ANALISIS DE RIESGO FRENTE A LOS TSUNAMIS EN LA CIUDAD DE ESMERALDAS INTRODUCCIÓN Con mucha frecuencia a través de los medios de comunicación nos enteramos de desastres naturales tales como sismos, terremotos, maremotos, inundaciones, etc, que al ocurrir provocan derrumbes, aislamientos, hundimientos y principalmente la pérdida de seres humanos en el mundo. Algunos de estos desastres pueden ser pronosticados o previstos a tiempo para prevenir a las personas que puedan verse afectadas, pero en su mayoría los desastres no avisan de su llegada, haciendo que la cantidad de pérdidas de vidas humanas y recursos materiales sean mayores. La temática de los desastres es un problema de desarrollo de los países. En primer lugar porque en los países en desarrollo como el nuestro algunos fenómenos naturales, ya sean de origen hidrometeorológico, geosísmico, vulcanológico o de otra naturaleza, suelen tener consecuencias mayores que en los países desarrollados. En segundo lugar porque existen factores que sumados al nivel bajo de desarrollo, amplifican dichas consecuencias.

TEMAS A TRATAR Introducción Conocimientos Básicos sobre tsunamis Características generales y revisión de la información existente del área de estudio Aplicación de modelos Resultados y evaluación de resultados Conclusiones y recomendaciones

GLOSARIO DE TÉRMINOS Deriva Continental.- teoría expuesta por Alfred Wegener en la que se decía que los continentes de la Tierra eran originalmente una masa de tierra que se fue separando y emigrando para formar los continentes. La deriva de los continentes crea corteza en unas zonas y la destruye en otras.

GLOSARIO DE TÉRMINOS Distancia Epicentral.- distancia medida o calculada sobre la superficie de la Tierra entre un punto de observación y el epicentro de un sismo. Distancia Hipocentral.- distancia calculada entre el hipocentro sísmico y un punto sobre la superficie de la Tierra. Epicentro.- punto en la superficie de la tierra ubicado en la proyección vertical del hipocentro. Usualmente se ubica mediante latitud y longitud geográfica. Dislocación Epicentro Hipocentro Falla

GLOSARIO DE TÉRMINOS Falla de desgarre Falla inversa Falla normal Falla geológica.- fractura o zona de fractura a lo largo de la cual ha ocurrido un desplazamiento diferencial paralelo a la fractura de dos bloques en contacto. El desplazamiento puede ser de milímetros a muchos kilómetros. Falla geológica activa.- fractura o zona de ruptura a lo largo de la cual haya evidencias de haber ocurrido desplazamientos en el pasado geológico reciente y/o en la cual ocurren desplazamientos con o sin actividad sísmica. Falla de desgarre Falla inversa Falla normal

GLOSARIO DE TÉRMINOS Hipocentro o foco.- punto en el interior de la tierra donde se inicia la ruptura que causa el sismo. Es localizado mediante su latitud, longitud y profundidad. Dislocación Epicentro Hipocentro Falla

GLOSARIO DE TÉRMINOS Hora o tiempo de llegada u origen de un sismo.- tiempo que corresponde al instante en que se inicia la ruptura en el interior de la tierra que da origen a las ondas sísmicas detectadas por los sismógrafos. Se lo puede expresar en tiempo local o universal. Los frentes de onda a cada hora después del sismo son mostrados por las curvas. U.S. Department of Commerce-Coast and Geodetic Survey, 1970..

Sección esquemática de una zona de subducción. Segovia 2001 GLOSARIO DE TÉRMINOS Subducción.- proceso por medio del cual una capa de la litosfera colisiona con otra y es forzada a descender debajo de la otra hacia el manto terrestre. Sección esquemática de una zona de subducción. Segovia 2001

GLOSARIO DE TÉRMINOS Terremoto.- sismo violento y destructor. J. Mezcua I.G.N. - U.P.N. 2002

GLOSARIO DE TÉRMINOS Zona de ruptura.- área en la tierra donde ocurren las fallas durante el terremoto o sismo. Para sismos muy pequeños esta zona podría tener agujeros pero en caso de un gran terremoto la zona de ruptura se podría extender varios cientos de kilómetros a lo largo y algunos kilómetros a lo ancho. Zona sísmica.- región donde se sabe que ocurren los terremotos o sismos Segovia.EPN-2001. 60 –100% J. Mescua. I.G.N.-U.P.M. 2002

INTRODUCCION La ubicación de Esmeraldas y todo el Ecuador en un marco geodinámico complejo debido a la interacción de al menos dos placas tectónicas: la Placa Nazca y la Placa Sudamericana ha caracterizado la historia sísmica tsunamigénica del país. En las costas de Ecuador se han originado seis eventos sísmicos a partir del año 1906. La región fronteriza (área de estudio) de Ecuador—Colombia es la de mayor actividad tsunamigénica para ambos países, puesto que, para el Ecuador, han ocurrido cuatro de los seis eventos tsunamigénicos en el siglo pasado. Los tsunamis frente a las costas esmeraldeñas ocurrieron en los años 1.906, 1942, 1.958 y 1.979; otras regiones en el Ecuador afectadas por tsunamis, han sido Bahía de Santa Elena en 1933 y la frontera Ecuador-Perú en 1953. De estas tres zonas, es la de Esmeraldas donde se producen los sismos más fuertes.

