I. Desarrollo histórico de la investigación sismológica. 1.-Antecedentes: El origen de los terremotos se debía a fuertes tormentas de mezclas de aire y agua
en
una
hipotética
atmósfera
interna del planeta. Una teoría similar fue la de Anaxágoras Anaxágoras y Empédocles en el siglo IV a. C. Ellos propusieron que los terremotos eran generados a partir de salidas súbitas de aire caliente. Esta teoría fue aceptada por Aristóteles en la misma época, lo que le dio gran aceptación en la Europa antigua. La teoría llegó a Roma a través de Séneca y Plinio el Viejo. En la Edad Media fue difundida por Avicena, por Avicena, Averroes y los dominicos Alberto Magno y Tomás de Aquino. Sin embargo, durante el medioevo (como ya se expli có) el origen natural de los terremotos fue formalmente prohibido por considerarla como una idea herética. No fue sino hasta principios del siglo XVII que se volvió a especular acerca de causas naturales del origen de los terremotos (Udías, 1985). Así, Werner propuso que los terremotos se debían a causas locales vinculadas a capas de piritas de hierro fundidas en depósitos de carbón ardiente. A los terremotos se les dio desde la Antigüedad Antigüedad hasta la Edad Media (y en algunas culturas hasta la actualidad) una explicación mítica asociada al castigo o ira divina. Por ejemplo, en Japón, los terremotos eran atribuidos a un enorme pez gato llamado Namazu, que yacía bajo la tierra y era controlado por un dios llamado Daimyojin, quien mantenía su cabeza enterrada bajo una piedra. Cuando el dios se descuidaba, Namazu se movía y con fuertes latigazos de su cola hacía temblar la tierra. En Siberia, los terremotos eran atribuidos al paso de un dios en trineo bajo la Tierra; los maoríes creían
que su dios Raumoko, enterrado accidentalmente por su madre, la Tierra, gruñía causando terremotos. Los aztecas pensaban que la vida humana se extinguía periódicamente a causa de diferentes calamidades; a cada era o ciclo le denominaron “Sol”. El quinto Sol, el actual, cuyo signo era nahui ollin (“cuarto movimiento”) debería
terminar a causa de un terremoto. Así, los aztecas pretendían retratar el cataclismo que habría de poner fin al quinto Sol mediante chalchíhuatl, el agua preciosa del sacrificio. Los filósofos de la antigua Grecia fueron los primeros en asignar causas naturales a los terremotos. Anaxímenes Anaxímenes (siglo V a. C.) y Demócrito (siglo IV a. C.) pensaban que la humedad, el vapor y el agua los causaban.
2.-Marco Conceptual: Sismología: Es una rama de la geofísica que se encarga del estudio de terremotos y la propagación de las ondas mecánicas (sísmicas) que se generan en el interior y la superficie de la Tierra. La sismología es la rama de la geofísica que estudia el fenómeno de los temblores que ocurren en nuestro planeta Tierra. Sus principales objetivos son:
El estudio de la propagación de las ondas sísmicas por el interior de la Tierra a fin de conocer su estructura interna;
El estudio de las causas que dan origen a los temblores;
La prevención de daño.
La sismología incluye, entre otros fenómenos, el estudio de maremotos y marejadas asociadas (tsunamis) y vibraciones previas a erupciones volcánicas. En general los terremotos se originan en los límites de placas tectónicas y son producto de la acumulación de tensiones por interacciones entre dos o más placas. La interpretación de los sismogramas que se registran al paso de las ondas sísmicas permiten estudiar el interior de la tierra.
3.-Modelos, escalas e instrumentos de medición: Escalas. De Richter: La escala de Magnitud o Richter está relacionada con la energía liberada en forma de ondas sísmicas que se propagan a través del suelo. Para
calcular
esta
energía
y
determinar la magnitud de un temblor se realizan cálculos matemáticos basados en los registros obtenidos por los sismógrafos de diferentes estaciones. En estos registros o sismogramas se mide la amplitud máxima de la ondas y la distancia a la que se encuentra la estación del epicentro. Estos valores son introducidos a una fórmula, obteniendo así la magnitud. Es una escala que crece en forma potencial o semilogarítmica, de manera que cada
punto
de
aumento
puede significar un aumento de energía diez o más veces mayor. Una magnitud 4 no es el doble de2, sino que 100 veces mayor. Magnitud escala Richter
Menos de 3.5
Efectos del terremoto
Generalmente no se siente, pero se registra.
