Geológicos


RIESGOS GEOLÓGICOS:


Dr. Miguel Ángel Santoyo García Galiano
Ing. Verónica Ávila Bravo

 

RESUMEN

Los principales riesgos geológicos en el país pueden clasificarse, de forma general, en sísmicos, volcánicos, movimientos de remoción de masas, deslizamiento de laderas, fallas geológicas, Tsunamis y hundimientos y agrietamientos.

En este trabajo se presenta un diagnóstico general de cada uno de los riesgos anteriores. Los riesgos sísmicos involucran a todos los sismos generados en el país. Esto es, sismos localizados a lo largo de las costas del Pacífico en México, así como sismos intraplaca de profundidad intermedia y sismos corticales someros. La mayoría de los sismos de gran magnitud (M>7) los conforman los eventos costeros someros (5-45 km) y de profundidad intermedia (45-120 km). Los sismos corticales, en general, tienen magnitudes menores, pero ocurren cerca de las poblaciones, por lo que los tres tipos de eventos implican fuertes peligros para la población, debido a que 30% del territorio se encuentra en zonas de alto o muy alto peligro sísmico.

Los riesgos volcánicos se concentran en el Cinturón Volcánico Transmexicano, región donde también se encuentra aproximadamente la mitad de la población del país. Esta combinación produce un incremento sustancial del riesgo geológico en el territorio nacional.

Los deslizamientos de tierra, originados por variaciones en el contenido de agua del subsuelo y laderas de montañas y volcanes, producen gran cantidad de bajas al año debido a que parte de la población tiende a asentarse en las partes bajas de las laderas inestables. Los hundimientos por extracción de agua, aun cuando no implican un gran peligro para la integridad física de la población sí lo son para la infraestructura.

Finalmente, los tsunamis, aunque poco frecuentes en el territorio nacional, han llegado a producir fuertes daños a las poblaciones costeras. Éstos, en general, son provocados por grandes sismos en el fondo del mar cercano a la costa, o por erupciones y colapsos de tierra en el fondo de los océanos.

DIAGNÓSTICO

Por su ubicación geográfica y características tectónicas, México es un país con una de las mayores incidencias en peligros asociados a los fenómenos geológicos, se clasifican de forma general en:

  • Riesgos sísmicos
  • Riesgos volcánicos
  • Riesgos por movimientos de remoción en masa (deslizamientos, desprendimientos, flujos, deslaves, etc)
  • Riesgos por hundimientos y agrietamientos
  • Riesgos por fallas geológicas
  • Riesgos por Tsunamis

 

 1. Riesgos sísmicos

Los riesgos sísmicos involucran todos los sismos generados en el país. Esto es, sismos localizados a lo largo de las costas del Pacífico en México, así como sismos intraplaca de profundidad intermedia y sismos corticales someros. La mayoría de los sismos de gran magnitud (M>7) los conforman los eventos costeros someros (5-45 km) de profundidad intermedia (45-120 km). Los sismos corticales, en general, tienen magnitudes menores, pero ocurren cerca de las poblaciones, por lo que los tres tipos de eventos implican fuertes peligros para la población.

 

Tectónica de México y las principales familias de sismos

 La placa de Rivera, que es una placa pequeña, se desplaza bajo los estados de Jalisco y de Colima con una velocidad relativa entre 2.5-5.0 cm/año (Kostoglodov y Bandy, 1994). La frontera entre la placa de Rivera y la de Cocos es hasta cierto punto  incierta, pero se estima que ocurre frente a la costa de Manzanillo aproximadamente a los 19°N y 104°W. La velocidad relativa de la placa de Cocos respecto al continente varía desde unos
5 cm/año cerca de Manzanillo hasta 8 cm/año en Chiapas (figura 1). El terremoto de Jalisco del 3 de junio de 1932 (Ms=8.2) (Singh et al., 1985a) muestra que una placa pequeña y joven, como la de Rivera, y con una velocidad de subducción relativamente baja, es capaz de generar grandes temblores. Este terremoto ha sido el más grande que ha ocurrido en México en el siglo XX.

[2] Kostoglodov V. and W. Bandy (1995), Seismotectonic constraints on the convergence rate between the Rivera and North American plates, J. Geophys. Res., 100, 17,977-17,989.

[3] Singh, S.K., Ponce, L. y Nishenko, S.P. (1985a). The great Jalisco, Mexico earthquake of 1932: subduction of the Rivera plate, Bull. Seism. Soc. Am., 75, 1301-1313.

 También ocurren grandes temblores en regiones continentales a profundidades intermedias entre 35 y 120 km. En este caso, los temblores presentan, en general, un mecanismo de fallamiento normal que refleja el rompimiento de la litósfera oceánica subducida (Singh et al., 1985b). Si bien este tipo de eventos es menos frecuente, puede causar grandes daños. Algunos ejemplos de estos sismos son el de Oaxaca del 15 de enero de 1931 (Ms=7.8), el de Orizaba del 23 de agosto de 1973 (Ms=7.3) y el de Huajuapan de León del 24 de octubre de 1980 (mb=7.0).

 

Figura 1. Marco tectónico del Pacífico sur de México

Cocos = placa oceánica de Cocos; Rivera = placa oceánica de Rivera; Pacífico = placa Oceánica del Pacífico; EGG = Graben El Gordo; TFZ = zona de fracturas de Tamayo; RFZ = zona de fracturas de Rivera; OFZ = zona de fracturas de Orozco; OGFZ = zona de fracturas de O’Gorman; TR= Ridge de Tehuantepec; TMVB = Cinturón Volcánico Transmexicano

(Nota: Los rasgos tectónicos fueron normados en honor a los grandes muralistas mexicanos después del Año Geofísico Internacional en 1958)

 Menos frecuentes, pero no menos importantes, son los temblores que ocurren dentro de la placa continental (Ms£7). Dependiendo de su ubicación, tales eventos pueden generar daños considerables en los asentamientos humanos, como el temblor de Jalapa del 3 de enero de 1920; Ms=6.4, o el de Acambay del 19 de noviembre de 1912; Ms=7.0 (figura 2).

