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Optimización de algoritmo STA/LTA para la detección de tiempos de arribo de ondas sísmicas utilizados por el Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología de Guatemala.

Resumen

En el presente trabajo de graduación se estudia la respuesta al algoritmo STA/LTA para 8 estaciones de la red nacional sísmica administrada por el INSIVUMEH. Estas corresponden a FG12, ESSG, HUEH, STG8, SMCA, APG, RETA Y CHIE ya que son las más utilizadas para localización hipocentral y los consecuentes procesamientos de la actividad sísmica en la región nacional. El algoritmo STA/LTA consta, principalmente, de 4 parámetros que permiten la detección de eventos, al activar automáticamente el sistema de registro. Estos son conocidos como longitud de ventana corta (STA - short time average), longitud de ventana larga (LTA - long time average), nivel de umbral de activación y nivel de umbral para desactivación. Se propone a través de estos, optimizar el algoritmo STA/LTA para la detección de tiempos de arribo de ondas sísmicas del INSIVUMEH, a manera de minimizar el tiempo de identificación del tiempo de llegada de eventos sísmicos y la ocurrencia de eventos de falsa alarma; identificar los parámetros óptimos para cada una de las 8 estaciones de estudio e identificar estadísticamente los resultados óptimos de acuerdo con cada método de estudio. Como herramientas estadísticas se utiliza un análisis de probabilidades, así como curvas ROC que permiten definir visualmente la capacidad de un algoritmo de clasificar entre objetos (en este caso, señales sísmicas con distintas características) para evaluar qué conjunto de parámetros optimizan la relación entre probabilidad de detección y la probabilidad de falsa alarma. Se utilizo además Python, obspy y numpy para el procesamiento de señales. Se creo tres grupos con eventos por su magnitud, el primero corresponde a eventos con magnitud mayor a 4.5, el grupo 2 son eventos menores a 4.1 y mayores a 3.3, inclusivos. El grupo 3 incluye eventos con magnitudes menores a 3.3. Debido a las similitudes entre la implementación del algoritmo STA/LTA de RTQUAKE, el cual corresponde al software de monitoreo sísmico utilizados en la actualidad por INSIVUMEH, y la implementación de la implementación de STA/LTA clásico de OBSPY se elige este como mejor método de estudio. Fue posible para cada una de las estaciones optimizar la relación entre la probabilidad de detección y la probabilidad de falsa alarma para el nuevo conjunto de parámetros y el utilizado actualmente ({STA=2s, LTA=100s, na=3.5, nd=1.5}). (A)