Sismicidad frente a Playa Los Cobanos, Departamento de Sonsonate  durante los días 13, 14 y 15 de diciembre del 2004. Introducción Un sismo de magnitud 5.9[1] ocurrió el día 13 de diciembre del 2004 a las 9:23 AM (hora local), localizándose a unos 25 kilómetros al Sur de Playa Los Cobanos, en el Departamento de Sonsonate. Se asignó una intensidad en la escala de Mercalli Modificada (MM) de V en San Salvador. Cabe mencionar que este evento fue el de mayor magnitud generado frente a la costa salvadoreña durante el año 2004. Unas horas antes del sismo se registraron dos eventos en la misma zona, con magnitudes de 2.4 y 2.5. Posteriormente a las 9:23am, se registraron una serie de réplicas con magnitudes entre 2.4 y 4.5. A continuación se presenta la información con más detalle sobre las características de esta sismicidad (profundidad focal, aceleraciones, mecanismo focal, entre otras). Características de la sismicidad La figura 1 muestra el sismograma en la estación sísmica El Retiro (RTR, ubicada en el Volcán Ilamatepec en Santa Ana) para el periodo comprendido entre las 00:00 horas y las 24:00 horas UTC del día 13 de diciembre de 2004. Nótese la ocurrencia de la serie de réplicas, cuyas magnitudes oscilan entre 2.4 y 4.6. En la tabla 1 se presenta los parámetros principales de los sismos localizados. Es importante mencionar que hasta el día 14 de diciembre se habían registrado 115 réplicas, de las cuales el 56% se generaron en las seis horas posteriores al evento principal. Después del día 14, ocurrieron algunos sismos de manera esporádica. En la figura 2 se presenta el número de sismos ocurridos por hora. Figura 1Registro de réplicas del sismo ocurrido el 13 de diciembre frente a Costa de Sonsonate, obtenido con estación sísmica El Retiro (RTR). La figura de la izquierda es el registro de las 00:00 a las 12:00 horas y el de la derecha de las 12:00 a las 24:00 horas (tiempo local). Por fallas técnicas en el sistema el registro del sismo de las 9:23 no aparece en esta figura.   Figura 2: Número de sismos por hora ocurridos frente a la costa de Sonsonate durante los días 13, 14 y 15 de diciembre del 2004. Aceleraciones registradas. Toda la red de estaciones acelerográficas digitales registraron el sismo y los valores máximos observados oscilaron en el rango de 4 a 57 cm/seg2 . En la figura 3 se presenta el comportamiento de las aceleraciones registradas en cada estación para las tres componentes del movimiento del suelo (Norte-Sur, Este-Oeste y vertical). En la figura 3 se puede observar que las estaciones Universidad Don Bosco (UDBS) y Unidad de Salud de La Herradura (HERR) muestran los valores más altos de aceleración, probablemente debido a efectos locales de sitio, ya que no son las estaciones más cercanas al epicentro. Figura 3: Aceleraciones registrada durante el sismo del 13 de diciembre del 2004 a las 9:21 AM (hora local). Además del valor máximo registrado en cada una de las componentes se presenta la distancia entre el epicentro del sismo y cada una de las estaciones. Mecanismo focal Con el objeto de definir el tipo de falla que generó el sismo, se realizó el calculo de su mecanismo focal utilizando el método de la polaridad de la onda P, usando datos registrados por las estaciones de SNET, INSIVUMEH (Guatemala), INETER(Nicaragua) y UCR (Cosa Rica). En la figura 4 se presenta el mecanismo focal obtenido, en el cual se muestra la geometría de una falla tipo vertical, y es congruente con el resultado mostrado en el catálogo de mecanismos focales de la Universidad de Harvard  http://www.seismology.harvard.edu/CMTsearch.html). Figura 4: Epicentro y mecanismo focal de sismo ocurrido el 13 de diciembre del 2004 frente a Costas del Departamento de Sonsonate. También se muestran