Peligro sísmico

Un amenaza sísmica es la probabilidad de que ocurra un terremoto en un área geográfica dada, dentro de un período de tiempo dado, y con una intensidad de movimiento del suelo que exceda un umbral dado. Con un peligro así estimado, el riesgo puede evaluarse e incluirse en áreas tales como códigos de construcción para edificios estándar, diseño de edificios más grandes y proyectos de infraestructura, planificación del uso del suelo y determinación de tarifas de seguros. Los estudios de riesgo sísmico también pueden generar dos medidas estándar de movimiento anticipado del suelo, ambas confusamente abreviadas MCE; el Terremoto Máximo Considerado (o Evento) probabilístico más simple, utilizado en los códigos de construcción estándar, y el Terremoto Creíble Máximo más detallado y determinista incorporado en el diseño de edificios más grandes e infraestructura civil como presas o puentes. Es importante aclarar de qué MCE se está hablando.

Mapa de movimiento de superficie para un terremoto hipotético en la parte norte de la Zona Predeterminada de Hayward y su presunta extensión norte, la Zona Predeterminada de Rodgers Creek

Los cálculos para determinar el riesgo sísmico fueron formulados por primera vez por C. Allin Cornell en 1968 y, dependiendo de su nivel de importancia y uso, pueden ser bastante complejos. Primero se examina el entorno geológico y sismológico regional en busca de fuentes y patrones de ocurrencia de terremotos, tanto en profundidad como en la superficie a partir de registros de sismómetros; en segundo lugar, los impactos de estas fuentes se evalúan en relación con los tipos geológicos locales de roca y suelo, el ángulo de la pendiente y las condiciones del agua subterránea. De este modo, se determinan y dibujan en mapas las zonas de temblores sísmicos potenciales similares. La bien conocida falla de San Andrés se ilustra como una zona elíptica larga y estrecha de mayor movimiento potencial, como muchas áreas a lo largo de los márgenes continentales asociados con el cinturón de fuego del Pacífico. Las zonas de mayor sismicidad en el interior continental pueden ser el sitio de los terremotos intraplaca) y tienden a dibujarse como áreas amplias, según los registros históricos, como el terremoto de Nuevo Madrid de 1812, ya que las fallas causales específicas generalmente no se identifican como fuentes de terremotos.

A cada zona se le otorgan propiedades asociadas con la fuente potencial: cuántos terremotos por año, el tamaño máximo de los terremotos (magnitud máxima), etc. Finalmente, los cálculos requieren fórmulas que proporcionen los indicadores de riesgo requeridos para un tamaño y distancia de terremoto determinados.. Por ejemplo, algunos distritos prefieren usar la aceleración máxima, otros usan la velocidad máxima y los usos más sofisticados requieren ordenadas espectrales de respuesta.

El programa de computadora luego integra todas las zonas y produce curvas de probabilidad para el parámetro clave de movimiento del suelo. El resultado final da una 'oportunidad' de exceder un valor dado durante un período de tiempo específico. Los códigos de construcción estándar para los propietarios de viviendas podrían estar preocupados por una probabilidad de 1 en 500 años, mientras que las plantas nucleares miran el marco de tiempo de 10,000 años. Se puede obtener una historia sísmica a más largo plazo a través de la paleosismología. Los resultados pueden tener la forma de un espectro de respuesta del suelo para su uso en análisis sísmico.

Variaciones más elaboradas sobre el tema también analizan las condiciones del suelo. Es probable que se experimenten movimientos de suelo más altos en un pantano blando en comparación con un sitio de roca dura. Los cálculos estándar de riesgo sísmico se ajustan al alza cuando se postulan terremotos característicos. Las áreas con alto movimiento del suelo debido a las condiciones del suelo también suelen estar sujetas a fallas del suelo debido a la licuefacción. La falla del suelo también puede ocurrir debido a deslizamientos de tierra inducidos por terremotos en terrenos empinados. Los deslizamientos de tierra en grandes áreas también pueden ocurrir en pendientes bastante suaves, como se vio en el terremoto del Viernes Santo en Anchorage, Alaska, el 28 de marzo de 1964.

ECM

En un análisis de riesgo sísmico normal destinado al público, el de un "terremoto máximo considerado", o "evento máximo considerado" (MCE) para un área específica, es un terremoto que se espera que ocurra una vez en aproximadamente 2,500 años; es decir, tiene una probabilidad del 2 por ciento de ser excedida en 50 años. El término se usa específicamente para los códigos generales de construcción, que la gente suele ocupar; los códigos de construcción en muchas localidades requerirán que los edificios no esenciales se diseñen para la "prevención de colapsos" en un MCE, de modo que el edificio permanezca en pie, lo que permite la seguridad y el escape de los ocupantes, en lugar de la supervivencia estructural total del edificio.

Un MCE mucho más detallado y estricto significa "terremoto máximo creíble", que se usa en el diseño de rascacielos e infraestructura civil más grande, como represas, donde la falla estructural podría tener otras consecuencias catastróficas. Estos MCE pueden requerir la determinación de más de un evento sísmico específico, según la variedad de estructuras incluidas.

Mapa de aceleración de tierra pico con probabilidad de excedencia del 2% en 50 años

Mapas de riesgo sísmico de EE. UU.

Algunos mapas publicados por el USGS se muestran con una aceleración máxima del suelo con un 10 % de probabilidad de superación en 50 años, medida en metros por segundo al cuadrado. Para partes de los EE. UU., el Proyecto Nacional de Mapeo de Peligros Sísmicos en 2008 dio como resultado mapas de peligrosidad sísmica que mostraban la aceleración máxima (como porcentaje de la gravedad) con una probabilidad de superación del 2 % en 50 años.

Temblor, una empresa fundada en 2014, ofrece una clasificación de riesgo sísmico para todos los Estados Unidos contiguos. Este servicio es gratuito y sin publicidad para el público. El rango de peligro "está hecho para la probabilidad de experimentar fuertes sacudidas (aceleración máxima del suelo de 0,4 g) en 30 años, según el modelo de peligro 2014 USGS NSHMP."

Mapa mundial amigable con el color-cielo de aceleración del suelo con 10% de probabilidad de excedencia en 50 años

Mapas globales de amenaza sísmica

También existen mapas globales de riesgo sísmico, que presentan de manera similar el nivel de ciertos movimientos del suelo que tienen un 10 % de probabilidad de superación (o un 90 % de probabilidad de no superación) durante un período de 50 años (que corresponde a un período de retorno de 475 años).