7.1.3.- Impacto de tsunami

La magnitud de los efectos de un tsunami en áreas costeras, va a depender de una serie de factores físicos y de la existencia o no de emplazamientos humanos. De este modo, a continuación se describen escalas de intensidad de tsunamis, su poder destructor, sus efectos en la costa y daños ocasionados.

Escalas de intensidad de tsunamis

Para expresar la magnitud de un tsunami diversos autores han creado escalas de grados de intensidad. Inamura en 1949 propone una escala en función de la altura de la ola y los daños que estas producen en las áreas costeras. De este modo, el grado de un tsunami m o magnitud es clasificado de acuerdo a lo estipulado en el siguiente cuadro.

Escala de Grados de Tsunamis según Inamura.
Grado de tsunami
m
Altura de ola
H (metros)
Descripción de los daños
0 1 - 2 No produce daños.
1 2 - 5 Casas inundadas y botes destruidos son arrastrados.
2 5 - 10 Hombres, barcos y casas son barridos.
3 10 - 20 Daños extendidos a lo largo de 400 km de la costa.
4 > 30 Daños extendidos sobre más de 500 km a lo largo de la línea costera.

Por su parte, Iida en 1963, propone una escala de grados de tsunami, relacionando la máxima altura de subida que alcanza en tierra la ola (runup = R), medida sobre el nivel medio del mar; y la energía de los tsunamis correspondiente a diferentes grados de intensidad. Relación que se ilustra en el siguiente cuadro.

Escala de grados de tsunami según Iida.
Grado de tsunami
m
Energía
(Erg.)
Máxima altura de inundación R
(metros)
5.0 25.6 x 1023 > 32
4.5 12.8 x 1023 24 - 32
4.0 6.4 x 1023 16 - 24
3.5 3.2 x 1023 12 - 16
3.0 1.6 x 1023 8 - 12
2.5 0.8 x 1023 6 - 8
2.0 0.4 x 1023 4 - 6
1.5 0.2 x 1023 3 - 4
1.0 0.1 x 1023 2 - 3
0.5 0.05 x 1023 1.5 - 2
0.0 0.025 x 1023 1 - 1.5
-0.5 0.0125 x 1023 0.75 - 1
-1.0 0.006 x 1023 0.50 - 0.75
-1.5 0.003 x 1023 0.30 - 0.50
-2.0 0.0015 x 1023 < 0.30

Posteriormente, Wiegel en 1970, combina las escalas propuestas por Inamura y Iida. Como se observa en el siguiente cuadro, adiciona a la escala de Inamura la cota máxima de inundación R, definida por Iida. Como la escala de Iida se extiende desde m = -2 hasta m = 5 y además contiene medios grados, la adaptación de la variable R a la escala de Inamura se presenta con intervalos discontinuos.

Escala de grados de tsunami según Inamura y Iida, transcrita por Wiegel
Grado tsunami
m
Altura de la ola H
(metros)
Cota máxima de
inundación R (metros)
Descripción
de los daños
0 1 - 2 1 - 1.5 No produce daños.
1 2 - 5 2 - 3 Casas inundadas y botes destruidos son arrastrados.
2 5 - 10 4 - 6 Hombres, barcos y casas son barridos.
3 10 - 20 8 - 12 Daños extendidos a lo largo de 400 km de la costa.
4 > 30 16 - 24 Daños extendidos sobre más de 500 km a lo largo de la línea costera.
[Fuente: Monge, 1993]

 

La altura de la ola H corresponde a la diferencia de nivel entre cresta y valle. Por otra parte, la cota máxima de inundación R, corresponde al lugar de la costa donde los efectos del tsunami son máximos.

Con la escala de grados de tsunami descrita, se puede identificar y diferenciar la magnitud de un evento. De este modo, al señalar que la costa de una determinada región ha sido afectada por 10 tsunamis en 400 años, se puede precisar que de los diez tsunamis acontecidos sólo uno fue de magnitud dos (m = 2) y nueve fueron de magnitud cero (m = 0). Además, esta escala permite calificar los tsunamis basándose en documentos y descripciones históricas que hacen referencia a la magnitud de los daños y a la cota máxima de inundación. Nuestro país cuenta con estadísticas desde 1562, dichos datos son de gran utilidad para determinar el riesgo de tsunami en zonas costeras y calcular las probabilidades de ocurrencia.

