Un estudio liderado por el doctor Patricio A. Venegas-Aravena, profesor investigador del Departamento de Ingeniería de la Universidad Loyola, aporta nuevas claves para entender por qué un gran terremoto no afecta por igual a todas las zonas y cómo ciertas irregularidades en la ruptura de la falla pueden concentrar el movimiento del suelo en áreas concretas.
La investigación, publicada en la histórica revista científica Pure and Applied Geophysics bajo el título “Modeling 2010 Maule Earthquake Rupture Heterogeneity Reveals Impacts on Ground Motion Landslides and Crustal Faults”, toma como caso de estudio el terremoto de Maule de 2010, en Chile, un megaterremoto de magnitud 8,8 ampliamente registrado y con abundantes datos posteriores para contrastar los resultados del modelo. El objetivo del trabajo es entender cómo las heterogeneidades de la ruptura, es decir, las diferencias en la forma en que la energía se libera a lo largo de una falla, modifican la propagación de las ondas sísmicas y sus efectos sobre el terreno.
Cómo se concentra la energía de un terremoto
La investigación parte de una idea clave: la ruptura de una falla durante un terremoto no avanza de manera uniforme en todas las direcciones. Cuando esa ruptura acelera en determinadas zonas, se generan efectos de directividad que concentran parte de la energía sísmica en regiones concretas. El estudio identifica estas áreas como “rayos” sísmicos, zonas localizadas donde la velocidad máxima del terreno, la aceleración máxima y el contenido en frecuencia de las ondas alcanzan valores superiores a los esperables.
Para estudiar este proceso, el investigador emplea un modelo numérico que simula una ruptura heterogénea en un medio elástico homogéneo y evalúa después la distribución espacial de tres parámetros: la velocidad máxima del suelo (PGV), la aceleración máxima del suelo (PGA) y la frecuencia de esquina de la onda P en campo lejano. Esta metodología permite aislar el efecto de la propia fuente sísmica y comprobar hasta qué punto las irregularidades de la ruptura pueden explicar por sí solas parte del patrón de daños observado.
Como explica Venegas-Aravena, “hasta la fecha el movimiento del suelo suele estudiarse por medio de variables aleatorias, implicando que el movimiento también es aleatorio. No obstante, este estudio muestra que cada terremoto tiene una forma específica para comportarse debido a que la energía acumulada se libera de forma diferente”. A su juicio, “al restringir los escenarios de manera física, con simulaciones más realistas, tenemos más seguridad para decir que el daño puede concentrarse en ciertos lugares”.
El caso de Maule: más intensidad hacia la costa y el fondo marino
Uno de los principales resultados del trabajo es que las aceleraciones del frente de ruptura generan efectos de directividad que concentran los valores más altos de PGV, PGA y frecuencia hacia el fondo marino y las zonas costeras. En otras palabras, el estudio muestra que la propia dinámica de la ruptura puede redirigir la energía sísmica y hacer que determinadas áreas reciban un movimiento del suelo más intenso que otras.
Las simulaciones identifican además tres rayos principales de alta velocidad y aceleración que se prolongan tierra adentro. Estas zonas de mayor intensidad coinciden con áreas donde se observaron daños geológicos relevantes tras el terremoto. El trabajo muestra, por ejemplo, que los valores máximos sobre el continente se localizan en la península de Arauco, mientras que en el entorno marino frente a la ciudad de Constitución se concentran algunas de las intensidades más elevadas del modelo.
Deslizamientos de tierra: no dependen solo de la distancia al epicentro
Uno de los aspectos más relevantes del estudio es su relación con los deslizamientos de tierra desencadenados por el terremoto. Los resultados indican que aproximadamente el 80% de los deslizamientos no montañosos pueden explicarse por la presencia de estos rayos de alta energía. Además, el trabajo identifica umbrales mínimos asociados a la aparición de deslizamientos: estos se registran únicamente en zonas donde la aceleración del suelo supera aproximadamente 0,24 g y la velocidad supera 0,12 m/s.
El análisis también señala que estos deslizamientos no siguen una distribución aleatoria. Al contrario, se agrupan en áreas donde el movimiento del terreno es más intenso de lo esperado si solo se considera la distancia al epicentro. Esto sugiere que las zonas de mayor liberación de energía dentro de la propia falla, las llamadas asperidades, pueden actuar casi como focos secundarios que redistribuyen el impacto del terremoto y explican por qué algunos puntos alejados resultan especialmente afectados.
