EL PELIGRO SISMICO EN ANDALUCIA

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1 EL PELIGRO SISMICO EN ANDALUCIA Ricardo García Arribas Instituto de Investigación, Desarrollo y Control de la Calidad en la Edificación INDYCCE COLEGIO OFICIAL DE ARQUITECTOS TÉCNICOS Y APAREJADORES DE MALAGA

2 INTRODUCCION España es considerada como un país de actividad sísmica calificada de moderada en consideración a la sismicidad registrada en su catálogo sísmico y a la más frecuente de otros países del área mediterránea. Conviene matizar, sin embargo, esta afirmación: Fig.1.- Esquema tectónico del Mediterráneo (A. Udías, 2000) La Península Ibérica, (Fig. 1) se ubica en el extremo occidental de la zona de convergencia entre las placas de Eurasia y Africa. El límite de placas se extiende desde las islas Azores al oeste y el Cáucaso al este. La situación de la Península Ibérica en el borde de placas entre Africa y Eurasia es la que determina, por lo tanto, la existencia en ella de zonas sísmicamente activas (A. Udías, 2000). Al oeste de Gibraltar se encuentra el extremo oriental de la falla de Azores-Gibraltar, en la que sucedió el gran terremoto de Lisboa de 1755 y el más reciente de 1969 que se sintió en Madrid. Ya en la Península, la región más directamente afectada por el borde de placas, y por lo tanto más activa sísmicamente, está limitada al norte por el accidente Cádiz-Alicante y al sur por el norte de Marruecos. En esta región han sucedido terremotos cuya magnitud ha alcanzado valores entre 6 y 6,5, que causaron muy importantes daños materiales y la dolorosa pérdida de muchas vidas humanas. Los más importantes fueron los de Arenas del Rey-Alhama de Granada en 1884, Torrevieja en 1829 y Málaga en En esta región se suceden continuamente terremotos de magnitud más pequeña que ocasionalmente llegan a magnitud 5 y pueden producir, a veces, daños notables como el de 1931 en Montilla, 1951 en Jaén

3 y el más reciente de Febrero de 1999 en Mula, Murcia, cuyas pérdidas económicas se han calculado en millones de pesetas y que podrían haber sido mucho mayores de haberse producido en áreas de mayor densidad de población y con mayor concentración de valores. Fig.2.- Sismicidad del Mediterráneo para y magnitud superior a 5 (A. Udías ) Como ya se ha mencionado, dentro del Mediterráneo la actividad sísmica de España puede considerarse como moderada en comparación con la más intensa de Grecia o Italia por lo que, desgraciadamente, no existe en nuestro país en la actualidad conciencia histórica acerca del fenómeno sísmico y su importancia, dada la lejanía en el tiempo del último gran terremoto catastrófico: el Terremoto de Andalucía de Hemos visto, sin embargo, que dada su situación en un borde de placas, el peligro de ocurrencia de terremotos es real y seguro como atestigua y confirma la sismicidad histórica. Comprobamos que desde el siglo XIV hasta el siglo XX se ha producido como media un gran terremoto catastrófico cada cien años, resultando inusual la ausencia de los mismos a lo largo del siglo XX, lo cual incrementa gravemente su probabilidad de ocurrencia en un futuro próximo. Está demostrado científicamente, que en nuestro país existen fallas capaces de generar terremotos de magnitudes superiores a 6,5, de forma que es muy probable que sea sólo cuestión de tiempo el que esos terremotos destructivos vuelvan a producirse (Ramón Capote y J.J. Martínez-Díaz, 2000). En un estudio reciente (Chávez et al, 1999) y basándose en las intensidades sentidas durante el terremoto de 1428 en Queralbs, se ha simulado un escenario para investigar los daños que se producirían si, hoy día, ocurriera un terremoto similar. Del resultado de este estudio se desprende que se hundirían totalmente más de edificios produciendo más de m 3. de escombros, y el número de edificios inhabitables excedería los Como consecuencia de ello más de personas perderían su hogar, más de personas resultarían seriamente heridas y más de morirían. Las pérdidas económicas superarían los 4,8x10 9 euros y la inversión necesaria para restaurar las casas inhabitables alcanzaría los 10 9 euros. Estos serían, con gran probabilidad, los efectos de un terremoto como el de la

4 Candelaria de 1428, con el foco situado en los Pirineos a unos 130 km. de la ciudad de Barcelona (Pere Santanach, 2000). Fig. 3.- Terremotos históricos destructivos en España con intensidad IX o mayor en el epicentro, desde el siglo XIV (Ramón Capote del Villar, 1997)

