Boletín de Geología ISSN: 0120-0283 (PRINT)
Vol. 39, N° 3, septiembre-diciembre de 2017 ISSN: 2145-8553 (WEB)
COMPLETITUD DEL CATÁLOGO DE LA RED 
SISMOLÓGICA NACIONAL DE COSTA RICA 
DURANTE 1975-2014
Mario Arroyo1*; Kevin Godínez1; Lepolt Linkimer1
DOI: http://dx.doi.org/10.18273/revbol.v39n3-2017006 
Forma de citar: Arroyo, M., Godínez, K., y Linkimer, L. 2017. Completitud del catálogo de la Red Sismológica 
Nacional de Costa Rica durante 1975-2014. Boletín de Geología, 39(3): 87-98.
RESUMEN
En este artículo se evalúa la estabilidad de la tasa media de ocurrencia de sismos y la distribución temporal de la 
sismicidad en Costa Rica a partir del método de Stepp, con el fin de determinar la magnitud de completitud del 
catálogo sísmico de la Red Sismológica Nacional (RSN) y la relación Gutenberg-Richter para el periodo 1975-
2014. El catalogo fue depurado de acuerdo con varios criterios y homogeneizado a magnitud momento (Mw). 
La magnitud de completitud del catálogo total obtenida es de 5,0, pero puede disminuir hasta 3,0 para ciertos 
periodos de tiempo. Los resultados reflejan la mejora en la detección de sismos debido al cambio de sistemas 
analógicos a digitales a partir de 1990 y el aumento considerable en el número de estaciones a partir del año 
1995. El valor b obtenido para todo el catálogo es 0,96, el cual es muy similar a valores regionales obtenidos 
en estudios previos, no obstante deben considerarse las limitaciones discutidas en el artículo para su correcta 
interpretación.
Palabras clave: magnitud de completitud; sismicidad en Costa Rica; método de Stepp.
COMPLETENESS OF THE COSTA RICA NATIONAL SEISMOLOGICAL 
NETWORK CATALOG DURING 1975-2014
ABSTRACT
This study evaluates the stability of the mean earthquake occurrence rate and the temporal distribution of 
seismicity in Costa Rica from the Stepp method, in order to determine the completeness magnitude of the 
seismic catalog of the National Seismological Network (RSN) and the Gutenberg-Richter relationship for the 
period 1975-2014. The catalog was filtered using several criteria and homogenized to moment magnitude (Mw). 
The magnitude of completeness obtained for the entire catalog is 5.0, but it could be as low as 3.0 for certain 
periods of time. These results show the improvement in seismic detection due to the change from analogue 
to digital systems since 1990 and the considerable increase in the number of stations since 1995. The value 
b obtained for this catalog is 0.96, which is very similar to regional b values obtained in previous studies, 
nevertheless, the limitations discussed in this paper have to be considered in order to interpret this value.
Keywords: completeness magnitude; seismicity of Costa Rica; Stepp method.
1 Sección de Sismología, Vulcanología y Exploración Geofísica, Escuela Centroamericana de Geología y Red 
Sismológica Nacional, Universidad de Costa Rica. San Pedro, Costa Rica. (*)mario.arroyosolorzano@ucr.ac.cr, 
kevin.godinezrodriguez@ucr.ac.cr, lepolt.linkimer@ucr.ac.cr
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Completitud del catálogo de la Red Sismológica Nacional de Costa Rica durante 1975-2014
INTRODUCCIÓN Costa Rica se caracteriza por una alta sismicidad debido 
a su localización en una zona de subducción y cerca 
La determinación de la Magnitud de Completitud del punto triple de las placas del Coco, Caribe y Nazca 
(MC) de un catálogo sísmico es esencial para analizar (FIGURA 1). La sismicidad es especialmente abundante 
la sismicidad de una región. MC se define como la a lo largo de la Fosa Mesoamericana y en la zona 
magnitud más baja en la cual el 100% de los sismos sismogénica interplacas, donde se subduce la placa del 
son detectados exitosamente dentro de una región y Coco debajo de la placa Caribe y la microplaca de Panamá. 
periodo de tiempo (Woessner y Wiemer, 2005). MC Además, la sismicidad es alta a lo largo de la Zona de 
varía en el tiempo y el espacio y depende de muchos Fractura de Panamá (ZFP), la cual, sirve de límite entre 
factores que afectan la capacidad de detección de una las placas del Coco y Nazca. Asimismo, los simos son 
red sismológica, como son: la densidad y distribución frecuentes a lo largo del Cinturón Deformado del Norte 
de estaciones sísmicas, el tipo de instrumentación usada, de Panamá (CDNP) y el Cinturón Deformado del Centro 
la eficiencia del envío de datos desde las estaciones al de Costa Rica (CDCCR), los cuales son anchas zonas 
centro de procesamiento, las prácticas y procedimientos de deformación cortical con una alta densidad de fallas 
de detección de sismos, entre otros (Chouliaras, 2009; activas (Fan et al., 1993; Goes et al., 1993; Marshall et 
Mignan y Woessner, 2012; Wiemer y Wyss, 2000). al., 2000; Montero, 2001) (FIGURA 1).
