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Lorka Lorca Lorca Lorca

Chairpersons: José Antonio Peláez Montilla

José Ignacio Badal Nicolás

SE2

7ª ASAMBLEA HISPANO-PORTUGUESA DE GEODESIA Y GEOFÍSICA DONOSTIA – SAN SEBASTIÁN 2012

Proceedings SE2-759

Aurkibidea/Índice/Índice/Index

Consecuencias Y Actuaciones De Protección Civil En El Terremoto De Lorca Consequences And Civil Protection Activities Earthquake Lorca ............................................................................. 761 Gregorio Pascual, Sofía Gonzalez, Lucrecia Alguacil

Movimientos de ladera inducidos por el terremoto de Lorca Landslides induced by the Lorca earthquake ............................................................................................................. 767 Alfaro, P., Delgado, J., García-Tortosa, F. J., Lenti, L., López, J. A., López-Casado, C., Martino, S.

Zonación Sísmica Del Casco Urbano De Lorca, Elaborada Con Valores De Los Parámetros Vs30 Y C Obtenidos Por Medio De Microtremores De Refracción The Urban Seismic Zonation Of Lorca, Made With Values Of Parameters Vs30 And C Obtained Through Refraction Microtremors .............................................................................................................................................................. 771 J. J. Giner-Caturla, P. J. Jauregui-Eslava, J. Delgado-Marchal, J. Rosa-Herranz, J. L. Soler-Llorens

Geología De La Ciudad De Lorca (Murcia, España). Una Base Para Evaluar El Riesgo Sísmico Geology Of Lorca Town (Murcia, Spain). A Basis For Assessing Seismic Hazard ................................................... 779 Francisco J. Alcalá, Manuel Navarro, Antonio García-Jerez, Francisco Vidal, Cristina Creus, Takahisa Enomoto¡Error! Marcador no definido.

Localización Hipocentral: Análisis Comparativo De Distintos Métodos Utilizando La Serie Sísmica De 2011 En Lorca, España Hypocentral Location: Comparative Analysis Of Different Methods Using The 2011 Lorca (Spain) Seismic Series Dataset ........................................................................................................................................................................ 787 Juan V. Cantavella, Mar Tapia, Carme Olivera, José Morales, José B. Bravo

DONOSTIA – SAN SEBASTIÁN 2012 7ª ASAMBLEA HISPANO-PORTUGUESA DE GEODESIA Y GEOFÍSICA

Proceedings SE2-760


Proceedings SE2-761

Consecuencias Y Actuaciones De Protección Civil En El Terremoto De Lorca Consequences And Civil Protection Activities Earthquake Lorca Gregorio Pascual (1), Sofía Gonzalez(2) y Lucrecia Alguacil (3)

(1) Dirección General de Protección Civil y Emergencias, C. Quintiliano 21 28002 Madrid, [email protected] (2) Delegación de Gobierno de Murcia, Avenida Teniente Flomesta, s/n, 30001 Murcia, [email protected] (3) Dirección General de Protección Civil y Emergencias, C. Quintiliano 21 28002 Madrid, [email protected]

SUMMARY This article aims to provide a summary of the actions taken by Civil Protection Organizations, after the earthquakes that occurred in Lorca, May 2011. With this aim, measures that arise from the functions of Civil Protection were applied (Anticipation, Prevention, Planning, Intervention and Normalization) as defined in the basic legislation: Civil Protection Act 2/1985 of January 21 and Royal Decree 407/1992 of 24 April, approving the Basic Rule of Civil Protection Specifically, two plans were applied this time: The State Civil Protection Plan to the Seismic Risk and the Civil Protection Special Plan to the Seismic Risk - Region of Murcia (SISMIMUR).

1. INTRODUCCIÓN AL SISTEMA NACIONAL DE PROTECCIÓN CIVIL

El modelo de Protección Civil, establecido por la Ley 2/1985, la Sentencia del Tribunal Constitucional 133/1990 y por la Norma Básica de Protección Civil (Real Decreto 407/1992), se basa en los principios de solidaridad territorial y en las exigencias esenciales de coordinación y cooperación administrativa. La Ley 2/1985, de 21 de enero, sobre Protección Civil, define la protección civil como la “protección física de las personas y de los bienes, en situación de grave riesgo colectivo, calamidad pública o catástrofe extraordinaria, en la que la seguridad y la vida de las personas pueden peligrar y sucumbir masivamente”. La protección civil constituye, por tanto, la afirmación de una amplia política de seguridad, que encuentra su fundamento jurídico en la Constitución, concretamente, en la obligación de los poderes públicos de garantizar el derecho a la vida y a la integridad física, y en las exigencias esenciales de eficacia y coordinación administrativa.

La Directriz Básica de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico, (de acuerdo con la Norma Básica de Proteccion Civil, Real Decreto 407/1992, de 24 de abril), fue aprobada por Acuerdo del Consejo de Ministros del 7 de abril de 1995 y publicada por Resolución de la Secretaría de Estado de Interior de 5 de mayo de 1995, posteriormente fue modificada por Acuerdo del Consejo de Ministros de 16 de julio de 2004 para incorporar el mapa que actualizaba los valores de peligrosidad sísmica vigentes hasta entonces. Previa homologación de la Comisión Nacional de Protección Civil, las Comunidades Autónomas concernidas han aprobado sus planes especiales ante el riesgo sísmico siguiendo los requisitos establecidos por esta Directriz.

2. PLAN ESTATAL DE PROTECCIÓN CIVIL ANTE EL RIESGO SÍSMICO. El Plan Estatal de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico tiene

como fin establecer la organización y procedimientos de actuación de aquellos recursos y servicios del Estado que son necesarios para asegurar una respuesta eficaz del conjunto de las Administraciones Públicas, ante situaciones de emergencia por terremoto en las que esté presente el interés nacional, así como los mecanismos de apoyo a los Planes de Comunidad Autónoma en el supuesto de que éstos lo requieran o no dispongan de capacidad suficiente de respuesta, como ha sido el caso del terremoto de Lorca.

El Plan Estatal de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico, se elaboró en coordinación con todos los organismos que forman el Comité Estatal de Coordinación (CECO) según establece la Directriz Básica de Planificación de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico.

El plan fue homologado por la Comisión Nacional de Protección Civil el 3 de diciembre de 2009, aprobado por el Consejo de Ministros y publicado en el BOE el 9 de abril de 2010.

3. PLAN ESPECIAL DE PROTECCIÓN CIVIL ANTE EL RIESGO SÍSMICO DE LA COMUNIDAD AUTÓNOMA DE MURCIA (SISMIMUR) El Plan SISMIMUR tiene como objetivos: 1º Establecer la organización y los procedimientos de actuación

de los recursos y servicios cuya titularidad corresponde a la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia y los que puedan ser asignados al mismo por otras Administraciones Públicas.

2º Conocer la peligrosidad existente en la Región de Murcia frente a este riesgo.

3º Estimar la vulnerabilidad de las construcciones cuya destrucción pueda ocasionar víctimas, interrumpir un servicio imprescindible o aumentar los daños por efectos catastróficos asociados.

Estos objetivos persiguen hacer frente a las emergencias por terremotos ocurridos en su territorio o bien, caso de que el episodio catastrófico ocurra en otra Comunidad Autónoma marcar las pautas para que el Plan Estatal recoja la estructura y se pueda prestar el concurso necesario a la Comunidad Autónoma afectada.

El Plan Especial de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico en la Región de Murcia, fue redactado por la Comunidad Autónoma en colaboración con la Delegación de Gobierno de Murcia. Con el apoyo de las Universidades Politécnica y Complutense de Madrid, por encargo del Instituto Geográfico Nacional se realizó el análisis de riesgo.

Fue homologado por la Comisión Nacional de Protección Civil el 19 de julio de 2006.

Tanto el Plan Estatal como el de Comunidad Autónoma, han sido puestos a prueba tras la ocurrencia de los terremotos, y han sido la guía de las actuaciones para los intervinientes en las labores de protección civil.

4. SISTEMAS DE INFORMACIÓN SÍSMICA El objetivo de un sistema de información sísmica es agilizar la

difusión a las autoridades de la sismicidad producida cuando ésta supera unos parámetros preestablecidos y/o es susceptible de ser sentida por la población. De este modo, se permite conocer lo más rapido posible los efectos que pueda tener el terremoto registrado y así poder tomar las decisiones oportunas en el menor tiempo posible y minimizar los daños a las personas y sus bienes.

Los sistemas de información sísmica que se describen en los planes mencionados en los puntos 2 y 3, parten de la recepción de la información de los eventos sísmicos. Esta información es enviada por el Instituto Geográfico Nacional (IGN), que es el órgano competente en la planificación y gestión de sistemas de detección y

mailto:[email protected]




Proceedings SE2-762

comunicación de movimientos sísmicos ocurridos en territorio nacional y áreas adyacentes, así como para la realización de trabajos y estudios sobre sismicidad y la coordinación de la normativa sismorresistente.

Una vez la DGPCE y el 112 de la Comunidad Autónoma afectada reciben la información sísmica, éstas la difunden al resto de organismos/instituciones involucradas en la atención de la emergencia de acuerdo a lo establecido en sus procedimientos.

Para el terremoto de Lorca, tal y como se describe más detallado en el siguiente capítulo, a escasos minutos de la ocurrencia de los dos terremotos que ocurrieron, tanto la DGPCE, Delegación del Gobierno de Murcia y 112 de la Región de Murcia recibieron la información sobre el terremoto procedente del IGN. De este modo se pudieron tomar las decisiones oportunas en un tiempo muy breve.

5. INICIO DE LA EMERGENCIA Siguiendo los procedimientos establecidos en los sistemas de

información sísmica, el 11/05/2011 a las 17:35 la Sala de Coordinación Operativa (SACOP) de la Dirección General de Protección Civil y Emergencias (DGPCE) recibió, procedente del IGN, las comunicaciones correspondientes al primer terremoto con los siguientes parámetros:

“Sismo ocurrido a las 17:05 horas del día 11/05/2011 en NE

LORCA (Murcia). Magnitud 4,4 mbLg. Longitud: -1,67 O - Latitud: 36,69 N (Evento 1060256)“

Tal como está establecido, el SACOP comunicó la ocurrencia de

este evento a: • Los cargos directivos de la DGPCE mediante mensaje

de SMS • Los gabinetes de información de la Delegación de

Gobierno en Murcia. • 112 de la Región de Murcia. • Las Comunidades Autónomas colindantes.

Dada la magnitud del terremoto, desde el SACOP, se recabó información sobre los efectos tanto al 112 como a la Delegación del Gobierno. A través de ellas, se conoció que este terremoto fue sentido ampliamente en la región de Murcia, Albacete y Almería, y que la Comunidad Autónoma de Murcia había activado el Plan SISMIMUR en situación 1, a las 17:40h, al considerarse que la protección de las personas y sus bienes podría quedar asegurada mediante el empleo de los medios y recursos del municipio afectado y de la Comunidad Autónoma.

A las 18:50, el SACOP recibió por los mismos medios, pero con procedimiento de urgencia (cálculo automático, con envío manual para Protección Civil) el aviso de un segundo terremoto con los parámetros:

“Sismo ocurrido a las 18:47 horas del día 11/05/2011 en NE

LORCA (Murcia). Magnitud 5,1 mbLg, intensidad VII. Longitud: -1,67 O - Latitud: 37,7 N (Evento 1060340)“

Esta información, que se distribuyó de la misma manera que la

del primer sismo, dio lugar (dada la magnitud) a muchas más reacciones, que se tratarán de describir en el siguiente capítulo.

6. COORDINACIÓN E INTERVENCIÓN DE LA EMERGENCIA Tras el segundo terremoto, en la DGPCE, siguiendo los

protocolos establecidos, se simularon los daños del terremoto con el programa SES 2002 según varias hipótesis, de lo que se dedujo que el terremoto podía ser de los más graves ocurridos en España en los últimos años.

Figura 1 - Resultado de las simulaciones SES 2002. (Results of the simulations SES 2002.)

El análisis objetivo de la información por parte de la

Administración General del Estado, aceleró la toma de decisiones y la movilización en un tiempo record, entre otros, de la Unidad Militar de Emergencias, de medios y recursos de la Empresa TRAGSA, así como las activaciones de los convenios de la DGPCE con Cruz Roja Española y la empresa CARREFOUR para garantizar alojamiento y manutención a las personas que se hubieran quedado sin hogar. En la Comunidad Autónoma se activó el Plan SISMIMUR en Situación 2, a las 19.20 (tras el segundo terremoto), lo que supone el concurso de medios, recursos o servicios extraordinarios de titularidad estatal no asignados al Plan SISMIMUR. La dirección pasó a ejercerse en un Comité de Dirección constituido por el responsable del órgano competente de la Comunidad Autónoma (el Consejero de Justicia y Seguridad Ciudadana) y un representante del Ministerio del Interior (en este caso, el Delegado del Gobierno en la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia) en apoyo del primero. De forma automática, y para dar respuesta a las tareas de apoyo que la Administración Estatal había de prestar a la Administración Autonómica derivadas de la declaración del Nivel de situación 2, se activó el Plan Estatal de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico.

A las 21.30 horas, en la sede de la Dirección General de Protección Civil y Emergencias (Ministerio del Interior), se constituyó el Comité Estatal de Coordinación (CECO) bajo la presidencia del Subsecretario del Ministerio del Interior. Asistieron representantes de instituciones y organismos que define el Plan Estatal y disponen de medios útiles en la atención de la emergencia (DG Policía y Guardia Civil, DG Instituto Geográfico Nacional, DG Política de Defensa, DG Departamento de Infraestructura y Seguimiento para Situaciones de Crisis, DG Tráfico, DG Protección Civil y Emergencias, TRAGSA y Cruz Roja).

Este Comité, en coordinación y comunicación permanente con la Delegación del Gobierno en Murcia que llevó a cabo las tareas de gestión de información, análisis permanente de la situación y la detección de necesidades, se encargó de coordinar las medidas a adoptar para la aportación y movilización de medios y recursos extraordinarios necesarios para reforzar y apoyar a los establecidos en el Plan SISMIMUR, promovió la activación de un Hospital Militar de Campaña de la BRISAN (Brigada de Sanidad del Ejército de Tierra Español), dependiente del Ministerio de Defensa, la activación del Convenio de Albergue y Asistencia Psicosocial en Cruz Roja y la movilización de una Unidad Móvil del IGN.

El Puesto de Mando Avanzado se instaló en el recinto del “Huerto de la Rueda” (Lorca), y a él, desde un primer momento, se incorporaron los representantes y responsables de las diferentes administraciones.

Desde la DGPCE, también se activó el programa SAFER (en el marco de GMES) de la Unión Europea para la obtención de


Proceedings SE2-763

imágenes de satélite en emergencias. Por carencia de satélites que pudieran tomar imágenes con precisión suficiente en poco tiempo los primeros resultados de la interpretación de imágenes capturadas no llegaron hasta el lunes 18 de mayo, por lo tanto la evaluación de daños en edificios realizada por los técnicos en campo, resultó mucho más efectiva.

Dentro de este programa se realizaron unas pruebas de toma de imágenes desde un avión no tripulado que resultaron, dada la precisión y calidad de la imagen, de mucho mayor interés, estas pruebas demostraron el inconveniente de tener que compartir espacio aéreo con los helicópteros de rescate, pero permitieron desarrollar los metodos de captura y distribución.

Figura 2- Cartografía proporcionada por el programa SAFER. (Cartography obtained by the SAFER program.)

