ANÁLISIS DE DESPLAZAMIENTO DE ESTACIONES CORS, A RAÍZ DE LOS SISMOS OCURRIDOS EN PUERTO RICO ENTRE LAS FECHAS DEL 28 DE DICIEMBRE DEL 2019 AL 7 DE ENERO DE 2020.

Autor:

Héctor M. Sanabria Valentín

Correo Electrónico: hsanabria@hlcmgroup.com

Colaboradores:

Alexander Holsteinson (Republica Dominicana)

Rigoberto A. Moreno Vázquez (México)

De acuerdo con la Red Sísmica de Puerto Rico (RSPR), en Puerto Rico, desde el 28 de diciembre del 2019 hasta el 7 de enero de 2020 hasta las 8:00am, han ocurrido un total de 1,120 sismos o movimientos telúricos, de los cuales 960 se han localizado en el Sur de Puerto Rico, del total de esos, 72 han sido reportados como sentidos mientras que 46 fueron de magnitud de 3.5 grados o mayor.

El martes 7 de enero de 2020, ocurrió a las 4:24 am, el sismo de mayor magnitud relacionado a esa secuencia sísmica. Fue el de 6.4 grados, con una intensidad máxima de 9 el cual se reportó en el Municipio de Guánica. Figura No. 1





Figura Número 1
Epicentro del Sismo en Guánica.

Este terremoto desgraciadamente causó una muerte, cientos de estructuras colapsaran y miles se quedaron sin el servicio de agua potable y energía eléctrica.

Se puede expresar la magnitud del evento en las siguientes fotografías.

Figura Número 2
Escuela en Guánica.

Figura Número 3
Escuela en Guánica.

Figura Número 4
Deslave sobre la carretera 116 de Guánica.

Desde el pasado 28 de diciembre de 2019 hasta las 12:00 am del miércoles 8 de enero de 2020, la Red Sísmica de Puerto Rico ha localizado 960 sismos en la zona al sur de la Isla que está activa sísmicamente, según informó en su reporte más reciente.


Figura Número 5
Mapa de los sismos localizados por red sísmica de Puerto Rico

Ante esa situación, colegas agrimensores de la parte norte y este de la Isla, se ha preguntado si han existido desplazamientos en las posiciones de los CORS. Para contestar esa pregunta me di a la tarea y procese el CORS PRFJ, PID (DO2636), localizado en Fajardo P.R., estos datos los procese con dos programas en línea uno de ellos es OPUS del National Geodetic Survey (NGS) por sus siglas en inglés, https://www.ngs.noaa.gov/OPUS/, el otro programa en línea utilizado es TRIMBLE RTX-PP que es autoría de la compañía TRIMBLE NAVIAGATION, LTD.  https://www.trimblertx.com/


Figura Número 6
Ubicación de las estaciones CORS en Puerto Rico

El programa en línea OPUS entrega las soluciones relativas a los CORS, las posiciones de los CORS están en el marco ITRF2014 fijas a la época 2010.0. Estás son transformadas utilizando el programa desarrollado por el NGS conocido como Horizontal Time-Dependent Positioning (HTDP) por sus siglas en inglés.

Este programa permite a los usuarios predecir los desplazamientos y las velocidades en Estados Unidos y sus territorios, también permite el hacer transformaciones de un datum en una época determinada a otro datum en otra época, por ejemplo, ITRF2014 ÉPOCA 2020 al NAD83 (NA2011) época 2010.0

El programa TRIMBLE RTX-PPP no utiliza los CORS del NGS, el método de procesamiento es puntual preciso. Sus resultados dependiendo de la configuración que haga el usuario son en el ITRF 2014 época del del día de las observaciones y las transforma al ITRF2014 época 2010.0 pero también las transforma al NAD83 (NA2011) época 2010.0 que es el datum utilizado en Puerto Rico. Las posiciones son absolutas y no relativas a los CORS como son los programas en línea OPUS y AUSPOS este último es del gobierno de Australia geociencia, https://www.ga.gov.au/

Para el análisis se escogió un archivo de 6 horas del CORS mencionado del área este de Puerto Rico, del día 8 de enero del corriente año este se procesó con ambos programas en línea.

Los resultados obtenidos tanto por OPUS como por TRIMBLE RTX-PPP se muestra más adelante.

RESULTADO OPUS ITRF2014 ÉPOCA 2020.0195 EN ECEF PARA EL CORS PRFJ, PID (DO2636)

Las coordenadas geocéntricas y geográficas para el CORS PRFJ según el NGS son las siguientes.