FIGURA 1. Mapa tectónico simplificado de Costa Rica y ubicación de las estaciones de la RSN durante el año 2014. La región 
contenida dentro de la línea gruesa punteada representa el Cinturón Deformado del Centro de Costa Rica (CDCCR) de acuerdo 
con Montero y Rojas (2014). La línea discontinua representa el límite noreste simplificado del Bloque Antearco Centroamericano 
a lo largo de las Fallas del Arco Volcánico (FAV) de acuerdo con Franco et al. (2012). Otras estructuras tectónicas son: Cinturón 
Deformado del Norte de Panamá (CDNP), Cadena volcánica submarina de Fisher (F), Plateau de Quepos (PQ) y Zona de 
Fractura de Panamá (ZFP).
La Red Sismológica Nacional (RSN: UCR-ICE) es Geofísica (SSVEG) de la Escuela Centroamericana de 
uno de los entes dedicados a la vigilancia sísmica de Geología de la Universidad de Costa Rica (UCR) y el 
Costa Rica. Fue creada mediante un convenio entre la Área de Amenazas y Auscultación Sísmica y Volcánica 
Sección de Sismología, Vulcanología y Exploración (AAASV) del Instituto Costarricense de Electricidad 
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Mario Arroyo, Kevin Godínez, Lepolt Linkimer
(ICE). La SSVEG y el AAASV funcionan desde 1973 y (eventos a nivel global), se restringió el área de estudio 
1974, respectivamente, y el centro de registro conjunto para enfocar el análisis de la sismicidad dentro del 
de la RSN, con sede en la UCR, opera desde 1982. territorio de Costa Rica. De esta forma, se analizaron 
únicamente los sismos ubicados entre las coordenadas: 
El catálogo sísmico existente de la RSN incluye los 7,0° y 11,5° de latitud N y 86,5° y 82,0° de longitud 
sismos ocurridos a partir del año 1974. La cantidad W. Esta porción del catálogo está compuesto por 68.022 
y distribución de las estaciones con las que se han sismos. Asimismo, se analizó la sismicidad para años 
localizado los sismos de este catálogo ha variado completos, es decir, comenzando el 1 de enero de 1975 
significativamente a lo largo de la historia de la RSN. En y hasta el 31 de diciembre del 2014.
1976, la red de estaciones contaba únicamente con cinco 
instrumentos en la parte central de Costa Rica (Morales, Además de la restricción temporal y geográfica, se 
1986), número que creció paulatinamente hasta tomaron en cuenta otros criterios para descartar los 
alrededor de 60 estaciones, ubicadas en todo el país para sismos con localizaciones de baja calidad. De esta 
el 2014. Esta distribución heterogénea de las estaciones forma, se obviaron del análisis los eventos localizados 
desde un punto de vista geográfico y temporal es una con menos de cuatro estaciones y también, los 
situación común en las redes sismológicas e implica que caracterizados por un valor de la raíz cuadrática media 
muchos sismos no son detectados en ciertos rangos de (RMS) mayor a 1,0. Tampoco fueron tomados en 
tiempo y, en ciertas regiones geográficas, especialmente cuenta aquellos que no contaban con una estimación de 
los eventos de magnitud baja que ocurren durante los magnitud. Adicionalmente, se realizó una inspección de 
periodos de tiempo en los cuales las redes operan con la profundidad, y fueron descartados aquellos sismos 
pocos instrumentos. con profundidades atípicas, considerando el espesor 
de la corteza y profundidad de la losa de la placa del 
Partiendo de lo anterior, se analiza la sismicidad Coco que se subduce bajo Costa Rica (Lucke, 2014). 
localizada por la RSN en Costa Rica con el fin de El catálogo filtrado de acuerdo con las restricciones y 
determinar la MC para el periodo de tiempo 1975- los criterios mencionados, está compuesto por 62.514 
2014. Para el cálculo de la MC en este estudio se ha sismos (TABLA 1).
elegido utilizar el tradicional método de Stepp (1972) 
con el fin de ofrecer un primer resultado para todo el TABLA 1. Cantidad de sismos en rangos de cinco años del 
catálogo de la RSN que sirva de marco de referencia catálogo depurado de la RSN.