Figura 3- Ejemplo de imagen obtenida por el programa SAFER y otras instituciones. (Example of image obtained by the program SAFER and other institutions.)

7. ANÁLISIS DE DAÑOS Tras el primer terremoto no se tiene constancia de daños importantes, sobre personas y sus bienes, pero si produjo temor entre muchos de los ciudadanos que salieron de sus casas. El segundo terremoto, además de los graves daños directos que produjo, agravó los daños que se habían producido en las edificaciones por el primero. Se produjeron dos colapsos de edificios, uno de ellos habitable, en los que afortunadamente no había personas en su interior. Hubo centenares de heridos de diversa gravedad y 9 fallecidos. Se resalta que los fallecidos se produjeron a consecuencia de la caída de elementos no estructurales de los edificios. Además, se observaron desprendimientos en las laderas y daños en algunas carreteras regionales, quedó interrumpido el tráfico durante unas horas en el túnel y viaducto de la A-7 a su paso por Lorca hasta finalizar su inspección.

Para la atención de los heridos se instaló un hospital de campña por parte del Escalón Médico Avanzado del Ejército con el personal correspondiente, que cubrió parte de las carencias sanitarias derivadas de los daños en los hospitales y centros sanitarios de la zona. Los servicios de emergencias de la comunidad autónoma se reforzaron con efectivos de las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad del Estado y la Unidad Militar de Emergencias. A lo largo de la tarde se instalaron tres campamentos para la atención de los ciudadanos (I.E.S. Ibáñez Martín, Huerto de la Rueda y La Viña). La mayor parte de la población (60000 personas aproximadamente) pasó la noche en intemperie, muchos por no poder entrar en sus casas al estar dañadas y/o por miedo a nuevas réplicas.

Tabla 1 – Resumen de daños ocasionados. (Summary of

damage). Casi el 80% del parque inmobiliario del municipio se vio

afectado. Desde las primeras horas se llevaron a cabo tareas de estimación rápida de la habitabilidad, con el fin de que los ciudadanos que tenían la casa sin daños o con daños menores, pudieran volver a sus casas lo más pronto posible. Esta labor se llevó a cabo por técnicos del Ayuntamiento de Lorca, de la Comunidad Autónoma y técnicos voluntarios que se desplazaron a la zona. La falta de formación específica y de entrenamiento y formación previa en algunos técnicos voluntarios, así como la ausencia de un procedimiento previo para llevar a cabo dicha evaluación de edificios, provocó que en ocasiones existiera confusión derivada de la disparidad de criterios a la hora de evaluar, lo que en algunos casos, sembró la desconfianza y alarma social entre los moradores. Si bien es verdad, que el altruismo y la voluntariedad favoreció que

Muertos 9 Heridos 324

1ª noche fuera de casa 60000 Campamentos iniciales I.E.S. Ibáñez Martín, Huerto de la

Rueda y la Viña. Campamento definitivo La Torrecilla

Raciones repartidas 600 (12 de mayo) - 1420 (17 de mayo)

Inmuebles dañados con distinto grado de afectación 80%

Edificios evaluados estimación rápida habitabilidad 7862

Establecimientos mercantiles afectados 966

Establecimientos industriales 94 Servicios con daños globales 555 Servicios públicos afectados Educación, servicios sociales y

servicios sanitarios Centros educativos con daños 17 (5 con daños estructurales y 2

demolidos) Centros sanitarios dañados

2 centros de salud (1 demolido) y un hospital con actividad interrumpida

durante los primeros días.

Infraestructuras

A-7 (grietas en viaducto), RM-701 (pk. 0,6-2,7) (desprendimientos),

infraestructuras ferroviarias, estación Lorca - Sutullena con daños

estructurales muy graves con colapso parcial de planta superior.

Servicios esenciales Interrumpidos con carácter

preventivo gas y electricidad. Saturación en telefonía móvil.

Patrimonio cultural Rehabilitación o reconstrucción de 60

edificios valorado en mas de 40 millones de euros.


Proceedings SE2-764

en aproximadamente 72 horas se finalizara esta evaluación de habitabilidad de los más de 7800 inmuebles que componen el casco urbano de Lorca.

Tabla 2 - Daños en edificios. (Damage to buildings.)

Tras esta evaluación, muchos ciudadanos pudieron volver a sus casas, por tanto las necesidades para la atención a los ciudadanos disminuyó. Para continuar con estas tareas, se instaló un campamento en las instalaciones deportivas del municipio “La Torrecilla” de 1300 plazas, que se mantuvo hasta el 11 de noviembre de 2011.

8. NORMALIZACIÓN. GASTOS GENERADOS. En la fase de normalización se llevan a cabo todas las medidas y

actuaciones encaminadas a reparar los daños ocasionados por el sismo con el fin de que la población vuelva a la situación de normalidad lo antes posible.

Con fecha 14 de mayo de 2011, tan solo 3 días después de que se registraran los terremotos, se publicó en el BOE el Real Decreto-Ley 6/2011, de 13 de mayo, por el que se adoptan medidas urgentes para reparar los daños causados por los movimientos sísmicos acaecidos el 11 de mayo de 2011 en Lorca, Murcia (RDL).

El 18 de mayo de 2011 la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia publica el Decreto 68/2011, de 16 de mayo, por el que se regulan las ayudas para la reparación y reconstrucción de las viviendas afectadas por los movimientos sísmicos acaecidos el 11 de mayo de 2011 en el municipio de Lorca, complementario al RDL 6/2011 y que establecía los procedimientos para la concesión y pago de las ayudas para la rehabilitación, reparación o reconstrucción en su caso de las viviendas siniestradas en el término municipal de Lorca, estableciendo plazo de un mes para la presentación de solicitudes a partir de la publicación del Decreto en el BORM, registrándose un total de 13 028 solicitudes.

El 20 de mayo de 2011, y con el objetivo de organizar, concentrar y gestionar todas las ayudas que llegaban de forma solidaria procedentes de fundaciones, empresas, entidades financieras o personas anónimas para los vecinos de Lorca, se constituyó la mesa de solidaridad. En la sesión del 15 de junio se aprobaron las normas de funcionamiento de la “Mesa de Solidaridad” que fijaban como objetivo básico y primordial: La colaboración en la gestión de las ayudas y donaciones de cualquier tipo, que se reciban por cualquiera de los miembros, destinadas a paliar los efectos producidos por los terremotos de Lorca, como refuerzo y apoyo a la acción organizada e institucional de los poderes públicos.

En resumen, con 17 decretos leyes y medidas dictadas tanto a nivel autonómico como estatal se habilitaron los créditos que se relacionan de forma resumida en la siguiente tabla:

Tabla 3 – Resumen de créditos pagados/comprometidos

(Summary of credits paid/commited) (20/07/2012)

A continuación se ha recogido una cronología resumida de la

emergencia.

DÍA 11 DE MAYO DE 2011 17:35h El SACOP recibe mediante fax la siguiente información: Sismo ocurrido a las 17:05h en NE LORCA, Magnitud 4,4 mbLg. Longitud: -1,67 O, Latitud: 36,69 N Este terremoto ha sido sentido ampliamente en la región de Murcia, Albacete y Almería. 17:40h Activación del Plan Especial de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico en la Región de Murcia (SISMIMUR), Nivel 1. Un equipo de TVE acude a Lorca para grabar en directo la situación generada por el terremoto ocurrido. 18:50h El SACOP recibe mediante fax la siguiente información: Sismo ocurrido a las 18:47h en NE LORCA, Magnitud 5,1 mbLg, Intensidad VII. Longitud: -1,67 O, Latitud: 37,7 N. Superficial. 19:15h La Delegación del Gobierno en Murcia informa telefónicamente de: Se va a solicitar a la UME por petición de la Comunidad Autónoma. Podría haber personas atrapadas. Constituido CECOPI. Nivel 2 del SISMIMUR. 19:16h El centro de Lorca esta lleno de cascotes, es una zona muy poblada. Se realizan dos simulaciones del terremoto para estimar los daños ocasionados con el SES 2002. 19:30h Aportaciones de la REMER (Red de EMergencia de Radioaficionados). 19:34h Llama el MIC solicitando información sobre el terremoto y ofrece ayuda en caso de ser necesario. 19:40h Desde el SACOP, se informa por email a DIGENPOL y UME de la ocurrencia de los sismo y de la inmediata solicitud de la UME. 20:30h La UME comunica que hace 5 minutos había salido de Bétera el primer elemento de intervención y reconocimiento. 20:33h La Delegación del Gobierno en Murcia confirma que hay 8 fallecidos, y pide información de medios de la UME enviados y hora estimada de llegada. 21:15h Presidido por el Subsecretario de Interior se constituye el Comité Estatal de Coordinación (CECO) en la DGPCE. Actuaciones:

• Movilización de medios de la Policía y de la Guardia Civil. • Movilización de medios de la DG de Tráfico. • Activación por DIGENPOL de un Hospital Militar de Campaña de la

BRISAN. • Activación del Convenio de Albergue y Asistencia psicosocial en Cruz

Roja. • Movilización de la Unidad Móvil con Estación Sísmica.

39.170.168,60€TOTAL

212.241,00,REQUERIMIENTOS EFECTUADOS POR

DELEGACIÓN DEL GOBIERNO Y DGPCYE

20.944.391,10€GASTOS ACTUACIONES DE EMERGENCIA Y DEMOLICIÓN

(pagos al AYUNTAMIENTO)

356.328,35€(50% de 132 ayudas concedidas por importe total de 712.656,70€)

POR REPARACIÓN/RECONSTRUCC

IÓN DE LOCALES (aportación MIR 50%)

14.104.415,40€(50% de 4.071 ayudas

concedidas por importe total de 28.208.930,80€)


IÓN DE VIVIENDA(aportación Mº FOMENTO 50%)

3.408.792,75€(50% de 968 ayudas concedidas

por importe total de 6.817.585,50€)

POR ALQUILERES DE VIVIENDAS

(aportación MIR 50% de los alquileres)

144.000,00€(8 fallecidos con derecho a

ayuda x 18.000€)

POR DAÑOS PERSONALES (fallecidos)

IMPORTESAYUDAS

RESUMEN DE LAS AYUDAS APROBADAS (a 20/7/2012)

39.170.168,60€TOTAL

212.241,00,REQUERIMIENTOS EFECTUADOS POR

DELEGACIÓN DEL GOBIERNO Y DGPCYE

20.944.391,10€GASTOS ACTUACIONES DE EMERGENCIA Y DEMOLICIÓN

(pagos al AYUNTAMIENTO)

356.328,35€(50% de 132 ayudas concedidas por importe total de 712.656,70€)


IÓN DE LOCALES (aportación MIR 50%)

14.104.415,40€(50% de 4.071 ayudas

concedidas por importe total de 28.208.930,80€)


IÓN DE VIVIENDA(aportación Mº FOMENTO 50%)

3.408.792,75€(50% de 968 ayudas concedidas

por importe total de 6.817.585,50€)

POR ALQUILERES DE VIVIENDAS

(aportación MIR 50% de los alquileres)

144.000,00€(8 fallecidos con derecho a

ayuda x 18.000€)

POR DAÑOS PERSONALES (fallecidos)

IMPORTESAYUDAS

RESUMEN DE LAS AYUDAS APROBADAS (a 20/7/2012)


Proceedings SE2-765

22:10h Cruz Roja Española nos comunica que todos los equipos de respuesta inmediata están prealertados y a petición de la CA Murcia activado equipo para albergar desplazados. Activado el convenio con Carrefour para suministrar comida y agua. La CA prevé unos 20.000 desplazados. 22:30h Se informa al Director General de Emergencias de la Región de Murcia del ofrecimiento de ayuda de las CA de Andalucía, Asturias, Cantabria, Cataluña, Illes Baleares y Madrid, así como de los Departamentos de PC de Francia, Italia, Portugal, Marruecos y el MIC. 22:30h La Delegación del Gobierno en Murcia informa que el hospital comarcal de Lorca ha habilitado dos plantas para acoger mas heridos, se han evacuado tres residencias de ancianos, múltiples edificios con grietas, caídas de tejas y cornisas, daños en el castillo, una iglesia y el viaducto de la A-7.

DÍA 12 DE MAYO DE 2011 01:05h El IGN ha enviado la Unidad Móvil con Estación Sísmica con transmisión satélite. Están alertados los equipos de apoyo psicosocial y dos equipos mas de albergue provisional. 01:44h 10.000 personas albergadas, UME y Cruz Roja interviniendo, habilitadas zonas albergue y reparto alimentos. 09:04h El IGN publica el primer informe, de carácter diario, sobre el terremoto. Alertados 3 helicópteros de la UME, finalizadas las labores de búsqueda y rescate de personas. 13:00h Segunda reunión de CECO presidido por la directora General de protección Civil para valorar la situación. 13:50h Se confirma el fallecimiento de una de las tres personas en estado grave. Fallecidos: 9 14:21h La CA ha puesto en marcha un dispositivo formado por arquitectos, aparejadores y técnicos de la Administración Regional para valorar los daños en edificios y viviendas. 20:41h Hay 200 profesionales trabajando en la evaluación de viviendas. Se ha dividido la localidad en 26 áreas y se han evaluado 19, de los 542 edificios revisados hasta el momento, 40% verde libres para entrar, 17% rojo no habitables hasta rehabilitación, 39% amarillo habitables con precauciones, sin daños estructurales, pueden entrar a coger enseres.

DÍA 13 DE MAYO DE 2011 Real Decreto-Ley 6/2011, de 13 de mayo, por el que adoptan medidas urgentes para reparar los daños por los movimientos sísmicos acaecidos el 11 de mayo de 2011 en Lorca (Murcia). (BOE núm. 115 de 14 de mayo) 08:53h Se constituye el PMA (Puesto de Mando Avanzado) en parque Huerto de la Rueda. 13:39h Cruz Roja informa que se han repartido 2240 kits de comida, desayunos y se ha facilitado alojamiento a 1853 personas. 13:59h El servicio de urgencias del Hospital Rafael Méndez ya esta operativo. Progresivamente se irán reabriendo los demás servicios, ya que no ha sufrido daños estructurales. 23:13h Heridos: 324 (de ellos 3 graves). Los 3 heridos muy graves ingresados en el Hospital Arrixaca (Murcia). Albergue A las 23h00 del día 13/05 400 personas se encuentran en la Guardería Virgen del Carmen donde pasarán la noche. Edificaciones destruidas

DÍA 15 DE MAYO DE 2011 Aceptada la solicitud para ampliar en 1.300 plazas de reserva el alojamiento y crear un nuevo emplazamiento en las cercanías del campo de fútbol, en la zona de Oñate. Se va a realizar el desmontaje progresivo de los 3 campamentos actuales en función del desalojo de sus ocupantes.

DÍA 16 DE MAYO DE 2011 Restablecimiento del servicio de gas en aquellas viviendas que no se han visto afectadas.

DÍA 17 DE MAYO DE 2011 CONVENIO SUSCRITO el día 17 de mayo entre MF, CCAA de la REGIÓN DE MURCIA y AYUNTAMIENTO de LORCA, para gestión de las medidas establecidas en el artículo 3.1c) del RDL 6/2011: reparación, rehabilitación y reconstrucción de viviendas. (Resolución BOE 17/06/2011) El campamento de “La Torrecilla esta ya montado a falta de 400 literas, tendrá una capacidad de 1400 plazas. Ya se ha producido la trasferencia en la gestión del campamento a la CAR de Murcia, a la DG de Seguridad Ciudadana y Emergencias. A las 09:30 se desalojaba el Recinto Ferial y a las 10h se preveía la llegada de los primeros damnificados.

