Un terremoto es una sacudida repentina del terreno causado por la liberación de energía procedente del interior de la Tierra. Es un fenómeno natural que ocurre de repente, sin avisar. Además, pueden tener un gran potencial destructor y causar considerables pérdidas, tanto humanas como materiales. Hoy en día, no es posible predecir dónde y cuándo va a ocurrir un terremoto y tampoco podemos evitarlos. Como consecuencia, la prevención es la mejor arma para mitigar los daños que los terremotos pueden ocasionar.
Cuando ocurre un terremoto, la energía liberada se propaga por el interior de la Tierra en forma de ondas sísmicas. Existen distintos tipos de ondas (Fig. 1.a): las ondas P (o primarias) que son las que viajan más rápido (~5,5 km/s) y son las primeras en registrarse en las estaciones sísmicas. Su amplitud es pequeña, por lo que tienen un bajo poder destructivo. Después llegan las ondas S (o secundarias) y las superficiales, que se propagan más lentamente (~3,5 km/s) pero tienen una amplitud mucho mayor. Son estas últimas las que generan las sacudidas más intensas y causan la mayoría de los daños durante el terremoto.
b) Esquema del funcionamiento básico de un Sistema de Alerta Sísmica Temprana (modificado de http://www.jma.go.jp/jma/en/Activities/earthquake.html)
Esta información es clave para el funcionamiento de los Sistemas de Alerta Sísmica Temprana (SAST), una de las herramientas más eficaces para prevenir y mitigar los daños que puedan causar los terremotos. La idea principal de un SAST (Fig. 1.b) es que los primeros segundos de registro de la onda P en las diferentes estaciones sísmicas que detectan el terremoto y se reciben en tiempo real, tienen información suficiente para determinar el tamaño del terremoto. En caso de que el tamaño que se estime para un terremoto supere cierto umbral, el SAST emite automáticamente una alerta que nos posibilita ganar valiosos segundos frente a un terremoto (Carranza, 2016).
El aspecto más relevante en un SAST es la gestión del tiempo. El lead time es el tiempo disponible desde que se recibe la alerta emitida por el SAST en un emplazamiento hasta que las ondas destructivas alcanzan ese mismo lugar (Carranza, 2016). Puede variar entre decenas de segundos a algunos minutos y permite poder tomar ciertas medidas que mitiguen los daños causados por el terremoto. Por ejemplo, se pueden tomar medidas de autoprotección, como protegernos debajo de una mesa, si disponemos de hasta 5 segundos. Con 10 segundos podemos cortar los suministros de gas y electricidad, para evitar incendios futuros, o alertar hospitales. Y con más tiempo podemos disminuir la velocidad en trenes de alta velocidad para evitar descarrilamientos, impedir que los aviones despeguen o aterricen, o parar ciertos procesos industriales más complejos.
En la actualidad, muchas personas viven en ciudades grandes, y la concentración de edificaciones en las áreas metropolitanas ha aumentado, lo cual hace que sean más vulnerables a los terremotos. Los SAST, vigentes en países como Japón, Taiwán, México o EE.UU han demostrado su eficacia para mitigar los daños de los terremotos. Pero sin una adecuada educación sobre cómo comportarse ante la ocurrencia de un sismo, los SAST pierde su eficacia. Necesitamos tener planes de cómo actuar para mantenernos seguros.
Sistemas de Alerta Sísmica Temprana en la Región Ibero Mogrebí
La Región Ibero-Mogrebí (RIM), que abarca el sur de la Península Ibérica, el norte de Marruecos y Argelia, es una zona tectónica compleja en el límite de las placas Euroasiática y Africana. Esta región ha experimentado importantes terremotos históricos con un número considerable de víctimas y cuantiosos daños materiales, como el de Lisboa en 1755, Torrevieja en 1829 y Arenas del Rey en 1884 (Fig. 2; Buforn et al., 2015). Aunque la actividad sísmica fue moderada durante el siglo XX, ha aumentado en los últimos 30 años, con eventos destacados como Alhucemas en 2004 (Mw 6.4), Lorca en 2011 (Mw 5.1) y el Mar de Alborán en 2016 (Mw 6.4), algunos de los cuales causaron daños significativos o considerable alarma social (Fig. 2). Por esto, estudiar cómo podrían aplicarse tecnologías avanzadas en alerta sísmica temprana en esta región es de especial interés.
Desde 2010, el Grupo de Investigación de Sismicidad, Sismotectónica y Riesgo Sísmico de la Universidad Complutense de Madrid (que desde 2021, se remodeló como estructura y dinámica de la Tierra, sismicidad y riesgo símico) comenzó a estudiar la viabilidad de un SAST para la RIM, en colaboración con el Real Instituto y Observatorio de la Armanda. En 2015, se implementó en el Departamento de Física de la Tierra y Astrofísica (FTA) de la UCM un SAST que opera en la RIM, cuyos fines son meramente científicos: no emite alertas públicas (Carranza, 2016; Carranza et al., 2021). Este sistema utiliza el software PRESTo (Probabilistic and Evolutionary Early Warning SysTem, Satriano et al., 2011). Hoy en día, el SAST se encuentra en pleno funcionamiento y está sujeto a mejoras continuas, tanto en la metodología empleada como en su funcionalidad. Recibe los registros en tiempo real de 52 estaciones sísmicas en la RIM, pertenecientes al Instituto Geográfico Nacional (https://doi.org/10.7914/SN/ES), a la red Western Medirerranean (https://doi.org/10.14470/JZ581150) y al del Instituto Portugués do Mar e da Atmosfera (https://doi.org/10.7914/SN/PM).
