INGENIERIA ANTISISMICA -SISMOLOGIA

INGENIERIA ANTISISMICA -SISMOLOGIAUNIVERSIDAD SEOR DE SIPANESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

SISMOLOGIAI. INTRODUCCINLa Sismologa es la ciencia que estudia las causas que producen los terremotos, el mecanismo por el cual se producen y propagan las ondas ssmicas, y la prediccin del fenmeno ssmico. Desde el punto de vista de la Ingeniera, lo ms importante es la definicin y clculo de las acciones que el movimiento ssmico aporta a la estructura. Estructura interna de la tierra. La Tierra est formada por tres capas concntricas: corteza, manto y ncleo, con propiedades fsicas distintas. Estas capas han podido ser detectadas y definidas, a partir del estudio de los registros del movimiento de su superficie, y ms concretamente por los estudios de los terremotos. Los sismos constituyen un tipo de fenmenos que se manifiestan por un movimiento que tiene su origen en el interior de la tierra y se registra en la superficie. Los hay desde los someros, del orden de 5-10 km, los medianos que alcanzan 30-60 km y los muy profundos, de hasta 400 km. Las zonas de actividad ssmica estn bien definidas y Amrica del sur es una zona de alta sismicidad. Esta acta en los lmites de las placas litosfricas.II. ELEMENTOS DE SISMOLOGIAHIPOCENTRO (FOCO) Es el punto en la profundidad de la Tierra desde donde se libera la energa en un terremoto. Cuando ocurre en la corteza de ella (hasta 70 km de profundidad) se denomina superficial. Si ocurre entre los 70 y los 300 km se denomina intermedio y si es de mayor profundidad: profundo (recordemos que el centro de la Tierra se ubica a unos 6.370 km de profundidad). El punto donde se origina el terremoto en el interior de nuestro planeta es denominado hipocentro. El hipocentro se localiza frecuentemente entre 15 y 45 Km de la superficie, pero algunas veces su profundidad se ha calculado en ms de 600 Km. EPICENTRO Es el punto de la superficie de la Tierra directamente sobre el hipocentro. Es, desde luego, la localizacin de la superficie terrestre donde la intensidad del terremoto es mayor. El punto situado en el interior de la corteza donde se produce el choque y de donde se propagan las ondas ssmicas se llama hipocentro o centro ssmico; el punto situado sobre la superficie terrestre en direccin vertical al centro se llama epicentro. La zona que lo rodea y donde los efectos de la sacudida han sido percibidos se llama zona epicentral. Las vibraciones longitudinales y transversales que llegan a esta zona originan ondas superficiales que irradiando del epicentro se propagan paralelamente a la superficie de la tierra, de la misma manera que las ondas del mar.III. SISMOSDEFINICIN Los sismos son movimientos convulsivos de la corteza terrestre se clasifican en microsismos, cuando son imperceptibles; macrosismos, cuando son notados por el hombre y causan daos en enseres y casas, y megasismos, cuando son tan violentos que pueden producir la destruccin de edificios, ruina de ciudades y gran nmero de vctimas. Los macrosismos y megasismos son los conocidos con el nombre de terremotos o temblores de tierra. Por lo general los sismos duran de 10 a 15 s, existen sismos hasta de 3 min.IV. CLASIFICACIN DE LOS SISMOS1. Sismos tectnicos: producen el 90 % de los terremotos y dejan sentir sus efectos en zonas extensas, pueden ser sismos interplaca (zona de contacto entre placas) o sismos intraplaca (zonas internas de estas). Los sismos de interplaca se caracterizan por tener una alta magnitud (7), un foco profundo (20 Km.), y los sismos de intraplaca tienen magnitudes pequeas o moderadas. 1. Sismos volcnicos: se producen como consecuencia de la actividad propia de los volcanes y por lo general son de pequea o baja magnitud y se limitan al aparato volcnico En las etapas previas a episodios de actividad volcnica mayor se presentan en nmero reducidos (algunos sismos por da o por mes) y durante una erupcin la actividad ssmica aumenta hasta presentar decenas o cientos de sismos en unas horas. Segn indican las estadsticas mundiales, muy pocas veces han rebasado los 6 grados en la escala de magnitud.1. Sismos locales: afectan a una regin muy pequea y se deben a hundimientos de cavernas y cavidades subterrneas; trastornos causados por disoluciones de estratos de yeso, sal u otras sustancias, o a deslizamientos de terrenos que reposan sobre capas arcillosas. Otro sismo local es el provocado por el hombre originado por explosiones o bien por colapso de galeras en grandes explotaciones mineras. Tambin se ha supuesto que experimentos nucleares, o la fuerza de millones de toneladas de agua acumulada en represas o lagos artificiales podra producir tal fenmenoV. COMPONENTES DE UN SISMOEl movimiento tectnico origina ondas tericamente esfricas denominadas ondas ssmicas, que se propagan en todas las direcciones a partir del punto de mximo movimiento. El punto donde se origina la vibracin se llama foco o hipocentro y se clasifican con respecto a la profundidad: someros o superficiales (superficie-70 Km); intermedios (70-300 Km) y profundos (300-700 Km). La mayora de los terremotos importantes son de focos someros, los profundos son muy escasos y nunca se detectaron sismos por debajo de los 700 Km. La proyeccin vertical del foco se llama epicentro y sirve para ubicarlo geogrficamente en la superficie.