DÍA 20 DE MAYO DE 2011 Solicitud de desactivación del Hospital de Campaña y de la Unidad Médica Militar.

DÍA 25 DE MAYO DE 2011 Solicitud de desactivación parcial de la UME. Se publica el informe realizado por el IGME, sobre el terremoto.

DÍA 25 DE JULIO DE 2011 Informe conjunto IGN-IGME-UPM con el resumen de los informes diarios del IGN y el efectuado por el IGM/UPM que se envía al Gobierno.

DÍA 27 DE OCTUBRE DE 2011 Continúan 5 efectivos y 2 vehículos de la UME en el campamento de “La Torrecilla”, que se espera cerrar el 11 de noviembre.

DÍA 28 DE OCTUBRE DE 2011 Resolución de 28 de octubre de 2011, del Comisionado del Gobierno para las actuaciones derivadas del terremoto de Lorca, por la que se publica el Acuerdo del Consejo de Ministros de 28 de octubre de 2011, por el que se adoptan medidas complementarias a las contenidas en los Reales Decretos-leyes 6/2011, de 13 de

mayo, y 17/2011, de 28 de octubre, para reparar los daños causados por los movimientos sísmicos acaecidos el 11 de mayo de 2011 en Lorca (Murcia) ((BOE núm. 263 de 1 de noviembre).

DÍA 29 DE OCTUBRE DE 2011 Se solicita la desactivación de la UME en Lorca.

DÍA 31 DE OCTUBRE DE 2011 Real Decreto-Ley 17/2011, de 31 de octubre, por el que se establecen medidas complementarias para paliar los daños producidos por los movimientos sísmicos acaecidos en Lorca el 11 de mayo de 2011, se modifica el Real Decreto-ley 6/2011, de 13 de mayo, y se adoptan medidas fiscales y laborales respecto de la isla de El Hierro (Murcia). (BOE núm. 263 de 1 de noviembre)

DÍA 11 DE NOVIEMBRE DE 2011 Se cierra el campamento de “La Torrecilla”

DÍA 28 DE DICIEMBRE DE 2011 La Comunidad Autónoma desconvoca el CECOPI

9. LECCIONES APRENDIDAS • La legislación a aplicar en emergencias sísmicas estaba

actualizada cuando ocurrió el terremoto. Los planes de emergencias para el riesgo sísmico se aplicaron de acuerdo a lo establecido en la mencionada legislación.

• En general la colaboración entre los tres niveles administrativos (estatal, autonómico y municipal) funcionaron perfectamente y según lo planificado.

• Existirieron pequeños problemas puntuales de coordinación entre las instituciones que actuaron en la atención de la emergencia, pero se solucionaron con rapidez, y por tanto los servicios puestos a disposición de los afectados por el terremoto funcionaron perfectamente.

• Es necesario actualizar la Norma de Construcción Sismorresistente con el fin de que se contemplen medidas de seguridad frente a los elementos no estructurales de los edificios, ya que como ha sucedido en este terremoto, la caída de los mismos pueden producir víctimas y daños muy graves. Además, desde Protección Civil debemos hacer un mayor esfuerzo en difundir las recomendaciones intentando que estas se comprendan en su integridad (alejarse de los edificios tras la ocurrencia de un sismo).

• Respecto a la inspección técnica de los edificios tras la ocurrencia de un sismo, es conveniente desarrollar mas en profundidad unos procedimientos de evaluación de daños en colaboración con los técnicos de instituciones competentes en la materia.

• Estos terremotos, de mediana magnitud, han puesto a punto los servicios de emergencias. Frente a este tipo de situaciones, y siguiendo la planificación prevista, las actuaciones cubrieron las necesidades. Sin embargo, hemos de continuar trabajando en la previsión de que pudieran ocurrir terremotos de mayor magnitud.

10. REFERENCIAS Ley 2/1985, de 21 de enero, sobre Protección Civil. BOE núm. 22, de 25 de enero de

1985. Real decreto 407/1992, de 24 de abril, por el que se aprueba la Norma Básica de

Protección Civil. BOE núm. 105, de 1 de mayo de 1992. Resolución de 5 de mayo de 1995, de la Secretaría de Estado de Interior, por la que se

dispone la publicación del Acuerdo del Consejo de Ministros por el que se aprueba la Directriz Básica de Planificación de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico. BOE de 25 de mayo de 1995.

Resolución de 17 de septiembre de 2004, de la Subsecretaría, por la que se ordena la publicación del acuerdo del Consejo de Ministros, de 16 de julio de 2004, por el que se modifica la Directriz Básica de Planificación de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico, aprobada por el Acuerdo del Consejo de Ministros de 7 de abril de 1995. BOE de 2 de octubre de 2004.

Dirección General de Protección Civil. Comunidad Autónoma de la Región de Murcia, Consejería de Presidencia. Plan Especial de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico en la Región de Murcia (SISMIMUR).2008.372.

Resolución de 29 de marzo de 2010, de la Subsecretaría, por la que se publica el Acuerdo de Consejo de Ministros de 26 de marzo de 2010, por el que se aprueba el Plan Estatal de Protección Civil ante el Riesgo Sísmico. (BOE núm.86 de 9 de abril de 2010).

Resolución de 28 de octubre de 2011, del Comisionado del Gobierno para las actuaciones derivadas del terremoto de Lorca, por la que se publica el Acuerdo del Consejo de Ministros de 28 de octubre de 2011, por el que se adoptan medidas complementarias a las contenidas en los Reales Decretos Leyes 6/2011, de 13 de mayo, y 17/2011, de 28 de octubre, para reparar los daños causados por los movimientos sísmicos acaecidos el 11 de mayo de 2011 en Lorca (Murcia).( Boletín Oficial del Estado: 1 de noviembre de 2011, Núm. 263).


Proceedings SE2-766

Real Decreto 997/2002, de 27 de septiembre, por el que se aprueba la norma de construcción sismorresistente: parte general y edificación (NCSR-02). (BOE núm. 244, de 11 de octubre de 2002).

Real Decreto 637/2007, de 18 de mayo, por el que se aprueba la Norma de Construcción Sismorresistente: puentes (NCSP-07). (BOE núm. 132 de 2 de junio de 2007).

Orden INT/3376/2011, de 28 de noviembre, por la que se delegan determinadas competencias en los Delegados del Gobierno en la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia y en Illes Balears y en los Subdelegados del Gobierno en Barcelona, Tarragona, Lleida, Girona, Castellón, Valencia, Alicante y Gipuzkoa, en materia de concesión de subvenciones.


Proceedings SE2-767

Movimientos de ladera inducidos por el terremoto de Lorca Landslides induced by the Lorca earthquake

Alfaro, P.(1), Delgado, J.(1), García-Tortosa, F. J.(2), Lenti, L.(3), López, J. A.(4), López-Casado, C.(5), Martino, S.(6).

(1)Dpto. Ciencias de la Tierra, Universidad de Alicante, Ap. Correos 99, 03080 Alicante, [email protected], [email protected] (2)Dpto. Geología, Universidad de Jaén, Campus Las Lagunillas, 23071 Jaén, [email protected] (3)Institute of Science and Technology for Transport, Development and Networks, 58 Bv. Lefebvre, 75732 Paris (Francia),

[email protected] (4)IES Juan Arcas, Av. Juan Carlos I, 30800 Lorca (Murcia), [email protected] (5)Dpto. Física Teórica y del Cosmos, Universidad de Granada, Av. Severo Ochoa s/n, 18071 Granada, [email protected] (6)Dpt. Scienze della Terra, Universidad de Roma – La Sapienza, Pza. Aldo Moro 5, 00185 Roma (Italia),

[email protected]

SUMMARY The earthquake on May 11, 2011, Mw 5.1, severely affected the city of Lorca (Murcia), causing significant damage, injuries and deaths. This earthquake also caused significant effects on the slopes. An inventory of instabilities was carried out immediately after earthquake occurrence, allowing identifying more than 250 sites affected by one or more instabilities. These are mainly of type disrupted landslides (rock/soil fall) that have occurred in susceptible areas (road cuts, river banks and ravines, rocky escarpments). It has been observed that such instabilities occur with equal frequency on both rock and soil. A feature of this earthquake, and differentiating with respect to other recent events in the region (earthquakes of 1999, 2002 and 2005), all of similar magnitude (between 4.7 and 5.1), is that Lorca's earthquake has triggered many more instabilities than all previous events. The analysis of possible causes of this significant difference seems to suggest that it contributed seismic and geometric factors.

1. INTRODUCCIÓN El día 11 de Mayo de 2011 comenzó una serie sísmica que

prolongó su actividad durante semanas en la comarca de Lorca (Murcia). La serie tuvo un evento principal de magnitud Mw 5.1, con hipocentro muy superficial y próximo a la mencionada ciudad. La sacudida provocó numerosos daños en viviendas, con caída de elementos no estructurales, que causaron 9 muertos. Previamente a este evento principal hubo varios premonitorios, siendo de magnitud Mw 4.5 el mayor de ellos.

El terremoto provocó, como efecto inducido adicional a estos daños en edificación, multitud de pequeñas inestabilidades de ladera. El objetivo de este trabajo es presentar el inventario de dichas inestabilidades realizado inmediatamente después del evento principal, y analizar las características de dichas inestabilidades.

Este trabajo se enmarca dentro de los trabajos de inventario de inestabilidades de ladera sismoinducidas por terremotos ocurridos en el mismo ámbito geográfico, realizados por los mismos autores (Delgado et al., 2011). Cabe señalar que en los últimos 13 años han sido hasta cuatro los eventos de magnitud aproximadamente 5.0 los registrados en la zona y que han desencadenado diversas inestabilidades de ladera.

2. METODOLOGÍA Inmediatamente después de ocurrir el evento principal se

organizó la tarea de realización del inventario de las inestabilidades desencadenadas por el terremoto. Para tal fin se diseñó un plan de trabajo que era básicamente el mismo que el mismo grupo había utilizado en trabajos previos en la zona (Delgado et al., 2011).

La ausencia de material cartográfico actualizado, post-terremoto, que ayudara en la identificación y cartografía de áreas inestables, especialmente en áreas remotas, obligó a organizar el trabajo mediante itinerarios a lo largo de las múltiples vías (carreteras, caminos asfaltados, caminos de tierra, pistas forestales) de la zona con vehículos todoterreno. Para aquellas vías de acceso limitado se realizaron también itinerarios con motocicletas y a pie. Finalmente, los fondos de barranco, inaccesibles para los vehículos, se inspeccionaron a pie. Adicionalmente, se consultó a habitantes y propietarios de la zona para obtener información de posibles

inestabilidades en áreas remotas o inaccesibles. El trabajo de campo se desarrolló durante los meses de mayo y junio de 2011.

3. INVENTARIO DE INESTABILIDADES La inspección realizada cubrió un área de aproximadamente 900

km2 y se reconocieron más de 250 áreas fuente de inestabilidades (Figura 1). Para cada inestabilidad se determinaron sus coordenadas mediante GPS y se trató de caracterizar aquellos aspectos más relevantes: tipología de la inestabilidad, volumen aproximado, naturaleza y disposición (buzamiento) de los materiales afectados, etc. Adicionalmente se realizaron múltiples fotografías de cada inestabilidad, tanto de las áreas de partida como de acumulación de las masas inestables.

Figura 1 – Mapa de inventario de inestabilidades inducidas por el terremoto de Lorca (Seismic induced inventory map for the Lorca earthquake).

Se han reconocido más de 250 áreas fuente, en las que se

reconocieron una o más inestabilidades en cada una de ellas (Figura 1). La inmensa mayoría de estas inestabilidades corresponde a la tipología denominada “disrupted landslides” (sensu Keefer, 1984), que comprende desprendimientos de bloques de suelo/roca y








Proceedings SE2-768

pequeños deslizamientos en suelos/roca cuya masa se desorganizó al progresar el movimiento ladera abajo (Figura 2). Se han reconocido unos pocos casos de inestabilidades de la tipología “coherent landslides” (sensu Keefer, 1984) o deslizamientos en suelos/rocas pero que mantuvieron su morfología y estructura original aún después del desplazamiento sufrido. La elevada frecuencia de las inestabilidades de tipo “disrupted” es congruente con lo previamente observado en otras zonas de la Cordillera Bética y para eventos de magnitud equivalente (Delgado et al., 2011).

La totalidad de las inestabilidades es de pequeño tamaño: una gran mayoría de ellas involucran volúmenes de suelo/roca inferiores a 10 m3 y tan sólo en una decena de casos el volumen de la masa movilizada excede de 50-100 m3.

Figura 2 – Tipologías de inestabilidades inducidas por por el terremoto de Lorca (Seismic induced landslide typologies induced by the Lorca earthquake).

Figura 3 –Ejemplos de daños causados por las inestabilidades inducidas en la red de carreteras en el área epicentral (Examples of damage induced by induced landslides in the road netowrk of the epicentral area).

La mayoría de las inestabilidades tuvo lugar en áreas remotas

(Figura 1), no urbanizadas, de manera que salvo unos pocos casos excepcionales (impacto en algunos muros en barrios altos de Lorca), no se vieron afectadas viviendas ni otro tipo de estructuras. Sin embargo, muchos desprendimientos afectaron a taludes de carreteras y caminos de la zona, además de laderas naturales (Figuras 1 y 3). En ciertos casos, algunas carreteras y vías secundarias de la zona quedaron temporalmente cerradas al tráfico debido a la presencia de masas desestabilizadas que amenazaban con caer sobre ellas (es el caso de la carretera MU-701, también conocida como “Carretera del Pantano de Puentes”), a la acumulación de bloques sobre la propia vía, o a los propios daños causados por el impacto de los bloques rocosos en el firme la vía (Figura 3).

3. ANÁLISIS DEL INVENTARIO El análisis de los datos recopilados durante el trabajo de campo

ha permitido extraer interesante información acerca de la naturaleza y características de las inestabilidades desencadenadas por el terremoto.

Atendiendo a la localización espacial de las inestabilidades y las distancias epicentrales observadas respecto del evento principal de la serie sísmica, este evento desencadenó inestabilidades a distancias máximas de 10-11 km para la tipología “disrupted” (desprendimientos y deslizamientos en suelos) y unos 4-5 km para deslizamientos coherentes. La distribución de estas inestabilidades muestra una disminución progresiva del número de éstas con la distancia, de manera que en las inmediaciones del epicentro se ha


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observado una densidad de casi 10 inestabilidades/km2, valor que disminuye a menos de 1 inestabilidad/km2 para distancias epicentrales superiores a 5-6 km (Figura 4).

Figura 4 – Frecuencia relativa por tipología de las inestabilidades de ladera desencadenadas por terremotos (Relative frequency of seismic-induced landslide typology).

En el área epicentral existen afloramientos de materiales muy

diversos: se pueden encontrar laderas en materiales rocosos firmes (calizas, areniscas, cuarcitas, esquistos, etc.), en rocas blandas (margas) y en suelos (gravas, arenas, limos y arcillas). Sin embargo, no se puede decir que los procesos de inestabilidad hayan sido más frecuentes en un tipo de material que en otro, sino que han sido igual de frecuentes en todos los grupos litológicos identificados (Figura 5). La mayor diferencia estribaría, en todo caso, en que las inestabilidades de mayor tamaño siempre han afectado a las formaciones rocosas firmes (Figuras 6 y 7). En cambio, laderas en suelos o en formaciones rocosas blandas (margas), más propensas a sufrir inestabilidad por tener menor resistencia, solo se observaron inestabilidades de pequeño tamaño (<10 m3).