1) 1755, Lisboa; 2) 1829, Torrevieja; 3) 1884, Arenas del Rey; 4) 2004, Al Hoceima (Mw 6.4); 5) 2011, Lorca (Mw 5.1); 6) 2016, Mar de Alborán (Mw 6.4). Se incluye un diseño ilustrativo o foto de los daños ocasionados por cada uno de los terremotos.
Actualmente, investigadores del grupo de estructura y dinámica de la Tierra, sismicidad y riesgo símico del Departamento de FTA de la UCM y del Instituto de Geociencias (CSIC-UCM), en colaboración con el RISSC‐Lab (Unità di Ricerca in Sismologia Sperimentale e Computazionale) de la Università degli Studi di Napoli Federico II (Italia), estamos estudiando la viabilidad e implementación de un innovador SAST, QuakeUp (Zollo et al., 2023), para la RIM. QuakeUp, a diferencia del SAST actual basado en la determinación temprana de las características de la fuente sísmica (hipocentro y magnitud), determina la Zona de Daño Potencial (PDZ, por sus siglas en inglés Potencial Damage Zone) definida como el área donde la sacudida del suelo puede superar el umbral capaz de causar daños significativos. Para ello, QuakeUp genera mapas de sacudida (ShakeMaps) que evolucionan en tiempo real, estimando la extensión de la PDZ a partir de los datos de las estaciones sísmicas y refinando la predicción a medida que se incorporan estaciones más alejadas del epicentro.
QuakeUp: Un SAST innovador para la Región Ibero-Mogrebí
Para estudiar la viabilidad de QuakeUp en la RIM, se evaluó su rendimiento utilizando los terremotos de magnitud Mw ≥ 5 de la serie sísmica del mar de Alborán 2016, incluyendo el sismo principal magnitud 6.4 (Fig.2; Escudero et al., 2025).
Para elaborar los ShakeMaps, QuakeUp predice el Pico de Velocidad Máximo del suelo (PGV, por sus siglas en inglés Peak Ground Velocity). El SAST combina las predicciones de PGV derivadas de las amplitudes observadas de las ondas P en las estaciones sísmicas con una ecuación de predicción del movimiento del suelo (Ground Motion Prediction Equation, GMPE) específica para la RIM.
Posteriormente, estos valores de PGV se convierten en Intensidad Instrumental (IMM), utilizando la ecuación de Faenza & Michellini (2010) generando ShakeMaps continuamente actualizados en términos de IMM. De este modo, QuakeUp permite el seguimiento en tiempo real de la PDZ, determinada como el área en la que la IMM predicha supera un umbral previamente establecido (Zollo et al., 2023).
Para estudiar la evolución de la PDZ durante el terremoto principal de Mw 6.4, se consideró un umbral de IMM de V, que corresponde a sacudidas moderadas y daños leves, puesto que la intensidad máxima del sismo fue de VI, de acuerdo con el catálogo de terremotos del Instituto Geográfico Nacional (IGN). En las Figuras 3a–b se muestran instantáneas del ShakeMap para el terremoto principal en distintos tiempos después de la hora de origen (OT), indicados en cada panel. Se pude ver que en el momento en que se detecta el sismo (OT + 23,11s, Fig. 3a), la PDZ (delimitada por el contorno negro) se encuentra solo en el norte de África, incluyendo ciudades como Melilla, Imzouren o Al-Hoceima. Con el paso del tiempo (ver Vídeo 1) , la PDZ se expande a medida que se incorporan datos de estaciones cada vez más alejadas del epicentro, llegando al sur de la Península Ibérica. En el ShakeMap final (en OT + 96.52s, Fig. 3.b) se observa que dentro de la PDZ estarían municipios como Adra o Salobreña. La concordancia entre el mapa de intensidades observadas del IGN y las predicciones de QuakeUp respalda la efectividad del SAST para estimar la PDZ en la RIM (Escudero et al., 2025).
A medida que la PDZ se expande, es importante considerar la existencia de la llamada zona ciega, es decir, el área cercana al epicentro donde no es posible emitir alerta antes de que lleguen las ondas más destructivas. Para el terremoto principal, esta zona se extendió hasta a 80 km alrededor del epicentro. Sin embargo, un mayor número de estaciones sísmicas, especialmente en la costa marroquí, podría reducir significativamente esta área (Escudero et al., 2025).
Para estudiar el lead-time en las estaciones situadas fuera de la zona ciega, además del umbral de IMM=V, se consideró también un umbral menor, IV, asociado a sacudidas ligeras. Considerando un umbral de intensidad IMM=V, el lead-time fue de 20 segundos para distancias epicentrales de hasta 170 km. Al reducir el umbral a IMM=IV, los lead-times varían entre 14 y 62 segundos, aumentando progresivamente con la distancia hasta 260 km (Escudero et al., 2025). Estos segundos que ganaríamos al terremoto son cruciales ya que permitirían implementar medidas de prevención y mitigación de daños, como interrumpir el suministro de gas, alertar hospitales o proteger a la población, tal como se mencionó anteriormente.
Los resultados, limitados a terremotos de magnitud moderada (Mw ≤ 6.4), muestran que QuakeUp es efectivo en la RIM (Escudero et al., 2025). La implementación de un SAST basado en la estimación de las PDZ aumentaría significativamente la eficacia de los sistemas de alerta sísmica en la RIM. QuakeUp proporcionaría información muy valiosa, no solo a nivel científico, sino también social, al ofrecer a los servicios de emergencia —como Protección Civil o la Unidad Militar de Emergencias— datos inmediatos y precisos sobre las áreas que se verán más afectadas por un terremoto. Esto permitiría priorizar recursos, coordinar evacuaciones, desplegar equipos de rescate de manera más efectiva y tomar decisiones críticas en tiempo real, aumentando significativamente la seguridad de la población durante un sismo.
