Análisis de riesgo Geologico

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Riesgos Geológicos II
1. Riesgos endógenos: Vulcanismo
Tipología del Riesgo Volcánico
Caída de piroclastos
Nubes ardientes
Lahares
Coladas de lava
Emisiones gaseosas
Acciones predictivas
Acciones preventivas
2. Riesgos Endógenos: Terremotos
Tipología de las ondas sísmicas
Cuantificación de los terremotos
Intensidad sísmica
Magnitud sísmica
Acciones predictivas
Acciones preventivas
Riesgo sísmico en la Península Ibérica
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Técnica
GEOLOGÍA
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1. Riesgo volcánico
La aceptación de la Tª TECTÓNICA DE PLACAS ► entendimiento de
procesos geológicos endógenos.
Actividad sísmica, volcánica y asociada ► límites de placas tectónicas ►
esfuerzos convergentes, divergentes y de cizalla.
Erupción Monte Santa Elena, USA (1980)
RIESGO VOLCÁNICO
Independientemente del carácter tranquilo o explosivo de las erupciones
volcánicas ► otros procesos volcánicos que generan RIESGO
Esquema de una erupción volcánica (Carracedo, 1988)
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1. Riesgo volcánico
1. Caída de Piroclastos, lapilli y bombas volcánicas:
Fragmentos de lava y otros materiales sólidos emitidos a la atmósfera
durante la erupción volcánica ► pueden abarcar áreas de cientos de Km2
Los daños provocados pueden ser:
a. Enterramiento por la acumulación masiva de piroclastos y cenizas ►
colapso de edificios.
b. Impacto de piroclastos (bombas volcánicas)
c. Incendios, especialmente en las áreas más próximas a la erupción
volcánica
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1. Riesgo volcánico

2. 15/09/2013
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Habitantes de Pompeya, sepultados por las cenizas volcánicas
procedentes del Vesubio en la erupción del año 79 A.C.
2. Nubes ardientes:
Desplazamiento por las laderas del volcán a gran velocidad (>200 Km/h) de
una mezcla de gas caliente (350-500ºC), lava y cenizas volcánicas.
Fenómeno volcánico más destructivo ► solo cabe la evacuación de las
áreas de riesgo como medida preventiva.
Las nubes ardientes son raras en zonas pobladas; Su existencia
desaconseja cualquier tipo de uso en el área de riesgo
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1. Riesgo volcánico
Nube ardiente, desplazándose
por la ladera del volcán Santa
Helena (EEUU), a velocidades
superiores a 100 Km/h,
durante la erupción de Agosto
de 1980.
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1. Riesgo volcánico
3. Lahares:
Flujo de fango constituido por una mezcla de cenizas y agua , que se
desplazan pendiente abajo por las laderas del volcán, aprovechando los
barrancos existentes y alcanzando velocidades de hasta 300 Km/h.
Una tormenta localizada, o la fusión de la nieve acumulada en la cima del
crater ► desencadenantes de un Lahar.
Erupción del estratovolcán Veniaminof (Alaska); enero de 1984
Incorpora fragmentos de roca y todo lo que erosiona ► incrementa su
poder destructivo.
La erupción del Nevado del Ruiz (Colombia) en 1985 ► lahares de más de
50 Km ► > 20.000 víctimas.
Los lahares se desaceleran rápidamente ► distancias < 10 Kms.
La distancia que un lahar puede recorrer depende de su volumen, contenido
en agua y de la pendiente por la que discurre.
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Colada basáltica durante la erupción del Volcán Nyiragongo (Congo) en Enero de 2002
4. Coladas de Lava:
Desplazamiento por las laderas del volcán de la lava emitida por éste ►
siguen trayectorias marcadas por la topografía (cárcavas, barrancos).
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1. Riesgo volcánico
Cuantiosos daños materiales, pero rara vez ocasionan pérdidas humanas.
