universidad cooperativa de colombia sustentación de

Facultad de Ingeniería – Programa Ingeniería Civil UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

Sustentación de modalidad de grado 2020

1

Informe final asistente de proyecto de investigación

Asignatura: Sustentación de modalidad de grado

Presentado por: Jaisson Garcia

Docente encargado del proyecto: Oscar Moreno

Docente encargado de la asignatura: Jesús Cuaces

Tema del proyecto: PGV (Peak Ground Velocity)

Santa Marta D.T.C.H

2020



2

INFORME DE ACTIVIDADES

Proyecto PGV (Peak Ground Velocity)

TUTOR DEL PROYECTO:

Oscar Moreno

ASISTENTE DE INVESTIGACION:

Jaisson García Castrillo

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

SANTA MARTA

D.T.C.H.

2020



3

TABLA DE CONTENIDO

Pagina

RESUMEN

ABSTRACT

INTRODUCCION…………………………………………………………………….6

OBJETIVOS………………………………………………………………………….7

JUSTIFICACION…………………………………………………………………….8

DESCRIPCION………………………………………………………………………9

MARCO CONCEPTUAL……………………………………………………………10

DESARROLLO……………………………………………………………………….14

CONCLUSIONES…………………………………………………………………….28

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………….29



4

RESUMEN

La realización de este proyecto comienza por la idea innovadora de dar una mejor

resistencia a partir de cálculos a las estructuras elaboradas en la realidad. Para

así llegar a un buen punto de partida de dichas estructuras fue necesaria la

escogencia del país Chile ya que presenta una alta actividad sísmica por el sin

números de registros históricos que nos llevara a la obtención de una ecuación

capaz de mejorar el comportamiento de todas las estructuras de la Ingeniería Civil

en un futuro.

Palabras clave: Comportamiento de los sismos, Subducción, Frecuencia,

Desplazamientos, Estructuras, Magnitud



5

ABSTRACT

The realization of this project begins with the innovative idea of giving a better

resistance based on calculations to the structures made in reality. In order to reach

a good starting point for these structures, it was necessary to choose the country

Chile since it presents a high seismic activity due to the lack of numbers of

historical records that will lead us to obtain an equation capable of improving the

behavior of all the structures of Civil Engineering in the future.

Keywords: Behavior of earthquakes, Subduction, Frequency, Displacements,

Structures, Magnitude



6

INTRODUCCION

Este proyecto de investigación va enfocado al país chile ubicado en el continente

de América, este país es característico por la presencia de una gran actividad

sísmica. Además de demostrar que los sismos que han presentado mayores

magnitudes se encuentran ubicados en esta región.

Por estos y muchos motivos más es de gran importancia realizar estudios y cálculos

sobre los sismos registrados para formular alternativas que puedan ser usadas por

los arquitectos e ingenieros para crear mejores estructuras capaces de soportar los

constantes sismos que se generan en estas zonas

¿Por qué se producen con tanta frecuencia los sismos en chile?

La respuesta es simple y es que chile está ubicado al límite de la placa tectónica de

nazca, la cual choca constantemente con la placa sudamericana

Estas dos placas son grandes bloques de superficie terrestre que intentan avanzar

la una sobre la otra a razón de entre 7 y 8 centímetros por año.

La placa de Nazca (que limita en su lado izquierdo con la placa Pacífica) está siendo

empujada por debajo de la placa Sudamericana.

La fricción entre ambas placas en las profundidades de la corteza terrestre generan

una poderosa presión, y cuando se libera esta presión ocurre un terremoto.



7

OBJETIVOS

GENERAL

➢ Calcular los valores máximos de aceleración velocidad y desplazamiento,

así como también codificar los distintos valores que presenta cada sismo en

cada una de sus componentes de dirección y a sus distintos tiempos de

dicha duración del sismo

ESPECIFICOS

➢ Descomprimir los sismos ubicados en las carpetas donde estaban

por año adjuntos

➢ Hacer los cálculos pertinentes por medio de métodos numéricos o en

este caso por medio de un programa con los cuales podremos

obtener los valores deseados para cada sismo

➢ Codificar los valores calculados a cada uno de los periodos

requeridos y necesarios



8

JUSTIFICACION

A lo que se quiere llegar con este proyecto es a la obtención de una ecuación que

permita generalizar y ser punto clave para la mejora de caculos estructurales para

las edificaciones de obras civiles por medio de la codificación de sismos pasados

que permitirían para un futuro la elaboración de mejores cimentaciones e

infraestructuras, aporte el cual se viene trabajando por medio del ingeniero Oscar

