Sobre el comportamiento sísmico de los depósitos de suelos del área de Cañaveralejo, Cali, Colombia

Resumen

Identificó una zona de comportamiento sísmico singular sobre los depósitos aluviales en el área de Cañaveralejo. Los indicadores incluyen concentración de daños en edificaciones, por sismos de magnitud moderada a distancias epicentrales de más de 400 km, y vibraciones inducidas por espectáculos musicales con asistencia masiva en escenarios públicos, perceptibles en edificios hasta 1000 m de distancia.

Uno de los propósitos en la caracterización de esta zona fue el de resolver un problema que típicamente la ingeniería ha enfrentado con técnicas directas puntuales (perforaciones, ensayos de laboratorio, etc.) mediante la aplicación de metodologías de evaluación histórica y geológica, para inferir la génesis de los terrenos, y de técnicas de sondeo indirectas de la geofísica, para cuantificar la estructura, los parámetros mecánicos y las respuestas dinámicas de los suelos.

Se estudiaron las características geológicas e hidrológicas de la cuenca-fuente (río Cañaveralejo) y de las formaciones geológicas superficiales vecinas, las condiciones de los terrenos pre-urbanización, los perfiles geotécnicos disponibles para la zona de estudio y áreas aledañas, los patrones de los reportes macrosísmicos de varias décadas y los reportes de efectos de vibraciones inducidas en edificaciones. También se midieron las respuestas dinámicas de los terrenos mediante la técnica de análisis espectral de vibraciones ambientales, la distribución en profundidad de las velocidades de propagación de las ondas P y S y de la relación de Poisson, así como la generación y propagación de vibraciones inducidas por espectáculos musicales masivos.

La información histórica, geomorfológica e hidrológica permite inferir la acción de una cuenca de torrencialidad muy alta en el contexto local, un alto aporte de sedimentos muy finos (a partir de rocas básicas y gruesos saprolitos), sedimentación en un ambiente de súbito cambio de velocidades de flujo sobre terrenos de muy baja inclinación, inundables y lateralmente confinados. Mediante las mediciones geofísicas se encontraron velocidades de ondas P del orden de 1500 m/s y de S de aproximadamente 200 m/s, correspondiente al rango inferior de los suelos rígidos; conjuntamente con el coeficiente de Poisson resultante estos valores son característicos de arcillas saturadas, lo cual es compatible con la información contenida en los perfiles geotécnicos. Los perfiles de refracción sísmica, con aproximadamente 50 m de profundidad de exploración, no alcanzaron ninguna capa refractora profunda. Los periodos fundamentales de vibración de los terrenos oscilan entre 0,5 y 1,8 s, crecientes hacia el E, conforme se alejan del piedemonte rocoso. Por otro lado, en cercanías de la fuente y a 1000 m de distancia, se registraron vibraciones inducidas con modos de vibración diferentes en cada canción asociables probablemente con los modos de vibración de los diversos elementos estructurales, con frecuencias armónicas principales desde 1,9 hasta 2,45 Hz. La atenuación de éstas vibraciones inducidas fue comparativamente baja, del orden de 20 veces en 1000 metros, en relación con casos de atenuación de las ondas por vibrohincado de tablestacacas en arenas.

En un modelo preliminar se deduce que el comportamiento dinámico singular el efecto de sitio - que han mostrado los depósitos del área de Cañaveralejo, está controlado conjuntamente por la baja velocidad de propagación de la onda S, en una estrato conformado principalmente de arcilla saturadas de más 28 m de espesor, en lo que a la amplificación selectiva de ondas sísmicas refiere, mientras que en la propagación de vibraciones inducidas además es decisivo el confinamiento lateral de los depósitos del Cono.

El trabajo concluye también con la deducción de evaluaciones que serán necesarias para disminuir algunas incertidumbres o inconsistencias en el modelo, para detallar aún más el entendimiento del proceso de propagación de ondas elásticas en los Depósitos, y para acabar de caracterizar y delimitar una microzona Depósitos de Cañaveralejo para la zonificación sísmica de terrenos en el área urbana de Cali.