Figura 5 –Abundancia de inestabilidades en los principales grupos litológicos presentes en el área epicentral (Relative frequency of instability occurrence in the most frequent lithological groups identified in the epicentral area).

Otra caracterísica observada sistemáticamente en las inestabilidades en formaciones rocosas firmes es que la mayoría de ellas afectaban a las zonas más altas de las laderas, independientemente de la morfología de éstas, tanto si éstas formaban crestas (Figura 6) como escalones (Figura 7). En cambio, las inestabilidades que afectaban a laderas o taludes en suelos y rocas blandas no tenían una localización preferente (Figura 8).

Figura 6 –Ejemplo de desprendimiento en formación rocosa firme afectando a una ladera con morfología en cresta. El esquema topográfico mostrado en la parte inferior corresponde al extraído del modelo digital del terreno MDT05 para el área mostrada en la fotografía (Example of rock-fall in a rock slope with crest morphology. The topographic cross-section shown was extracted from the Digital Elevation Model MDT05 for the area shown in the picture).

Figura 7 –Ejemplo de desprendimiento en formación rocosa firme afectando a una ladera con morfología en escalón. El esquema topográfico mostrado en la parte inferior corresponde al extraído del modelo digital del terreno MDT05 para el área mostrada en la fotografía (Example of rock-fall in a rock slope with step morphology. The topographic cross-section shown was extracted from the Digital Elevation Model MDT05 for the area shown in the picture).

Un aspecto significativo del terremoto de Lorca y del inventario realizado es el gran número de inestabilidades desencadenadas en comparación con otros eventos (Figura 9). Previamente el mismo equipo de trabajo había elaborado inventarios para los eventos de 1999, 2002 y 2005, ocurridos todos en el mismo contexto geográfico, y caracterizados por magnitudes similares (entre Mw 4.7 y Mw 5.0) al de Lorca (Mw 5.1) (Delgado et al., 2011). Sin embargo, el evento de Lorca ha desencadenado varios centenares frente a poco más de una decena del evento de 1999 (Mw 4.7), o cifras aún inferiores para los eventos de 2002 y 2005 (Figura 9).


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Figura 8 –Ejemplos de inestabilidades en laderas de rocas blandas y suelos (Examples of landslides affecting to slopes in soft-rocks and soils).

Figura 9 –Número de inestabilidades inducidas por terremotos en el área de estudio (Number of seismic-induced landslides in the study zone).

Otro aspecto relevante es que la mayoría de estas inestabilidades tuvieron lugar en laderas con una orientación (aspecto) preferente hacia el SE, independientemente de la naturaleza y estructura (dirección de buzamiento) de los materiales afectados.

Estos dos aspectos se pueden interpretar como la concurrencia de varios elementos. De una parte, la serie sísmica del terremoto de Lorca incluye un evento premonitorio de magnitud suficiente como para desencadenar por sí solo cierto número de inestabilidades (Mw

4.5), así como para dañar el estado en que se encontraban las laderas/taludes (Alfaro et al., 2012a), las cuales pudieron entonces desestabilizarse bajo la acción del evento principal (Mw 5.1); por otra parte, la ocurrencia de fenómenos de amplificación topográfica (con posible contribución de amplificación estratigráfica) incrementaría la severidad de la sacudida en las partes altas de las laderas (Alfaro et al. 2012a,b), lo que justificaría la localización preferente en estos lugares. Finalmente, fenómenos de directividad ayudarían a explicar la mayor incidencia en laderas con una orientación dada, a semejanza de lo observado en otros terremotos (Meunier et al. 2008).

4. CONCLUSIONES Se ha presentado el inventario de inestabilidades desencadenadas

por el terremoto de Lorca (Mw 5.1) de mayo de 2012. El trabajo de campo realizado ha permitido identificar más de 250 áreas fuente de masas que se desplazaron de su posición original como consecuencia de la sacudida.

Las inestabilidades reconocidas corresponden en su gran mayoría (>95%) a desprendimientos y pequeños deslizamientos en suelos/roca, que se desorganizan conforme progresa el movimiento (“disrupted” sensu Keefer, 1984), de pequeño tamaño (<10 m3). Estas inestabilidades han ocurrido en áreas no urbanizadas, no causando daños a edificaciones, pero provocando múltiples incidencias en la red viaria secundaria en zonas al N de Lorca.

Los datos disponibles demuestran que este evento ha sido muy “efectivo” para desencadenar inestabilidades en comparación con otros terremotos previos en la zona (centenares frente a decenas de inestabilidades). El análisis de los datos parece indicar que este hecho es consecuencia de la concurrencia de fenómenos de amplificación topográfica (y posible estratigráfica), además del hehco de que la propia serie sísmica contiene varios eventosque por sí mismos pudieron causar inestabilidades, algo que no sucedió con eventos precedentes en la zona.

5. AGRADECIMIENTOS El presente trabajo ha sido parcialmente financiado por el

proyecto CGL2011–30153–C02–02 así como por el grupo de investigación VIGROB-184 (Universidad de Alicante).

6. REFERENCIAS Alfaro, P., J. Delgado, F.J. García-Tortosa, L. Lenti, J.A. López, C. López-Casado and

S. Martino (2012a):Widespread landslides induced by the the Mw 5.1 earthquake of 11 May 2011 in Lorca, SE Spain. Engineering Geology, 137-138, 40-52.

Alfaro, P., J. Delgado, F.J. García-Tortosa, L. Lenti, J.A. López, C. López-Casado and S. Martino (2012b): Landslides induced by the may 11 (2011), Lorca (SE Spain) earthquake (Mw 5.1). Proc. 11th International & 2nd North American Symposium on landslides, Banf (Alberta, Canada), June 2012. CD-ROM.

Delgado, J., J.A. Peláez, R. Tomás, F.J. García-Tortosa, P. Alfaro and C. López Casado (2011): Seismically-induced landslides in the Betic Cordillera (S Spain). Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 31, 1203-1211.

Keefer, D.K. (1984): Landslides caused by earthquakes. Geol. Soc. Am. Bull., 95, 406-421.

Keefer, D.K. (2002): Investigating landslides caused by earthquakes – A historical review. Surveys in Geophysics, 23, 473-510.

Meunier, P., N. Hovius and J.A. Haines (2008): Topographic site effects and the location of earthquake induced landslides. Earth and Planetary Science Letters, 275, 221-232.


Proceedings SE2-771

Zonación Sísmica Del Casco Urbano De Lorca, Elaborada Con Valores De Los Parámetros Vs30 Y C Obtenidos Por Medio De Microtremores De Refracción The Urban Seismic Zonation Of Lorca, Made With Values Of Parameters Vs30 And C Obtained Through Refraction Microtremors

J. J. Giner-Caturla1, P. J. Jauregui-Eslava1 , J. Delgado-Marchal1, J. Rosa-Herranz2, J. L. Soler-Llorens1 1 – Universidad de Alicante, Facultad de Ciencias, Alicante, España 2 – Universidad de Alicante, Dpto. Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal, Alicante, España

SUMMARY Recent publications of Special Plans at the Seismic Risk of the different autonomous communities and their legal consequences crystallize in future Municipal Action Plans against seismic risk, focus the attention of researchers in seismology and earthquake engineering to the possibilities to perform tasks of zonation and seismic microzonation urban scale. Moreover, the recent seismic event that has affected the people of Lorca, provides extensive data on the effects of an earthquake of medium magnitude, close to a population. As a result, a team of researchers from the UA has conducted a campaign of microtremor data collection in the urban area of Lorca, whose preliminary results, presented as the geographical distribution of Vs30 and C parameters respectively used by IBC and NCSR/02 regulations, constitute the purpose of this communication.

1. INTRODUCCIÓN Ante la obligación legal, de la disponibilidad por parte de los

ayuntamientos, de los correspondientes Planes de Actuación Municipal frente al Riesgo Sísmico, derivada de la publicación por parte de las Comunidades Autónomas españolas de los Planes Especiales para la Prevención del Riesgo Sísmico, surge la necesidad en determinados casos, de realizar tareas de zonación sísmica a escala urbana destinadas a la cuantificación del efecto local o efecto de sitio.

Ello implica, con vistas a la clasificación del sitio, el cálculo de los llamados coeficientes del terreno, C, o de la velocidad de cizalla promedio Vs30, definidas en las normas, NCSR/02, EUROCODE8 o, NEHRP, de ambito nacional europeo y norteamericano respectívamente, lo que requiere elconocimiento local de la distribución vertical de la velocidad de cizalla, hasta una profundidad de 30 m. Las dificultades que entraña este conocimiento son bién conocidas, bien porque los sondeos de reconocimiento rara vez alcanzan la profundidad citada, bien por que las estimaciones indirectas de la distribución vertical de la velocidad de cizalla, a partir de los datos de SPT, o ensayos de laboratorio, se caracterizan por un elevado grado de indeterminación. Desde nuestro punto de vista uno, de los mejores procedimientos para lograr una estimación correcta, son las medidas directas de las velocidades de fase en el interior de sondeos, técnica conocida como Downhole. Por desgracia, casi nunca se dispone de una malla de perforaciones de la profundidad y preparación necesarias para evaluar la evolución vertical y lateral de la velocidad Vs, siendo excesivo el coste y la sevidumbre derivada de la ejecución de perforaciones exprofeso. Debido a ello hoy en dia se tiende a utilizar métodos geofísicos de superficie capaces de adaptarse a las condiciones de ruido sísmico urbano y de generar con rapidez gran volumen de datos de manera no agresiva para los pavimentos y mobiliario. En particular el grupo de métodos denominados de sísmica pasiva, o medida de microtremores resultan muy adecuados para su aplicación en la ciudad, dado que se fundamentan en la adquisición de los modos propios de vibración de la superficie del terreno sometido a la acción de ondas superficiales provocadas por los microtremores. Estos modos de vibración se relacionan con la propiedades físicas de la estratificación del subsuelo y su

análisis puede conducir a la estimación de las columnas de la velocidad de cizalla. La experiencia que describimos a continuación consiste en la aplicación de uno de estos métodos, Refraction-Microtremor o abreviámente Re-Mi (Louie, 2001) en el entorno urbano de Lorca con el objetivo de obtener una representación en planta de la distribución de los parámetros C y Vs30 en la ciudad. 2. METODOLOGÍA

El método empleado para la obtención de los modelos de velocidad es el conocido como Re-Mi, este se enmarca entre las metodologías basadas en la inversión de ondas de superficie. Los parámetros de zonación empleados C y Vs30 se calculan a partir de estos modelos. Las fases a seguir en la metodología se resumen en tres:

2.1.- obtención de datos que conduzcan a la caracterización de la curva o tendencia de dispersión propia del lugar

2.2.- inversión de la curva de dispersión y obtención de modelos de las propiedades físicas del terreno

2.3.- Cálculo de los parámetros C y Vs30 2.1 Caracterización de la curva o tendencia de dispersión Como antecedentes del método Re-Mi citaremos las técnicas denominadas SASW (Spectral Analysis of Surface Waves, Nazarian& Stoke., 1984) y MASW, (Multichannel Analysis of Surface Waves, Parket al., 1999), que tienen el común el uso de fuentes sísmicas asociadas a arrays de uno o varios sensores. El método Re-Mi combina la capacidad de trabajar en el entorno urbano de ambos métodos y la robustez del análisis de ondas de superficie del método MASW, con la facilidad de despliegue y rapidez en la adquisición de datos asociada al uso de un equipo de refracción sísmica. Un registrador multicanal conectado a un array o tendido lineal de nx geófonos de componente vertical, con frecuencias propias entre 4.5 y 12 Hz. permite la adquisición de un segmento espacio-temporal, t-x, del microtremor tal y como vemos en la figura 2.1.1. donde la longitud total del registro es de x=102 m. y la duración t= 32 s. muestreados a intervalos dt=0.02, para cada una de las nx=18 trazas. El espaciado entre los géofonos dx y la longitud del array definen, junto con la estructura de velocidades subyacente, los límites de las longitudes de onda disponibles para el análisis y el alcance de la investigación.


Proceedings SE2-772

Figura 2.1.1 – Registro parcial de un segmento de microtremor para 18 géofonos en el dominio espacio-tiempo. (An partial space-time 18 geophones microtremor recording )

Figura 2.1.2 – Registro completo de un segmento de microtremor de 32 s. para 18 géofonos en el dominio espacio-tiempo. (An full space-time 18 geophones 32 s. microtremor recording )

Los onsets que se visualizan en el registro corresponden a diferentes tipos de ondas de volumen, aéreas y superficiales viajando a traves del tendido. El primer paso del método Re-Mi consiste en la separación de estos tipos de ondas mediante la aplicación al registro de una transformación matemática. Esta consiste en la transformada p-τ (Thorson and Claerbout, 1985), también conocida como beamforming, la cual procede a la aplicación al registro de una serie de integrales de línea numéricas a lo largo de multiples radiaciónes o haces de rectas. Cada haz se caracteriza por su intersección común con el eje de tiempos o tiempo de intercepción τ y dentro del haz cada recta se

individualiza por su pendiente p cuyo sentido físico es la inversa de la velocidad aparente o slownes. El eje de tiempos se discretiza a intervalos dt y el eje x utiliza el intervalo entre geófonos dx. Los parámetros iniciales para el análisis son los límites negativo y positivo de la lentitud [-pmax , pmax] es decir las inversas de la velocidad mínima a elegir, y el intervalo con que se incremente la misma dp o bién el número de rectas contenido en cada haz que se toma normalmente como 2np, con np coincidiendo con nx, lo que equivale a analizar la propagación de la energía en ambas direcciones del tendido. La suma de las amplitudes obtenidas en las interseciones de cada una de estas rectas con las trazas del registro, interpoladas en caso necesario, define un punto en la nueva representación p-τ de acuerdo con la integral numérica:

)1(),(),(1

00 ∑ +=====+=

−

=

nx

jpxidttjdxxAkdtldpppA ττ

El resultado consiste en 2nx trazas conteniendo cada una de ellas la suma de las amplitudes correspondientes a una misma velocidad o lentitud para los diferentes tiempos de intercepción. El siguiente paso consiste en la obtención de la densidad espectral de energía de cada traza, mediante la aplicación a cada una de ellas de una transformación de Fourier unidimensional. De esta manera el registro p-τ se convierte al dominio p-f, en el que los eventos dispersivos aparecen como picos de energía coherentes y son identificables permitiendo la extracción de las parejas lentitud-frecuencia o velocidad frecuencia. En la figura 2.1.3 vemos el resultado de esta transformación una vez normalizada por el cociente con el valor medio de la energía transportada en cada banda de frecuencia. La normalización ayuda a identificar los diferentes modos, en particular el modo principal, definido por el límite inferior de la región de alta energía resaltada en la imagen, que presenta una característica disminución de la velocidad de fase al aumentar la frecuencia. En la imagen aparecen artefactos de cálculo limitando la banda de frecuencias disponibles para el análisis, la región de frecuencias inferior a 2-4 Hz. para todas las lentitudes es un ejemplo de ello. La acumulación de alta energía que aparece abajo y a la derecha de la imagen se debe a la contaminación o aliasing espacial, en este caso limita el uso de frecuencias superiores a 26 Hz. para velocidades de fase de 220 m/s.