los epicentros de sus réplicas, cuyos parámetros principales se presentan en la tabla 1 Análisis de esfuerzos estáticos de Coulomb. Es importante notar que previo al sismo del 13 de diciembre de 2004, el territorio salvadoreño fue afectado por un sismo de magnitud Mw = 6.3 (NEIC) el 20 de noviembre de 2004, localizado frente a la costa del departamento de Ahuachapán. En este sentido, se realizó un análisis de la transferencia de esfuerzos estáticos de Coulomb, con el objeto de determinar si el sismo de noviembre actuó como disparo del sismo de diciembre y cómo ambos a su vez pudieran haber afectado el estado de las fallas locales dentro del territorio. La información sísmica utilizada para el análisis corresponde al catálogo del Servicio Nacional de Estudios Territoriales (SNET), así como a parámetros sísmicos del National Earthquake Information Center (NEIC-USGS) y mecanismos focales del CMT de Harvard. El programa utilizado para el cálculo es el GNStress1_5 (Robinson R, Institute of Geological & Nuclear Sciences, New Zeland). Se analizó la información sismológica de los eventos principales y de las nubes de réplicas, obteniéndose los parámetros siguientes para el modelo de transferencia de esfuerzos: a) Sismo del 20 de noviembre de 2004, frente a Costas de El Salvador. Hora (GMT) : 22:01 Dirección ( ) : 286 Buzamiento ( ) : 27 Deslizamiento( ) : 70 L ruptura : 25 km Ancho ruptura : 22.5 km Top del plano de falla : 10 km Centro del plano de falla : latitud: 13.250, longitud: -90.350 Mw : 6.3 (NEIC). b) Sismo del 13 de diciembre de 2004, frente a Costas de El Salvador. Hora (GMT) : 15:23 Dirección ( ) : 301 Buzamiento ( ) : 3 Deslizamiento( ) : 89 L ruptura : 10 km Ancho ruptura : 10 km Top del plano de falla : 35 km Centro del plano de falla : latitud: 13.290, longitud: -89.810 Mw : 6.0 (NEIC). Para la evaluación de la transferencia de esfuerzos estáticos se consideraron los siguientes casos: Efecto del sismo del 20 de noviembre de 2004 (22:01 GMT) sobre el plano de falla del sismo del 13 de diciembre de 2004 (figura 5). Efecto del sismo del 20 de noviembre de 2004 sobre un plano de falla de desgarre dentro del territorio ( : 110 ; : 80 ; : 180 , aproximadamente dirección Este-Oeste) véase figura 6. Efecto del sismo del 20 de noviembre de 2004 sobre un plano de falla de desgarre dentro del territorio ( : 0 ; : 80 ; : 0 , aproximadamente dirección Norte-Sur) véase figura 7. Efecto del sismo del 13 de diciembre de 2004 sobre un plano de falla de desgarre dentro del territorio ( : 110 ; : 80 ; : 180 , aproximadamente dirección Este-Oeste) véase figura 8. Efecto del sismo del 13 de diciembre de 2004 sobre un plano de falla de desgarre dentro del territorio ( : 0 ; : 80 ; : 0 , aproximadamente dirección Norte-Sur) véase figura 9. Los planos de falla de desgarre mencionados en los literales b, c, d, y e han sido definidos de acuerdo con fallas identificadas en la zona occidental del país (aproximadamente en la zona de Juayua-Apaneca- Ahuachapán), en conjunto con el personal del Departamento de Geodinámica de la Universidad Complutense de Madrid, basado en imágenes de satélite para El Salvador y en la geología local previamente estudiada. A continuación se muestra en forma gráfica cada uno de los casos especificados en los literales anteriores. Figura 5: Efecto del sismo del 20 de noviembre sobre el plano del sismo del 13 de diciembre. El rango de esfuerzos está comprendido entre -0.25 bars y 0.25 bars. No se aprecia incremento de esfuerzo en la zona epicentral del sismo del 13 de diciembre.   Figura 6: Efecto del sismo del 20 de noviembre sobre el plano dentro del territorio ( : 110 ; : 80 ; : 180 ). Los esfuerzos han sido evaluados a 12 km de profundidad. El rango de esfuerzos está comprendido entre -0.25 bar y 0.25 bar. Probablemente exista un incremento de esfuerzos alrededor de 0.25 bar cerca de la costa.   