Ejercicios: Los riesgos de origen interno

Distingue entre peligrosidad, exposición y vulnerabilidad en el contexto de un terremoto que afecta a una ciudad.

¿Qué mide la escala de Richter y qué mide la escala de Mercalli? Señala una diferencia fundamental entre ambas.

Cita tres medidas de prevención sísmica aplicables al diseño y la construcción de edificios.

Define hipocentro y epicentro de un terremoto y explica por qué los daños suelen ser máximos en las proximidades del epicentro.

Menciona tres efectos secundarios de un terremoto, como la licuefacción, los deslizamientos o el tsunami, y describe brevemente en qué consiste cada uno.

¿Qué es un tsunami y qué características debe reunir un terremoto para generarlo? Considera su magnitud, la profundidad del foco y la deformación del fondo marino.

Distingue entre predicción, prevención y protección frente a los terremotos, y pon un ejemplo de actuación de cada tipo.

¿En qué consiste la vigilancia volcánica? Menciona tres parámetros que se monitorean en un volcán activo y explica qué puede anunciar el cambio de cada uno.

El gráfico muestra, en escala logarítmica, la energía liberada por terremotos de magnitud $5$ y $6$ (uno de magnitud $6$ libera unas $30$ veces más energía que uno de magnitud $5$). Indica dónde quedaría aproximadamente la barra de magnitud $7$ (marcada con «?»), calcula cuántas veces más energía libera respecto al de magnitud $5$ y explica el carácter logarítmico de la escala.

En la erupción del volcán de La Palma de 2021 la lava destruyó muchas viviendas, pero las víctimas fueron muy escasas. Relaciona este resultado con la vigilancia volcánica y la planificación de emergencias.

Un mismo terremoto puede causar daños muy distintos en dos ciudades situadas a igual distancia del epicentro. Explica el papel del tipo de suelo de cimentación y de la calidad de las construcciones.

Un terremoto de magnitud $7$ libera unas $30$ veces más energía que uno de magnitud $6$. Estima cuántas veces más energía libera que uno de magnitud $4$ y explica por qué comparar magnitudes como si fueran cantidades lineales induce a error.

¿Qué es la licuefacción de suelos, en qué tipo de terrenos ocurre y por qué provoca asentamientos y vuelcos de edificios aunque estén correctamente construidos?

Los sistemas de alerta de tsunamis del Pacífico combinan redes sísmicas con boyas de presión en alta mar. Explica qué mide cada elemento del sistema y por qué la detección en alta mar avisa antes de que la ola llegue a la costa.

¿Qué es un mapa de microzonificación sísmica y qué utilidad tiene para la planificación urbana y para el código de construcción de una ciudad?

Compara los riesgos para la población de una erupción efusiva, dominada por flujos de lava, y de una explosiva, con columna eruptiva y flujos piroclásticos. ¿Cuál exige evacuaciones más amplias y rápidas y por qué?

En el mapa de peligrosidad sísmica de la península ibérica, los valores de aceleración sísmica básica ($a_b$) superan los $0.16\ g$ en zonas de Granada, Murcia y Almería (Cordilleras Béticas), mientras que en los Pirineos oscilan entre $0.08\ g$ y $0.12\ g$, pese a ser ambas cordilleras orógenos de colisión alpina.

1. a) Justifica desde la tectónica de placas por qué la convergencia oblicua y el sistema de fallas de desgarre del sureste peninsular contribuyen, junto con la mayor tasa de deformación actual, a una sismicidad superficial con menor periodo de retorno (para sismos de magnitud comparable) y mayor peligrosidad que el acortamiento pirenaico.
2. b) Se proyecta ampliar un municipio en la cuenca del Guadalentín: el sector A se sitúa sobre depósitos aluviales cuaternarios con nivel freático a $2.5\ \text{m}$ de profundidad, y el sector B, sobre una ladera de calizas masivas bien consolidadas. Evalúa los riesgos geotécnicos derivados de la amplificación de ondas y de la licuefacción en ambos sectores, y diseña una propuesta justificada de ordenamiento territorial para ubicar una estación de bomberos regional y un complejo deportivo al aire libre.

La velocidad de propagación de un tsunami en aguas profundas responde a la ecuación $v = \sqrt{g \times h}$, donde $g = 9.8\ \text{m/s}^2$ y $h$ es la profundidad marina. Se registra un sismo de magnitud $M_w = 8.2$ con epicentro en una fosa marina ($h = 4\,000\ \text{m}$) situada a $360\ \text{km}$ de una costa cuya plataforma continental somera tiene una profundidad media de $40\ \text{m}$.

1. a) Calcula el tiempo estimado que tardará el frente de onda en cruzar la cuenca oceánica profunda y predice cómo variarán la velocidad, la longitud de onda y la altura de la ola al penetrar en la plataforma continental somera, justificando el principio físico de conservación de la energía implicado.
2. b) Si el mecanismo focal del terremoto revelase un movimiento exclusivamente de desgarre horizontal (falla de rumbo) sin componente vertical, ¿debería mantenerse la alerta máxima de tsunami con el mismo nivel de severidad? Justifica tu respuesta considerando la transferencia de energía al volumen de agua.

Una ciudad de $50\,000$ habitantes se ubica en la desembocadura de un valle glaciar que drena la vertiente de un estratovolcán andesítico de $4\,200\ \text{m}$ de altitud con casquete de hielo en la cumbre. El observatorio vulcanológico detecta un enjambre sísmico superficial con tremor armónico sostenido, un incremento brusco en las emisiones de $\text{SO}_2$ y una tasa de abombamiento superficial de $3.5\ \text{cm/día}$ orientada hacia el valle fluvial.