POSICIÓN PUBLICADA PARA EL CORS PRFJ, PID (DO2636) EN EL DATUM ITRF 2014  

ÉPOCA 2010.

Del procesamiento con el programa en línea TRIMBLE RTX-PPP del mismo archivo o sea de la estación CORS PRFJ PID (DO2636), se muestran en las siguientes tablas.

RESULTADOS TRIMBLE RTX-PPP ITRF 2014 ÉPOCA 2020.02 PARA EL CORS PRFJ, PID (DO2636)

El programa TRIMBLE RTX-PPP hace una transformación de 7 parámetros (Helmert) para transformar la posición del ITRF 2014 época del día de las observaciones en este caso del ITRF 2014 época 2020.02 al ITRF 2014 época 2010.0 para compararlo con la posición publicada del NGS. TRANSFORMACIÓN DEL ITRF2014 ÉPOCA 2020.02 AL ITRF2014 ÉPOCA 2010.0 POR LA TRANSFORMACIÓN DE 7 PARAMETROS (HELMERT).

De los resultados obtenidos se analizarán las diferencias tanto en el ITRF 2014 época del día de la observación entre TRIMBLE RTX-PPP y OPUS, luego la transformación de 7 parámetros (Helmert) de TRIMBLE RTX-PPP al ITRF 2014 época 2010.0 con el valor publicado para el CORS PRFJ, PID (DO2636), en el mismo marco de referencia y época.

RESULTADOS TRIMBLE RTX-PPP DATUM ITRF2014 ÉPOCA 2020.02, RESULTADOS OPUS DATUM ITRF 2014 ÉPOCA 2020.0195 Y DIFERENCIAS ENTRE ELLOS.

DIFERENCIAS ENTRE LA TRANSFORMACIÓN DE 7 PARÁMETRO (Helmert) EN EL DATUM ITRF2014 ÉPOCA 2010.0 DEL PROGRAMA TRIMBLE RTX-PPP CON LOS VALORES OFICIALES PUBLICADOS POR EL NGS PARA EL CORS PRFJ EN EL DATUM ITRF 2014 ÉPOCA 2010.0

Las diferencias en los valores de coordenadas obtenidas del post proceso de TRIMBLE RTX -PPP en comparación con las obtenida del post proceso de OPUS después del sismo del día 7 de enero del corriente año indican que el CORS PRFJ, PID (DO2636) no está desplazada por el sismo. Las diferencias son mínimas que puede ser ruido en la señal.

Como se indicará el post proceso del programa en línea de TRIMBLE RTX-PPP su posición es absoluta contraria a la posición determinada por OPUS que es relativa los CORS.

Las diferencias en el datum ITRF2014 época 2010.0 de la estación CORS PRFJ, PID (DO2636) publicadas en comparación con la transformación de 7 parámetros (Helmert) siguen siendo mínimas.

Falta comparar las coordenadas obtenidas del post proceso del programa en línea TRIBLE RTX-PPP en el datum ITRF2014 época 2020.02 y transformar estas al NAD83 (NA2011) época 2010.0 utilizando la herramienta geodésica HTDP VER.3.2.7, desarrollada por los PhD., Tomas Soler y Richard Snay, retirados del NGS, con las publicadas por el NGS para la estación CORS de referencia.

COORDENADAS EN EL ITRF 2014 ÉPOCA 2020.02 TRANSFORMADAS AL NAD83(NA2011) ÉPOCA 2010.0 UTILIZANDO HTDP VER 3.2.1

Las diferencias en latitud, longitud y HAE son insignificantes. Las diferencias son mínimas que puede ser ruido en la señal.

En vista de que el CORS PRFJ no tenía desplazamientos en su posición fijada en el datum ITRF2014 época 2010.0, se procedió a calcular si los siguientes CORS pudieran tener desplazamientos por los efectos del Sismo ocurrido el día 7 de enero de 2020; PRAR, PID (DL6655), PRLP, PID (DL9008),  PRLT, PID (DL9082), PRHL, PID (DL7810), PRFJ, PID (DO2636), PRGY, PID (DL7618), PRN4, PID (DL6657) Y PRJC, PID (DL7620). Estas ocho (8) estaciones de referencia-continua no tenían desplazamientos de acuerdo con la magnitud del sismo, las diferencias son mínimas y pueden ser debido a ruido en la señal. El CORS PRJC, PID (DL7618) notaba unos pequeños desplazamientos que hay que monitorearlo para determinar si ha sido afectado por el sismo.

