Avances en la Zonificación Sísmica de Chile


Los mapas de zonificación sísmica son una guía que indica qué zonas están más susceptibles a sufrir una mayor solicitación sísmica y, dependiendo de la vulnerabilidad de las estructuras,  una gran cantidad de daños puede estar asociada a este fenómeno. Se trata de una herramienta útil para los ingenieros civiles, quienes a través de ella pueden conocer de forma general las variaciones del peligro sísmico en nuestro país, esta información es de suma importancia al momento de proyectar y construir edificios e infra-estructura.

Presentamos aquí un mapa de peligro sísmico actualizado por Felipe Leyton, Jefe de Innovación y Transferencia Tecnológica del Centro Sismológico Nacional, quien es Ingeniero Civil y Magíster en Ciencias, mención Geofísica, de la Universidad de Chile, y Doctor en Sismología de Saint Louis University, EE.UU. Este mapa fue presentado en 2014 como parte de la propuesta de modificación a la Norma Chilena de Espectros (actualmente contenida en la Norma de Diseño Sísmico NCh433), cuya actualización sigue pendiente.

Felipe Leyton explica que “las variaciones en peligro sísmico están sujetas a la definición del parámetro a considerar; este parámetro en el caso particular de la zonificación aquí presentada está orientado a estructuras con una vida útil de alrededor de 50 años, por lo tanto es razonable utilizar este gráfico como guía cuando se trata de infraestructura de vivienda, no así para infraestructura de obras civiles más permanentes como represas, puentes o centrales nucleares, ya que estos últimos conllevan una vida útil más larga y, por lo tanto, consideraciones de seguridad más exigentes”.

Este mapa ayuda a proyectar la demanda sísmica a la que se verían expuestas las estructuras en un rango de 50 años, con un 90% de probabilidad de no exceder un cierto nivel de aceleración, por lo que no debiera sufrir fallas. Es decir que hay un 10% de probabilidad de que en ese margen de tiempo se exceda una cierta aceleración y con ello se sobrepase la capacidad de resistencia de las edificaciones. El nivel de la falla que presente cada estructura depende de en cuánto se exceda esa capacidad: si es sólo un poco se pueden generar pequeñas grietas, en la medida en que aumenta se pueden generar daños mayores.

“Esta zonificación está basada en la aceleración máxima en la componente horizontal, que es la que se usa en ingeniería para hacer el diseño básico o preliminar de las distintas estructuras. Para calcularlo se toma el valor de aceleración entregado, se multiplica por la masa de la estructura y se obtiene una fuerza. La rigidez que tenga la estructura tiene que ser capaz de resistir esta fuerza. Por lo tanto, a nivel de la ingeniería, es un parámetro fácil de calcular en un análisis preliminar. Sin embargo, de acuerdo a la complejidad de la estructura, se requieren análisis más sofisticados, por ejemplo, para un edificio no basta considerar simplemente una fuerza horizontal, pues hay un comportamiento dinámico por lo que es necesario hacer un análisis del cual éste es sólo un primer paso”, señala Leyton.

Mapa Peligro Sismico

Para ayudar a interpretar el mapa, el profesional indica que “en las áreas en que hay un mayor valor (colores rojo o naranjo) es esperable que las estructuras sean sometidas a mayores solicitaciones sísmicas en el rango de tiempo dado. En Chile, las mayores solicitaciones están en las zonas costeras (con valores hasta 0.54 g) y va disminuyendo en la medida en que se acerca a la cordillera (hasta un mínimo de 0.22 g)”.

Leyton explica que esto ocurre debido a que “para el periodo propuesto es mucho más probable que las estructuras sufran el impacto de un terremoto costero ya que en esta zona es donde se encuentran la principal interacción entre las placas tectónicas y se generan gran parte de los sismos más significativos. Por ello, al evaluar el peligro sísmico se barajan tres factores: en primer lugar la posición geográfica del sitio de interés en relación a las fuentes sismogénicas, en segundo lugar qué tan productiva es esta fuente, es decir cuál es la probabilidad de que en estos 50 años se produzca un terremoto de magnitud importante, y en tercer lugar el impacto que éste generaría en el sitio en cuestión. En términos de productividad, los sismos más recurrentes son los terremotos de tipo costero, en el contacto de las placas de Nazca y Sudamericana. Sin embargo, al realizar una obra que requiere un periodo de vida mucho mayor a 50 años, aumenta la probabilidad de sufrir terremotos corticales o profundos (generados en el interior de la placa continental, a una profundidad del orden de 100 km), esto hace que el peligro aumente hacia la cordillera y/o el valle central”.**

“En el mapa se observa un mayor peligro sísmico en la costa desde el extremo norte hasta la península de Mejillones, desde Mejillones hasta la península de Arauco hay una zona intermedia y desde ahí disminuye hacia el sur. Ese reflejo es producto de la variación en las características tectónicas de norte a sur de nuestro país. En particular, el caso más emblemático se da en la península de Taitao donde termina el contacto entre la placa de Nazca y la placa Sudamericana y comienza el contacto entre la placa Antártica y la Sudamericana, lo que cambia las condiciones de la sismicidad y su correspondiente peligro. Además, hay otro factor importante de destacar que es lo que ocurre en la zona de austral de Chile donde se rompe la tendencia que aumenta las solicitudes hacia el oeste, y hay una simetría entorno a la Falla de Magallanes-Fagnano que es el contacto entre placas (Escocia y Sudamericana) que se extiendo a lo largo del Estrecho del mismo nombre en su parte occidental y por el Lago Fagnano y territorio argentino en su sector oriental. Salvo este último punto, en general, esta zonificación es bastante homogénea porque se produce una subducción de placas frente a gran parte del país, sólo en la zona sur las condiciones cambian” puntualiza Leyton.

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*Este mapa de zonificación sísmica es válido sólo para Chile. Por lo que no deben considerarse las aceleraciones que entrega para el territorio argentino, especialmente en la zona de San Juan, donde las solicitudes sísmicas pueden ser mayores a las aquí expresadas.

**Para este estudio no se consideraron falla corticales, pues como se explica está orientado a estructuras con una vida útil de alrededor de 50 años.