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1. NOCIONES BASICAS DE SISMOLOGIA 1.1. Causas que generan los terremotos o sismos Los terremotos pueden definirse como movimientos de la corteza terrestre, con amplitudes y frecuencias dependientes del tiempo. Las causas que los generan son variadas: Terremotos de colapso: colapso: son los originados en cavidades subterráneas por el colapso de las mismas, son de baja intensidad. Terremotos de origen volcánico: volcánico: la explosión de gases durante las erupciones volcánicas puede producir terremotos que, en general, tienen una intensidad pequeña y afectan a superficies limitadas. Terremotos tectónicos: tectónicos: están causados por la rotura brusca de las capas rocosas a lo largo de superficies de fractura fallas!, son los más fuertes y más frecuentes. Terremotos rremotos causados causados por explosiones explosiones:: las explosiones producidas por el "ombre son capace capacess de genera generarr vibrac vibracion iones es del terreno terreno,, con una intens intensida idad d tal que pueda pueda causar causar movimientos en las estructuras. #n general, el movimiento de la corteza se produce por un c"oque o movimiento brusco ocurr ocurrid ido o a una una ciert ciertaa prof profun undi dida dad d bajo bajo la supe superfi rfici ciee terre terrest stre re en un punto punto teór teóric ico o denominado foco denominado foco o o hipocentro, hipocentro, a su proyección sobre la superficie terrestre se le denomina epicentro. epicentro. sismógrafo sismógrafo
estructura epicentro
foco
Fig. 1.1 – Definiciones Definiciones geométricas de un sismo
1.2. Los sismos desde el punto de ista de la ingenier!a " su #ara#teri$a#i%n Los terremotos más importantes son los tectónicos, pues son los que traen consecuencias más desastrosas en las estructuras que afectan, debido a esto, son los que se tienen en cuenta para la elaboración de normas para la contracción de estructuras sismoresistentes.
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La intensidad s%smica es una medida de los efectos de los terremotos en el entorno y en particular sobre las estructuras. #xisten diferentes escalas de intensidades que describen, para cada valor que esta tome, los efectos que produce el terremoto. &na de las más difundidas es la escala de 'ercalli 'odificada. (lgunos de los efectos sobre las estructuras en orden creciente de intensidad son: 1. fisuración de las estructuras de madera 2. agrietamiento de las estructuras débiles de mampostera !. agrietamiento de las estructuras ordinarias de mampostera ". colapso parcial de estructuras ordinarias de mampostera# da$o en estructuras bien e%ecutadas de mampostera no dise$adas para resistir fuer&as ssmicas '. colapso de estructuras ordinarias de mampostera# las estructuras con dise$o antissmico son seriamente da$adas# da$os en cimientos# grietas en el terreno la mayor%a de las estructuras son destruidas junto con sus cimientos, daños importantes en presas y diques, grandes deslizamientos del terreno destrucción casi total, grandes masas de rocas desplazadas, etc. &n sismo se caracteriza por su intensidad parámetro subjetivo! y por su magnitud parámetro objetivo!. La escala objetiva más popular es la de )itc"er, en la que la magnitud ' mide la energ%a del terremoto en el foco y es el logaritmo decimal de la amplitud del movimiento s%smico, medido en micrones a $**+m- del epicentro, por un sismógrafo ood/(nderson estándar. La magnitud ' está relacionada con la energ%a del terremoto, en ergios, por la expresión: log )
=
$$,1 + $,0 (
2e "an establecido varias relaciones emp%ricas entre la intensidad 3 '' y la magnitud ',
1.2.1. Estea " &osen'luet() + ((
=
1,$5 + $,40 ( − 6,45 log *
*, distancia focal en -m/
7ambi8n se "a relacionado la magnitud ' con los valores máximos de las caracter%sticas cinemáticas del movimiento, estas relaciones se "an establecido estad%sticamente.
1.2.2. Donoan) am
=
$*1* e *, 0 (
( * + 60 ) $, 60
am: aceleración máxima del terreno en +cm9s6): distancia focal en +m-
1.2.*. Estea " +illaerde) am g
=
0,: e * ,1 (
( * + 4* ) 6 6
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vm
=
;6 e (
( * + 60) $, :
am: aceleración máxima en +cm9s6vm: velocidad máxima en +cm9s): distancia focal en +m-
1.2.,. Estea) am vm
=
=
$6;* e * ,1 ( ( * + 60 )
$0 e
(
( *
+
*,$: e
6
−
* , 0< (
)
−$, :
am: aceleración máxima en +cm9s6vm: velocidad máxima en +cm9s): distancia focal en +m-
1.*. &egistro de ondas s!smi#as. -armetros utili$ados " mapas de riesgo s!smi#o Los terremotos son fenómenos debidos a la brusca liberación de la energ%a de deformación acumulada durante largos periodos de tiempo en la zona superficial de la tierra. Los sismos producen ondas de varios tipos, que se propagan desde su foco en todas las direcciones a trav8s de la tierra. #stas ondas son registradas mediante aparatos denominados sismógrafos, diseñados para medir la aceleración, la velocidad o el desplazamiento del movimiento s%smico. #stos parámetros son relativos, ya que los valores obtenidos están afectados por las caracter%sticas del instrumento registrador y por las condiciones de ruido ambiental en el lugar de registro. Los mapas de riesgo s%smico representan una s%ntesis de todos los datos sismológicos y geológicos de un pa%s. #stos mapas se utilizan para determinar el nivel de protección que se debe alcanzar en las estructuras en cada zona de riesgo. =iversos aspectos brindan la subdivisión en zonas, pero los fundamentales son: )studios geológicos 0 geotécnicos: proporcionan datos de composición y caracter%sticas dinámicas de las rocas y capas de suelo que componen la corteza terrestre. )studios sismológicos: sintetizan los parámetros que caracterizan la sismicidad de la zona: 1. ubicación de fallas 2. registro de los terremotos ue ocurren en la &ona !. mapas de epicentros ". datos históricos '. periodos de retorno intervalo medio de tiempo en ue se espera ocurran dos sismos de igual o ma0or intensidad3 4. datos del mecanismo focal 5. correlación de la sismicidad de la &ona anali&ada con la de la macro&ona en la ue se encuentra )studios de +ngeniera 0 6ismologa: ;
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1. análisis del efecto que "an producido sobre las estructuras y las personas los terremotos ocurridos en el pasado 2. 7predicción8 estadstica de las caractersticas más probables de la acción ssmica ue se produ&ca en la &ona #s importante destacar que la geolog%a local de la zona puede modificar la propagación de las ondas s%smicas. Las ondas se reflejan y se refractan cuando en su recorrido aparece una discontinuidad, por ejemplo una variación de las caracter%sticas mecánicas del terreno, ello produce cambios en la velocidad.
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