Pese al IMPI, ciencia mexicana logra importantes avances en conocimiento tectónico y sismos
- Javier Cruz
- 19 mar
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Actualizado: 20 mar
Con el objetivo de avanzar en el conocimiento de los efectos telúricos en un país donde los frecuentes terremotos causan enormes daños a estructuras civiles, pérdidas humanas, materiales y económicas en las zonas afectadas, científicos mexicanos lograron este marzo dos avances de relevancia internacional.
Javier Cruz / 4 Vientos
El primero es el invento y patentación de un dispositivo de punta tecnológica que emula vibraciones sísmicas capaces de identificar las causas que provocan colapsos o agrietamientos en las estructuras, así como las frecuencias ante las cuales se presenta el fenómeno de resonancia.
El segundo es la próxima utilización de una novedosa tecnología, actualmente a prueba en las costas de Oregón y Washington, Estados Unidos, para medir los efectos del flujo de calor marino -una variable clave para comprender los procesos térmicos en el fondo marino- en la zona de subducción frente a las costas de Guerrero, en México, la más activa y peligrosa en el país en materia telúrica.
En ambos casos, una parte de los desarrolladores tecnológicos laboran en el principal centro de investigación del Consejo Nacional de Humanidades, Ciencia y Tecnología (CNHCYT) del país: el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE).
Asimismo, trabajan en la Universidad Veracruzana (UV), siendo ellos los doctores Ervin Jesús Álvarez Sánchez y Armando Aburto Meneses.
En el primer caso, además de los especialistas veracruzanos, se suman los también doctores en ciencias José Ricardo Cuesta García, y Joaquín Álvarez Gallegos, del CICESE.
Los cuatro desarrollaron un invento que consiste en un par de elementos que pueden moverse de forma independiente para simular el efecto de un sismo sobre las bases de las columnas de una estructura cuando la vibración no llega al mismo tiempo, o cambia algunas de sus características.
Esto ocurre, según explicó el doctor Álvarez Gallegos, cuando la onda del sismo choca con algo y se regresa a la estructura, lo que auxilia en la identificación de las causas que provocan colapsos o agrietamientos en las estructuras, así como las frecuencias ante las cuales se presenta el fenómeno de resonancia.
Este tipo de estudios no se pueden realizar en edificaciones con dimensiones reales, por lo que es necesario hacer el análisis a una escala que permita simular las condiciones similares de movimiento de suelo junto con una estructura dimensionada de la misma manera.
En una nota de divulgación científica de Norma Herrera, del portal Todos@Cicese, se informa que la patente del invento frente al Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI) se otorgó en coautoría a la UV y al CICESE a principios de marzo con número 419342, luego de ¡seis años y medio en trámite!
Destaca que si bien se reconoce la existencia de otros desarrollos que simulan el movimiento sísmico sobre estructuras, el mecanismo de la UV–CICESE ofrece la ventaja de aprovechar los retardos que existen en el arribo de las ondas sísmicas sobre cada uno de los soportes de la estructura, los cuales no solo producen torsiones sino también deformaciones en suelos y techos.
“Este dispositivo patentado es relevante para el estudio de la deformación que pueden sufrir las estructuras cuando las bases de las columnas actúan de tal manera que se separen, se deformen o se contraigan, provocando fallas en paredes, columnas o soportes”.
(Joaquín Álvarez Gallegos, CICESE).
Esto permite tener una aplicación no solo en el área de control, sino también en el estudio de la sismología aplicada en estructuras a escala y, mediante un reescalamiento, realizar un mejor diseño de las estructuras reales.
Por el momento, indicó Herrera en su nota informativa, se tiene un prototipo en etapa inicial que se está instrumentando para poder presentarlo y tener las pruebas que permitan darlo a conocer a posibles interesados en su construcción en serie y posterior comercialización.
Al respecto, el doctor Jesús Álvarez, especialista en mecatrónica que contribuyó en el diseño, análisis y aplicaciones del equipo de simulación, explicó que la patente incluye uno de varios diseños y que se espera solicitar otras licencias una vez terminados los proyectos.
“En particular, nos interesa contar con una mesa sísmica doble que permita el estudio de los sismos de forma no sincronizada, lo cual se analizó y desarrolló después de terminar su estancia en el CICESE, realizándose varios diseños iniciales”.
(Jesús Álvarez Sánchez, UV).
El desarrollo y conclusión de los artefactos es posible gracias a un convenio de colaboración entre ambas instituciones de educación superior, el cual tiene su origen hace años.
Plano y vista superior del diseño de simulación sísmica que, de acuerdo con el documento oficial de patente (izquierda), entró a trámite al vetusto Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial ¡el 30 de noviembre de 2018! (Imágenes: CICESE).
EL CALOR MARINO
En información aparte, Karla Navarro, también divulgadora científica en Todos@Cicese, narra que en colaboración con el Instituto Tecnológico de Nuevo México y la Universidad Estatal de Oregón, especialistas y estudiantes de postgrado del CICESE realizarán este año una investigación sin precedente en México: la exploración del sistema de flujo de calor marino -una variable clave para comprender los procesos térmicos en el lecho náutico- frente a las costas de Guerrero.