para futuros cálculos con otras metodologías, como con Cantidad total de sismos 
el programa Zmap de Wiemer (2001). Adicionalmente, Intervalo de tiempo registrados
se calcula la relación Gutenberg-Richter con ciertas 2010-2014 9.689
limitaciones que se discuten en el artículo. Se deja por 
fuera del alcance de esta investigación la zonificación 2005-2009 13.664
por fuentes sísmicas o geográficas, ya que el objetivo 2000-2004 16.705
en esta ocasión es documentar los valores generales 
para todo el catálogo. La determinación de la MC y los 1995-1999 10.709
parámetros de la relación Gutenberg-Richter son de 1990-1994 8.389
suma importancia para la práctica sismológica, pues 1985-1989 2.465
son la base de los estudios de amenaza sísmica de una 
región particular. 1980-1984 733
1975-1979 160
EL CATÁLOGO DE SISMOS DE LA RSN Total 62.514
El catálogo sísmico de la RSN analizado en este estudio 
está compuesto por 111.850 sismos que ocurrieron entre Otro aspecto tratado en la preparación del catálogo fue la 
el 4 de noviembre de 1974 y el 31 de diciembre del 2014. uniformización de la magnitud, ya que la determinación 
Este catálogo incluye las características básicas de los de la misma ha variado a lo largo de la historia de la 
sismos localizados, esto es, la fecha, hora, coordenadas RSN. Antes del 2012, se determinaba principalmente 
del epicentro (latitud y longitud), profundidad del la magnitud coda (Md) o la magnitud local (ML). 
hipocentro y en la mayoría de los casos su magnitud. Sin embargo, desde el 2012, se estima únicamente la 
magnitud momento (Mw). Con el fin de realizar un 
Dado que el catálogo de la RSN contiene sismos análisis homogeneizado de la magnitud del catálogo, se 
regionales (a nivel Centroamericano) y telesismos procedió a convertir las magnitudes ML y Md a Mw. 
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Completitud del catálogo de la Red Sismológica Nacional de Costa Rica durante 1975-2014
Para la conversión de las magnitudes, se usaron las Si se asume que la tasa media de ocurrencia de sismos es 
relaciones determinadas por Rojas (1993) y Rojas et al. constante, entonces la desviación estándar varía como 
(1993). . Por consiguiente, un rango de magnitud durante 
un periodo de tiempo es considerado en completitud 
RESULTADOS: COMPLETITUD DEL cuando la tendencia de la desviación estándar, es igual 
CATÁLOGO o muy similar a la de  (Nasir et al., 2013). Si esta 
tendencia no se cumple, indicaría que el intervalo de 
Para la determinación de la MC se utilizó la tiempo no es suficiente o que el rango de magnitud bajo 
metodología de Stepp (1972). Este método evalúa la estudio no es completo (Caneva et al., 2003).
estabilidad de la tasa media de la ocurrencia de sismos 
en un rango de magnitud y en una serie de periodos de El análisis del catálogo de la RSN se realizó para 
tiempo predefinidos. Stepp (1972) supone que la tasa intervalos de tiempo de cinco años desde 1975 al 2014, 
de ocurrencia de los sismos en una región es uniforme es decir, se consideraron los siguientes ocho intervalos 
o se mantiene constante a través del tiempo. Además, de tiempo: 1975-1979, 1980-1984, 1985-1989, 1990-
infiere que la ocurrencia de terremotos sigue una 1994, 1995-1999, 2000-2004, 2005-2009 y 2010-2014. 
distribución de Poisson, es decir, que hace referencia Además, se trabajó con 12 rangos de magnitud, que 
a variables sometidas a influencias, impactos o incluyen un rango de Mw ≤ 1,9, diez rangos desde 2,0 
fenómenos aleatorios que evolucionan en función de a 6,9 subdivididos en intervalos de 0,5 (i.e., 2-2.4, 2.5-
una variable, que puede ser el tiempo o el espacio 2.9,… 6,5-6,9) y un rango para Mw ≥ 7,0.
(Cárdenas et al., 2010).
Con el fin de seguir la metodología de Stepp (1972), 
De acuerdo con Stepp (1972), la desviación estándar se crearon tablas de análisis para la determinación 
(s) de la tasa media de ocurrencia de sismos (M) del número de eventos acumulado, la tasa media de 
durante un periodo de tiempo acumulado (T) estaría ocurrencia y la desviación estándar, como se ejemplifica 
dada por: para el intervalo de Mw de 5,0 a 5,4 en la TABLA 2. A 
partir de los datos estadísticos obtenidos, se realizó una 
comparación gráfica entre s y  para todos los rangos 
temporales y de Mw predefinidos.