Figura 7: Efecto del sismo del 20 de noviembre sobre el plano dentro del territorio ( : 0 ; : 80 ; : 0 ). Los esfuerzos han sido evaluados a 12 km de profundidad. El rango de esfuerzos está comprendido entre -0.25 bar y 0.25 bar. Probablemente exista un incremento de esfuerzos alrededor de 0.25 bar cerca de la costa.   Figura 8: Efecto del sismo del 13 de diciembre sobre el plano dentro del territorio ( : 110 ; : 80 ; : 180 ). Los esfuerzos han sido evaluados a 12 km de profundidad. El rango de esfuerzos está comprendido entre -0.1 bar y 0.1 bar. No se aprecia un incremento significativo de esfuerzos.   Figura 9: Efecto del sismo del 13 de diciembre sobre el plano dentro del territorio ( : 0 ; : 80 ; : 0 ). Los esfuerzos han sido evaluados a 12 km de profundidad. El rango de esfuerzos está comprendido entre -0.1 bar y 0.1 bar. No se aprecia un incremento significativo de esfuerzos. Discusión de Resultados Este sismo como muchos otros suscitados en el Océano Pacifico fue acompañado por una serie de replicas con magnitudes de hasta 4.6 y la mayoría de ellas ocurrieron en las primeras seis horas posteriores al sismo principal (véase figuras 1 y 2). El hecho de que ocurrieran replicas sentidas mantuvo alarmada a gran parte de la población salvadoreña. El tipo de suelo tiene gran influencia en la magnitud del movimiento sísmico. Referido a este fenómeno, se compararon los datos registrados por la estación acelerográfica ubicada en el Puerto de Acajutla-Sonsonate (ACAJ) a unos 37 kilómetros del epicentro, con la estación de San Luis La Herradura - La Paz (HERR) a unos 90 kilómetros del epicentro. De acuerdo con lo datos mostrados en la Figura 3, la estación de La Herradura registró valores de aceleración entre 3 y 4 veces más que la estación Acajutla, a pesar de estar ubicada a una distancia mucho mayor del epicentro. Para explicar este hecho es importante indicar que la estación Acajutla-sonsonte se encuentra ubicada en un sitio rocoso y la estación La Herradura en suelos sedimentarios. Caso similar se observa en la estación UDBS- San Salvador ubicada sobre un espesor bastante considerable de Tierra Blanca. De acuerdo a datos del mecanismo focal el sismo fue generado por un tipo de falla de movimiento vertical a una profundidad mayor a 50 kilómetros. Este tipo de fallas pueden generar en algunos casos Tsunamis, afortunadamente, la magnitud y la profundidad a la que ocurrió este sismo no contribuyeron a la generación de este fenómeno. Con relación a la evaluación de la transferencia de esfuerzos para los sismos del 20 de noviembre y 13 de diciembre de 2004, es importante indicar que el análisis consideró parámetros preliminares de los planos de falla de los sismos principales, a los cuales se tuvo acceso al momento de la evaluación (por ejemplo, el plano de falla del sismo del 13 de diciembre se estimó a partir de una expresión empírica) por lo que hasta este nivel, los resultados proporcionan una buena idea de la distribución de los esfuerzos inducidos en los planos analizados. Los resultados obtenidos de la evaluación de la transferencia de esfuerzos indican que no hubo un incremento significativo de los esfuerzos dentro del territorio salvadoreño por efecto de los sismos del 20 de noviembre y 13 de diciembre. Normalmente, se ha observado que el mecanismo de disparo se provoca cuando se generan incrementos de esfuerzos superiores a 0.5 bar. Debajo de este valor los resultados son debatibles.   