Los modelos geológicos en 3D pueden salvar vidas y proteger edificios al ayudarnos a detectar y comprender las peculiaridades del subsuelo que intensifican los temblores.
Garantizar la seguridad de las comunidades que viven en regiones con peligro sísmico es uno de los mayores desafíos que enfrenta la ingeniería sísmica. A menudo hay una «tormenta perfecta» de problemas: una zona densamente poblada, infraestructuras y comunicaciones obsoletas, y viviendas construidas inadecuadamente, todo ello asentado sobre condiciones geológicas complejas, difíciles de predecir y turbulentas.
Dusambé, la capital de Tayikistán, es uno de esos lugares. Cercado por su entorno sísmicamente inestable, con oportunidades limitadas de expansión, corre el riesgo de convertirse en un terremoto catastrófico. (La cercana zona de falla activa de Ilyak ya ha infligido varias sacudidas intensas en el área en los últimos 100 años).
Al trazar un perfil de riesgo de una ciudad, los sismólogos a menudo intentan crear «microzonas». Se basan en el análisis geológico, la perforación de pozos y los datos de ruido sísmico para identificar las condiciones locales del terreno que podrían amplificar el impacto de cualquier terremoto en puntos concretos.
Sin embargo, el uso de modelos numéricos que incorporan un geomodelo en 3D del subsuelo para simular el movimiento del suelo y tener en cuenta todos los procesos de propagación de ondas sísmicas es invaluable para dibujar un mapa de seguridad sísmica de mayor alcance, especialmente en entornos urbanos complejos.
En este estudio independiente, publicado en la revista Geosciences, un equipo de sismólogos y geólogos utilizó Leapfrog para crear geomodelos en 3D de áreas objetivo en Dusanbé, Tayikistán, con el objetivo de analizar la propagación de ondas sísmicas en diversas condiciones litológicas y topográficas. En particular, utilizaron el geomodelo en 3D para lo siguiente:
- Explorar la influencia de las condiciones del terreno que más afectan a los temblores sísmicos en la construcción.
- Desarrollar mapas de riesgo sísmico más precisos y mejorar los estándares de construcción.
- Crear mapas de influencia del sitio y modelos de aceleración máxima del suelo (Peak Ground Acceleration, PGA) de varios escenarios de terremotos. Los mapas y modelos se pueden aplicar fuera de Dusanbé, en otras ciudades y áreas económicas clave de Tayikistán, donde se planean grandes estructuras industriales.
La aplicación del modelado numérico en 2D en combinación con este geomodelo en 3D ha abierto nuevos horizontes para el análisis de posibles amenazas. Se prestó especial atención al análisis de los efectos del lugar y a la identificación de las zonas con mayor riesgo de terremotos. Estos datos han demostrado ser muy valiosos para la planificación de medidas de precaución y el desarrollo de estrategias de desarrollo sostenible.
![Figure 1. (a) Study area: the city of Dushanbe, marked on the map with an area of 12 × 12 km2, featuring high-lighted river networks and lithological characteristics of the study area; (b) Epicentres of shallow earthquakes for the period from 818 CE to 2023.
Earthquake data was taken from the Central Asia Seismic Risk Initiative, Earthquake
Modelling for Central Asia (CASRI-EMCA; [36,37]) Active faults are highlighted in red.](https://i0.wp.com/www.seequent.com/wp-content/uploads/Figure-1-2.png?fit=2717%2C1322&ssl=1)
Figura 1. (a) Zona de estudio: la ciudad de Dusanbé, marcada en el mapa con una superficie de 12 × 12 km2, con redes fluviales muy iluminadas y características litológicas de la zona de estudio.
(b) Epicentros de terremotos poco profundos para el período comprendido entre 818 d.C. y 2023. Los datos sísmicos se tomaron de la Iniciativa de Riesgo Sísmico de Asia Central, Modelado de Terremotos para Asia Central (CASRI-EMCA; [36,37]) Las fallas activas están resaltadas en rojo.
Lea el estudio académico completo para obtener más información sobre qué intensifica los efectos de los terremotos y de qué manera los modelos se correlacionan con las observaciones históricas de terremotos.
Farkhod Hakimov es un candidato a doctorado afiliado en conjunto con el Departamento de Neotectónica y Peligros Naturales de la Universidad RWTH de Aquisgrán, Alemania, y el Departamento de Georriesgo y Medioambiente de la Universidad de Lieja, Bélgica. Su investigación se especializa en la microzonificación sísmica a través de simulaciones numéricas dinámicas en varias regiones geológicamente significativas, incluidas Aquisgrán (Alemania), Dusanbé (Tayikistán) y el área de Bukit Timah (Singapur).
Hakimov aporta una formación académica diversa y completa a su investigación. Tiene un posgrado en Sismología de la Academia Nacional de Ciencias de Tayikistán, que se complementa con títulos en ingeniería de sistemas y radiofísica. Sus conocimientos abarcan varias disciplinas, incluida la ingeniería sísmica, la evaluación de riesgos y el modelado numérico avanzado.
En su investigación actual, Hakimov se centra en la ingeniería sísmica, la evaluación de riesgos sísmicos y la sismología. Tiene habilidades especiales en el empleo de modelos numéricos dinámicos en 2D y 3D para facilitar la microzonificación sísmica en áreas que requieren evaluaciones detalladas de riesgos sísmicos. Su trabajo contribuye significativamente a mejorar la seguridad sísmica a través de la aplicación de diversas herramientas geofísicas y equipos sísmicos. Sobre todo, Hakimov fue reconocido con una beca del Servicio de Intercambio Académico Alemán (Austauschdienst Akademischer Austauschdienst, DAAD) por sus destacadas contribuciones a sus estudios de doctorado.
La investigación de Hakimov tiene como objetivo mejorar la comprensión de los riesgos sísmicos, lo que contribuye al desarrollo de la ingeniería sísmica y la microzonificación sísmica. Su obra más reciente, denominada «Evaluación de los efectos del lugar y el modelado numérico del movimiento sísmico del terreno para apoyar la microzonificación sísmica de la ciudad de Dusambé, Tayikistán», ejemplifica su compromiso con el uso de enfoques rigurosos basados en datos para abordar desafíos geofísicos complejos utilizando geomodelos en 3D combinados con modelos numéricos dinámicos en 2D, una metodología aplicada por primera vez en esta región. Farkhod Hakimov nació y creció en Tayikistán, donde sus primeras experiencias relacionadas con la actividad sísmica del país despertaron su interés por la ciencia de los terremotos. Su trayectoria académica lo llevó desde la Academia Nacional de Ciencias de Tayikistán hasta instituciones internacionales de educación superior de Alemania y Bélgica, donde desarrolló una reputación como investigador meticuloso e innovador. En la Universidad RWTH de Aquisgrán y la Universidad de Lieja, es reconocido por sus contribuciones a la evaluación de riesgos sísmicos y su enfoque interdisciplinario que une la geofísica, la ingeniería y el modelado informático.