TABLA 2. Ejemplo de los resultados obtenidos con el método de Stepp (1972) para el intervalo de Mw 5,0 - 5,4.
Número de eventos Tasa media de Desviación 
Intervalo de tiempo Tiempo acumulado (T) 1/√T
acumulado (N) ocurrencia (M) estándar (s)
2010-2014 5 0,45 56 11,20 1,50
2005-2009 10 0,32 122 12,20 1,10
2000-2004 15 0,26 189 12,60 0,92
1995-1999 20 0,22 237 11,85 0,77
1990-1994 25 0,20 332 13,28 0,73
1985-1989 30 0,18 369 12,30 0,64
1980-1984 35 0,17 414 11,83 0,58
1975-1979 40 0,16 423 10,58 0,51
Para inspeccionar la relación entre la desviación estándar representa la tendencia que sigue . Es así como los 
y , se graficó el log10 de las desviaciones estándar rangos de Mw con un R2 ≥ 0,99 se consideraron como en 
por periodos de tiempo para cada rango de Mw, así completitud para el periodo de tiempo analizado.
como el valor de  que sirve de referencia (FIGURA 
2). Dado que visualmente el patrón de las curvas es muy En la FIGURA 2A, se aprecian los datos graficados 
uniforme, se procedió a cuantificar la tendencia entre la desde 1975 hasta el 2014. En esta figura se muestran, 
curva de la desviación estándar en comparación con la de además, los R2 para este rango de tiempo. Se observa 
, a través de la determinación de un ajuste potencial como los rangos 5,0 ≤ Mw ≤ 5,4, 5,5 ≤ Mw ≤ 5,9 y 6,0 
para cada una de las curvas graficadas. Se tomó como ≤ Mw ≤ 6,4 están en completitud, ya que sus R2 son de 
criterio, un alejamiento aceptable de 0,01 con relación 0,99 para todo el periodo 1975-2014. Es importante 
al R2 de , pues se consideró que este valor aún aclarar que para los sismos de Mw ≥ 6,5 el ajuste 
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Mario Arroyo, Kevin Godínez, Lepolt Linkimer
potencial de la desviación estándar no es el óptimo, ya más detalle periodos de tiempo menores, en los que se 
que los sismos de alta Mw son poco frecuentes dentro determinó el ajuste potencial de la curva de s y su relación 
de la ventana de tiempo analizada. Tomando en cuenta con , buscando los rangos de tiempo para los cuales 
la pequeña muestra de sismos de Mw ≥ 6,5 disponibles el ajuste de R2 es ≥ 0,99 (FIGURA 2B). Se tomó como 
(sólo 13), se requiere de un periodo de tiempo mucho tiempo mínimo aceptable un periodo de al menos 20 años 
mayor para poder obtener una relación que siga la para el análisis de sismos de Mw ≤ 6,4. Es así como se 
misma tendencia de . No obstante, se considera determinó que para el rango 4,5 ≤ Mw ≤ 4,9 el catálogo 
que el catálogo de la RSN si está en completitud para es completo para el periodo 1980-2014, para los rangos 
Mw ≥ 6,5, dado que la metodología de Stepp (1972) así 4,0 ≤ Mw ≤ 4,4 y 3,5 ≤ Mw ≤ 3,9 el catálogo es completo 
lo determina para magnitudes menores en el rango de para el periodo 1990-2014 y para el rango 3,0 ≤ Mw ≤ 3,4 
Mw desde 5,0 a 6,4. El caso particular de Mw 5,0-5,9 el catálogo es completo para el periodo 1995-2014. Para 
en el periodo 1975-1979, no se considera con certeza los sismos con Mw ≤ 2,9 se estableció que el catálogo no 
en completitud, debido a observaciones adicionales se encuentra en completitud (TABLA 3). En particular, 
que se presentan más adelante en esta misma sección el rango de Mw 2,5–2,9 posee un R2 es ≥ 0,99 para el 
(TABLA 3). periodo 2000-2014, no obstante, este rango de Mw no se 
considera con certeza en completitud, ya que no cumple 
Una vez determinada la MC de 5,0 para el periodo 1975- con el requisito de tiempo mínimo aceptable de 20 años 
2014 (FIGURA 2A), se procedió a inspeccionar con para un R2 ≥ 0,99.
