Ensenada, Baja California, México, 9 de septiembre de 2022. En ocasiones los primeros resultados de un estudio llevan a cambiar el enfoque y el sentido mismo de la investigación. Y más en una convocatoria como la de Paradigmas y Controversias, del CONACYT, que busca precisamente desafiar y reformular teorías, hipótesis y los propios paradigmas científicos, siempre y cuando supongan avances conceptuales del saber.

Al Dr. Roberto Ortega Ruiz, sismólogo de la Unidad La Paz del CICESE, le pasó esto con el proyecto “Fluctuaciones estacionales y cíclicas de los periodos dominantes del suelo del valle de México: un postulado de cambio”, que sometió (y se aprobó) en esta modalidad, en la convocatoria de Ciencia Básica y/o Ciencia de Frontera 2022.

“Una estudiante de maestría (Haidee Assi Hagmaier) quería estudiar los efectos de sitio a largo plazo en las ciudades, específicamente las variaciones que ocurren en las zonas donde se generan mayores daños en las ciudades; es decir, quería estudiar los periodos dominantes, considerando el paradigma que los sitios de mayores daños en las ciudades no cambian a lo largo del año, solo dependen del tipo de suelo: los suelos blandos generan mayor amplificación de las ondas sísmicas, mientras que los suelos duros son mucho más resistentes a esa amplificación”, señaló el investigador.

No podía ser en otro lugar mas que en el valle de México, porque es el referente global de estos problemas. Analizar los efectos de sitio en este lugar a partir de la incidencia de sismos es algo que hacen comúnmente los sismólogos con base en el postulado de conocer los periodos dominantes y la estructura de velocidades. Además, la instrumentación sísmica que se ha desplegado en la capital del país permite monitorear esta actividad en tiempo real y de manera continua a lo largo de cada año.

Como los datos son del dominio público, Roberto Ortega y su estudiante hicieron un ejercicio previo y descubrieron que muchos de los valores de los principales parámetros que se pueden conocer (atenuación, velocidades de propagación o los efectos de sitio) dependen de la época del año en que se miden.

Casualmente, los tres sismos que más han afectado a la Ciudad de México ocurrieron en septiembre, al concluir la temporada de lluvias. Entonces surgió la pregunta: ¿esto es algo fortuito? ¿o en realidad hay fluctuaciones estacionales, cíclicas, en los periodos dominantes del suelo?

En la propuesta del proyecto, Roberto Ortega señala que “en la literatura hay muy poca información porque existe el paradigma de que los periodos dominantes no cambian con el tiempo. Solo hemos detectado un solo artículo en el año de 2021. Curiosamente, sin saberlo, cuestionaron al mismo tiempo mientras iniciamos esta nueva hipótesis. En esta propuesta tenemos elementos suficientes para probar que existen cambios estacionales y tenemos que conocer sus implicaciones para el peligro sísmico en el valle de México.”

Esto hacía que el trabajo propuesto fuera único en su tipo. Comenzaron a utilizar datos del ruido sísmico (vibraciones que miden los instrumentos cuando detectan, por ejemplo, el paso de vehículos) registrado de manera continua en 28 estaciones de la Red Sísmica del Valle de México, y a procesarlos utilizando técnicas sismológicas tradicionales (del tipo HVSR y DV/V).

El proyecto comenzó y parece ser que los parámetros no varían (los datos continúan analizándolos hasta la fecha), “pero encontramos algo todavía mucho más interesante: lo que los instrumentos están registrando realmente es la hidrología de las cuencas”.

Los hidrólogos saben bien cómo varían las cuencas (las cabezas hidráulicas) con el pasar del tiempo y la llegada de la época de lluvias: el sube y baja del espejo de agua en los pozos hace que éstos se “produzcan” o se “sequen”.

Pero lo verdaderamente interesante es entender que estos métodos sísmicos que miden el ruido y están basados en procesos complejos con metodologías maduras, son muy eficientes para calcular las variaciones hidrológicas de las cuencas. Es decir, que no solamente se pueden utilizar para buscar agua, sino para entender por qué nos estamos quedando sin ella.

Roberto Ortega llama a esto sismohidrología, y la define como una rama de la ciencia que, salvo un grupo de la Universidad de Harvard y el de La Paz, muy pocos la están realizando en otras partes. En términos llanos lo que Roberto Ortega y su equipo le están diciendo al CONACYT es: “ok, no encontramos lo que pensábamos, pero dennos ‘chance’ porque creemos que (el nuevo enfoque aborda) una necesidad que también es muy grave y tiene resultados prácticos muy interesantes”.

La propuesta original está programada para terminar en marzo, “pero nosotros inmediatamente sometemos en este mismo periodo a Fronteras de la Ciencia algo mucho más grande, en donde estarían participando cuatro instituciones: la UNAM, la UABCS, el Tecnológico de La Paz y nosotros, el CICESE.”

Pie de foto de la ilustración: "El suelo de valle de México está ubicado sobre un antiguo lago. Al estudiar los efectos de sitio encontramos que la lluvia y los cambios meteorológicos controlan las características dinámicas del sitio. Después de analizar los datos a lo largo de tres años, descubrimos que a pesar de que los periodos dominantes no varían significativamente, los cambios hidrológicos del subsuelo se pueden modelar con gran exactitud": Roberto Ortega.