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1. Riesgo volcánico
5. Emisiones gaseosas:
Emisiones de CO, CO2, SO2 y H2S en grandes proporciones.
Erupción del Cerro Negro (Nicaragua); Julio de 1947
Pueden provocar:
1. Pérdidas en vidas humanas (ej. 1700 personas en Camerún en 1986)
2. Lluvia ácida, por la mezcla de estos gases con el agua de lluvia ►
Daños importantes en la cobertera vegetal, cosechas e irritaciones de
piel.
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1. Riesgo volcánico
Predicción Temporal ► Se basa en el control de fenómenos o indicios
previos a la erupción:
1. Variaciones de la forma del volcán (abombamientos)
2. Ensanchamiento de las fisuras
3. Incremento de las fumarolas
4. Variaciones de Temperatura o de la emisión de gases
ACCIONES PREDICTIVAS:
El carácter aleatorio de las erupciones volcánicas dificulta la predicción
precisa, tanto del momento y el lugar, como del tipo e intensidad de la
erupción.
El objetivo, no es tanto predecir el comienzo de la erupción, como
determinar si en el desarrollo de la misma, tendrá lugar algún suceso
catastrófico, y en ese caso, cuándo y donde ocurrirá.
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Delimitación de potenciales zonas
afectadas por:
- nubes ardientes (zona prohibida)
- caída de bombas volcánicas (zona
de 1º peligro)
- formación de Lahares (zona de 2º
peligro) .
Mapa de riesgo del Monte Merapi (Java)
(Tomado de Suryo y Clarke, 1985)
elaborados a partir de la actividad volcánica pasada ► Objetivo: predecir la
actividad futura bajo el supuesto de similar comportamiento que en el pasado.
ACCIONES PREDICTIVAS (continuación):
Predicción espacial ► Mapas de Riesgos
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1. Riesgo volcánico
Estructurales (contención)
1. Construcción de barreras artificiales; refugios contra lahares
2. Drenajes artificiales del crater ► evitar formación lahares.
3. Empleo de agua pulverizada ► enfriar coladas.
4. Bombardeo al flujo de lava ► cambio de la trayectoria colada
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1. Riesgo volcánico
ACCIONES PREVENTIVAS
No Estructurales
1. Planes de evacuación efectivos, basados en mapas de riesgos y en las
técnicas de detección anticipada (predicción temporal).
2. Población sensible a la situación de Riesgo.
3. Ensayos periódicos de los planes de emergencia y evacuación.
Riesgos Geológicos II
1. Riesgos endógenos: Vulcanismo
Tipología del Riesgo Volcánico
Caída de piroclastos
Nubes ardientes
Lahares
Coladas de lava
Emisiones gaseosas
Acciones predictivas
Acciones preventivas
2. Riesgos Endógenos: Terremotos
Tipología de las ondas sísmicas
Cuantificación de los terremotos
Intensidad sísmica
Magnitud sísmica
Acciones predictivas
Acciones preventivas
Riesgo sísmico en la Península Ibérica
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2. Riesgo sísmico
La aceptación de la Tª TECTÓNICA DE PLACAS ► entendimiento de
procesos geológicos endógenos.
Actividad sísmica, volcánica y asociada ► límites de placas tectónicas ►
esfuerzos convergentes, divergentes y de cizalla.

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2. Riesgo sísmico
La aceptación de la Tª TECTÓNICA DE PLACAS ► entendimiento de
procesos geológicos endógenos.
Actividad sísmica, volcánica y asociada ► límites de placas tectónicas ►
esfuerzos convergentes, divergentes y de cizalla.
La aceptación de la Tª TECTÓNICA DE PLACAS ► entendimiento de
procesos geológicos endógenos.
Actividad sísmica, volcánica y asociada ► límites de placas tectónicas ►
esfuerzos convergentes, divergentes y de cizalla.