5 LA PELIGROSIDAD SÍSMICA EN ESPAÑA Podemos decir que en la Península Ibérica persiste cierta actividad tectónica, como atestigua y confirma la moderada actividad sísmica presente. Podemos establecer por lo tanto, y a la vista de los antecedentes expuestos en la introducción, que nuestro país se sitúa en el interior de una placa activa y que, como consecuencia de ello, las fallas activas presentarán tasas de deslizamiento moderadas e inferiores a 1 mm/a, que darán lugar a terremotos con intervalos de recurrencia del orden de 10 3 a 10 5 años (Pere. Santanach, 2000). La comparación de la localización de los 15 mayores terremotos del registro histórico con un mapa tectónico de la Península (Fig. 4), nos hace comprobar un hecho significativo: cada uno de estos graves terremotos ha sido producido por una falla sismogénica distinta. Por lo tanto, y teniendo en cuenta que el catálogo de la sismicidad histórica no alcanza los mil años, el registro histórico, en el mejor de los casos, sólo se acerca a 1/10 de la duración del ciclo sísmico. La constatación de este hecho, debiera ser definitiva para abordar la ampliación del catálogo mediante la información paleosísmica que aporta la geología. Fig. 4.- Los grandes terremotos históricos españoles situados sobre un esquema neotectónico de la Península Ibérica. (Pere Santanach, 2000).

6 Qué falla, por lo tanto, podría producir el próximo terremoto catastrófico en España?. Si se tiene en cuenta la duración de los ciclos sísmicos de las fallas de la Península Ibérica, no se puede descartar que algunas fallas activas sean fallas sin actividad sísmica en la actualidad, y que alguna de éstas tenga parámetros sísmicos parecidos a cualquiera de las que han producido grandes y graves terremotos en tiempos históricos (Pere Santanach, 2000). Esta circunstancia debería ser suficiente para motivar a las Instituciones públicas y a los Institutos de Investigación y Fundaciones, a impulsar la investigación científica en áreas de la Geología como la Paleosismología, para ampliar hasta donde sea posible el catálogo sísmico. Debe insistirse en que la peligrosidad sísmica no debiera evaluarse únicamente en función de los efectos de la actividad sísmica reciente. De hecho, en el año 1990 la Agencia Meteorológica de Japón incluyó la zona de Kobe entre las 18 regiones de Japón de baja sismicidad, debido a que en los 30 años anteriores no tuvo una actividad sísmica relevante. Después del terremoto de 1995 en dicha zona, las zonas de baja sismicidad de Japón se consideraron capaces de generar terremotos de alto potencial destructivo, precisamente por la falta de liberación de energía sísmica a lo largo de los años (Bozzo y Barbat, 1995). La Peligrosidad Sísmica también puede definirse en términos probabilístas, y desde este punto de vista se define como la probabilidad de ocurrencia dentro de un período específico de tiempo y de un área considerada, de un movimiento sísmico del terreno de un nivel de intensidad determinado. La totalidad de los procedimientos analíticos, experimentales y numéricos que pueden conducir a una definición de la acción sísmica para su utilización en el cálculo de las estructuras, se denomina evaluación de la peligrosidad sísmica. Dicha evaluación tiene un carácter de predicción de los parámetros de los terremotos, con todas las implicaciones probabilistas que dicha operación supone (Barbat y Miquel Canet 1994). Los resultados de tales estudios se incorporan a las normativas de diseño sísmico en forma de terremoto de diseño. El resultado más significativo de un estudio de peligrosidad sísmica, es la obtención de la probabilidad de que ocurra en una zona geográfica un seísmo de determinadas características, asociado a un cierto período de retorno y a un tiempo de exposición dado de las estructuras, estableciéndose leyes estadísticas que definan el comportamiento sísmico de una región a partir de su sismicidad histórica (Udías y Mezcua 1986). Como muy pocas veces es posible cimentar las estructuras sobre un estrato rocoso, se hace preciso completar los estudios a escala regional con otros que permitan conocer cuál es el efecto de las capas superficiales de suelo, y que habitualmente son de menor calidad, en la transmisión de las ondas sísmicas. A estos trabajos se les conoce como estudios de peligrosidad sísmica a escala local o también como estudios de microzonificación y plantean, básicamente, dos tipos de problemas.

