Investigación Sismológica

 

    La Investigación Sismológica en Venezuela

ROBERTO BETANCOURT A., PhD.

En Venezuela, la Fundación Venezolana de Investigaciones Sismológicas (Funvisis) es el organismo oficial encargado de promover y realizar en forma permanente, investigaciones y estudios sismológicos en Venezuela, así como de la divulgación del conocimiento científico de las ciencias respectivas y de la formación del talento humano especializado, de acuerdo con lo establecido en su decreto de creación, publicado en la Gaceta Oficial N° 29.864, en fecha 27 de julio de 1972.

Como ente rector en la materia, Funvisis promueve la profundización del conocimiento científico para incrementar el entendimiento sobre el fenómeno sísmico y sus efectos y consecuencias en la sociedad, así como para la extensión de los ámbitos de aplicación e inclusión de los métodos empleados en el conocimiento de amenaza y de la vulnerabilidad en los procesos socio-productivos del país.

Más allá de las razones que pudieren argüirse para demostrar la necesidad de un plan asociado a la investigación, es necesario recordar que los objetivos que trazan las organizaciones se expresan como los resultados “que se esperan del seguimiento de ciertas estrategias”, y éstas “son las acciones que se emprenderán para alcanzar los objetivos a largo plazo”.

En este orden de ideas, la línea que se traza entre el estado actual del arte de un conocimiento especializado, y muy específico, y su estado futuro (digamos, por ejemplo, la mecánica newtoniana en los albores del siglo XVIII a la mecánica cuántica que hoy debatimos) demanda de un vaso comunicante que dirija los esfuerzos de la comunidad científica en una dirección.

En este sentido, la implementación de una línea de investigación logra un enfoque que abarca conocimientos, inquietudes, prácticas y perspectivas de análisis que permitan el desarrollo de proyectos y productos construidos de manera sistemática alrededor de un tema de estudio.

Las líneas de investigación conciben el trabajo interdisciplinario como intradisciplinario, lo cual es de especial importancia en los estudios sismológicos, tal como ha quedado evidenciado en la complejidad del crecimiento histórico de la fundación en sus primeras décadas desde su creación.

De esta manera, en este legajo se presentan las líneas de investigación que orientarán la investigación sismológica en Funvisis, en particular, y como órgano rector en la materia, en Venezuela, en general, durante el período 2019-2025, representando un documento rector que permita la conducción de la actividad investigativa coherentemente, a los fines de potenciar a la fundación y las organizaciones aliadas, así como al talento técnico-científico, definiendo los ejes para la creación de los perfiles profesiográficos y principios de la actividad sismológica en Venezuela, así como  los indicadores que permitan medir los avances en la materia, atendiendo las necesidades del país, potenciando el desarrollo y ampliando las perspectivas de progreso de la Nación.

1)                 Línea potencial: I Amenaza Sísmica

Medida que cuantifica la probabilidad de ocurrencia de eventos sísmicos que pueden afectar en forma adversa la integridad de edificaciones, sus ocupantes, y la dinámica social.

En estos términos, la amenaza sísmica es un término técnico mediante el cual se caracteriza numéricamente la probabilidad estadística de la ocurrencia (o excedencia) de cierta intensidad sísmica (o aceleración del suelo) en un determinado sitio, durante un período de tiempo. La misma, puede calcularse a nivel regional y a nivel local, para lo cual se deben considerar los parámetros de fuentes sismogénicas, así como también los registros de eventos sísmicos ocurridos en cada zona fuente y la atenuación del movimiento del terreno.

La línea de investigación amenaza sísmica, tiene por objeto: l

La caracterización detallada de la amenaza sísmica del territorio nacional y de zonas adyacentes, tomando diferentes parámetros particulares del suelo, sub-suelo y topografía, a los fines de la macro y microzonificación sísmica de las principales ciudades del país, así como para la generación de insumos y herramientas de aplicación en la toma de decisiones y el desarrollo de los espacios socio-productivos del país.

El enfoque requerido para evaluar la amenaza sísmica en una región varía en función del contexto tectónico o geodinámico preponderante (Audemard, 2001).

