REPORTE DE ACELERACIONES DEL SISMO DE PUEMBO - 01 DE JULIO DE 2024

El día lunes 1 de julio de 2024 a las 00h27 (tiempo local, TL) se registró un sismo de magnitud 4.2 MLv (4.1 Mw - magnitud preferida), cuyo epicentro se localizó 1.7 km al sur oeste de la población de Puembo (estrella roja en figura 1), en la provincia de Pichincha.

Figura 1. Ubicación del sismo principal (estrella roja) de magnitud 4.2 MLv (4.1 Mw) ocurrido el 1 de julio del 2024 y sus réplicas (círculos rojos). Las líneas discontinuas azules señalan los trazos de las fallas (inferidas) del Sistema de Fallas de Quito (QFS). Los triángulos verdes marcan la ubicación de las estaciones sísmicas y acelerográficas analizadas en el presente informe.

Posterior a este evento, y hasta la publicación del presente informe, 7 réplicas con magnitudes entre 0.6 MLv y 3.1 MLv han sido localizadas (tabla 1 y círculos rojos en figura 1).

Tabla 1. Parámetros del sismos principal (resaltado en rojo) y réplicas registrados y localizados por la red nacional de estaciones sismográficas.

Este sismo tuvo su origen en el segmento central Ilumbisí – El Batán – La Bota, del Sistema de Fallas de Quito (SFQ, figura 1). Tectónicamente, el SFQ se ubica bajo la ciudad de Quito en dirección NNE-SSW, y está formada de fallas inversas, cuyos trazos no afloran en superficie. Los planos de falla de los segmentos que componen el SFQ tienen un rumbo aproximado N-S y en general buzan alrededor de 45º al occidente. Cada segmento es principalmente compresivo con componentes transcurrentes menores, lo que se evidencia por la geometría escalonada del sistema (líneas discontinuas azules en figura 1). El sistema de fallas está progradando hacia el este con estructuras que afectan los sectores de Tumbaco y Puembo. Se estima por la localización que, la falla fuente de este sismo es el segmento que corresponde a la quebrada Gualpi, al oeste del Aeropuerto de Tababela.

Dentro del segmento central del SFQ, en los últimos 10 años, se han registrado 7 sismos con magnitudes comprendidas entre 3.9 MLv y 4.7 MLv (3 en 2016, 1 en 2021 y 2 en 2023); la mayoría de estos sismos fueron ampliamente sentidos en Quito, y algunos de ellos ocasionaron daños no estructurales dentro de la ciudad.

Red de Monitoreo

El sismo y sus réplicas fueron registradas por las estaciones de la Red Nacional (EC) de Sismógrafos (RENSIG) y de Acelerógrafos (RENAC). El análisis de aceleraciones máximas se lo hizo en los acelerogramas de estaciones ubicadas en la cuenca de Quito y sus alrededores. El listado total de estaciones usadas se detalla en la figura 2. Para mejorar el gap azimutal se usaron además, dos estaciones de la red mundial (AM) [Raspishake, Raspberry Shake, S.A. (2016), https://doi.org/10.7914/SN/AM].

Figura 2: Listado con red, código, distancia epicentral y tipo de las estaciones usadas en el análisis de aceleraciones máximas. La ubicación geográfica de las estaciones se la muestra en la figura 1.

Parámetros del sismo

El sismo se originó a las 00:27 (TL). La magnitud medida en las componentes verticales de las estaciones (MLv) se calculó en 4.2, mientras que la magnitud momento (Mw) calculada en base a la inversión de los registros sísmicos fue de 4.1 (figura 3).
El sismo se localizó con 93 fases en las coordenadas -78.3845 y -0.1671; a una profundidad cercana a los 15 Km. El mecanismo focal obtenido por medio de la inversión de formas de onda (figura 3), muestra un sistema puramente compresivo, que concuerda con el movimiento del segmento central del SFQ donde se lo localiza.

Figura 3: Mecanismo focal (inverso) obtenido mediante una inversión de formas de ondas (panel derecho) junto con las estaciones sismográficas (triángulos en el mapa) que se usaron en el proceso de inversión.

Cálculo de picos de aceleración

Los picos de aceleración (PGAs, cm/s/s) se calcularon a partir de los acelerogramas del sismo en las estaciones listadas en la figura 2. Los valores de los PGAs se los obtuvo filtrando las señales entre 0.02 y 25 Hz y corrigiendo la respuesta instrumental de los equipos. Para las estaciones usadas se calculó también las componentes radiales y tangenciales en relación a la localización del sismo.

