La UCR estudia la amenaza sísmica en Costa Rica por medio de una nueva metodología de riesgo uniforme

Entre el 2011 y el 2024, el proyecto de Vigilancia Sísmica de Costa Rica de la Red Sismológica Nacional (RSN) localizó, en promedio, diez sismos por día en el país. 

Este número es de esperarse, ya que en el territorio nacional interactúan cuatro bloques tectónicos: las placas Cocos, Caribe, Nazca y Panamá. Por esta razón, el estudio de la sismicidad del país es fundamental para generar insumos necesarios que permitan predecir lo que va a pasar y tener una mejor preparación y planificación. 

Por ello, algunos científicos del Laboratorio de Ingeniería Sísmica (LIS) están desarrollando un estudio en el que implementan la metodología de amenaza sísmica, desde la consideración del riesgo uniforme en el país. Esta metodología combina la probabilidad de ocurrencia de todos los posibles sismos con la probabilidad de que un edificio se dañe (fragilidad estructural), lo cual se conoce como riesgo.

El coordinador del LIS, el Dr. Diego Hidalgo Leiva, señala que el proyecto busca aportar conocimiento al Código Sísmico del país para que, sin importar la ubicación de un edificio, se pueda estimar la amenaza sísmica con la misma probabilidad de fallo.

Al fortalecer el Código Sísmico, se pretende mejorar la calidad constructiva, la seguridad de las estructuras y disminuir las pérdidas económicas y el impacto social que pueden ocasionar los terremotos.

Esta investigación nace a partir de otro estudio que utilizó la metodología tradicional para la estimación de la amenaza sísmica, la cual considera un nivel de amenaza uniforme para todo el país. 

En el trabajo anterior, para cada zona del país se estima una curva de amenaza diferente, en la que se puede ver cuál es la probabilidad de que ocurra un sismo en todo el rango de intensidades (desde el sismo de pequeña hasta el de gran intensidad). La amenaza uniforme emplea el mismo valor de probabilidad de ocurrencia para todas las zonas, lo que representa un punto de esa curva, por eso se conoce como amenaza uniforme.

Sin embargo, Hidalgo indica que esto tiene una debilidad, porque los resultados finales empleados para generar los mapas utilizan una sola probabilidad de excedencia (punto único donde se intersecan las curvas de amenaza de ciertas zonas del país) para todo el territorio nacional, pero no necesariamente garantizan que el daño sea equivalente entre las zonas.

Los investigadores notaron que, si tienen dos edificios que son iguales y los colocan, por ejemplo, en Limón y San José (zonas donde el mapa del estudio anterior indica que tienen la misma amenaza sísmica), los dos deberían dañarse, aproximadamente, de la misma forma. 

No obstante, esto no es real, ya que, en algunas zonas, los edificios presentan mayor degradación producto de sismos de gran intensidad y magnitud, mientras que en otras localidades es debido a sismos de menor magnitud, pero con mayor recurrencia. Es decir, el tipo de fuente sísmica de cada sitio es determinante para definir el daño esperado durante la vida de los edificios.

Por ello, para considerar toda la curva de amenaza, en este nuevo estudio se implementa la metodología de amenaza sísmica que considera el riesgo uniforme en el país. Para lograrlo, se incluyó el modelo de un edificio, mediante una curva de fragilidad que representa la probabilidad de cierto nivel de daño en la estructura (colapso) bajo cierta intensidad sísmica. La curva de fragilidad va a estar ligada con un país, una región o una zona de estudio.

El riesgo sísmico se puede estimar como la combinación (deconvolución) de la curva de fragilidad y la curva de amenaza sísmica (específica de cada sitio). Es decir, combinan la probabilidad de ocurrencia de todos los posibles sismos (captados por el estudio de amenaza) con la probabilidad de que ese edificio se dañe.

Cada curva de fragilidad (o cada edificio que puedan modelar) tendrá un nivel de riesgo distinto para ese nivel de amenaza en cada zona sísmica, por lo que será posible identificar un nivel de amenaza que genere valores de riesgo coincidentes entre las zonas del país.