7 Determinar el efecto de la amplificación dinámica de la vibración debida al suelo que se encuentra sobre la capa rocosa en la proximidad del lugar en estudio; también, evaluar la correspondiente distorsión de la señal sísmica como consecuencia de su filtrado a través de las capas de suelo. Determinar otros efectos locales producidos por las ondas sísmicas como deslizamientos, licuefacción del suelo, cambio en el régimen de las aguas, etc. LA VULNERABILIDAD SÍSMICA ESTRUCTURAL La vulnerabilidad sísmica de una estructura, un grupo de estructuras o de una zona urbana completa, se define como su predisposición intrínseca a sufrir daño ante la ocurrencia de un movimiento sísmico de una severidad determinada. La Vulnerabilidad está directamente relacionada con las características de diseño y construcción de la estructura. Puede afirmarse, sin ningún género de dudas, que la principal causa de las grandes y graves pérdidas humanas y económicas que producen los terremotos, es el comportamiento inadecuado de las estructuras ante las fuerzas horizontales y cíclicas del sismo. En la Figura 5 podemos apreciar que un 75% de las pérdidas humanas que se han producido en el mundo entre 1900 y 1992 a causa de los terremotos, se debe al colapso de muchas estructuras. Fig. 5.- Causas de las víctimas de terremotos entre 1900 y 1992 (Coburn et al. 1992)

8 Se piensa, muy equivocadamente, que sólo corren riesgo de colapso ante el sismo las antiguas estructuras de mampostería no reforzada, y que nuestras actuales estructuras porticadas de hormigón o de acero son absolutamente seguras ante un sismo. Nada más lejos de la realidad, como ha podido constatarse tras los últimos terremotos catastróficos de Turquía, Grecia, Taiwán. El Salvador... etc. Si bien es cierto que los edificios de hormigón armado o acero son, en general, más seguros que los de mampostería, se ha observado, reiteradamente, que se incurre en ellos en graves defectos de diseño y construcción, y que su fallo produce un mayor porcentaje de víctimas entre sus ocupantes. La dilatada experiencia personal del que suscribe como director de la ejecución material de múltiples obras de edificación en una provincia que, como Málaga, está peligrosamente expuesta al riesgo de terremotos, confirma la elevada vulnerabilidad sísmica de nuestras edificaciones, aún las construidas en los últimos años, dado el poco rigor en la exigencia y cumplimiento de la vigente normativa sismorresistente (NCSE-94). Edificio de viviendas - Mijas-Costa Edificio de viviendas - Fuengirola Fig. 6.- Edificios de reciente construcción en Fuengirola y Mijas (Málaga). El apoyo de los pilares sobre una ménsula implica una grave vulnerabilidad estructural y debiera estar absolutamente prohibido en zonas sísmicas.

9 Edificio en Benalmádena 2000 Hotel de lujo en Marbella Fig. 7.- Edificio de reciente construcción en Benalmádena con pilares apoyados sólo sobre la capa de compresión del forjado - Edificio de 15 plantas sobre rasante con un manifiesto piso blando y columnas de diferente rigidez y cimentadas a diferente altura. Evidentemente, el apoyo de los pilares sólo en la capa de compresión del forjado reticular carece de la necesaria ductilidad en caso de ocurrencia de un sismo, aun, incluso, de moderada magnitud Está demostrado que los pisos blandos suponen un cambio brusco de rigidez que puede producir rótulas en su encuentro con los pisos altos más rígidos y, por otro lado, la diferente esbeltez de los pilares y su cimentación en diferentes niveles producirá peligrosos efectos de torsión ante un sismo. Hotel D. Carlos Marbella: DETALLE Fig. 8.- Detalle del piso blando y de la diferente rigidez de los pilares.

10 Fig. 9.- Edificio actualmente en construcción en Benalmádena-costa Pilares y pantallas apoyadas en vigas o forjado que incrementan gravemente la vulnerabilidad estructural del edificio ante un sismo. Fig Edificio actualmente en construcción en Sierra Navada (Monachil-Granada). Este edificio, a pesar de estar ubicado en una de las áreas con mayor peligrosidad sísmica de la Península, incumple todas y cada una de las prescripciones de diseño de la vigente Norma Sismorresistente NCSE-94.

