¿El ser humano ha causado algunos de los fuertes sismos que han cobrado vidas en el mundo? Expertos exponen la situación

En Colombia suelen presentarse varios temblores al día, debido a que el país se encuentra ubicado sobre la zona del ‘Cinturón de Fuego del Pacífico’, territorio catalogado como área de alta actividad sísmica y volcánica.

De acuerdo con la Unidad Nacional para la Gestión del Riesgo de Desastres (UNGRD), Colombia está ubicada en una “zona geológica compleja”, la cual sufre los efectos de la unión y actividad de las placas tectónicas Suramericana, Nazca y Caribe. Además, la nación está sobre varias fallas geológicas como la de Romeral y la falla del Piedemonte Llanero.

Pese a que dichas condiciones son las responsables de que se produzcan los movimientos sísmicos que usualmente se producen en un territorio con características como las que tiene Colombia, científicos han evidenciado que el ser humano también sería el causante de algunos de los sismos que se producen en diferentes zonas en el mundo.

Expertos del Servicio Geológico Colombiano (SGC) le explicaron a SEMANA en qué consiste el fenómeno de la sismicidad inducida y cómo la mano del ser humano ha sido capaz de generar sismos.

¿Es posible que el ser humano sea responsable de algunos de los temblores que se producen en la Tierra?

Expertos explicaron que sí es posible, pues los temblores generados por actividades humanas se conocen como sismos inducidos (o desencadenados), además, precisaron que ese tipo de sismos se han registrado en diversas partes del mundo debido a actividades como la explotación de hidrocarburos, la inyección y extracción de fluidos en el subsuelo y la construcción de grandes infraestructuras, particularmente represas.

¿Existen ejemplos históricos o casos documentados de sismos inducidos?

De acuerdo con el SGC, existe un importante número de casos muy bien documentados donde se establece como causa de la sismicidad ocurrida la realización de ciertas actividades industriales. Por ejemplo:

• En Estados Unidos, la inyección de aguas residuales en pozos profundos ha sido vinculada a un aumento significativo en la actividad sísmica en estados como Oklahoma, con sismos que han alcanzado una magnitud de 5,7 (Keranen et al., 2013, 2014; Barbour et al., 2017; Pennington et al., 2022).
• En Suiza, el proyecto geotérmico en Basilea fue suspendido después de que la inyección de agua para crear un reservorio geotérmico causara varios sismos sentidos por la comunidad (Deichmann et al., 2014; Andres et al., 2019).
• En China, la construcción de la presa de Zipingpu se ha asociado con el devastador terremoto de Sichuan en 2008 de magnitud 7,9, aunque esta relación sigue siendo objeto de estudio y debate (Wentao et al., 2011; Wei Tao et al., 2015). Este sería el sismo inducido más catastrófico en la historia.
• Otro de los sismos inducidos más destructivos recientemente fue el sismo de magnitud (Mw) 7,9 en Ghorka, Nepal en 2015 asociado a la extracción de agua subterránea, que causó la muerte de cerca de 9,000 personas y más de 22,000 heridos.

¿Algunos de los temblores registrados en Colombia, fueron causados por la mano del hombre?

Los expertos indicaron que en Colombia se han estudiado los sismos ocurridos en el área rural del municipio de Puerto Gaitán (Meta), donde, desde el año 2013 inició una actividad inusual de sismicidad y cuya causa se relaciona con las actividades de inyección masiva de fluidos residuales producto de la explotación de hidrocarburos (Molina et al., 2020; Gómez-Alba et al., 2020).

Actualmente, el Servicio Geológico Colombiano realiza un monitoreo constante de la actividad sísmica de la zona en tiempo real, a través de una red local sísmica compuesta por varias estaciones instaladas alrededor de estos pozos.

¿Qué actividades humanas podrían llegar a desencadenar temblores?

Entre las principalmente actividades humanas documentadas en la literatura científica a las que se le adjudica sismicidad inducida en el mundo, están:

• Grandes embalses de agua.
• Fracturamiento hidráulico en yacimientos no convencionales (fracking).
• Minería (subterránea y cielo abierto).
• Extracción de petróleo y gas convencional.
• Geotermia.
• Disposición final de fluidos residuales a través de inyección.
• Explosiones nucleares.
• Extracción de agua subterránea.
• Captura y almacenamiento de carbono (CCUS).
• Bombas de penetración profunda.
• Mega obras (construcción).
• Explotación de gas asociado al carbón (CBM).

¿Qué avances tecnológicos se utilizan para estudiar la relación entre la actividad humana y los temblores?