Figura 2.1.3 – Tranformada p-f normalizada de un segmento de microtremor para 18 géofonos. (An 18 geophones p-f normalizated transform of an microtremor recording ) 2.2- Inversión de la curva de dispersión Una vez obtenida la curva representativa del modo principal de dispersión, se procede a la inversión de la misma, es decir su resolución en un modelo de velocidades en capas estratificadas horizontalmente, Re-Mi utiliza la aproximación de Yuehua Zeng (1992) del método de Saito (1979, 1988), consistente en un ajuste gráfico iterativo, a lo largo del cual se ensayan modelos capaces de reducir el RMS del ajuste entre la curva de dispersión


Proceedings SE2-773

observada y la proporcionada por el modelo de ensayo progresivamente (fig.2.2.1)

Figura 2.2.1 – Ajuste entre las curvas de dispersión observada y calculada correspondiente a un RMS=8. (RMS=8; Observed and calculated curves fit )

Figura 2.2.2 – Modelos obtenidos por iteración, en linea continua y automáticos,en trazos. ((iterative, continouos line and automatic models, dashed lines ) Otras aproximaciones, como la inversión automática por medio de algoritmos de vecindad con generación de soluciones múltiples, (Wathelet, 2005) son también utilizables (fig 2.2.2). 2.3.- Cálculo de los parámetros C y Vs30 Los coeficientes C, y Vs30 se calculan a partir de los parámetros del modelo, espesor di y velocidad Vsi y su definición en las normas NCSR/02 y IBC2000, tablas 2.3.1. y 2.3.2 y formulas 2.

)2(30;∑

∑=∑∑=

is

i

is

i

ii

Vdd

VddC

C

Tabla 2.3.1 Coeficiente del terreno C NCSR/02 (Terrain Coefficient C NCSR/02)

Tabla 2.3.2 IBC2000 Clasificación del sitio (IBC2000 Site class). De ellos se deriva el valor de la amplificación S y de las aceleraciones de diseño para edificaciones de importancia normal y especial para las que se utilizan valores respectivos de 1 y 1.3 para el parámetro r, de acuerdo con la normativa vigente.

3. OBTENCIÓN DE DATOS

Con objeto de cubrir los objetivos propuestos, es decir la representación en planta de la distribución geográfica de los parámetros C, Vs30 y S, se programó la toma de datos de microtremores en 40 lugares en el interior del casco urbano de la ciudad. En cada uno de ellos se obtuvieron cuatro segmentos de microtremores con diferentes ganancias o amplificaciones. El dispositivo sísmico utilizado fué un registrador Seistronis Ras24 y 18 geófonos de componente vertical y frecuencia propia de 10 Hz.

La separación entre geófonos se adaptó a la geometría del tejido urbano siendo de cinco metros la típica, con excepciones de cuatro y seis metros en casos aislados. En la mayoría de los casos se buscaron emplazamientos directos sobre el terreno, parques y jardines, y solo en algunos casos se dispusieron los geófonos sobre asfalto o cemento. El acoplamiento mecánico de los geófonos al terreno se logró en estos casos mediante taladros o vasos de arena.

La selección inicial de los sitios trató de abarcar las diferentes litologías sobre las que se asienta el casco urbano. En la práctica la elección de cada sitio ha estado condicionada por el trazado viario y la existencia de parques y jardines donde se han ubicado con preferencia las medidas. La toma de datos tuvo lugar entre los meses de Febrero a Abril de 2012.

El ancho de banda de los registros obtenidos, fig.3.2, se encuentra limitado inferiormente por la respuesta propia de los geófonos y superiormente por el filtro anticontaminación del registrador entre 10 y 200 Hz, con una meseta de alta energía entre los 10 y 20-25 Hz. En la práctica el límite inferior de las frecuencias utilizables alcanza los 3-4 Hz, llegando el superior hasta los 40 Hz en algunos casos, toda vez que en los registros transformados la energía ha sido normalizada por bandas de frecuencia

Velocidad Tipo de terreno Coeficiente C

Vs > 750 m/s I 1.0 750 m/s ≥ Vs > 400 m/s II 1.3

400 m/s ≥ Vs > 200 m/s III 1.6

Vs ≤ 200 m/s IV 2.0


Proceedings SE2-774

Figura 3.1. Ubicación de las medidas de microtremores (microtremors measurements positioning)

Figura 3.2 Densidad espectral de energía típica de los registros obtenidos (typical power espectral density of obtined records) 4. INTERPRETACIÓN Y RESULTADOS En cada emplazamiento se obtuvieron las transformdas p-f de los cuatro registros correspondientes a las diferentes amplificaciones empleadas en él, siendo estas posteriormente apiladas con objeto de mejorar la relación señal/ruido. La inversión de las curvas de dispersión obtenidas a partir de las mismas ha sido realizada de manera interactiva, con el módulo Disper de Re-Mi (Louie; 2001) y contrastada eventualmente con el módulo Dinver de Geopsy (Wathelet; 2005). El rango típico de frecuencias manejables ha sido de 4 a 30 Hz, excepcionalmente de 2 a 40 Hz como parece lógico en función de las características de los registros. La profundidad de investigación estimada empíricamente ha sido de 30- 40 metros. En la tabla 4.1 se presentan los resultados obtenidos para los diferentes parámetros de zonificación. Los residuos obtenidos por Disper han oscilado entre 3 y 14 con valor medio de 9. Se ha comprobado la estabilidad de los parámetros C y Vs 30, para diferentes modelos con similares residuos.

Punto X Y Z Vs30 C ADN ADE

1 614585.3 4171313.6 328.5 479 1.38 0.18 0.24 2 615205.6 4171037.6 324.2 390 1.38 0.18 0.24 3 615085.9 4170218.1 324.5 321 1.55 0.23 0.30 4 615499.2 4170271.0 326.1 339 1.51 0.22 0.28 5 615731.4 4169930.3 321.1 336 1.45 0.20 0.26 6 614978.0 4169678.2 323.2 313 1.53 0.22 0.29 7 614692.2 4169604.0 326.9 365 1.49 0.21 0.27 8 615098.3 4169190.1 320.8 348 1.51 0.22 0.28 9 615378.8 4169807.1 324.9 340 1.46 0.20 0.26 10 614542.2 4169284.3 324.6 376 1.46 0.20 0.26 11 615270.4 4170503.7 325.3 297 1.6 0.24 0.31 12 615667.0 4171087.3 325.3 426 1.44 0.20 0.26 13 616032.1 4171236.7 327.5 396 1.47 0.21 0.27 14 616309.1 4171450.2 328.5 373 1.50 0.21 0.28 15 614790.5 4168671.5 318.7 339 1.53 0.22 0.29 16 614508.8 4168750.8 321.1 345 1.46 0.20 0.26 17 614183.2 4168819.6 331.0 371 1.50 0.21 0.28 18 613949.6 4168938.0 340.0 408 1.43 0.19 0.25 19 613694.7 4169120.2 351.4 474 1.37 0.18 0.23 20 614110.2 4170019.3 363.3 479 1.33 0.17 0.22 21 614211.2 4170372.5 350.3 392 1.37 0.18 0.23 22 613868.5 4170597.5 423.6 428 1.35 0.17 0.23 23 613716.7 4170733.0 432.2 493 1.33 0.17 0.22 24 615817.6 4171179.4 326.3 492 1.36 0.18 0.23 25 615841.8 4171467.2 331.9 397 1.28 0.16 0.20 26 615756.1 4171726.8 337.3 514 1.39 0.18 0.24 27 615636.9 4171862.7 339.8 423 1.45 0.20 0.26 28 615247.2 4171792.9 348.1 552 1.35 0.17 0.23 29 615057.1 4171701.5 340.7 570 1.34 0.17 0.22 30 614665.8 4170799.3 348.6 479 1.42 0.19 0.25 31 614633.0 4170758.1 346.3 472 1.40 0.19 0.24 32 614679.0 4169966.0 330.3 365 1.55 0.23 0.30 33 614889.6 4170555.0 329.2 380 1.47 0.21 0.27 34 614739.2 4170242.8 329.5 395 1.46 0.20 0.26 35 614403.0 4170390.3 338.0 484 1.40 0.19 0.24 36 614407.0 4170279.0 344.5 501 1.33 0.17 0.22 37 614851.7 4171250.3 328.4 423 1.35 0.17 0.23 38 614551.8 4170998.7 389.5 452 1.34 0.17 0.22 39 614902.6 4171112.8 329.9 404 1.37 0.18 0.23 40 615097.4 4170516.8 301.0 301 1.63 0.25 0.33

Tabla 4.1 Resultados obtenidos para los parámetros C, Vs30, ADN, ADE. (Results obtained for the parameters C, Vs30, ADN, ADE) No se ha dispuesto de información geotécnica susceptible de ser utilizada como apoyo en la interpretación. Por esta razón nos hemos limitado a manejar los coeficientes C y Vs30, dada su estabilidad frente a los resultados de la inversión, a la espera de disponer de la información, que permita una explotación más completa de los datos en el sentido de modelizar la respuesta local y generar escenarios de daños para sismos de diferentes características. Los valores de Vs30 obtenidos resultan comparables a los detallados en la Monografía Técnica publicada por IGC (Goula, et al. Diciembre 2011). En resumen, Los coeficientes del terreno obtenidos se encuentran entre valores de 1.28 y 1.63, mientras que Vs30 está comprendido entre 297 y 570 m/s. Las aceleraciones de cálculo resultantes están entre 0.16 y 0.25g para edificios de importancia normal y 0.20 a 0.33g para edificios de importancia especial. A partir de los datos contenidos en la tabla se han trazado los mapas de contornos para los diferentes parámetros que


Proceedings SE2-775

presentamos en las figuras 4.1 a 4.4, mientras que en las 4.5 y 4.6 superponemos el mapa inicial de daños publicado por IGN tras el episodio sísmico que afectó a la población de Lorca el 11 de Mayo de 2011 con los contornos de las aceleraciones de cálculo obtenidas.

Figura 4.1 Mapa de contornos del coeficiente del terreno C sobre el área urbana de Lorca(Contour map of soil coefficient C over Lorca urban area)

Figura 4.2 Mapa de contornos de Vs30 sobre el área

urbana de Lorca(Vs30 Contour map over Lorca urban area)

Figura 4.3 Mapa de contornos de la aceleración de diseño, para edificios de importancia normal, sobre el área urbana de Lorca (Contour map of normal importance buildings design aceleration, over Lorca urban area)

Figura 4.4 Mapa de contornos de la aceleración de diseño,

para edificios de importancia especial, sobre el área urbana de Lorca(Contour map of special importance buildings design aceleration, over Lorca urban area)


Proceedings SE2-776

Figura 4.5 Mapa de contornos de la aceleración de diseño,

para edificios de importancia normal, sobre mapa de daños en Lorca tras la serie de Mayo de 2011 (Contour map of normal importance buildings design aceleration, over Lorca damaged building map after seismic series May of 2011)

Figura 4.6 Mapa de contornos de la aceleración de diseño, para edificios de importancia especial, sobre mapa de daños en Lorca tras la serie de Mayo de 2011 (Contour map of special importance buildings design aceleration, over Lorca damaged building map after seismic series May of 2011) 5. CONCLUSIONES 1.- Los valores del parámetro C obtenidos oscilan entre un mínimo de 1.28 y un máximo de 1.63 correspondientes a los terrenos tipos II y III de la Norma de Construcción Sismorresistente española (NCSR/02), mientras que los de Vs30 se encuentran comprendidos entre 290 y 570 metros/segundo correspondientes a los tipos de terreno D y C de las norteamericana, IBC2000 y NEHRP y a los terrenos C y B del Eurocódigo8. 2.-Las velocidades de cizalla que resultan, hasta la profundidad de 30 -40 metros, descartan la presencia de un sustrato formado por roca compacta, correspondiendo más bien a suelos granulares de compacidad media, o bien suelos cohesivos duros, granulares densos o rocas fracturadas. 3.- Los resultados obtenidos para la aceleración de cálculo para edificios de importancia normal se encuentran entre valores de 0.16g a 0. 25g y entre 0.20 g a 0.33 g para edificios de importancia especial. Las aceleraciones de diseño en el área de la antigua prisión, sería de 0.19 y 0.25 respectívamente, en todo caso inferiores al pico de aceleración, registrado por IGN en la misma. 4.- Como cabía esperar, en el caso presente, la distribución de estos parámetros aparece condicionada por los aspectos geomorfológicos y tectónicos donde se inscribe el entorno urbano de Lorca. 5.-El posible efecto local sugerido por la distribución de los parámetros, no explica por si solo la entidad y distribución de los daños observados. 6.- El registro de microtremores y la inversión de ondas de superficie, es una herramienta no agresiva que puede complementar a otras técnicas con vistas a tareas de zonación a escala urbana. Los mapas de contorno, de los parámetros C, Vs30, Adn y Ade, facilitan la aplicación de la normativa cuando no se dispone de información geotécnica suficiente, o esta es muy superficial. 6. REFERENCIAS Abbott, R. E., and Louie, J. N., 2000a, Depth to bedrock using gravimetry in the

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http://www.scopus.com/source/sourceInfo.url?sourceId=28947&origin=resultslist


Proceedings SE2-778


Proceedings SE2-779

Geología De La Ciudad De Lorca (Murcia, España). Una Base Para Evaluar El Riesgo Sísmico Geology Of Lorca Town (Murcia, Spain). A Basis For Assessing Seismic Hazard

Francisco J. Alcalá (1,2), Manuel Navarro (3,4), Antonio García-Jerez (3,4), Francisco Vidal (4), Cristina Creus (5) y Takahisa Enomoto (6) (1)Geo-Systems Centre (CVRM-IST), Universidade Técnica de Lisboa, 1049-001, Lisboa (Portugal) (2)Estación Experimental de Zonas Áridas (EEZA-CSIC), 04120, Almería (España) (3)Departamento de Física Aplicada, Universidad de Almería, 04120, Almería (España) (4)Instituto Andaluz de Geofísica, Universidad de Granada, 18070, Granada (España) (5)Universitat Oberta de Catalunya, 08035, Barcelona (España) (6)Department of Architecture and Building Engineering, University of Kanagawa, 2218686, Yokohama (Japón)

SUMMARY The geological mapping is a basis to further evaluate ground amplification phenomena due to future earthquakes with applicability on urban seismic hazard management. However, it is difficult to make high-resolution geological mappings in urban areas because there are few outcrops. So the combination of different sources of data is necessary for constructing accurate 2D and 3D geological models, especially in those urban areas of complex geology, as Lorca town. This paper shows the combination of direct geological observations and the assimilation of geotechnical data and geophysical surveys performed for the 2D and 3D geological mapping of Lorca town (south-eastern Spain) at scale 1:10,000. The 17 geological formations identified have been clustered into 5 geological-seismic formations according to their range of S-ware velocity deduced from array measurements of ambient noise and mechanical properties from geotechnical data. According to research in progress, the geological resolution gained in Lorca town is a satisfactory basis for assessing seismic hazard, which allows detailed assessments of the seismic response of each identified geological formation.