El sismo como se había indicado al principio de este escrito fue en el municipio de Guánica, la estación CORS más cercana es PRGY, PID (DL7618). Dicha estación se encuentra a una distancia aproximada del epicentro del sismo de 15 km y una dirección de N 00° 33ʹ 38″ W basada en las coordenadas determinadas por la Red Sísmica y las coordenadas del CORS PRGY publicadas por el NGS. El día de los sucesos la información del CORS en cuestión en el web del NGS tenía disponible 8 horas de información UTC lo que indica que solamente tenía 4 horas de nuestro tiempo o sea 4:00 am que es antes del sismo que ocurrió a las 4:24 am hora local.

Esa información se procesó con ambos programas OPUS y Trimble RTX-PPP y el resultado de ambos posts proceso determino que los valores de coordenadas en el datum ITRF 2014 época 2010.0, como sus valores en el datum NAD 83 (NA2011) época 2010.0 coincidían con los valores publicados para esa estación PRGY y que las diferencias eran insignificantes o despreciables.

Debido al sismo se interrumpió la energía eléctrica, el agua potable y también la comunicación de internet, esta no regreso hasta el día 13 del mes en curso y colectó para ese día solamente un archivo de tres horas el cual no tiene la información necesaria para este estudio pues se requieren observaciones de 24 horas.

El día 14 de enero del 2020 el archivo disponible tenía solamente 15 horas por lo tanto tampoco tiene el tiempo requerido para el estudio.

Se tomó la decisión de monitorear el CORS PRGY por un término de una semana o sea desde el 15 de enero de 2020 hasta el 21 del mimo mes y año con archivos de 24 horas de datos y procesar los mismos con ambos programas, para luego graficar una serie de tiempo de desplazamiento con respecto a su posición en sus ejes X, Y, y Z en el datum ITRF2014 época 2010.0 que es el datum y época en que se fijaron todos los valores de los CORS que componen la red  del NGS.  https://www.ngs.noaa.gov/CORS/

http://www.trimblertx.com.

De los valores de coordenadas obtenidos por los programas en línea OPUS y TRIMBLE RTX-PPP se nota que la posición para el día 21 de enero del corriente mes se está acercando a su posición definida en el ITRF2014 época 2010.0 y sus diferencias son las siguientes: X=-0.039 m. Y=0.003 m y Z= 0.026m., en la solución de OPUS.  Las diferencias del post proceso del programa en línea TRIMBLE RTX-PPP para el mismo día son las siguientes: X=-0.046m, Y=0.009m y Z=0.053m.

ANALISIS DE POSIBLE DESPLAZAMIENTO EN EL CORS PRGY PID (DL7618) DEBIDO AL SISMO OCURRIDO EL 7 DE ENERO DE 2020 EN LOS EJES X, Y Z DATUM ITRF 2014 ÉPOCA 2010 DURANTE EL MES DE ENERO EMPEZANDO DEL 15 AL 21 DE DICHO MES RESULTADOS CON EL PROGRAMA OPUS

TABLA SERIE DE CAMBIOS EN POSICIÓN DEL CORS PRGY PID (DL7618) DESPUES DEL SISIMO DEL 7 DE ENERO 2020 EN LOS EJES (X,Y,Z) DATUM ITRF 2014 ÉPOCA 2010 DURANTE EL MES DE ENERO DE 2020 EMPEZANDO EL DÍA 13 AL 21 DE DICHO MES (TRIMBLE RTX-PPP)

Los valores comparativos de los resultados, tanto de OPUS, como de Trimble RTX, no son los oficiales para la utilización y aplicación de los CORS., Los valores oficiales, serán publicados por el NGS en su sitio oficial.

Conclusión: Hay que procesar los archivos diarios de 24 horas a 15 s de las CORS PRGY, PRN4, P780, PRMI desde el 20 de diciembre diariamente para ver la serie posicional de cada CORS y si hay algún desplazamiento en el área, así como su recuperación posterior.

 Los desplazamientos episódicos por lo general se deben a eventos sísmicos que afectan regiones específicas. En el caso de las estaciones de rastreo GNSS continuo ubicadas en la zona afectada por uno de estos eventos, los desplazamientos ocurridos pueden ser identificados y cuantificados mediante las series de tiempo de la estación afectada. Una vez cuantificados pueden utilizarse para llevar con mejor precisión las coordenadas de la estación a diferentes épocas dentro del marco, discriminando en el cálculo de las velocidades el desplazamiento episódico detectado. El modelado de estos desplazamientos en toda la región afectada se puede realizar con datos geofísicos, o bien con una cantidad suficiente de observaciones geodésicas antes y después del episodio que permitan, además de estimar los desplazamientos, delimitar la región afectada.   

https://www.inegi.org.mx/temas/gnss/default.html#Publicaciones

Datos sobre el autor

Nota biográfica

Héctor M. Sanabria Valentín. 