FIGURA 2. Resultados del método de Stepp (1972). A. Desviación estándar de la tasa de frecuencia de sismos para rangos desde 
Mw 2,5 para todo el periodo de estudio con su respectivo R2 y . B. Desviación estándar de la tasa de frecuencia de sismos 
para rangos de Mw considerados en completitud (R2= 0,99) con su respectivo  para un tiempo mínimo de 20 años.
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Completitud del catálogo de la Red Sismológica Nacional de Costa Rica durante 1975-2014
TABLA 3. Propuesta de completitud del catálogo para debajo de la MC de 5,0 la m es alta, mostrando poca 
diferentes rangos de Mw e intervalos de tiempo. Ver FIGURA 5. constancia en la tasa de sismicidad y sugiriendo un 
Rango (Mw) Intervalo de tiempo catálogo incompleto. Por ejemplo, para el rango 
< 2,5 Incompleto de Mw 4,0-4,9 la m es muy alta (m = 6), es decir, se 
2,5 – 2,9 ¿2000-2014? observa un aumento considerable en la detección de 
sismos a través del tiempo, especialmente después de 
3,0 – 3,4 1995-2014 1990 (FIGURA 3A).
3,5 – 3,9 1990-2014
4,0 – 4,4 1990-2014 Una observación importante que resulta de la inspección 
4,5 – 4,9 1980-2014 de la constancia de sismos en el tiempo, es que para el 
rango de Mw 5,0-5,9 durante el periodo de 1975-1979 
5,0 – 5,9 ¿1975-1979? y 1980-2014 existe una muestra muy baja de sismos (FIGURA 
≥ 6,0 1975-2014 3B). Según el método de Stepp (1972) este rango de 
tiempo y magnitud es considerado en completitud 
Para respaldar los resultados arrojados por el método (FIGURA 2), sin embargo, este resultado se encuentra 
de Stepp (1972), se inspeccionó la constancia de la fuertemente influenciado por la muestra completa de 
cantidad de sismos a través del tiempo, según rangos sismos proveniente del periodo 1980-2014. Debido a 
de Mw a partir de 4,0 (FIGURAS 3 y 4). Para cada la poca cantidad de sismos de Mw 5,0-5,9 durante el 
gráfico se determinó la pendiente (m), de forma que periodo 1975-1979, se determinó la m excluyendo 
si m ≤ 0,1, la tasa de sismicidad es considerada como este periodo. Los resultados obtenidos muestran que, 
constante durante el periodo analizado. Lo obtenido en obviando ese periodo de tiempo, la cantidad de sismos 
esta inspección apoya el resultado de la metodología es casi constante (m = 0,09, FIGURA 3B). Con base 
de Stepp (1972) para una MC de 5,0, ya que arriba de en estas observaciones, se considera que el periodo de 
esta magnitud, m es casi cero, lo que implica muy poca completitud para el rango de Mw 5,0-5,9 es de 1980-
variación de la tasa de sismicidad. Por el contrario, 2014 (TABLA 3).
FIGURA 3. Cantidad de sismos según Mw en el periodo 1975-2014. A. Mw de 4,0 a 4,9. B. Mw de 5,0 a 5,9. C. Mw de 6,0 a 6,9. 
D. Mw ≥ 7,0. La línea discontinua denota el ajuste lineal de la cantidad de sismos en el tiempo a partir de 1980 y m representa la 
pendiente de dicho ajuste lineal en cada caso.
Adicionalmente, se inspeccionó con más detalle la 0,5. Se calculó la m para cada gráfico de Mw desde 4,7 
muestra de sismos con Mw inmediatamente inferior a a 5,0, y se consideró la sismicidad como constante si m 
la MC de 5,0 (FIGURA 4). La intención de este análisis < 0,1 durante el periodo analizado (de 1980 al 2014). 
fue revisar la constancia en el tiempo de cada Mw en Los resultados obtenidos muestran que la detección de 
variaciones de 0,1, en caso de que el valor de la MC sismos es prácticamente constante para la Mw de 5,0 
fuese inferior al arrojado por la metodología de Stepp y que m aumenta progresivamente conforme disminuye 
(1972), la cual se basa en rangos mayores de Mw de Mw (m es de 0,10, 0,11 y 0,21 para un Mw de 4,9, 4,8 
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Mario Arroyo, Kevin Godínez, Lepolt Linkimer
y 4,7, respectivamente). Estos resultados apoyan los que los sismos de Mw de 4,8 y 4,9 están cerca de la 
obtenidos por el método de Stepp (1972) y sugieren completitud. 
FIGURA 4. Cantidad de sismos de Mw 4,7 a 5,0 en el periodo 1975-2014. A. Mw 4,7. B. Mw 4,8. C. Mw 4,9. D. Mw 5,0. La 
línea discontinua denota el ajuste lineal de la cantidad de sismos en el tiempo a partir de 1980 y m representa la pendiente del 
ajuste lineal en cada caso.