Figura 2. Relación entre la tectónica y la sismicidad en México

(Kostoglodov, 2001)

La morfología de la placa subducida ha sido estudiada por diversos autores. Los resultados indican una subducción con ángulos entre 45° en Jalisco, hasta casi horizontal en Guerrero; 12° en Oaxaca y de nuevo 45° en Chiapas. El contorno de 80 a 120 km de profundidad de la zona de Benioff (zona definida por la distribución de los focos de terremotos y que desciende desde la superficie bajo la corteza terrestre con ángulos que varían entre 30° y 80°) aproximadamente coincide con la línea de los volcanes y tiene un ángulo oblicuo respecto a la costa.

 En el Pacífico noroeste y Mar de Cortés, la sismicidad está dominada por el movimiento divergente y de transcurrencia (movimiento lateral diestro) entre la placa oceánica del Pacífico y la continental de Norteamérica. Allí, las tasas relativas de movimiento son del orden de 3.0 cm/año.

 

Peligro y riesgo sísmico

El riesgo sísmico se evalúa en función de al menos tres factores fundamentales que son el peligro, el grado de exposición y la vulnerabilidad del sistema en estudio.

El peligro sísmico se cuantifica en general, en términos de los periodos de retorno (o sus inversos, las tasas de excedencia) de alguna medida del movimiento del terreno como puede ser la máxima aceleración del terreno (Amax), o en general, las intensidades sísmicas relevantes en el comportamiento de las estructuras (Sa). La tasa de excedencia de esta medida de movimiento se define como el número medio de veces, por unidad de tiempo, en que el valor de esa intensidad sísmica es excedido.

El peligro sísmico podría determinarse directamente, si en un tiempo suficientemente largo, se contara el numero de veces en que se ha excedido algún valor dado de aceleración en un sitio de interés. Esta determinación directa, sin embargo, rara vez es posible debido a que no se dispone de catálogos completos de las aceleraciones que se han producido en un sitio, por causa de sismos pasados.

Por lo anterior, resulta necesario calcular el peligro sísmico de manera indirecta, mediante la evaluación de la tasa de actividad sísmica en las fuentes generadoras de temblores, integrando posteriormente los efectos que producen en un sitio dado los sismos que se generan en la totalidad de dichas fuentes. Ordaz y Reyes (1999)[1] describen un método para la estimación de los parámetros anteriores.

Se considera que las variables sísmicas relevantes en el comportamiento estructural son las ordenadas del espectro de respuesta Sa (pseudoaceleraciones, 5% del amortiguamiento crítico) (e.g. Newmark y Hall, 1982)[2], cantidades que son aproximadamente proporcionales a las fuerzas laterales de inercia que se generan en las estructuras durante sismos y que dependen de la propiedad dinámica estructural conocida como el periodo natural de vibración (T). Así, el peligro sísmico se expresa en términos de la tasa de excedencia de algún valor dado de dicha variable sísmica.

El grado de exposición está fundamentalmente relacionado por una parte con el tamaño de la población o el número de construcciones y demás infraestructura expuesta al peligro y por la otra con las distancias a las regiones epicentrales. Las vulnerabilidades están relacionadas con la predisposición de un sistema ya sea estructural o poblacional a ser dañado por un peligro o amenaza dada.

En la Figura 3 se muestra el mapa de intensidades sísmicas para eventos con magnitud mayor a 5 en México para el periodo 1900-1985

 

 

Figura 3. Intensidades sísmicas en México para el periodo 1900-1985. (de: CENAPRED 2001)

Intensidades sísmicas máximas obtenidas de 49 mapas de isosistas de temblores importantes ocurridos entre 1845 y 1985, la mayoría con magnitud superior a 7. Aunque no se cubren todos los temblores grandes ocurridos en ese lapso, la distribución de los eventos considerados en este mapa es representativa de la sismicidad en México.

 

En la Figura 4 se muestran las zonas de ruptura de sismos con magnitudes mayores a 6.5 en México en el último siglo. Se puede observar que existen actualmente dos vacíos o brechas sísmicas importantes en la zona de convergencia del Pacífico en México. Por una parte se tiene el Gap o Brecha de Guerrero donde no han ocurrido sismos relevantes desde 1912. Por la otra se tiene la Brecha de Tehuantepec, en la zona del Istmo, donde no se han registrado grandes sismos desde mediados del siglo pasado.

 

Figura 4. Areas de réplicas de grandes sismos durante el siglo pasado en México. (De Kostoglodov y Pacheco, 2001)

En la Figura 5 muestra el mapa de peligro sísmico en términos de la máxima aceleración del terreno, para un periodo de retorno de 475 años.

 Figura 5. Peligro sísmico para la república mexicana. (Fuente USGS 2001)

Aquí se observa que las regiones con mayor peligro sísmico en México son aquellas localizadas a lo largo de la costa del Pacífico sur de México, y la zona norte de la Península de Baja California

 

2. Riesgos Volcánicos.

Desde el siglo pasado, la actividad volcánica ha representado uno de los peligros naturales más importantes para la sociedad mexicana. Esto es debido a que, por la riqueza orgánica de los suelos volcánicos y por las condiciones favorables para la agricultura, gran parte de la población tiende a ubicarse alrededor de volcanes activos.

Lo anterior, aunado a la actual sobrepoblación existente en México, indudablemente determinan el número potencial de víctimas por una erupción volcánica. Esto resulta evidente al observar que los volcanes más activos del país se encuentran alrededor de zonas densamente pobladas (Figura 6).

 Figura 6. Distribución de la densidad de la población, en relación con la localización de los volcanes activos en la República Mexicana. (Tomada de: CENAPRED 2001)

 Panorama de la actividad volcánica en México

 La mayor parte del vulcanismo reciente en el territorio nacional se localiza a lo largo de la Faja Volcánica Transmexicana, en la que se ubican la mayor parte de los doce volcanes activos más importantes del país. Esta cadena montañosa de origen volcánico, se extiende sobre la parte central de la República Mexicana con una dirección general E-W, a lo largo de más de 1,000 km, del Océano Pacífico al Golfo de México, por los estados de Jalisco, Colima, Michoacán, Estado de México, Distrito Federal, Puebla y Veracruz.

