Por qu el manto terrestre se considera slido?Afortunadamente slo tres tipos bsicos de ondas producen la sacudida que se siente y causa daos en un terremoto (primarias u ondas P, secundarias u ondas S y superficiales). De las tres slo dos se propagan en el interior de las rocas (P y S). Las ondas P, son capaces de viajar a travs, tanto de rocas slidas, tales como montaas de granito, como de materiales lquidos, tales como magma volcnico o el agua de los ocanos. Cuando una onda S se propaga, deforma la roca lateralmente en ngulo recto a la direccin de propagacin. La observacin confirma que si un lquido es deformado lateralmente o girado, no se recupera inmediatamente. De aqu se deduce que las ondas S no pueden propagarse en las partes lquidas de la Tierra tales como los ocanos. Lo anterior nos confirma que el manto terrestre es considerado como slido debido a que las ondas S pueden propagarse a travs de l.2.- Qu porcentage de la energa calorfica que alcanza la superficie de la Tierra es liberada por los terremotos cada ao?La cantidad de calor que se desprende de la Tierra cada ao para perderse en el espacio a travs de la atmsfera, es aproximadamente 1028 ergios. Los terremotos tambin emiten gran cantidad de energa, stos son el resultado de una liberacin repentina de la energa elstica almacenada previamente en las rocas de la Tierra. A partir de medidas de la energa de las ondas ssmicas producidas por fractura repentina, se estima que, cada ao, la energa liberada por los terremotos en todo el mundo est entre 1025 y 1026 ergios, lo cual nos indica que corresponde a un valor entre el .1% y el 1% de la energa liberada por la tierra. Cuando se utilizan sismogramas de varias estaciones alrededor del mundo para calcular la energa de las ondas registradas, un terremoto de magnitud Richter 5,5 resulta tener una energa de aproximadamente 1020 ergios.3.- Explique la teora del rebote elstico.En el ao de 1906 ocurri un terremoto que ocasion un movimiento horizontal dextrgiro en la ffalla de San Andreas a lo largo de la vieja carretera de Sir Francis Drake al norte de San Francisco en el extremo sur de Tomales Bay, California.En la figura 1, se han dibujado en forma esquemtica, las fuerzas que produjeron el terremoto de 1906. Imaginemos que este dibujo sea a vista de pjaro un camino que cruza en ngulo recto la falla de San Andreas. Una lnea blanca a lo largo del centro del camino corre en lnea recta muchos kilmetros a cada lado de la falla. A medida que las fuerzas tectnicas actan lentamente, la lnea empieza a curvarse, indicando que el lado izquierdo se ha movido en relacin con el derecho. La deformacin llegar a ser en el transcurso de los aos hasta de unos pocos metros, aproximadamente. Podemos ver que esta deformacin no puede seguir indefinidamente, sino que ms prontoi o ms tarde, las rocas ms dbiles, o aquellas situadas en el punto de mayor deformacin, se fracturarn. Esta fractura ser seguida por un salto hacia atrs o rebote, a cada lado de la fractura. As, en la figura 1, las rocas a ambos lados de la falla, en D, rebotarn hasta los puntos D1 y D2., lo que es considerado comorebote elstico.Reid consider que esterebote elstico,es la causa inmediata de los terremotos y su explicacin ha sido confirmada a lo largo de los aos. Lo mismo que un muelle de reloj que se tensa cada vez ms al darle cuerda, las rocas corticales a medida que se deforman elsticamente, almacenan ms energa. Cuando el muelle se rompe, se libera repentinamente la deformacin elstica. Cuando una falla sufre ruptura, se libera la energa elstica almacenada en las rocas, en parte como calor y en parte como ondas elsticas. Estas ondas constituyen el terremoto.Tambin es comn que las rocas sean deformadas verticalmente. El rebote tiene lugar a lo largo de superficies de falla inclinadas, causando rotura vertical en las lneas de nivel en la superficie y algunas veces declives o escarpes de fallas. El movimiento vertical del suelo, producido por terremotos u otros fenmenos, puede alcanzar hasta decenas de centmetros en reas extensas.4.