Epicentros
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2. Riesgo sísmico
La energía se libera en forma de vibraciones del terreno que se transmiten en
todas las direcciones del espacio: ONDAS SÍSMICAS
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3. Ondas Superficiales; La dirección de vibración y la de desplazamiento
son perpendiculares, aunque se propagan únicamente por la superficie
terrestre. Su velocidad de propagación es por ello, inferior a la de las ondas
S. Son las últimas en ser registradas pero las que presentan una mayor
amplitud de onda.
Pueden ser de dos tipos:
Ondas Love Ondas Rayleigh
SON LAS MÁS DESTRUCTIVAS
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Daños generados por propagación de “ondas love”
Daños en San Francisco (EEUU) después del terremoto de 1989
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2. Riesgo sísmico
Daños generados por propagación de “ondas rayleigh”
Terremoto de México (1985)
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2. Riesgo sísmico
Los daños dependerán de las características del sustrato:
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2. Riesgo sísmico
Cuanto menor sea la rigidez ► mayor amplitud de la onda sísmica
Los terremotos son los sucesos naturales que más muertes y daños generan al año;
sus efectos destructivos pueden extenderse a centenares de kilómetros cuadrados.
Los daños se ven amplificados por multitud de sucesos secundarios:
incendios, rotura de presas, licuefacción del terreno, avalanchas de rocas,
tsunamis, ......
Terremoto de San Francisco (1906)
Y también, por la alta vulnerbilidad de los bienes expuestos. Ej: Debilidad
de las construcciones (Agadir, 1960)
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7. 15/09/2013
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(ausencia de instrumentación de medida)
INTENSIDAD:
“medida de los efectos superficiales de un terremoto evaluando las apreciaciones
de las personas afectadas, los daños producidos y las deformaciones del
sustrato”.
Cuantificación del tamaño de un terremoto
Intensidad, Magnitud y Energía liberada ► dos escalas.
Mercalli (1902) ► Escala de Intensidad Sísmica
constaba de doce grados de intensidad.
En Europa ► versión modificada de la escala de Mercalli ► Escala MSK
(Medveved, Sponheuer y Karnik)
Actualidad, en Europa ► Escala Macrosísmica Europea (EMS-98)
(versión más moderna de la MSK)
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2. Riesgo sísmico
Intensidad EMS Definición Tipos de daños
I No sensible No sensible.
II Sensible levemente Sensible solamente para poca gente personas en reposo en vivienda.
III Débil
Sensible adentro para poca gente. La gente en reposo siente una oscilación o
temblor leve.
IV
Observado
ampliamente
Sensible por muchos adentro y pocos afuera de edificios. Pocas personas se
despiertan. Las ventanas, puertas y platos se estremecen.
V Fuerte
Sensible por casi todos adentro y pocos afuera de edificios. Muchas personas se
despiertan. Algunos se asustan. Los edificios tiemblan por doquier. Los objetos
colgantes se mecen considerablemente. Pequeños objetos se desplazan. Las
puertas y ventanas se abren y se cierran.
VI Causa Daños leves
Mucha gente se asusta y corre hacia fuera. Algunos objetos se caen. Muchas
viviendas sufren daños leves no estructurales, como grietas muy delgadas y la
caída de piezas de repello.
VII Causa Daños
Mucha gente se asusta y corre hacia fuera. Los muebles son desplazados y se
caen muchos objetos de repisas. Muchos edificios ordinarios bien construidos
sufren daños moderados; pequeñas grietas en los muros, caída de repello, se
caen partes de chimeneas; edificios antiguos pueden mostrar grandes grietas en
los muros y fallas en las paredes y tabiques.
VIII
Causa Daños
severos
A mucha gente le cuesta mantenerse de pie. Muchas viviendas muestran grietas
grandes en los muros. Pocos edificios bien construidos muestran daños serios en
los muros, mientras que las estructuras antiguas pueden colapsar.
IX Destructivo
Pánico general. Muchas construcciones endebles colapsan. Aun los edificios
ordinarios bien construidos muestran daños serios: fallas graves en los muros y
falla estructural parcial.