México cuenta al menos con doce volcanes con actividad reciente (T<100,000 años) (Tabla 1), entre los cuales se encuentran el Popocatépetl y el Volcán de Fuego de Colima. Sin embargo, es necesario no subestimar la existencia de numerosos volcanes activos en estado de aparente quietud, los cuales representan un peligro latente (e.g. el  Nevado de Toluca entre otros).

 

El peligro volcánico

 

Para representar el peligro volcánico se utilizan mapas elaborados con base en la información geológica disponible en las regiones afectadas por erupciones previas, conjuntamente con datos topográficos que permiten prever las trayectorias de los productos volcánicos. Los mapas de peligro volcánico incluyen información de los riesgos primarios, como son los flujos piroclásticos o la caída de fragmentos de roca y los riesgos secundarios, como son los flujos de lodo e impacto ambiental.

Con los eventos de actividad volcánica reciente del Popocatépetl (1994 a la fecha) y del Volcán de Colima (desde 1998), aumentó la sensibilidad de la sociedad mexicana hacia los fenómenos volcánicos. Un avance importante en nuestro país se logró con la elaboración de mapas de peligros volcánicos. El mapa de peligros del Popocatépetl (Figura 7) ha sido base para las autoridades de protección civil en el desarrollo de sus planes de respuesta, localizar rutas de evacuación, albergues, etc. Al mapa de peligros del Popocatépetl le siguieron los mapas de los volcanes de Colima y Pico de Orizaba o Citlaltépetl.

Estos mapas sirven de guía para determinar las zonas que podrían ser afectadas por una erupción futura.

 

Figura 7. Mapa de peligros del Volcán Popocatépetl (Macías et al., 1995)[3].

 

3. Riesgos por deslizamientos de tierra en México

En México, las pérdidas socioeconómicas debido a los deslizamientos de tierra y sus efectos secundarios, son cada vez mayores debido al crecimiento urbano, el cual en términos generales tiende a expandirse hacia zonas con laderas inestables. De hecho, muchos de los taludes naturales pueden considerarse como potencialmente inestables, de forma tal que los deslizamientos de tierra pueden iniciarse con relativa facilidad.

Probablemente el factor más importante de todos los que pueden provocar un problema de inestabilidad de laderas naturales, es el cambio en las condiciones de contenido de agua del subsuelo. Esto puede ser generado por variaciones drásticas en las condiciones naturales del drenaje, evaporación en suelos que normalmente están húmedos o por un incremento repentino en el agua del subsuelo producido por lluvias excesivas.

La erosión es otro mecanismo que propicia la generación de deslizamientos. Por ejemplo, la erosión diferencial de estratos de dureza variable, puede dejar en situación inestable el material de un estrato más competente que con el tiempo puede llegar a romperse y causar un deslizamiento. Así mismo la erosión en el pie de un talud de material no consolidado puede remover el soporte necesario para el material superior, el que empezará a deslizarse hasta que se restaure la estabilidad.

Un tercer factor importante en la evaluación del potencial de deslizamiento de laderas es el sísmico. Un sismo intenso es capaz de desencadenar modificaciones en la estructura interna de una ladera, provocando condiciones de alta inestabilidad o incluso de deslizamientos masivos de materiales térreos.

Así, en la regionalización por deslizamiento de tierra, es necesario tomar en cuenta las características geológicas, climáticas, topográficas y sísmicas de una región determinada. Ésta a su vez, debe ser sencilla en cuanto a la definición de las regiones y debe servir como un primer acercamiento al problema que se puede presentar en una región dada con el fin de  proyectar nuevas obras de infraestructura y de servicios, así como para la planificación del crecimiento de áreas urbanas.

Con base en las cuatro características enunciadas en el párrafo anterior, los niveles de peligro por deslizamiento se pueden dividir en los siguientes:

Muy alto.

Geología: Regiones donde afloran rocas sedimentarias de composición arcillosa, rocas ígneas piroclásticas, y rocas metamórficas foliadas y alteradas. Presencia de suelos residuales provenientes del intemperismo. 

Clima: Cálido húmedo o semihúmedo, la mayor parte del año. Precipitación media anual mayor a 1000 mm.

Topografía: Montañosa, con pendientes superiores a los 30º.

Sismicidad: Alta intensidad sísmica, o zona D de la regionalización sísmica de México.

Alto.

Geología: Regiones donde afloran rocas sedimentarias, rocas ígneas extrusivas e intrusivas parcial o totalmente alteradas, rocas metamórficas foliadas o bandeadas parcial o totalmente alteradas. Suelo residual poco desarrollado.

Clima: Cálido y/o  templado húmedo a semihúmedo. Precipitación media anual mayor a 1000 mm.

Topografía: Montañosa a semimontañosa, con pendientes mayores que 25º.

Sismicidad: Media a alta, zonas C y D

Medio.

Geología: Regiones donde afloran rocas de cualquier naturaleza parcialmente alteradas, con poco desarrollo  de suelo residual.

Clima: Templado húmedo a semihúmedo. Precipitación media anual de 500 a 1000 mm.

            Topografía: Montañosa a plana, con pendientes mayores que 20º.

            Sismicidad: Baja a media, zonas B y C.

Bajo:

Geología: Regiones donde afloran rocas de cualquier naturaleza parcialmente alteradas, con poco desarrollo  de suelo residual.

Clima: Seco a muy seco. Precipitación media anual menor a 500 mm.

            Topografía: Montañosa a plana, con pendientes mayores que 10º.

            Sismicidad: Muy baja, zona A.

En la Figura 8 se muestra la regionalización sísmica de peligros por deslizamientos y desprendimientos (colapso) de tierra en el país. En este caso se muestra el potencial de deslizamiento alto y muy alto.

