Métodos avanzados para la obtención de escenarios de riesgo sísmico. Aplicación a Barcelona (España)

Abstract

En este artículo se presentan dos métodos de última generación orientados a la evaluación del daño sísmico esperado tanto en edificios individuales como en grandes ciudades. El primer método, al que nos referimos como método del índice de vulnerabilidad, define la acción sísmica en términos de intensidad macrosísmica y caracteriza la vulnerabilidad de los edificios mediante un índice; las funciones que permiten estimar el daño para una intensidad y un índice de vulnerabilidad dados son funciones semiempíricas basadas en datos de daño observados en terremotos pasados. El segundo método es teórico y se fundamenta en modelos de análisis mecánico del edificio que se caracteriza mediante su espectro de capacidad, a partir del que se obtienen las curvas de fragilidad; la acción sísmica se define mediante el espectro de demanda que se obtiene a partir de la reducción, por comportamiento inelástico del edificio, del espectro de respuesta 5% amortiguada del acelerograma que define el terremoto; el cruce entre los espectros de capacidad y de demanda define el punto de máxima respuesta del edificio cuando sufre el terremoto; este punto constituye el input en las curvas de fragilidad para estimar las probabilidades de ocurrencia de los diferentes estados de daño; no referimos a este segundo método como método del espectro de capacidad. El método del índice de vulnerabilidad es muy eficiente en la caracterización de la vulnerabilidad permitiendo incorporar, de forma sencilla, información complementaria de edificios del mismo tipo, pero la definición de la acción sísmica en términos de intensidad es pobre. La caracterización de la acción sísmica es más fina en el método del espectro de capacidad pero la definición de la fragilidad del edificio es computacionalmente costosa ya que requiere sofisticados análisis estructurales. Así pues, en una primera parte se establece el marco teórico de los estudios de riesgo sísmico detallando la definición del terremoto, del edificio y de las funciones de daño para ambos métodos. En una segunda parte se efectúa la aplicación a la ciudad de Barcelona en España, donde se ha podido construir una extensa y depurada base de datos que contiene las características de situación, geométricas, estructurales y constructivas de los edificios de viviendas. Con ambos métodos se analizan dos escenarios sísmicos. El primer escenario corresponde a un terremoto histórico ocurrido a 25 km al norte de la ciudad. El segundo corresponde al terremoto con una probabilidad de ocurrencia del 10% en 50 años, es decir, aquel con un período de retorno de 475 años. Nos referimos al primer escenario como escenario determinista y al segundo como escenario probabilista. En el método del índice de vulnerabilidad, ambos escenarios se definen en términos de intensidades macrosísmicas; en el método del espectro de capacidad se definen mediante espectros de respuesta elástica 5% amortiguada. A pesar de las diferencias metodológicas, los escenarios de daño obtenidos son consistentes y ponen de manifiesto la validez y robustez de ambos métodos. Las ciudades que, como Barcelona, están situadas en regiones de peligro sísmico entre bajo y moderado no suelen tener conciencia del peligro sísmico por lo que la ausencia total de precauciones de protección sísmica conduce a una elevada vulnerabilidad de sus edificios y, consecuentemente, a un elevado riesgo.