Seismic risk scenarios for the residential buildings in the Sabana Centro province in Colombia

Abstract

Colombia is in one of the most active seismic zones on Earth, where the Nazca, Caribbean, and South American plates converge. Approximately 83% of the national population lives in intermediate to high seismic hazard zones, and a significant part of the country's building inventory dates from before the nation's first seismic design code (1984). At present, seismic risk scenarios are available for the major cities of the country, but there is still a need to undertake such studies in other regions. This paper presents a seismic risk scenario for the Sabana Centro province, an intermediate hazard zone located close to the country's capital. An exposure model was created combining information from the Global Earthquake Model (GEM) Foundation, surveys, and the national census. Fragility and vulnerability curves were assigned to the building types of the region. A hazard model was developed for the region and 18 earthquake scenarios with a return period of 475 years were simulated using the OpenQuake (OQ) hazard and risk assessment tool to estimate damage and economic losses. In addition, a social vulnerability index (SVI) based on demographic information was used to assess the direct economic loss in terms of replacement costs. The results show that 10% of all buildings considered in the region would experience collapse, and 7% would suffer severe damage. Losses account for 14% of the total replacement cost of the buildings and represent 21% of the annual gross domestic product (GDP) of the region. © 2023 Dirsa Feliciano et al.

Colombia se encuentra en una de las zonas sísmicas más activas de la Tierra, donde convergen las placas de Nazca, la del Caribe y la de Sudamérica. Aproximadamente el 83% de la población nacional vive en zonas de riesgo sísmico intermedio a alto, y una parte importante del inventario de edificios del país data de antes del primer código de diseño sísmico del país (1984). Actualmente se dispone de escenarios de riesgo sísmico para las principales ciudades del país, pero aún es necesario realizar estudios similares en otras regiones. Este artículo presenta un escenario de riesgo sísmico para la provincia de Sabana Centro, una zona de amenaza intermedia ubicada cerca de la capital del país. Se creó un modelo de exposición combinando información de la Fundación Global Earthquake Model (GEM), encuestas y el censo nacional. Se asignaron curvas de fragilidad y vulnerabilidad a los tipos de construcción de la región. Se desarrolló un modelo de peligro para la región y se simularon 18 escenarios de terremotos con un período de retorno de 475 años utilizando la herramienta de evaluación de peligros y riesgos OpenQuake (OQ) para estimar daños y pérdidas económicas. Además, se utilizó un índice de vulnerabilidad social (IVS) basado en información demográfica para evaluar la pérdida económica directa en términos de costos de reposición. Los resultados muestran que el 10% de todos los edificios considerados en la región sufrirían un colapso y el 7% sufrirían daños graves. Las pérdidas representan el 14% del costo total de reposición de los edificios y representan el 21% del producto interno bruto (PIB) anual de la región. © 2023 Dirsa Feliciano et al.