Contribuciones del proyecto SATREPS al conocimiento de ...
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Contribuciones del proyecto SATREPS al conocimiento de sismos y tsunamis en Mexico
Víctor M. Cruz-Atienza
Instituto de Geofísica, UNAM
73 investigadores y 27 estudiantes en México y Japón
5 de noviembre de 2020 – Ciudad de MéxicoDia Mundial de Concienciacion Sobre Tsunamis
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Los Desastres y su Mitigación
• Los mal llamados “desastres naturales”, no son naturales.
• Los desastres son sociales.
• Sus dimensiones son resultado de factores sociales y de las decisiones que toman las autoridades.
• El peligro sísmico y por tsunami en México será siempre grande.
• El riesgo asociado, y por lo tanto sus consecuencias, tendrán el tamaño que la sociedad disponga (notablemente sus autoridades).
• La prevención es la única estrategia para mitigar el riesgo ante las amenazas naturales y, por ende, los desastres.
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Hacia una Política de Prevención
Conocimiento de la amenaza natural(Cuantificación del peligro sísmico y
por tsunami)
Reglamentos de construcción
sismoresistente
Medidas preventivas derivadas:
Sistema de alertamiento
temprano
Protocolos oficiales de
protección civil
Punto de partida:
Educación de la sociedad
civil
Planeación urbana integral para la gestión del riesgo
…
Conocimiento del medio social
Aportaciones del proyecto SATREPS
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Región de Estudio Proyecto SATREPS México-Japón
4
Brecha sísmica de Guerrero(más de 60 años sin un gran terremoto)
• ¿Qué tan grande puede ser un terremoto en la brecha sísmica?
• ¿Cuáles serían sus consecuencias?
• ¿Cómo contribuir a la mitigación del riesgo?
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Grupo 3Evaluación del riesgos y programas educativos para la prevención de desastres que satisfagan
las necesidades locales.
C-1 Vulnerabilidad y evaluación del riesgo por terremotos y tsunamis. Mapas SIG
C-2 Desarrollo de mapas de evacuación de tsunamis, letreros para guías de evacuación, desarrollo y despliegue de programas de educación para la mitigación de desastres y actividades para
crear conciencia sobre la mitigación de desastres
Grupo 2Escenarios de terremotos y tsunamis en la
brecha sísmica de Guerrero para la evaluación del peligro.
B-1: modelado de terremotosMovimientos fuertes, ciclo de terremotos, terremotos lentos y
estructura térmica de subducción.B-2 :Modelado de tsunamis
Altura de ola, tiempos de arribo e inundación.
Grupo 1Acoplamiento sísmico y estructura cortical con
base en datos sísmicos y geodésicos.A-1: observación de fondo oceánico
Despliegue de sismómetros de fondo oceánico y sensores de presión.A-2: observación en tierra
Densificación de redes sísmicas y geodésicas; depósitos costeros de tsunamis
Objetivo del proyecto:Generación de mapas de riesgo por terremotos y tsunamis a partir de observación
inéditas para elaborar programas educativos sobre la mitigación de desastres y recomendaciones preventivas de evacuación en la costa del Pacífico de México.
Plan Maestro del Proyecto
Responsables:
Dr. Yoshihiro Ito(Japón)
Dr. Víctor M. Cruz-Atienza(México)
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UNAMKyoto University
Kobe Univ.
Kyoto U.
Kyoto Univ.
U. Tokyo
Kyoto Univ.
BRI
UNAM
U.Tokyo Tohoku U. JAMSTEC
WG 1Seismic coupling and
crustal structure
A-1: Offshore obs.
Univ. of Tokyo
Kyoto U.
A-2: Onshore obs.
WG 2Physics-based earthquake
and tsunami modeling
B-1: Earthquake Modeling
Kyoto Univ.
Tohoku Univ. Tokushima U.
B-2: Tsunami Modeling
Kansai U. Utsunomiya U.
