Hay diversos fenómenos naturales que son capaces de representar una amenaza seria para los seres humanos y sus propiedades. De entre ellos, los que causan un mayor número de víctimas y de pérdidas materiales por unidad de tiempo son, probablemente, los terremotos (1).

Según la Estrategia Internacional para la Reducción de Desastres de la ONU (2), los fenómenos más mortíferos en los últimos veinte años han sido los terremotos, con casi 760,000 víctimas. En cuanto a las pérdidas económicas, las mayores de este mismo período las causaron las inundaciones y los sismos, ascendiendo, respectivamente, a 720,000 y 636,000 millones de dólares USA. No obstante, incluso el gran público tiene la percepción acertada de que seísmos de características similares causan pérdidas de magnitud muy distinta en función del lugar en el cual acontecen. Este hecho pone de manifiesto la necesidad de cuantificar el riesgo sísmico de cada lugar, concepto nada simple y que, con frecuencia, se utiliza con un rigor insuficiente (3).

El documento Natural Disasters and Vulnerability Analysis (4) divide los fenómenos naturales capaces de provocar desastres en tres categorías, a saber: fenómenos meteorológicos e hidrológicos, terremotos y volcanes. Propone que se apliquen a todos los fenómenos mencionados las definiciones siguientes:

La peligrosidad sísmica se ha definido como la probabilidad de que se supere un determinado valor de la variable sísmica «IM» en un período de «T» años (4). Por lo tanto, la peligrosidad o amenaza sísmica es un concepto probabilista y sismológico (5), que no hay que confundir con los conceptos de vulnerabilidad o de riesgo sísmicos (ver apartado 1).

La peligrosidad sísmica de la península Ibérica no es despreciable, pues se halla ubicada en el borde sudoeste de la placa Euroasiática en su colisión con la placa Africana (6) (1). Los terremotos más destructivos de la península Ibérica ocurrieron antes del siglo XX. Desde el punto de vista de la peligrosidad sísmica, revisten gran importancia los acaecidos en el denominado período histórico, que se extiende, aproximadamente, entre los años 1000 y 1900 (7), aunque se puede extender hasta 1921 (8). La Tabla 1 está basada en el trabajo de Martínez Solares y Mezcua (9) y en los datos de 2012 del Servicio de Información Sísmica del Instituto Geográfico Nacional (10). Relata los sismos de intensidad igual o superior a VIII, según la Escala Macrosísmica Europea 1998 EMS-98¹ (11), ocurridos entre los siglos XIV a XIX, ambos inclusive, considerándose que la información relativa a este período de seiscientos años se puede analizar con ciertas garantías (6).

La Tabla 1 pone de manifiesto tres hechos relevantes:

La Tabla 2 recoge los seísmos más significativos del siglo XX y de lo que va del siglo XXI. El de Dúrcal de 1954, a pesar de tener una magnitud de 7,0, no causó daños por su gran profundidad focal, que fue de 650 km; sin embrago, el de Albolote, con una magnitud de 5,0, provocó daños importantes por la vulnerabilidad elevada de los edificios afectados. El terremoto de 1969 tuvo unos efectos escasos, a pesar de su magnitud, por la ubicación de su epicentro, si bien hubo 19 muertos: 4 en España, 2 en Portugal y 13 en Marruecos.

El último sismo de la Tabla 2 es el de Lorca de 2011, con una magnitud de 5,1 y una intensidad macrosísmica de VII (12), lo que concuerda con la peligrosidad sísmica prevista normativamente (13). Es cierto, por ejemplo, que la aceleración máxima del terreno fue más de tres veces mayor que la aceleración básica establecida por la norma NCSE-02 (15), que los desplazamientos máximos del terreno se situaron entre los 3 y los 4 cm y que la rotura de la falla de Alhama de Murcia fue bastante superficial. Sin embrago, la magnitud de los daños registrados y, por supuesto, las nueve víctimas mortales que se produjeron, obliga a profundizar en el análisis de lo ocurrido y, en especial, en las cuestiones relacionadas con la microzonificación sísmica y, sobre todo, con la vulnerabilidad de las construcciones.