Fases del tsunami propagación inundación generación falla J.Mezcua I.G.N.-U.P.M. 2002

Generación de los tsunamis Por deslizamiento de laderas en contacto con el mar Porinvasión rápida en el mar de flujos piroclásticos procedentes de erupciones volcánicas. Por generación de terremotos en el fondo del mar con desplazamientos verticales del fondo. Por impacto de meteoritos en el mar

Generación por deslizamiento ladera J.Mezcua I.G.N.-U.P.M. 2002

Generación por avalancha de flujo piroclástico J.Mezcua I.G.N.-U.P.M. 2002

Generación por terremotos J.Mezcua I.G.N.-U.P.M. 2002

Generación por terremotos J.Mezcua I.G.N.-U.P.M. 2002

Características Tsunami vs. Olas del mar Se genera por desplazamiento del suelo submarino. Periodo y longitud de onda mas grande. (5 minutos a 2 horas) y (20-300 Km.). Afectan de forma intensa a las costas Se genera por la acción del viento sobre la superficie del mar. Periodo y longitud de onda menores(6-10 s) y (100-200 m). No afectan las costas de forma importante.

Intensidad de tsunami Intensidad Es un valor descriptivo de la fuerza del tsunami en un emplazamiento, medido según una escala. Magnitud Es una medida del tamaño de un tsunami, definida en función de amplitudes observadas en instrumentos o en máxima inundación.

Intensidad de los tsunamis Escala de Sieberg- Ambraseys I. Imperceptible. Solo detectado por mareógrafos II. Ligero. Solo se detecta en playas muy horizontales. III. Apreciable. Se observa retirada del mar en playas muy horizontales. Daños leves en estructuras ligeras. Pequeñas embarcaciones quedan sobre la playa. IV. Fuerte.Retirada del mar en las playas. Daños en diques. Embarcaciones quedan en tierra. Aparecen materiales flotando. V. Muy Fuerte. Daños en estructuras cercanas a la costa. Destrucción de estructuras ligeras. Daños en puertos. Huida de gente. Victimas. VI. Desastroso. Destrucción total o parcial de estructuras. Grandes barcos son lanzados a tierra. Árboles arrancados.

7.0 a 7.9 Terremoto mayor. Causa graves daños. Intensidad de los tsunamis Escala de Magnitud Richter vs. efectos del Terremoto Menos de 3.5 Generalmente no se siente, pero es registrado. 3.5 a 5.4 A menudo se siente, pero sólo causa daños menores. 5.5 a 6.0 Ocasiona daños ligeros a edificios. 6.1 a 6.9 Puede ocasionar daños severos en áreas donde vive mucha gente. 7.0 a 7.9 Terremoto mayor. Causa graves daños. 8.0 o superior Gran terremoto. Destrucción total a comunidades cercanas.

Magnitud de los tsunamis Iida.(1967). Mt=log Máxima inundación en m Soloviev Mt=log( 2h) Hatori Mt=0.008L+2.7logh+0.3 h altura promedio de Máxima inundación. Centro América

Clasificación de los tsunamis Locales Tsunami capaz de generar destrucción en el entorno de 1000 km. de su generación. Regionales Tsunami generado a corta distancia del emplazamiento. Distancia <200 km. Tele tsunami Tsunami que generalmente se propaga por todo el O. Pacifico

Propagación del tsunami En este tipo de propagación el movimiento horizontal de la masa de agua es casi uniforme desde el fondo a la superficie. Para propagación típica de tsunamis en un océano de 5 Km. de profundidad, con un área de deformación inicial de varias decenas de Km. y por tanto su longitud de onda, la aproximación de aguas someras es adecuada.

Propagación del tsunami Métodos Empleados Determinación de tiempo de llegada Teoría de rayos Determinación del frente de ondas. Construcción del diagrama de refracción.

Propagación del tsunami Determinación de la altura de ola Ley de Green. La conservación de energía sobre un rayo: bodo ho2 = b1d1 h12 Conocida la amplitud en un punto del rayo (fuente) se determina en otro punto cualquiera. Solución de ecuaciones por métodos numéricos sobre mallas con espaciamiento que cumpla la condición de estabilidad d profundidad de agua. b distancia entre rayos. h amplitud de tsunami.