CENAPRED
Instituto de Geofísica
UNAM
WG 3Risk assessment and
disasters prevention
Instituto de Geofísica
Facultad de Ingeniería
Instituto de Geofísica
Facultad de Ingeniería
C-1: Vulnerability and risk assessment
C-2: Civil protection and outreach
Instituto de Geografía
Ciencias de la Atmósfera
MéxicoJapón Instituciones Implicadas
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10
Red Sísmica Anfibia en Guerrero (desde 2017)
On-Shore• 14 broadband
stations
Off-Shore• 10 ocean bottom
seismometers (Tmax
= 1 s but work fine up to 5 s)
ComplementaryOn-shore Networks
• 10 broadband and accelerometricstations (SSN)
• 35 accelerometers(Institute of Ingeneering)
Cruz-Atienza and Ito et al., SRL, 2018
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11
On-Shore• 33 GPS stations
Off-Shore• 7 ocean bottom
pressure gages• 2 GPS-Acoustic
arrays
Complementary On-shore Networks
• 16 GPS stations (SSN + TlalocNet)
Red Geodésica Anfibia en Guerrero (desde 2017)
Cruz-Atienza and Ito et al., SRL, 2018
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Configuración de la Red Sismogeodésica Submarina
Cruz-Atienza and Ito et al., SRL, 2018
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14
• Instalación completada en noviembre de 2017
• 5 campañas oceánicas desde 2017 (i.e. 1.5 por año)
• Próxima campaña en marzo de 2021 (pospuesta por COVID-19)
B/O El Puma UNAM
Red de Observación Anfibia en Guerrero
Pressure sensors Seismometers
Waveglider GPS-A
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Motivación de la Red Sismogeodésica Anfibia
• La prevención de desastres es posible sí y sólo sí comprendemos los fenómenos naturales amenazantes (i.e. su física subyacente).
• Nuestros modelos teóricos (en el sentido más general) conducen la observación hacia dicha comprensión (i.e. confirmación de teorías).
• La teoría actual de los terremotos exige sistemas de observación altamente sofisticados.
La investigación científica lleva a la comprensión de los fenómenos
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Si la velocidad de deslizamiento entre las placas es mayor a la de su convergencia, entonces se liberan esfuerzos.
Velocidad de Deslizamiento entre las Placas Tectóncas: ¿Se Acumulan o se Liberan Esfuerzos?
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Principal Mecanismo de Generación de Tsunamis
1. La subducción de la placa oceánica deforma el continente acumulando energía.
2. La energía rebasa la resistencia en la interfaz de placas y ocurre el terremoto.
3. El terremoto produce un levantamiento del fondo del mar y con él, el de la columna de agua que está encima.
4. Este levantamiento de la columna de agua es el origen del tsunami, que se propaga en todas direcciones.
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20
Mediciones GPS-Acústico en dos Sitio
(Observación de la deformaciónhorizontal del fondo oceánico)
UNAM Wave Glider
• Dos antenas GNSS• Giroscopio óptico• Transductor acústico
• Unidad de control• Baterías y páneles solares
Hidrodinámica motriz del “wave glider”
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21
Operación Satelital del “Wave Glider”
Control integral de navegación y de operación del sistema acústico y GPS
Tiempos de viaje (ondas acústicas)
R/V positionwhile continousCTDs
Three sea bottomacoustic transponders
WG trajectory
12 hours survey
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22
• Desarrollo del método ELADIN: ELastostatic ADjoint INversion Method
(Tago et al., GJInt, 2020)
• Determinación del deslizamiento entre las placas a partir de mediciones geodésicas.
Deslizamiento Asísmico en el Contacto de Placas
¿Cuánto cambia con el tiempo la velocidad de deslizamiento entre
las placas?
Cruz-Atienza et al., NatComm, 2020
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Evolución del Deslizamiento Asísmico en el Contacto de Placas
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Secuencia de Terremotos Devastadores y Deslizamiento Asísmico entre las Placas
•Dos terremotos intraplaca(Mw8.2 y Mw7.1).
•Un terremoto interplaca(Mw7.2).
•Cinco sismos lentos enGuerrero y Oaxaca.
