¿Pueden las estaciones sismológicas de la Ciudad de México registrar el efecto del programa #QuédateEnCasa?

Autora: Dra. Xyoli Pérez Campos (@xyolipc)

El 30 de enero de 2020, la Organización Mundial de la Salud declaró a COVID-19, la enfermedad generada por el coronavirus SARS-Cov2 como una emergencia de salud pública de preocupación internacional. Esto tras haberse reportado el primer caso en Wuhan, China, a finales de 2019 y haber emigrado a otros países asiáticos y europeos. Como medida para detener la transmisión del virus, los gobiernos iniciaron estrategias que implican el confinamiento en nuestras casas, reduciendo nuestra movilidad y con ello la del virus mismo. Esto implicó una disminución en la actividad humana en las ciudades, lo cual inmediatamente observamos los sismólogos en nuestro registro; algo que se ha registrado a nivel global.

En México, en específico, el primer caso de COVID-19 se presentó el 14 de enero. El viernes 13 de marzo, en la 14.a conferencia diaria de prensa de la Secretaría de Salud, se presentó la Jornada de Sana Distancia en México, la cual inició oficialmente el 23 de marzo. Ese fin de semana, la Secretaría de Educación Pública anunció que las actividades escolares se suspenderían a partir de dicha fecha y hasta pasada la semana de Pascuas, es decir, se tendría un probable retorno para fechas posteriores al 20 de abril. Otras instituciones, tanto educativas como empresariales, comenzaron también a delinear sus estrategias para migrar a actividades en línea y a distancia, invitando a la población en riesgo a no regresar a sus lugares de trabajo pasado ese puente en el que se conmemoraba el natalicio de Lic. Benito Juárez. Cuando el número de casos confirmados por día comenzó a cambiar su comportamiento y el crecimiento comenzó su aceleración, oficialmente, la Secretaría de Salud declaró el inicio de la fase 2 de la contingencia el 24 de marzo. Como parte de las estrategias, se presentó el personaje de “Susana Distancia”, para recordar a la población la distancia mínima que debemos guardar entre nosotros y comenzó a viralizarse el #QuédateEnCasa, pidiendo a la población que no se dedicaba a actividades esenciales y que estaba en posibilidades de hacerlo, quedarse en casa. Esto, al igual que en el mundo entero, se vio reflejado en los registros sísmicos en nuestro país. Pero, ¿por qué?

Inclusive, el golpeteo del oleaje en las costas inyecta tanta energía al subsuelo que las ondas elásticas se logran propagar por todo el continente y es posible registrarlo en todas las estaciones sismológicas del mundo.

El suelo nunca está quieto, está en constante vibración. Ésta puede deberse a múltiples causas, todas ellas sobrepuestas. Si bien, de una simple visualización de la señal que representa esta vibración es complicado identificar cada una, se pueden emplear técnicas de análisis de señales para ello. Esto requiere de un sismograma, que corresponde al registro del movimiento del suelo en el tiempo y que se obtiene mediante un sismómetro (instrumento que registra la velocidad) o un acelerómetro (instrumento que registra la aceleración). El sismograma, o señal en tiempo, se puede manipular matemáticamente, de tal manera que se descomponga en varias señales sinusoidales, las cuales están caracterizadas por su período o su frecuencia (Figura 1). Esta se refiere a qué tan a menudo la señal sube y baja. Por ejemplo, si tiene un pico y un valle en un segundo, la señal tiene un período de 1 s o una frecuencia de 1 Hz; si tiene dos picos y dos valles en un segundo, la señal tiene entonces un período de 0.5 s, o bien, su inverso, una frecuencia de 2 Hz.

Figura 1. Descomposición de un sismograma, con ruido sísmico, en señales de períodos (frecuencias) específicos.