Tabla 1: Parámetros principales de sismos ocurridos frente a Costas del Departamento de Sonsonate los días 13, 14 y 15 de diciembre del 2004. El tipo de magnitud C es calculada usando la duración total del sismo y el tipo L es usando la máxima amplitud. año mes día hora (GMT) minutos segundos latitud (grados) longitud (grados) prof. (km) n° est. usadas RMS mag. Tipo de mag. mag. Tipo de mag. 2004 12 13 5 50 49.7 13.226 -89.747 32.3 8 0.2 2.4 C     2004 12 13 7 58 26.3 13.199 -89.774 32.8 9 0.5 2.5 C     2004 12 13 15 23 41.7 13.244 -89.775 52.2 56 0.9     5.9 L 2004 12 13 15 28 38.4 13.289 -89.692 39.5 15 0.4 3.4 C     2004 12 13 15 36 24.1 13.305 -89.684 29.3 16 0.4 3.3 C     2004 12 13 15 39 51.3 13.267 -89.701 33.6 16 0.4     4.0 L 2004 12 13 15 39 51.3 13.267 -89.701 33.6 16 0.4     4.0 L 2004 12 13 15 39 51.3 13.267 -89.701 33.6 16 0.4     4.0 L 2004 12 13 15 39 51.6 13.287 -89.670 44.5 15 0.3 3.6 C 4.0 L 2004 12 13 15 46 32.5 13.325 -89.672 38.9 10 0.2 2.9 C     2004 12 13 15 52 0.2 13.306 -89.662 32.7 12 0.4 3.1 C 3.0 L 2004 12 13 15 53 47.8 13.286 -89.675 16.2 6 0.4 2.7 C     2004 12 13 15 57 12.5 13.224 -89.704 16.8 9 0.2 2.4 C     2004 12 13 16 3 5.9 13.276 -89.675 32.3 14 0.3 3.1 C     2004 12 13 16 7 18.4 13.230 -89.648 33.0 8 0.1 3.1 C     2004 12 13 16 7 29.3 13.304 -89.755 38.6 10 0.2 3.0 C     2004 12 13 17 19 1.4 13.307 -89.707 31.8 10 0.3 2.9 C     2004 12 13 17 53 44.0 13.262 -89.732 29.6 11 0.3 3.6 C 3.8 L 2004 12 13 17 58 9.7 13.328 -89.749 38.4 6 0.2 2.4 C     2004 12 13 18 11 12.5 13.229 -89.685 32.0 6 0.2 2.5 C     2004 12 13 20 18 59.7 13.314 -89.697 50.0 16 0.4 3.5 C 3.7 L 2004 12 14 1 34 35.0 13.228 -89.646 37.7 7 0.2 2.4 C     2004 12 14 1 47 38.7 13.278 -89.732 33.4 6 0.2 2.3 C     2004 12 14 3 44 53.7 13.301 -89.658 33.2 13 0.2 3.0 C 3.2 L 2004 12 14 4 40 1.9 13.339 -89.629 47.9 16 0.2 3.9 C 4.1 L 2004 12 14 5 8 0.8 13.310 -89.724 33.2 16 0.2 3.1 C 3.0 L 2004 12 14 5 14 30.9 13.288 -89.739 33.4 8 0.1 2.6 C     2004 12 14 5 25 23.0 13.279 -89.678 32.1 9 0.2 2.8 C     2004 12 14 5 37 9.4 13.274 -89.675 31.9 7 0.1 2.6 C     2004 12 14 5 39 44.1 13.280 -89.658 25.1 7 0.1 2.5 C     2004 12 14 5 51 17.1 13.323 -89.693 32.3 8 0.1 2.9 C     2004 12 14 6 13 44.4 13.338 -89.713 41.4 11 0.3 3.1 C 2.7 L 2004 12 14 9 21 45.9 13.266 -89.725 21.0 9 0.2 2.6 C     2004 12 14 9 27 8.8 13.314 -89.722 32.4 8 0.2 2.5 C     2004 12 14 10 41 52.6 13.269 -89.732 32.7 6 0.2 2.6 C     2004 12 14 11 11 58.5 13.296 -89.655 33.3 11 0.2 2.9 C     2004 12 14 11 48 14.8 13.265 -89.705 24.5 8 0.2 2.6 C     2004 12 14 13 42 35.3 13.254 -89.703 33.4 11 0.2 3.2 C     2004 12 14 14 21 40.3 13.190 -89.733 31.2 5 0.1 2.6 C     2004 12 14 17 42 47.3 13.200 -89.739 13.2 7 0.3 2.6 C     2004 12 14 17 57 20.8 13.243 -89.679 32.9 10 0.3 3.0 C     2004 12 14 18 22 5.3 13.168 -89.630 40.8 21 0.3     4.6 L 2004 12 14 18 30 42.0 13.213 -89.577 32.3 4 0.3 2.7 C     2004 12 14 18 34 9.1 13.235 -89.762 25.9 8 0.2 2.7 C     2004 12 14 19 17 36.0 13.183 -89.658 13.1 7 0.2 2.5 C     2004 12 14 22 13 25.3 13.287 -89.705 32.0 9 0.3 2.7 C     2004 12 14 22 24 41.8 13.302 -89.718 53.3 14 0.4 3.3 C     2004 12 15 0 59 20.9 13.277 -89.722 32.8 12 0.4 3.1 C 3.2 L 2004 12 15 1 25 15.6 13.274 -89.746 31.0 14 0.3 3.3 C 3.5 L 2004 12 15 2 42 5.4 13.311 -89.754 48.8 12 0.3 3.3 C 3.4 L 2004 12 15 4 59 30.9 13.289 -89.750 31.7 8 0.2 2.8 C     2004 12 15 6 36 48.3 13.121 -89.695 50.0 10 0.2 2.4 C     2004 12 15 8 40 14.9 13.271 -89.740 43.7 11 0.3 3.0 C     2004 12 15 9 28 33.9 13.243 -89.692 13.1 4 0.2 2.6 C     2004 12 15 10 6 7.5 13.221 -89.770 35.8 6 0.3         2004 12 15 15 15 44.4 13.208 -89.698 31.1 13 0.3 3.2 C     2004 12 15 17 24 3.1 13.221 -89.726 10.6 5 0.1 2.4 C     2004 12 15 19 46 24.5 13.251 -89.673 29.7 5 0.2 2.4 C       [1]Preliminarmente este sismo fue reportado con una magnitud de 6.1. Al integrar toda la información existente se obtuvo un valor de 5.9.