- Explique los fenmenos premonitorios de los sismos e ilustre su respuesta.Desde hace siglos se ha tratado de predecir los terremotos, se han usado mtodos que van desde el estado del tiempo tpico de un terremoto a la disposicin de los planetas y comportamoento anormal de los animales.Al menos desde comiensos de siglo se han propuesto muchos tipos de fuerzas de disparo que pueden iniciar rupturas de terremotos. Algunas de las propuestas ms serias son condiciones meteorolgicas rigurosas, actividad volcnica y la atraccin gravitacional de la Luna, el Sol y los planetas. Se han examinado para tales efectos, numerosos catlogos de terremotos, incluyendo una lista muy compleja para California, sin resusltados convincentes.Ciertamente, un esquema operativo de prediccin prctica debe basarse en una combinacin de indicios de modo que las decisiones sean lo ms firmes posible antes de que se anuncien las alarmas.Ya se han discutido varios de los indicios ms prometedores, tales como la deteccin de la deformacin en rocas de la corteza por medidas geodsicas y la identificacin de vacos sospechosos en la ocurrencia regular de terremotos, tanto en el espacio como en el tiempo. Y uno, ms preciso, aunque no demasiado infalible, es la observacin de precursores como en la secuenca de Oroville, en California, en 1975.Tanto para vigilar tales precursores, como para predecir tsunamis locales peligrosos, se est instalando ahoora un tipo de estaciones sisniogrficas, completamente distintas, en la plataforma continental y en la fosa ocenica, al este de Honshu, en Japn. Una serie de sismgrafos llamados de fondo ocenico, situados sobre elfondo del mar, son conectados por medio de un cable de ms de 200 kilmetros, a una estacin registradora en la costa. Ya se ha demostrado que si las estaciones se sitan con cuidado, el fondo ocenico es un lugar ssmicamente tranquilo para el registro de terremotos. La instalacin de esta red dar comienzo a una nueva era en la sismologa de observacin en la que las estaciones sismogrficas no estarn restriiigidas a continenies e islas.En los ltimos aos, el mayor esfuerzo en prediccin ssmica, ha sido el de medidas muy precisas de fluctuaciones de parmetros fsicos en rocas de la corteza, de reas continentales ssmicamente activas. Se han instalado instrumentos muy sensibles en orden a que se puedan observar cambios a largo trnimo en los parmetros. hasta ahora el nmero de medidas es limitado y los resultados son antagnicos: en algunos se ha notado un comportamiento anormal antes de un terremoto; en otros no se la visto nada significativo antes del suceso o las variaciones que han habido no se asocian con terremotos. En la siguiente tabla se enuncian 5 parmetros muy prometedores. Estos son: la velocidad de las ondas ssmicas P, la elevacin del suelo, la emisin de gas radn en pozos, la resistividad elctrica de las rocas y el nmero de terremotos de la regin.Primero, los cambios precursores en las velocidades de la onda P en un rea ssmica son de particular inters para los sismlogos ya que las estaciones sismograficas estn diseadas especialmeute para medir el tiempo de forma muy precisa. La idea en que s basa el mtodo es simple. Si las propiedades de las rocas cambian antes de un terremoto, la velocidad de las ondas ssliucas tambin debe variar. Por ejemplo, supongamos que la velocidad de la onda P vara un 10% a lo largo de un rea de 20 km de seccin. Entonces, el tiempo de recorrido de la onda P de un lado a otro variar en unos 0,4 seg. Estos cambios en el tiempo se miden fcilmente con modernos sismgrafos y cronmetros. Algunas de las primeras informaciones publicadas sobre cambios precursores en el tiempo de recorrido de las ondas en terremotos moderados, datan de una fecha tan tempraiia como 1962. Estas medidas sugieren que las veiocidades de la onda P deben variar alrededor del 10% al 15% antes de la ocurrencia de terremotos locales. Trabajos de campo en la URSS y en otras partes del mundodesde entonces, indican que la velocidad de las ondas P disminuye alrededor del 10% en la regin focal para un valor durante algn tiempo y aumenta a un valor ms normal justo antes de que ocurra el sismo princpal, al menos, bajo determinadas circulistaucias.Un tipo distinto de estudio fue hecho por sismlogos dcl Instituto tecnolgico de California. A partir de lecturas de sismogramas en su estacin, concluyeron que antes del terremoto de San Fernando de 1971 en el sur de California, hubo una disminucin premonitora de la velocidad de la onda P, durante unos 30 meses. Encontraron que posteriorineute la velocidad volvi al valor normal, seguida a continuacin por el terremoto. Dedujeron que el volmen enm el que el tiempo de recorrido de las ondas P fue afectado, se extenda en un radio de 30 