En la estación más cercana al epicentro del sismo (PUEM, 3.62 km) se obtuvo un valor de aceleración pico de 103.29 cm/s/s en la componente radial, mientras que en la componente este de AEPN (12.92 km) se registró el valor más alto de aceleración, 145.04 cm/s/s. FENY, IESS, AEPN y SANF muestran valores de aceleración pico más altos que lo esperado a las distancias epicentrales a las que se encuentran estas estaciones.

La figura 4 muestra los valores de aceleración pico para cada componente de cada una de las estaciones usadas en el análisis.

Figura 4: Listado con el código de estación y el pico de aceleración por componente. Los valores máximos para cada estación han sido subrayados.

En la figura 5 se muestra la distribución espacial de los valores pico de aceleración en coordenadas polares. El radio corresponde a la distancia y los ángulos al azimut, desde el epicentro del sismo (punto 0,0) a la ubicación de cada estación.

Figura 5: Distribución espacial de los valores de aceleración pico medidas. El centro está definido por el epicentro del sismo, y el radio representa la distancia, los anillos señalan las distancias 3, 10 y 30 km. El color señala los valores de aceleración mientras que el símbolo muestra la componente por estación en la cual se midió el valor pico.

Espectros de respuesta

Los espectros de respuesta sirven como una aproximación (simplificada) de cómo estructuras con diferentes periodos naturales de vibración, oscilan en respuesta a un sismo. Las curvas de aceleración pseudo-espectral se las calculó en las componentes horizontales de las estaciones considerando un valor de amortiguamiento del 5%. La figura 6 muestra los acelerogramas del sismo y los pseudo-espectros de respuesta calculados para las componentes este y norte de la estación AEPN.

Figura 6: Acelerogramas del sismo registrado en las componentes este (HNE) y norte (HNN) en la estación AEPN (panel superior) junto con los pseudo- espectros de respuesta elástica calculados (panel inferior).

Para la componente radial de la estación PUEM el valor máximo de aceleración pseudo-espectral (PSa) de 403.73 cm/s/s tiene una frecuencia de 7.52 Hz (0.133 s), mientras que en la componente este de la estación AEPN (figura 4) el valor máximo de PSa fue de 490.56 cm/s/s a una frecuencia de 7.69 Hz (0.13 s). Al sur de la ciudad en la componente este de ZALD el valor máximo de PSa de 104.94 cm/s/s se lo observa a 4.16 Hz (0.24 s).

La figura 7 muestra los valores máximos de aceleración pseudo-espectral (PSa) y sus frecuencias correspondientes (Hz) calculados a partir de los acelerogramas.

Figura 7: Listado con el código de estación, la componente y el pico de aceleración (PGA), junto con el valor máximo de aceleración pseudo-espectral (PSa) y la frecuencia y periodo estructural.

Duración significativa

A partir del cálculo de la intensidad de Arias se obtuvo la duración significativa del registro del sismo en cada estación. La duración significativa corresponde al intervalo de tiempo entre el 5% y 95% de la curva normalizada de la intensidad de Arias, y este valor (en tiempo) se relaciona con la duración de la fase más energética del sismo.

La figura 8 muestra los acelerogramas del sismo registrado en la componente este de la estación IESS y en la componente norte de la estación ZALD, junto con las curvas de la intensidad de Arias, donde se muestra la duración significativa en cada registro.

Figura 8: Acelerogramas e intensidad de Arias normalizada para la componente este (HNE) de la estación IESS (panel superior) y la componente norte (HNN) de la estación ZALD (panel inferior). La duración significativa esta resaltada en rojo, 3.46 s para IESS HNE y 12.86 s para ZALD HNN.

La duración significativa para cada componente de cada estación es presentada en la figura 9, donde se observa que las estaciones con PGAs más altos, son, en general, las que presentan los tiempos más cortos.

Figura 9: Duración significativa calculada a partir de la curva normalizada de la intensidad de Arias entre el 5% y el 95% para las tres componentes de cada estación.

Conclusión

El sismo registrado el 1 de julio de 2024, ocurrió dentro del segmento central del sistema de fallas de Quito. La magnitud, distancia y poca profundidad del sismo hicieron que sea ampliamente sentido en Quito, y los picos de aceleración observados al centro norte de la ciudad explican los daños en mampostería reportados.

