UNIVERSIDAD CATLICA DE CUENCA SEDE AZOGUES

GEOLOGA

FACULTAD: INGENIERA CIVIL ARQUITECTURA y urbanismoTemas: Naturaleza de los sismos: Teora del rebote elstico. Ondas Ssmicas. Sismgramas. Determinacin de epicentros. Escalas de intensidades ssmicas: mercalli, richter.Catedrtico:Ing. Luis idrovoCICLO:Segundo DE INGENIERA CIVILAlumna:Juan pal serranoKatherine pumaErika suquitana

GeologaNaturaleza de los sismos Naturaleza de los Sismos.El movimiento ssmico obedece a las mismas leyes del movimiento fsico de los cuerpos y es el resultado de las vibraciones y ondulaciones de los estratos terrestres; tanto las unas como las otras producen sacudidas que se designan con el nombre de ondas ssmicas. Cuando en un punto del interior de la corteza terrestre se produce un choque resulta un movimiento vibratorio que se propaga en todos los sentidos por las ondas ssmicas. Las vibraciones son longitudinales y transversales; las primeras se propagan en el interior de la tierra y llegan dbiles a grandes distancias y fuertes a pequeas distancias.Teora del Rebote Elstico.El movimiento de las placas tectnicas, cuando estas chocan entre s, ocasionan deformaciones en las rocas de la tierra, acumulndose en este proceso energa, cuando la deformacin es insostenible se produce la rotura de las rocas y con ello los sismos, con una liberacin de gran parte de la energa, en forma de ondas, las mismas que mueven a la tierra en todas las direcciones. Se puede realizar una analoga con lo que sucede al comprimir un resorte y luego soltarlo; el resorte saltar bruscamente. En los sismos se tiene que las rocas van acumulando energa hasta un momento determinado en que ya no pueden acumular ms energa y la liberan en un porcentaje muy considerable, cuando las rocas no pueden soportar una mayor deformacin. Ondas Ssmicas.Las ondas ssmicas son un tipo de onda elstica fuerte en la propagacin de perturbaciones temporales del campo de tensiones que generan pequeos movimientos en las placas tectnicas.Las ondas ssmicas pueden ser generadas por movimientos telricos naturales, los ms grandes de los cuales pueden causar daos en zonas donde hay asentamientos urbanos. Existe toda una rama de la sismologa que se encarga del estudio de este tipo de fenmenos fsicos. Las ondas ssmicas pueden ser generadas tambin artificialmente como por ejemplo el uso de explosivos o camiones (vibraseis). La ssmica es la rama de la sismologa que estudia estas ondas artificiales por ejemplo la exploracin del petrleo.

Tipos de Ondas Ssmicas.

Ondas internas y de superficieHay dos tipos de ondas ssmicas: las ondas internas (o de cuerpo) y las ondas superficiales. Existen otros modos de propagacin de las ondas distintos a los que se describen en este artculo, pero son de importancia relativamente menor para las ondas producidas por la tierra, a pesar de que son importantes en el caso del astro sismologa, especialmente en la helio sismologa.Ondas internasLas ondas internas viajan a travs del interior. Siguen caminos curvos debido a la variada densidad y composicin del interior de la Tierra. Este efecto es similar al de refraccin de ondas de luz. Las ondas internas transmiten los temblores preliminares de un terremoto pero poseen poco poder destructivo. Las ondas internas son divididas en dos grupos: ondas primarias (P) y secundarias (S).Ondas P

Onda P plana longitudinal.Las ondas P (primarias o primae del verbo griego) son ondas longitudinales o compresionales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la direccin de la propagacin. Estas ondas generalmente viajan a una velocidad 1.73 veces de las ondas S y pueden viajar a travs de cualquier tipo de material liquido o slido. Velocidades tpicas son 1450m/s en el agua y cerca de 5000m/s en el granito.En un medio istropo y homogneo la velocidad de propagacin de las ondas P es:

Donde K es el mdulo de compresibilidad, es el mdulo de corte o rigidez y la densidad del material a travs del cual se propaga la onda mecnica. De estos tres parmetros, la densidad es la que presenta menor variacin por lo que la velocidad est principalmente determinada por K y .Ondas P de segunda especieDe acuerdo a la teora de Biot, en el caso de medios porosos saturados por un fluido, las perturbaciones ssmicas se propagarn en forma de una onda rotacional (Onda S) y dos compresionales. Las dos ondas compresionales se suelen denominar como ondas P de primera y segunda especie. Las ondas de presin de primera especie corresponden a un movimiento del fluido y del slido en fase, mientras que para las ondas de segunda especie el movimiento del slido y del fluido se produce fuera de fase. Biot demuestra que las ondas de segunda especie se propagan a velocidades menores que las de primera especie, por lo que se las suele denominar ondas lenta y rpida de Biot, respectivamente. Las ondas lentas son de naturaleza disipativa y su amplitud decae rpidamente con la distancia hacia la fuente.[]Ondas S

