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, como temblores del suelo, susceptibilidad a la licuefacción , peligro de deslizamientos de tierra y caída de rocas, inundaciones relacionadas con terremotos, de modo que Se puedan identificar correctamente los riesgos sísmicos en diferentes lugares dentro del área. La microzonificación proporciona la base para el análisis de riesgos específicos del sitio, que puede ayudar a mitigar los daños causados por los terremotos. [1] En términos más generales, la microzonificación sísmica es el proceso de estimar la respuesta de las capas del suelo bajo excitaciones sísmicas 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 según la geología local. Por lo tanto, un mapa de zonificación sísmica para todo un país puede resultar 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 riesgos específicos del sitio, lo cual es esencial para estructuras críticas como plantas de energía nuclear, metros, puentes, carreteras elevadas, trenes aéreos y sitios de represas. 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 construidas por el hombre. [5] Muchas ciudades grandes de todo el mundo se han esforzado en desarrollar mapas de microzonificación para comprender mejor el riesgo de terremotos dentro de las ciudades. [6]
Desde hace mucho tiempo se reconoce que la intensidad de los temblores del suelo durante los terremotos y los daños asociados 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 lo tanto, son más propensos a sufrir daños sísmicos 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 del 19 de septiembre de 1985 es un buen ejemplo del daño causado por un terremoto en una ciudad moderna construida sobre sedimentos blandos. Aunque el epicentro del terremoto se localizó a unos 350 kilómetros de la ciudad, los sitios con depósitos de arcilla blanda mostraron una enorme amplificación del movimiento del suelo, lo que provocó graves daños. La Ciudad de México está construida sobre una gruesa capa de suelo blando sobre un estrato duro. La parte occidental de la ciudad se encuentra 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/s y los estratos duros subyacentes tienen una velocidad de onda de corte en el rango de 500 m/s o 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 del fondo actuaron como un reflector y rebotaron las ondas que se propagaban hacia abajo. Este tipo de captura de ondas creó una resonancia y, en consecuencia, resultó en una enorme amplificación del movimiento del suelo. Como resultado, la zona 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 los edificios fueron menores. Las aceleraciones registradas en las zonas de colinas fueron movimientos del suelo de amplitud relativamente baja y períodos cortos en comparación con los movimientos del suelo de alta amplitud y períodos largos registrados en las estaciones ubicadas en la zona del lago. [7]
Se observaron tipos similares de amplificación del movimiento del suelo en el sitio en el terremoto de Loma Prieta en octubre de 1989. [8] Los depósitos profundos de arcilla subyacentes en los sitios 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 daños. daño. El puente de la Bahía de San Francisco-Oakland, fundado sobre un sitio arcilloso profundo, resultó gravemente dañado 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 riesgos específico del sitio.
Las características dinámicas del sitio, como el período predominante, el factor de amplificación, la velocidad de la onda de corte y los valores estándar de la prueba de penetración, 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 llevarlas a cabo en un gran número de sitios con fines de microzonificación. La medición de vibraciones ambientales (también llamada microtemblor ) 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 microtemblores son fáciles de realizar, económicas y también pueden aplicarse a lugares con baja sismicidad, por lo que las mediciones de microtemblores pueden usarse convenientemente para la microzonificación.