3.5 a 5.4
Se siente, pero sólo causa daños menores cerca del epicentro.
5.5 a 6.0
Ocasiona daños ligeros a edificios deficientemente construidos y otras estructuras en un radio de 10 km.
6.1 a 6.9
Puede ocasionar daños severos en áreas donde vive mucha gente.
7.0 a 7.9
Terremoto mayor. Causa graves daños a las comunidades en un radio de 100 km.
8.0 o mayor
Gran terremoto. Destrucción total de comunidades cercanas y daños severos en un radio de más de 1000 km de distancia.
De Mercalli: Creada
en
1902
por
el
sismólogo italiano Giusseppe Mercalli, no se basa en los registros sismográficos sino en el efecto o daño producido en las estructuras y en la sensación percibida por la gente.
Para
establecer
la
Intensidad se recurre a la revisión de registros históricos, entrevistas a la gente, noticias de los diarios públicos y personales, etc. La Intensidad puede ser diferente en los diferentes sitios reportados para un mismo terremoto (la Magnitud Richter, en cambio, es una sola)y dependerá de a)La b)La
energía distancia
de
la
del falla
donde
se
terremoto, produjo
el
terremoto,
c)La forma como las ondas llegan al sitio en que se registra (oblícua, perpendicular, etc,) d)Las características geológicas del material subyacente del sitio donde se registra la Intensidad e)Cómo
y, la
población
lo sintió
o
más dejó
registros
importante, del
terremoto.
Los grados no son equivalentes con la escala de Richter. Se expresa en números romanos y es proporcional, de modo que una Intensidad IV es el doble de II, por ejemplo.Esta escala se expresa en numeros romanos.
Grado I Sacudida sentida por muy pocas personas en condiciones especialmente favorables.
Grado II Sacudida sentida sólo por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos altos de los edificios. Los objetos suspendidos pueden oscilar.
Grado III Sacudida sentida claramente en los interiores, especialmente en los pisos altos de los edificios, muchas personas no lo asocian con un temblor. Los vehículos de motor estacionados pueden moverse ligeramente. Vibración como la originada por el paso de un carro pesado. Duración estimable
Grado IV Sacudida sentida durante el día por muchas personas en los interiores, por pocas en el exterior. Por la noche algunas despiertan. Vibración de vajillas, vidrios de ventanas y puertas; los muros crujen. Sensación como de un carro pesado chocando contra un edificio, los vehículos de motor estacionados se balancean claramente.
Grado V Sacudida sentida casi por todo el mundo; muchos despiertan. Algunas piezas de vajilla, vidrios de ventanas, etcétera, se rompen; pocos casos de agrietamiento de aplanados; caen objetos inestables . Se observan perturbaciones en los árboles, postes y otros objetos altos. Se detienen de relojes de péndulo.
Grado VI Sacudida sentida por todo mundo; muchas personas atemorizadas huyen hacia afuera. Algunos muebles pesados cambian de sitio; pocos ejemplos de caída de aplanados o daño en chimeneas. Daños ligeros.
Grado VI Advertido por todos. La gente huye al exterior. Daños sin importancia en edificios de buen diseño y construcción. Daños ligeros en estructuras ordinarias bien construidas.
Grado VIII Daños ligeros en estructuras de diseño especialmente bueno; considerable en edificios ordinarios con derrumbe parcial; grande en estructuras débilmente construidas. Los muros salen de sus armaduras. Caída de chimeneas, pilas de productos en los
almacenes de las fábricas, columnas, monumentos y muros. Los muebles pesados se vuelcan. Arena y lodo proyectados en pequeñas cantidades. Cambio en el nivel del agua de los pozos. Pérdida de control en la personas que guían vehículos motorizados.