Inundación del tsunami Altura de Tsunami Es el valor absoluto de la diferencia entre un máximo de la ola de llegada y el nivel de referencia sin perturbar Altura de inundación Es el valor absoluto de la diferencia entre la altura correspondiente a la máxima penetración y el nivel del mar en el momento de la llegada del tsunami (run-up)

J.Mezcua I.G.N.-U.P.M.

Características del área de estudio Figura 2.1 Ubicación de Area de Estudio -84º -82º -80º -78º -4º -2º 0º 2º OCEANO PACIFICO ECUADOR Guayaquil Esmeraldas

Oleaje

Datos de Olas Altura de olas en Esmeraldas 60% < Altura de olas en Salinas Altura de olas en Esmeraldas 60% > Altura de olas en Jaramijó

Alturas extremas en Esmeraldas   Hs (m) esperada en Jaramijó Hs (m) esperada en Esmeraldas en Salinas 1 1.22 2.1 3.38 5 1.43 2.42 4.032 10 1.53 2.59 4.31 50 1.75 2.97 4.95

Corrientes OCEANO PACIFICO OCEANO PACIFICO OCEANO PACIFICO 79°38´19´´W LONGITUD 79°39´7´´W 79°38´50´´W 79°38´35´´W LATITUD 0°59´28´´N 0°59´55´´N 1°0´21´´N 1°0´47´´N OCEANO PACIFICO PUERTO DE ESMERALDAS DRAGADO N S W E 79°38´19´´W LONGITUD 79°39´7´´W 79°38´50´´W 79°38´35´´W LATITUD 0°59´28´´N 0°59´55´´N 1°0´21´´N 1°0´47´´N OCEANO PACIFICO PUERTO DE ESMERALDAS DRAGADO N S W E 79°38´19´´W LONGITUD 79°39´7´´W 79°38´50´´W 79°38´35´´W LATITUD 0°59´28´´N 0°59´55´´N 1°0´21´´N 1°0´47´´N OCEANO PACIFICO PUERTO DE ESMERALDAS DRAGADO N S W E

Corrientes

Mareas

Masas de agua 10° N 10° S 0° 100 ° W 90 ° W 80 ° W Publicación de Inocar, 1982

Anomalía del Nivel del Mar en Esmeraldas 220 230 240 250 260 270 280 290 300 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic 2002 2003 CENTIMETROS NORMAL DE NMM VALORES DE NMM FUENTE: INOCAR -30 -20 -10 10 20 30 40 50 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic 2002 2003 CENTIMETROS Anomalía del Nivel del Mar en Esmeraldas FUENTE: INOCAR

Vientos b) Figura 3.28 Rosa de los vientos para a) Estación húmeda y b) Estación seca,1975-2003. Fuente: datos meteorológicos de la Estación de Esmeraldas, INOCAR

Precipitación

Temperatura superficial del mar Medias mensuales y anuales de temp. media superficial del mar (C). Esmeraldas, 1975 –2003 Fuente: INOCAR 2003

Temperatura superficial del mar Medias mensuales y anuales de temp. media superficial del mar (C). Esmeraldas, 1975 –2003 Fuente: INOCAR 2003

Temperatura superficial del aire Medias mensuales y anuales de temperatura superficial del aire (C). Esmeraldas 1975 – 2003. Fuente: INOCAR 2003

Temperatura superficial del aire Medias mensuales y anuales de temperatura superficial del aire (C). Esmeraldas 1975 – 2003. Fuente: INOCAR 2003

Temperatura superficial del aire y del mar Figura 3.32 Temperaturas del aire y del mar, 1979 – 2003. Esmeraldas. INOCAR.

Geomorfología PMRC 1988 R. Esmeraldas Acantilados Altos Cordones Litorales R. Esmeraldas PMRC 1988

Geomorfología INOCAR 1996

Condiciones tectónicas y geofísicas Segovia. EPN, 2001

Sísmicidad Segovia. EPN-2001.

Sismicidad Segovia.EPN-2001.

Hidrología INFOLAN 2001

Metodología Keleher,1972; Herd et al.,1981; Beck an Ruff, 1984

Esquema de diferencias finitas centrales Mallas anidadas Esquema de diferencias finitas centrales A C B

Base Teórica

Malla A Malla E

Parámetros de falla necesarios en la generación de tsunamis Coral 2002

Planos de falla

Condición inicial del tsunami

Condición inicial del tsunami en Esmeraldas (b)

Resultados: Propagación Malla A

Propagación Malla A

Resultados: Propagación Malla e

Altura y tiempo de arribo de tsunamis

Mareogramas sintéticos de los tsunamis simulados

Altura y tiempo de arribo en puntos específicos

Mareogramas sintéticos en puntos específicos

Simulacióm considerando un escenario en marea baja Nivel del agua alcanzado por el tsunami

