Duración de la Fase Intensa

Duración de Fase Intensa

La Duración de la Fase Intensa (Strong Earthquake Motion) es un parámetro de los acelerogramas, el cual es el responsable de describir la respuesta no-linear de las estructuras dependiendo del tipo de suelo en el que estén cimentadas (Trifunac M. & Westermo B., 1982).

Por esta razón es de gran interés en el área de geotecnia, el determinar la duración en donde el evento tendrá sus mayores aceleraciones se traduce como el tiempo en donde va a existir la mayor cantidad de daños estructurales.

La respuesta mostrada en los registros va a depender de distintos factores, los cuales van a modificar su amplitud y duración, los factores más significativos son (Trifunac M. & Brady, 1975):

1. La duración del evento sísmico principal.
2. La distancia epicentral.
3. La magnitud del evento sísmico.
4. Los efectos de sitio que muestre la geología de la región.

Existe una relación directa entre la duración del evento sísmico con la magnitud de este y la distancia epicentral. Cerca del foco, el movimiento dura pocos segundos y presenta muy pocas oscilaciones, si es de magnitud baja. Conforme se aleja del foco, el movimiento puede durar varios minutos dependiendo totalmente de la magnitud del sismo, además de que presenta muchas oscilaciones, esto debido a la dispersión de las ondas sísmicas (Joyner W. & Boore D., 1988).

Existen diferentes métodos de determinar la duración de la Fase Intensa, cada uno es bastante subjetivo y depende directamente del criterio de la persona que esté estudiando los registros. Sin embargo, muchos de los criterios usados se basan en un parámetro definido por el Ing. Arturo Arias en 1969 (Arias A., 1990), el cual se conoce como “Intensidad de Arias” o “Intensidad Sísmica Instrumental”.

La intensidad de Arias se define como:

[pic 1]

Ecuación 1. Intensidad de Arias (Echeverri G., 2006).

Donde:

,   🡪 Aceleraciones de las componentes horizontales del registro.[pic 2][pic 3]

 🡪 Aceleración de la componente vertical del registro.[pic 4]

 🡪 Duración total del registro.[pic 5]

 🡪 Aceleración de la gravedad.[pic 6]

Es decir, la intensidad de Arias se calcula (en un caso ideal y continuo) como la integral del cuadrado de las aceleraciones en las tres componentes del registro. Sin embargo, debido a que los equipos de medición tienen ciertas restricciones digitales, obtenemos datos discretos, por lo que, la integral se convierte en una sumatoria del cuadrado de las aceleraciones.

Una vez que se ha calculado la intensidad de Arias para cada punto del registro, se grafica contra el tiempo, en algunos casos se suelen normalizar los valores para que queden en un rango de 0 a 1.

A estas gráficas se les conoce como “Gráficas de Husid” o “Husid plots”, son de gran utilidad al momento de definir la Duración de la Fase Intensa, ya que con ellas es posible visualizar de forma gráfica el tiempo donde se presentan las mayores aceleraciones del registro (Boomer J. & Boore D., 2005).

[pic 7][pic 8]

Ilustración 1. Ejemplo de gráficas de Husid. Del lado izquierdo, curvas con valores reales; del lado derecho, curvas con valores normalizados. (Ilustración tomada de: Boomer J. & Boore D., 2005)

Una vez que se tiene calculada la intensidad de Arias para el registro sísmico, se puede definir la Duración de la Fase Intensa, existen varias propuestas para hacerlo; sin embargo, (Boomer J. & Martinez A., 00) clasificó estas propuestas en 4 grupos diferentes:

1. Duración puntual: es simplemente el intervalo entre la primera y la última excursión de un umbral de amplitud.
2. Duración uniforme: es la suma de todos los intervalos de tiempo durante el cual la amplitud del registro está por encima de un cierto umbral.
3. Duración significativa: se basa en el intervalo de duración en el cual una porción del total de la intensidad de Arias es acumulada.
4. Duración de la respuesta estructural: determinada por la aplicación de una de las tres definiciones anteriores a la respuesta de un oscilador libre de un grado de libertad.

Los umbrales usados para la determinación de la Duración de la Fase Intensa varían, según cada investigador, Trifunac sugirió en 1975, utilizar los valores que se encuentren dentro del 5% al 95% de la Intensidad de Arias (Trifunac M. & Brady, 1975).

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