Key words: Urban geology, high-resolution mapping, geotechnical data, geophysical data, Lorca town Correspondencia: Francisco J. Alcalá Universidade Técnica de Lisboa Geo-Systems Centre (CVRM-IST) Av. Rovisco Pais, 1 1049-001 Lisboa Portugal Tel: +351 218 417 408 Fax: +351 218 417 442 E-mail: [email protected]

1. INTRODUCCIÓN La división geológica de áreas urbanas es una tarea básica para

elaborar mapas de peligrosidad sísmica. Numerosos ejemplos han puesto de manifiesto como la geología superficial influye sobre la distribución de daños causados por un terremoto, especialmente cuando existen sedimentos no consolidados susceptibles de amplificar el movimiento sísmico. La variación de la compactación y del espesor de las formaciones geológicas produce diferencias de la intensidad sísmica. Estas diferencias aumentan conforme mayor es la heterogeneidad geológica, y suelen tener una influencia notable sobre la distribución espacial de daños a edificios a distancias cortas (Lachet et al., 1996), incluso en el caso de sismos de intensidad moderada.

Sin embargo, la división geológica de áreas urbanas puede resultar una tarea compleja porque en general se trata de áreas pavimentadas con una limitada exposición de afloramientos geológicos. Esta circunstancia limita considerablemente la capacidad de interpretación geológica utilizando criterios geomorfológicos convencionales. Es habitual que la división geológica de muchas localidades se base inicialmente en reproducir el modelo geológico y tectónico regional, cuya resolución (en España a escala 1:50.000) suele ser inferior a la que se necesita para caracterizar de forma correcta el efecto local en áreas urbanas. Además, la caracterización 3D puede quedar limitada cuando los datos disponibles de prospección del terreno son escasos y los pocos afloramientos solo permiten caracterizar las formaciones geológicas más superficiales; a veces se puede desconocer la profundidad a la que se localiza el sustrato rocoso. Son raros los casos donde el modelo geológico

regional utilizado se puede validar con datos duros (geotecnia) y blandos (geofísica) de cierta calidad para determinar con mayor precisión la estructura 3D de las formaciones sedimentarias sobre el sustrato rocoso.

En agosto de 2006, casi 5 años antes de producirse el terremoto destructivo del 11 de mayo de 2011, se inició el estudio geológico de la ciudad de Lorca. La resolución espacial (escala) de la cartografía geológica de Lorca se planificó en base a las necesidades concretas de la zonación de áreas urbanas para aplicaciones símicas deducidas de experiencias previas en las localidades de Adra (Alcalá et al., 2002; Navarro et al., 2007) y Mula (Alcalá et al., 2004; García-Jerez et al., 2007a). La resolución espacial mostró ser dependiente del área a cubrir, la complejidad geológica regional, los datos disponibles de prospección del terreno y la posibilidad de obtener nuevos datos a partir de nuevos ensayos. Estas experiencias previas permitieron evaluar con cierta precisión el tiempo de ejecución y el coste económico; ambos aspectos no supusieron una limitación para esas pequeñas áreas urbanas de moderada complejidad geológica. En Adra y en Mula, la densidad de datos determinó que la escala 1:5.000 era óptima y factible de realizar en un plazo de 2 años bajo el soporte económico de proyectos de investigación no orientada, como los financiados por la CICYT. Esta escala permitió interpretar la elevada amplificación sísmica medida mediante técnicas de ruido ambiental en zonas donde existen formaciones sedimentarias no consolidadas tales como rellenos antrópicos y aluviales recientes (Navarro et al., 2007).

La ciudad de Lorca, con 91.000 habitantes y un área urbana de 3,5 km x 1,5 km, está situada al Sur de la Región de Murcia (SE de


Proceedings SE2-780

España), en el sector oriental de la Cordillera Bética. A pesar de la baja actividad sísmica que presenta dentro del contexto mundial, esta región constituye un área de elevada peligrosidad sísmica en España (Vidal, 1986). De acuerdo con el Código Sísmico de España (NCSE-02, 2002), hay zonas extensas donde la aceleración del terreno medida sobre rocas da valores superiores a 0,12 g, incluso a 0,25 g para un periodo de retorno de 475 años. Durante el desarrollo de esta investigación, los terremotos superficiales ocurridos en mayo de 2011 (con epicentro en la ciudad de Lorca; Mw = 4,6 y 5,2, y Imax = VI y VII, respectivamente) pusieron de nuevo de manifiesto la importancia que la variable respuesta de los materiales geológicos superficiales tiene sobre el comportamiento de los edificios durante la sacudida (Navarro et al., 2012), incluso para edificios con similar tipología constructiva.

Este trabajo presenta una actualización de la cartografía geológica de la ciudad de Lorca a escala 1:10.000. La investigación se ha orientado hacia una clasificación geológica-sísmica de las formaciones geológicas identificadas. Cada formación ha sido caracterizada según sus propiedades geológicas (geometría, genética, edad), geotécnicas y geofísicas, asignando a cada una un rango característico de valores de velocidad de ondas S (VS) obtenido a partir de las propiedades mecánicas deducidas de parámetros geotécnicos, algunos datos bibliográficos y especialmente la aplicación de técnicas de ruido ambiental, como medidas del periodo dominante del terreno y registros array de componente vertical (ensayos SPAC). Se describe la recopilación, manejo y uso de los datos geotécnicos y experimentales de ruido ambiental para caracterizar la respuesta sísmica de las formaciones geológicas identificadas. Esta información ha sido combinada para definir el modelo geológico 3D. Se presentan dos cortes geológicos para mostrar el alcance obtenido en la definición del modelo geológico 3D. No es objeto de este trabajo avanzar aplicación símica alguna deducida del estudio geológico realizado, sino mostrar sucintamente la combinación de datos realizada hasta que la división geológica ha alcanzado una resolución espacial adecuada para la evaluación del riesgo sísmico en la ciudad de Lorca.

2. GEOLOGÍA REGIONAL Y MARCO TECTÓNICO La cuidad de Lorca se localiza en el sector oriental de la

Cordillera Alpina Bética, en el SE de España (Figura 1). En Lorca afloran dos de los tres complejos tectónicos de la Zona Interna Bética: el Complejo Alpujárride, que se superpone al Complejo Nevado-Filábride (no aflora en Lorca) e incluye rocas metamórficas

de grado medio y bajo, y el Complejo Maláguide, compuesto por rocas metamórficas de grado bajo (Sanz de Galdeano et al., 1995).

La convergencia de las Placas Africana y Euroasiática ha producido una compresión tectónica regional NNW-SSE que culminó con la colisión de la Zona Interna y la Zona Externa Bética durante el Burdigaliense medio (Zeck et al., 1989). La inversión y deformación del margen pasivo (Zona Externa Bética; no aflora en Lorca) han producido fallas regionales ENE-WSW de salto en dirección que controlan la estructura y la tasa de sedimentación de las principales cuencas sedimentarias del sur de España (Bousquet, 1979; Sanz de Galdeano et al., 1995). La cuenca del río Guadalentín es una de estas cuencas, la cual queda delimitada por el Sistema de Fallas de desgarre de Alhama de Murcia (Masana et al., 2004; García-Mayordomo, 2005) en las inmediaciones de Lorca. La actividad neotectónica controla la posterior evolución geomorfológica, la tasa de sedimentación, y la geometría del registro sedimentario Plio-Cuaternario (Silva et al., 1992).

3. GEOLOGÍA URBANA DE LORCA En aquellos lugares con afloramientos geológicos visibles se ha

podido realizar la cartografía geológica del área urbana de Lorca a escala 1:10.000 mediante la identificación directa de los materiales geológicos sobre el terreno y el uso de técnicas complementarias de fotointerpretación. Se han identificado 17 formaciones geológicas (Figura 1). La posibilidad para aplicar algunas técnicas geomorfológicas basadas en criterios topográficos ha permitido trazar los contactos litológicos entre las formaciones geológicas más recientes en el área urbana pavimentada. Estos criterios han consistido además en asociar la geometría lateral de las formaciones aluviales y coluviales a cambios en la pendiente topográfica y relacionar la temporalidad de afloramientos dispersos de terrazas aluviales con la identificada para secuencias completas reconocidas en otros lugares de la ciudad. Para mejorar la interpretación de la continuidad espacial (modelo 2D) y la geometría (modelo 3D) de las formaciones geológicas en el área urbana pavimentada, se ha combinado la información de campo con 14 catas del terreno, información obtenida de ensayos geotécnicos (columnas litológicas de 40 sondeos mecánicos y parámetros físicos y mecánicos de cada formación geológica), datos geofísicos de bibliografía (27 sondeos eléctricos verticales y 10 perfiles sísmicos de refracción con una profundidad prospectada entre 10 y 50 m; IGME, 1992) y medidas propias de ruido ambiental realizadas durante varias campañas desde 2005 (74 periodos dominantes del terreno y 11 ensayos SPAC). La Figura 2 muestra la localización de los datos descritos.


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Figura 1 – Cartografía geológica de la ciudad de Lorca a escala 1:10.000. La Tabla 1 incluye la descripción de cada formación geológica. (a) contacto geológico indiferenciado; (b) contacto geológico indiferenciado inferido; (c) falla normal; (d) falla normal inferida; (e) cabalgamiento; (f) cabalgamiento inferido; (g) contorno urbano; (h) carreteras principales; (i) perfiles geológicos A-A’ y B-B’ (ver Figura 3). (Geological mapping of Lorca town at scale 1:10,000. The description of geological formations is singled out in Table 1. (a) undifferentiated geological contact; (b) undifferentiated geological contact inferred; (c) normal fault; (d) normal fault inferred; (e) thrust; (f) thrust inferred; (g) urban boundary; (h) main roads; (i) geological cross-sections A-A’ and B-B’ (see Figure 3).)

4. INTEGRACIÓN DE LA INFORMACIÓN Las propiedades mecánicas y físicas de los sedimentos no

consolidados y de las rocas duras constituyen una información valiosa para determinar la respuesta sísmica de las 17 formaciones geológicas identificadas. Una forma de caracterizar la respuesta sísmica de cada formación geológica consiste en determinar su rango característico de velocidad de ondas S (VS). Una aproximación del rango de VS de los materiales no consolidados se puede obtener mediante las expresiones de Ohta y Goto (1978), que relacionan la resistencia mecánica de los materiales con VS. Tras el ensayo de

diferentes tipos de materiales, estos autores obtuvieron expresiones del tipo VS = x·Nn, donde x y n son parámetros que oscilan entre 50 y 150 y entre 0,1 y 0,8, respectivamente, dependiendo del tamaño medio de partícula, la cohesión y la densidad, y N es el número de golpes aplicado al terreno con una maza de peso conocido desde una altura determinada mediante ensayos de penetración estándar (SPT). La resistencia a la compresión axial (RAC) permite obtener valores de VS para rocas duras aplicando modificaciones a las expresiones originales de Ohta y Goto (1978). Se han obtenido de esta forma valores de VS para todas las formaciones geológicas identificadas.


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Figura 2 – Datos geológicos, geotécnicos y geofísicos. (a) 14 catas del terreno; (b) 40 sondeos mecánicos; (c) 27 sondeos eléctricos verticales (IGME, 1992); (d) 10 perfiles de refracción sísmica (IGME, 1992); (e) 76 medidas de periodo dominante (en s); (f) 11 ensayos SPAC. Se muestra la profundidad prospectada en m para (a), (b) y (c). (Geological, geotechnical, and geophysical data. (a) 14 field-ground testing data; (b) 40 mechanical drillings; (c) 27 electrical geophysical tests (IGME, 1992); (d)10 refraction profiles (IGME, 1992); (e) 76 predominant period measurements (in s); (f) 11 SPAC surveys. For (a), (b), and (c), the thickness prospected in m is showed.)

Otros datos de VS se pueden obtener relacionando el periodo

dominante del terreno (T) (Figura 2e) - calculado mediante la relación espectral horizontal-vertical (método HVSR; Nakamura, 1989) - con el espesor de materiales geológicos no consolidados (H) deducido de sondeos mecánicos adyacentes (Figura 2 a-b) y/o técnicas complementarias como sondeos eléctricos verticales (Figura 2c), mediante la expresión VS = 4H·T-1. Esta formulación es sólo aplicable en emplazamientos donde existe una formación geológica

no consolidada con propiedades suficientemente homogéneas en la vertical depositada directamente sobre un sustrato rocoso. De esta forma se han obtenido 25 valores de VS en emplazamientos donde existen datos de prospección (sondeos mecánicos) para asegurar que la formación geológica no consolidada es suficientemente homogénea y está depositada directamente sobre un sustrato rocoso.

Los valores de VS así deducidos han sido utilizados para completar los valores calculados en 11 sitios mediante inversión de


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curvas de dispersión de ondas Rayleigh (Figura 2f) - usando un método de Auto-Correlación Espacial (SPAC) (García-Jerez et al., 2007a, 2007b; Luzón et al., 2011) - y otros 10 valores bibliográficos obtenidos mediante perfiles de refracción (IGME, 1992). En aquellos lugares donde se dispone de valores de VS medidos mediante ensayos SPAC y perfiles de refracción (IGME, 1992) (sitios de referencia) y valores deducidos a partir de ensayos geotécnicos y periodos dominantes, la comparación de ambos tipos de datos “medidos-deducidos” proporciona diferencias relativas en el rango del 5% al 15%, con algunos valores espurios que alcanzan el 25%. Por tanto, el conjunto de datos de VS medidos (mediante ensayos SPAC), asimilados (a partir de perfiles de refracción; IGME, 1992) y deducidos (a través de la combinación de medidas de periodo dominante del terreno y datos de sondeos y mediante ensayos geotécnicos utilizando las expresiones de Ohta y Goto, 1978) se ha organizado en una misma base de datos para su tratamiento conjunto.

El rango de VS de cada formación geológica es característico y varía espacialmente para las formaciones sedimentarias. Esta

propiedad permite utilizar la variable VS como un elemento adicional de correlación estratigráfica que sigue los principios básicos de la Ley de de Walther (Vera, 1994). VS se comporta a modo de facies sedimentaria. Esto quiere decir que la magnitud de VS se puede predecir espacialmente e interpretar su variabilidad en términos de secuencialidad estratigráfica. El uso de VS como un elemento de correlación estratigráfica permite cartografiar la variación de VS dentro de una misma formación geológica y entre formaciones geológicas distintas. Este concepto mejora la capacidad predictiva de los modelos geológicos 3D en áreas urbanas a la vez que permite identificar y/o descartar la relación con otras formaciones geológicas adyacentes que presenten valores muy diferentes del rango característico de VS medido en la formación de estudio. La Figura 3 muestra el modelo geológico 3D deducido en la ciudad de Lorca y los modelos de VS medidos en distintitos emplazamientos utilizados posteriormente como un elemento adicional de correlación estratigráfica. La Tabla 1 muestra el rango de valores de VS para cada formación geológica-sísmica.

Tabla 1 – Clasificación símica de las 17 formaciones geológicas identificadas en la ciudad de Lorca. Los valores de N para ensayos de penetración estándar (SPT) aplicando un peso de 30 kg (adimensional), densidad, y resistencia a la compresión axial (RAC) incluyen el número de datos (entre paréntesis) y el rango medido. El rango de velocidad de ondas S (VS) para las formaciones geológicas se deduce a partir de datos de ensayos SPAC, datos bibliográficos de refracción sísmica (IGME, 1992), datos geotécnicos, de acuerdo con las formulaciones de Otha y Goto (1978), y periodos dominantes, de acuerdo con el método HVSR (Nakamura, 1989) utilizando datos de espesor de sedimentos no consolidados. MC Complejo Maláguide; AC Complejo Alpujárride; R rechazo. (Seismic classification of 17 geological formations identified in Lorca town. N-value from standard penetration tests (SPT) by applying 30-kg weight (dimensionless), density, and resistance to axial compression (RAC) include the number of data (into parenthesis) and the range measured. The range of S-wave velocity (VS) for geological formations is deduced from SPAC surveys data, refraction profiles data from literature (IGME, 1992), geotechnical data, according to the formulations of Otha and Goto (1978), and predominant period, according to the HVSR method (Nakamura, 1989) using the thickness of unconsolidated sediments. MC Maláguide Complex; AC Alpujárride Complex; R refusal.)

