Rodolfo Elías Torres, Ing. Civil Carlos Demetrio Escobar, Ing. Civil Douglas Antonio Hernández, Ing. Civil; Jefe de Departamento Departamento de Investigaciones Sismológicas La ciudad de San Vicente localizada en la zona paracentral de El Salvador a unos 10 km al nor-este del volcán Chichontepec, está asentada sobre una zona que se caracteriza por la existencia de falla geológicas, cuya frecuente actividad ha generado sismos que han causado considerables pérdidas humanas y materiales en dicha ciudad y poblaciones aledañas. La serie sísmica más reciente en la zona, dio inicio el día 1o. de marzo de 1999 a las 3:51 pm hora local, con un sismo magnitud Md = 4.6 y profundidad focal de 10.3 Km. Esta actividad se prolongó hasta el día 6 de abril de 1999. En este período se destaca la ocurrencia de otro sismo el día 17 de marzo a las 3:38 pm hora local, el cual tuvo una magnitud Md = 4.5 y una profundidad focal de 9.1 Km. El área epicentral estuvo localizada al Norte y Noreste del Volcán de San Vicente y las profundidades de los sismos variaron entre 4 km y 20 km. En este trabajo se presentan características del tectonismo y volcanismo de la zona, detalles de la actividad sísmica a partir del 1o de marzo, así como los análisis realizados a los registros sísmicos y a las aguas de la zona con el propósito de determinar el origen de la actividad sísmica. Tectonismo y Volcanismo de la Zona La historia sísmica de El Salvador registra, para la zona de San Vicente, por lo menos cinco sismos que han causado daños en la infraestructura de la ciudad y zona aledañas desde 1783 hasta la fecha. Entre ellos destaca el del 19 de diciembre de 1936, el cual causó la muerte de por lo menos 150 personas, la destrucción del 80% de las viviendas en San Vicente y el éxodo de muchos de sus habitantes. En la Tabla 1 aparecen los sismos que históricamente han causado daño en las poblaciones cercanas al volcán de San Vicente. El Chichontepec es un estratovolcán formado principalmente por rocas andesíticas, y está localizado a unos 50 km al Este de la ciudad de San Salvador con una elevación de 2183 m.s.n.m. De este volcán no se tiene registro de erupciones en el pasado, y los flujos de lava más recientes están cubiertos por cenizas expulsadas por el volcán de Ilopango (Aiuppa y otros, 1992). Actualmente se observa una actividad hidrotermal localizada al pie de su flanco norte, caracterizada por fumarolas y pozas de agua y lodo a una temperatura promedio 95C°. Según el Mapa Geológico de El Salvador, en los cauces del sistema de drenaje del volcán afloran rocas andesíticas laminares. Al Sur se identifican tobas color café; ambas formaciones son consideradas rocas recientes y pertenecen a la formación San Salvador. En la zona comprendida entre el volcán de San Vicente y Apastepeque, predominan afloramientos de rocas basálticas y andesíticas, las cuales son del período terciario y pertenecen a la formación Bálsamo. También se encuentran materiales piroclásticos que pertenecen al período cuaternario y corresponden a la formación Cuscatlán. Véase Figura 1. La tectónica de la zona es de fractura local, caracterizada en el terreno por escarpes de fallas geológicas, las cuales siguen rumbo predominante Este-Oeste, Noroeste y Nor-noreste, dentro de la estructura geológica llamada Fosa o Graben Central. El sistema de fallas geológicas Este-Oeste ha sido asociado con el origen de las series sísmicas de 1975 y 1987 (Morán, 1989). Al Nor-noreste del volcán de San Vicente, se encuentran estructuras de la cadena volcánica tales como Cerro El Teconal, Cerro Santa Rita, Cerro El Cerrón, Laguna de Apastepeque y Laguna de Chalchuapa. Sismicidad a Partir del 1o de Marzo de 1999 La actividad sísmica a partir del 1o de marzo fue registrada por la Red Nacional de Telemetría Sísmica, constituida por 11 estaciones telemétricas y una central de registro. También se contó con las señales de cuatro