Figura 8. Mapa de potencial de deslizamiento en la República Mexicana (De: CENAPRED 2001)[4]

 

4. Riesgos por Hundimientos regionales y agrietamientos en  México

 El origen de los hundimientos diferenciales se asocia generalmente con el fenómeno de extracción excesiva de agua del subsuelo, lo cual produce hidrocompactación. En las superficies del agua subterránea, inmersas en los conos de abatimiento, cambia drásticamente el campo de esfuerzos, generando tensiones que cuando son mayores a la rigidez del suelo provoca la aparición y crecimiento de grietas y fallas de tensión. En varias ciudades del país tales como Aguascalientes, Abasolo, Celaya, Irapuato, Morelia, Querétaro, Silao, Zapopan, etc., los agrietamientos inducidos han causado daños severos a las obras civiles y se pueden asociar, en primera instancia, a los hundimientos del suelo por consolidación debida a la extracción de agua subterránea. En todos estos casos existe una relación entre los abatimientos de los niveles freáticos, los hundimientos de terreno y la aparición de agrietamientos. Una característica común entre éstas zonas urbanas es que están localizadas en cuencas tectónicas rellenas de sedimentos recientes, rodeados por fallas geológicas de carácter regional cuya influencia es determinante en la generación de agrietamientos.

 En la Figura 9 se muestra el mapa de las zonas con mayor potencial de deslizamientos y hundimientos en México.

 

Figura 9: Mapa de zonas con mayor potencial de deslizamientos y hundimientos en México (De: CENAPRED 2001)[5]

 

5. Riesgos por Tsunamis

Los tsunamis o marejadas son aumentos súbitos en el nivel del mar y afectan principalmente las zonas costeras en el mundo. La gran mayoría de los tsunamis  en México tiene su origen en la región costera del Pacífico, es decir, en las diferentes zonas de subducción. Se generan cuando se presenta un movimiento vertical del fondo marino ocasionado por un sismo de gran magnitud. Se considera que estos se generan cuando el sismo se produce a una profundidad menor a 60 km.

Causas mucho menos frecuentes de marejadas son las erupciones de volcanes submarinos, impacto de meteoritos o deslizamientos de tierra bajo el mar. Los tsunamis se pueden clasificar en locales, cuando el sitio de arribo se encuentra dentro o muy cercano a la zona de generación; regionales, cuando el litoral invadido se localiza a distancias no mayores de 1,000 km, y lejanos, cuando se originan a más de 1,000 km de distancia. El número de Tsunamis ocurridos en la costa occidental de México es poco preciso, pues, a excepción de algunos lugares, previo al siglo XIX, estas regiones tuvieron muy escasa población y por otra parte, la operación de la red de mareógrafos con que se registran tales fenómenos no comenzó a funcionar sino hasta mediados del siglo pasado.

En la figura 10 se muestran las zonas de origen y posible arribo de tsunamis. Para la costa de Baja California, Sonora y Sinaloa se considera que, en términos generales, la altura de la ola máxima esperable es del orden de 3 m, mientras que en el resto de la costa occidental, la altura máxima esperada es de hasta 10 m. Dado que en el Golfo de California el movimiento tectónico es transcurrente y los componentes verticales del movimiento del fondo marino son mínimos, se espera que no se produzcan Tsunamis locales.

Figura 10. Zonas generadoras y de arribo de Tsunamis para la República Méxicana. (De CENAPRED, 2001)[6]

 

[1] Ordaz, M. y C. Reyes (1999). Earthquake Hazard in Mexico City: Observations versus Computations. Bull. Seism. Soc. Am., vol 89, 1379-1383.

 

[2] Newmark, NM, and Hall, WJ (1982). Earthquake Spectra and Design. Earthquake Engineering Research. Institute, Berkeley, CA.

[3] Macias J.L., G. Carrasco, H. Delgado, AL Martin del Pozo, C. Siebe, R.. Hoblitt, M. Sheridan, R. Tilling (1995). Mapa de Peligros del volcán Popocatépetl. Institutos de Geofísica y Geología de la UNAM, USGS y University of Buffalo, NY.

[4] CENAPRED. 2001. Mapas preliminares de Peligros: Diagnóstico de peligros e identificación de riesgos de desastres en México.  .  Sistema Nacional de Protección Civil, México.

 

[5] Op. Cit.

[6] Opt. Cit.

 

 

 

  1. RIESGOS GEOLÓGICOS

PROPUESTAS

 

Con relación a esta clase de riesgos se plantean las siguientes propuestas:

 

  • Creación de servicios geológicos estatales
  • Instrumentación sísmica
  • Monitoreo volcánico
  • Ampliación de la red internacional de estaciones detectoras de tsunamis en México
  • Proyectos de investigación
  • Análisis de los periodos de recurrencia (mag. ≥ 7)

 

 

1.1. Creación de servicios geológicos estatales

 

La prevención se basa en el conocimiento de las características y leyes de los procesos, en el análisis de datos pasados, observaciones científicas y en la monitorización y detección de anomalías y cambios en parámetros físicos y fenómenos precursores.

 

En función de lo anterior, es necesaria la creación y el mantenimiento de las infraestructuras y las capacidades científicas, tecnológicas, técnicas e institucionales necesarias para estudiar, observar, analizar, monitorear, cartografiar y, cuando sea posible, pronosticar las amenazas naturales y sus efectos (Naciones Unidas, 2005).

 

El Distrito Federal es la única entidad federativa que cuenta con un Servicio Geológico Metropolitano, instalado en el Instituto de Geología de la unam, el cual está integrado por un grupo interdisciplinario de geocientíficos e investigadores, y entre sus funciones principales se encuentran:

 

  • Investigación y estudio de los peligros geológicos que afectan a la ciudad
  • Elaboración de mapas de peligros
  • Asesoría en materia de peligros y riesgos geológicos al Gobierno del Distrito Federal

 

 

Objetivo

 

Crear un Servicio Geológico Estatal en cada una de las entidades federativas que estudie los orígenes, causas y efectos (diagnóstico) de los peligros geológicos, el cual esté conformado por un grupo interdisciplinario de geocientíficos que asesore a protección civil en el área de riesgos geológicos.