Figura 1. Esquema de propagacin de las ondas ssmicasVI. ONDAS SSMICAS Desde el hipocentro se generan dos tipos de ondas:1. Ondas primarias: ondas P o longitudinales (las primeras en producirse), son vibraciones de oscilacin donde las partculas slidas del medio se mueven en el mismo sentido en que se propagan las ondas con velocidades que oscilan entre 6 e 13,6 Km/s. Por producir cambios de volumen en los materiales se les llama tambin de compresin; son las de mayor velocidad y se propagan en todos los medios. 1. Ondas secundarias: ondas S o transversales, son las segundas en llegar, producen una vibracin de las partculas en direccin perpendicular a la propagacin del movimiento con velocidades que oscilan entre 3,7 e 7,2 Km/s. No alteran el volumen, son ms lentas que las ondas P y no se propagan a travs de los fluidos. Las ondas compresionales y transversales son tambin conocidas como ondas internas porque pueden viajar en el interior de un slido elstico. Figura 2. Ondas compresionales y transversales.1. Ondas superficiales u ondas L: producidas por la interferencia de ondas P y S, son ms lentas y al viajar por la periferia de la corteza con movimientos laterales tienen una gran amplitud, siendo las causantes de los mayores desastres. Se distinguen dos tipos: ondas Love, con movimiento perpendicular a la direccin de propagacin, llamadas tambin de torsin, y ondas Rayleigh cuyo movimiento es elptico con respecto a la direccin de las ondas sobre planos verticales y en sentido opuesto a direccin de propagacin.

Figura 2. Ondas compresionales y transversales

Figura 3. Ondas superficiales.VII. MEDICIN DE LOS SISMOSLos sismos se detectan con sismgrafos, que registran los movimientos del suelo por donde pasan las ondas ssmicas del interior de la Tierra. Los sismgrafos se han perfeccionado tras el desarrollo por el alemn Emil Wiechert de un sismgrafo horizontal, a finales del siglo XIX. El principio del funcionamiento est basado en el principio de la inercia de los cuerpos este principio nos dice que todos los cuerpos tienen una resistencia al movimiento o a variar su velocidad. El sismgrafo consiste de una masa suspendida por un resorte atado a un soporte acoplado al suelo que le permite permanecer en reposo por algunos instantes con respecto al movimiento del suelo, cuando el soporte se sacude al paso de las ondas ssmicas, la inercia de la masa hace que sta permanezca un instante en el mismo sitio de reposo. Posteriormente cuando la masa sale del reposo tiende a oscilar, ya que esta oscilacin posterior del pndulo no refleja el verdadero movimiento del suelo, es necesario amortiguarla por medio de una lmina sumergida en un lquido (comnmente aceite), actualmente se logra por medio de bobinas o imanes que ejercen las fuerzas amortiguadoras de la oscilacin libre de la masa. Esquema de un sismgrafo: 1.sismgrafo para componente vertical, 2.sismgrafo para componente horizontal, 3. pndulo, 4. tambor de registro. Segn La Tierra, Crculo de Lectores.Se registra una componente del movimiento del suelo en un cilindro que gira a velocidad constante, el papel donde traza el movimiento se conoce como sismograma. El grfico puede ser tambin sealado mediante un rayo de luz que incide sobre un papel fotogrfico, en el cual van marcados los intervalos de tiempo por horas, minutos y segundos.