•Una relajación postsísmica
Between June 2017 and July 2019
Cruz-Atienza et al., NatComm, 2020
• Esta series de eventos están causalmente relacionados• El peligro sísmico cambia con el tiempo
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Sismos Lentos Superficiales
Plata-Martínez et al., NatComm, 2020 (under review)
• Tremor tectónico episódico (posibles SSE), sismos repetidores, sismicidad y batimetría residual, sugieren que una porción de la interfaz de placas somera se desliza establemente.
• Implicaciones importantes en el peligro sísmico.
stable
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Futuros Tsunamis en Zihuatanejo
Zihuatanejo:• Altamente turístico
• Exposición a terremotos y tsunamis
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30
Escenarios de Tsunamis en Zihuatanejo
Zihuatanejo
Mori et al., 2018
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31
Simulación de un Tsunami en Zihuatanejo
Mori et al., 2018
Olas de hasta 6 m de altura
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32
Inundación por Tsunami Simulada en Zihuatanejo
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Simulación de Inundación por Tsunami en Zihuatanejo
Llegada de la Ola Máxima(13.5 min después del
origen del sismo)
Inundación Máxima(22.5 min después del
origen del sismo)
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Tipo de Persona
Residentes 804
0~7 años 117
8~59 años 587
60~ años 100
Estudiantes 100
Empleados 3568
Turistas 2000
34
Simulación de la Evacuación de la Población
Distribución Inicial de las Personas por Evacuar
Hatayama et al., 2018
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Hoteles
LomaLas personas deben alcanzar un lugar con altitud mayor a la esperada del Tsunami (5 m)
Puente
PuenteLoma
Loma
Puente
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Evacuación Hacia Lomas y Hoteles
37
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Efecto de la Evacuación Hacia Hoteles
38
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 500 1000 1500 2000 s
Sin hotelesCon hoteles
Evacuación vertical en hoteles puede ser una medida preventiva
eficiente
12 min.
Can
tid
ad
de g
en
teeva
cuad
a
Hatayama et al., 2018
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Japón: Monitoreo Continuo Submarino de Terremotos y Tsunamis para la Prevención
防災科学技術研究所
S-net: Alertamiento Temprano • S-Net, operacional desde 2017• Alertamiento temprano por terremoto,
tsunamis y huracanes• 5,700 km de fibra óptica en el lecho marino• 150 sensores sísmicos y de presión
hidrostática
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Red Cableada Submarina
• Para entender a los terremotos y tsunamis es indispensable infraestructura de frontera, como una red submarina cableada frente las costas del Pacífico Mexicano con transmisión en tiempo real.
• Esta infraestructura permitiría revolucionar los sistemas de alertamiento temprano (CAT y SASMEX) para la prevención de desastres.
Alertamiento temprano por
tsunamis y huracanes
Alertamiento temprano por
terremotos
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Sistema Submarino Cableado en Guerrero
• Tantos años de investigación han llevado a la posibilidad de invertir hoy en el desarrollo sostenible en México para la Protección Civil a largo plazo.
Sistema Submarino Cableado en México(Operado por la Marina Nacional?) Inversión:
• ~700 millones de dólares
Beneficios:
• Alertamiento temprano robusto de tsunamis y terremotos.
• Monitoreo en tiempo real de huracanes y condiciones atmosféricas.
• Comprensión de los fenómenos para la evaluación del peligro.
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Conclusiones
• Seguirán habiendo grandes terremotos y tsunamis en México.
• Entender la física de dichos fenómenos permite estimar mejor el peligro que suponen.
• Las medidas para la reducción del riesgo se desprenden de las estimaciones de peligro y de una comprensión del medio social.
• El proyecto SATREPS en Guerrero realiza observaciones geofísicas inéditas que están permitiendo entender mejor qué pasa en la Brecha Sísmica.
• A partir de esta comprensión, se está estimando el peligro asociado a futuros grandes terremotos y tsunamis.
• Asimismo, se está creando material educativo y medidas preventivas para la evacuación por tsunami en Zihuatanejo.
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Muchas gracias