11 El método del Indice de Vulnerabilidad, desarrollado en Italia en 1976 después del terremoto de Friuli, es considerado por el profesor Alex Oria Barbat, profesor de la Universidad de Barcelona y una de las mayores autoridades en la materia en nuestro país, como uno de los más avanzados que existen hoy día en el mundo. La obtención de la vulnerabilidad de los edificios se realiza en el marco del método mediante instrucciones completas y precisas, que evitan la posibilidad de interpretaciones distintas de los especialistas y que están recogidas en formularios de uso general. El método ha sido adoptado en Italia desde1982 por el Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti (GNDT), para su utilización en la evaluación del riesgo sísmico en edificios. La operación de calificación de la vulnerabilidad consiste en hacer una valoración de once parámetros estructurales preestablecidos por expertos y calcular, a partir de estos valores, el Indice de Vulnerabilidad. El método relaciona luego el Indice de Vulnerabilidad obtenido con el grado de daño que sufre la estructura, a través de funciones de vulnerabilidad para cada grado de intensidad macrosísmica del terremoto, o para diferentes niveles de aceleración máxima. La versatilidad del método permite su implementación en ordenadores y su aplicación eficiente en estudios de riesgo sísmico de amplias zonas urbanas. El método, como ya se ha mencionado, ha sido ya utilizado por eminentes profesores de la Universidad de Barcelona que han obtenido, por primera vez en España, funciones con la vulnerabilidad observada después de los terremotos de Almería de Diciembre de 1993 y Enero de También ha sido utilizado el método en la estimación del riesgo sísmico de zonas del Ensanche de la ciudad de Barcelona, con funciones de vulnerabilidad calculada (A. Oria Barbat, 1998). En las Fig. 11 y 12 que siguen, pueden observarse las funciones de vulnerabilidad simuladas para diferentes grados de intensidad y para dos tipos estructurales no muy recomendables en zonas sísmicas: edificios porticados con vigas planas y edificios con forjados reticulares armados en las dos direcciones. En el caso de los edificios de hormigón harmado porticados con vigas planas, los valores para la intensidad VI MSK no se han incluido en la figura ya que los índices de daño económico fueron inferiores al 5% para todos los I v. En el caso de los edificios de hormigón armado con forjados reticulares, los valores para la intensidad IX MSK no se muestran, debido al hecho de que todas las estructuras colapsarían. Los índices de vulnerabilidad y de daño tan altos, pueden explicarse por lo inadecuado del diseño y de la tipología estructural de los edificios considerados (A. Oria Barbat, 1998).

12 Fig Funciones de vulnerabilidad para edificios porticados de hormigón armado con vigas planas. (Alex H. Barbat,1998) Fig Funciones de vulnerabilidad para edificios de hormigón armado con forjados reticulares (Alex H. Barbat, 1998)

13 EL RIESGO SISMICO El Riesgo Sísmico se ha definido como la cuantificación de las pérdidas esperadas en un elemento en riesgo durante un período de tiempo especificado. El elemento en riesgo podría ser un edificio, un grupo de edificios, un barrio, una ciudad entera o las personas que viven en ellos. También podría ser la actividad económica desarrollada en la zona, los servicios públicos o las líneas de comunicación. Por este motivo el riesgo sísmico puede medirse en términos de pérdidas de vidas humanas, de pérdidas económicas o de daño físico de las estructuras, dependiendo la definición del elemento en riesgo. (Alex H. Barbat, 1998). Haciendo referencia solamente al comportamiento de las estructuras, el Riesgo Sísmico puede definirse como el grado de pérdidas esperadas que sufren las estructuras durante el lapso de tiempo que permanecen expuestas a la acción sísmica. A este lapso de tiempo se le denomina período de exposición o período de vida de las estructuras. Se define el Riesgo Sísmico específico S, como la probabilidad de que una estructura o grupo de estructuras sufra uno o varios grados de daño durante un tiempo de exposición determinado. Matemáticamente, esto significa que dicho riesgo se obtiene mediante la operación de convolución entre la Peligrosidad Sísmica H, definida como la probabilidad de ocurrencia de todos los niveles posibles de fuerza de los terremotos en la zona y la Vulnerabilidad V correspondiente a cada nivel de fuerza mencionado. (Alex H. Barbat, 1998). Se tiene por tanto que: S = H V El Riesgo Sísmico R se obtiene mediante la operación de convolución entre S y el valor C de los elementos en riesgo. R = S C El valor de los elementos en riesgo proviene tanto de los costes directos de los elementos estructurales, de los no estructurales y del contenido del edificio, como de los costes indirectos que pueden ser sociales por una parte, y por otra de reducción de la producción debida a la interrupción del servicio de las estructuras y de las comunicaciones. Tomando en consideración el estudio mencionado en la introducción, (Chávez et al., 1999) sobre los daños que podrían producirse si un terremoto de intensidad IX-X volviera a ocurrir en Los Pirineos, podemos imaginar la magnitud de la catástrofe que un terremoto como el de 1884 podría provocar en áreas tan densamente pobladas como lo son hoy día muchas provincias andaluzas, sobre todo las costeras, donde el turismo ha propiciado un desarrollo urbanístico, económico y social sin precedentes.

