Una investigadora de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha descrito el efecto local del movimiento del suelo que produce un movimiento sísmico, generado en el interior de la Tierra, debido a las capas más superficiales de una región determinada. Así, ha puesto de relevancia la importancia de las características locales en los daños finales ocasionados por un terremoto.
Como muchos de los denominados desastres naturales, los terremotos suscitan un gran interés en la sociedad debido a las pérdidas humanas y económicas que de ellos se pueden derivar. En las últimas décadas el efecto local sísmico, que estudia la influencia de las condiciones locales del suelo en el movimiento sísmico observado en la superficie, ha sido objeto de una profunda investigación ya que se ha revelado como uno de los aspectos fundamentales en ingeniería sísmica y sismología a la hora de explicar los daños observados después de un terremoto.
En este contexto, Sonia Álvarez Rubio investigadora de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de la Universidad Politécnica de Madrid ha estudiado y descrito el efecto local sísmico en una región, el cantón de Valais (Suiza), ver figura, que explica la heterogeneidad de los daños sísmicos en una pequeña zona y aclara por qué un edifico puede sufrir daños severos mientras que otro próximo y de las mismas características estructurales, no. Los resultados de este estudio(*) recomiendan una modificación en la normativa sismorresistente de aquel país por la necesidad de recoger en ella el efecto local de los terremotos.
El movimiento sísmico registrado en superficie es el resultado de la propagación, por el interior de la Tierra, de la energía liberada en la fuente sísmica hasta alcanzar la superficie libre de la misma. En su trayecto final las ondas sísmicas atraviesan las capas más superficiales donde, según sean las condiciones geológicas y topográficas, sufren importantes modificaciones: en algunos casos se ha observado un factor de amplificación de hasta 10 veces; se han producido cambios en su frecuencia, en la duración del mismo, etc. Estos cambios son los que se denominan efecto local o de emplazamiento sísmico.
En muchas ocasiones, la heterogeneidad de los daños sísmicos observados en espacios de dimensiones no muy grandes (una misma localidad, una pequeña región, etc.), como por ejemplo, deslizamientos de tierra de origen sísmico, fenómenos de licuefacción del terreno…, sólo puede entenderse como producto de este efecto local sísmico. Analizar este tipo de efectos y cuantificarlos en función del tipo de suelo y de su geometría es lo que se denomina estudio del efecto local sísmico.
A la hora de abordar el problema se puede proceder de forma empírica, mediante el análisis de los sismogramas registrados en el emplazamiento de estudio, o bien de manera teórica, mediante modelos del terreno lo más realistas posibles y la transmisión de las ondas sísmicas a través de los mismos.
El principal problema de la vía empírica de estudio es la instrumentación. En la actualidad, los servicios sismológicos están haciendo un esfuerzo enorme para que la red de instrumentación sea lo más densa y de la mejor calidad posible. No obstante, en muchos casos, hay una carencia de equipos o la calidad de los registros no es lo suficientemente buena para permitirnos hacer un estudio empírico en condiciones.
La modelización teórica intenta compensar estas carencias mediante modelos del terreno que representan la geología, la topografía, las propiedades dinámicas de los materiales que constituyen dicha cuenca y la propagación de las ondas. En esta segunda aproximación, son las técnicas numéricas las que han sufrido un gran desarrollo debido, fundamentalmente, a la cada vez mayor capacidad de cálculo de los ordenadores.
También cabe resaltar que a este avance en la estimación numérica del efecto local de los terremotos ha contribuido el hecho de que es cada vez mayor el conocimiento de los parámetros dinámicos, geotécnicos y morfológicos del subsuelo, así como de la naturaleza del fenómeno físico de la propagación de las ondas sísmicas desde la fuente hasta la superficie libre.
La investigadora Sonia Álvarez Rubio, durante su estancia en el Instituto de Geofísica de la ETH de Zurich, ha participado en la realización de la estimación numérica del efecto local en varias zonas del valle alpino del Rhône (cantón Valais) en Suiza. Este emplazamiento tiene interés por varias razones: es una de las zonas con mayor actividad sísmica de este país (ver figura), está muy densamente poblada y, además, es bien conocido que los valles sedimentarios como éste presentan importantes efectos locales.
Los resultados obtenidos en el estudio(*) acerca de la amplitud de los desplazamientos, la velocidad o aceleración en la superficie libre y/o el contenido de frecuencias de la señal observada son parámetros muy importantes a la hora del diseño sismorresistente de las estructuras construidas y se han comparado con el espectro de referencia del código de construción suizo (SIA261) y con el eurocódigo sísmico, proponiendo recomendaciones de modificación en los espectros de la normativa para que recojan este efecto local.
(*) Soil Dynamics and Earthquake Engineering 29 (1): 17-38 jan 2009. “Response spectra for the deep sediment-filled Rhone Valley in the Swiss Alps”. Havenith, Haas-Balder; Faeh, Donat; Alvarez-Rubio, Sonia; Roten, Daniel.
Enlaces de interés
www.cces.ethz.ch/projects/hazri/COGEAR
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