 

Líneas de acción estratégicas

 

  1. Elaboración de un diagnóstico de peligros

Conocer los fenómenos que pueden afectar una zona o región y con qué frecuencia, así como las características de los eventos para reconocer dónde, cuándo y cómo afectan. Asimismo, determinar la forma en que éstos inciden en los asentamientos humanos (Guevara et al., 2005).

 

Este diagnóstico es el punto de partida y requisito esencial para la puesta en práctica de las acciones de protección civil y políticas de prevención y mitigación del impacto de los desastres.

 

  1. Estudio y análisis de los fenómenos perturbadores identificados

Conocer los orígenes, causas y efectos de cada uno de los fenómenos perturbadores a través de estudios científicos de vanguardia y de investigación, así como en publicaciones, libros, artículos científicos acerca del fenómeno en sí, en qué consiste, aspectos técnicos, cómo se presenta, métodos de mitigación, cuáles podrían ser sus consecuencias (González de Vallejo, 2004).

 

Para esto se deben consultar y analizar estadísticas, datos históricos como fecha evento, no. de muertos, afectados, damnificados, etc.

 

  1. Priorización de los peligros geológicos

Para el caso de los peligros geológicos es necesario conocer qué fenómenos afectan una zona o región y priorizarlos en función de su importancia, ya sea por los daños que han causado, ya sea en inmuebles, infraestructura o pérdidas de vidas, considerando la frecuencia con la que afectan cierta región.

 

Peligros geológicos:

 

  1. Sismos
  2. Hundimientos
  3. Agrietamientos
  4. Fallas geológicas
  5. Cavernas antropogénicas o naturales
  6. Zonas minadas
  7. Movimientos de remoción en masa como: deslizamientos, derrumbes, deslaves, flujos, etc.
  8. Tsunamis

 

 

  1. Instrumentación de los fenómenos para conocer sus características o su evolución

A través de la instrumentación se obtiene información básica para conocer las características del fenómeno geológico, su evolución y posibles consecuencias. Por ejemplo, el uso de sismógrafos, acelerógrafos, bancos de nivel, monitoreo geoquímico, piezómetros, gps, alarmas, nivelaciones topográficas, etc.

 

Asimismo, es necesario apoyar el mejoramiento de los métodos y capacidades científicas y técnicas de evaluación de riesgos, vigilancia y alerta temprana, mediante la investigación, la formación y el fomento de la capacidad técnica. Promover la realización de observaciones de la Tierra y desde el espacio, las tecnologías espaciales, la teleobservación, los sistemas de información geográfica, el modelado, etc.

 

  1. Actualización y/o elaboración de mapas de peligros y riesgos geológicos

El peligro se define como la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno potencialmente dañino de cierta intensidad, durante un cierto periodo de tiempo en un sitio dado.

 

En función de esta definición los mapas de peligros plasman la posible trayectoria y distribución de los fenómenos que afectan una región dada y que podrían representar una amenaza para la sociedad. La forma más común de representar el carácter probabilístico del fenómeno es en términos de un período de retorno (o de recurrencia), que es el lapso que en promedio transcurre entre la ocurrencia de un fenómeno de cierta intensidad.

 

Con respecto a los fenómenos geológicos, se pueden elaborar los siguientes tipos de mapas de peligros:

 

  • Por movimientos de remoción en masa
  • Por agrietamiento
  • Sísmico (mapas de daños, mapas de microzonificación sísmica, mapas de aceleración máxima del terreno, etc.)
  • Por hundimiento
  • Volcánico
  • Por tsunami

 

 

El riesgo se define como la probabilidad de ocurrencia de daños o pérdidas como consecuencia del impacto de los fenómenos perturbadores.

 

Riesgo = (peligro, vulnerabilidad, exposición)

 

 

Vulnerabilidad es la susceptibilidad o propensión de los sistemas expuestos a ser afectados o dañados por el fenómeno perturbador.

 

Exposición se refiere a la cantidad de personas, bienes y sistemas que se encuentran en el sitio y que son factibles de ser dañados.

 

Considerando la definición anterior, los mapas de riesgos reflejan el impacto que tienen los fenómenos naturales en los habitantes y la sociedad como un todo, infraestructura, economía, etc., al ocurrir un fenómeno perturbador.

 

 

La primera etapa del atlas se elaborará conforme a las siguientes actividades:

 

  1. Diseño y construcción del software para capturar, desplegar y actualizar peligros en un ambiente de internet.
  2. Diseño de las fichas de captura de los diferentes peligros por especialistas.
  3. Captura de la información, apoyando a las delegaciones o municipios.
  4. Captura de información geográfica (mapas) y estadística.
  5. Puesta en marcha del sistema.

 

  1. f) Asesoría al gobierno estatal acerca del manejo y mitigación de riesgos geológicos
 

 

 
1.2. Instrumentación sísmica

 

Los sismos no pueden predecirse, es decir, no existe hasta el momento un procedimiento confiable que establezca con claridad la fecha y el sitio de su ocurrencia, así como el tamaño del evento. Sin embargo, tener conocimiento acerca de la frecuencia con que se presentan los sismos, cuál es el impacto que se tendría o ha tenido, el tamaño del área afectable, entre otros aspectos, permite dar la debida importancia a la generación, actualización y aplicación de los reglamentos de construcción, así como de especialistas en construcción, definición y planeación de acciones de prevención.

 

En México los sismos son el riesgo de mayor importancia por las consecuencias desastrosas que puede desencadenar un evento de gran magnitud; por tal motivo, entre más información se tenga acerca del comportamiento de la sismicidad y sus orígenes, así como una mayor instrumentación, mejores serán las estrategias de prevención y mejora de alertas tempranas.

 

En función de lo anterior, se considera que la instrumentación sísmica es básica para iniciar cualquier acción preventiva y de mitigación de riesgo sísmico, ya que proporciona información acerca del comportamiento y distribución del fenómeno.