Grado IX Daño considerable en las estructuras de diseño bueno; las armaduras de las estructuras bien planeadas se desploman; grandes daños en los edificios sólidos, con derrumbe parcial. Los edificios salen de sus cimientos. El terreno se agrieta notablemente. Las tuberías subterráneas se rompen.
Grado X Destrucción de algunas estructuras de madera bien construidas; la mayor parte de las estructuras de mampostería y armaduras se destruyen con todo y cimientos; agrietamiento
considerable
del
terreno.
Las
vías
del
ferrocarril
se
tuercen.
Considerables deslizamientos en las márgenes de los ríos y pendientes fuertes. Invasión del agua de los ríos sobre sus márgenes.
Grado XI Casi ninguna estructura de mampostería queda en pie. Puentes destruidos. Anchas grietas en el terreno. Las tuberías subterráneas quedan fuera de servicio. Hundimientos y derrumbes en terreno suave. Gran torsión de vías férreas.
Grado XII Destrucción total. Ondas visibles sobre el terreno. Perturbaciones de las cotas de nivel (ríos, lagos y mares). Objetos lanzados en el aire hacia arriba.
Instrumentos: Se realiza a través de un instrumento llamado
sismógrafo, el que registra en un papel la vibración de la Tierra producida por el sismo (sismograma). Nos informa la magnitud y la duración. Este instrumento registra dos tipos de ondas: las superficiales, que viajan a través de la superficie terrestre y que producen la mayor vibración de ésta ( y probablemente el mayor daño) y las centrales o corporales, que viajan a través de la Tierra desde su profundidad. Las ondas centrales a su vez son de dos tipos: las ondas primarias("P") o compresivas y las ondas secundarias ("S") o cortantes. Lo interesante de estas ondas es que las "P" viajan a través del magma (zona de rocas fundidas) y llegan primero a la superficie ya que logran una mayor velocidad y van empujando pequeñas partículas de material delante de ellas y arrastrando otro tanto detrás. Las ondas "S" en cambio, por ir más lentas van desplazando material en ángulo recto a ellas (por ello se les denomina también "transversales"). La secuencia típica de un terremoto es: primero el arribo de un ruido sordo causado por las ondas("P") compresivas, luego las ondas ("S")cortantes y finalmente el "retumbar" de la tierra causado por las ondas superficiales Para medir el tamaño de un sismo se utilizan las escalas de magnitud e intensidad.
Vibrometro: Un Vibrometro es un instrumento de medición para la
cuantificación
de
oscilaciones
mecánicas.
El Vibrometro es ideal para que los trabajadores de mantenimiento comprueben de forma rápida las vibraciones en piezas, máquinas e instalaciones. El Vibrometro le muestra directamente en la pantalla la aceleración, la velocidad y el desplazamiento de vibración. Con este aparato puede detectar y efectuar un seguimiento del desequilibrio y las averías en cojinetes. El Vibrometro se envía con sensores de aguja (2 x 50 mm) sensor de apoyo, peana magnética, asidero y maletín. El aparato es también calibrable según la normativa ISO. Una de sus funciones es comprobar el comportamiento vibratorio de las máquinas prevenir posibles daños localizando con exactitud la fuente de las vibraciones indeseadas). Otra de las maneras de trabaja es mediante el uso de un láser, que se enfoca a la superficie por medir. Debido al efecto Doppler, la frecuencia de la luz láser que se refleja varía si se desplaza la superficie enfocada. Esta variación de la frecuencia se evalúa en el Vibrometro con la ayuda de un interferómetro y se transforma en una señal de voltaje o en una corriente de datos digital.
4.-Los sismos más relevantes que han ocurrido y sus efectos en entorno urbano y habitacional. 22 de mayo de 1960 - Chile - Un terremoto que midió 9.5 en la escala Richter sacudió Santiago y Concepción, desatando olas gigantescas y erupciones volcánicas. Unas 5 mil
personas
murieron
y
2
millones
quedaron
sin
hogar.