Moreno con la Universidad Cooperativa de Colombia – Campus Santa Marta y de

la mano de los diferentes asistentes de investigación que se han venido

involucrando en los distintos semestres de trabajo de dicho proyecto; estos

acontecimientos de Subducción en América generados por los constantes roses de

la placa nazca y la placa sudamericana. Han hecho necesarias a la ingeniería crear

nuevos cálculos y nuevas formas de construir para así disminuir el riesgo de algún

accidente o desplome de edificaciones que causen la muerte de miles de personas



9

DESCRIPCION DEL PROYECTO

En las carpetas adjuntas codificadas en antiguos semestres de los datos de sismos

históricos de chile se tienen comprimido las distintas estaciones con sus tres

componentes que quedaron registrados de cada sismo, los cuales deberán ser

descomprimidos para extraer los datos de aceleraciones registrados por cada

sismógrafo con los cuales se hacen una serie de cálculos por métodos numéricos

que nos permiten no solo hallar los valores máximos de aceleración, velocidad y

desplazamiento sino que también podremos graficar con esos datos los

comportamientos de dicho sismo

El objetivo de este proyecto es obtener predicciones de PGV (Peak Ground

Velocity). Las cuales se presentan de forma constante en la zona de subducción

estudiada en chile ya que esta será de mucha utilidad debido a su característica alta

presencia de sismos de toda clase, magnitud y profundidad que nos llevara a

obtener resultados eficaces en la elaboración de la nueva ecuación que se busca

crear la cual debería ser tenida en cuenta en países y zonas de alta actividad

sísmica



10

MARCO CONCEPTUAL

Actividad sísmica

La actividad sísmica es el continuo movimiento de esa placa. Decimos que hay

mucha actividad sísmica cuando se producen muchos temblores en una zona. Un

lugar donde no se producen temblores es una zona sin actividad sísmica pero puede

ser propensa a esa actividad.

Magnitud

Medida de algo conforme a una escala determinada

Placa tectónica

Las placas tectónicas son fragmentos de la litosfera, compuesta por la parte superior

del manto superior y la corteza terrestre, que se comportan como una capa fuerte,

relativamente fría y rígida. ... Es sobre esta astenósfera que se “deslizan” las placas

tectónicas

Fricción

El término fricción deriva de friccionar. Este verbo refiere a frotar, restregar o rozar

algo. Se conoce como fuerza de fricción a la que realiza una oposición al

desplazamiento de una superficie sobre otra, o a aquélla opuesta al comienzo de

un movimiento



11

Presión

Fuerza que ejerce un gas, un líquido o un sólido sobre una superficie

Aceleración

La aceleración es una magnitud derivada vectorial que nos indica la variación de

velocidad por unidad de tiempo

Velocidad

La velocidad es una magnitud física que expresa la relación entre el espacio

recorrido por un objeto, el tiempo empleado para ello y su dirección.

Desplazamiento

Se denomina desplazamiento al cambio de posición que experimenta un cuerpo,

desde un punto inicial A, hasta un punto final B, a través del movimiento.

Sismo

Serie de vibraciones de la superficie terrestre generadas por un movimiento brusco

y repentino de las capas internas (corteza y manto).



12

Dirección

Indicación de la orientación o destino de un cuerpo en movimiento.

Métodos numéricos

Los métodos numéricos son técnicas mediante las cuales es posible formular

problemas matemáticos de tal forma que puedan resolverse usando operaciones

aritméticas. ... Se requiere de una secuencia de operaciones algebraicas y lógicas

que producen la aproximación al problema matemático.

Periodo

Es el intervalo de tiempo necesario para completar un ciclo repetitivo, o simplemente

el espacio de tiempo que dura algo.

Frecuencia

Frecuencia es la medida del número de veces que se repite un fenómeno por unidad

de tiempo.

Subducción

En el marco de la tectónica de placas, la subducción es el proceso de hundimiento

de una placa litosférica bajo el borde de otra placa, formándose los llamados límites

convergentes entre placas. La placa subducida, la que se hunde, suele estar

formada por corteza oceánica, más delgada y densa que la continental.



13

Partes de un sismo

https://slideplayer.es/slide/14369752/89/images/5/Sismicidad+Partes+de+un+sismo%3A.jpg





14

Partes de la subducción

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0a/Subduction-

es.svg/1200px-Subduction-es.svg.png

Componentes de influencia en la subducción

➢ Fuerza de empuje

➢ Fuerzas gravitatorias

➢ Fuerzas volcánicas

.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0a/Subduction-es.svg/1200px-Subduction-es.svg.png

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0a/Subduction-es.svg/1200px-Subduction-es.svg.png



15

DESARROLLO

Al comenzar el semestre y el currículo de la asignatura sustentación de modalidad

de grado primero se realizó un acercamiento y reconocimiento del tema del proyecto

a tratar el cual ya venía con trabajo previo de anteriores semestres por lo cual se

hizo unas inspección rápida de lo que ya estaba hecho y de lo que se continuaría

realizando en el presente semestre 2020-ll. Los cálculos requeridos del proyecto

para cada sismo iba a ser desarrollado con fórmulas indicadas en las tablas de

cálculo de Excel pero luego se optó por manejar un programa que codificara los

datos de los sismos como lo son el número de aceleraciones registrado y el periodo

del sismo con lo cual el programa nos arrojaba los cálculos de los valores máximos

deseados para cada sismo los cuales eran codificados en las tablas elaboradas en

Excel en semestres anteriores.