El análisis de los registros acelerográficos muestra que en la zona centro norte se encuentran altos valores de aceleración (componente este de IESS, 102.78 cm/s/s; componente este de AEPN, 145.04 cm/s/s). La variación de la energía sísmica liberada, estimada a partir de la intensidad de Arias, permitió calcular la duración significativa del sismo, mostrando que en los puntos de máxima aceleración se tienen tiempos de duración significativamente menores (6.11 s en AEPN), en comparación a estaciones ubicadas al sur (13.43 s en ZALD).

Dentro del análisis realizado, se observa que los picos mas altos de aceleración pseudo-espectral se localizan en el centro norte de Quito con periodos aproximados a 0.13 s (7.69 Hz).

En resumen, se observa una zona estrecha comprendida entre el occidente y sur-occidente del epicentro, en donde los valores de aceleración son anormalmente altos, con respecto a las aceleraciones que se registraron en la zona sur y norte de la ciudad, a distancias similares, o incluso, menores. Este efecto no está claramente entendido, y algunas hipótesis podrían explicar este fenómeno: 1) el segmento que se deslizó sobre la falla al momento del sismo, es justamente donde se concentraron las mayores aceleraciones, o 2) por efectos de sitio debido al relleno y/o la forma de la cuenca.

NOTA: Los acelerogramas usados en este informe pueden descargarse desde el siguiente link: https://www.igepn.edu.ec/registros-acelerograficos/formulario-registros-acelerograficos. Para acceder a los datos es necesario crear un usuario en nuestra página web. Una vez creado el usuario, se navega en el menú de la izquierda al enlace de interés.

El Instituto Geofísico se encuentra monitoreando y cualquier novedad será informada.

Jefe T.; Analista V.
PACHECO D, PÉREZ D

Colaboradores del Informe
ALVARADO A, CÓRDOVA A, PALACIOS P, SEGOVIA M, VACA S, VIRACUCHA C
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Como parte de las actividades de monitoreo del volcán El Reventador, personal del Instituto Geofísico IG-EPN realizó diferentes trabajos de vigilancia en la zona de influencia del volcán, entre el 10 y 12 de julio de 2024. El volcán El Reventador, activo desde 2002, presenta actualmente una actividad que se caracteriza por el emplazamiento de flujos de lava, la formación de flujos piroclásticos y pequeñas explosiones acompañadas de emisiones de ceniza que alcanzan pocos kilómetros sobre el nivel del cráter.

Por esta razón, los técnicos se dirigieron hasta el Observatorio Vulcanológico de El Reventador (OVR) en la provincia de Napo, ubicado al sureste del volcán, para realizar el monitoreo a través de cámaras térmicas y visuales, y efectuar la medición de las temperaturas y estudiar los cambios en la morfología del volcán (Fig. 1).

Figura 1. Cámara térmica utilizada para el monitoreo del volcán El Reventador (Foto: A. Vásconez /IG-EPN).

Durante la tarde y noche de los días 10 y 11 de julio y el amanecer del 11, los técnicos pudieron observar al volcán despejado con varias explosiones, emisiones de ceniza y el rodar de bloques y material incandescente por los flancos del volcán (Fig. 2). También realizaron varias fotografías visuales y térmicas del volcán, con lo cual se pudo confirmar la presencia de dos flujos de lava descendiendo desde el cráter (Fig. 3). El primero de ellos y más extenso, desciende por una quebrada al sureste del volcán hasta unos 600 metros bajo el nivel del cráter y cuya temperatura varía entre 400 y 600°C. El segundo se localiza en la parte oriental del volcán a pocos metros bajo el nivel del cráter y su temperatura ronda los 200°C.

Figura 2. Actividad del volcán El Reventador la tarde y noche de los días 10 y 11 de julio de 2024. Izquierda: se aprecia una emisión de ceniza (Foto: E. Telenchana/IG-EPN). Derecha: se aprecia el volcán con brillo a nivel el cráter y rodar de bloques desde los frentes de los flujos de lava por los flancos suroriental y oriental (Foto: A. Vásconez/IG-EPN).

Figura 3. Izquierda: frente del flujo de lava suroriental. Derecha: Imagen térmica donde se aprecia la temperatura de esta parte del flujo de lava (Foto: E. Telenchana /IG-EPN).

Por otro lado, la madrugada del 11 de julio, a más de las fotografías con las cámaras visuales y térmicas, se pudo realizar sobrevuelos al volcán mediante un dron, el cual cuenta con una cámara visual y una térmica (Fig. 4). De esta manera se pudo apreciar la morfología del cráter y el contraste de temperaturas en el edificio volcánico de mejor manera.

