Actualización de Mapa de peligrosidad sísmica de Argentina, elaborado por el Instituto Nacional de Prevención Sísmica de Argentina (INPRES)
El nuevo mapa de Peligrosidad Sísmica de Argentina, elaborado y dado a conocer por el Instituto nacional de Prevención Sísmica (INPRES) en la primera semana de junio de 2023, es el resultado de un proceso de varios años. La definición de peligrosidad sísmica está ligada directamente al objetivo de estimar el movimiento sísmico esperado en un emplazamiento dado.
El primer mapa oficial elaborado por el INPRES como institución, fue el del año 1972 que aparece dentro de la publicación de la norma antisísmica CONCAR 70. Posteriormente se publicó una actualización en el año 1977. Luego surge el primer esbozo de la zonificación sísmica para el país dentro de la edición de la Normas Antisísmicas Argentinas NAA-80., allí el INPRES dividió el país en 5 zonas denominadas de 0 a 4, siendo la 4 la de muy elevada peligrosidad sísmica. En la década del ´80 se modifican sustancialmente todos los aspectos normativos y de zonificación sísmica y en 1983 se recategoriza la zonificación sísmica a la vigente actualmente. Podemos definir estos mapas que se encuentran dentro de los ejemplares de las normas como mapas de peligrosidad zonales o de divisiones discretas, es decir, estos mapas delimitan zonas con peligrosidad sísmica uniforme o con un mismo valor de PGA (Peak Ground Acceleration).
Las herramientas para la elaboración de los mapas de peligrosidad han evolucionado enormemente en las ultimas décadas, y actualmente lo mas usual es sacar mapas punto a punto o de malla, los que nos da como resultado un mapa de calor donde la visualización de variación de valores se observa como cambios de tonalidades, y así está elaborado este nuevo mapa presentado por el INPRES.
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La Peligrosidad se define como la probabilidad de excedencia de un cierto valor de la intensidad del movimiento del suelo producido por un terremoto, en un determinado emplazamiento y durante un periodo de tiempo dado. El método de análisis probabilístico de la peligrosidad es usualmente conocido con sus iniciales en inglés PSHA (Probabilistic Seismic Hazard Assessment).
El enfoque deduce las relaciones de recurrencia del fenómeno sísmico a partir de cierta información que se recaba en una zona y con ello se obtienen funciones de probabilidad de parámetros que definimos y buscamos para predecir movimiento.
La peligrosidad se estima al resolver la triple integral según el planteamiento de Cornell (1968) y Esteva (1969). Este cálculo considera que la probabilidad de excedencia de un cierto parámetro de movimiento es función de tres variables: la magnitud (m), la distancia entre la fuente y el emplazamiento de estudio (r) y épsilon (ε), tomadas como variables independientes. Dada una magnitud m a una distancia r, se pueden esperar distintos niveles de movimiento debido a la aleatoriedad del mismo, que se representa por medio de la desviación estándar en el modelo de predicción. El parámetro ε indica el número de desviaciones s estándar σ que se consideran en la estimación del parámetro de movimiento.
Las fases requeridas en un estudio de peligrosidad sísmica son las siguientes: Determinación de las fuentes sísmicas, identificando zonas sismogenéticas y zonas de fallas activas. En este paso definiremos la zonificación y los parámetros que regulan la recurrencia de cada zona o bien el modelo de distribución de la sismicidad y la recurrencia temporal de sismos del área de influencia.
Asignación de modelos de movimiento fuerte del suelo GMPE`s (Ground Motion Prediction Equation) asociados las zonas sismogenéticas. Estos modelos representan la atenuación de ondas entre cada fuente y el emplazamiento de estudio y deben ser específicos para cada régimen tectónico existente en el área de influencia. Para Argentina deben considerarse modelos para régimen cortical, de subducción interplaca y de subducción intraplaca. Establecimiento de un árbol lógico con nodos que representan cada estado del proceso de cálculo (zonificación, atenuación, etc) y ramas dentro de cada nodo representando las diferentes opciones de cálculo (modelos de zonas, modelos de atenuación o de predicción del movimiento, etc). La consideración de distintas opciones con las opciones permite cuantificar la incertidumbre epistémica asociada a los modelos. Cada opción se pondera con un peso asociado a la credibilidad de dicha opción, que generalmente se asocia por juicio de experto.
El cálculo de la amenaza o peligrosidad para todo el conjunto de opciones representadas en el árbol lógico, se obtiene resolviendo la triple integral de amenaza.
Por último, presentación de resultados en mapas de peligrosidad para una región extensa o bien obtención de curvas de peligrosidad y espectros de peligrosidad uniforme (UHS) para emplazamientos concretos y puntuales.
Este nuevo mapa de peligrosidad sísmica es un mapa para periodo de retorno Tr de 475 años según expreso el INPRES. En la formulación se utiliza la tasa anual de ocurrencia de sismos en las respectivas zonas por lo que la peligrosidad sísmica en principio se obtiene en términos de probabilidad anual de excedencia. Una vez calculada la probabilidad anual, se puede calcular la probabilidad en t años, ya que existe una expresión que relaciona la probabilidad de excedencia en t años con la tasa anual de excedencia y con el tiempo de exposición (usualmente 50 años para estructuras).
El periodo de retorno Tr se define como la inversa de la probabilidad anual de excedencia y se elige en función de la importancia de la estructura a diseñar, teniendo en cuenta que a medida que esta aumenta es necesario considerar movimientos con menor probabilidad de ser excedidos
Un periodo de retorno de 475 años expresa una probabilidad de excedencia de 10% en 50 años, es decir que los valores que se observan en el mapa tienen un 90% de probabilidad de no ser excedidos en 50 años. El periodo de retorno Tr no es el periodo de recurrencia entre eventos.
Peligrosidad Sísmica y Riesgo Sísmico no son lo mismo. La Peligrosidad es un problema únicamente geológico y sísmico, no interviene la respuesta de la estructura. Al analizar el Riesgo Sísmico a la Peligrosidad le sumamos un análisis de vulnerabilidad o capacidad de daño de la estructura ante cierto movimiento, estudiamos la exposición en función de densidad de población y/o de edificios en la zona y además el valor económico de la reparación de daños.
Este nuevo mapa no tiene vigencia legal para uso en el cálculo de estructuras sismorresistentes, y seguramente será usado como insumo para una futura adecuación del mapa de zonificación sísmica de la República Argentina del reglamento INPRES CIRSOC 103, Parte I.
El mapa se encuentra para consulta en la página del INPRES http://contenidos.inpres.gob.ar/actualizacion_mapa
MSc Ingeniería Sísmica Ing. Luis M. Fernández Campos
AIE Socio Plenario 424