 

Objetivo

 

Ampliar las redes sísmicas y acelerométricas en México.

 

 

Líneas de acción estratégicas

 

  1. Ampliación de la red sísmica en México

Instrumentar con al menos un sismógrafo a cada estado de la república para registrar el movimiento del terreno se requiere de una red sísmica conformada por sismógrafos. Estos instrumentos proporcionan parámetros de origen de un terremoto, como hora, localización epicentral, profundidad y magnitud. Los sismogramas son los registros a través del tiempo producidos por los sismógrafos y representan un registro de cómo se mueve el suelo.

 

  1. Instrumentar con acelerógrafos las principales ciudades del país, así como edificaciones

El acelerógrafo es un instrumento que permite obtener un gráfico, que se denomina acelerograma, el cual muestra la variación de las aceleraciones en el lugar de su emplazamiento, en función del tiempo. A partir de estos registros, se realiza el análisis del efecto de los sismos en diferentes tipos de estructuras, a fin de determinar el denominado coeficiente sísmico. Dicho coeficiente determina las fuerzas a que se ve sometida una estructura ante la ocurrencia de un terremoto de características destructivas. Para registrar la aceleración del suelo y de las estructuras bajo la acción de las ondas sísmicas, se emplean los acelerógrafos.

 

 

1.3. Monitoreo volcánico

 

Conocer los peligros volcánicos que pudieran presentarse en un volcán determinado dará como resultado una reducción en pérdidas humanas y económicas. Además, permitirá una mejora en técnicas de construcción de viviendas e infraestructura en general, implementación de medidas restrictivas a la construcción en áreas de peligro y al desarrollo de mejores planes de evacuación y mitigación de desastres.

 

 

Objetivo

 

Contar con pronósticos que permitan el alertamiento temprano y la puesta en marcha de los planes operativos de respuesta antes del inicio de la actividad eruptiva.

 

 

Líneas de acción estratégicas

 

La fase de preparación, previa a una erupción, incluye en términos generales:

 

  • Monitoreo volcánico.

 

  • Evaluación del peligro y del riesgo, reducción de la vulnerabilidad y postulación de escenarios probables.

 

  • Desarrollo de planes operativos para casos de emergencia.

 

  1. a) Monitoreo volcánico

El monitoreo consiste en dispositivos de vigilancia del volcán constituidos por equipos de alta tecnología para observarlo en forma directa, tales como redes de instrumentos desplegados sobre el volcán para detectar su actividad sísmica, las deformaciones que experimenta, los cambios en la composición de fumarolas, geoquímica de manantiales y otras manifestaciones, así como equipos de video.

 

Tipos de instrumentación en volcanes activos:

 

  • Instrumentación sísmica, mediante sismógrafos colocados en diversos puntos del edificio.

 

  • Instrumentación geodésica, mediciones en la deformación de la estructura volcánica debida a los cambios de presión interna en el volcán.

 

  • Monitoreo térmico, mediante cámara infrarroja, que permite observar la distribución de temperaturas.

 

  • Monitoreo geoquímico, con la medición de dióxido de azufre (SO2) y de dióxido de carbono (CO2).

 

  • Monitoreo de flujos de lodo, con equipos automatizados para detectar condiciones de deshielo.

 

  • Vigilancia directa, mediante imágenes de televisión e imágenes de satélite.

 

 

  1. b) Evaluación del peligro y del riesgo

Estos instrumentos transmiten sus datos a un centro de recepción y análisis, donde los científicos responsables de vigilar al volcán, reunidos en un comité científico asesor, elaboran diagnósticos del estado del volcán y pronostican su actividad en el corto plazo. Estos pronósticos permiten el alertamiento temprano y la puesta en marcha de los planes operativos de respuesta, aun antes del inicio de la actividad eruptiva.

 

  1. c) Desarrollo de planes operativos para casos de emergencia

Los planes operativos de respuesta representan una parte crucial en la gestión de una emergencia y deben elaborarse considerando todos los posibles escenarios de actividad que pueda desarrollar el volcán, la distribución de la vulnerabilidad de las poblaciones de acuerdo con esos escenarios y la capacidad de poner en marcha los mecanismos de protección y movilización de la población y de seguridad sobre sus bienes. Los planes operativos deben definir las responsabilidades de cada autoridad involucrada y de la población misma, establecer los mecanismos de comunicación y alertamiento y describir las acciones de respuesta.

 

Frente a estos hechos, resulta de gran relevancia ampliar y profundizar el conocimiento de los volcanes activos dentro del territorio nacional. Se debe establecer una red de monitoreo en su entorno, equipada con equipo sísmico y geodésico. Aun con estas condiciones, el monitoreo no es suficiente para poder prevenir los efectos de un desastre de origen volcánico. La información generada durante el monitoreo permite pronosticar la actividad futura del volcán y tomar las acciones necesarias para mitigar los efectos dañinos de una erupción, sobre todo en lo que se refiere a las pérdidas humanas.

 

 

1.4. Ampliación de la red de estaciones detectoras de tsunamis en México

 

En 1965 la Comisión Oceanográfica Intergubernamental de la unesco estableció el Sistema de Alerta de Tsunamis del Pacífico (Pacific Tsunami Warning Center, ptws, por sus siglas en inglés), organismo del National Oceanographic Atmosferic and Administration (noaa) con sede en Honolulu, Hawaii. Opera las 24 horas del día durante los 365 días del año; sus funciones son monitorear la actividad sísmica y las fluctuaciones excesivas y rápidas del nivel del mar registradas mediante una red extensa de instrumentos detectores, evaluar la existencia o la potencialidad de generación de un tsunami, y diseminar esta información por medio de mensajes de observación y de alerta a los países miembros. México es miembro de este sistema.

 

En colaboración con la Secretaría de Marina, el cicese ha instalado tres estaciones detectoras de nivel anómalo del mar en Cabo San Lucas, Isla Socorro y Manzanillo, que mantiene y opera, y las cuales están conectadas por satélite en tiempo real al centro de operaciones del ptws. Para tener cobertura más amplia del litoral del Pacífico de México, es necesario instalar más estaciones en otros puertos (cenapred, 2005).