 Líneas operativas:

De esta línea potencial se derivan dos líneas operativas y de las que se derivarán los futuros proyectos de investigación:

a)           Evento sísmico:

Concebido como el movimiento brusco de la corteza terrestre, capaz de cambiar por completo el paisaje de una región (Funvisis, 2018), el cual puede ser originado bien sea, de forma natural o de forma antrópica.

En este sentido, esta línea operativa abarca el estudio de la actividad sísmica generada en el territorio nacional y zonas adyacentes, producto de la interacción de las placas tectónicas que definen el contexto geodinámico venezolano, comprendiendo a su vez los eventos tsunamigénicos, así como también, el estudio de aquellas actividades producto de la sismicidad inducida, entendida como la sismicidad asociada a la actividad humana, cuyos casos se han incrementado a nivel mundial en los últimos años, debido al aumento de nuevas técnicas que actúan sobre el medio natural para obtener recursos minerales y energéticos, tales como: la inyección y extracción de gas en el subsuelo, fracking (ruptura de roca), hidrosismicidad y minería, entre otras. Estas técnicas traen consigo una alteración del estado de esfuerzos en el interior de la Tierra por lo que deben ser desarrolladas y aplicadas con las máximas medidas de seguridad, permitiendo la evaluación de la amenaza sísmica incluyendo la sismicidad inducida. Se incluyen en esta línea operativa, las investigaciones asociadas a las detonaciones de explosivos, incluyendo las nucleares y delimitadas por el CTBT.

b)           Área geográfica

Abarca la totalidad de los estudios que permitan caracterizar en diferentes escalas de resolución, geometría, configuración y composición del suelo y el sub-suelo que es sometido a los esfuerzos, producto de la acción sísmica y tsunamigénica.

La Tabla 1 detalla los contenidos técnicos de la línea de investigación “Amenaza Sísmica”, indicando los objetivos específicos y que sirven de guía para los proyectos de investigación científica y tecnológica.

 

Tabla 1. Ficha técnica de la línea de investigación potencial I. Amenaza Sísmica.

Línea potencial:	I.            Amenaza Sísmica
Objetivo general:	Conocer la amenaza sísmica y tsunamigénica del territorio venezolano y zonas adyacentes.

Líneas operativas	Contenidos
I.1. Evento sísmico	I.1.1. Estudiar la sismicidad en la corteza terrestre y en las zonas de subducción. I.1.2. Evaluar los eventos sismológicos y tsunamigénicos desde la perspectiva histórica (pre-instrumental e instrumental). I.1.3. Estudiar la cinemática y la dinámica de las fuentes sísmicas. I.1.4. Evaluar y desarrollar metodologías de cálculo hipocentral. I.1.5. Desarrollar metodologías, hardware y software para el monitoreo de la actividad sísmica y tsunamigénica. I.1.6. Desarrollar metodologías de calibración instrumental. I.1.7. Estudiar la aplicación de los métodos basados en la sismología y de las geociencias conexas a esta en los espacios socio-productivos del país. 1.1.8. Ejecutar y promover desarrollos e investigaciones innovadoras en el campo de la sismología.
I.2. Área geográfica	I.2.1. Investigar la estructura y la dinámica litosférica en Venezuela y regiones adyacentes. I.2.2. Determinar las estructuras tectónicas recientes y sus efectos geológicos superficiales. I.2.3. Estudiar la propagación de ondas sísmicas y sus efectos en superficie. I.2.4. Investigar la amenaza sísmica y tsunamigénica en el territorio nacional, en diversas escalas de resolución. I.2.5. Evaluar la respuesta geotécnica y sísmica local del terreno para fines de ordenamiento territorial.
Indicadores	-Número de publicaciones internacionales en los últimos dos años. -Número de publicaciones regionales en los últimos dos años. -Número de publicaciones nacionales en los últimos dos años. -Número de modelos desarrollados. -Número de mapas entregados oportunamente. -Número de reportes entregados oportunamente. -Número de informes entregados oportunamente. -Número de alianzas estratégicas y/o convenios de cooperación nacionales realizados. -Número de alianzas estratégicas y/o convenios de cooperación internacionales realizados. -Número de proyectos formulados. -Número de proyectos culminados.

