Implicaciones del Terremoto de Nicoya del 5 de setiembre 2012 sobre la Normativa Sísmica en Costa Rica

El Terremoto de Nicoya ocurrido frente a la costa pacífica norte de Costa Rica alcanzó una magnitud M_w7.6 y 18 km de profundidad según lo reportado por diversas agencias de monitoreo (USGS/UCR). La fuente sísmica es de subducción de la placa del Coco bajo la placa del Caribe. Corresponde a la ruptura de un segmento ubicado frente a la costa central de la Península de Nicoya. Este segmento había sido señalado con potencial para generar un sismo de magnitud superior a 7.5 según publicaciones recientes. La instrumentación sismológica emplazada en la zona epicentral desde hace varios años es bastante densa, razón por la cual se ha generado una gran cantidad de información sobre las características de un evento de subducción de magnitud alta. Esto representa sin duda un incremento importante en el acervo existente.

Daños estructurales

Los daños estructurales observados en las visitas de reconocimiento no son congruentes con eventos de magnitud similar ocurridos en Centroamérica. Los daños observados en la zona epicentral ciertamente son menores a los normalmente anticipados. No se han reportado daños estructurales severos ni colapso de edificaciones construidas en apego a la normativa establecida con excepción del Hospital Monseñor Sanabria mencionado más adelante. El colapso de 156 viviendas unifamiliares en la zona epicentral parece ser el resultado de construcción no tecnificada, sin diseño ingenieril. También se contabilizan 25 escuelas con daño de parcial a total. Todas estas edificaciones son de un solo piso y en su mayoría corresponden a pabellones de una a tres aulas. En general la zona epicentral es una región de baja densidad poblacional que no cuenta con grandes centros urbanos. Se contabilizan menos de 25 mil habitantes en la franja costera de 50 km de ancho inmediata a la zona de ruptura (menos de 10 habitantes por Km²).

Sin embargo, la península de Nicoya es uno de los centros de actividad turística más importantes de Costa Rica. La región cuenta con un aeropuerto internacional ubicado al norte de la zona epicentral, cerca de Liberia. El aeropuerto recibe anualmente más de medio millón de pasajeros provenientes de las principales ciudades de Norteamérica e inclusive de Europa. Además, la infraestructura hotelera es bastante grande y en su mayoría localizada en el segmento norte de la franja costera. Los reportes de daños en estas instalaciones indican que el impacto se puede designar como de moderado a pequeño.

Se reportan también daños más allá de la península de Nicoya en varias comunidades de la provincia de Alajuela, en particular en las comunidades de Grecia y Sarchí, a más de 150 km de distancia. La mayoría de las afectaciones se presentaron en 60 viviendas unifamiliares ubicadas en una zona con topografía irregular con suelos volcánicos de baja densidad.

Hospital Monseñor Sanabria

Este hospital se encuentra en Puntarenas a unos 60 km de distancia del epicentro. Los principales daños se presentan en la torre de hospitalización. La estructura de concreto reforzado de 10 pisos fue diseñada en 1964. Inicialmente la estructura estaba compuesta de pórticos resistentes a momentos. La primera normativa para el diseño sismo resistente de edificaciones en Costa Rica no fue publicado sino hasta 1974. Ante esta circunstancia, la torre fue sometida a un proceso de restructuración con el objetivo de proveer mejor resistencia ante fuerzas sísmicas. Los planos de intervención fueron concluidos en 1987 y el proceso de reforzamiento se inició en 1989. La solución de restructuración consistía en la erección de varios muros estructurales ubicados en cada una de las tres alas de la torre.

La torre se vio sometida a un sismo de M_w 7.0 con epicentro cercano, a unos 25 km de distancia. El sismo ocurrió a inicios de 1990 cuando el reforzamiento aun no estaba concluido. Los daños observados en ese momento son congruentes con el avance del reforzamiento. Entre los daños registrados en 1990, se observó la falla de vigas del ducto de escaleras en el extremo del ala norte del inmueble. En 2009, el inmueble fue sometido a una nueva remodelación durante la cual se corrigieron errores constructivos aparentemente incurridos durante la primera intervención. Los muros ubicados en los extremos de las alas este y oeste del inmueble presentan mayor rigidez que el muro del extremo del ala norte, razón por la cual parece existir un desbalance en la distribución de las fuerzas laterales. Este hecho aunado a la utilización de una losa de 14.5 cm de espesor en forma de T en donde la razón de esbeltez en planta es grande parece explicar el daño excesivo de todos los elementos de fachada del ala norte, aun cuando no aparece daño en el sistema vertical. En esa ala solo se presenta daño estructural en las vigas del ducto de escaleras, muy próximas al muro estructural.

