La microzonificación sísmica se define como el proceso de subdividir un área potencial sísmica o propensa a terremotos en zonas con respecto a algunas características geológicas y geofísicas de los sitios tales como temblores del suelo, susceptibilidad a la licuefacción , riesgo de deslizamientos de tierra y caída de rocas, inundaciones relacionadas con terremotos, de modo que Los peligros sísmicos en diferentes lugares dentro del área se pueden identificar correctamente. La microzonificación proporciona la base para el análisis de riesgo específico del sitio, que puede ayudar a mitigar los daños causados por un terremoto . [1]En términos más generales, la microzonificación sísmica es el proceso de estimar la respuesta de las capas de suelo bajo las excitaciones de un terremoto y, por lo tanto, la variación de las características del terremoto en la superficie del suelo. [2]
La geología regional puede tener un gran efecto sobre las características del movimiento del suelo. [3] La respuesta del sitio al movimiento del suelo puede variar en diferentes lugares de la ciudad de acuerdo con la geología local. Un mapa de zonificación sísmica para todo un país puede, por lo tanto, ser inadecuado para una evaluación detallada del peligro sísmico de las ciudades. Esto requiere el desarrollo de mapas de microzonificación para las grandes ciudades para un análisis detallado de la amenaza sísmica. [4] Los mapas de microzonificación pueden servir como base para evaluar el análisis de riesgo específico del sitio, que es esencial para estructuras críticas como plantas de energía nuclear, subterráneos, puentes, carreteras elevadas, trenes aéreos y sitios de presas. La microzonificación sísmica puede considerarse como la fase preliminar de los estudios de mitigación del riesgo sísmico. Requiere contribuciones multidisciplinarias, así como una comprensión integral de los efectos de los movimientos del suelo generados por terremotos en las estructuras hechas por el hombre. [5] Muchas grandes ciudades de todo el mundo se han esforzado en desarrollar mapas de microzonificación para comprender mejor el peligro de terremotos dentro de las ciudades. [6]
Efecto de las condiciones del sitio sobre el movimiento del suelo durante un terremoto
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Se ha reconocido desde hace mucho tiempo que la intensidad del temblor del suelo durante los terremotos y el daño asociado a las estructuras están significativamente influenciados por las condiciones geológicas y del suelo locales. [3] Se ha descubierto que los sedimentos no consolidados amplifican el movimiento del suelo durante los terremotos y, por tanto, son más propensos a sufrir daños por terremotos que los suelos con estratos duros . Las ciudades modernas construidas sobre sedimentos blandos son especialmente vulnerables a los daños causados por los movimientos amplificados del suelo.
El terremoto de la Ciudad de México de 1985 del 19 de septiembre de 1985 es un buen ejemplo de los daños causados por un terremoto en una ciudad moderna construida sobre sedimentos blandos. Aunque el epicentro del terremoto se ubicó a unos 350 km de la ciudad, los sitios con depósitos de arcilla blanda exhibieron una gran amplificación del movimiento del suelo que resultó en daños severos. La Ciudad de México está construida sobre una capa gruesa de suelo blando sobre un estrato duro. La parte occidental de la ciudad está ubicada en el borde de un antiguo lecho de lago, mientras que los depósitos de arcilla blanda que llenan el antiguo lecho del lago subrayan la parte oriental. En el área del lecho del lago, los depósitos de arcilla blanda tienen velocidades de onda de corte que varían de 40 a 90 m / sy los estratos duros subyacentes tienen una velocidad de onda de corte en el rango de 500 m / so más. Durante el terremoto de 1985, las ondas sísmicas quedaron atrapadas en los estratos blandos. La capa de suelo blando permitió que las ondas de corte que se propagaban hacia arriba se propagaran fácilmente; sin embargo, los estratos duros en la parte inferior actuaron como un reflector y rebotaron las ondas que se propagaban hacia abajo. Este tipo de atrapamiento de ondas creó una resonancia y, en consecuencia, resultó en una enorme amplificación del movimiento del suelo. Como resultado, el área del lecho del lago sufrió daños catastróficos; sin embargo, en la parte suroeste de la ciudad, los movimientos del suelo fueron moderados y los daños a la construcción fueron menores. La aceleración registrada en las zonas de colinas fueron movimientos del suelo de corto período de amplitud relativamente baja en comparación con los movimientos de suelo de gran amplitud y de largo período registrados en las estaciones ubicadas en la zona del lago. [7]
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Se observaron tipos similares de amplificación del movimiento del suelo en el terremoto de Loma Prieta en octubre de 1989. [8] Los depósitos de arcilla profunda subyacentes alrededor del perímetro del área de la Bahía de San Francisco amplificaron enormemente el movimiento del suelo en el área de San Francisco y Oakland, causando graves daño. El puente de la bahía de San Francisco-Oakland, fundado en un sitio de arcilla profunda, sufrió grandes daños en este terremoto.
