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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIOA ABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIRIA CIVIL

DOCENTE: ING.

ALUMNO: CUMPA MARQUEZ JORGE ARTURO

CÓDIGO: 093121-J

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CURSO: INGENIERIA SISMICACURSO: INGENIERIA SISMICA

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CUSCO-PERÚ

INTRODUCCIÓN

Los sismos nos implica la observación de las vibraciones naturales del terreno y de las señales generadas de forma artificial. La sismología ha aportado contribuciones esenciales a la comprensión de la tectónica de placas, la estructura del interior de la Tierra, la predicción de terremotos y es una técnica valiosa en la búsqueda de minerales.

En este trabajo mostraremos los instrumentos de medición de los sismos, la localización y técnicas para encontrar los sismos.

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INSTRUMENTACION SISMICA

1. DEFINICIÓN.- En todo el mundo, la investigación sísmica de edificios ha constatado que la información obtenida de fenómenos sísmicos reales por medio de instrumentos de medición, como acelerógrafos digitales colocados permanentemente en estructuras, es la evidencia más confiable de su comportamiento real.

2. INSTRUMENTOS DE REGISTRO

Para conocer las características de las ondas sísmicas es necesario registrarlos de tal forma que puedan ser estudiadas posteriormente y determinar así la duración del movimiento, sus direcciones principales, etc. Para ellos se emplean principales sismógrafos y acelerómetros.

2.1 EL SISMÓGRAFO

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; se caracteriza por su alta sensibilidad y la capacidad de

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poder ampliar varias veces la velocidad del terreno. Los registros obtenidos en estos se les llama sismogramas.

2.2 EL ACELEROMETRO

El acelerómetro tiene la característica a diferencia de los sismógrafos, de registrar la aceleración del suelo durante un sismo no importando que tan grande sea este. Generalmente son capaces de registrar aceleraciones mayores que la gravedad terrestre, por lo que los acelero gramas obtenidas nunca se encuentran saturadas o registran los sismos muy cercanos y fuertes.

2.3 ACELEROGRAFOS

Es un instrumento que permite obtener un gráfico, que se denomina acelero grama, el cual muestra la variación de las aceleraciones en el lugar de su emplazamiento, en función del tiempo. A partir de estos registros, se realiza el análisis del efecto de los sismos en diferentes tipos de estructuras, a fin de determinar el denominado coeficiente sísmico. Dicho coeficiente permite determinar las fuerzas a que se ve sometida una estructura ante la ocurrencia de un terremoto de características destructivas (que se denomina terremoto de diseño).

De acuerdo a la NORMA E030 se tiene lo siguiente:

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CAPÍTULO 8: INSTRUMENTACIÓN

Artículo 25 - Registradores Acelerográficos

En todas las zonas sísmicas los proyectos de edificaciones con un área igual o mayor de 10,000 m2, deberán instrumentarse con un registrador acelerográfico triaxial. Los registradores acelerográficos triaxiales deberán ser provistos por el propietario, con especificaciones técnicas aprobadas por el Instituto Geofísico del Perú.

Artículo 26 - Ubicación

Los instrumentos deberán colocarse en una habitación de por lo menos 4 m2 ubicado en el nivel inferior del edificio teniendo en cuenta un acceso fácil para su mantenimiento; y una apropiada iluminación, ventilación, suministro de energía eléctrica, y seguridad física y deberá identificarse claramente en el plano de arquitectura.

Artículo 27 - Mantenimiento

El mantenimiento operativo, partes y componentes, material fungible y servicio de los instrumentos deberán ser provistos por los propietarios del edificio bajo control del Instituto Geofísico del Perú. La responsabilidad se mantendrá por 10 años.

Artículo 28 - Disponibilidad de Datos

Los acelerogramas registrados por los instrumentos, serán procesados por el Instituto Geofísico del Perú e integrados al Banco Nacional de Datos Geofísicos. Esta información es de dominio público y estará disponible a los usuarios a pedido.