Un tambor de 200 litros se mantiene en un árbol a siete metros sobre el nivel del mar. (Tsunami de Papua Nueva Guinea, 17/07/1998)

Gráfico que ilustra las cotas máximas de inundación (runup), ocurridas durante el tsunami que afecto la costa occidental de Papua Nueva Guinea, 17/07/1998. Fuente: International Tsunami Survey Team (ITST).

Poder destructor de un tsunami

La fuerza destructiva del tsunami en áreas costeras, depende de la combinación de los siguientes factores:

  • Magnitud del fenómeno que lo induce. En el caso de ser un sismo submarino se debe considerar la magnitud y profundidad de su foco.
  • Influencia de la topografía submarina en la propagación del tsunami.

  • Distancia a la costa desde el punto donde ocurrió el fenómeno (epicentro).

  • Configuración de la línea de costa.

  • Influencia de la orientación del eje de una bahía respecto al epicentro (características direccionales).

  • Presencia o ausencia de corales o rompeolas, y el estado de la marea al tiempo de la llegada del tsunami.

  • Influencia de la topografía en superficie, incluye pendientes y grado de rugosidad derivado de construcciones, arboles y otros obstáculos en tierra.

Efectos en la costa.

La llegada de un tsunami a las costas se manifiesta por un cambio anómalo en el nivel del mar, generalmente se presenta un aumento o recogimiento previo de las aguas; esta última situación suele dejar descubiertas grandes extensiones del fondo marino. Posteriormente, se produce una sucesión rápida y acentuada de ascensos y descensos del nivel de las aguas, cuya altura puede variar entre uno y cuatro metros; sin embargo, se han registrado casos puntuales en que las olas alcanzaron alturas superiores a los 20 metros.

Secuencia que muestra el estacionamiento del acuarium de Japón, antes, durante y después del tsunami de 1983.

La ola de un tsunami acumula gran cantidad de energía; cuando llega a la línea costera, esta ola avanza sobre la tierra alcanzando alturas importantes sobre el nivel medio del mar. La ola y el flujo que le sigue, cuando encuentran un obstáculo descargan su energía impactando con gran fuerza. La dinámica de un tsunami en tierra es bastante compleja y normalmente no predecible; esto se debe a que influyen factores muy diversos como son: el período, la altura de la ola, la topografía submarina y terrestre determinando daños de diversa intensidad.

Los efectos de un tsunami son diferentes dependiendo de la duración del período. Con corto período, la ola llega a tierra con una fuerte corriente, y con período largo, se produce una inundación lenta con poca corriente. Por otra parte, mientras mayor sea la altura de la ola, mayor es la energía acumulada; por lo tanto, y dependiendo de la pendiente y morfología del terreno, mayor será la extensión de las áreas inundadas. Al respecto, estudios japoneses han determinado que mientras menor es la pendiente de la ola (razón entre la altura y la longitud de onda ) mayor será la altura máxima de inundación.

Por otra parte, las variaciones en las formas y las pendientes de la batimetría submarina cercana a la línea de costa influye directamente en el potencial de energía del tsunami, ocurriendo amplificación o atenuación de las ondas.

Así, una costa en peldaños que tenga una plataforma continental escalonada con bruscos cambios de pendiente, hará que la onda de tsunami pierda gradualmente su energía cinética y por tanto potencial, lo anterior debido a los choques sucesivos de la masa de agua con el fondo marino. Las olas van disipando su energía en las paredes con los cambios bruscos de profundidad.

En tanto, una costa con topografía de pendientes suaves en forma de rampas en que la plataforma continental penetra suavemente en el mar, permitirá que la energía del tsunami sea transmitida en su totalidad, y por lo tanto, se incrementa el poder destructivo del mismo. Estas son costas de alto riesgo con olas de gran altura que producen inundación. En este caso la pérdida de energía es sólo por roce.