 

Algunos organismos relacionados con el monitoreo de tsunamis son:

 

  • Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada

(cicese)

  • Red Mareográfica Nacional de la Secretaría de Marina
  • Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la unam
  • National Ocenographic Atmosferic and Administration, Pacific Tsunami Warning Center (noaa)

 

Objetivo

 

Ampliar la red de estaciones detectoras de tsunamis en México, así como una evaluación e identificación de zonas inundables por tsunamis, con la finalidad de diseñar programas preventivos en las zonas costeras susceptibles a este fenómeno.

 

Líneas de acción estratégicas

  • Instauración y operación de un sistema o servicio de detección, monitoreo y alerta temprana de tsunamis a nivel nacional, regional y local.

 

  • Simulaciones e identificación de zonas inundables por tsunami (mapas de peligros y riesgos por tsunami).

 

  • Evaluación del riesgo y de la vulnerabilidad de las comunidades costeras susceptibles a su ataque.

 

  • Implementación de restricciones y reglamentación de uso de suelo en zonas de alto riesgo costero.

 

  • Elaboración de planes de emergencia.

 

  • Aplicación de un programa de difusión, comunicación social y educación pública acerca de los tsunamis, métodos de prevención y recomendaciones para actuar durante su ocurrencia.

 

  • Simulacros de evacuación en zonas potencialmente inundables por tsunamis.
 
En México la altura máxima esperada para olas que impacten la franja inmediata a la línea de costa en la zona receptora de tsunamis generalmente es de 3 m. Para las zonas generadoras de sismos locales, la altura máxima reportada varía entre 7 y 11 m. En vista de esto último y en tanto se carezca de mapas similares para el resto de los asentamientos costeros se recomienda establecer, de manera preliminar, la cota de 10 m como la altura del peor escenario esperable de desastre (cenapred, 2005).

 

La referencia máxima de penetración de un tsunami en México, conocido como la "Ola Verde de Cuyutlán", en las costas de Colima, es de 1 km y corresponde con un sismo ocurrido el 22 de junio de 1932, con magnitud 6.9. Este dato, junto con la cota máxima mencionada permitirá configurar mapas de áreas afectables en regiones o municipios costeros que sirvan de base para iniciar acciones preventivas.

 

*Nota* La Secretraria de Marina y Armada de Mexico (SEMAR) a través de el Centro de Alerta de Tsunamis (CAT) recibe la información proveniente del centro PTWS que se procesa en el mismo y se difunde el alertamiento a los tres ordenes de gobierno para la implentación de las medidas de mitigación respectivas (2016)

 

 

1.5. Proyectos de investigación

 

Para implementar adecuadamente medidas enfocadas a la protección civil, prevención y mitigación de desastres, es necesario contar con un adecuado diagnóstico de riesgos; lo anterior significa conocer las características de los fenómenos que pueden afectar y la forma en que inciden en los asentamientos humanos e infraestructura.

 

 

Objetivo

 

Promover trabajos de investigación con institutos de investigación y universidades con objeto de conocer los orígenes, causas y efectos de los fenómenos a través de observaciones científicas, monitoreo, detección de anomalías, etc., para planear adecuadamente estrategias de prevención y mitigación de riesgos geológicos.

 

Como ejemplo se mencionan estudios de investigación propuestos por la Dirección General de Protección Civil del Distrito Federal.

 

El Gobierno del Distrito Federal gestionó recursos ante el Fondo para la Prevención de Desastres Naturales (fopreden) de la Secretaría de Gobernación, para la realización en 2007 del proyecto Atlas de Riesgos del Distrito Federal, el cual consiste de los siguientes capítulos:

 

  1. “Actualización de los mapas de sismicidad y peligro sísmico en la Ciudad de México” (Servicio Geológico Metropolitano del Instituto de Geología, unam). Se obtendrán mapas de peligro sísmico, considerando las principales fuentes sísmicas que más han afectado a la Ciudad de México, para diferentes periodos estructurales y periodos de retorno.

 

  1. “Determinación temprana de la magnitud de temblores para grandes amenazas sísmicas a la Ciudad de México” (Servicio Sismológico Nacional, Instituto de Geofísica, unam). Permitirá conocer la magnitud y ubicación de un temblor en tiempo casi real.

 

  1. "Estimación temprana de daños probables en la Ciudad de México después de un gran sismo" (Instituto de Ingeniería, unam). Consiste en obtener una visualización y estimación rápida de mapas de daños en estructuras existentes de la ciudad que podrían presentarse inmediatamente después de la ocurrencia de un gran sismo.

 

  1. “Monitoreo integral de deformaciones corticales en la costa del Pacífico mexicano, con fines de estimación del peligro sísmico en la Ciudad de México” (Instituto de Geofísica, unam). Permitiría conocer las deformaciones y movimientos de la corteza terrestre a través del monitoreo de la deformación en toda la costa sur de México.

 

  1. “Implementación del Plan Permanente ante Contingencias de la Ciudad de México” (Centro de Investigación en Computación del ipn). Consiste en implementar dicho plan mediante un sistema informático para eficientar el manejo de información durante el desastre.

 

  1. “Sistema de información de peligros y riesgos para el Distrito Federal” (Centro de Investigación en Computación del ipn). Consiste en el desarrollo integral de un atlas, basado en información científica de vanguardia y un sistema digital de información de peligros.

 

Por otra parte, también fueron propuestos, ante la Comisión Metropolitana de Protección Civil los proyectos:

 

  1. "Ampliación de la cobertura del los estudios del Servicio Geológico Metropolitano a la zona conurbada de la Ciudad de México" (Servicio Geológico Metropolitano, Instituto de Geología, unam). Consiste en ampliar la cobertura de los estudios realizados por el SGM hacia la zona conurbada del Estado de México.

 

  1. “Estudio y monitoreo de la sismicidad en el Valle de México” (Instituto de Geofísica, unam). Consiste en actualizar, ampliar y dar mantenimiento a la red mencionada.