28 de marzo de 1964 - Alaska - Un terremoto y posterior tsunami mataron a 125 personas y causaron unos 311 millones de dólares en daños materiales. El terremoto, que midió 9.2 se sintió en una amplia área de Alaska y partes occidentales del territorio Yukón y British Columbia, Canadá.
9 de marzo de 1957 - Alaska - Un sismo de 9.1 golpeó las islas Andreanof. En la isla Umnak, el monte Vsevidof hizo erupción después de estar dormido por 200 años, generando un tsunami de 15 metros de alto que llegó hasta Hawai.
26 de diciembre del 2004 - Indonesia - Un terremoto de 9.0 golpeó la costa de la provincia de Aceh en el norte de la isla indonesa de Sumatra y desató un tsunami que mató a miles de personas en Sri Lanka, Tailandia, Indonesia y la India.
4 de noviembre de 1952 - Rusia - Un terremoto de magnitud 9.0 generó un tsunami que golpeó las islas hawaianas. No hubo muertos.
31 de enero de 1906 - Ecuador - Un sismo de 8.8 registrado cerca de la costa de Ecuador y Colombia generó un fuerte tsunami que mató hasta mil personas. Se sintió a lo largo de la costa pacífica de América Central hasta San Francisco y tan lejos como el oeste de Japón.
4 de febrero de 1965 - Alaska - De magnitud 8.7 grados, el terremoto generó un tsunami que se reportó tenía 10.7 metros de alto en la isla Shemya.
15 de agosto de 1950 - Tibet/India - 2 mil casas, templos y mezquitas quedaron destruidas tras un terremoto de 8.6 Richter. La zona más afectada fue la cuenca Brahmaputra en el noreste de India. Al menos 1.500 personas murieron.
3 de febrero de 1923 - Rusia - Kamchatka fue golpeada por un terremoto de magnitud 8.5.
1 de febrero de 1938 - Indonesia - Un terremoto magnitud 8.5 en el mar de Banda generó varios tsunami causando grandes daños en Banda y Kai, islas volcánicas en el este de Indonesia.
5.- El estado del arte en la investigación sismológica. El Departamento de Sismología es actualmente uno de los centros de investigación sismológica más importantes de México. En los últimos años se ha trabajado en líneas clásicas de investigación, como son la propagación de ondas en el territorio mexicano, la determinación de la estructura y anisotropía litosféricas, el estudio de la sismicidad cortical y en la zona de subducción, y la tomografía de la cinemática y la dinámica de la fuente
sísmica.
Con la consolidación de una red GPS en el estado de Guerrero y las estaciones sismológicas de banda ancha del Servicio Sismológico Nacional, se han estudiado las deformaciones corticales en esa zona así como su relación con el ciclo sísmico. Estos estudios han permitido identificar los sismos tsunami génicos por un lado, y revelado la existencia de los llamados “Sismos Silenciosos” y Tremores No Volcánicos en
Guerrero, por el otro. Existen igualmente investigaciones en temas afines a la Sismología como son la Geofísica Marina, la Sismología Volcánica y el estudio de los Riesgos
Sísmico
y
Volcánico.
Dentro de los temas de mayor actualidad estudiados en el departamento se encuentran la modelación numérica de terremotos, el estudio de la mecánica de la fuente sísmica, el desarrollo y aplicación de la interferometría radar (INSAR) y la sismología en tiempo real para sistemas de alertamiento temprano. Asimismo, el Departamento de Sismología cuenta con más de 25 estudiantes dedicados al desarrollo de proyectos de investigación relacionados a los temas mencionados.
ll. Impacto de los resultados de la investigación sismológica en el desarrollo de la normatividad y la reglamentación para el diseño estructural en las edificaciones. En la actualidad, los análisis de la vulnerabilidad sísmica de las diferentes estructuras existentes en nuestro medio, esto es: edificios, componentes de líneas vitales, estructuras esenciales y centrales nucleares entre otras, se encuentran en un nivel
avanzado debido al trabajo realizado por investigadores y técnicos en los últimos 20 años. De igual forma se ha desarrollado un gran número de propuestas para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica a diferentes niveles de detalle, y se han hecho numerosas aplicaciones en varias regiones del mundo, tales como las realizadas por Gunturi (1992), Kawamura (1992),Petrovsti (1992), entre otros. No obstante, en países en vías de desarrollo y en países con un bajo control en el diseño sismo resistente, poco se ha hecho para reducir la vulnerabilidad sísmica de las estructuras existentes, con lo cual, ante movimientos de intensidad moderada y alta, el número de pérdidas de vidas humanas y la magnitud de los daños físicos, sociales y económicos, han originado verdaderas catástrofes sísmicas, como las ocurridas recientemente en Turquía(2003) y en Argelia (2003).