Se gradúa en el año de 1969 del Colegio de Agricultura y Artes Mecánicas, hoy Recinto Universitario de Mayagüez. Trabajo en la Autoridad de Carreteras desde el 1968 hasta el 1970 en los proyectos de construcción expreso Luis Muñoz Rivera y el expreso de Diego las Américas como auxiliar 3 de ingeniería, luego paso a la División de Estudio de Puentes 1970. Trabajo en la Autoridad de Tierras desde 1970 hasta 1984 ocupando la posición de agrimensor IV, efectuando, mensuras, deslindes, topografías y desarrollos (subdivisiones de terrenos o parcelas).

Fungió como Presidente de la Firma Marel Bayamón, Inc. Desde el 1984 hasta el 2006 en la venta de equipos de topografía, programación, reproducción de planos y efectos de arte. Actualmente Preside las compañías HLCM GROUP, INC, y VRS SYSTEM, P.R., INC., en la venta de equipos topográficos, programación, seminarios de capacitación y venta de correctores para los receptores de GNSS.

Es miembro del Colegio de Ingenieros y Agrimensores de P.R. desde el año 1970 hasta el presente.  Durante este tiempo ha tenido el privilegio de pertenecer a distintas comisiones, entre ellas, la comisión de becas (permanente), el Tribunal Disciplinario y de Ética (permanente) y miembro fundador de la Cooperativa de ahorro y Crédito del CIAPR.  En esta ocupo el cargo de  Sub-Secretario (1997 @ 2003) y Vice-Presidente (2003 @ 2005).

Termina su bachillerato en Ciencias Aplicadas en el año 1979 Magna Cum Laude de la Universidad Mundial.  Es miembro de la “National Society of Professional Surveyors” (NSPS) desde el 1985. Ocupo el puesto de Gobernador ante ese organismo representando al CIAPR desde 1995 al 1998. Actualmente miembro Honorario (NSPS).

Impartió clases en la Universidad Politécnica desde 1979 @ 1986 en el Departamento de Ingeniería Civil y Agrimensura.

Fue Agrimensor Distinguido en el año de 1995 por el Instituto de Agrimensores de P.R (CIAPR)  Obra Distinguida  por el Instituto de Agrimensores en el año de 1996 (Red de Controles Horizontales mediante la tecnología de Posicionamiento Global para el proyecto del  Tren Urbano).  Una  de las compañías que preside (VRS System, P.R.) obtuvo  el reconocimiento de obra distinguida en la categoría de agrimensura en el año 2010 (Sistema  de Referencia de Bases Virtuales), VRS.

Ha sido conferenciante en innumerables ocasiones en distintos foros locales e internacionales. En Costa Rica Año 2006 en el Colegio Federado de Ingenieros, Arquitectos e Ingenieros Topógrafos (CFIA) de ese país y en el año 2009 en la Universidad  Nacional de Costa Rica (UNA), Para la conmemoración de los 35 años de fundada.

En  el Colegio Dominicano de Ingenieros Arquitectos y Agrimensores (CODIA) en el año 1987, En la Universidad Pontificia Madre y Maestra de Santo Domingo (PUCMM) localizada en la Provincia de Santiago de Los Caballeros y  en  la reunión del aniversario número 20 de  la organización conocida como Sistema de Referencia Geocéntrico Para Las Américas (SIRGAS) que se efectuó en Panamá en octubre 2013.

En la Habana Cuba en la VII Convención de Agrimensura efectuada los días 23 al 26 de septiembre de 2015.

Ha trabajado con el NGS en carácter de voluntario desde el año 1993 para establecer los primeros controles de orden  “A y B”, también el proyecto de nivelación de primer  orden el cual se terminó en el 2011 el trabajo de campo y se publico  finalmente en agosto del 2013 este se conoce como el PRVD 02 época (1983-2001). Participo en la validación del geoide hibrido 2012 A y esto dio origen al geoide 2012 B.

Coordino la campaña de observación de GPS en las Referencias de Nivel (RN) mejor conocidos como BM por sus siglas en ingles a través de toda la isla incluyendo Vieques y Culebra para el desarrollo del nuevo geoide hibrido 2018. Esta campaña se llevó a cabo desde el mes de marzo del corriente año y termino en agosto 2018 un total de 72 BMS., se observaron.

Es miembro de la Junta Examinadora de Ingenieros y Agrimensores de Puerto Rico desde septiembre del 2019 hasta el 2023.

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