Figura 4. Arriba: Cráter del volcán El Reventador en imagen visual y térmica (Fotos: E. Telenchana/IG-EPN). Abajo: Volcán El Reventador visto desde el flanco suroriental en imagen visual y térmica (Fotos: A. Vásconez/IG-EPN).

Adicionalmente, los funcionarios del IG-EPN llevaron a cabo el mantenimiento de la red de cenizómetros instalados en las proximidades de este volcán (Fig. 5). El primero de ellos se encuentra en la Hostería El Reventador ubicado a aproximadamente 8 km al sureste del volcán, y el segundo se localiza en el OVR a 3.6 km al sureste del volcán. El mantenimiento de la red de cenizómetros es realizado periódicamente para obtener muestras de ceniza de las diferentes emisiones del volcán y así poder estudiar los cambios en la actividad del volcán El Reventador más a detalle.

Figura 5. Mantenimiento de la red de cenizometros ubicados en la zona del volcán El Reventador por parte del personal del IG-EPN (Fotos: E. Telenchana y A. Vásconez / IG-EPN).

Finalmente, se procedió con la extracción de los datos de la cámara trampa y la revisión de los equipos instalados en el lugar.

Como citar este reporte/How to cite this report: Telenchana E., Vásconez A., (2024). TRABAJOS DE MONITOREO EN EL VOLCÁN EL REVENTADOR, PROVINCIAS DE NAPO Y SUCUMBÍOS del 12/07/2024.

E. Telenchana, A. Vásconez.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Un grupo de geólogos del Instituto Geofísico y la Facultad de Geología de la Escuela Politécnica Nacional realizaron trabajo de campo para estudiar las secuencias de rocas que componen el Volcán Quilotoa y sus alrededores. El objetivo de estos estudios es mejorar la cartografía del volcán y entender mejor su historia y formación con una aplicación directa a la gestión de la potencial amenaza volcánica.

Figura 1.- Técnicos del IG-EPN y la Facultad de Geología de la EPN realizan reconocimiento desde el borde del Volcán Quilotoa (10/07/2024). Foto: D. Sierra/IG-EPN.

El volcán Quilotoa es ampliamente conocido por los turistas gracias a su hermosa laguna de color turquesa. Sin embargo, es importante saber que el Quilotoa es también un Volcán Potencialmente Activo cuya ultima erupción ocurrió en el siglo XII. Por ser una erupción prehispánica, es poco lo que se sabe de ella, pues no se cuenta con registros históricos. La información disponible proviene de los estudios geológicos realizados en la zona por Hall & Mothes a finales de la década de los 2000.

La erupción del siglo XII fue una erupción mayor, tuvo un índice de explosividad volcánica (VEI) de 5 (una escala es exponencial que llega hasta el 8) y fue lo suficientemente grande para formar el cráter que actualmente forma la laguna. Adicionalmente cubrió con potentes depósitos de flujos piroclásticos, una parte de la provincia de Cotopaxi.

Figura 2. – Descripción de secuencias geológicas y e interpretación de rasgos topográficos en el Quilotoa (14/07/2024 & 12/07/2024). Fotos: D. Sierra/IG-EPN.

La ejecución de esta campaña es parte del Proyecto de Investigación (PIGR 22-02) correspondiente al Estudio Multidisciplinario de Lagos Cratéricos, un proyecto financiado por el Vicerrectorado de Investigación de la EPN; y del Joven Equipo ECLAIR del Institut de Recherche pour le Développement (IRD).

Figura 3.- Estudio de los depósitos de roca correspondientes a la erupción del Quilotoa del siglo XII en la zona suroriental del Volcán (12/07/2024). Fotos:

D. Sierra, S. Hidalgo.
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Como parte de las actividades de vigilancia volcánica efectuadas por el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN), personal del área de vulcanología y el área técnica visitaron el volcán Cayambe el viernes 12 de julio de 2024.

Dos objetivos se plantearon. El primero fue realizar el mantenimiento y descarga de datos de la estación sísmica de período corto (Figura 1) ubicada en las cercanías del Refugio Ruales Oleas Bergé, cuyo papel es detectar los movimientos sísmicos en el interior del volcán. Para cumplir con este objetivo, en la estación se verificó el correcto funcionamiento de los sistemas de alimentación y la transmisión de los datos a tiempo real con el IGEPN.