kilmetros en las proximidades del foco del terremoto. Dicho estudio fu realizado despus de ocurrido el terremoto.El segundo parmetro que puede usarse en prediccin, es un cambio precursor en e! nivel del suelo, tal como declives en zonas ssmicas. Ahora bieii, cmo interpretaremos una interpretaremos una rpida elevacin de un rea considerable cerca de Palmdale, en California, que aparenentemente comenz en 1960? La elevacin que alcanz unmxino de 35 centmetros, se extiende por lo menos 150 kilmetros a lo largo de la falla de San Andreas, hacia el sur, en los Transverse Ranges . Se han estudiado tan pocas elevaciones de esta escala que no puede deducirse una relacin segura sobre la correlacin con futuros terremotos.El tercer parmetro es la liberacin de radn en la atmsfeta, un gas inerte a lo largo de las zonas de fallas activas, particularmente en pozos profundos. Por ejemplo se ha detectado un aumento significativos en la concentracin de radn justo antes de terremotos en algunas zonas de la URSS. Sin embargo, debido a que hay pocas medidas aprovechables de la concentracin de radn en diversas sircunstancias geolgicas, normalemente es imposible detectar cuando los aumentos observados son excepciones de las variaciones de este gas.El cuarto parnietro que ha llamado la atencin es la conductividad elctrica dse las rocas en una zona ssmica. A partir de los experimetitos de laboratorio en muestras de rocas, se sabe que la resistencia elctrica de rocas saturadas de agua, tales como el granito, cambia drsticamente en aparatos de alta presin, justo antes de la fractura de las rocas. Se han hecho algunos experimentos de campo para probar esta propiedad en zonas de falla en la Repblica Popular China, Japn, Estados Unidos y otras partes. A pirtir de estos estudios, algunos cientficos han informado de disminuciones en la resistencia elctrica antes de un terremoto. Una vez ms, Son necesarios experimentos experimentos de este tipo para confrontar este mtodo, Pero hasta el mometito los resultados parecen alentadores.El quinto parmetro es la variacin en la proporcin de sismicidad. Hay ms informacin aprovechable sobre ste mtodo que sobre los cuatro anteriores,pero los resultados actuales no son definitivos. En resumen, se ha notado un fuerte canibio en la sismicidad normal de fondo, normalemente un aumento en la proporcionn de terremotos pequeos. Esotos cambios se observaron en 1975, antes del terremoto de Oroville y del terremoto de Liaoning.Podemos suponer que las variaciones de estos cinco parmetros o propiedades, tienen lugar en cinico etapas que se manifiestan en las rocas deformadas de la corteza, anes, durante, y justo despus de un terrremoto. Consideremos la ocurrencia de un terremoto en cinco etapas como se v en la tabla. La primera etapa es un lento refuerzo de la deformacin elstica debido a las fuerzas tectnicas fundamentales. Durante esta etapa los parmetros ssmicos tienen sus valores normales. En la etapa II se desarrollan fracturas de las rocas en la corteza en zonas de falla y esto ocasiona aumento o dilatacin del volmen total. Como las fracturas estan abiertas la velocidad de las ondas de compresin P disminuyea traves del volmen dilatado, aumentya la superficie del suelo, se escapa el gas radon, Disminuye la resistividad elctrica y puede haber un cambio en el nivel de microsismicidad de la zona. En la etapa III el agua se esparce en las rocas de las proximidades, dentro de los poros y microfracturas, dando lugar a condiciones inestables. Como el agua llena las grietas, comienza a aunientar otra vez la velocidad de las ondas P en la regin, cesa la elevacin del suelo la emisin de gas radn de las fracturas disminuye, y disminuye tambin la resisbvidad elctrica. La etapa IV es la ocurrencia del terremoto. Esta es seguida de inmediato por lka etapa V durante la cual hay numerosas rplicas en el rea.5.-Vigas 30*40 Fc=180Kg/cm2Columnas 25*25 Fc=210 Kg/cm2- Laviga es lo suficentemente rgida pra evitar los giros en los nodos- La masa de las columnas y las vigas es despreciable6.- El peso total del edificio es de 200ton y es sometido a vibracin libre, liberado (para T=0) desde un desplazamiento igual a 3cm. Si el mximo desplazamiento despus de un ciclo es de 2 cm para un tiempo igual a 0.64 seg. Determinar:a.- La rigidez K.b.- El coeficiente de amortiguamiento .c.- El coeficiente de amortiguamiento cd.- Cul es la amplitud despus de 4 ciclos.