Afectación en el sistema de transportes

La infraestructura de transportes no ha sufrido daños significativos. Se han reportado 28 puentes de rutas nacionales con diferentes grados de afectación. En un único caso se ha presentado colapso estructural de un puente. Se trata de una estructura de más de 90 años de existencia, de un solo carril y de bajo tránsito. Empero, el puente más importante por su ubicación y su costo muestra afectación en un segmento intermedio. Se trata del Puente de la Amistad de 780 m de longitud ubicado en la RN18. El daño ocurrió en un segmento en voladizo perteneciente al tramo principal de 260 m. El tramo principal del puente corresponde a una estructura atirantada de un solo pilón de 80 m de altura. Esta afectación no causó interrupción del tránsito aun cuando se observa una deformación transversal permanente de 6 cm entre el tramo principal y el tramo secundario.

Estimación de la Demanda Sísmica

La distribución de aceleraciones pico obtenidas en la zona epicentral por el Laboratorio de Ingeniería Sísmica de la UCR se presentan en el Cuadro 1. Estos datos validan lo obtenido en la simulación llevada a cabo en 1998 mediante la utilización de la metodología Hazus (Santana, 1998).

 

Cuadro 1 Aceleraciones Pico obtenidas por la Universidad de Costa Rica. (Tomado de LIS/UCR 2012)

Estación	Sitio	Coordenadas WGS84		Elevación	Distancia (km)		PGA (g)
		Latitud	Longitud	(msnm)	Epicentral	Hipocentral
Nosara	S3	9.979	-85.648	12	20.2	27	1.61
Santa Cruz	S3	10.286	-85.59	49	50.9	54	0.57
Paquera	S3	9.82	-84.936	27	66.8	69.2	0.44
Frailes	S2	10.137	-84.193	1748	152.1	153.2	0.37
San Ramón	S3	10.087	-84.485	1078	119.7	121.1	0.27
Nicoya	S3	10.145	-85.453	139	36.5	40.7	0.25
Esparza	S1	9.911	-84.717	14	91.3	93	0.23
Puntarenas	S4	9.981	-84.81	18	82.4	84.3	0.22
Las Juntas	S2	10.281	-84.963	164	81.1	83.1	0.21

 

Es fácil notar que los valores presentados superan el valor de aceleración pico efectiva recomendado para zona sísmica 4 del Código Sísmico de Costa Rica (CFIA, 2012) para la península de Nicoya. Más aun, superan también lo recomendado para zona 3 en al menos un sitio; la estación Frailes a 152 km del epicentro.

Los datos del Cuadro 1 presentan mayor concordancia con estudios de amenaza sísmica recientemente publicados para Costa Rica (Climent, 2008). En este nuevo estudio se sugieren valores de aceleración pico más altos que los vigentes. El mapa 1 presenta la propuesta de aceleración pico para el territorio costarricense para un periodo de retorno de 500 años. Se puede observar que los valores indicados para la península de Nicoya en el extremo noroeste de Costa Rica alcanzan valores de entre 0.50g y 0.60g. Las implicaciones de esta nueva información deben ser cuidadosamente consideradas para la próxima edición del Código Sísmico de Costa Rica. La correcta interpretación de la información disponible permitirá mejorar la seguridad de las edificaciones en los grandes centros de población tanto presentes como futuros.

 

Mapa 1 Distribución de aceleración pico para Costa Rica para un periodo de retorno de 500 años, en porcentaje de aceleración de la gravedad. (Tomado de Climent 2008).

 

Referencias

Climent, A. et al. Evaluación de la Amenaza Sísmica en Costa Rica. Proyecto Resis II, 2008.

Santana, G. et al. Evaluación del Impacto Ingenieril de un Terremoto en la Peninsula de Nicoya. Lanamme, Universidad de Costa Rica. 1998. http://issuu.com/guillermosantana/docs/  

CFIA, Código Sísmico de Costa Rica 2010. Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos de Costa Rica. 2012.