Figura 1. Izquierda: Ruta de acceso a la estación Refugio en el volcán Cayambe. Derecha: Estación sísmica de período corto (Fotografías: Carlos Macías – IGEPN).

El segundo objetivo fue visitar la zona suroccidental del volcán, conocida como “Glaciar Hermoso”. Durante el trayecto y en el sitio se efectuaron mediciones de gases utilizando dos equipos MultiGAS (Figura 2) emitido por las fuentes termales, también se realizó la medición de los parámetros físicos y químicos, tales como: pH, conductividad y temperatura, y se recolectaron muestras del agua para que sean analizados en un laboratorio.

Figura 2. Medición de gases volcánicos con el equipo MultiGAS (maletín de color amarillo) durante el trayecto a la zona suroccidental del volcán Cayambe (Foto: M. Almeida - IGEPN).

En vista que la zona de trabajo es considerada como peligrosa, con acceso restringido por las autoridades debido a los colapsos continuos del glaciar, un equipo de Guardaparques del Parque Nacional Cayambe – Coca, así como, un equipo especializado en Rescate del Cuerpo de Bomberos de Cayambe, acompañaron a los técnicos del Instituto Geofísico mientras realizaban los trabajos de vigilancia volcánica.

Además de los objetivos planteados, los funcionarios del IG-EPN explicaron las metodologías utilizadas para la vigilancia de la actividad superficial de los volcanes activos, así también algunos de los peligros asociados a fuentes termales con desgasificación (Figura 3).

Figura 3. Izquierda: Medición de temperatura de las fuentes termales (Foto: Cortesía Bomberos Cayambe). Derecha: Explicación de las metodologías de vigilancia de la actividad volcánica superficial al equipo de trabajo (Foto: Freddy Vásconez – IGEPN).

El análisis de los datos recolectados es consistente con los niveles de actividad superficial e interna del volcán, catalogados a la fecha de la emisión del presente informativo como MUY BAJOS con tendencia SIN CAMBIO.

M. Almeida, C. Macías, F. Vásconez, I. Tapa
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional

Entre el 1 y 5 de julio de 2024, un equipo multidisciplinario del Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional (IG-EPN) realizó trabajos de campo en la provincia de Morona Santiago.

Dentro de las actividades realizadas se destacan:

• Charla informativa con autoridades locales de las siguientes instituciones: Gobernación de la provincia, GAD Provincial de Morona Santiago, funcionarios del GAD del Cantón Morona, Secretaría de Gestión de Riesgos – Zona 6, Parque Nacional Sangay, entre otras.

Charlas informativas a las autoridades locales (Fotos: IG-EPN).

• Se realizó una inspección en la confluencia del río Upano con el río Volcán (drenajes surorientales del volcán Sangay), donde la ocurrencia de lahares secundarios forma represamientos temporales en este lugar, y aguas abajo causa afectación en el puente de acceso a la ciudad de Macas en la carretera E30.

Zona de la confluencia de los ríos Upano y Volcán, vista desde el camino hacia la Comunidad Luz de América (Fotos: IG-EPN).

En la confluencia de los cauces de los ríos Volcán y Upano, se observa gran cantidad de material acumulado en terrazas que alcanzan los 15 m de altura.

Zona de la confluencia de los ríos Upano y Volcán, Terrazas de hasta 15 m de altura y muestra de los depósitos (Fotos: IG-EPN).

Puente de acceso a la ciudad de Macas (Fotos: IG-EPN).

• Se realizaron trabajos mantenimiento de la estación sísmica SAG1.

Trabajos en la estación sísmica SAG1 (Fotos: IG-EPN).

• Se realizó mantenimiento a los cenizómetro ubicado en la Host. Farallón y Comunidad Luz de América (Quinta Cooperativa)

Cenizómetros ubicados al suroriente del volcán Sangay (Fotos: IG-EPN).

• Se recorrió los caminos cercanos a los sectores de San Isidro, Alto Upano y Domono; con el objetivo de identificar sitios favorables para la instalación de nuevos equipos de vigilancia volcánica.

El Instituto Geofísico de la Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional, agradece al Sr. Torres por las facilidades prestadas para el funcionamiento de un equipo de la red de vigilancia del volcán Sangay.

Reunión de técnicos del IG-EPN con el Sr. Torres.

Mapa de peligros volcánicos potenciales del volcán Sangay: https://www.igepn.edu.ec/sangay-mapa-de-amenaza-volcanica

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M. Córdova, P. Mothes, R. Toapanta, C. Macías
Instituto Geofísico
Escuela Politécnica Nacional