La investigación revela nuevos conocimientos sobre la licuefacción del suelo durante los terremotos
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| Una vista muestra casas destruidas tras un terremoto de magnitud 7,2 en Les Cayes, Haití, el 14 de agosto de 2021.(foto: REUTERS) |
En un nuevo estudio, se cuestiona la comprensión convencional de la licuefacción del suelo, remodelando significativamente nuestra comprensión de la deformación del suelo relacionada con los terremotos. Tradicionalmente, la licuefacción del suelo se ha relacionado con condiciones no drenadas cerca de los epicentros de los terremotos, pero esta investigación revela que la licuefacción puede tener lugar en condiciones drenadas, incluso a niveles de densidad de energía sísmica considerablemente más bajos. Este descubrimiento arroja nueva luz sobre los eventos de licuefacción de campo lejano que han dejado perplejos a los científicos durante mucho tiempo. El estudio destaca cómo las sacudidas sísmicas, incluso en condiciones de drenaje, desencadenan el flujo de fluido intersticial dentro del suelo, lo que lleva a la acumulación de gradientes excesivos de presión de poro y la consiguiente pérdida de resistencia del suelo. La licuación escurrida se desarrolla rápidamente, guiada por la propagación de un frente de compactación, con su velocidad determinada por la tasa de inyección de energía sísmica. Estos hallazgos marcan un cambio profundo en nuestra comprensión de la licuefacción del suelo, lo que nos permite realizar evaluaciones más precisas de su potencial y los riesgos asociados, lo que en última instancia refuerza los esfuerzos en ingeniería y preparación contra terremotos.
27 septiembre 2023.- La licuefacción del suelo, un fenómeno destructivo que ocurre durante los terremotos, se ha asociado tradicionalmente con condiciones de falta de drenaje cerca del epicentro del terremoto. Sin embargo, una nueva investigación realizada por el Dr. Shahar Ben-Zeev en la Universidad Hebrea de Jerusalén y la Universidad de Estrasburgo ha revelado un descubrimiento notable: la licuefacción puede ocurrir en condiciones de drenaje incluso a niveles de densidad de energía sísmica notablemente bajos. Esta investigación ofrece una explicación completa de los eventos de licuación de campo lejano de los terremotos que han desconcertado a los científicos durante mucho tiempo.
La licuefacción del suelo es un peligro natural que ocurre comúnmente durante los terremotos. La licuefacción es uno de los fenómenos más catastróficos relacionados con los terremotos. Durante y después de la licuefacción, los edificios e infraestructuras se hunden, flotan y se inclinan, el suelo puede extenderse y agrietarse, asentarse o iniciar un deslizamiento de tierra. Los daños por licuefacción a menudo provocan numerosas víctimas humanas, destrucción de medios de vida y pérdidas económicas que pueden resultar en el abandono total de áreas anteriormente habitadas, lo que plantea un desafío importante para la resiliencia de las comunidades.
Tradicionalmente, la licuefacción se ha entendido como un proceso predominantemente no drenado que ocurre en condiciones de alta densidad de energía. Esta visión convencional dejó sin explicación muchos eventos de licuación de terremotos, particularmente aquellos que ocurren lejos del epicentro del terremoto, donde la densidad de energía es significativamente menor.
El Dr. Shahar Ben-Zeev, guiado por el Prof. Einat Aharonov de la Universidad Hebrea de Jerusalén, el Prof. Renaud Toussaint de la Universidad de Estrasburgo y el Prof. Liran Goren de la Universidad Ben Gurion, llevó a cabo esta investigación, desafiando la sabiduría convencional . Sus hallazgos demuestran que la licuefacción puede ocurrir en condiciones de drenaje, incluso a niveles bajos de densidad de energía sísmica. La sacudida sísmica, en condiciones de drenaje, facilita el flujo de fluido intersticial dentro del suelo, lo que lleva al desarrollo de gradientes excesivos de presión de poro y la consiguiente pérdida de resistencia del suelo. La licuefacción drenada ocurre rápidamente y está influenciada por la tasa de inyección de energía sísmica.
Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para nuestra comprensión de la licuefacción del suelo. Al considerar la licuefacción del suelo bajo un espectro de condiciones de drenaje, ahora podemos evaluar con mayor precisión su potencial y los peligros asociados. Esta investigación abre nuevas puertas para la ingeniería y la preparación contra terremotos, ayudando a mitigar los riesgos asociados con la licuefacción del suelo en regiones vulnerables a la actividad sísmica.
Lo que distingue a este estudio es su combinación única de trabajo teórico, simulaciones numéricas y validación experimental.
Además, en una época marcada por un aumento continuo en la construcción de terrenos ganados al mar e islas artificiales, ambos altamente susceptibles a la licuefacción del suelo, esta investigación se vuelve aún más pertinente.
Como la mayoría de los terremotos del pasado ocurrieron antes de la era instrumental moderna, los sismólogos dependen en gran medida de la interpretación de las características geológicas para compilar catálogos completos de terremotos. Este estudio innovador cambia fundamentalmente nuestra comprensión de las condiciones que pueden haber causado las características geológicas relacionadas con la licuefacción, por lo que exige revisar la magnitud estimada del terremoto calculada mediante métodos estándar.
El trabajo del Dr. Shahar Ben-Zeev contribuye significativamente a nuestra comprensión de la licuefacción del suelo inducida por terremotos y enfatiza la necesidad de reevaluar las evaluaciones del potencial de licuación. Esta investigación ofrece conocimientos invaluables para abordar una de las consecuencias más destructivas de los terremotos, brindando esperanza para una mayor resiliencia en áreas propensas a terremotos.
En resumen, comprender la licuefacción del suelo es crucial ya que afecta directamente la seguridad pública, la resiliencia de la infraestructura, los recursos hídricos y la capacidad de gestionar y mitigar las consecuencias de los terremotos en regiones susceptibles. Esta investigación mejora sustancialmente nuestra comprensión y ofrece conocimientos vitales para la seguridad en caso de terremotos y la preparación para desastres.
Fuente: Ben-Zeev, S., Goren, L., Toussaint, R. et al. Drainage explains soil liquefaction beyond the earthquake near-field. Nat Commun 14, 5791 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-41405-4
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