14 CONCLUSIONES Una vez conocidos los conceptos de Peligrosidad, Vulnerabilidad y Riesgo Sísmico, así como los criterios científicos para su evaluación probabilista, estamos en condiciones de analizar la posible necesidad de su aplicación en Andalucía. La Peligrosidad Sísmica parece innegable y constatada, ya que tanto la propia Norma Sismorresistente como los mapas de peligrosidad sísmica elaborados por el Instituto Geográfico Nacional, adjudican a muchas comarcas y localidades de Andalucía, los valores más altos en la Península de la aceleración horizontal del terreno y de la intensidad macrosísmica, justificados, como hemos visto, en base a la sismicidad histórica registrada en el catálogo sísmico y a la situación y densidad de sus fallas activas. Las circunstancias anteriores aconsejan intensificar aquellas investigaciones geológicas y paleosísmicas que permitan un mejor conocimiento del suelo y la prolongación en el tiempo del catálogo sísmico. Asimismo, se hace estrictamente necesaria la microzonificación del suelo en las zonas urbanas, para determinar el efecto de la amplificación dinámica de las vibraciones y el análisis de otros posibles efectos locales producidos por las ondas sísmicas, tales como deslizamientos, licuefacción del suelo etc. En cuanto a la Vulnerabilidad Sísmica de nuestras edificaciones e infraestructuras, y tomando en consideración el comportamiento de muchas estructuras porticadas en los últimos terremotos catastróficos acaecidos en el mundo, la utilización generalizada de tipologías estructurales absolutamente inadecuadas para las zonas sísmicas, y la constatación cierta del escaso rigor actual en la exigencia y cumplimiento de la normativa sismorresistente (NCSE-94), es criterio generalizado entre los expertos que puede considerarse como alta. Evidentemente, y si la Peligrosidad Sísmica es cierta como ha quedado demostrado en Andalucía, sólo es posible la reducción del Riesgo Sísmico disminuyendo la Vulnerabilidad de las construcciones e infraestructuras. Desgraciadamente, y debido quizás a la falta de memoria histórica de catástrofes sísmicas en nuestro territorio, no se está actuando con la diligencia y el rigor que el problema requiere. La reducción de la Vulnerabilidad Sísmica debe considerarse, por lo tanto, no sólo un problema importante sino también urgente, ya que es un objetivo sólo conseguible a largo plazo. Sin embargo, seguimos planificando, urbanizando, diseñando y construyendo sin pensar en ello, ignorantes del peligro que encierran muchas de nuestras áreas urbanas por su mala localización y deficiente diseño y construcción desde el punto de vista semirresistente.

15 Permítaseme una última reflexión. Imaginemos que un terremoto como el de Arenas del Rey-Alhama de Granada, de 1884, volviera a ocurrir en la misma época del año cerca de Granada o del término municipal de Monachil. Las consecuencias en el complejo turístico de Sierra Nevada serían absolutamente catastróficas y dramáticas. La Peligrosidad Sísmica de ese área es de las más elevadas de España, acrecentada, además, por los efectos de la propia topografía y geología del suelo. La Vulnerabilidad Sísmica de sus edificios, en la mayoría de los casos y como ha quedado demostrado, peligrosamente alta. Sólo en lo que afecta a las estructuras, podría afirmarse que el Riesgo Sísmico es notablemente alto, y mucho mayor aún si consideramos la concentración de personas que pueden ocupar la estación de esquí en la época de Navidad, las dificultades de evacuación y socorro en una zona con una sola carretera de acceso que, posiblemente con nieve, sufriría la rotura de sus puentes y calzada y donde, además, los escasos servicios habituales de protección civil se demuestran insuficientes para una adecuada y correcta limpieza de las calles de la estación en caso de nevada. Parece, pues, estrictamente necesario y urgente, dadas las graves circunstancias de Peligrosidad y Vulnerabilidad Sísmica en nuestra Comunidad, acometer sin dilación estudios de Riesgo Sísmico en sus áreas de mayor peligrosidad. Málaga, Febrero de 2002 Ricardo García Arribas INDYCCE Colegio Oficial de Arquitectos Técnicos y Aparejadores de Málaga BIBLIOGRAFIA Norma de Construcción Sismorresistente (NCSE-94) Capote del Villar, Ramón y Martínez-Díaz, José J. (2001) Estado actual de la prevención sísmica Edita: Consorcio de Compensación de Seguros. Udías Vallina, Agustín (2001) Terremotos y Tectónica Edita: Consorcio id. id. Santanach Prat, Pere (2001) Fallas activas en España: Tasas de movimiento y recurrencia sísmica Edita: Consorcio de Compensación de Seguros. Horia Barbat, Alex (1998) El riesgo sísmico en el diseño de edificios Edita: Calidad Siderúrgica.