Este proceso de cálculos es algo muy extenso ya que introduciendo los sismos al

programa y luego sacando los resultados para codificarlos en la hoja de cálculo se

toma más de 6 minutos y hay registro de casi 600 sismos históricos donde la gran

mayoría fueron registrados por más de 20 estaciones las cuales debían ser puestas

una a una en el programa para la extracción de sus resultados



16

Secuencia de pasos a seguir para la codificación de cálculos obtenidos

1)

Se extraen los datos comprimidos para dejarlos en carpetas de mejor accesibilidad

y nos dirigimos a la carpeta del winrar que se está descomprimiendo



17

2)-A

2)-B

El cual presentara por meses los sismos que ocurrieron durante cada mes del año

teniendo en cuenta que los cálculos serán partiendo desde el año 2012 hasta el

presente año 2020



18

3)

Luego de haber ingresado al primer día del mes que hubo presencia de actividad

sísmica encontramos las carpetas comprimidas de las estaciones que reportaron el

mismo sismo del mismo día, el cual que a la hora de descomprimir posee 3

componentes para un mismo sismo



19

4)

Luego se ingresa al programa llamado seismosignal que se utilizó para la obtención

de resultados el cual facilito el ingeniero Oscar Moreno para más facilidad y certeza

de los resultados



20

5)

Se ingresan de uno en uno los sismos en el programa en formato de texto



21

6)

En el siguiente recuadro se hace una serie de correcciones para que el programa

lea de forma óptima los datos brindados por cada estación como lo es:

➢ Número de líneas donde deberá comenzar el programa a leer los valores

➢ Numero de líneas, contando las aceleraciones y los datos básicos del sismo

como lo son, profundidad, magnitud, latitud, longitud y el periodo

➢ Se le indica al programa que solo estamos evaluando aceleraciones

➢ Se enumera la cantidad de columnas que presentan los valores de

aceleraciones

➢ Por ultimo en este recuadro se modifican las unidades consistentes de lo que

queremos obtener, en este caso las aceleraciones, velocidades y

desplazamientos



22

7)

El programa nos arroja las gráficas de los picos máximos y mínimos generados en

aceleración, velocidad y desplazamiento a través de la duración de dicho sismo



23

8)

En la pestaña del programa donde se encuentran los espectros de respuesta hay

que hacer una modificación mínima como lo son los periodos máximos y mínimos

en que queremos obtener datos del sismo el cual para este caso será mínimo de

0,05 y máximo de 0,05 dándole la orden al programa que cada 0,05 segundos nos

entregue resultados del espectro de respuesta hasta los 4 segundos de duración

del sismo. Luego le damos clic en el botón refrescar para que el programa asuma

los nuevos cambios que se hicieron y nos arroje resultados



24

9)-A (Grafica 1) - Aceleración

El programa me arroja la gráfica del espectro tanto para aceleración, velocidad y

desplazamiento



25

9)-B (Grafica 2) – Velocidad



26

9)-C (Grafica 3) – Desplazamiento

En cada grafica podemos apreciar la variación de valores a medida que el tiempo

del sismo va aumentando



27

10)

Se va a las pestañas de aceleración velocidad y desplazamiento para sacar los

valores requeridos para la obtención de la ecuación que se busca crear



28

11)

Por último se dirige a la base de datos creada en Excel donde se digita uno a uno

los valores obtenidos para cada componente de cada estación que reporto dicho

sismo, la cual está compuesta de valores máximos de aceleración velocidad y

desplazamientos, y también de los valores en distintos periodos para cada una de

estas anteriormente mencionadas



29

CONCLUSIONES

Con la participación en este proyecto una de las conclusiones más certeras a la que

se puede llegar uno como estudiante y futuro ingeniero es la importancia del estudio

de los sismos, ya que no solo afecta a la corteza terrestre sino a todo aquello que

este reposando sobre esta, con este proyecto de estudio de sismos y los

movimientos de las capas tectónicas podre tener a futuro en cuenta la magnitud de

lo que puede ocasionar movimientos de tierras futuras basado en acontecimientos

y registros antiguos ocasionando muertes en magnitud si no se tiene en cuenta a la

hora del diseño y los cálculos tanto para la cimentación de una edificación como

también los elementos que la componen como lo son vigas, columnas y losas.



30

BIBLIOGRAFIA

➢ Parte de la introducción

https://www.bbc.com/mundo/noticias/2015/09/150917_terremoto_chile_porq

ue_lp

➢ Link del programa utilizado

https://seismosoft.com/products/seismosignal/?gclid=EAIaIQobChMI8IKIpp-

I7QIVA5SzCh0TPAlQEAAYASAAEgL0zPD_BwE

https://www.bbc.com/mundo/noticias/2015/09/150917_terremoto_chile_porque_lp

https://www.bbc.com/mundo/noticias/2015/09/150917_terremoto_chile_porque_lp

https://seismosoft.com/products/seismosignal/?gclid=EAIaIQobChMI8IKIpp-I7QIVA5SzCh0TPAlQEAAYASAAEgL0zPD_BwE

https://seismosoft.com/products/seismosignal/?gclid=EAIaIQobChMI8IKIpp-I7QIVA5SzCh0TPAlQEAAYASAAEgL0zPD_BwE

universidad cooperativa de colombia sustentación de

Documents