2)                 Línea Potencial II: Vulnerabilidad sísmica de lo construido

El concepto de vulnerabilidad ha sido explorado desde campos de conocimiento muy diversos, como la antropología, la sociología, la ecología política, las geociencias y la ingeniería (Alwang et al., 2011; Cardona, 2004; Hannigan, 2010; Hoffman y Oliver, 1999; Thywissen, 2006; en Ruiz Rivera, 2012). Por este motivo, lo que se entiende por vulnerabilidad ha sido definido de formas muy distintas y a partir de elementos diferentes, entre los que se cuentan riesgo, estrés, susceptibilidad, adaptación, elasticidad (resiliencia), sensibilidad o estrategias para enfrentar el estrés (“coping strategies”). Sin embargo, es posible encontrar algunos elementos en común en la mayor parte de las definiciones de vulnerabilidad:

▫︎          Vulnerabilidad se define siempre en relación con algún tipo de amenaza, sean eventos de origen físico como sequías, terremotos, inundaciones o enfermedades, o amenazas antropogénicas como contaminación, accidentes, hambrunas o pérdida del empleo.

▫︎          La unidad de análisis (individuo, hogar, grupo social) se define como vulnerable ante una amenaza específica, o es vulnerable a estar en una situación de pérdida, que puede ser de la salud, del ingreso, de las capacidades básicas, etc.

▫︎          El análisis de la construcción de vulnerabilidad se hace en dos momentos distintos del proceso. Por un lado, en las condiciones que la unidad de análisis tiene antes de una situación de estrés, que le hacen más o menos propensa a una pérdida específica (susceptibilidad). Por otro lado, están las formas que desarrolla la unidad de análisis para enfrentar una situación de estrés una vez que ésta ha ocurrido, y que se relacionan con la capacidad de ajuste (Watts y Bohle, 1993; Fraser, 2003; en Ruiz Rivera, 2012).

A los efectos de esta línea de investigación, se entiende como vulnerabilidad sísmica de lo construido a la medida que cuantifica el tipo de daño, el modo de falla y la capacidad resistente de un elemento, de una estructura, o de un conjunto de estructuras bajo unas condiciones probables de sismo.

La línea potencial vulnerabilidad sísmica de lo construido tiene por objeto:

Promover investigaciones orientadas a determinar la distribución de elementos expuestos de las edificaciones y sus vulnerabilidades, de acuerdo con su importancia, en un determinado ámbito geográfico, el cual puede ser: local o regional. En los estudios regionales se usan metodologías cualitativas de estimación de la vulnerabilidad y del daño. En estudios locales la acción sísmica se asocia a un escenario sísmico concreto y se usan métodos analíticos para estimar la capacidad resistente y fragilidad de las estructuras.

Líneas operativas:

De esta línea potencial se derivan dos líneas operativas y de las que se derivarán los futuros proyectos de investigación:

a)           Medidas de cuantificación del daño:

Comprende las diferentes metodologías utilizadas para valorar el deterioro de la estructura y en que parte de ella se encuentra ese daño, de acuerdo con su respuesta ante un sismo.

Las investigaciones en cuanto a la cuantificación del daño, se orientan en dos vías: la primera, tiene por objeto identificar las vulnerabilidades de la estructura antes del sismo, para proponer soluciones de reforzamiento y evitar que una edificación falle, mientras que el objeto de la segunda, consiste en determinar si la estructura después del sismo, es segura, es posible rehabilitarla a pesar del daño o, por el contrario, se deba decidir su demolición.

b)           Sistema resistente a sismos:

Parte del sistema estructural que se considera suministra a la edificación, la resistencia, rigidez y ductilidad necesarias para soportar las acciones sísmicas.

                En la Tabla 2, más adelante, se presenta la ficha técnica de la línea de investigación “Vulnerabilidad Sísmica de lo Construido”, indicando los objetivos específicos y que sirven de guía para los proyectos de investigación científica y tecnológica.

Tabla 2. Ficha técnica de la línea de investigación potencial II. Vulnerabilidad Sísmica de lo Construido

Línea potencial:	II. Vulnerabilidad Sísmica de lo Construido
Objetivo general:	Conocer la vulnerabilidad sísmica, a través de la caracterización de las tipologías constructivas edificadas sobre el Territorio venezolano, ante la acción sísmica.

Objetivo general:

Conocer la vulnerabilidad sísmica, a través de la caracterización de las tipologías constructivas edificadas sobre el Territorio venezolano, ante la acción sísmica.

