Autor: RUIZ BARAJAS, Sandra
Título: Sismicidad inducida por causas antrópicas relacionadas con la inyección de fluidos y el llenado de embalses. Casos de estudio en España y Costa Rica
Fecha: 2025
Materia: ---
Escuela: E.T.S.I. EN TOPOGRAFIA, GEODESIA Y CARTOGRAFIA
Departamento: INGENIERIA TOPOGRAFICA Y CARTOGRAFIA
Acceso electrónico: https://oa.upm.es/91211/
Director/a(s):
- Director/a: BENITO OTERINO, María Belén
- Director/a: SANTOYO GARCÍA GALIANO, Miguel Ángel
Resumen: In recent decades, a growing number of earthquakes have been associated, either directly or indirectly, with human activitiesa phenomenon referred to as induced seismicity. Unlike naturally occurring seismic events, these earthquakes result from anthropogenic interventions such as fluid injection or extraction (e.g., gas or water), the impoundment of large reservoirs, or specific industrial processes that disturb the stress balance in the Earth's crust, potentially reactivating pre-existing geological faults. This work aims to enhance the understanding of the mechanisms governing induced seismicity through the analysis of two real case studies: the Castor Project, located off the eastern coast of Spain, involving gas injection into an underground reservoir; and the Pirrís dam in Costa Rica, where the effects of reservoir impoundment on local seismicity are assessed. A multidisciplinary methodology is employed, integrating seismological analysis, statistical techniques, and physical modeling to investigate the spatial and temporal evolution of seismic sequences, along with changes in Coulomb stress and pore pressure induced by human activities. The findings demonstrate a significant correlation between industrial operations and the observed seismicity, enabling the identification of causal relationships and the characterization of induced seismic behavior. Additionally, the study examines the interaction between stress perturbations from anthropogenic sources and pre-existing tectonic stresses, offering a more comprehensive perspective on seismic hazard in complex geological settings. The insights gained from this research are critical for improving the safety and resilience of key infrastructures such as dams, energy platforms, and underground storage facilities. Furthermore, the results contribute to the development of more effective seismic risk management strategies and lay the groundwork for future advances in earthquake forecasting, early warning systems, and preventive policy frameworks. RESUMEN En los últimos años, se ha observado un aumento notable en los terremotos provocados directa o indirectamente por actividades humanas, un fenómeno conocido como sismicidad inducida. Este tipo de sismos no tiene un origen puramente natural, sino que se genera cuando intervenciones como la inyección o extracción de fluidos (como gas o agua), el llenado de grandes embalses o ciertas actividades industriales modifican el equilibrio de esfuerzos en la corteza terrestre, desencadenando el movimiento de fallas geológicas ya existentes. Esta tesis doctoral se centra en comprender mejor cómo y por qué ocurren estos terremotos inducidos, a través del estudio de dos casos reales: el Proyecto Castor en la costa este de España (relacionado con la inyección de gas en un depósito subterráneo) y el embalse de Pirrís en Costa Rica (donde se analiza el impacto del llenado del reservorio sobre la sismicidad local). Mediante un enfoque multidisciplinar que integra análisis sismológicos, estadísticos y modelización física, se examina la evolución espaciotemporal de las series sísmicas y los cambios en los esfuerzos de Coulomb y la presión de poro inducidos por dichas actividades. Los resultados obtenidos evidencian una correlación significativa entre la actividad industrial y la sismicidad registrada, permitiendo establecer vínculos causales y caracterizar el comportamiento de los eventos sísmicos inducidos. Además, se estudia la interacción entre esfuerzos generados por procesos antrópicos y esfuerzos tectónicos preexistentes, lo que aporta una visión más completa del riesgo sísmico en contextos complejos. Todo ello proporciona información clave para mejorar la seguridad de infraestructuras críticas como presas, plataformas energéticas o almacenes subterráneos, así como para avanzar hacia una gestión más responsable del riesgo sísmico. Esta investigación contribuye al avance del conocimiento sobre los mecanismos físicos subyacentes a la sismicidad inducida y abre nuevas líneas de trabajo en predicción sísmica, vigilancia temprana y diseño de políticas preventivas.