Las normas sísmicas han evolucionado hacia planteamientos probabilistas, pues alcanzar los objetivos del proyecto sólo es parcialmente posible y cuantificable en términos probabilistas. La razón es la naturaleza aleatoria de los movimientos sísmicos y el hecho de que los recursos de que se dispone siempre son limitados (14).

Los objetivos clásicos del diseño sismorresistente son la protección de las vidas humanas, la limitación de los daños económicos y el mantenimiento de la operatividad de las construcciones, equipos e instalaciones que sean importantes para la protección civil (15) (16). Tales objetivos se traducen en dos requisitos fundamentales, que son el de no colapso y el de limitación de los daños.

El objetivo del requisito fundamental de no colapso consiste en evitar que se arruine el conjunto de la estructura, o alguna de sus partes, durante un movimiento sísmico poco frecuente; es decir, se trata de lograr que la estructura mantenga su integridad y la suficiente resistencia residual para permitir la evacuación del edificio. No obstante, el coste de la intervención necesaria para que el edificio vuelva a cumplir sus funciones y posea el margen de seguridad requerido puede ser inviable por razones económicas (16) (14).

El requisito fundamental de limitación de los daños está destinado a conseguir que, bajo sismos bastante más frecuentes que los correspondientes al requisito anterior, no haya daños significativos en los elementos no estructurales, o bien limitaciones de uso de los edificios cuyo coste sea desproporcionado (15) (16), siendo uno de los objetivos explícitos de la norma NCSE-02 (15). Para ello, es básico que:

Además, se han de adoptar medidas específicas para limitar las incertidumbres y propiciar una respuesta adecuada de la construcción bajo acciones más severas que la acción sísmica de cálculo. Las medidas específicas prescritas por la normativa están destinadas a prevenir un colapso generalizado de la estructura bajo sismos muy poco frecuentes (períodos medios de retorno de 1500 a 2000 años) sin necesidad de incrementar la acción sísmica de cálculo. Sucintamente, las medidas específicas consideradas en la norma EN 1998-1 (16) son las siguientes:

El análisis probabilista de la amenaza sísmica permite generar una curva de peligrosidad que indique cómo varía cierta medida «IM» de la intensidad sísmica, o sea, el parámetro elegido para representar el movimiento sísmico, con respecto a la frecuencia media anual de su superación en un lugar concreto y suponiendo, en general, que el suelo es roca (17).

Los dos requisitos fundamentales se comprueban con magnitudes diferentes de la acción sísmica. Es habitual el uso de la distribución de Poisson para expresar la probabilidad «P» de superación de una magnitud especificada del parámetro «IM» durante el período de tiempo de exposición «T_L» (años), que se puede tomar igual a la vida útil de la construcción (17) [2].

Está ampliamente aceptado en la actualidad que los valores máximos (peak values) de los parámetros que caracterizan el movimiento sísmico no representan bien la severidad de un sismo y sus posibles consecuencias constructivas (14). No obstante, por simplicidad, la norma EN 1998-1 (16) describe y cuantifica la peligrosidad sísmica en función de un valor característico de la aceleración horizontal «a_gR» de un terreno rocoso o similar (reference peak ground acceleration on type A ground).

La norma española NCSE-02 (15) basa también la peligrosidad sísmica en un valor característico de la aceleración horizontal de la superficie del terreno denominado aceleración sísmica básica «a_b», ponderada con un coeficiente de contribución «K», que sirve para tomar en cuenta la influencia de terremotos derivados de la zona Azores-Gibraltar.

Según NCSE-02 (15) y EN 1998-1 (16), la aceleración de referencia (básica) se ha de multiplicar por otros dos factores, «S» y «ρ». El primero es el coeficiente de amplificación del terreno. El segundo es el llamado factor de riesgo «ρ» en NCSE-02 (15) y factor de importancia «γ_I» en la norma EN 1998-1 (16) y sirve para modificar la fiabilidad vinculada a la satisfacción de los requisitos fundamentales de no colapso y de limitación de los daños; es decir, se utiliza para variar el período medio de retorno de la acción sísmica en función del uso de la construcción y de las consecuencias de su deterioro o agotamiento. La Tabla 3 recoge y compara la clasificación de las construcciones efectuada por las normas UNE-EN 1990 (20), NCSR-02 (15) y EN 1998-1 (16).