 

Líneas operativas	Contenidos
II.1. Medidas de cuantificación del daño	II.1.1. Estudiar el comportamiento de las estructuras civiles ante la acción sísmica. II.1.2. Investigar la vulnerabilidad y el riesgo, ante la acción sísmica, con fines de ordenamiento territorial.
II.2. Sistema resistente a sismos	II.2.1. Realizar investigaciones en el campo de los ensayos experimentales de estructuras existentes para determinación de propiedades mecánicas y capacidad sismorresistente.
Indicadores	-Número de publicaciones internacionales en los últimos dos años. -Número de publicaciones regionales en los últimos dos años. -Número de publicaciones nacionales en los últimos dos años. -Número de modelos desarrollados. -Número de mapas entregados oportunamente. -Número de reportes entregados oportunamente. -Número de informes entregados oportunamente. -Número de alianzas estratégicas y/o convenios de cooperación nacionales realizados. -Número de alianzas estratégicas y/o convenios de cooperación internacionales realizados. -Número de proyectos formulados. -Número de proyectos culminados.

3)                Línea Potencial III: Vulnerabilidad sísmica social

Tal como se indicara en el párrafo identificado con el número 2) del aparte 9 de este documento, p. 61; lo que se entiende por vulnerabilidad ha sido definido de formas muy distintas y a partir de elementos diferentes, entre los que se cuentan riesgo, estrés, susceptibilidad, adaptación, elasticidad (resiliencia), sensibilidad o estrategias para enfrentar el estrés (“coping strategies”); por lo que a los efectos de esta específica línea de investigación, especialmente abocada a los efectos de los terremotos, se entiende como vulnerabilidad sísmica social a la medida de la predisposición o susceptibilidad que tiene un individuo, grupos de personas, una comunidad o todo un Estado Nación, de ser afectado o sufrir daños, y de enfrentar un evento sísmico.

En alineación con el decreto de creación, esta línea tiene por objeto:

Promover investigaciones que conlleven hacia la socialización, popularización y divulgación del conocimiento científico, y la comprensión y estudio de los aspectos sociales de vulnerabilidad, para el aumento de la resiliencia y la reducción del riesgo de desastres.

Se orienta hacia la adaptación de conocimientos en diferentes formatos que permitan a los sectores sociales acceder y apropiarse de la información técnico-científica generada por Funvisis, para mejorar el entendimiento de su realidad sísmica, y para tomar acciones en el nivel local, conducentes a reducir el riesgo, contemplando a su vez, los procesos de transferencia de conocimientos y experiencias para el fortalecimiento de la cultura sísmica del país, abarcando el desarrollo de metodologías para la formación de formadores en materia de prevención sísmica y la inclusión de la población con diferentes limitaciones físicas.

Por otra parte, aborda la necesidad y los diferentes enfoques para introducir en los currículos educativos en todos los niveles y modalidades de la educación, los temas sobre amenaza y vulnerabilidad sísmica, para la reducción del riesgo de desastres y el fomento de una cultura preventiva frente al fenómeno sísmico y tsunamigénico desde la educación formal. 

De igual forma, explora novedosos métodos y estrategias educativas para facilitar el acceso a los conocimientos sobre amenaza sísmica y vulnerabilidad, desde los diferentes paradigmas educativos, usando múltiples herramientas y recursos, tanto para la divulgación de la información, como para la medición del impacto y calidad de los contenidos, abarcando el uso de las “Tecnologías de la Información y de las Comunicaciones”.

 Líneas operativas:

De esta línea potencial se desprenden dos líneas operativas y de las que se extraerán los contenidos de los futuros proyectos de investigación:

a)           Daños al individuo:

Se dedica al estudio sistemático, desde la perspectiva geo-social, los elementos que inciden en su vulnerabilidad ante sismos, abarcando el estudio de sus causas, consecuencias, hasta las medidas de prevención y mitigación.

b)           Resiliencia:

Estudia las variables y circunstancias que inciden en la capacidad de los grupos sociales e individuos para enfrentar las consecuencias de un desastre y reponerse de sus efectos.

                En la Tabla 3, más adelante, se presenta la ficha técnica de la línea de investigación “Vulnerabilidad Sísmica Social”, indicando los objetivos específicos y que sirven de guía para los proyectos de investigación científica y tecnológica.