El papel dominante del movimiento horizontal
Otro hallazgo destacado del estudio es que no se registraron deslizamientos de roca en zonas donde el movimiento horizontal del suelo representaba menos del 95% del movimiento total. Esto refuerza la idea de que, en este caso, el componente horizontal del temblor tuvo un papel dominante en el desencadenamiento de estos procesos. El artículo describe incluso una especie de zona en forma de “herradura” donde el movimiento era casi puramente horizontal y que coincide con sectores especialmente afectados, como la península de Arauco.
Este resultado aporta una perspectiva relevante para la evaluación del riesgo, ya que ayuda a entender no solo cuánto se mueve el terreno durante un terremoto, sino también cómo se mueve y qué tipo de oscilación puede favorecer determinados daños geológicos.
Una posible relación con fallas corticales preexistentes
Además de los deslizamientos, la investigación examina la relación entre la distribución de la frecuencia sísmica y la posición de las fallas corticales de la región. El estudio observa que estas fallas tienden a alinearse con transiciones bruscas en la frecuencia de las ondas, lo que podría indicar una herencia estructural de eventos sísmicos similares ocurridos en el pasado. Este patrón refuerza la interpretación del terremoto de Maule como parte de un proceso de ruptura repetitivo dentro de la historia sísmica de la zona.
En ese sentido, el artículo plantea que la configuración actual de algunas fallas de la corteza podría ser el resultado acumulado de múltiples terremotos con características parecidas, lo que abre una nueva vía para relacionar la dinámica de grandes seísmos con la evolución geológica del territorio.
Nuevas herramientas para comprender mejor el riesgo sísmico
El trabajo pone de relieve la utilidad de incorporar la complejidad real de la ruptura sísmica a los modelos de simulación. Frente a enfoques más generales o estadísticos, este estudio apuesta por reconstruir físicamente un terremoto concreto para entender mejor cómo se distribuye su energía y cómo esa distribución puede traducirse en daños desiguales sobre el terreno.
Esta aproximación resulta especialmente relevante en países con alta actividad sísmica, como Japón, donde grandes terremotos, tsunamis y alertas por posibles megaterremotos forman parte del riesgo real. En palabras de Venegas-Aravena, “este tipo de megaeventos, que comúnmente ocurren en zonas como Japón, suele analizarse por medio de probabilidades. Esto significa que no es claro cómo pueden verse afectadas las estructuras y edificios que usamos día a día”.
El investigador añade que “tener simulaciones de este calibre implica que la incertidumbre sobre la forma en la que se mueven los cimientos de las construcciones baja notablemente”, lo que puede ayudar a afinar la evaluación del riesgo y anticipar mejor qué zonas podrían verse más expuestas a un movimiento del suelo especialmente severo.
En conjunto, la investigación refuerza la idea de que comprender los terremotos no consiste solo en medir su magnitud, sino también en estudiar cómo se rompe la falla, hacia dónde se propaga la energía y qué efectos secundarios puede desencadenar. Este conocimiento resulta clave para mejorar la evaluación del riesgo sísmico en zonas de subducción y avanzar en estrategias de prevención y resiliencia ante futuros eventos extremos.
Los resultados abren nuevas posibilidades para desarrollar modelos más precisos sobre el movimiento del suelo y su impacto, con aplicaciones potenciales en la evaluación del riesgo geológico y en la protección de infraestructuras y poblaciones expuestas a terremotos de gran magnitud. Como concluye Venegas-Aravena, “no solamente para megaterremotos, sino también para cualquier terremoto que pueda afectar zonas urbanas, incluida la península Ibérica”. En este sentido, añade, “si descubrimos que hay zonas que podrían tener un movimiento del suelo más severo, ayudaría a los gobiernos a focalizar los recursos, siempre escasos, para reforzar estructuras críticas, como colegios y hospitales, de estas zonas e implementar normas sísmicas más estrictas para construcciones posteriores”.
Referencia bibliográfica
Venegas-Aravena, P. (2026). Modeling 2010 Maule earthquake rupture heterogeneity reveals impacts on ground motion landslides and crustal faults. Pure and Applied Geophysics. https://doi.org/10.1007/s00024-026-03971-8