lll. Códigos, reglamentos y normas más usuales para el análisis y diseño sismorresistente en edificaciones. Se dice que una edificación es sismo resistente cuando se diseña y construye con una adecuada configuración estructural, con componentes de dimensiones apropiadas y materiales con una proporción
y
resistencia
suficientes
para
soportar la acción de las fuerzas causadas por sismos frecuentes. Aun cuando se diseñe y construya una edificación cumpliendo con todos los requisitos que indican las normas de diseño y construcción sismo resistente, siempre existe la posibilidad de que se presente un terremoto aún más fuerte que los que han sido previstos y que deben ser resistidos por la edificación sin que ocurran daños. Por esta razón
no
existen
edificios
totalmente
sismorresistentes.
Sin
embargo,
la
sismorresistencia es una propiedad o capacidad que se dota a la edificación con el fin de proteger la vida y las personas de quienes la ocupan. Aunque se presenten daños, en el caso de un sismo muy fuerte, una edificación sismorresistente no colapsará y contribuirá a que no haya pérdidas de vidas y pérdida total de la propiedad.
Forma regular La geometría de la edificación debe ser sencilla en planta y en elevación. Las formas complejas, irregulares o asimétricas causan un mal comportamiento cuando la edificación es sacudida por un sismo. Una geometría irregular favorece que la estructura sufra torsión o que intente girar en forma desordenada. La falta de uniformidad facilita que en algunas esquinas se presenten intensas concentraciones de fuerza, que pueden ser difíciles de resistir.
Bajo peso Cuanto más liviana sea la edificación menor será la fuerza que tendrá que soportar cuando ocurre un terremoto. Grandes masas o pesos se mueven con mayor severidad al ser sacudidas por un sismo y, por lo tanto, la exigencia de la fuerza actuante será mayor sobre los componentes de la edificación. Cuando la cubierta de una edificación es muy pesada, por ejemplo, ésta se moverá como un péndulo invertido causando esfuerzos tensiones muy severas en los elementos sobre los cuales está soportada.
Mayor rigidez Es deseable que la estructura se deforme poco cuando se mueve ante la acción de un sismo. Una estructura flexible o poco sólida al deformarse exageradamente favorece que se presenten daños en paredes o divisiones no estructurales, acabados arquitectónicos e instalaciones que usualmente son elementos frágiles que no soportan mayores distorsione.
Buena estabilidad Las edificaciones deben ser firmes y conservar el equilibrio cuando son sometidas a las
vibraciones
de
un
terremoto.
Estructuras poco sólidas e inestables se pueden volcar o deslizar en caso de una cimentación deficiente. La falta de estabilidad y rigidez favorece que edificaciones
vecinas se golpeen en forma perjudicial si no existe una suficiente separación entre ellas.
Suelo firme y buena cimentación La
cimentación
debe
ser
competente
para
trasmitir
con
seguridad el peso de la edificación al suelo. También, es deseable que el material del
suelo
sea
duro
y
resistente.
Los
suelos blandos amplifican las ondas sísmicas y facilitan asentamientos nocivos en la cimentación que pueden afectar la estructura y facilitar el daño en caso de sismo
Estructura apropiada Para que una edificación soporte un terremoto su estructura debe ser sólida, simétrica, uniforme, continua o bien conectada. Cambios bruscos de sus dimensiones, de su rigidez, falta de continuidad, una configuración estructural desordenada o voladizos excesivos facilitan la concentración de fuerzas nocivas, torsiones y deformaciones que pueden causar graves daños o el colapso de la edificación.