X Muy Destructivo Muchos edificios ordinarios bien construidos colapsan.
XI Devastador
Casi todos los edificios ordinarios bien construidos colapsan, aun se destruyen
algunos que tienen buen diseño sismorresistente.
XII
Completamente
devastador
Casi todos los edificios están destruidos.
La INTENSIDAD varía a lo largo de la zona afectada, y su valor únicamente es
válido allí donde ha sido determinado.
Para caracterizar el tamaño del terremoto, se utiliza la INTENSIDAD MÁXIMA
Mapa de Isosistas Terremoto de San Francisco de 1906
MAPAS DE ISOSISTAS
Distribución geográfica de la intensidad del
terremoto ► el área de intensidad máxima o
ÁREA PLEISTOSISTA ►se ubica el epicentro
Inconvenientes:
Falta de rigor en la cuantificación de la
intensidad ► grado de vulnerabilidad de la
zona afectada ► no extrapolable a otros
casos
Ventajas:
INTENSIDAD es muy útil para evaluación de
daños y elaboración de mapas de
vulnerabilidad por riesgo sísmico.
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2. Riesgo sísmico
MAGNITUD (M) Ritcher (1935)
Energía liberada en los terremotos, definiéndola en función de la máxima
amplitud de las ondas sísmicas a una distancia de 100 Km del epicentro.
Medida absoluta y cuantitativa del tamaño de un terremoto ► comparar
unos terremotos con otros en cualquier parte del mundo, con independencia
de los daños ocasionados (intensidad).
M= Log(a/T) + B
a = movimiento máximo del terreno (micrómetros)
T = el periodo de tiempo de una oscilación (segundos)
B es un factor de atenuación que depende de la distancia al hipocentro
Parámetros a y T ► sismogramas
Parámetro B ► curvas de distancia P-S.
Una de las fórmulas más comunes utiliza los datos de Ondas SUPERFICIALES
Ms = log a/T + 1,66 log B + 3,3
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2. Riesgo sísmico

8. 15/09/2013
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Ms = log a/T + 1,66 log B + 3,3
(a) es la amplitud máxima (en micras) del movimiento del suelo de la onda superficial
de mayor amplitud
(T) es el periodo de la oscilación, suele variar entre 10 y 20 s en las ondas S
(B) es la distancia al epicentro en grados
¿Cuál es la magnitud?
T = 13 s
a = 4000
a = 1550
BCMB = 5
BANMO = 10
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2. Riesgo sísmico
Ms CMB = Log 4000/13 + 1,66 log 5 + 3,3 = 6,95
Ms ANMO = Log 1550/13 + 1,66 log 10 + 3,3 = 7,03
Ms = 7
Ms = log a/T + 1,66 log B + 3,3
T = 13 s
a = 4000
a = 1550
BCMB = 5
BANMO = 10
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2. Riesgo sísmico
ACCIONES PREDICTIVAS:
Es un tema no resuelto. Puede ser:
1.- Predicción a corto plazo ► determinar el lugar y hora en el que ocurrirá un
sismo.
2.- Predicción a largo plazo ► estimar la probabilidad de que pueda ocurrir un
terremoto de una magnitud dada en un área concreta en un número
específico de años ► adopción de medidas preventivas
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2. Riesgo sísmico
Predicción temporal ► seguimiento y control de fenómenos precursores:
dilatación de rocas
aumento de emisiones de radón
deformación del suelo
Alteración conducta de animales
Predicción espacial:
• buen conocimiento de la
geología de la región
• buena base de datos de
sismos.
Objetivo: búsqueda de
vacíos sísmicos a lo largo de
fallas activas ► en ellos se
está acumulando esfuerzos.
