Evaluación del riesgo sísmico en zonas urbanas

Abstract

Las grandes ciudades modernas situadas en áreas de peligrosidad sísmica moderada o baja tienden a minusvalorar el peligro sísmico y a descuidar precauciones básicas de protección frente a los terremotos. Ello conlleva un aumento de su vulnerabilidad y, en consecuencia, suelen presentar un elevado riesgo sísmico que, a su vez, aumenta con el tiempo. Este trabajo probablemente está entre los primeros que obtienen escenarios de daño sísmico de una gran ciudad de las características de Barcelona, mediante una aproximación que permite y efectúa un análisis edificio a edificio. Para ello se ha diseñado una herramienta informática sobre plataforma estación de trabajo SUN y sistema de información geográfica ARCINFO que permite la incorporación y gestión de la información necesaria para la generación de escenarios de daño, podríamos decir, "a la carta". El sistema incorpora, entre otros, los mapas de peligrosidad sísmica básica, los mapas geológico y geotécnico, la zonificación de la ciudad y la altimetría. Toda esta información se usa posteriormente para individualizar la vulnerabilidad y daño esperado para un edificio en concreto bajo diferentes hipótesis de acción sísmica básica. Por otra parte, se ha recopilado, e incorporado a la herramienta, información individualizada de todas y cada una de las más de 80.000 parcelas que configuran la geometría catastral del suelo de la ciudad. Para cada una de ellas ha sido posible estimar su estado de edificación y, en su caso, las principales características estructurales y edad de los edificios. Todo este trabajo previo ha ido orientado hacia la aplicación del método del índice de vulnerabilidad para estimar escenarios para la ciudad, pero, la potencia de la herramienta creada trasciende los objetivos y aplicaciones del presente estudio permitiendo su ampliación o adaptación a otros problemas de análisis urbano.<br/><br/>Se han usado funciones de vulnerabilidad, construidas y calibradas específicamente para la ciudad de Barcelona, para evaluar escenarios sísmicos de daño de las viviendas de la ciudad, obteniéndose efectivamente que sus edificios, mayoritariamente de mampostería no reforzada y de hormigón armado con forjados reticulares, presentan una elevada vulnerabilidad y un daño alto para niveles de intensidad relativamente bajos. Para la presentación e interpretación de los escenarios se ha elegido la división política y administrativa adoptada por el Sistema de Información Territorial del Ayuntamiento de Barcelona (SITEB) permitiendo los análisis a los niveles de distrito y de barrio. El distrito con un mayor daño esperado es el de Ciutat Vella, y el más seguro, desde el punto de vista sísmico, es el de Les Corts. La comparación de nuestros resultados con los obtenidos en estudios preliminares o utilizando métodos aproximados tradicionales basados en las escalas MSK y EMS-92 lleva a resultados razonablemente consistentes, aunque los escenarios predichos en nuestro estudio para una intensidad VI son cercanos a los que predicen estos estudios para una intensidad VII. Los escenarios obtenidos para intensidades VII, VIII y superiores delatan las consecuencias de la despreocupación y descuido sismorresistente de la ciudad, haciendo prever niveles de daño preocupantes a partir de intensidades VII. <br/><br/>El sistema SIG creado ha demostrado también ser una excelente herramienta para la generación, gestión, representación y análisis de escenarios de daño bajo diferentes hipótesis, siendo extremadamente útil y versátil, permitiendo de forma natural la incorporación de capas de información así como el ensayo de diferentes funciones de vulnerabilidad o fragilidad. Los resultados de la tesis son de aplicación inmediata a la protección civil y a la planificación y gestión de planes de emergencia sísmica.

Modern large cities located in low to moderate seismic hazard areas usually tend to ignore their seismic hazard, neglecting precautionary measures against earthquakes. This fact increases their vulnerability and, therefore, their seismic risk, which increases more, and more. This work probably is between the first obtaining seismic damage scenarios for a large city with the characteristics of Barcelona, by using an approach that permits and carries out a building by building analysis. To achieve that, a computer tool has been designed on a SUN work station platform and Arc-Info GIS. This tool integrates and manages the data needed, permitting to generate damage scenarios, we could say, "à la carte". This system puts together, between others, the basic seismic hazard map, the geological and geotechnical maps, the seismic zonation of the city and the altimetry. We then use all this information to personalize the vulnerability and damage for each individual building under different assumptions about the basic seismic action. On the other hand, we have been able to collect also detailed information about all and each one of the more than 80.000 plots making up the cadastral geometry of the city soils. In addition, for each of them, we have determined its construction state and, when it is the case, the main structural features and age of the building. This previous work goes towards the application of the vulnerability index method to obtain damage scenarios, but the potential of this tool goes beyond the purposes and applications of this study, permitting its expansion or adaptation to other urban analysis problems. <br/><br/>We have used vulnerability-damage functions, developed for the specific case of Barcelona, to evaluate seismic damage scenarios for the city housings and, in fact, we get that their buildings, mainly un-reinforced masonry and reinforced concrete buildings, show a high vulnerability and damage for the case of relatively low intensities. We used The "Territorial Information System of the city Council" (SITEB) as the basis for presenting and interpreting the obtained scenarios. We performed the analyses at district and quarter levels. We found that the Ciutat Vella district shows the biggest damage while the Les Corts district shows the slightest one. The comparison of our results with those obtained in preliminary studies or in other works performed by using rough methods based on the MSK and EMS-92 seismic intensity scales, shows a reasonably good agreement, but the scenarios here obtained for a VI MSK intensity, are close to the ones obtained in these studies for an intensity of VII. The VII, VIII and higher degree scenarios reveal the consequences of the carelessness and of the lack of concern for earthquake resistant precautionary measures, being likely worrying damage scenarios for intensities from VII. <br/><br/>The GIS system developed is also an excellent tool for generating, managing, representing and analyzing damage scenarios under different assumptions, being extremely useful and versatile, and permitting, in a natural way, to incorporate additional information layers as well as testing other vulnerability or fragility functions. The results here obtained are immediately applicable to civil protection and to the design and management of emergency plans.