Guía general de la Unidad 1: INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS SÍSMICO. Corresponde al Programa de Ia materia Ingeniería Sísmica de la carrera de Ingeniería Civil

1. INGENIERIA SISMICA
UNIDAD 1 (PARTE I): INTRODUCCION A
LA INGENIERIA SISMICA
ING. WILLIAM LOPEZ
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2. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Se entiende por SismoSismo, es un fenómeno
de sacudida brusca y pasajera de la
corteza terrestre producida por la
liberación de energía acumulada en forma
de ondas sísmicas. Un sismo son
sacudidas o movimientos bruscos del
terreno, generalmente producidos por
disturbios tectónicos (ocasionado por
fuerzas que tienen su origen en el interior
de la Tierra) o volcánicos (producido por la
extrusión de magma hacia la superficie). 2
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3. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Generalmente en ambos casos hay
una liberación de energía acumulada
que se transmite en forma de ondas
elásticas, causando vibraciones y
oscilaciones a su paso a través de las
rocas sólidas del manto y la litosfera
hasta “arribar” a la superficie terrestre.
Los terremotos pueden ser superficiales
(0-70 km), intermedios (70-300Km) o
profundos (300-700 km). 3
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4. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Figura Nº 1: Sismo
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5. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
El punto de origen de un terremoto se
denomina hipocentrohipocentro. El epicentroepicentro es el
punto de la superficie terrestre
directamente sobre el hipocentro.
Dependiendo de su intensidad y origen, un
terremoto puede causar desplazamientos de
la corteza terrestre, corrimientos de tierras,
maremotosmaremotos o actividad volcánica. Para
medir la energía liberada por un terremoto
se emplean diversas escalas, entre ellas, la
escala de Richterescala de Richter es la más conocida y
utilizada en los medios de comunicación. 5
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6. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Resumiendo encontramos entonces:
HipocentroHipocentro, zona interior profunda, donde
se produce el terremoto.
EpicentroEpicentro, área de la superficie
perpendicular al hipocentro, donde con
mayor intensidad repercuten las ondas
sísmicas.
La probabilidad de ocurrencia de
terremotos de una magnitud determinada
en una región concreta viene dada por una
distribución de Poissondistribución de Poisson. 6
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7. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Causas de los Sismos:Causas de los Sismos:
La causa de los terremotos se encuentra en la
liberación de energía de la corteza terrestre
acumulada a consecuencia de actividades
volcánicas y tectónicas, que se originan
principalmente en los bordes de la placa.
Aunque las actividades tectónicas y volcánicas son
las causas principales por las que se generan los
terremotos hay otros factores que pueden
originarlos:
1.Acumulación de sedimentos por
desprendimientos de rocas en las laderas de las
montañas, hundimiento de cavernas. 7
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8. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Causas de los Sismos:Causas de los Sismos:
2.Variaciones bruscas de la presión atmosférica
por ciclones.
3.Estos fenómenos generan eventos de baja
magnitud, que generalmente caen en el rango
de microsismos: temblores detectables sólo
por sismógrafos.
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9. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Propagación del Movimiento Sísmico:Propagación del Movimiento Sísmico:
El movimiento sísmico se propaga mediante ondasondas elásticas
(similares a las del sonido) a partir del hipocentro. Las
ondas sísmicasondas sísmicas son de tres tipos principales:
1. Ondas longitudinales, primarias o P. Ondas de
cuerpo que se propagan a velocidades de 8 a 13 km/s en el
mismo sentido que la vibración de las partículas.
Circulan por el interior de la Tierra, donde atraviesan
líquidos y sólidos. Son las primeras que registran los
aparatos de medición o sismógrafos. De ahí su nombre
«P».
2. Ondas transversales, secundarias o S. Son ondas de
cuerpo más lentas que las anteriores (entre 4 y 8 km/s).
Se propagan perpendicularmente en el sentido de
vibración de las partículas. Atraviesan únicamente
sólidos. En los sismógrafos se registran en segundo lugar.
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10. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Propagación del Movimiento Sísmico:Propagación del Movimiento Sísmico:
3. Ondas superficiales. Son las más lentas:
3,5 km/s. Resultan de interacción de las
ondas P y S a lo largo de la superficie
terrestre. Son las que causan más daños. Se
propagan a partir del epicentro. Son
similares a las ondas (olasolas) que se forman
sobre la superficie del mar. En los
sismógrafos se registran en último lugar.
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11. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Figura Nº 2: Propagación del Movimiento sísmico
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12. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Sismos Inducidos:Sismos Inducidos:
Se denomina sismo inducido o terremoto
inducido a los sismos o terremotos
producidos como consecuencia de alguna
intervención humana que altera el equilibrio
