Universidad
Politécnica de Madrid

07.04.2025

La ciudad de San José de Costa Rica está expuesta a un alto riesgo sísmico. Para prevenir y mitigar este fenómeno, investigadores del Grupo de Investigación en Ingeniería Sísmica (GIIS) de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Topografía, Geodesia y Cartografía de la Universidad Politécnica de Madrid y expertos en geología y tectónica de Costa Rica, han desarrollado la modelización de los principales escenarios sísmicos que pueden afectar a esta ciudad.

Para elaborar esta investigación, el equipo de expertos ha realizado un estudio de las fallas próximas a la ciudad de San José, con potencial sísmico capaz de poner en riesgo a la ciudad, han analizado el movimiento del suelo, estimado la tasa de deformación de las fallas y su potencial reactivación entre otros aspectos.

Se han encontrado con escenarios críticos identificados que corresponden a rupturas en las fallas de Bello Horizonte, Cipreses y Río Azul, ubicadas en el Valle Central de Costa Rica, donde podrían ocurrir posibles terremotos de magnitudes Mw 6.2, 6.3 y 6.6, respectivamente. Las aceleraciones máximas estimadas (PGA)  por esos terremotos en la Gran Área Metropolitana (GAM) donde se localiza el Cantón Central de San José (CCSJ) son de  0.8 g para los escenarios de Río Azul y Cipreses y 0.6 g para el escenario de Belo Horizonte. Los espectros de respuesta de los correspondientes movimientos superan a los establecidos en el código sísmico actual de Costa Rica (CFIA, 2011)  para todos los tipos de suelo, a excepción de los correspondientes a los suelos más blandos, clasificados como S4 en el CFIA (2011), para los cuales el código resulta conservador.

Fuentes sísmicas existentes en el Cantón Central de San José (CCSJ) y Gran Area Metropolitana (GAM). Los planos de ruptura de las fallas correspondientes a los escenarios criticos identificados en esta investigación se representan en colores sombreados: Belo Horizonte (verde); Cipreses (rosa) y Rio Azul (azul). Las trazas de las fallas cuaternarias se representan en magenta.  Los circulos representan los epicentros de terremotos someros (h < 30 km), según el  catálogo de terremotos de la Red Sismológica Nacional de Costa Rica.

Por otra parte, el análisis de la deformación a partir de imágenes radar tomadas desde el satélite Sentinel 1 durante los últimos cinco años, identificó tasas de deformación de entre -3 mm/año (hundimiento) y 2 mm/año (elevación) en el caso del GAM, y entre 0 y 2 mm/año para el CCSJ. Esta deformación es considerablemente menor que la reportada en estimaciones recientes (1 cm/año) para dos de los principales sistemas de fallas del Valle Central. Esto parece indicar que la energía liberada asísmicamente en las fallas de los escenarios modelizados es notablemente menor que la de otros sistemas de fallas próximos, lo que podría indicar una acumulación gradual de esfuerzos en las fallas objeto de este estudio.

Mapas de los movimientos simulados por posibles rupturas críticas en las tres fallas identificadas , en términos de aceleración máxima (PGA) para: (a) Belo Horizonte en roca; (b) Belo Horizonte incluyendo efectos locales; (c) Río Azul en roca; (d) Río Azul incluyendo efectos locales ; (e) Cipreses en roca; (f) Cipreses incluyendo efectos locales .

Las tendencias de deslizamiento y dilatación estimadas en las tres fallas, a través del tensor de esfuerzos tectónicos, revelan alto potencial de reactivación. Esto supone que las rupturas identificadas, cuyos movimientos han sido simulados en el estudio, pueden ocurrir en un futuro no muy lejano.

Por otra parte, el análisis de la sismicidad histórica permite detectar una aparente brecha sísmica durante el último siglo en la GAM, lo que refuerza la idea de que la zona está pretensada, por lo que cabe esperar un terremoto similar a los simulados en esta investigación. Y debido a la combinación de condiciones de exposición y vulnerabilidad que existen actualmente en San José, estos escenarios podrían ser críticos en términos de riesgo sísmico, generando importantes pérdidas humanas y materiales.

 Velocidades de deformación (mm/año) en la línea de visión satelital (LOS) para el Cantón Central de San José (2017-2022), estimadas mediante la técnica LiCSBAS en órbitas ascendentes (a) y descendentes (b).

Los resultados indican que los escenarios propuestos son realistas y previsibles si las fallas identificadas se reactivan en los próximos años. Estos resultados pueden utilizarse para verificar el espectro de diseño en la capital del país, así como para el posterior cálculo del riesgo sísmico, lo que permitiría desarrollar planes de emergencia y medidas adecuadas de prevención y mitigación. Además, el enfoque analítico propuesto en la investigación podría aplicarse en regiones similares para identificar posibles fallas que estén próximas a completar su ciclo sísmico, así como en poblaciones con alto riesgo sísmico.

 Tendencias de deslizamiento (arriba) y dilatación (abajo) de las tres fallas modelizadas.

La investigación se llevó a cabo en el marco del proyecto KUK_AHPAN, del plan estatal de investigación (RTI2018-094827-B-C21/C22) financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.