estaciones telemétricas de la red de Berlín, en Usulután. El número total de sismos registrados fue de 934, de los cuales 71 fueron reportados como sentidos por los habitantes de la ciudad de San Vicente y poblaciones aledañas al volcán. Véase en la Figura 2 el comportamiento de esta actividad sísmica. Los parámetros principales de los sismos de mayor Intensidad se muestran en la Tabla 2. La localización de los 71 sismos sentidos se presentan en la Figura 3. Un acelerógrafo instalado en el Seminario Pío XII de la ciudad de San Vicente registró nueve sismos de esta serie. A partir del 12 de marzo, con el propósito de lograr mayor cobertura de estaciones sismológicas, se instalaron dos sismógrafos portátiles, uno en la gobernación de San Vicente y otro en la unidad de salud de Tecoluca. Este equipo portátil estuvo en operación del 12 al 28 de marzo de 1999. Magnitud de los sismos sentidos La magnitud es un parámetro cuantitativo que representa el tamaño del sismo en términos de la energía liberada por el mismo. El cálculo de la magnitud fue realizado con base en la duración del registro de la señal sísmica. La magnitud máxima registrada fue de 4.6, y esta correspondió al sismo del 1o. de marzo de 1999 a las 3:51 pm hora local. De los 71 sismos sentidos en la zona sólo 6 alcanzaron magnitudes mayores de 3.5 . Comparativamente, la cantidad de energía sísmica estimada y que fue liberada por los 71 sismos, representa aproximadamente el 20% de la energía liberada sólo por el sismo del 10 de octubre de 1986. Intensidad La Intensidad es un parámetro cualitativo que indica el nivel de daño que causa un sismo a las personas, infraestructura, y al terreno. Comúnmente se utiliza la Escala Modificada de Mercalli. La mayor Intensidad fue de VI en la escala de Mercalli Modificada en la ciudad de San Vicente. Las poblaciones con mayores daños materiales fueron Apastepeque, San Vicente y San Cayetano Istepeque. En menor grado resultaron afectadas las poblaciones de Tepetitán, Verapaz y Guadalupe. Las edificaciones con mayores daños en la zona fueron aquellas construidas de bahareque o de adobe. De los 71 sismos, alrededor del 95 % alcanzaron intensidades menores o iguales a IV. Este valor de intensidad corresponde a sismos que provocan que objetos suspendidos oscilen visiblemente y de que puertas y paredes de madera crujan. La determinación de la Intensidad se realizó con base en información proporcionada telefónicamente por los habitantes de San Vicente y lugares aledaños, y por los reportes del personal técnico del CIG que se encontraba en la gobernación de San Vicente. Cabe mencionar que en la ciudad de San Salvador, ubicada a unos 64 Km del área epicentral sólo se sintieron los dos sismos de mayor magnitud. Registro acelerográfico De los nueve registros acelerográficos se obtuvieron parámetros significativos de aceleración, velocidad y desplazamiento del terreno en la zona. En la Tabla 3 se muestran los valores de aceleración máxima para las componentes Norte - Sur, Vertical y Este-Oeste de los sismos de mayor magnitud. En ella se puede observar que el sismo del 17 de marzo de 1999, de magnitud 4.5 fue el que causó la mayor aceleración del terreno con un valor de 168.3 cm/seg2, (17.2% de g). Esta aceleración fue registrada en la componente Este-Oeste. Se hace notar que el resto de estaciones que componen la Red Acelerográfica no fueron activadas por los sismos de la zona de San Vicente. Análisis Realizados Con el propósito de determinar la causa de la actividad sísmica se realizaron análisis del contenido de frecuencia de los sismos, mecanismos focales y parámetros geoquímicos de las aguas en las cercanías del volcán. Contenido de frecuencia Las frecuencias predominantes de un sismo permiten caracterizar la posibilidad
de una actividad sísmica tectónica o volcánica.
a) Vibraciones del suelo producidas por rocas adyacentes al magma estacionado
o en movimiento.