En las bahías puede haber reflexión en los bordes de las costas; en este caso si el período es igual (o múltiplo entero) al tiempo que demora en recorrer la bahía, al llegar la segunda ola puede verse reforzada con un remanente de la primera y aumentar la energía al interior de la bahía, este es el fenómeno de resonancia. Esta condición puede producir la amplificación de las alturas del tsunami al interior de una bahía como ocurre en la bahía de Concepción (SHOA,1995). La figura complementaria muestra la forma rectangular de la bahía con 14, 6 kilómetros de largo por 11,7 kilómetros de ancho, con una profundidad media de 25 metros. En 25 metros de profundidad la velocidad del tsunami es de 15,6 m/segundos o bien 56,3 km/hora, lo que significa que este recorre el largo de la bahía en 15,5 minutos y el ancho en 12,5 segundos.

La topografía de las tierras emergidas influye directamente en la penetración del tsunami en superficie. Cuando la pendiente es relativamente fuerte la extensión de la zona inundada no es significativa, en cambio, cuando el terreno es plano o con escasa pendiente, la penetración puede abarcar kilómetros tierras adentro.

Daños causados por tsunami.

Los daños típicos producidos por tsunami pueden agruparse de acuerdo a los siguientes grupos:

a) Daños producidos por el momento del flujo.

Los daños producidos por efecto del torque o momento, se originan cuando la masa de agua del frente del tsunami seguida por una fuerte corriente, impacta el espacio construido y su entorno, caracterizado por obras de variadas dimensiones, arboles u otros objetos. En el impacto el tsunami demuestra su tremenda fuerza destructiva, la cual, se refuerza por la colisión de los objetos arrastrados por la corriente.

Cuando la masa de agua fluye de vuelta al mar, los escombros arrastrados fortalecen la fuerza del empuje del flujo que irrumpe, causando de este modo un efecto destructivo de las estructuras debilitadas por la primera embestida. En algunas ocasiones la magnitud del momento del flujo es tan alta, que es capaz de arrastrar tierra adentro a barcos de elevado tonelaje. Se debe señalar que los daños originados por esta causa son más severos en las bahías en forma de V, cuando son azotadas por tsunamis de períodos cortos.

Secuencia que muestra la llegada de un tsunami a Laie Point, Oahu, Hawaii, 03/09/1957.

b) Daños producidos por la inundación.

Si el flujo no es de gran magnitud, la inundación hace que flote todo tipo de material que no esté fuertemente ligado a su base en el terreno, como ocurre con casas de madera que no tienen sólidos cimientos. En el caso de una gran extensión de terreno plano, la masa de agua puede encontrar un pasaje hacia el interior y, por diferencias de pendiente, el flujo de agua es acelerado en ese pasaje originando el barrido de los elementos que se presenten a su paso, como construcciones, estructuras, etc.

En estas inundaciones, normalmente personas y animales perecen ahogados; barcos y otras embarcaciones menores atracados en puertos y muelles, pueden ser arrastrados a tierra y depositados posteriormente en áreas distantes a su localización inicial una vez que el flujo ha retrocedido.

c) Daños producidos por socavamiento.

Los daños originados por socavamiento han sido observados a menudo en las infraestructuras portuarias. Cerca de la costa la corriente del tsunami, remueve el fango y arena del fondo del mar, socavando a veces las fundaciones de las estructuras de muelles y puertos. Si esto ocurre, dichas estructuras caen hacia el mar; como ha ocurrido con algunos muelles sobre pilotes. El colapso de las estructuras puede producirse también cuando el reflujo socava las fundaciones. La inundación que produce el tsunami puede socavar también los cimientos de líneas de ferrocarril o carreteras, originando bloqueos de tráfico y una prolongada demora en el rescate y trabajos de reconstrucción.

Secuencia de imágenes que muestran la llegada del tsunami de Japón del 26 de Mayo de 1983.