Edad Formación geológica y tipos litológicos Formación geológica-

sísmica

Espesor (m)

Valor N (N30)

Densidad (g cm-2)

RAC (Kp cm-2)

VS (m s-1)

Cua

tern

ario

Holoceno

(1) Cultivos, rellenos antrópicos Sedimentos recientes (31) 0,2-3,3 (5) 4-21 <180

(2) Terrazas aluviales (arenas, gravas) Sedimentos no consolidados

post-orogénicos

(15) 1,5-21 (23) 6-36 (9) 1,55-1,77 220-380

(3) Coluviales (6) 0,6-15,8 (17) 9-41 (3) 1,73-1,97

Pleistoceno (4) Glacis III Sedimentos

consolidados post-orogénicos

(18) 2,4-25 (31) 13-59 (2) 1,56-1,89 340-580 (5) Glacis II (6) 1,4-15,1 (19) 15-56 (3) 1,76-1,98

Terc

iario

(Neó

geno

)

Plioceno (6) Glacis I (6) 4,1-8,6 (12) 28-69

Mio

ceno

Med

io-S

uper

ior

Tortoniense superior (7) Margas arenosas, brechas

Sustrato rocoso "semi-duro"

post-orogénico

(3) >5 (7) 65-R

660-800

(8) Yesos, margas (1) >5 (2) R

Tortoniense medio-superior

(9) Margas (2) >5 (3) R (1) 1,96 (10) Brechas, margas (2) >5 (1) R

Tortoniense inferior-medio (11) Conglomerados, areniscas, margas (4) >5 (1) R (2) 2,34-2,38 (7) 29-80

Helvetiense / Tortoniense inferior

(12) Margas, yesos, areniscas (13) Conglomerados poligénicos (4) >10 (1) R (16) 36-93

MC Triásico (14) Caliza dolomítica

Sustrato rocoso "duro" pre-orogénico

800->1000 Pérmico (15) Arcillas rojas, pizarras, cuarcitas (1) >10 (1) 141

Devónico-Carbonifero (16) Filitas, esquistos, cuarcitas (2) 56-193 AC Precámbrico-Ordovícico (17) Esquistos, filitas, cuarcitas (9) >10 (14) 13-R (1) 2,11

5. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES La resolución espacial alcanzada en la división geológica de la

ciudad de Lorca resulta de la combinación de: (1) la limitación que impone la alta complejidad geológica del área, deducida de la observación directa y de los modelos geológicos regionales existentes a mayor escala, (2) la ventaja que supone disponer de datos duros y blandos, (3) el área urbana a cubrir de aproximadamente 9 km2, (4) el periodo temporal disponible para realizar la investigación, (5) el limitado presupuesto económico disponible una vez agotada la financiación pública a partir de 2008, y (6) la necesidad de ralentizar la investigación mientras se necesitaba caracterizar con más detalle aquellos barrios más dañados durante el terremoto de 2011 (e.g., La Viña, La Alberca, la Alameda, etc.). La escala 1:10.000 alcanzada se considera óptima para la evaluación del riesgo sísmico en zonas urbanas.

El uso y la combinación de información geológica, geotécnica y geofísica atendiendo a criterios estrictamente geológicos, como

supone administrar en diferentes grupos los valores de VS de aquellas formaciones geológicas genéticamente relacionadas, ha permitido agrupar las 17 formaciones geológicas en 5 formaciones geológicas-sísmicas con distinta respuesta sísmica (Tabla 1): (1) esquistos, filitas, cuarcitas y calizas dolomíticas de edad Paleozóico-Triásico de los Complejos Alpujárride y Maláguide, (2) margas, yesos y areniscas del Tortoniense inferior-medio, (3) glacis consolidados del Plioceno y glacis no consolidados del Pleistoceno, (4) coluviales no consolidados y terrazas aluviales del Holoceno, y (5) rellenos antrópicos y tierras de cultivo recientes. El error que supone la asignación de datos deducidos de VS respecto de la magnitud medida mediante ensayos SPAC es varía normalmente entre el 55 y el 15% para todas las formaciones geológicas. Por tanto, ambos conjuntos de datos (medidos y deducidos) pueden ser tratados conjuntamente sin introducir una incertidumbre adicional significativa (Tabla 1).


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Figura 3 – Perfiles geológicos A-A’ y B-B’ (localización en Figura 1) deducidos de la cartografía geológica a escala 1:10.000, datos geotécnicos, sondeos eléctricos verticales, perfiles sísmicos de refracción, periodos dominantes y ensayos SPAC. Se han incluido los modelos de VS (m s-1) obtenidos mediante ensayos SPAC (SP1 a SP11 en la Figura 2), utilizados como un elemento adicional de correlación estratigráfica. (Geological cross-sections A-A’ and B-B’ (location in Figure 1) inferred from geological cartography at scale 1:10,000, geotechnical data, electrical profiles, shallow refraction profiles, predominant periods, and SPAC surveys. The VS models (m s-1) derived from SPAC measurements (SP1 to SP11 in Figure 2) are included, used as an additional element for stratigraphic correlation.)

Los valores de VS obtenidos a partir de la asimilación de

diferentes tipos de datos para rellenos antrópicos y tierras de cultivo (<180 m s-1), las diferentes formaciones no consolidadas del Holoceno (320-380 m s-1), glacis del Plioceno y Pleistoceno (340-580 m s-1), sustrato Neógeno (660-800 m s-1) y sustrato pre-Triásico (800 a >1000 m s-1) son coherentes con los rangos de VS descritos en la literatura en otras localidades del SE de España para formaciones geológicas equivalentes (Alcalá et al., 2002, 2004; García-Jerez et al., 2007a, 2007b, Navarro et al., 2007, 2012). Esta clasificación caracteriza los materiales pre-Triásicos pre-orogénicos como un sustrato rocoso “duro” y los materiales Neógenos post-orogénicos como un sustrato rocoso "semi-duro". La división de sustratos rocosos atendiendo a sus propiedades mecánicas y al rango de valores de VS tiene una implicación relevante cuando se pretende realizar una zonación del riesgo sísmico de áreas urbanas mediante modelos numéricos que utilizan soportes geológicos. Ambos sustratos afloran en las zonas norte y oeste de la ciudad y son

prospectados entre 10 y 50 m en el centro de Lorca y a más de 100 m hacia el sureste (Figuras 1 y 3). El espesor de los materiales Plio-Cuaternarios disminuye hasta desaparecer hacia el norte y noroeste de Lorca. La estructura sedimentaria y el espacio de acomodación están controlados por un conjunto principal de fallas de dirección ENE-WSW relacionadas con el Sistema de Fallas de Alhama de Murcia, que profundizan el sustrato hacia el sureste (Silva et al., 1992), y por un conjunto secundario de fallas conjugadas normales de dirección NW-SE y SW-NE que lo elevan o profundizan, compartimentando la cuenca.

Los modelos geológicos 2D (Figura 1) y 3D (Figura 3) son de utilidad cuando se plantea realizar una zonación del territorio siguiendo las pautas de ciertas normas constructivas, como el Eurocode 8 (2008). Para esta norma, el valor de VS para los primeros 30 metros de terreno se utiliza como principal elemento de zonación. Este valor es más preciso cuando se conocen los espesores de las formaciones geológicas a ponderar en la vertical o cuando se puede


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predecir con garantía la variación vertical y la continuidad espacial del medio geológico allí donde no existen medidas de SPAC o de similar precisión. En la fracción mayoritaria de terreno no monitorizado es de utilidad el uso de estimaciones complementarias de VS.

Este trabajo plantea el uso de información secundaria de VS deducida a partir de ensayos geotécnicos y de periodos dominantes del terreno para completar una fracción importante de la superficie urbana sin datos iniciales. Una vez comprobado que el error de asignación es bajo, esta asimilación constituye una herramienta viable desde el punto de vista técnico y de utilidad para aumentar la densidad de datos y mejorar la precisión de la división geológica de áreas urbanas dirigida a la evaluación del riesgo sísmico. En Lorca, se demuestra que VS varía espacialmente dentro de una misma formación geológica de forma predecible, a modo de facies sedimentaria, permitiendo utilizar VS como un elemento adicional de correlación estratigráfica. La variación espacial de VS está controlada por criterios genéticos del material geológico, como por ejemplo la habitual mayor compactación y densidad de los sedimentos en zonas distales de sedimentación o su mayor granulometría en las zonas proximales. La variación espacial de VS en una misma formación geológica debe ser considerada cuando se pretende dar continuidad espacial a modelos 3D de VS realizados a partir de medidas puntuales de la variable.

6. AGRADECIMIENTOS Este trabajo ha sido financiado por los proyectos de la CICYT

CGL2007-66745-C02-01-02/BTE y CGL2011-30187-C02-01-02, y por fondos FEDER. Los autores agradecen la colaboración del Ayuntamiento y del Servicio de Protección Civil de Lorca. El primer autor agradece a la FCT de Portugal el Contrato C2008-IST/CVRM.1 del Programa “Ciência 2008”.

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Localización Hipocentral: Análisis Comparativo De Distintos Métodos Utilizando La Serie Sísmica De 2011 En Lorca, España Hypocentral Location: Comparative Analysis Of Different Methods Using The 2011 Lorca (Spain) Seismic Series Dataset

Juan V. Cantavella(1), Mar Tapia(2), Carme Olivera(3), José Morales(4)(5), José B. Bravo(1) (1)Instituto Geográfico Nacional, General Ibáñez Ibero 3, 28003, Madrid, [email protected]

(2)Laboratori Estudis Geofísics Eduard Fontseré - Institut d'Estudis Catalans, M. Aurèlia Capmany, Barcelona, [email protected]

(3)Institut Geològic de Catalunya, Balmes, 209-211, 08006, Barcelona, [email protected]

(4)Instituto Andaluz de Geofísica. Universidad de Granada, Profesor Clavera 12, 18071, Granada, [email protected]

(5) Dept. de Física Teórica y del Cosmos. Universidad de Granada, Profesor Clavera 12, 18071, Granada.

SUMMARY The great property and personal damages caused by the May 11, 2011 Lorca earthquake, assign to this event a high importance for the Spanish seismic hazard assessment. One of the main aspects in order to study this event deals with the hypocentral location of the associated seismic series. In particular, aftershock location greatly contributes to our knowledge about the rupture zone and the geological structures involved. The 2011 Lorca seismic series has been recorded by considerably more nearby seismometers and accelerometers than for other similar earthquakes in the Iberian Peninsula. Due to this fact, we have also used this series as a testing ground to compare different location methods in both location correctness and reliability of the provided solution uncertainties. In this work we study in detail the location process of this series, compare several methods with different theoretical grounds (Geiger, non linear method, double differences) and analyse their response to some challenging situations as the lack of nearby stations or a poor azimuthal coverage. The target of this study is to determine, for this one and other different cases, which of the presented methods is more appropriate in a given situation, and especially how well they estimate the accuracy of their solutions.

1. INTRODUCCIÓN La localización hipocentral de la serie sísmica de Mayo de 2011

en Lorca pone de manifiesto la importancia del análisis de la calidad e incertidumbre asociadas a las soluciones. Inmediatamente después de la ocurrencia de estos eventos, una primera evaluación de la localización hipocentral con los datos de las estaciones permanentes de la Red Sísmica Nacional del IGN y del Instituto Andaluz de Geofísica, dio como resultado una interpretación tectónica muy diferente a la obtenida tras incluir en la localización un valioso conjunto de datos provenientes de estaciones sísmicas temporales de estas instituciones (Morales et al., 2012).

En este trabajo analizaremos tres métodos de localización con distintas bases teóricas (Geiger, método no lineal y dobles diferencias) y nos centraremos en comparar con qué fiabilidad estiman la incertidumbre de sus soluciones. Por otro lado definiremos para esta serie unos criterios mínimos en cuanto a la distribución geográfica de las estaciones utilizadas con los cuales obtenemos soluciones fiables.

En primer lugar haremos una breve descripción de los métodos

utilizados, haciendo especial hincapié en cómo caracteriza cada uno de ellos las incertidumbres en los resultados.

En segundo lugar estudiaremos las diferencias en las localizaciones obtenidas con un método Geiger y un método no lineal contemplando distintas situaciones en cuanto a la distribución geográfica de los datos utilizados.

A partir del punto anterior, trataremos de definir unas condiciones mínimas en la calidad de los datos utilizados para obtener una localización fiable y analizaremos, para el conjunto de datos que cumple este umbral, las diferencias entre tres métodos distintos: Geiger, método no lineal y método de dobles diferencias.

Por último expondremos algunas conclusiones generales a partir de los análisis anteriores.

2. DESCRIPCIÓN DE LOS MÉTODOS UTILIZADOS El primero de los métodos analizados está basado en el de

Geiger (Geiger, 1912). En este método se calculan los residuos de

las fases sísmicas utilizadas en cada una de las estaciones comparando los tiempos de llegada observados con los tiempos de llegada teóricos, calculados para un cierto modelo de velocidades y una solución hipocentral inicial. Estos residuos son luego relacionados con perturbaciones en la solución inicial por medio de la linealización de la ecuación que define los tiempos de llegada, formando así un sistema de ecuaciones lineales. Este sistema de ecuaciones, normalmente sobredeterminado, se resuelve por medio de una regresión lineal y, dado que el problema es en realidad no lineal, se realiza este proceso de forma iterativa hasta que la solución converge.

A partir de la matriz de covarianza de este sistema de ecuaciones y de la varianza de los residuos, es posible estimar los elipsoides de confianza (en general de cuatro dimensiones). Estos elipsoides reflejan la incertidumbre debida a la geometría de la red, las fases utilizadas y la incertidumbre en los tiempos de llegada observados, pero no tienen en cuenta el posible error debido al modelo de velocidades supuesto.

Para aplicar este método se ha utilizado el programa EvLoc escrito por Walter Nagy (1999) basado en Jordan y Sverdrup (1981) y Bratt y Bache (1988). El modelo de velocidades es tenido en cuenta al calcular las tablas de recorrido de fases regionales (Pg, Pn, Sg, Sn), creadas con el programa CalcTT escrito por Jeff Given (1997) (Nagy, 1996), el cual utiliza una formulación similar a la de Buland y Chapman (1983).

Las elipses de error en dos dimensiones (latitud y longitud), se han obtenido a partir de la submatriz correspondiente de la matriz de covarianza y para un nivel de confianza del 68% y del 90%, utilizando una distribución chi-cuadrado.

El segundo método analizado utiliza un algoritmo de

localización no lineal siguiendo la formulación de Tarantola y Valette (1982). En este caso, en lugar de obtener la solución por medio de una regresión lineal, se resuelve el problema directo un gran número de veces, realizando una búsqueda en el espacio de soluciones (con un grid search u otro tipo de métodos más eficientes). Esto permite utilizar la ecuación que define los tiempos






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de llegada de manera exacta, obtener información completa de la incertidumbre y resolución de la solución por medio de funciones de densidad de probabilidad (Probability Density Function, PDF) y utilizar modelos de velocidad complejos en 3-D.