Materiales competentes Los materiales deben ser de buena calidad para garantizar una adecuada resistencia y capacidad de la estructura para absorber y disipar la energía que el sismo le otorga a la edificación
cuando
se
sacude.
Materiales
frágiles,
poco
resistentes,
con
discontinuidades se rompen fácilmente ante la acción de un terremoto. Muros o paredes de tapia de tierra o adobe, de ladrillo o bloque sin refuerzo, sin vigas y columnas, son muy peligrosos.
Capacidad de disipar energía Una estructura debe ser capaz de soportar deformaciones en sus componentes sin que se dañen gravemente o se degrade su resistencia. Cuando una estructura no es dúctil y
tenaz se rompe fácilmente al iniciarse su deformación por la acción sísmica. Al degradarse su rigidez y resistencia pierde su estabilidad y puede colapsar súbitamente.
Fijación de acabados e instalaciones Los componentes no estructurales como tabiques divisorios, acabados arquitectónicos, fachadas, ventanas, e instalaciones deben estar bien adheridos o conectados y no deben interaccionar con la estructura. Si no están bien conectados se desprenderán fácilmente en caso de un sismo.
IV. Teorías que han explicado el origen de los sismos. Las actuales teorías sísmicas explican cómo se producen hoy estos fenómenos, pero, ¿son verdaderas dichas explicaciones?. Hoy se dice que los terremotos se producen por el choque de las placas tectónicas, pero, ¿qué fuerza es la que hace que las placas se muevan con esa violencia?, ¿cómo para producir ondas sísmicas de 7 u 8 grados en la escala de Richter?. Pero, ¿puede de verdad producirse un terremoto por el choque de una placa con otra o el deslizamiento de una placa bajo otra (falla de subducción)? ¿es esto cierto o es un concepto erróneo, una ilusión, un espejismo de la propia realidad?. Además, si esto es así, ¿cuáles son las causas que producen los terremotos perimétricos?. Si estos terremotos se desarrollan en el medio de las placas tectónicas, donde no hay movimiento de placas, sólo la fuerte convulsión del terreno.
Hipotesís II: Otras hipótesis argumentan que los terremotos se producen por movimientos bruscos de unas placas contra otras, bien entre una placa oceánica y otra continental, o bien entre dos placas continentales.
Hipotesís III: Otros apuntan a que los terremotos se producen por la liberación de las tensiones que se acumulan entre dos placas tectónicas o por lentos e impredecibles corrimientos del terreno, siguiendo las propias líneas de fallas, hasta que se produce una dislocación, rotura, fractura o enganche de una placa con otra, pero estos hechos pueden ser también interpretados de otra forma que sea más coherente con el desarrollo de los propios fenómenos.
Hipotesis IV: Otras hipótesis defienden que los terremotos se producen por corrientes de aire, vapores de agua a presión que pueden ir de unas zonas a otras a gran velocidad, por corrientes de lava o masa magmática en movimiento por el interior de las galerías o por fisuras del interior de la Litosfera, que serían las responsables de producir las fuertes vibraciones sobre la superficie de la Tierra.
Hipotesís V: Otros consideran que estos fenómenos se producen por reajustes del equilibrio isostático entre dos placas tectónicas, o por la acumulación de tensiones entre dos de estas placas; éstas se traban generando una tensión que a su vez produce un desequilibrio entre las mismas, hasta que de repente se suelta el enganche y se rompe ese equilibrio, dando como resultado las sacudidas que conocemos como terremotos.
V. Zonificación Sísmica. En el mundo: Cada año, un millón de terremotos de toda magnitud se producen en el mundo.
Del
total
terremotos, aproximadamente
de
estos 10,000
son
reportados
por los centros internacionales de sismología. Así, es posible de distinguir tres clases de terremotos en función de la profundidad de sus focos: terremotos con foco superficial (h£ 60 km.), terremotos con
foco intermedio con profundidades (60350 km.). Los terremotos con foco superficial representan el 80% del total de la actividad sísmica a nivel mundial. Por otro lado, los terremotos más grandes no son eventos aislados (M>8), por el contrario estos van acompañados por terremotos de magnitud menor (réplicas), cuyo número decrece con el tiempo; mientras los terremotos que anteceden al terremoto de magnitud mayor (precursor), siempre están cerca del foco".
