Desarrollo e implementación de métodos avanzados de exploración sísmica activa y pasiva, y del método del gradiente topográfico en el análisis de microzonificación sísmica en el sureste de la Península Ibérica

Abstract

En zonas sísmicamente activas, la ocurrencia de terremotos ocasiona cuantiosos daños materiales y en algunos casos incluso la pérdida de vidas humanas. Es por ello que la comunidad científica y las administraciones competentes realizan esfuerzos para que la ocurrencia de un terremoto importante provoque el menor daño posible sobre la población. Sin embargo, en muchas ocasiones el rápido crecimiento urbanístico se lleva a cabo sin los adecuados criterios preventivos lo cual hace que estas nuevas zonas urbanas sean muy vulnerables ante un terremoto, incluso de magnitud moderada. El sureste de la península Ibérica aúna ambos ingredientes: a una rápida expansión urbanística se suma la ocurrencia de terremotos de magnitud moderada (y en algunos casos, según los registros históricos, de gran magnitud). La serie sísmica ocurrida en Lorca (localizada en el sureste de la Península Ibérica) en 2011 puso de manifiesto que estos terremotos de magnitud moderada pueden provocar grandes daños. El valor promedio de velocidad de cizalla en los primeros 30 metros de profundidad (VS30) del terreno es un parámetro fundamental en la dinámica de suelos y en ingeniería sísmica, siendo determinante para clasificar las condiciones de sitio reflejadas en los códigos sísmicos (p.e. NEHRP-94, Eurocode 8 (EC8), NCSE-02). El uso de técnicas de prospección sísmicas, basadas en el registro del ruido ambiental (pasivas) y/o con el uso de fuentes sísmicas (activas), se ha extendido en los últimos tiempos. Entre ellas, el método de análisis multicanal de ondas superficiales (MASW), refracción por microtremores (REMI) o autocorrelación espacial (SPAC) son técnicas que se caracterizan por una rápida adquisición de datos y una mínima afección al medio urbano. En este estudio se ha obtenido y analizado la estructura superficial del terreno en las ciudades del sureste de la Península Ibérica (Lorca, Adra y Almería) mediante los métodos sísmicos MASW y SPAC. Los valores de VS30 obtenidos con estos métodos sísmicos fueron utilizados para crear nuevos mapas de clasificación del suelo de las ciudades de estudio, los cuales son necesarios en los estudios de microzonificación sísmica. Con el fin de realizar mediciones en el área urbana de estas ciudades se ha desarrollado un sistema land streamer, el cual ha permitido obtener datos sísmicos con una alta productividad utilizando el método MASW. Finalmente, se ha utilizado el método del gradiente topográfico para estimar los valores de VS30 del terreno. Los resultados obtenidos con el método del gradiente topográfico, considerando las ciudades de estudio como regiones tectónicamente activas, muestran una buena correlación con los resultados obtenidos con los métodos sísmicos. Estos resultados ponen de manifiesto que, bajo determinadas condiciones y con un modelo digital del terreno (MDT) adecuado, el método de gradiente topográfico puede ser una alternativa para aquellas áreas del mundo donde no se tenga un acceso adecuado a las técnicas de prospección sísmica de mayor detalle y más costosas que se vienen aplicando en la actualidad.