SismogramaDETERMINACIN DEL EPICENTRO La ubicacin del epicentro de un temblor se hace analizando sus registros e identificando los diferentes tipos de ondas, la estacin puede proporcionar la distancia al epicentro pero no su direccin, de manera que son necesarias, al menos, tres estaciones para determinarlo sin ambigedad. En la prctica, la interseccin de los crculos correspondientes a las tres estaciones no coincide en un solo punto sino que comprende una regin ms o menos grande, dependiendo de la calidad de los datos utilizados, se debe tomar en consideracin la estructura interna y la esferidad de la tierra. ESCALAS DE MEDICIN 0. Intensidad: Es la medida de la fuerza del movimiento del terreno, es decir del poder destructivo de un temblor sobre poblaciones, edificaciones y naturaleza en un lugar determinado. La intensidad puede variar notablemente de un sitio a otro, dependiendo de la distancia al epicentro y de las condiciones geolgicas locales. Los primeros intentos que se hicieron para catalogar y cuantificar los temblores se basaron en efectos observables en su poder destructivo. A finales del siglo pasado, el sismlogo italiano De-Rossi y el suizo Forel propusieron la escala de intensidad de diez grados conocida como Rossi-Forel, para catalogar los daos producidos por los sismos. El sismlogo italiano Giuseppe Mercalli propuso en 1902 una escala de doce grados. Actualmente existen varias escalas de intensidad usadas en el mundo, la ms utilizada es la Escala de Intensidades de Mercalli Modificada (MM), que fue abreviada por Charles Richter en 1956.ESCALA MODIFICADA DE MERCALLI.

Grado Efectos del terremoto

IMicrosismo, detectado por instrumentos.

IISentido por algunas personas (generalmente en reposo).

IIISentido por algunas personas dentro de edificios.

IVSentido por algunas personas fuera de edificios.

VSentido por casi todos.

VISentido por todos.

VIILas construcciones sufren dao moderado.

VIIIDaos considerables en estructuras.

IXDaos graves y pnico general.

XDestruccin en edificios bien construidos.

XICasi nada queda en pie.

XIIDestruccin total.

1. Magnitud: Es la medida de la cantidad de energa liberada en el foco calculada conociendo el efecto de las ondas ssmicas sobre un sismgrafo situado a una distancia determinada del epicentro. La magnitud es un factor que no vara con la distancia del epicentro. Se utiliza la escala RICHTER, es logartmica con valores entre 1 y 9 y por lo tanto pasar de un grado a otro puede significar un cambio de energa liberada entre diez y treinta veces ESCALA RICHTER

Magnitud en Escala Richter Efectos del terremoto

Menos de 3.5Generalmente no se siente, pero es registrado

3.5 - 5.4A menudo se siente, pero slo causa daos menores

5.5 - 6.0 Ocasiona daos ligeros a edificios

6.1 - 6.9 Puede ocasionar daos severos en reas muy pobladas.

7.0 - 7.9Terremoto mayor. Causa graves daos

8 o mayorGran terremoto. Destruccin total a comunidades cercanas

VIII. TERROMOTO EN HAITIDESCRIPCINEl terremoto de magnitud 7,3 en la escala Richter, la capital de Hait, liber una energa equivalente a la explosin de 200.000 kilos de trinitrotolueno (dinamita), segn expertos en geologa. El presidente de Gelogos del Mundo, la ONG del Colegio Oficial de Gelogos de Espaa, Angel Carbayos, ha explicado que la energa que se libera en un sismo de esta magnitud provoca unos efectos devastadores y esos daos sobre las personas, los objetos y las construcciones son los que fijan la intensidad de un terremoto.Este terremoto, el epicentro est muy cerca de la capital, por lo que las ondas llegan con ms intensidad, causando numerosos destrozos. Un sismo de 7 en la escala Richter provoca destruccin masiva, con deslizamiento de terrenos que sepultan cualquier poblacin". El Instituto Geolgico de Estados Unidos ha asegurado que es el ms potente sufrido en el pas en 240 aos, que el movimiento ssmico se produjo a una profundidad de 10 kilmetros bajo la superficie por el choque de las placas tectnicas del Caribe y de Norteamrica que "se estn moviendo continuamente y muy lentamente".IX. TERROMOTO EN CHILEDESCRIPCINComenz con hipocentro (muchos de estos trminos sern explicados en profundidad en futuras entregas, ahora acptenlos sin darles muchas vueltas)en la zona de Maule, al sudoeste de Santiago, a las 3h 48 minutos del 27 de febrerode este ao.Alcanz magnitud de 8,3 a 8,9 grados Richter segn los lugares de registro, lo cual lo posiciona entre los 5 ms severos de tiempos histricos,o ms especficamente, desde que existe registro y se aplica a ellos el sistema Richter (tambin hablar en el futuro de este tema).Comenz con una fuerte sacudida que hasta en las partes orientales de Argentina se hicieron sentir, y se cobr ms de 200 vidas humanas.En los primeros relevamientos in situ, llegaron a medirse desplazamientos de hasta 8 metros (contra los mximos de 2 m que se registraron en Hait) y se visualizaron grietas que se abran separando sus labios hasta cerca de un metro.

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