Con base en lo anterior, se concluye que la MC de 5,0 La distribución geográfica de la porción del 
es un valor robusto para el periodo 1980-2014. Un catálogo con MC > 5,0 se muestra en la FIGURA 
resumen de la completitud del catálogo sísmico de la 6 subdividida en cuatro décadas desde 1975 hasta 
RSN se muestra en la TABLA 3 y FIGURA 5. El cambio el 2014. Se observa que la sismicidad de mayor 
de sistemas de analógicos a digitales, a partir de 1990, magnitud ha ocurrido principalmente a lo largo de 
y el aumento considerable en el número de estaciones la costa Pacífica, asociada con la subducción de la 
a partir de 1995 están reflejados en los resultados placa del Coco bajo la placa Caribe y la microplaca 
obtenidos que muestran un valor menor de la MC a de Panamá. En el catálogo analizado, los terremotos 
partir de los años señalados (TABLA 3 y FIGURA 5). de mayor magnitud han sido: Sámara de 1978 (Mw 
6,8, FIGURA 6A), Golfito de 1983 (Mw 7,4, FIGURA 
6A), Cóbano de 1990 (Mw 7,3, FIGURA 6B), Limón 
de 1991 (Mw  7,7, FIGURA 6B, Goes et al., 1993), 
Quepos de 1999 (Mw 6,9, FIGURA 6C) y Sámara del 
2012 (Mw 7,6, FIGURA 6D).
RELACIÓN GUTENBERG-RICHTER
La relación Gutenberg y Richter (1944) muestra la 
distribución relativa del tamaño de los sismos. Esta 
relación está definida por:
Donde los parámetros a y b corresponden con la 
ordenada en el origen y la pendiente, respectivamente. 
De acuerdo con esta relación, los sismos grandes son 
poco frecuentes en comparación con los pequeños y 
FIGURA 5. Resumen de completitud del catálogo de sismos conservan una estricta relación proporcional entre 
de la RSN. ellos. 
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Completitud del catálogo de la Red Sismológica Nacional de Costa Rica durante 1975-2014
FIGURA 6. Distribución geográfica de la sismicidad por décadas durante 1975-2014 de los sismos con MC > 5. A. 1975-1984. 
B. 1985-1994. C. 1995-2004. D. 2005-2014.
La relación de Gutenberg-Richter calculada usando el sismos de todas las profundidades y fuentes sísmicas 
catálogo de la RSN durante 1975-2014 se muestra en en la región de estudio. Es importante mencionar que la 
la FIGURA 7. De la curva de frecuencia no acumulada, relación Gutenberg-Richter se realizó a partir del catálogo 
se observa que la mayoría de los sismos del catálogo completo, considerando la MC obtenida a partir de Stepp 
poseen una Mw entre 2,9 y 3,2. Usando la MC de (1972), sin eliminar los premonitores y las réplicas de los 
5,0, determinada con el método Stepp (1972), se terremotos, los cuales pueden afectar los parámetros a y 
realizó un ajuste lineal con mínimos cuadrados para la b (Knopoff, 2000). Por esta razón, estos valores sólo se 
determinación de los parámetros de a y b (FIGURA 7). presentan con fines ilustrativos para mostrar la relación 
Estos parámetros obtenidos corresponden con valores Gutenberg-Richter regional del catálogo y se recomienda 
regionales “promedio”, ya que toman en cuenta los evitar su interpretación tectónica (FIGURA 7).
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Mario Arroyo, Kevin Godínez, Lepolt Linkimer
FIGURA 7. Relación de Gutenberg-Richter para el catálogo de la RSN en el periodo 1975-2014. Se muestra con fines ilustrativos 
el ajuste lineal por mínimos cuadrados de la cantidad de sismos acumulada para una MC de 5,0. El valor b obtenido por el método 
de Aki (1965) es 0,96.
