todo este sector geológicamente corresponde a la zona del arco volcánico.

• Esta zona presenta una peligrosidad sísmica de alta a media dominada por fallas con una tendencia NE - SW. En este sector (que incluye parte de la Cuenca de Alamor-Lancones) se da un importante cambio en la dirección de los Andes; esto es, de NE a NW (un rasgo estructural

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para el área es la falla Las Aradas con un rumbo casi N-S). El estilo de subducción para esta parte de Sudamérica cambia, y ello posiblemente se refleja en la importante actividad sísmica que se ha registrado en los últimos años con valores altos de aceleración.

• Las áreas señaladas se ubican en la Zona Subandina caracterizadas por fallamientos en su mayor parte inversos. El modelo de subducción que caracteriza a nuestro país hace de esta zona lo que se denomina un tras arco sometido a deformaciones que explicaría la actividad sísmica observada (nido Puyo). La región que corresponde a una peligrosidad baja se ubica en la Depresión Pastaza. Es evidente para este lugar una actividad sísmica que se relaciona con un proceso de deformación en un régimen compresivo y que en general afecta a toda la Zona Subandina y Oriente (sistema de fallas Santiago Upano Taisha).

• Las características de tendencia de las curvas de aceleración así como de los principales fallamientos y estructuras geológicas determina que se esta produciendo el desplazamiento del bloque Andino en dirección NNE-SSO a lo largo de los sistemas de fallas principales que conforman esta zona y que se relaciona la proceso de subducción que afecta al país.

• Los mapas obtenidos muestran mayores valores de aceleración en gran parte de la zona costera, callejón interandino y la zona de piedemonte hacia el Oriente; esto ratifica que tanto el proceso de subducción, como los sistemas de fallamiento continental (San Isidro, Chingual - La Sofía - Reventador, Pallatanga, Subandino, Bahía entre otros) (13) son potenciales fuentes generadoras de altas aceleraciones.

• La aceleración máxima registrada en el Ecuador es de 0.5g (Murphy) y 1.9g (Trifunac) para sismos con intensidades mayores a 11 MKS, que se registraron en Esmeraldas (1906), Riobamba (1797) y Reventador (1987).

• Para la elaboración del mapa de Peligro Sísmico se consideró la relación de Murphy (1977) ya que los valores obtenidos se ajustan a los criterios unificados utilizados en aplicaciones ingenieriles.

• Los resultados aquí presentados deben ser considerados como valores medios de aceleración esperada por lo que no se aplicarían para obras y lugares específicos sin estudios previos mas detallados.

AGRADECIMIENTOS El presente trabajo nos fue posible realizarlo gracias a la colaboración del personal del Instituto Geofísico, nuestro sincero agradecimiento a Sr. José Egred, Ing. Patricio Ramón, Ing. Alexandra Alvarado, Ing. Alexander García por sus sugerencias. Por su apoyo desinteresado, muchas gracias a nuestros compañeros y amigos. BIBLIOGRAFÍA

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5. EGRED, J. (1999)(a) Catálogo Sísmico del Ecuador. Instituto Geofísico EPN, Quito. 6. EGRED, J. (1999)(b) Los terremotos y su incidencia en el Ecuador. Instituto Geofísico EPN,

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Quito. Inédito. 7. EGRED, J. (1999)(c) Terremoto de Riobamba 4 Febrero de 1797. Inédito. 8. GOMEZ, A. & SALCEDO, E (1987) Leyes de Atenuación de la intensidad macrosísmica en

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19. YÉPEZ F, FERNANDEZ J, YEPES H. (1999). Peligro sísmico, espectros de diseño y requisitos de cálculo para diseño sismo resistente. SIGMA, Novena Edición.

GLOSARIO Se presenta a continuación un glosario con los términos generales que se relacionan al desarrollo del presente trabajo: Distancia Epicentral.- Distancia entre el epicentro y un lugar determinado, por ejemplo una estación sismológica, una línea isosista, una ciudad, etc. Epicentro.- Es el lugar en la superficie terrestre que se encuentra perpendicularmente sobre el hipocentro. Por consiguiente, este parámetro se determina unicamente por las coordenadas, que son las mismas del hipocentro. Falla Geológica o Tectónica.- Zona de fractura en las rocas de la corteza, a lo lrgo de la cual se produce una dislocación o fractura de dos bloques adyacentes. Cuando se tiene evidencias históricas de generación de sismos y existe la probabilidad de que se originen nuevos eventos, se denomina falla activa. Hipocentro.- Es el lugar en el interior de la tierra, donde se origina la ruptura que genera el movimiento sísmico, (generalmente en una falla geológica). Se lo conoce también con el nombre de foco sísmico. Al hipocentro se lo define por coordenadas (latitud y longitud) y la profundidad del foco. Intensidad.- Es la medida de la fuerza del sismo, en función a la forma en que fue sentido por las personas o los efectos causados en los objetos, construcciones y/o la naturaleza . Isosistas.- De cada terremoto se realizan observaciones de intensidad, se trazan líneas que pasan aproximadamente por los lugares de igual intensidad a las cuales se les denomina isosistas. El gráfico

19 obtenido de esta manera se conoce como mapa de isosistas el cual sirve para determinar la zona macrosísmica, la distribución de las intensidades y su forma de atenuación. Estos mapas son también el único medio para la determinación de los parámetros hipocentrales de los terremotos históricos (época pre-instrumental), tales como ubicación del epicentro, profundidad, magnitud, etc. Obvia-mente los valores son aproximados, pues se obtienen con fórmulas empíricas Magnitud.- Este parámetro sísmico índica el tamaño de los sismos. Es una medida cuantitativa de la fuerza de un sismo, relacionada con la cantidad de energía liberada en su foco sísmico. Peligro Sísmico.- (también amenaza sísmica) Es la posibilidad de que ocurra un sismo en una zona o región determinada. Se expresa en términos de probabilidad de ocurrencia de un sismo de una intensidad (magnitud o aceleración) determinada, en un número de años dado. En la cuantificación del peligro sísmico de una región, se toman en cuenta también los posibles fenómenos asociados que causa el movimiento. Riesgo Sísmico.- Estimación de las probables consecuencias sociales y económicas que puede causar un sismo en una zona y espacio de tiempo determinados, en concordancia con el peligro sísmico. Por ejemplo: víctimas, pérdidas materiales, etc. El nivel del riesgo sísmico de un lugar depende en primer lugar, del mayor terremoto probable esperado y en segundo lugar, de factores tales como: la cantidad de asentamientos humanos de la zona, la vulnerabilidad o calidad de las construcciones, la densidad de población, el nivel de preparación de la población en prevención. Sismicidad.- Parámetro que describe las características sísmicas de una zona, lo cual involucra la frecuencia con que se presentan los eventos sísmicos, sus intensidades, magnitudes, aceleraciones, distribución geográfica, profundidad, tipos de efectos, etc. Sismo.- (seismo: del griego “seiein” = mover ) es cualquier vibración o movimiento del terreno sea este de origen natural o artificial. Tradicionalmente se lo conoce como temblor a un movimiento telúrico sentido que no causa daños, mientras que, se denomina terremoto a un sismo destructivo al cual el lenguaje tectónico se lo denomina macrosismo. A los pequeños movimientos que solo son sensibles a los instrumentos sismológicos y no a personas, se los denomina microsismos.