En Mexíco: La
República
Mexicana
se
encuentra
dividida en cuatro zonas sísmicas. Esto se realizó con fines de diseño antisísmico. Para realizar esta división (Figura 1) se utilizaron los catálogos de sismos de la República Mexicana desde inicios de siglo, grandes sismos que aparecen en los registros históricos y los registros de aceleración del suelo de algunos de los grandes temblores ocurridos en este siglo. Estas zonas son un reflejo de que tan frecuentes son los sismos en las diversas regiones y la máxima aceleración del suelo a esperar durante un siglo. La zona A es una zona donde no se tienen registros históricos de sismos, no se han reportado sismos en los últimos 80 años y no se esperan aceleraciones del suelo mayores a un 10% de la aceleración de la gravedad a causa de temblores. La zona D es una zona donde se han reportado grandes sismos históricos, donde la ocurrencia de sismos es muy frecuente y las aceleraciones del suelo pueden sobrepasar el 70% de la aceleración de la gravedad. Las otras dos zonas (B y C) son zonas intermedias, donde se registran sismos no tan frecuentemente o son zonas afectadas por altas aceleraciones pero que no sobrepasan el 70% de la aceleración del suelo. Aunque la Ciudad de México se encuentra ubicada en la zona B, debido a las condiciones del subsuelo del valle de México, pueden esperarse altas aceleraciones
Placas y Fallas. En términos geológicos, una placa es una plancha rígida de roca sólida que conforma la superficie de la Tierra (litósfera), flotando sobre la roca ígnea y fundida que conforma el centro del planeta (astenósfera). Esta
teoría
explica
los
procesos
de
formación,
destrucción y movimiento lateral de la Litosfera, la capa más externa del planeta, conformada por la corteza terrestre y parte del manto superior. La Litosfera, a su vez, está dividida por placas rígidas, juntas como piezas de un rompecabezas, que se mueven independientemente y que descansan sobre una capa de roca caliente y flexible. Como consecuencia del calor interno de la Tierra, la roca fundida (magma) de la aestenosfera tiene la capacidad de desplazarse o fluir lentamente desde la parte más interna y caliente del interior de la Tierra hacia la zonas externas más frías, generando un movimiento continuo y en forma circular denominado corrientes de convección, que empujan y quiebran las placas formando nueva corteza.
FALLAS GEOLÓGICAS: Dependiendo del esfuerzo que actúe sobre un cuerpo, éste puede fallar, es decir, quebrarse o romperse. Como ya se ha dicho, la corteza terrestre está dividida en grandes bloques rocosos que se mueven por la acción de diferentes fuerzas. Las
superficies
de
contacto
entre
ellos
se
denominan fallas geológicas . Los bloques pueden ser enormes como es el caso de las placas tectónicas, cuyos contactos definen grandes fallas Las
como fallas
la
de
Boconó-San
geológicas
Sebastián-El
pueden
ser
Pilar de
en tres
Venezuela. tipos:
* Falla Inversa o de Desplazamiento: si dos bloques rocosos separados por una falla se
desplazan en sentido opuesto, de manera tal que el bloque superior deslizará sobre el inferior
debido
a
las
fuerzas
de
compresión
que
actúan
sobre
ellos.
* Falla Reversa o de Cabalgadura: es una falla inversa cuyo ángulo de buzamiento (ángulo que forma el plano de la falla con la superficie horizontal) es menor de 45 grados. * Falla Transcúrrente: cuando dos bloques rocosos separados por una falla se desplazan horizontalmente siguiendo direcciones casi paralelas, deslizándose una al lado del otro, sin chocar, apenas rozándose.
VI. Características de los sismos: 1.-EPICENTRO: Es el punto de la superficie de la Tierra directamente
sobre
el
hipocentro.
Es,
generalmente, la localización de la superficie terrestre donde la intensidad del terremoto es mayor. Las características de la falla, sin embargo, pueden hacer que el punto de mayor intensidad esté alejado del epicentro.