Un sismo de origen tectónico o de fallamiento local posee una frecuencia predominantemente alta. Sin embargo, también pueden generar altas frecuencias aquellos sismos localizados en el edificio volcánico originados por el fracturamiento de la roca debido al ascenso de magma. Para el caso de San Vicente se determinó el contenido de frecuencias de algunos sismos, obteniendo valores superiores a 11 Hz, lo cual indica que pudieron haber sido producidos por el fallamiento local de la zona. Mecanismo focal La determinación del mecanismo focal de diez sismos de la serie ocurrida en San Vicente tuvo como propósito calcular la orientación del plano de fractura, el cual está definido por su acimut, buzamiento y ángulo de deslizamiento. Los sismos analizados presentaron un plano de falla con dirección Este-Oeste, el cual coincide con el rumbo predominante del sistema de fallas geológicas del área epicentral. El mecanismo mostrado por los sismos fue del tipo transcurrente con una pequeña componente normal de deslizamiento. Este tipo de mecanismo es característico de sismos generados por el activamiento de fallas geológicas locales. Geoquímica Con el propósito de detectar indicadores de actividad volcánica durante la ocurrencia de los sismos, se procedió a investigar los parámetros geoquímicos de las aguas en el volcán de San Vicente y sus alrededores. En cada sitio se determinó la temperatura y pH del agua, así como las concentraciones de sulfatos, cloruros y bicarbonatos. El rango de temperaturas, los valores de pH, concentraciones de sulfatos, cloruros y bicarbonatos, medidos en cada uno de los sitios durante la actividad sísmica no presentaron variaciones apreciables durante el período de muestreo. Algunos de estos parámetros fueron comparados con estudios previos realizados en la zona y tampoco se observaron diferencias notables. Comentarios La actividad sísmica localizada al Norte y Noreste del Volcán de San Vicente fue originada por el fallamiento geológico local de la zona, lo cual se refleja en los resultados de los análisis realizados a los sismogramas, la ubicación de los sismos fuera de la estructura volcánica y la muy poca variación de los índices geoquímicos del volcán. Debida a la complejidad del sistema de fallas geológicas en cuanto a su número y orientación, resulta difícil establecer con exactitud, cual de dichas fallas fue la que dio origen a la actividad sísmica. Agradecimientos Se agradecen los comentarios y sugerencias del Dr. Dan Miller, Dr. Christopher
Newhall y Dr. John Ewert del Observatorio Vulcanológico de Cascades
en Vancouver, Washington, del Dr. Randall White del Servicio Geológico
de los Estados Unidos (USGS); Dr. Servando de la Cruz del CENAPRED en México
y Dr. Federico Guendel de la Universidad Nacional de Costa Rica. Se agradece
también a la Ing. Marisa Orantes del laboratorio de Geoquímica
del CIG por el apoyo en la etapa de análisis químico de las
muestras de agua.
Bibliografía Aiuppa, A., Carapezza, M. L. Parello, F., (1997). Fluid Geochemistry of the San Vicente Geothermal Field (El Salvador), Geothermics 26, 83-97. Detalles Completos de la Catástrofe del 19 de Diciembre de 1936., (1941). Edición Extraordinaria del Semanario "El Excelsior". pp. 73-81. Fernández, E.; Martínez, M. y Valdés J., (1993). Manual de Laboratorio IV Curso Regional sobre Metodología de Vigilancia Volcánica con Énfasis en Gases Volcánicos. Universidad Nacional. Heredia, Costa Rica. Giggenbach, W. F. And Glover, R. B. (1975). The Use of Indicators in the Surveillance of Volcanic Activity Affecting the Crater Lake on Mt. Ruapehu, New Zealand. Bull. Volc. Vol 39. Hart, W. J. E. And Steen-McIntyre, V., (1983). Tierra Blanca Joven Tephra from the A. D. 260 Eruption of Ilopango. Havskov, Jens and Lindholm, Conrad., (1997). The Seisan Earthquake Analysis Software for the IBM Pc and Sun". Version 6.0. Institute of Solid Earth Physics, University of Bergen, Norway. Mapa Geológico de la República de El Salvador, (1978). Bundesanstalt Geowissenchaften und Rohstoffe, Hanover, Alemania. Impreso por el Instituto Geográfico Nacional de El Salvador Martínez H, Maximiliano. (1978). Cronología Sísmica y Eruptiva de la República de El Salvador desde 1520 hasta 1976. Centro de Investigaciones Geotécnicas, Ministerio de Obras Públicas, República de El Salvador. Meyer-Abich, H. And Williams, H., (1956). The Apastepeque Volcanic Field. Anales del Servicio Geológico Nacional de El Salvador, Boletín No 2, 62-67. Meyer-Abich, Helmut., (1956). Los Volcanes Activos de Guatemala y El Salvador. Anales del Servicio Geológico Nacional. No 3, San Salvador, El Salvador. Moran O. Guillermo N. (1989)., Evaluación de la Amenaza Sísmica para el Área Geotérmica de Berlín, El Salvador, Centro América, Universidad de Costa Rica, Costa Rica. Rotolo, G. S. And Castorina, F., (1998). Transition from Mildly-Tholeiitic-Alkaline Suite: the case of Chichontepec Volcanic Centre, El Salvador, Central America. Journal of volcanology and Geothermal Research 86. Tilling, Robert. Y Beate Bernardo., (1989). Los Peligros Volcánicos. Organización Mundial de Observatorios Vulcanológicos, Apuntes para un Curso breve, Santa Fe, Nuevo México. Udías, A., Muñoz, D. Y Buforn, E., (1985). Mecanismo de los Terremotos y Tectónica. Editorial Universidad Complutense de Madrid, España. Regresar a Departamento de Sismologia |
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