El cálculo del valor de b para la región por medio de DISCUSIÓN SOBRE EL SESGO DEL 
una regresión de mínimos cuadrados contradice la VALOR b
suposición de que los datos son independientes (Naylor 
et al., 2010). Debido a ello, este valor se recalculó a El valor b es la pendiente de la relación Gutenberg-
través de la metodología de máxima verosimilitud, Richter (ecuación 2) y por consiguiente, este valor 
propuesta por Aki (1965), en la cual se asume que describe la abundancia relativa de eventos grandes 
los datos son distribuidos exponencialmente y que en comparación con los pequeños para el catálogo 
la magnitud máxima es infinita (i.e., lo más probable estudiado. Al caracterizar la proporción de las 
es que la muestra sobre la que se calcula el valor de magnitudes de los sismos, el valor b en cierta forma 
b no es suficientemente grande para probar la máxima representa el estado de esfuerzos al que está sometido 
magnitud). La estimación por este método, consiste una región particular (Benito y Jiménez, 1999; 
en buscar el valor de b que maximice la función de Kulhanek, 2005; Sobiesiak, 2005) y por esto además 
probabilidad, por medio de la fórmula: está influenciado por la extensión de la ventana de 
tiempo en que es analizado (i.e., por el momento en el 
ciclo sísmico en que es observado). Además, el valor 
b depende secundariamente de la heterogeneidad del 
material, por lo que aumenta con la heterogeneidad 
Donde Mm es la magnitud media del grupo de sismos creciente (Sobiesiak, 2005).
a partir de la MC y ∆m es el ancho del intervalo de 
magnitud analizado (Naylor et al., 2010). Tomando en Si una red sismológica tuviera la capacidad de detectar 
cuenta un Mm de 5,40 para el catálogo en completitud absolutamente todos los sismos, el valor de b sería un 
y una MC de 5,0, el valor de b obtenido por este último fiel reflejo de la realidad tectónica de la región para la 
método es de 0,96. Este valor se encuentra dentro del ventana de tiempo de observación. Para poder realizar 
rango de valores publicados para la región de Costa un estudio que contemple toda la gama de magnitudes, 
Rica que varían entre 0,48 y 1,40 para áreas y fuentes se debería establecer un lugar y momento de tiempo en 
sísmicas específicas (Rojas et al., 1993; Laporte et los cuales se tuviera certeza de que se ha mantenido 
al., 1994; Benito et al., 2012). Además, el resultado una capacidad de registro de sismicidad instrumental 
obtenido es similar al valor de b promedio para constante en dicho lapso (Benito et al., 2012; Mendoza, 
diferentes subregiones dentro de Costa Rica presentado 2012; Valladares, 2013). Desafortunadamente, aún es 
en estudios previos, por ejemplo: 0,97 en Rojas et al. difícil que una red sismológica alcance la detección 
(1993), 0,91 en Laporte et al. (1994) y 0,93 en Benito total de los sismos para periodos considerables de 
et al. (2012), no obstante deben de considerarse las tiempo. Por esta razón, el concepto de la MC intenta 
limitaciones que se explican en la siguiente sección para solventar este sesgo inherente en el cálculo de b para los 
su correcta interpretación. catálogos sísmicos. Así, cada estudio aproxima el valor 
95
Completitud del catálogo de la Red Sismológica Nacional de Costa Rica durante 1975-2014
de b para el catálogo con base en la elección de una como el área geográfica de interés y la calidad de las 
magnitud mínima de detección confiable en el periodo localizaciones. Además, el cálculo de la magnitud de los 
de tiempo analizado. sismos fue homogeneizado a Mw. El catálogo filtrado de 
acuerdo con las restricciones y los criterios mencionados 
Existen varios factores limitantes que afectan el cálculo en el artículo, está compuesto por 62.514 sismos.
de b presentado en este estudio. Como se mencionó en 
la sección anterior, la relación Gutenberg-Richter se Se determinó una MC de 5,0 para el catálogo sísmico 
construyó a partir del catálogo completo sin eliminar en el periodo 1975-2014. Además, se estableció que el 
premonitores y réplicas de los terremotos, lo cual catálogo es completo para el rango 4,5 ≤ Mw ≤ 4,9 en el 
para algunos autores viola la “independencia” de cada periodo 1980-2014, para 3,5 ≤ Mw ≤ 4,4 en el periodo 
evento sísmico si estos siguieran una distribución 1990-2014, y para 3,0 ≤ Mw ≤ 3,4 en el periodo 1995-
de Poisson, y por ende, esto afectaría el cálculo de 2014. El cambio de sistemas analógicos a digitales, a 
la proporcionalidad de la magnitud entre los sismos partir de 1990, y el aumento considerable en el número 
(Knopoff, 2000). No obstante, algunos estudios de estaciones, a partir del año 1995, está reflejado en los 
realizan un cálculo del valor de b usando los terremotos resultados obtenidos que muestran un valor menor de la 
y sus réplicas (Sobiesiak, 2000). MC a partir de los años señalados.