Luego de explicar que el flujo de calor marino es la transferencia de energía térmica desde el interior de la Tierra hacia el fondo marino y, en menor medida, hacia la columna de agua, por lo que su estudio es fundamental para entender procesos geodinámicos y conocer su influencia en la actividad microbiana y la liberación de gases o nutrientes que afectan el ecosistema marino y el clima global, la comunicadora refiere que la zona de subducción de Guerrero ha sido ampliamente estudiada, no solo por la comunidad científica mexicana sino internacional.
Al respecto, la doctora Raquel Negrete Aranda, investigadora por México adscrita al CICESE y líder de la Comisión Internacional de Flujo de Calor (IHFC, por sus siglas en inglés), explicó que en esa zona de subducción (hundimiento) se encuentra la Placa de Cocos, una de las principales responsables de la actividad sísmica en la región ya que hace inmersión debajo de la Placa de Norteamérica y la Placa del Caribe.
"Se trata de un proceso tectónico activo y fundamental ya que controla la formación de los principales volcanes en México, particularmente aquellos de la Faja Volcánica Transmexicana, que se extiende desde la costa de Guerrero hasta Michoacán, siguiendo la trayectoria de la placa subducida bajo el centro del país".
(Raquel Negrete Aranda, CICESE).
La especialista destacó que, a pesar de su importancia, existen lagunas de conocimiento en torno al flujo de calor en la zona de subducción, un factor clave para comprender cómo el estado térmico de la placa en desplome influye en procesos geológicos esenciales, como el volcanismo y la sismicidad.
Así, con el objetivo de llenar estos vacíos de información, especialistas de las tres instituciones colaboradoras desarrollan un proyecto financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos (NSF, por sus siglas en inglés), cuyo propósito es explorar las condiciones térmicas y estructurales de la subducción en Guerrero.
La doctora Negrete detalló en la nota de Karla Navarro que el proyecto también incluye estudios de sísmica de reflexión, una técnica que permite cartografiar la estructura de la corteza terrestre e identificar fallas y otras formaciones geológicas.
"Uno de los principales aportes de este proyecto es que no solo generará información científica de alto valor, sino que también tendrá un impacto social significativo, al contribuir a un mejor entendimiento de la zona de subducción y del riesgo sísmico asociado a ella".
Otro aspecto importante del proyecto es que seis estudiantes mexicanos podrán participar en el crucero oceanográfico en Guerrero, programado para 2025, con gastos cubiertos por la NSF, “lo que representa una oportunidad para adquirir experiencia en investigación de campo y contribuir al avance del conocimiento geológico en México”.
Previamente, Karla Navarro notificó que en el Pacífico norte, frente a las costas de Oregón y Washington, Estados Unidos, una comitiva científica integrada por especialistas estadounidenses y mexicanos, entre ellos Negrete Andrade y la maestra en Ciencias de la Tierra Isabela Macías Iñiguez, actualmente estudiante de doctorado de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC), llevó a cabo pruebas de la innovadora tecnología.
El crucero oceanográfico se realizó en septiembre de 2024 a bordo de la embarcación científica Sally Ride. Permitió evaluar el desempeño de una nueva sonda de flujo de calor.
Al respecto, la doctora Negrete manifestó que el nuevo equipo se desarrolló por ingenieros de la Universidad Estatal de Oregón y fue probado en la zona de subducción de Cascadia, un área de interés científico por su actividad tectónica y sísmica.
“En comparación con la tecnología alemana disponible comercialmente, el nuevo sistema ofrece mejoras como comunicación en tiempo real más eficiente, baterías que garantizan la operación del equipo por más de 12 horas continuas y una reducción de su tamaño, de siete a cuatro metros, lo que facilita su operación en condiciones adversas”, explicó la científica mexicana.
Navarro describe que la sonda tiene una forma similar a la de una lanza. Desde el buque desciende hasta insertarse en el fondo del mar y, una vez que penetra el sedimento arenoso, sus sensores miden la temperatura cada 25 centímetros.
El proceso se repite en cada punto que se va a monitorear; sin embargo, cuando se usa la sonda comercial, el equipo de especialistas solo puede acceder a una versión preliminar de los datos una vez que la sonda regresa al buque.
Eso presupone un problema, según explica la investigadora mexicana.
“Si estás trabajando con una profundidad importante, que lo más común es que sean alrededor de tres kilómetros, debes esperar a que el barco recupere la sonda, lo que consume una cantidad considerable de tiempo de navegación”.
Pero el nuevo método tiene una ventaja que igualmente abonará al conocimiento del comportamiento en la Placa de Cocos, frente a las costas de Guerrero: tener una transmisión en tiempo real de datos.
Se trata de algo vital en la elaboración de políticas públicas en materia de prevención y control de los efectos de terremotos en la región sur de México, una de las más activas y peligrosas del mundo en materia sísmica.
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