Resumen de Diseño y desarrollo de un prototipo de sistema seismogeodésico para el seguimiento de la actividad tectónica del Golfo de Cádiz
El Golfo de Cádiz, desde el estrecho de Gibraltar hasta la costa occidental de la Península Ibérica es una región con una importante actividad tectónica, producida por la interacción de las placas Euroasiática y Africana, esto conlleva a la posibilidad de ocurrencia de eventos sísmicos de alta magnitud y posibles tsunamis asociados. La peligrosidad asociada a estos fenómenos geológicos, implica la necesidad de establecer diferentes métodos, técnicas y sistemas de alerta temprana (SAT), que permitan la detección y evaluación de la actividad tectónica de la zona de estudio en tiempo real o diferido, con el fin de mitigar el riesgo asociado a los mismos. Generalmente para la vigilancia de eventos de carácter tectónico tradicionalmente se han desplegado redes sísmicas que proporcionan la localización rápida de la fuente del terremoto, profundidad, magnitud y la posibilidad de evaluar la ocurrencia de tsunamis, sin embargo, se han observado ciertas limitaciones en muchos de estos sensores, en sismos de alta magnitud, siendo la más común la posibilidad de saturación en la banda de frecuencia de la señal sísmica, generando incertidumbre en los resultados obtenidos. El Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) tiene la capacidad de medir el desplazamiento de la superficie terrestre utilizando bandas de frecuencia mayores, brindando apoyo a las redes sísmicas en la determinación de la velocidad y desplazamiento del evento ocurrido.
Las altas frecuencias de muestreo de los actuales sensores GNSS hacen que las observaciones puedan medir directamente los desplazamientos provocados por la actividad sísmica. Estas observaciones de alta frecuencia muestran que el sistema GNSS es una excelente herramienta para medir grandes desplazamientos en zonas, donde los sismógrafos debido a los límites en su rango dinámico podrían saturarse, impidiendo el cálculo correcto de la ubicación y la magnitud, cuando, en realidad, esta información es básica para la detección y evaluación rápida del evento sísmico. Si bien ambos campos han avanzado sustancialmente de forma independiente, la integración de la sismología y la geodesia ha llevado al desarrollo de los sistemas seismogeodésicos. Estos sistemas aportan un enfoque innovador que ofrece una comprensión más integral de los eventos sísmicos y su impacto. Los sistemas seismogeodésicos basados en la integración de receptores GNSS y acelerómetros complementan las redes sísmicas en la detección de terremotos de magnitud moderada, siendo esenciales en la caracterización de terremotos de alta magnitud.
Esta tesis doctoral presenta el diseño, desarrollo e implementación de un prototipo de sistema basado en técnicas sismogeodésicas, compuesto por un sismómetro/acelerómetro MEMS de bajo coste, un inclinómetro biaxial, un receptor GNSS multifrecuencia y un sensor meteorológico, instalado en el parque nacional de Doñana (Huelva, España) que transmite datos en tiempo real o diferido al centro de control de la Universidad de Cádiz. El objetivo principal de este sistema seismogeodésico es conocer, detectar y monitorizar la actividad tectónica en la región del Golfo de Cádiz y áreas adyacentes en las que se producen eventos sísmicos importantes, además de la capacidad de integración en un sistema regional de alerta temprana (SAT) con el fin de mitigar el riesgo de fenómenos geológicos peligrosos.
Además, se presenta el desarrollo e implementación de la aplicación Q-Str2-Models; una aplicación de código abierto, desarrollada en Python e integrada en QGIS que proporciona varias herramientas para la creación de modelos de esfuerzo--deformación en zonas geodinámicamente activas a partir del cálculo de las velocidades horizontales de estaciones pertenecientes a una red GNSS. Este software genera los modelos de desplazamiento, representación de la máxima deformación geodésica, deformación tipo cizalla, dilatación, etc. que posteriormente se traducen en productos gráficos tales como: mapas de intensidad, vectores de desplazamiento y tensores de esfuerzo--deformación. En esta tesis se muestran los resultados de la aplicación de Q-Str2-Models para el análisis de 65 estaciones GNSS de la red SPINA (región sur de la Península Ibérica y norte de África), con el fin de conocer el comportamiento geodinámico de la región de Andalucía, Golfo de Cádiz y zonas contiguas.