2.-FOCO: Es el punto en la profundidad de la Tierra desde donde se libera la energía 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: p
3.-DISTANCIA FOCAL: La Distancia Focal es la distancia en línea
recta
que
existe
entre
el
instrumental sísmico y el foco, lugar donde se produce la liberación de energía sísmica. En tanto que la Distancia Epicentral es la distancia entre la registración y la proyección del foco sobre la superficie de la tierra.
4.-INSTRUMENTOS DE MEDICION SISMOLOGICA: Los instrumentos sirven para registrar la amplitud de las oscilaciones de un temblor de tierra o sismo. Los terremotos pueden producir oscilaciones del terreno en sentido vertical y horizontal, por tal motivo hay que registrar las oscilaciones en ambas direcciones. Se usa para registrar los movimientos horizontales de la tierra durante un sismo.
5.-ESCALAS DE MEDICÍON: Para medir el tamaño de un sismo se utilizan las escalas de magnitud e intensidad. La escala de Magnitud o Richter está relacionada con la energía liberada en forma de ondas sísmicas que se propagan a través del suelo. Para calcular esta energía y determinar la magnitud de un temblor se realizan cálculos matemáticos basados en los registros obtenidos por los sismógrafos de diferentes estaciones. En estos registros o sismogramas se mide la amplitud máxima de la ondas y la distancia a la que se encuentra la estación del epicentro. Estos valores son introducidos a una fórmula, obteniendo así la magnitud.
La escala de Intensidad o Mercalli está asociada a un lugar determinado y se asigna en función a los daños o efectos causados al hombre y sus construcciones.
6.-DAÑO SISMICO: Daño sísmico no estructural: Es el que sufren los elementos no estructurales (paredes livianas, vidrios, muebles, lámparas, etc.) por el efecto de un sismo. Es el deterioro físico de los componentes que no forman parte integral del sistema resistente o estructura de la edificación y que pueden ser arquitectónicos y electromecánicos, que cumplen funciones importantes dentro de las instalaciones, pero que igualmente se pueden ver afectados. Los componentes no estructurales pueden incidir o propiciar la ocurrencia de fallas estructurales o pueden modificar la respuesta de movimiento esperada según el diseño. Por ejemplo, si se adicionan escaleras, bloques o revestimientos pesados, se pueden introducir excentricidades y otros efectos de movimientos no deseados en el edificio.
Daño sísmico Estructural: El daño sísmico estructural es el que sufren las vigas, las columnas, las losas o las cimentaciones durante un sismo. Es decir, es el deterioro de aquellos elementos o componentes que forman parte del sistema resistente o estructural de la edificación. El nivel de daño estructural que sufrirá una edificación depende tanto del comportamiento global como del comportamiento local de la estructura. Está relacionado con los tipos y la calidad de los materiales que se utilizan, sus
características,
su
configuración,
el
esquema
resistente y con las cargas que actúan. En los últimos años se han presentado sismos importantes en Colombia, siendo unos de especial atención para la ingeniería y el Gobierno, debido a los daños y destrozos
causados a centros urbanos. de esos sismos que han afectado en forma se vera su zona epicentral, como los ocurridos en el Chocó (1991), Atrato Medio, Murindó (1992), Arauca – Puerto Rondón (1991), Cauca – Huila, Paez (1994), Boyacá – Casanare, Tauramena (1995), Pasto (1995), Parerira y San Andrés Isla (1995), y en particular el sismo del Eje Cafetero, Armenia (1999), ilustran que Colombia es un país con una elevada actividad sísmica y con gran peligro o amenaza por terremoto. Muchos de estos sismos causaron daños en elementos estructurales en ciudades relativamente distantes, e incluso colapso de edificaciones construidas antes de la vigencia del Código.
UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SINALOA
Facultad de Arquitectura Estructuras especiales y de edificios Tema: Acción y efecto de los sismos
Asesor: Everardo A. Garibaldi Alumna: María Delgado López Grupo: 3
Sem:6
Fecha: 5/Feb/2013