El cálculo de la magnitud de los sismos es otro factor El catálogo es incompleto para Mw ≤ 2,5, sin embargo, 
limitante si este no ha sido uniforme a lo largo de la para Mw 2,5–2,9 durante el periodo 2000-2014 el 
historia de la red. En nuestro estudio, este aspecto se catálogo podría estar completo, pero esto no se puede 
intenta resolver al convertir las magnitudes a un mismo determinar con certeza por el método de Stepp (1972) 
tipo Mw, como se mencionó en la segunda sección de porque el periodo de observación es muy corto. La 
este artículo. Otra restricción es el tiempo de observación inspección de la constancia en el tiempo de diversos 
de solamente 40 años, el cual es insuficiente para rangos de Mw sugiere que los sismos de Mw de 4,8 y 4,9 
representar la sismicidad de una región, no obstante, el están cerca de la completitud, y que en el caso particular 
catálogo analizado en este estudio, es el más extenso de Mw 5,0-5,9 en el periodo 1975-1979, el catálogo 
existente en Costa Rica. Influye además en el valor b la podría ser incompleto.
región geográfica seleccionada, ya que el valor obtenido 
es un promedio para todo el catálogo, y será distinto del A través de la metodología de Aki (1965), usando una 
valor que se calcule para regiones más pequeñas en las MC de 5,0 en la ventana de tiempo de 1975 al 2014, se 
cuales lógicamente la cantidad y distribución de sismos determinó un valor b de 0,96, muy similar a los valores 
serán distintas. En esta ocasión se ha dejado fuera de promedio regionales obtenidos en estudios previos (0,97 
esta investigación la determinación de b con base en una en Rojas et al., 1993; 0,91 en Laporte et al., 1994 y 0,93 
zonificación geográfica o por fuentes sísmicas. en Benito et al., 2012). Algunos factores que influencian 
el sesgo del valor b son: el uso de premonitores y 
Pese a las limitaciones aquí mencionadas, siendo la réplicas de los terremotos, el cálculo de diversos 
mayoría propias de los estudios que involucran el tipos de magnitud y su uniformización, el tiempo 
análisis de un catálogo sísmico, es relevante documentar de observación del catálogo y la región geográfica 
el valor b aproximado de un catálogo sísmico y poder seleccionada. Es importante recalcar la importancia del 
así referenciar sus cambios conforme aparecen nuevas entendimiento de estos factores en el cálculo de MC y 
metodologías y las redes sismológicas capturan datos b, en miras de su correcta interpretación, especialmente 
más completos. Durante los años 2016 y 2017, la para estudios de amenaza sísmica, pues tanto MC como 
RSN ha ampliado su red de estaciones con 90 nuevos b, presentan variabilidad espacial y temporal debido a 
instrumentos y esta porción del catálogo aún no ha sido factores inherentes a la geotectónica de la región o a 
analizada. La sismicidad registrada a partir de esta nueva los que afectan la capacidad de detección de las redes 
ampliación permitirá aproximar más robustamente el instrumentales.
valor b en estudios futuros y corroborar los presentados 
en esta investigación con el uso de otras metodologías. AGRADECIMIENTOS
CONCLUSIONES Este estudio resulta, en primera instancia, de una 
iniciativa de investigación como parte de una Práctica 
Con base en la metodología de Stepp (1972), se realizó Profesional Supervisada de la carrera en Ciencias 
un análisis de 111.850 sismos registrados por la RSN. Geográficas de la Universidad Nacional (UNA), por lo 
Este catálogo fue depurado considerando varios factores cual, agradecemos al personal docente de la Escuela de 
96
Mario Arroyo, Kevin Godínez, Lepolt Linkimer
Ciencias Geográficas de la UNA (ECG) que nos apoyó subduction interface of the Cocos Plate, from GPS 
en la realización del mismo. Este artículo es también el data in Chiapas (Mexico), Guatemala and El Salvador. 
resultado de los proyectos de investigación Vigilancia Geophysical Journal International, 189(3): 1223-1236. 
Sísmica de Costa Rica (113-B5-704) y Estudio del 
catálogo de sismos de la Red Sismológica Nacional de Goes, S., Velasco, A., and Schwartz, S. 1993. The April 
Costa Rica (113-B5-A02) inscritos ante la Vicerrectoría 22, 1991, Valle de la Estrella, Costa Rica (MW 7.7) 
de Investigación de la Universidad de Costa Rica. earthquake and its tectonic implications: A broadband 
Agradecemos a todo el personal que ha colaborado seismic study. Journal Geophysical Research, 98(B5): 
con la RSN a lo largo de más de 30 años, tanto en la 8127-8142. 
UCR como en el ICE y que han permitido el registro 
y localización de los sismos del catálogo analizado en Gutenberg, B., and Richter, C. 1944. Frequency of 
este artículo. earthquakes in California. Bulletin of the Seismological 
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