Simulacióm considerando un escenario en marea alta (tsunami 1906)

Mapa de inundación

Validación - Calibración

Conclusiones y Recomendaciones El área de estudio es una zona altamente vulnerable a las inundaciones, deslizamientos y sobre todo sísmica. En su plataforma continental se han producido los sismos más fuertes del Ecuador que han originado la formación de tsunamis (cuatro) en el siglo pasado. A lo largo de la costa en estudio, la altura estimada de las olas de los tsunamis simulados varían entre 0.7 y 4.3 m. Las máxima alturas esperadas se dan en el sector donde se encuentra localizado el mareógrafo (4.3 m, en la dársena del Puerto Comercial) y en las márgenes del río Esmeraldas (2.5 m). Las islas formadas en la boca del estuario del río Esmeraldas representan obstáculos que incrementan de manera considerable la altura de las olas que ingresan a través del cauce del río, por lo que se confirma que durante 1906 el río Esmeraldas se salió de su cauce.

Conclusiones y Recomendaciones... Dado el crecimiento acelerado de la ciudad de Esmeraldas, en general, toda su población tiene riesgo de sufrir daños debido a la generación de tsunamis, debido a las características propias de la línea de costa. Como lo muestran los resultados y las gráficas obtenidas, la forma en que los tsunamis lleguen a las costas esmeraldeñas será diferente entre las poblaciones cuyas costas estén expuestas al mar y las que están localizadas en las márgenes del río y canales adyacentes. De la misma manera el área de desplazamiento que se de durante el origen de un tsunami, va a representar un factor importantísimo en los efectos que estos conllevan.

Conclusiones y Recomendaciones Tomando como referencia los resultados de las simulaciones, se estima que los casos más críticos se dan por los eventos que se producen directamente frente a las costas de Esmeraldas, en los que el tiempo de arribo se estima entre 17 y 19 minutos. Como lo demuestran los resultados las zonas de riesgo de la ciudad de Esmeraldas son: sector sur de las instalaciones portuarias incluyendo aquellas y las márgenes del río Esmeraldas, a lo largo de las cuales se asientan los nuevos barrios creados en los últimos años por gente de escasos recursos económicos en los llanos fangosos expropiados al río; estos terrenos son planos y bajos con alturas entre 50 y 100 cm. sobre la marca de la pleamar.

Conclusiones y Recomendaciones... Otro sector que también se establece de alto riesgo es la playa Las Palmas. Las Palmas desarrolla una gran actividad turística, en este lugar se encuentran construcciones a pocos metros de la playa, y muchas de las cuales se han construido al pie del acantilado (inestables), incrementado su riesgo de destrucción. La simulación en computador es una herramienta eficiente para determinar la extensión y las consecuencias del impacto de los tsunamis y una ayuda para utilizar en forma óptima los recursos disponibles para su mitigación en áreas costeras densamente pobladas que son asentamiento de desarrollos urbanos e instalaciones portuarias, navales, industriales o turísticas. Los resultados obtenidos reproducen aceptablemente las características de los tsunamis simulados, lo cual se pudo comprobar con el registro del mareógrafo de Esmeraldas y los resultados obtenidos.

Conclusiones y Recomendaciones... El creciente desarrollo turístico de la playa de Las Palmas, incrementa el riesgo de las poblaciones por la desordenada e indebida ocupación de la costa por asentamientos humanos. Los procesos de licuefacción que pueden producir los tsunamis deben ser motivo de un estudio específico. Problemas de este tipo se generaron durante el sismo de 1979. El margen establecido en el mapa de inundación en el presente trabajo es la cota de 9m, teniendo en cuenta que en ciertos lugares se produce un run up que llega a este nivel. No se ha querido subestimar las acciones que un evento de la magnitud del tsunami de 1906 pueda ocasionar en las costas de Esmeraldas.

Conclusiones y Recomendaciones... En vista que el primer pico del tsunami sintético en Esmeraldas llega la costa abierta y el puerto 15-17 minutos después de la época del origen de la dislocación, y 20-26 minutos la orilla, no existe tiempo que permita accionar un sistema de alertas tempranas, sin embargo, las colinas cercanas detrás de la playa y de la ciudad pueden ofrecer las rutas seguras de la evacuación si sobre la sensación del sacudón del terremoto la gente evacua más arriba para protegerse. En caso de producirse tsunamis locales como los simulados en el presente trabajo, la mejor de mitigación será crear una comunidad consciente de los peligros que los tsunamis encierran. La producción de mapas de inundación son uno de los pasos a seguir para desarrollar el paso anterior, por lo que se espera este primer paso sirva de herramienta para poder llegar a una conciencia de prevención en la comunidad esmeraldeña.

Probabilidad de sismicidad en el Ecuador (1963 -1987) 60 –100% http//:www.stormloader.com EPN-2001.