Calculadora de Riesgo de Licuefacción
Estime la probabilidad de licuefacción del suelo en función de los parámetros sísmicos y las condiciones del terreno.
AssessmentComprender la Licuefacción del Suelo en Terremotos
La licuefacción del suelo ocurre cuando el suelo granular suelto y saturado pierde su resistencia y rigidez durante la sacudida de un terremoto, haciendo que se comporte como un líquido en lugar de un sólido. Cuando las ondas sísmicas pasan a través de arena o limo saturados de agua, aumentan la presión del agua entre los granos del suelo (presión de poro). Si esta presión sube lo suficiente para igualar el peso del suelo suprayacente, los granos pierden contacto entre sí y el suelo fluye temporalmente como un fluido viscoso. Este fenómeno puede causar que los edificios se hundan, se inclinen o colapsen; que estructuras subterráneas como tuberías y tanques floten a la superficie; y que las pendientes fallen en expansión lateral.
El valor N del Ensayo de Penetración Estándar (SPT) es una medición de campo clave utilizada para evaluar la susceptibilidad a la licuefacción. Mide el número de golpes de martillo necesarios para introducir un tubo de muestreo 30 cm en el suelo — valores N más altos indican suelo más denso y resistente. Los suelos con valores N del SPT por debajo de 15 en condiciones saturadas generalmente se consideran susceptibles a la licuefacción. La profundidad del nivel freático es igualmente importante: el suelo debe estar saturado para que ocurra la licuefacción, por lo que las áreas con niveles freáticos superficiales (menos de 5 metros) tienen el mayor riesgo. Los terrenos ganados al mar y los rellenos costeros son particularmente vulnerables, como se demostró en los terremotos de Niigata de 1964 y Christchurch de 2011.
Factores clave en el riesgo de licuefacción
- Tipo de suelo: Las arenas sueltas y las arenas limosas son las más susceptibles. Las arcillas y gravas generalmente resisten la licuefacción, aunque los limos no plásticos pueden licuarse bajo sacudidas fuertes.
- Profundidad del nivel freático: Niveles freáticos más superficiales (0-5 m) aumentan dramáticamente el riesgo. Los sitios con niveles freáticos más profundos que 15 m generalmente están a salvo de la licuefacción.
- Intensidad y duración de la sacudida: La licuefacción típicamente requiere sacudidas sostenidas (varios segundos) con aceleraciones superiores a 0,1g. Los terremotos de mayor duración aumentan el riesgo.
- Precedente histórico: Las áreas que se han licuado en terremotos pasados tienen una alta probabilidad de licuarse nuevamente, ya que las condiciones geológicas que causan la licuefacción persisten.
Usos comunes
- Evaluación preliminar del potencial de licuefacción para la evaluación de propiedades en áreas costeras propensas a terremotos.
- Comprender qué condiciones del suelo y parámetros de terremotos contribuyen a la licuefacción.
- Evaluar el riesgo para sitios sobre relleno, terrenos ganados al mar, o cerca de ríos y costas.
- Apoyar discusiones educativas sobre ingeniería geotécnica sísmica.
How to Use
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1
Enter Soil and Site Data
Input your site's soil type (sand, silt, clay, fill), water table depth, and layer thickness. Sandy soils saturated with water at depths less than 10 meters carry the highest liquefaction potential.
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2
Specify the Earthquake Scenario
Enter the design earthquake magnitude (Mw) and peak ground acceleration (PGA) for your site. These can be obtained from the USGS seismic hazard map or from a site-specific hazard analysis at your return period of interest.
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3
Interpret the Liquefaction Potential Index
Review your Liquefaction Potential Index (LPI) value and qualitative risk category. LPI < 5 is considered low risk; LPI 5–15 moderate; LPI > 15 high. The tool follows the Iwasaki (1982) framework widely used in Japanese and US engineering practice.
About
Soil liquefaction has been recognized as a major earthquake hazard since the 1964 Niigata and Alaska earthquakes, which produced dramatic documentary evidence of ground failure. The modern analytical framework for liquefaction assessment was developed largely by H. Bolton Seed and colleagues at UC Berkeley in the 1970s–80s, based on Standard Penetration Test (SPT) blow counts as a proxy for soil density and resistance. The Seed-Idriss Simplified Procedure, subsequently updated by Youd et al. (2001) and Idriss and Boulanger (2008), remains the standard for routine engineering practice and forms the basis of most liquefaction screening tools.
Liquefaction assessment methods fall into two categories. Deterministic methods compute a factor of safety for each soil layer using measured in-situ properties (SPT N-value, CPT qc, shear wave velocity Vs) and the earthquake loading expressed as the Cyclic Stress Ratio. Probabilistic methods (Cetin et al., 2004; Boulanger and Idriss, 2014) incorporate uncertainty in both the demand and capacity parameters to produce probability-of-liquefaction values rather than binary pass/fail outcomes. Probabilistic approaches are increasingly favored in performance-based earthquake engineering (PBEE) frameworks, where risk is expressed as expected losses over the lifetime of a facility.
The 2010–2011 Canterbury earthquake sequence in New Zealand produced an unprecedented dataset for liquefaction research. The earthquakes affected Christchurch—a city founded on Holocene fluvial sediments—causing liquefaction across 80% of the residential Red Zone, the area ultimately purchased by the government for permanent managed retreat. GNS Science and the University of Canterbury deployed a multi-technique investigation including aerial photography, LiDAR surveys, and thousands of CPT soundings to map spatial variability in liquefaction manifestation at block-by-block resolution. The resulting Christchurch Liquefaction Vulnerability dataset is now one of the most comprehensive post-earthquake geotechnical records ever assembled and has driven significant advances in simplified liquefaction assessment procedures.