En este tipo de métodos, a partir de las PDFs a priori de los tiempos de llegada y de la relación teórica entre, por un lado estos tiempos, las coordenadas de las estaciones y el modelo de velocidades y por otro la solución (coordenadas hipocentrales), es posible obtener la PDF de la solución, la cual tiene una forma irregular y no elipsoidal debido a la no linealidad. Esta PDF describe la incertidumbre debida a la geometría de la red y fases utilizadas, incertidumbre en los tiempos de llegada observados y errores en el cálculo de los tiempos de llegada teóricos.

El programa utilizado en este caso es NonLinLoc, desarrollado y mantenido por Anthony Lomax (Lomax et al., 2000), haciendo uso del algoritmo “Oct-tree Importance Sampling” en lugar de un grid search exhaustivo. En este programa no se utilizan los errores debidos a un modelo de velocidades incorrecto, debido a la dificultad que entraña su definición, pero sí se incluye la descripción de la incertidumbre en las observaciones, suponiendo que los errores en estas observaciones siguen una distribución Gaussiana. Los tiempos de recorrido teóricos de las primeras fases se calculan siguiendo el esquema de Podvin y Lecomte (1991). Por lo tanto, no se utilizan las fases regionales secundarias. Como ya hemos comentado el resultado es una PDF de los parámetros hipocentrales.

Por último hemos utilizado el método de dobles diferencias.

Cuando la separación hipocentral entre dos terremotos es pequeña comparada con la distancia hipocentral y con la escala de las heterogeneidades en la velocidad de propagación de las ondas sísmicas, las trayectorias fuente-estación para dos eventos y una estación común son prácticamente coincidentes. En este caso la diferencia entre los tiempos de llegada para esos dos eventos puede atribuirse con gran precisión a la diferencia en las localizaciones hipocentrales de ambos eventos.

En este método se calculan los residuos para pares de estaciones y fases como la diferencia entre las ecuaciones definidas en el método Geiger para ese par de estaciones y se relaciona esos residuos con las perturbaciones en la localización hipocentral relativa de los dos eventos que forman ese par. El conjunto de ecuaciones debidas a cada uno de los pares considerados forma un sistema de ecuaciones sobredeterminado que se resuelve por medio de una regresión lineal.

Como en el método Geiger se puede realizar una estimación de la incertidumbre de los resultados a partir de la matriz de covarianza del sistema.

En este caso hemos utilizado el programa HypoDD (Waldhauser y Ellsworth, 2000; Waldhauser, 2001), resolviendo el sistema de ecuaciones por medio de la descomposición en valores singulares (SVD). Este programa no presenta en su salida la matriz de covarianza del sistema sino simplemente los errores en una dimensión en la latitud, longitud, profundidad y tiempo para un cierto intervalo de confianza obtenidos a partir de dicha matriz de covarianza, siendo esta una visión más limitada de la incertidumbre que la que daría la propia matriz de covarianza o el elipsoide de error en cuatro dimensiones.

3. COMPARACIÓN MÉTODOS LINEAL-NO LINEAL Se ha realizado la localización hipocentral por medio del método

Geiger y por medio del método no lineal de todos los eventos de la serie.

En la Figura 1 se comparan, para cinco eventos representativos de las características de esta serie, los dos tipos de soluciones, incluyendo la estimación de la incertidumbre, en el primer caso utilizando elipses de error y en el segundo PDFs. En cada uno de los casos se lleva a cabo la localización en tres situaciones diferentes: con todas las estaciones disponibles, sin utilizar las estaciones a menos de 10 km del epicentro y por último sin utilizar ningunaestación temporal ni acelerómetro. De este modo podemos realizar la comparación para distintos niveles de calidad en la disposición geométrica de la red sísmica.

En la Figura 1 podemos ver algunos aspectos generales de la localización de esta serie:

a) Para los eventos de mayor magnitud (M>3.9) se cuenta con una buena disposición geográfica de estaciones. En este caso la existencia o no de una estación a una distancia epicentral comparable a la profundidad hipocentral no influye apenas en el resultado salvo aumentando levemente la incertidumbre en profundidad. Al aumentar el Gap sísmico (columna 3) las soluciones de NonLinLoc y EvLoc se distancian ligeramente pero siguen dando resultados aceptables, muy similares al caso 1 en el que se utilizan todas las estaciones.

b) En eventos de magnitud alrededor de 2.5 la situación es similar al caso a) pero el hecho de no utilizar estaciones temporales crea gaps grandes (columna 3). En este caso los errores estimados en los dos programas son del mismo tamaño (hasta 5 km) que las diferencias de estos resultados (columna 3) con la mejor solución (columna 1).

c) En eventos de magnitud en torno a 1.5 utilizar una estación cercana al epicentro influye de manera importante en la magnitud del error en profundidad. La solución de EvLoc no converge en profundidad y se ha fijado a 0 km. No utilizar estaciones temporales reduce a 7 el número de fases disponibles (la diferencia con el evento b) estriba en no tener en este caso apenas lecturas de la onda S). Como resultado las estimaciones del error son muy altas especialmente con NonLinLoc. Los hipocentros sin embargo tan solo se distancian unos 5 km de la mejor solución (columna 1).

d) En los eventos de magnitud más baja localizados (M~0.5) utilizar una estación cercana al hipocentro es decisivo en la localización en profundidad. La PDF (Probability Density Function) de NonLinLoc representa bien la incertidumbre en este parámetro.

e) En general, en los eventos pequeños de esta serie, no utilizar las estaciones temporales, con el consecuente aumento del gap sísmico, produce un desplazamiento hacia el SE de los epicentros. En este caso esta diferencia supone que los epicentros queden situados a un lado u otro de la Falla de Alhama de Murcia, lo cual es decisivo en la interpretación tectónica.

A la vista de los resultados de esta serie el parámetro más

significativo para evaluar la calidad de los datos utilizados en la localización es el número de fases utilizadas, antes que el gap sísmico o la distancia epicentral a la estación más cercana. Es decir, parece más importante para tener resultados fiables exigir un número mínimo de fases que un gap máximo o una distancia a la estación más próxima muy pequeña.

En los casos donde la calidad de los datos es baja la estimación del error de NonLinLoc por medio de la PDF parece algo exagerada como representación de la posible situación del epicentro real, dado que se extiende especialmente por zonas alejadas del epicentro más próximo a la realidad (columna 1).


Proceedings SE2-789

Figura 1 - Cada una de las líneas, a) a e), corresponde a la localización hipocentral de un evento de la serie. Cada una de las tres columnas corresponde a un nivel de calidad de la red: 1. utilizando todas las estaciones disponibles (izquierda), 2. sin utilizar las estaciones a menos de 10 km de distancia epicentral (centro), 3. sin utilizar estaciones temporales ni acelerógrafos (derecha).


Proceedings SE2-790

El círculo gris es la solución de máxima verosimilitud del método no lineal y los puntos grises son la PDF. La solución del método Geiger se representa por un círculo negro y por las elipses de error para un intervalo de confianza del 68% (línea continua) y del 90% (línea discontinua). Las líneas negras son las principales fallas tectónicas. El gráfico polar de la parte inferior derecha muestra las estaciones utilizadas en cada caso (círculos) y los gaps sísmicos presentes (cuñas). (Each row, a) to e), corresponds to the hypocentral location of a single event of this series. Each one of the three columns corresponds to a certain network quality level: 1. using all available stations (left), 2. not using stations with epicentral distance less than 10 km (center), 3. not using neither temporary nor strong motion stations (right). The grey circle is the non-linear method maximum likelihood solution and the grey dots its PDF. Geiger solution is shown as a black circle and by 68% (solid line) and 90% (dashed line) confidence interval error ellipses. Black lines are the main tectonic faults. The polar graphic at the lower-right shows used stations (circles) in each case and station gaps (wedges))

0 Figura 2 - Localización de la serie sísmica de Lorca de 2011 utilizando únicamente aquellos eventos que cumplen ciertos requisitos de calidad. Los círculos representan los eventos calculados con tamaño proporcional a su magnitud. Los distintos apartados muestran el

resultado de los tres métodos utilizados: a) solución con el programa EvLoc junto con las elipses de error para un intervalo de confianza del 90%, b) solución con el programa NonLinLoc. Los puntos muestran la PDF de todos los eventos, c) solución con el programa HypoDD junto con las barras de error para un intervalo de confianza del 90%. (Lorca 2011 seismic series location. Only those events which fulfill certain quality criteria have been used. Circles represent the events. Circles sizes are proportional to the event magnitude. Each section shows one of the used methods: a) EvLoc solution along with error ellipses for a 90% confidence level, b) NonLinLoc solution. PDF of the whole set of events are shown by dots, c) HypoDD solution along with error bars for a 90% confidence level).

4. CRITERIOS MÍNIMOS DE CALIDAD. COMPARACIÓN DE TRES MÉTODOS DE LOCALIZACIÓN.

Una vez que hemos visto en el apartado anterior los factores que mejor representan la calidad de los datos procedemos a comparar los tres métodos con un conjunto de datos lo más sólido posible. Para ello imponemos como criterio mínimo que el número de fases sea superior a 20 y el gap sísmico inferior a 120º. Después de seleccionar los eventos que cumplen estos requisitos hemos relocalizado la serie completa con los programas EvLoc y NonLinLoc. Además, después de realizar la localización, solo se han tenido en cuenta aquellos eventos cuyo error horizontal y vertical con un intervalo de confianza del 90% sea inferior a 5 km. En el caso de HypoDD, se ha partido de los eventos con un número de fases sísmicas superior a 10 y se ha dejado que sea el propio programa el que descarte aquellos eventos que no permiten que el método de dobles diferencias se realice de manera fiable (de este modo el programa selecciona un 70% de estos eventos).

En la Figura 2 representamos los resultados de las tres relocalizaciones. Aquí podemos observar que HypoDD -apartado c)- utiliza más eventos y da una imagen más real de la falla en el plano XY que los otros dos programas -apartados a) y b)-. Además, los errores estimados son menores que con EvLoc y NonLinLoc. Por otro lado EvLoc y NonLinLoc ofrecen soluciones similares.

Es importante mencionar que ninguno de los tres métodos da una solución en profundidad que concuerde plenamente con la orientación y buzamiento del plano de la falla de Alhama de Murcia. Por lo tanto, parece que los datos que tenemos, después de aplicar los criterios considerados de calidad de la red sísmica, no son suficientes para llegar a tal precisión en la localización en profundidad.

5. CONCLUSIONES En este trabajo, dentro del contexto de la serie sísmica de

Lorca de 2011, hemos analizado tres métodos de localización basados en fundamentos teóricos distintos con el fin de conocer su respuesta, diferencias e idoneidad en este caso. Hemos prestado especial atención a cómo influye la calidad de los datos iniciales en la obtención de resultados más o menos fiables, tratando de dar una idea de cuál será la precisión esperable en función de los datos sísmicos que tenemos. Asimismo, hemos evaluado si los parámetros de error de la solución obtenidos en cada uno de los métodos son un reflejo realista de la precisión de las localizaciones hipocentrales.


Proceedings SE2-791

Una vez analizados los resultados hemos llegado a las

siguientes conclusiones. - La incertidumbre asociada a las localizaciones hipocentrales

es un dato de suma importancia a la hora de sacar conclusiones a partir de estos datos. Esta información está relacionada principalmente con la distribución geográfica de la red sísmica y el número de fases utilizadas así como la incertidumbre en la lectura de los tiempos de llegada.

- En la serie sísmica de Lorca de 2012 el programa EvLoc da una indicación aceptable aunque simplificada del error en las localizaciones por medio del elipsoide de error para un intervalo de confianza del 90%.

El programa NonLinLoc tiene en cuenta la componente no lineal en el proceso de localización y da una información más completa de la incertidumbre. Indica claramente cuándo hay problemas en el conjunto de datos utilizados, pero en este caso la PDF parece que no muestra dónde puede estar el hipocentro “real”. Una ventaja no utilizada en este trabajo es su facilidad para incorporar modelos de velocidades en 3D. En cambio tiene la limitación de no utilizar fases secundarias.

- Cuando se imponen ciertas condiciones de calidad en los datos las soluciones de los tres métodos de localización utilizados resultan muy similares. En este caso, el programa HypoDD cuenta con la ventaja adicional de relacionar los eventos entre sí, proporcionando lo que consideramos la mejor solución. No obstante, pensamos que la calidad de los datos junto con el modelo de Tierra utilizado no es suficiente para dar una imagen precisa de las profundidades hipocentrales.

- Resulta imprescindible imponer dichas condiciones de calidad en los datos o unas similares antes de realizar cualquier interpretación tectónica de los mismos.

6. REFERENCIAS Bratt, S. R. and T. C. Bache (1988): “Locating events with sparse network of

regional arrays”. Bull. Seism. Soc. Am. 78, 780-797. Geiger, L. (1912): “Probability method for the determination of earthquake

epicenters from the arrival time only”. Bull. St. Louis Univ. 8, 60-71. Jordan, T. H. and K. A. Sverdrup (1981): “Teleseismic location techniques and their

application to earthquake clusters in the South-Central Pacific”. Bull. Seism. Soc. Am. 71, 1105-1130.

Lomax, A., J. Virieux, P. Volant and C. Berge-Thierry (2000): “Probabilistic earthquake location in 3D and layered models: Introduction of a Metropolis-Gibbs method and comparison with linear locations, in Advances in Seismic Event Location Thurber”, C.H., and N. Rabinowitz (eds.), Kluwer, Amsterdam, 101-134.

Morales, J., J. V. Cantavella, F. L. Mancilla, L. Lozano, D. Stich, E. Herraiz, J. B. Martín, J. A. López-Comino, J. M. Martínez Solares (2012): “The 2011 Lorca Seismic series: Temporal evolution, faulting parameters and hypocentral relocation. Bulletin of Earthquake Engineering”. Enviado abril 2012.

Podvin, P. and I. Lecomte (1991): “Finite difference computation of travel times in very contrasted velocity models: a massively parallel approach and its associated tools”. Geophys. J. Int., 105, 271-284.

Tarantola, A. and B. Valette (1982): “Inverse problems = quest for information”. J. Geophys., 50, 159-170.

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Waldhauser, F. (2001): “HypoDD. A computer program to compute double-difference earthquake locations”. U.S. Geol. Surv. Open File Rep. 01-113.


Proceedings SE2-792


Proceedings SE2-793

Egileen Aurkibidea/Índice de Autores/Índice de Autores/Autor Index

A

Alcalá, F. J. ..................................................................... 779 Alfaro, P. ......................................................................... 767 Alguacil, L. ..................................................................... 761

B

Bravo, J. B. ..................................................................... 787

C

Cantavella, J. V. .............................................................. 787 Creus, C. ......................................................................... 779

D

Delgado, J. ...................................................................... 767 Delgado-Marchal, J. ...................................................... 771

E

Enomoto, T. .................................................................... 779

G

García-Jerez, A. .............................................................. 779 García-Tortosa, F. J. ........................................................ 767 Giner-Caturla, J. J. ....................................................... 771 González, S. .................................................................... 761

J

Jauregui-Eslava, P. J. ................................................... 771

L

Lenti, L. .......................................................................... 767 López, J. A. .................................................................... 767 López-Casado, C. ........................................................... 767

M

Martino, S. ...................................................................... 767 Morales, J. ...................................................................... 787

N

Navarro, M. .................................................................... 779

O

Olivera, C. ...................................................................... 787

P

Pascual, G. ...................................................................... 761

R

Rosa-Herranz, J. ........................................................... 771

S

Soler-Llorens, J. L. ....................................................... 771

T

Tapia, M. ........................................................................ 787

V

Vidal, F. .......................................................................... 779


Proceedings SE2-794

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