Ondas de corte Plana.Las ondas S (secundarias o secundae) son ondas en las cuales el desplazamiento es transversal a la direccin de propagacin. Su velocidad es menor que la de las ondas primarias. Debido a ello, stas aparecen en el terreno algo despus que las primeras. Estas ondas son las que generan las oscilaciones durante el movimiento ssmico y las que producen la mayor parte de los daos. Solo se trasladan a travs de elementos slidos.La velocidad de propagacin de las ondas S en medios istropos y homogneos depende del mdulo de corte y de la densidad del material.

Ondas SuperficialesCuando las ondas internas llegan a la superficie, se generan las ondas L (love), que se propagan por la superficie de discontinuidad de la interfase de la superficie terrestre (tierra-aire y tierra-agua). Son las causantes de los daos producidos por los sismos en las construcciones. Estas ondas son las que poseen menor velocidad de propagacin a comparacin de las otras dos.

Oscilaciones libresSe producen nicamente mediante terremotos muy fuertes o de gran intensidad y pueden definirse como vibraciones de la Tierra en su totalidad.[]Ondas de LoveLas ondas de Love son ondas superficiales que producen un movimiento horizontal de corte en superficie. Se denominan as en honor al matemtico neozelandsAugustos Edward Hough Love quien desarroll un modelo matemtico de estas ondas en 1911. La velocidad de las ondas Love es un 90% de la velocidad de las ondas S y es ligeramente superior a la velocidad de las ondas Rayleigh. Estas ondas solo se propagan por las superficies.

Ondas RaileighLas ondas Rayleigh (errneamente llamadas Raleigh), tambin denominadas ground roll, son ondas superficiales que producen un movimiento elptico retrgrado del suelo. La existencia de estas ondas fue predicha por John William Strutt, Lord Rayleigh, en 1885. Son ondas ms lentas que las ondas internas y su velocidad de propagacin es casi un 70% de la velocidad de las ondas S.Sismgrafo.Un sismgrafo es un aparato que sirve 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.Un esquema del mecanismo del sismgrafo que se usa para registrar los movimientos horizontales de la tierra durante un sismo. En una base fija al suelo y a travs de un soporte rgido se cuelga de un fino hilo una gran masa, esta masa debido a la inercia prcticamente no se mueve con el movimiento horizontal de la base y la flexibilidad del hilo, por tal motivo se mantiene esttica mientras la base se mueve al ritmo de las oscilaciones horizontales. Verticalmente la inelasticidad del hilo mantiene todo como un conjunto.Una punta muy fina que funciona como pluma de tinta va escribiendo en el papel de un tambor giratorio un trazo equivalente al movimiento relativo de la base con respecto a la pluma o lo que es lo mismo la amplitud de las oscilaciones del suelo.

Sismograma.Un sismograma es un registro del movimiento del suelo llevado a cabo por un sismgrafo. La energa medida en un sismograma resulta de fuentes naturales como son los sismos (o terremotos), o de fuentes artificiales como son los explosivos (sismos inducidos).Dado que las ondas P se propagan a mayor velocidad que otros tipos de ondas, son las primeras en ser registradas en un sismograma. Despus llegan las ondas S y por fin las ondas superficiales (ondas Rayleigh y ondas Love).En el pasado, los sismogramas eran registrados en tambores de papel rotativos. Algunos usaban carretes en papel comn, y otros utilizaban papel fotosensible expuesto a rayos de luz. Actualmente, prcticamente todos los sismgrafos registran la informacin de forma digital, de modo de hacer un anlisis automtico ms fcilmente. Algunos sismgrafos de tambor an son utilizados.

Sismograma de tres componentes perpendiculares (norte-sur, este-oeste y arriba-abajo).

Determinacin de Epicentros:Un epicentro es el punto en la superficie de la Tierra que se encuentra sobre la proyeccin vertical del hipocentro o foco, el punto del interior de la Tierra en el que se origina un terremoto.

