Estudios de Peligrosidad Sísmica

La peligrosidad sísmica se puede definir como la probabilidad de ocurrencia, dentro de un lugar y periodo de tiempo determinado, de un valor de la intensidad de movimiento del suelo producido por sismos.

La peligrosidad es frecuentemente estimada en función de los valores máximos de aceleración, velocidad y desplazamiento y se denominan con las siglas siguientes atendiendo a sus nombres en inglés: PGA (Peak ground acceleration), PGV (Peak ground velocity) y PGD (Peak ground desplacement). A veces, también se determina en función de la destrucción que produce el terreno a través de la intensidad macrosísmica (I).

La elección del parámetro depende del tipo de estudio y de los fines que se persigan en su aplicación. El parámetro más extendido de todos en el área de la geotecnia es el de la aceleración pico de las partículas o PGA.

Para determinar la peligrosidad sísmica habitualmente se realizan dos tipos de estudios y cálculos:

Estudios Deterministas

Este tipo de estudios parten de la hipótesis de que los sismos futuros se producirán de la misma forma a como lo hicieron en el pasado y conducen a la estimación de los valores máximos del parámetro empleado para su descripción.

Permiten, por tanto, determinar una intensidad o magnitud máxima esperada en el emplazamiento, que se interpreta como la mayor magnitud/intensidad que puede dar lugar en el sitio como consecuencia de un terremoto en las proximidades.

Estudios probabilistas

En cuanto a los estudios probabilistas, determinan las relaciones de ocurrencia de sismos en una zona a partir de la información existente (catálogos sísmicos) y de las funciones de probabilidad de los parámetros implicados.

Las expresiones de probabilidad permiten asociar a cada valor del parámetro estudiado una un periodo de retorno o una probabilidad anual de excedencia.

En la siguiente imagen se muestra de forma gráfica los dos métodos de cálculo comentados para el estudio de la Peligrosidad Sísmica.

Esquema de estudio determinista y esquema de estudio probabilista. Imagen tomada de Benito B. y Jiménez M. W. 1999.

Los resultados obtenidos con uno u otro método son diferentes y por tanto, deben realizarse atendiendo a los fines que se persigan.

Por ejemplo en grandes obras de ingeniería como grandes presas, edificios o puentes estratégicos o grandes vías de comunicación, es necesario conocer la peligrosidad símica en el lugar exacto donde se construirá la estructura por lo que dicha peligrosidad se determinará en función de un valor máximo que defina la intensidad de movimiento si se utiliza el método determinista o en cambio como una función de probabilidad del parámetro implicado en función del tiempo si se trata de un método probabilista.

Normalmente, en estudios específicos de peligrosidad sísmica de grandes obras, primeramente se realiza un estudio determinista y posteriormente un estudio probabilista.

No obstante, la evaluación de la peligrosidad sísmica requiere conocer dos rasgos importantes de la zona de estudio: la sismicidad del área próxima, al menos en una distancia de 200 km del punto de estudio con la identificación de las distintas zonas sismogenéticas que producen que terremoto y las leyes de atenuación sísmica regional que amortiguan la energía liberada por el sismo desde el hipocentro o foco hasta el punto de estudio.

A partir de estas dos características, es posible determinar la intensidad de movimiento como consecuencia de los sismos.

Complementariamente hay que considerar los efectos locales puesto que en numerosas ocasiones se producen amplificaciones debidas a la naturaleza del terreno. Los efectos locales se estudian mediante estudios de microzonificación y requieren el estudio concreto del terreno bajo las estructuras mediante una caracterización adecuada de sus propiedades geotécnicas, las cuales suelen venir definidas por la velocidad de la propagación de las ondas s (vs), valor N del ensayo SPT y resistencia a compresión simple.