Denominamos ruido sísmico a las vibraciones del suelo, cuyas fuentes son diferentes a temblores. Éstas pueden clasificarse en al menos tres: instrumentales, meteorológicas y antropogénicas. La primera se presenta en los componentes mismos de los instrumentos. Los sismómetros tienen partes electrónicas y partes mecánicas; las primeras pueden presentar ruido electrónico y las segundas inducir vibraciones por cambios de temperatura dentro de los instrumentos mismos. El ruido electrónico se presenta con muchas vibraciones por segundo, es decir, tienen frecuencias superiores a 1 Hz; mientras que los cambios de temperatura son en general graduales y toman bastante tiempo en presentar cambios en los componentes, por lo que las vibraciones son de muy bajas frecuencias. Las fuentes meteorológicas se refieren a las vibraciones generadas por eventos metereológicos o ambientales, como son los vientos o corrientes de agua. Inclusive, el golpeteo del oleaje en las costas inyecta tanta energía al subsuelo que las ondas elásticas se logran propagar por todo el continente y es posible registrarlo en todas las estaciones sismológicas del mundo. Este golpeteo se presenta aproximadamente 17 veces en 2 minutos, lo que se traduce en una frecuencia de 0.14 Hz o un período de 7 segundos. Por último, las fuentes antropogénicas se refieren a todas aquellas actividades del ser humano que pueden generar vibraciones en el suelo.

Son muchas las fuentes de vibraciones que tenemos los humanos, van desde el tránsito de vehículos y operación de maquinaria, hasta nuestros pasos. Por ejemplo, en el transitar de un camión, la suspensión de un camión vibra a frecuencias entre 2 y 8 Hz y sus ruedas pueden producir desde 50 hasta 100 vibraciones por segundo (o 50 hasta 100 Hz), dependiendo de la carga. De esta manera, las llantas del camión al estar en contacto con el suelo, están ejerciendo un esfuerzo sobre éste y transmitiendo la vibración de sus elementos al rodar. Ese golpeteo genera ondas elásticas que son propagadas en el subsuelo hasta donde nos encontramos, con lo que podemos sentir la vibración al pasar el camión. Esa vibración no se siente igual si el camión va con carga que si va descargado. Otro ejemplo es la operación de maquinarias. Éstas pueden estar en contacto directo con el suelo, o bien dentro de un edificio, en cuyo caso, las vibraciones son transmitidas primero por el edificio y en seguida hacia el suelo. Depende del motor que se use y sus condiciones de operación, se pueden tener vibraciones 50 ó 60 Hz, es decir, 50 ó 60 vibraciones por segundo.

Nosotros mismos, con nuestro caminar, golpeamos el suelo con cada paso que damos, ese golpe lo traduce el suelo como un esfuerzo y lo propaga hacia el interior. La frecuencia de nuestros pasos, es decir, el número de pasos que damos por segundo, depende de muchos aspectos, pero en una marcha tranquila podríamos dar un paso por segundo y en una carrera de velocidad, alcanzar los 4 pasos por segundo. Dicho en términos de frecuencias, nuestra marcha tranquila tiene una frecuencia de 1 Hz, mientras que en la carrera de velocidad es de 4 Hz. Afortunadamente, no estamos corriendo todo el tiempo. Otro ejemplo es cuando saltamos, si damos dos saltos por segundo para poder llevar el ritmo mientras cantamos a todo pulmón “Cómo no te voy a querer, cómo no te voy a querer, si mi corazón azul es y mi piel dorada te querré, …”, entonces generamos una vibración que es registrada como una señal con una frecuencia de 2 Hz.

Figura 2. Red Sísmica del Valle de México. Estaciones sismológicas en la CDMX. La estación ICVM se presenta en el ejemplo de la Figura 3.

En la Ciudad de México se tienen estaciones sismológicas, en particular la Red Sísmica del Valle de México (Figura 2). El efecto del programa #QuédateEnCasa en el registro de estas estaciones fue inmediato, comenzó a verse un descenso en los niveles de ruido sísmico a partir del 14 de marzo, pero fue en el 23 que la reducción fue más evidente. Esto se puede ver en la amplitud promedio del registro de desplazamiento del suelo por día (Figura 3). En ese tipo de gráficas es aún más clara la diferencia entre los días hábiles y los de descanso, tanto fines de semana como días festivos. Como cada año, la ciudad estuvo tranquila, y se reflejó en el registro, los días jueves y viernes santo.

Figura 3. La gráfica muestra el porcentaje de ruido, tomando como 100 % el nivel promedio en días hábiles. El nivel mínimo de pudo observar durante la semana del 4 al 10 de mayo.

Después de ver el desarrollo de la pandemia en otros países, era de esperarse que no se regresara a los sitios de trabajo o estudio en los últimos días de abril como se había anunciado originalmente; al contrario, el 21 de abril se entró a la fase 3, implicando, entre otros factores, contagios comunitarios. Eso reforzó la recomendación del #QuédateEnCasa, y con ello la reducción, aún más, de los niveles de ruido sísmico en la ciudad, llegando a su mínimo en la primera semana de mayo (Figura 3).