Tabla 3. Ficha técnica de la Línea de Investigación Potencial III: Vulnerabilidad Sísmica Social

Línea Potencial:	III. Vulnerabilidad Sísmica Social
Objetivo general:	Determinar la vulnerabilidad social de la población venezolana ante la ocurrencia de eventos sísmicos

Líneas Operativas	Contenidos
III.1. Daños al individuo	III.1.1. Desarrollar modelos, métodos y herramientas que permitan determinar los niveles de la exposición poblacional ante eventos sísmicos y tsunamigénicos. III.1.2. Analizar la percepción del riesgo sísmico en el imaginario social III.1.3. Estudiar el impacto de los sismos en las comunidades. III.1.4. Desarrollo y evaluación de contenidos y programas para el fortalecimiento de la cultura y prevención del riesgo sísmico. III.1.5. Evaluar la exposición poblacional y la vulnerabilidad social ante la acción sísmica y tsunamigénica.
III.2. Resiliencia	III.2.1. Desarrollar y evaluar metodologías de formación para la alfabetización sismológica. III.2.2. Desarrollar y evaluar metodologías de divulgación de la información para la alfabetización sismológica y el conocimiento de las geociencias. III.2.3. Aplicación del conocimiento sobre amenaza sísmica y por Tsunamis para el incremento de la resiliencia y la reducción del riesgo de desastres. III.2.4. Determinar la vulnerabilidad no estructural ante la ocurrencia de eventos sísmicos.
Indicadores	-Número de publicaciones internacionales en los últimos dos años. -Número de publicaciones regionales en los últimos dos años. -Número de publicaciones nacionales en los últimos dos años. -Número de modelos desarrollados. -Número de mapas entregados oportunamente. -Número de reportes entregados oportunamente. -Número de informes entregados oportunamente. -Número de alianzas estratégicas y/o convenios de cooperación nacionales realizados. -Número de alianzas estratégicas y/o convenios de cooperación internacionales realizados. -Número de proyectos formulados. -Número de proyectos culminados.

Contextualización de la Investigación Sismológica en Venezuela

    Los fenómenos naturales de origen geológico, hidrológico y atmosférico tales como terremotos, erupciones volcánicas, movimientos en masa, maremotos, inundaciones y huracanes, representan un peligro latente que bien puede considerarse como una amenaza para el desarrollo social y económico de una región o un país (Cardona, 1993). 

    Los desastres son perturbaciones que podrían afectar a distintas variables ambientales, económicas y sociales de un país. Son fenómenos de ocurrencia común y cuya frecuencia se ha incrementado a lo largo del tiempo. Según Bello (2017) citando la Base de Datos Internacional sobre Desastres (EM-DAT) de la Oficina de Asistencia de Desastres en el Extranjero y el Centro de Investigación sobre la Epidemiologia de los Desastres (OFDA/CRED) de la Universidad Católica de Lovaina en Bruselas, que cuenta con el registro más extenso de desastres a nivel mundial, en el periodo 1970-2010 tuvieron lugar 10.271 desastres en el mundo, de los cuales un 23,7% se produjeron en América (16,9% en países de América Latina y el Caribe). 

    Dicha base de datos define a un desastre como un evento que cumple uno de los siguientes criterios: 

    - Se informa de diez o más muertes.

    - Se informa que 100 o más personas resultaron afectadas.

    - Se declara un estado de emergencia, o 

    - Se hace una petición de ayuda.

    En este estudio se evidencia la magnitud del potencial de generación de pérdidas que caracteriza a los eventos de origen geológico, tal como es el caso de los terremotos, donde a pesar de que estos eventos representan menos del 21 % de los eventos reportados en América Latina (en el lapso arriba indicado, 1972 al 2010), los costos derivados ascienden a 100 mil millones de dólares, para una muestra de 88 eventos del total de eventos reportados, equiparándose este monto al costo ocasionado por el otro 71 % de los eventos, correspondiente a eventos climatológicos, con un costo promedio para los eventos geológicos de 8.300 millones de dólares y de 1.500 millones de dólares para los eventos climatológicos (Ibídem).

