Marco Teorico Sismo

Capitulo 2

Marco teórico

SISMO

El sismo es definido como el movimiento de la corteza terrestre o como la vibración del suelo, causado por la energía mecánica emitida de los mantos superiores de la corteza terrestre, en una repentina liberación de la deformación acumulada en un volumen limitado. El paso de un camión, de un tren, pueden producir una pequeña vibración en la superficie terrestre, este fenómeno podemos relacionarlo con un Microsismo o un Temblor. Una erupción volcánica o un movimiento Distrófico puede originar una vibración fuerte dando lugar a un Macrosismo o Terremoto. Los observatorios registran centenas de millares de sismos, cada año en todo el mundo. Afortunadamente, de todos ellos, muy pocos alcanzan la categoría de terremotos y gran parte de ellos ocurren en los fondos oceánicos (generando Tsunamis) o en regiones despobladas. El origen de los sismos se encuentra distribuido dentro de las profundidades que varían entre 0 a 700 km.

HIPOCENTRO: Un sismo originado en un pequeño volumen, debajo de la tierra, el cual puede ser representado como un punto, es denominado hipocentro, para fines de estudio.

EPICENTRO: La proyección vertical, sobre la superficie de la tierra, del punto que representa el hipocentro, se denomina epicentro.

CAUSAS DE LOS SISMOS

De acuerdo a los estudios realizados, se puede decir que las causas de los sismos son: La Actividad Volcánica y El Diastrofismo. Si observamos un mapa del mundo, se puede ver que las áreas volcánicas y las zonas sísmicas coinciden, esto dio, por origen, a que se pensara por mucho tiempo que la causa principal de los terremotos eran las erupciones volcánicas. Cierto es que los volcanes al entrar en actividad pueden producir fuertes sismos, pero estos son de tipo local y menos intensos que los sismos de origen distrófico. Las numerosas investigaciones que se realizan en el mundo, indican que los sismos más fuertes que sacuden la litosfera, se deben al diastrofismo.

Cuando se origina una falla, o cuando se deslizan los bloques a lo largo del plano de falla, estas producen sacudidas de la corteza terrestre. Los sismos de esta clase son los llamados TECTÓNICOS.

CARACTERISTICAS DE LOS SISMOS

ONDAS SISMICAS: Producido el sismo, esta enorme cantidad de energía se propaga en forma tridimensional desde su origen, en forma de “ondas elásticas”. Estas ondas se pueden transmitir a través del mismo cuerpo sólido (masa terrestre) o a través de la superficie que separa 2 cuerpos. Esto da lugar a la siguiente clasificación: Ondas Corporales y Ondas Superficiales Dentro de las ondas corporales tenemos:

ONDAS PRIMARIAS (P): Son los que hacen que las partículas vibren en la dirección de propagación de las ondas produciendo sólo compresión y dilatación. Estas ondas pueden transmitirse a través de medios, Sólidos , Líquidos y Gaseosos. Estas ondas son de tipo sonoro y su velocidad de propagación varia entre 1 Km/seg, para suelos blandos no consolidados y 14 Km/seg, para la parte mas profunda del manto.

ONDAS SECUNDARIAS O DE CORTE (S): Las partículas vibran perpendicularmente a su dirección de propagación de las ondas. Estas ondas sólo se transmiten a través de sólidos. La velocidad de propagación de estas ondas es aproximadamente la mitad de la velocidad de las ondas primarias.

Dentro de las ondas superficiales tenemos:

ONDAS LOVE (L): Ondas de cortes horizontales, que produce vibraciones perpendiculares a la dirección de transmisión de la energía.

ONDAS RAYLEIGH (R): Las partículas vibran en un plano vertical. Como las ondas sísmicas recorren grandes distancias, los sismos pueden ser registrados por unos aparatos llamados SISMÓGRAFOS, situados generalmente muy lejos del epicentro. SISMÓGRAFO: Es un aparato que grafica permanentemente el movimiento de la tierra. Mediante el sismógrafo se puede conocer la duración, intensidad y lugar en el que se produjo el sismo.

PREDICCION DE SISMOS

Actualmente países como la Unión Soviética, China, Estados Unidos,

Japón, se encuentran haciendo estudios profundos sobre predicción de

sismos.

El año 1963 el Gobierno Japonés inició el proyecto de predicción

de sismos. El año 1965 la UNESCO tuvo una reunión sobre este tema.

Las premisas fundamentales para la predicción de sismos son:

a) Medida de la deformación de la corteza terrestre (chequeo de las

velocidades de incrementos de deformación)

b) Observación de pequeños sismos (antes de un sismo severo, pequeño

sismos se producen y pueden ser observados).

c) Medida de la velocidad de propagación de las ondas (la velocidad de

las ondas disminuye).

d) Estudios geotécnicos

e) Estudios geomagnéticos

Modelos de comportamiento histerético y daño.

El análisis sísmico de estructuras es una disciplina que se enmarca dentro del campo del Análisis Estructural y tiene como objetivo efectuar una apreciación de la respuesta de una estructura a la ocurrencia de un evento sísmico.

En un principio las respuestas que nos interesaban estaban basadas en resistencia, pero este criterio a evolucionado y actualmente nos interesan las que se encuentran basadas en desplazamientos, pues se ha llegado a la conclusión que son estos, los desplazamientos, los que dañan a las estructuras, adicionalmente se ha demostrado que nuestra capacidad de predicción de la demanda de resistencia (representada principalmente por el cortante en la base) es bastante superior a nuestras posibilidades de predecir los desplazamientos de nuestra estructura, siendo esto muy claro cuando vemos una curva de capacidad, donde se aprecia que pequeñas variaciones en el cortante basal pueden implicar sustanciales variaciones en el desplazamiento.

Figura 3.4 Niveles de desempeño de una estructura. (Adolfo Gálvez, ADGAVI 2008)

En términos estadísticos diríamos que la incertidumbre en la determinación de las acciones basadas en resistencia es inferior a la que se halla presente en las basadas en desplazamientos. Todo este razonamiento mas consideraciones económicas han creado el marco en el que se viene desarrollando el Diseño Sísmico Basado en Desempeño, (Jalayer y Cornell, 2003). Este enfoque aun no es incorporado en nuestras Normas, pero indefectiblemente ello ocurrirá en los próximos años. La realidad de nuestras estructuras es inelástica y aleatoria.

Ante la necesidad de estimar la respuesta no-lineal de elementos estructurales que considere degradación

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