Sin embargo, también para esos primeros días de mayo, el discurso del Gobierno cambió al regreso a la “Nueva Normalidad”, planteada a partir del 17 de mayo. Para esa semana se identificaron los “Municipios Verdes”, los cuales no presentaban casos positivos y estaban rodeados por otros municipios también libres de COVID-19. Si bien, en la Ciudad de México no se tenía ninguna alcaldía bajo este supuesto, fue en esta semana cuando la ciudad comenzó a recuperar actividad, manifestada como un aumento en el ruido sísmico de la ciudad. La Figura 4 muestra el comportamiento general observado en las estaciones sismológicas que se encuentran dentro de la Ciudad de México.

Figura 4. Nivel de ruido en las estaciones sismológicas de la CDMX. La línea negra representa el promedio de todas las estaciones.

El 1 de junio se estableció el Semáforo epidemiológico de la Ciudad de México y con él una posible calendarización del retorno a las actividades. A partir del 15 de junio, algunos estados de la república pasaron al color naranja en sus semáforos epidemiológicos. Si bien la Ciudad de México permaneció en rojo, sí se comenzó con una transición ordenada y gradual hacia el color naranja, reiniciando actividades de la industria manufacturera a partir del 16 de junio y con la apertura de comercios con menos de 5 empleados el día 18. Tras el anuncio del semáforo rojo se apreció un estancamiento del aumento del ruido sísmico que había iniciado un par de semanas atrás, y se dio una estabilización de éste durante las dos primeras semanas de junio, como se puede ver en la Figura 4. Fue a partir del 15 de junio, con el regreso a las actividades como se había anunciado, que se pudo observar nuevamente un aumento en el ruido sísmico en las estaciones sismológicas en la Ciudad de México (Figura 4).

En principio, se tenía planeado que el semáforo cambiara a color naranja a partir del 22 de junio. Sin embargo, tras esa primera semana de regreso escalonado, no se lograron los indicadores para cambiar el color del semáforo, con lo cual se retrasó una semana ese cambio y se detuvo la apertura de otras actividades. En esa tercera semana de junio, el ruido sísmico tuvo un leve descenso en sus niveles. Finalmente, la Ciudad de México anunció el cambio de color a naranja, lo cual abrió la puerta a más actividades comerciales y de esparcimiento para la población. Nuevamente, las estaciones sismológicas detectaron un aumento en los niveles de ruido sísmico (Figura 4). Hoy seguimos en semáforo naranja, los niveles de ruido parecen conservarse muy por debajo de lo que habitualmente experimenta la ciudad. Si bien el ruido sísmico antropogénico no es homogéneo en la ciudad, pues tenemos diferentes densidades poblacionales, de grandes avenidas o de distribución de otras posibles fuentes, en promedio se pudo apreciar una reducción de 12.4 % en los niveles de ruido sísmico para la primera semana de mayo (Figura 4), semana con el nivel mínimo. En promedio, durante este período de semáforo naranja, y hasta el 31 de agosto, el nivel de ruido sísmico antropogénico en la ciudad está todavía, en promedio, 6.7 % por debajo de lo normal.

Si bien se ha medido la movilidad de la ciudad con otras métricas, como el uso del posicionamiento de teléfonos celulares, medir las vibraciones que experimenta el suelo de la ciudad parece un método fiable de la respuesta de la población ante esta contingencia y de su nivel de actividad en general.

Eventualmente regresaremos a una normalidad, quizás no en muchos aspectos de nuestras vidas, pero algunos aspectos serán como antes. En otras ciudades ya se puede apreciar que los niveles de ruido sísmico se han recuperado a los mismos niveles que se tenían previos a la pandemia. ¿Cómo será en Ciudad de México? ¿Retomaremos nuestras rutinas de traslados y viajes a nuestros lugares de trabajo? ¿Las actividades escolares regresarán en su totalidad a los planteles? Por lo pronto, conforme se sigan abriendo actividades en la ciudad, las estaciones sismológicas serán testigos de ello.


Imagen de portada tomada del Facebook del Sismológico Nacional. «La saturación del registro quiere decir que el movimiento producido por el sismo es mayor que el rango de movimiento del estilete del sismógrafo. Por esta razón, con esos sismogramas, no se podía hacer el cálculo de la magnitud»