Curso de Sismo-Geotecnia Temática: Áreas comunes de la ingeniería sísmica y la geotecnia que inciden en los parámetros de diseño para obras de ingeniería Prof. Heriberto ECHEZURÍA Montalbán - Caracas Curso de Sismo-Geotecnia BIBLIOGRAFÍA Curso de Sismo-Geotecnia • • • • • • • La Ocurrencia de los Sismos, Las Ondas en la Corteza Terrestre, Los Parámetros sísmicos más importantes y sus mediciones Los Espectros de Respuesta, La Amplificación de las Ondas por efectos locales La Amenaza Sísmica La Preparación de Espectros de Respuesta Compatibles con la Amenaza Sísmica Prof. Heriberto ECHEZURÍA La mayoría de los sismos ocurren en lugares fijos alrededor de la tierra, según se indica en las zonas ennegrecidas por la ubicación de puntos correspondientes a cada sismo detectado. Por mucho tiempo no se tuvo claro el porqué de esta concentración de sismos, hasta que se comenzó a entender el interior de la tierra y la dinámica de la corteza terrestre asociada con el comportamiento de la zona interna todavía incandescente. Composición interna de la tierra Manto superior (líquido más frio) Manto inferior (líquido más caliente) Núcleo Interno (sólido) Corteza Núcleo externo (líquido) La porción líquida en el interior de la tierra está en movimiento generando corrientes de convección. El manto más caliente en contacto con el núcleo se hace menos denso y sube a enfriarse. Luego de enfriarse se hace nuevamente más denso de regresa al fondo del manto y se expone nuevamente a la zona más caliente cercana al núcleo. En las zonas donde ascienden las corrientes de convección la corteza se parte y deja salir magma de la zona del manto el cual al aflorar se solidifica y forma lo que se denomina una dorsal. Las fuerzas laterales producidas por el magma del manto que sigue aflorando y fracturan la corteza, empujan lateralmente la corteza, según se muestra en el esquema arriba. Adicionalmente, las corrientes de convección también ejercen una fuerza de arrastre sobre la corteza que la obliga a moverse en la misma dirección y a generar nueva corteza en la dorsal. No obstante, dado que la corteza es sólida colisiona con otros segmentos en la zona opuesta a la dorsal y genera una zona de subducción donde la corteza vuelve al manto. Tal como hemos mencionado, a causa de las fuerzas laterales en la dorsal y las fuerzas de arrastre generadas por el movimiento del magma, parte de la corteza debe entonces redireccionarse de nuevo hacia el manto generando zonas de subducción a medida que nueva corteza es generada en las dorsales. Arriba la disposición actual de varias dorsales y zonas de subducción de la corteza terrestre y los continentes asociados a las mismas. De acuerdo con Wegener, formulador de la teoría en 1915, originalmente existía un único súper continente denominado “PANGEA” el cual fue forzado a dividirse por la formación de la dorsal del Atlántico y las otras dorsales del océano índico. La imagen también muestra las potenciales ubicaciones de los continentes en diferentes eras de la historia de la tierra en la reformulación de su teoría en 1929. Interpretaciones más recientes de las placas terrestres y sus movimientos han permitido la formulación del movimiento de las mismas en el tiempo geológico, tal como se indica en la figura arriba. Nótese que la India es un subcontinente que choca con Asia y que Australia y Antartica estuvieron unidas en un solo continente. Nótese también que Centro América no existía y apareció más tarde que la era mostrada en esta figura. Arriba la disposición actual de las placas de la corteza terrestre, las cuales son las responsables de la mayoría de los sismos ya que en ellas están las fallas que controlan sus movimientos. • Ahora se han integrado los modelos geofísicos, tectónicos y sismológicos para entender el papel de la estructura interna de la Tierra en la generación de terremotos. • Venus, nuestro vecino más parecido a la Tierra no tiene este tipo de comportamiento y su corteza es entera , al igual que la de Marte. En la gráfica arriba se ven los movimientos de las placas además de las zonas de subducción y las dorsales o cordilleras sub oceánicas. Diagrama esquemático con las placas de la corteza terrestre que interactúan en el norte de Venezuela. Nótese que el movimiento es transcurrente dextral para la placa del Caribe respecto a la de Suramérica y que hay una zona de subducción hacia el este de Trinidad. Nótese además de las fallas entre placas hay otras dentro de la placa. Falla transcurrente dextral mostrando movimiento general y otros movimientos menores relativos. Algunas veces las trazas de la falla alcanzan la superficie. Eso sucede cuando la falla es activa y ha tenido movimientos recientes. Cuando no ha tenido movimientos recientes los sedimentos más jóvenes superficiales no han sido afectados por la falla y no se perciben a menos que se tenga un perfil geofísico. Nótese en este caso que el espesor de los sedimentos es mayor en el lado izquierdo de la falla que en el lado derecho, lo cual coincide con el movimiento mostrado. A la derecha, arriba y abajo, una falla tipo Normal en la que un labio se deprime con respecto al otro. Abajo, izquierda, se muestran los componentes geométricos de una falla, a saber: El plano de falla El buzamiento (Dip) El rumbo (strike) Plano de la falla Rumbo de la falla Buzamiento Plano horizontal Vector del buzamiento A la derecha una falla tipo Transcurrente, es decir que se desplaza a lo largo del rumbo. Abajo se muestra una falla tipo Inversa. Nótese que uno de los labios cabalga sobre el otro.