1. a) Si se inicia una erupción explosiva de tipo pliniano a comienzos de primavera (fase de deshielo), predice los dos procesos volcánicos que entrañan mayor letalidad y destrucción inmediata para la ciudad, justificando sus trayectorias y velocidades en función del relieve y los materiales disponibles.
2. b) Diseña un plan dinámico de zonificación para la emergencia: determina qué áreas del municipio deben someterse a evacuación inmediata obligatoria y cuáles a confinamiento preventivo por dispersión de tefra, justificando qué variables meteorológicas y topográficas condicionarán la delimitación de cada sector.

Una ciudad de $200\,000$ habitantes se asienta sobre rellenos sedimentarios blandos a $15\ \text{km}$ de una falla activa.

1. a) Descompón su riesgo sísmico en peligrosidad, exposición y vulnerabilidad;
2. b) propón dos escenarios de sismo y su efecto diferenciado sobre el centro histórico y los barrios nuevos;
3. c) prioriza tres medidas, dos estructurales y una de gestión, justificando el orden elegido.

En las marismas de Doñana y en el estuario del río Tinto se han identificado niveles decimétricos de arenas marinas con fauna bioclástica marina intercalados caóticamente en secuencias limosas fluviales tranquilas, datados en el siglo III a. C. y en noviembre de 1755.

1. a) Justifica el origen sedimentario de estos depósitos (tsunamitas) e interpreta el marco geodinámico regional del golfo de Cádiz (convergencia de placas y estructuras como el Banco de Gorringe o la falla del Marqués de Pombal) que explica la recurrencia de estos eventos de baja frecuencia y muy alta energía.
2. b) Analiza la evolución del riesgo en los litorales de Huelva y Cádiz comparando 1755 con el presente: argumenta cuál de los factores de la ecuación del riesgo ($R = P \times E \times V$) se ha disparado con el desarrollo urbano y turístico moderno, y rebate con argumentos geológicos y oceanográficos la propuesta de construir un muro costero de $2.5\ \text{m}$ de altura como medida única de protección.

El estudio paleosísmico mediante trincheras en una falla activa revela que los últimos cuatro grandes terremotos ($M_w \approx 6.9$) ocurrieron hace 780, 590, 395 y 190 años. Las estaciones GNSS registran una tasa de deformación tectónica continua de $3.0\ \text{mm/año}$, y no se ha producido ningún sismo de magnitud superior a $4.0$ en los últimos 190 años.

1. a) Interpreta estos datos mediante el modelo del rebote elástico y calcula el déficit de desplazamiento acumulado en la falla. Justifica por qué este tramo puede definirse como una 'laguna sísmica' (seismic gap) y argumenta por qué este método permite predicciones probabilísticas a mediano plazo pero no una predicción determinista exacta (día y hora).
2. b) Tras registrarse un enjambre de microsismos ($M < 2.0$), un mensaje viral asegura que 'el gran terremoto ocurrirá este fin de semana'. Diseña una estrategia de comunicación técnica desde la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA) que desmienta la predicción sin desincentivar la cultura preventiva, y explica en qué consiste un sistema de alerta sísmica temprana real basado en ondas P y S y cuál es su ventana útil de respuesta.

Durante una erupción basáltica fisural en una isla volcánica con relieve pronunciado, como la de La Palma en 2021, los centros emisores expulsan simultáneamente piroclastos de caída, cenizas y coladas lávicas a más de $1\,050\ ^\circ\text{C}$ sobre laderas urbanizadas y de cultivo con pendientes del $15\,\%$.

1. a) Explica la relación entre la viscosidad del magma basáltico, el gradiente topográfico y la formación de tubos volcánicos, deduciendo cómo afecta la formación de estos tubos a la pérdida de calor de la colada y al alcance de los daños en infraestructuras distales.
2. b) Un comité de vecinos propone dos medidas de emergencia frente a la lengua de lava: enfriar el frente activo mediante mangueras de agua marina para frenarlo y cavar zanjas transversales en la pendiente para desviar el flujo. Justifica la inviabilidad física de ambas medidas en este escenario a partir de la capacidad calorífica, el caudal y la masa del flujo lávico, y concluye qué tipo de medidas de gestión territorial son las prioritarias y más fiables frente a este peligro.

Dos terremotos de magnitud $M_w = 7.0$ se producen en un margen continental activo con subducción de litosfera oceánica bajo litosfera continental. El sismo A se origina a $12\ \text{km}$ de profundidad en la placa superior, cerca de la fosa oceánica, mientras que el sismo B ocurre a $250\ \text{km}$ de profundidad en el plano de Benioff-Wadati.

1. a) Compara los mapas de isosistas esperados para ambos eventos: predice y justifica cuál de los dos registrará una intensidad máxima (EMS-98) mucho más destructiva en el epicentro pero concentrada en un área reducida, y cuál producirá intensidades moderadas percibidas en un radio de cientos de kilómetros, aplicando los conceptos de atenuación geométrica e intrínseca.
2. b) Si la placa oceánica subduce hacia el este con un buzamiento medio de $45^\circ$, predice la posición geográfica del epicentro del sismo B respecto al del sismo A y a la fosa oceánica, y diseña una directriz de zonificación constructiva para el territorio que relacione la profundidad del foco con los requisitos de sismorresistencia requeridos de oeste a este.