Para estudiar las posibles relaciones entre sismos y actividades humanas se utilizan varias tecnologías y metodologías, entre las que se destacan:

• Densas redes sismológicas locales para detectar la aparición de sismicidad poco usual en las zonas donde se realizan actividades humanas y registrar actividad sísmica de magnitudes pequeñas que eventualmente pueden ser premonitorias de eventos sísmicos más grandes.
• Elaboración de líneas base de sismicidad antes del inicio de cualquier actividad, para su posterior análisis y comparación en periodos de tiempo antes, durante y después de que se realicen las actividades que presentan un alto potencial de generación de sismos.
• Realización de modelado geomecánico para simular las características del subsuelo y pronosticar posibles efectos de actividades como extracción e inyección de fluidos en el subsuelo.
• Tecnologías de monitoreo satelital (ejemplo interferometría de radar - InSAR) para detectar deformaciones en la superficie terrestre ocasionadas por subsidencia y hundimientos del suelo.
• Herramientas de análisis de datos a partir de inteligencia artificial y aprendizaje automático para identificar patrones y correlaciones espacio-temporales entre las actividades humanas y la ocurrencia de los sismos.

¿Herramientas hay para monitorear y prevenir posibles temblores inducidos por el ser humano?

El monitoreo en la inducción de sismos se realiza principalmente con la instalación de redes locales de monitoreo sísmico que permiten detectar y analizar la actividad sísmica en tiempo real. Estas redes se acompañan de protocolos y sistemas de alerta temprana que permiten informar a las autoridades y tomar decisiones en tiempo real.

No obstante, el SGC señala que a pesar de que cada actividad humana presenta condiciones muy específicas donde se incrementa su potencial para la generación de sismos, existen criterios que se han ido desarrollando a medida que se avanza en el estudio de la sismicidad inducida.

Crear normativa, regulaciones y directrices permite limitar y condicionar las actividades entre umbrales de seguridad que disminuyan las probabilidades de ocurrencia de sismicidad. Como por ejemplo en el caso de la inyección de fluidos, realizar controles a los caudales, volúmenes, presiones y profundidades de inyección.

¿Cómo se distinguen los temblores naturales de aquellos que podrían ser inducidos por actividades humanas?

El Servicio Geológico Colombiano le explicó a SEMANA que varios estudios científicos han brindado algunos elementos de juicio para intentar diferenciar entre sismos inducidos y no inducidos, los más usados son conocidos como criterios de Frohlich (por su autor, Frohlich et al., 2010, 2011). Dichos criterios señalan que los sismos inducidos suelen ocurrir cerca de actividades industriales y pueden correlacionarse en tiempo y espacio, sin olvidar que dependiendo de la actividad pueden existir tiempos de respuesta diferentes entre la realización de la actividad y la ocurrencia de la sismicidad.

Adicionalmente, se ha observado que los sismos inducidos pueden tener patrones diferentes en términos de profundidad y distribución espacial en comparación con los sismos naturales. Por lo tanto, a partir de análisis estadísticos y modelos geomecánicos es posible identificar ciertas características que indicarían cuando un sismo es probable inducido, para esto se analiza la velocidad y la cantidad de esfuerzos de acumulación que generan la sismicidad y que normalmente cambia con la realización de las actividades humanas.

¿Los temblores inducidos por el ser humano pueden ser más destructivos en comparación con los temblores naturales?

Expertos señalan que los sismos inducidos o naturales pueden causar daños, pero la principal diferencia entre sus consecuencias es que los sismos inducidos al estar cerca de las mismas actividades que los generan pueden causar daños a la misma infraestructura y afectar la seguridad y el bienestar de las personas que trabajan ahí, así como a las comunidades locales que derivan su sustento de actividades relacionadas.

Así, las cosas, los sismos inducidos como cualquier temblor natural pueden causar daños estructurales a viviendas, edificios, y otras infraestructuras, junto al bienestar de las personas de la comunidad.

¿Qué responsabilidades tienen los gobiernos y las empresas en la gestión de estos riesgos?

El Servicio Geológico Colombiano explicó que en una primera instancia los gobiernos deben prepararse con fuertes normativas que permitan implementar medidas estrictas de regulación a las diferentes actividades, con el fin de minimizar el riesgo de sismos inducidos. Además, debe fortalecer a las instituciones gubernamentales de vigilancia para realizar seguimientos detallados de las labores que se llevan a cabo por las empresas en procura de la disminución del riesgo.

Por su parte, las empresas deben llevar a cabo evaluaciones de la amenaza y riesgo y tomar medidas preventivas, como estudiar y conocer cuáles son los límites o umbrales de sus actividades, que al ser superados pueden ser potencialmente generadores de sismicidad. Adicionalmente, se debe llevar a cabo un constante monitoreo de todas sus variables operacionales con diferentes redes de monitoreo.

Por último, ambas partes deben trabajar en conjunto para educar y proteger a las comunidades locales y desarrollar planes de emergencia y respuesta de una manera transparente, donde la comunidad tenga acceso a la información y se le permita aportar en todos estos planes.