 

 

1.6 Análisis de los periodos de recurrencia (mag. ≥ 7)

Ejemplos:

Periodos de Retorno Jalisco-Colima

 

información: S. P. NISHENKO and S. K. SINGH 1987


 

 

Periodo de retorno Guerrero

 

información: S. P. NISHENKO and S. K. SINGH 1987

 Periodos de retorno Oaxaca

información: S. P. NISHENKO and S. K. SINGH 1987

 

 

1. GEOLÓGICOS

Glosario de terminos

Aceleración sísmica

Aceleración del movimiento del terreno producido por las ondas sísmicas generadas por un terremoto.

Acelerógrafo

Instrumento que tiene como función registrar en una gráfica el movimiento del terreno (aceleración), durante un temblor.

Astenósfera

Es la zona del manto terrestre que está inmediatamente debajo de litosfera, aproximadamente entre 100 y 240 km por debajo de ésta.

Brecha sísmica

Segmento del área de contacto entre placas, particularmente de tipo subducción o de movimiento lateral, en el que no se ha presentado un sismo de gran magnitud (mayor o igual a 7) en al menos 30 años.

Corteza Terrestre

Es la capa más superficial de la tierra, es como una cáscara sólida que flota sobre el manto líquido. Está dividida en varios fragmentos (placas tectónicas) que se mueven impulsados por las corrientes convectivas del manto.

Deriva Continental

Teoría que fue originalmente propuesta por Alfred Wegener  hacia 1912. Este la formuló basado en numerosas observaciones que indican que los continentes estaban unidos en eras geológicas pasadas.

Efecto de sitio

Se conoce como efecto de sitio a la respuesta sísmica del terreno con características significativamente distintas en amplitud, duración o contenido de frecuencias de un área relativamente reducida, con respecto al entorno regional. También puede decirse que es aquella condición bajo la cual se llegan a observar intensidades sísmicas notablemente distintas y bien localizadas sin que haya una correlación con la atenuación normal de la energía sísmica con la distancia.

Falla

Fracturas y desplazamientos que se producen en  la corteza.

Gal

Aceleración de un centímetro por segundo por segundo. En prospección geofísica se usa el miligal (0.001 Gal). El nombre de esta unidad de aceleración es en honor al astrónomo y físico Galileo.

Litósfera

Denominada "esfera de piedra", es la capa más superficial de la Tierra  sólida, caracterizada por su rigidez. Está formada por la corteza terrestre y por una zona externa del manto que "flota" sobre la astenósfera.

MAGNITUD

Es una medida que tiene relación con la cantidad de energía liberada en forma de ondas. Se puede considerar como un tamaño relativo de un temblor y se determina tomando el logaritmo (base 10) de la amplitud máxima de movimiento de algún tipo de onda (P, superficial) a la cual se le aplica una corrección por distancia epicentral y profundidad focal.

Manto

Es la capa situada debajo de la corteza. Tiene un grosor aproximado de 2.885 Km Está formado por la parte inferior de la litosfera, la astenósfera y la mesosfera. Se compone de metales y minerales fundidos a grandes temperaturas.

Placa tectónica

Estructura por la cual está conformado nuestro planeta. En términos geológicos,  es una plancha rígida de roca sólida que conforma la superficie de la Tierra (litosfera), flotando sobre la roca ígnea  fundida que conforma el centro del planeta (astenósfera).

Sismógrafo

Instrumento que registra los movimientos de la superficie de la Tierra en función del tiempo y que son causados por ondas sísmicas (terremotos).

Subducción

Proceso de hundimiento de la corteza oceánica  por debajo de la corteza continental, debido al choque de ambas placas( teoría de tectónica de placas).

Zona de Benioff

Zona estrecha definida por la distribución de los focos de terremotos y que desciende desde la superficie bajo la corteza terrestre con ángulos que varían entre 30° y 80°.

 

1. GEOLOGÍA

 BIBLOGRAFÍA

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  1. RIESGOS GEOLÓGICOS
Por su ubicación geográfica y características tectónicas, México es un país con una de las mayores incidencias en peligros asociados a los fenómenos geológicos, las cuales se clasifican de forma general en los siguientes riesgos:

 

  • sísmicos
  • volcánicos
  • por movimientos de remoción en masa (deslizamientos, desprendimientos, flujos, deslaves, etc.)
  • por hundimientos y agrietamientos
  • por fallas geológicas
  • por tsunamis

 

En este trabajo se presenta un diagnóstico general de cada uno de los riesgos anteriores.

 

Los riesgos sísmicos involucran a todos los sismos generados en el país. Esto es, sismos localizados a lo largo de las costas del Pacífico en México, así como sismos intraplaca de profundidad intermedia y sismos corticales someros. La mayoría de los sismos de gran magnitud (M>7) los conforman los eventos costeros someros (5-45 km) y de profundidad intermedia (45-120 km). Los sismos corticales, en general, tienen magnitudes menores, pero ocurren cerca de las poblaciones, por lo que los tres tipos de eventos implican fuertes peligros para la población, debido a que 30% del territorio se encuentra en zonas de alto o muy alto peligro sísmico.

 Los riesgos volcánicos se concentran en el Cinturón Volcánico Transmexicano, región donde también se encuentra aproximadamente la mitad de la población del país. Esta combinación produce un incremento sustancial del riesgo geológico en el territorio nacional.

 Los deslizamientos de tierra, originados por variaciones en el contenido de agua del subsuelo y laderas de montañas y volcanes, producen gran cantidad de bajas al año debido a que parte de la población tiende a asentarse en las partes bajas de las laderas inestables. Los hundimientos por extracción de agua, aun cuando no implican un gran peligro para la integridad física de la población sí lo son para la infraestructura.

Finalmente, los tsunamis, aunque poco frecuentes en el territorio nacional, han llegado a producir fuertes daños a las poblaciones costeras. Éstos, en general, son provocados por grandes sismos en el fondo del mar cercano a la costa, o por erupciones y colapsos de tierra en el fondo de los océanos.