Artículo 29 - Requisitos para la Finalización de Obra

Para obtener el certificado de finalización de obra, y bajo responsabilidad del funcionario competente, el propietario deberá presentar un certificado de instalación, expedido por el Instituto Geofísico del Perú y además un contrato de servicio de mantenimiento operativo de los instrumentos.

LOCALIZACION DE UN SISMO - TECNICA PARA LA LOCALIZACION

1. CÁLCULO DEL EPICENTRO.- Una manera simple de efectuar la localización del epicentro de un sismo se obtiene a partir de realizar una triangulación, para lo cual es necesario disponer como mínimo, el dato de tres estaciones sismológicas. Cuando se produce un terremoto las ondas sísmicas P (primarias) y S (secundarias) generadas, se irradian en todas las direcciones. Por sus características de propagación, estas ondas viajan a diferentes velocidades, siendo la onda P más veloz que la S, con lo cual la onda P se va alejando paulatinamente de la onda S a

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medida que nos apartamos del epicentro. Por lo tanto, mientras más lejos se encuentre una estación del hipocentro del terremoto, mayor será la diferencia de tiempo de llegada entre la onda P y la onda S; por lo que esta diferencia de tiempo (TS-P) proporciona una medida de cuán distante está el epicentro del lugar de medición. Considerando a la Tierra compuesta por una sola capa y completamente homogénea, se podría considerar constante la velocidad de la onda P, y a partir de ella saber el recorrido en km para un determinado tiempo TS-P.

1: Registros de las estaciones THA, TCA y VCA.

En el ejemplo anterior, se ilustran los sismogramas de un mismo sismo obtenidos en tres estaciones diferentes: THA (Tucumán), TCA (Córdoba) y VCA (La Rioja). Los símbolos TS-P, corresponden a las diferencias de tiempos entre el arribo de las ondas P y el de las ondas S, de

cada estación. Resulta evidente que el epicentro debe estar más alejado de la estación VCA ya que es la que posee mayor diferencia de tiempo TS-P.

Midiendo los valores de TS-P, se obtiene: 60 seg, 80 seg y 110 seg, para las estaciones THA, TCA y VCA respectivamente. Adoptando la velocidad de la onda P constante VP = 6km/seg, las distancias al epicentro de cada una de las estaciones serán: 360 km, 480 km y 660 km. Lo cual se interpreta que el epicentro del sismo estará a 360 km a la redonda de la estación THA, a 480 km de TCA y a 660 km VCA; utilizando un mapa del área y un compás, se dibujaban tres arcos de circunferencia, tomando como centro las estaciones mencionadas, la zona donde los arcos se interceptan determinando el lugar aproximado de localización del epicentro (Ejemplo 2).

2: Determinación del epicentro con tres estaciones.

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El método antes descrito, tan simple y bastante ilustrativo, era utilizado antes del empleo de los programas de análisis existentes.

En la actualidad el cálculo, si bien se basa en el mismo principio, es más complejo y se hacen intervenir todas las estaciones disponibles (no solo tres), con el fin de considerar todas las direcciones posibles y minimizar el margen de error en la determinación de cada epicentro. Para el proceso de cálculo se incorporan modelos de velocidades de ondas específicos para cada región (profundidades y velocidades para las capas que conforman la corteza y la parte

superior del manto), y se tienen en cuenta las variaciones de velocidad sufridas por las ondas en toda su trayectoria, para lo cual se dispone de las curvas normalizadas “camino-tiempo” ilustradas en la Figura 3; en la misma se puede observar cómo el tiempo S-P, aumenta a medida que las ondas recorren mayores distancias.

3: Curvas camino-tiempo de las ondas P y S.

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Los registros sísmicos de las estaciones son ingresados a una computadora para su procesamiento, la cual emplea programas específicos basados en cálculos realizados sobre modelos matemáticos, con iteraciones de prueba y error; esto confiere valores con probabilidades máximas de ubicación. Como resultado final se obtiene la ubicación geográfica, la profundidad y la hora en la cual ocurrió el evento.

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