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2. Riesgo sísmico
Análisis del Riesgo sísmico
• Mapas de Peligrosidad
• Mapas de Vulnerabilidad

9. 15/09/2013
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ACCIONES PREDICTIVAS (CONTINUACIÓN)
Los Mapas de peligrosidad combinan varios elementos:
(i) fallas activas y relictas
(ii) Análisis de la frecuencia y magnitud de todos los terremotos de la región
(iii) Topografía y condiciones del subsuelo
(iv) Posibles riesgos secundarios (deslizamientos, rotura de presas ...)
Los Mapas de Vulnerabilidad deben de tener en cuenta:
(i) Grado de exposición de las poblaciones y densidad de población
(ii) Naturaleza y propiedades de los materiales de construcción
(iii) Características de las infraestructuras y edificaciones
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2. Riesgo sísmico
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2. Riesgo sísmico
ACCIONES PREVENTIVAS
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2. Riesgo sísmico
“se establecen las condiciones técnicas que han de cumplir las estructuras
de edificación, a fin de que su comportamiento, ante fenómenos sísmicos,
evite consecuencias graves para la salud y seguridad de las personas, evite
pérdidas económicas y propicie la conservación de servicios básicos para la
sociedad en casos de terremotos de intensidad elevada”.
• OBJETIVO ► “proporcionar criterios a seguir dentro del territorio español
para la consideración de la acción sísmica en el proyecto, construcción,
reforma y conservación de aquellas edificaciones y obras …”
• Adecuada al conocimiento actual sobre sismología e ingeniería sísmica
En España, cualquier tipo de actuación en ingeniería civil o edificación debe
realizarse al amparo
NORMA DE CONSTRUCCIÓN SISMORESISTENTE
Real Decreto 2543/1994, de 29 de diciembre (NCSE-94)
Modificada por Real Decreto 997/2002, de 11 de Octubre
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2. Riesgo sísmico
ACCIONES PREVENTIVAS (Continuación)

10. 15/09/2013
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2. Riesgo sísmico
Actividad de Control III:
Aceleración sísmica
Pág. 37 Guía asignatura
Documentos de trabajo: Norma sismorresistente de construcción NCSR-02
Fecha de entrega: Martes 06/11/2012 al comienzo de la clase
Trabajo individual
El diseño y uso de estructuras antisísmicas ► 90% reducción víctimas y daños
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2. Riesgo sísmico
Eliminación de espacios abiertos
Elección cuidadosa de los cimientos ► evitar problemas de licuefacción
Utilización del acero y la goma en cimientos
El diseño y uso de estructuras antisísmicas ► 90% reducción víctimas y daños
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2. Riesgo sísmico
Materiales deformables (elásticos/plásticos) y resistentes ► acero
El diseño y uso de estructuras antisísmicas ► 90% reducción víctimas y daños
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2. Riesgo sísmico
Ensamblaje y fijación cuidadosa de los componentes de un edificio ►
resistencia a esfuerzos verticales y laterales

11. 15/09/2013
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El diseño y uso de estructuras antisísmicas ► 90% reducción víctimas y daños
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2. Riesgo sísmico
Fijación firme de todos los paneles y elementos interiores y exteriores
El diseño y uso de estructuras antisísmicas ► 90% reducción víctimas y daños
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2. Riesgo sísmico
Válvulas de seguridad y tanques reforzados para combustibles y agua
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2. Riesgo sísmico
CATÁLOGO SÍSMICO OFICIAL DEL IGN
cada 100 años ► terremoto destructivo
Cada 10-15 años ► terremoto de magnitud ≥ 6
Ej.: Terremoto de Lisboa en 1755 (8.6 en la escala de Richter) ► tsunami que
afectó al Golfo de Cádiz ► > 1000 víctimas
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2. Riesgo sísmico

12. 15/09/2013
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10/06/06 M = 4,7
22/05/97 M = 5,1
21/05/97 M = 5,3
18/12/79 M = 5,2
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2. Riesgo sísmico 18/12/79 M = 5,2
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2. Riesgo sísmico