    Los terremotos no pueden ser neutralizados por la acción del ser humano, debido a que difícilmente su mecanismo de origen puede ser intervenido. No obstante, la Tierra -en términos de su comportamiento tectónico- es un planeta vivo, cuyas partes se encuentran en constante movimiento, tal como lo demuestra la actividad sísmica mundial. Considerando que los desastres no son naturales y que la amenaza sísmica es latente, se puede aseverar que hay un alto riesgo de desastre si uno o más fenómenos naturales peligrosos ocurrieran ante situaciones vulnerables. De allí que, el riesgo sísmico, se concibe como una medida que combina la amenaza sísmica, con la vulnerabilidad y la posibilidad de que se produzcan en ella daños por movimientos sísmicos en un período determinado.

    En los inicios de la investigación sismológica a nivel mundial, el énfasis se dirigió fundamentalmente hacia el conocimiento de las “amenazas” por el sesgo investigativo y académico de quienes generaron las primeras reflexiones sobre el tema. Es importante mencionar que aún se conserva este énfasis, en particular en los países más avanzados, donde por su desarrollo tecnológico se intenta conocer con mayor detalle los fenómenos generadores de las amenazas. Esta marcada tendencia ha sido evidente durante los primeros años del “Decenio Internacional para la Reducción de los Desastres Naturales” declarado por la Organización de las Naciones Unidas para los últimos años del milenio. Si lo que se pretende es la estimación del riesgo, indudablemente el estudio y la evaluación de la amenaza es un paso de fundamental importancia (Cardona, 1993).

    Sin embargo, para lograr dicho propósito es igualmente importante el estudio y el análisis de la vulnerabilidad impulsar la necesidad de estudiar la “vulnerabilidad física”, la cual básicamente fue relacionada con el grado de exposición y la fragilidad o capacidad de los elementos expuestos a la acción de los fenómenos. Este último aspecto permitió ampliar el campo de la investigación a un ámbito multidisciplinario debido a la necesidad de involucrar a profesionales de otras áreas del conocimiento, como lo son la ingeniería, la arquitectura, y la planificación entre otras, encontrado de especial importancia la consideración de la amenaza y la vulnerabilidad como variables fundamentales para la planificación física y las normas de construcción de vivienda e infraestructura.

    Desde esta perspectiva, los estudios de vulnerabilidad, representan un insumo esencial en los procesos que permiten establecer prioridades para la ejecución de planes y proyectos, tendientes a disminuir la vulnerabilidad y riesgo. Estos estudios son relevantes, sobre todo para instalaciones estratégicas y servicios básicos, que, de resultar dañados pueden causar grave prejuicio en el funcionamiento normal del país (CEPAL, 2007).

    Por otra parte, se tiene que el enfoque requerido para evaluar la amenaza sísmica en una región varía en función del contexto tectónico o geodinámica preponderante (Audemard, 2001). Específicamente, la República Bolivariana de Venezuela se encuentra ubicada entre la placa Suramericana y la placa del Caribe, las cuales generan movimientos sísmicos que afectan al territorio venezolano. Diferentes fallas principales y activas tales como: San Sebastián, La Victoria, El Pilar, Boconó, Oca-Ancón, representan parte de una serie de fuentes sismogénicas que contribuyen con la amenaza sísmica del país (Audemard et al., 2000).

    Considerando que al menos el 91 % de la población venezolana se asienta sobre zonas de amenaza sísmica y tsunamigénica (ibídem), así como la concentración del principal parque industrial y socio-productivo del país y los poderes públicos, se hace imperativo el desarrollo de investigaciones que conlleven a la generación de productos que puedan ser utilizados por los niveles decisorios de las diferentes instancias del país, para la mitigación del riesgo sísmico, conjugado esfuerzos que permitan al menos:

    La caracterización detallada de la amenaza sísmica del territorio nacional, tomando diferentes parámetros característicos del suelo, sub-suelo y topografía, a los fines de alcanzar la microzonificación sísmica de las ciudades.

    - Caracterizar la vulnerabilidad física y social ante la acción sísmica.

    - Fomentar la cultura de prevención sísmica en el país.

   - Brindar un servicio sismológico de calidad a la población venezolana y a los países vecinos.

   - Sustentar las bases para la creación las legislaciones requeridas, en el marco regulatorio de la actividad sismológica del país.

    - Fortalecer el sistema socio-productivo de la Nación.