de fuerzas en la corteza terrestre. Entre las
principales causas de sismos inducidos
podemos mencionar: la construcción de
grandes embalsesembalses; el frackingfracking; los ensayos de
explosiones nuclearesexplosiones nucleares.
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13. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Sismos Inducidos:Sismos Inducidos:
1. Grandes embalses: los reservorios grandes pueden alterar la
actividad tectónica. La probabilidad de que produzca actividad
sísmica es difícil de predecir; sin embargo, se deberá considerar
el pleno potencial destructivo de los terremotos, que pueden
causar desprendimientos de tierra, daños a la infraestructura de
la represa, y la posible falla de la misma.
2. Fracking: actualmente se tiene certeza de que si como
consecuencia de eliminación de desechos en solucióndesechos en solución, o en
suspensiónsuspensión, éstos se inyectan en el subsuelosubsuelo, o por extracción de
hidrocarburoshidrocarburos, en las regiones ya sometidas a fuertes tensiones
se provoca un brusco aumento de la presión intersticialpresión intersticial, una
intensificación de la actividad sísmica.
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14. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Sismos Inducidos:Sismos Inducidos:
3. Explosiones nucleares: la onda de presión de
explosiones subterráneas pueden propagarse a través
de la tierra y causar terremotos menores. La teoría
sugiere que una explosión nuclear podría disparar
rupturas de fallas geológicas y así causar un sismo
mayor a distancias de pocos cientos de kilómetros del
punto de impacto. Pronto se deberían controlar mejor
estos sismos inducidos y, en consecuencia, preverlos.
Tal vez, pequeños sismos inducidos podrían evitar el
desencadenamiento de un terremoto de mayor
magnitud.
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15. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION-DEFINICIONES
Figura Nº 3: Posible consecuencia de un Sismo Inducido
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16. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Escalas de Medición (Magnitudes e Intensidades):Escalas de Medición (Magnitudes e Intensidades):
Escala de Magnitudes:Escala de Magnitudes:
1.Escala magnitud de onda superficialmagnitud de onda superficial (Ms)
2.Escala magnitud de las ondas de cuerpomagnitud de las ondas de cuerpo (Mb)
3.Escala sismológica de RichterRichter, también conocida como
escala de magnitud local (ML), es una escala logarítmica
arbitraria en la que se asigna un número para
cuantificar el efecto de un terremoto
4.Escala sismológica de magnitud de momentomagnitud de momento es una
escala logarítmica usada para medir y comparar sismos.
Está basada en medición de la energía total que se
libera en un terremoto. En 1979 la introdujeron Thomas
C. Hanks y Hiroo Kanamori, como sucesora de la escala
de Richter.
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17. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Escalas de Medición (Magnitudes e Intensidades):Escalas de Medición (Magnitudes e Intensidades):
Escala de Intensidades:Escala de Intensidades:
1.Escala sismológica de MercalliMercalli, de 12 puntos, desarrollada
para evaluar la intensidad de los terremotos según los efectos
y daños causados a distintas estructuras. Debe su nombre al
físico italiano Giuseppe Mercalli.
2.2.Escala Medvédev-Sponheuer-KárníkEscala Medvédev-Sponheuer-Kárník, también conocida
como escala MSK o MSK-64. Es una escala de intensidad
macro sísmica usada para evaluar la fuerza de los
movimientos de tierra basándose en los efectos destructivos
en construcciones humanas y en cambio de aspecto del
terreno, así como en el grado de afectación a la población.
Consta de doce grados de intensidad. El más bajo es el
número uno. Para evitar el uso de decimales se expresa en
números romanos. 17
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18. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
Escalas de Medición (Magnitudes e Intensidades):Escalas de Medición (Magnitudes e Intensidades):
Escala de Intensidades:Escala de Intensidades:
1.Escala ShindoShindo o escala cerrada de siete, conocida como
escala japonesa. Más que en la intensidad del temblor,
se centra en cada zona afectada, en rangos entre 0 y 7.
En la actualidad conocemos el uso de (02) escalas, la de
Mercalli y la de Richter y sus características de
medición se pueden apreciar en la figura siguiente.
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19. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
La escala sismológica de Richter,
también conocida como escala de magnitud
local (ML), es una escala logarítmica arbitraria
que asigna un número para cuantificar la
energía que libera un terremoto, denominada
así en honor del sismólogo estadounidense
Charles Richter (1900-1985)Charles Richter (1900-1985).
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20. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
La sismología mundial usa esta escala para
determinar la magnitud de sismos de una
magnitud entre 2,0 y 6,9 y de 0 a 400 kilómetros
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 la escala sismológica de magnitud de
momento.
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21. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION-DEFINICIONES
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Figura Nº 4: Base Conceptual de la Escala de Richter

22. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION-DEFINICIONES
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Figura Nº 5: Escala de Richter

23. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION - DEFINICIONES
La escala sismológica de Mercalli
es una escala de 12 grados
desarrollada para evaluar la
intensidad de los terremotos a través
de los efectos y daños causados a
distintas estructuras. Debe su
nombre al físico italiano GiuseppeGiuseppe
Mercalli.Mercalli.
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24. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION
La escala de Mercalli se basó en la simple escala de diez
grados formulada por Michele Stefano Conte de Rossi y
François-Alphonse Forel. La escala de Rossi-Forel era
una de las primeras escalas sísmicas para medir la
intensidad de eventos sísmicos. Fue revisada por el
vulcanólogo italiano Giuseppe Mercalli en 1884 y 1906.
En 1902, el físico italiano Adolfo Cancani amplió la
escala de Mercalli de diez a doce grados. Más tarde la
escala fue completamente reformulada por el geofísico
alemán August Heinrich Sieberg y se conocía como la
escala de Mercalli-Cancani-Sieberg (MCS).
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25. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION
La escala de Mercalli-Cancani-Sieberg fue
posteriormente modificada por Harry O. Wood y Frank
Neumann en 1931 como la escala de Mercalli-Wood-
Neumann (MWN). Finalmente fue mejorada por Charles
Richter, también conocido como el autor de otra escala
sismológica, la escala de Richter, que mide la magnitud
de la energía liberada durante un sismo.
En la actualidad la escala se conoce como la Escala de
Mercalli Modificada, comúnmente abreviado MM.
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26. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION-DEFINICIONES
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Figura Nº 6: Escala de Mercalli

27. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION
Sismógrafo:Sismógrafo: El sismógrafo o sismómetro es un
instrumento para medir terremotos o pequeños
temblores provocados por los movimientos de las placas
litosfericas. Fue inventado en 1842 por el físico escocés
James David Forbes. Este aparato, en sus inicios,
consistía en un péndulo que por su masa permanecía
inmóvil debido a la inercia, mientras todo a su alrededor
se movía; dicho péndulo llevaba un punzón que iba
escribiendo sobre un rodillo de papel pautado en tiempo,
de modo que al empezar la vibración se registraba el
movimiento en el papel, constituyendo esta
representación gráfica el denominado sismograma.
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28. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION
Sismógrafo:Sismógrafo: Los modernos sismómetros de banda
ancha (llamados así por la capacidad de registro en un
ancho rango de frecuencias) consisten de una pequeña
‘masa de prueba’, confinada por fuerzas eléctricas,
manejada por electrónica sofisticada. Cuando la Tierra
se mueve, electrónicamente se trata de mantener la
masa fija a través de la retroalimentación del circuito.
La cantidad de fuerza necesaria para conseguir esto es
entonces registrada. La salida de los acelerómetros es
una tensión proporcional a la aceleración del suelo
(recordando F=ma de Newton), mientras que los
sismómetros usan un circuito integrado para lograr una
salida que es proporcional a la velocidad del suelo.
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29. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION-DEFINICIONES
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Figura Nº 7: Sismógrafo o Sismómetro

30. INGENIERIA SISMICA
GENERALIDADES- OBRAS HIDRAULICAS
¿Qué es un Sismograma?¿Qué es un Sismograma? Un sismograma es un registro
del movimiento del suelo llevado a cabo por un sismógrafosismógrafo. La energía
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. Después 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 común, y otros utilizaban papel fotosensible expuesto a rayos de
luz. Actualmente, prácticamente todos los sismógrafos registran la
información de forma digital, de modo de hacer un análisis automático
más fácilmente. Algunos sismógrafos de tambor aún son utilizados. 30
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31. INGENIERIA SISMICA
INTRODUCCION-DEFINICIONES
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Figura Nº 8: Sismograma

32. INGENIERIA SISMICA
GENERALIDADES
BIBLIOGRAFIA:
 M. Gascón et al. Vientos, Terremotos, Tsunamis y
otras catástrofes naturales. Historia y casos
latinoamericanos. Editorial Biblos. Buenos Aires,
2005. 159 pp.
 http://es.wikipedia.org/wiki/Terremoto
 www.funvisis.gob.ve/objetosa/temblortierra/qesismo
.html
 http://es.wikipedia.org/wiki/Sismograma
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