El fenómeno de amplificación del sitio observado durante estos terremotos destacó claramente la posibilidad de movimientos severos del suelo en sitios con perfiles de suelo blando ubicados a gran distancia de las fallas causantes y subrayó la importancia del análisis de riesgo específico del sitio.
Métodos de microzonificación sísmica.
Las características dinámicas del sitio, como el período predominante , el factor de amplificación, la velocidad de la onda de corte , los valores de prueba de penetración estándar se pueden utilizar para fines de microzonificación sísmica. La medición de la velocidad de la onda de corte y la prueba de penetración estándar son generalmente costosas y no es factible realizarlas en un gran número de sitios con el propósito de microzonificación. La medición de vibraciones ambientales (también llamada Microtremor ) se ha convertido en un método popular para determinar las propiedades dinámicas de los estratos del suelo y se está utilizando ampliamente para la microzonificación. Las observaciones de microtremor son fáciles de realizar, económicas y también se pueden aplicar a lugares con baja sismicidad, por lo tanto, las mediciones de microtremor se pueden utilizar convenientemente para la microzonificación.
Referencias
- ^ a b Tuladhar, R., Yamazaki, F., Warnitchai, P & Saita, J., Microzonificación sísmica del área del Gran Bangkok usando observaciones de microtremor, ingeniería sísmica y dinámica estructural, v33, 2004: 211-225 [1]
- ^ Finn, WDL (1991) Aspectos de ingeniería geotécnica de la microzonización , Proc. 4ta Conferencia Internacional sobre Zonificación Sísmica, (1): 199-259
- ^ a b Seed, HB y Schnabel, PB, 1972. Efectos geológicos y del suelo sobre la respuesta del sitio durante terremotos. Proc. de la Primera Conf. Internacional. sobre microzonificación para una construcción más segura - Investigación y aplicación, vol. I, págs. 61-74
- ^ Schell, BA et al., 1978. Microzonificación sismotectónica para la reducción del riesgo de terremotos. Proc. de la Segunda Conf. Internacional. sobre microzonificación para una construcción más segura - Investigación y aplicación, vol. I, págs. 571-583
- ^ Ansal, AM y Slejko, D. (2001) El camino largo y sinuoso de los terremotos a los daños , la dinámica del suelo y la ingeniería de terremotos, (21) 5: 369-375.
- ^ Shima, E., 1978. Mapa de microzonificación sísmica de Tokio. Proc. de la Segunda Conf. Internacional. sobre microzonificación para una construcción más segura - Investigación y aplicación, vol. I, págs. 433-443
- ^ Seed, HB, Romo, MP, Sun, JI, Jaime, A. y Lysmer, J., 1988. El terremoto de México del 19 de septiembre de 1985-Relaciones entre las condiciones del suelo y los movimientos del suelo del terremoto. Espectros de terremotos, EERI , vol. 4, núm. 4, págs. 687-729
- ^ Benuska, L., 1990. Informe de reconocimiento del terremoto de Loma Prieta. Espectros de terremotos, EERI, Suplemento del vol. 6 de mayo