El epicentro es usualmente el lugar, espacio, territorio, superficie, con mayor dao y estas ondas ssmicas llegan al exterior del subsuelo y de la tierra. Sin embargo, en el caso de grandes terremotos, la longitud de la ruptura de la falla puede ser muy grande, por lo que el mayor dao puede localizarse no en el epicentro, sino en cualquier otro punto de la zona de ruptura. Distancia epicentral: Durante un terremoto las ondas ssmicas se propagan esfricamente desde el hipocentro. La vigilancia ssmica se produce en el lado opuesto de la Tierra al epicentro porque el ncleo lquido exterior refracta la longitudinal o compresional mientras que absorbe las ondas transversales o distorsiones. Fuera de la zona de sombra ssmica pueden detectarse ambos tipos de onda pero, debido a sus diferentes velocidades y recorridos a travs de la Tierra, llegan en momentos diferentes. Midiendo la diferencia de tiempo en cualquier sismgrafo, as como la distancia en un grfico de tiempo de viaje en el que la onda primaria y la onda secundaria tienen la misma separacin, los sismlogos pueden calcular la distancia del epicentro del terremoto. Esta distancia se llama distancia epicentral (, delta), comnmente medida en grados ().Una vez calculadas las distancias epicentrales en al menos tres estaciones de medicin ssmica, es sencillo averiguar la ubicacin del epicentro aplicando el mtodo de trilateracin.

Mtodo grfico de localizacin de un epicentro. Las P representan la posicin geogrfica de tres estaciones ssmicas, las r las distancias epicentrales () calculadas desde cada una y B el epicentro obtenido por interseccin de las tres circunferencias.Escalas de intensidades ssmicasEscalas de intensidades ssmicas: Mercalli, Richter.Las escalas ssmicas son mediciones utilizadas para evaluar y comparar la intensidad de los terremotos. Existen dos tipos de escalas: La escala Richter y la escala Mercalli; la primera permite describir de forma cuantitativa los terremotos, mientras la segunda realiza una descripcin subjetiva de los mismos en funcin de las reacciones humanas.Magnitud de intensidadLa magnitud mide la energa liberada por un sismo y por lo tanto es un parmetro intrnseco del sismo, esto es, la magnitud de un sismo es la misma sin importar donde se realice la medida. Es una medida de la energa ssmica liberada durante el proceso de ruptura de una falla. Existen muchas formas diversas de medir la energa. Cada una de estas formas es una adaptacin a los instrumentos existentes con los que se registran las ondas ssmicas.La intensidad, por otro lado, estima los efectos de un sismo sobre las construcciones humanas, depende mucho de la distancia al foco del sismo, de las condiciones del suelo, de las condiciones de los edificios, de la perceptibilidad de la gente, de la profundidad del foco; y poco de la energa ssmica.Escala de medicin de Ricther Esta escala fue inventada en 1935 por el sismlogo Charles F. Richter. La cual mide la magnitud de los sismos, para dicha medicin se usa la distancia mxima de las vibraciones que se registran en un sismograma (Amplitud ssmica). La medicin se hace con un sismgrafo estndar y a una distancia convencional de 100 km del epicentro.Mide la energa de un temblor en su centro, o foco, determinando intensidades que crecen de forma exponencial en una escala medible entre 1 y 10.Laescala sismolgica de Richter, tambin conocida comoescala de magnitud local(ML), es una escalalogartmicaarbitraria que asigna un nmero para cuantificar la energa que libera unterremotoLa sismologa mundial usa esta escala para determinar la magnitud de sismos de una magnitud entre 2,0 y 6,9 y de 0 a 400 kilmetros de profundidad. Por lo que decir que un sismo fue de magnitud superior a 7,0 en la escala de Richter se considera incorrecto, pues los sismos con intensidades superiores a los 6,9 se miden con laescala sismolgica de magnitud de momento.

La escala de MercalliLa escala de Mercalli se utiliza para evaluar y comparar la intensidad de los sismos o terremotos. Va desde I a XII, y describe y punta los terremotos ms en trminos de reacciones y observaciones humanas que en trminos matemticos, como hace la escala de Richter, que mide la energa del sismo en su epicentro y se basa en una escala exponencial.

La escala de Mercalli es ms subjetiva, porque la intensidad aparente de un terremoto depende de la distancia al epicentro a la que se encuentra el observador. La escala de Mercalli Modificada es la que se usa en los Estados Unidos y en otros muchos pases. La modificacin fue realizada en 1931 por Wood y Neumann.Laescala sismolgica de Mercallies una escala de 12 grados desarrollada para evaluar la intensidad de losterremotosa travs de los efectos y daos causados a distintas estructuras. Debe su nombre al fsicoitalianoGiuseppe Mercalli.