EL MTODO SSMICO

ESQUEMAHistoria de la exploracin ssmica. Introduccin (nociones de sismologa). Teora de la elasticidad. Propagacin de las ondas ssmicas. Velocidades ssmicas de las rocas. Deduccin de las ecuaciones de las ondas directa, reflejada y refractada en interfases horizontales e inclinadas.

ESQUEMAIntroduccin a los mtodos ssmicos Clasificacin de los mtodos ssmicos de prospeccin. Instrumentos de adquisicin del mtodo ssmico. Mtodo ssmico de refraccin, metodologa de campo, interpretacin de las grficas DistanciaTiempo. Mtodo ssmico de reflexin, metodologa de campo, procesamiento de los datos de la ssmica de reflexin. Elaboracin e interpretacin de un perfil ssmico de refraccin y reflexin. Ssmica en la industria petrolera.

CRONOLOGA DE LA EXPLORACIN SSMICA1678 Ley de HOOKE. 1828 POISSON demuestra tericamente la existencia separada de las ondas primarias (P) y secundarias (S). 1845 MALLET experiment por primera vez con Terremotos artificiales, en un intento de medir las velocidades ssmicas. 1885 RAYLEIGH y 1911 LOVE, desarrollan la teora de las ondas superficiales. 1888 Inicio de la exploracin geofsica petrolfera con la construccin de la balanza de torsin por Barn ROLAND VON ETVS. 1898 MILNE propone el uso del sismgrafo para definir las condiciones del subsuelo. 1899 KNOTT desarroll la teora de la reflexin y refraccin en interfases. 1913 REGINALD FESSENDEN fue el pionero en aplicar la prospeccin ssmica por reflexin.

CRONOLOGA DE LA EXPLORACIN SSMICA1914 LUDGER MINTROP desarrolla el primer sismgrafo mecnico de precisin suficiente para realizar la exploracin. 1919 MINTROP, patent un mtodo de refraccin. Fund una compaa que realiz la primera prospeccin por ssmica de refraccin, con un sismgrafo mecnico (1922). 1924 Se prospect el primer domo salino, al cual se encontraba asociado varios yacimientos de hidrocarburos. Se realiz con refraccin ssmica en Texas, EE.UU. 1927 Se utiliz por primera vez, de manera comercial, el mtodo de reflexin ssmica, para prospectar en el Campo Maud, de Oklahoma, EE.UU. 1930 Mtodo de reflexin es ms importante en comparacin con el mtodo de refraccin.

CRONOLOGA DE LA EXPLORACIN SSMICA1953 Los datos ssmicos se comenzaron a registrar en cintas magnticas. Se emple por primera vez, la cada de pesos como fuente de energa. Este mismo ao, se desarroll el mtodo Vibrosis. 1956 Se patent el mtodo del CommonMidpoint (CMP). 1960 Se introdujo el registro digital.

NOCIONES DE SISMOLOGASismologa.El termino sismologa se deriva de la palabra griega seismo cuyo significado es terremoto. La sismologa se ocupa del estudio de terremotos, sismos, temblores y de otras vibraciones producidas natural o artificialmente en la Tierra. El estudio de terremotos incluye su deteccin y la determinacin de su localidad, de su magnitud, su energa y de los movimientos tectnicos causantes. Otros objetos de estudio son las vibraciones relacionadas con el vulcanismo y aquellas generadas por los ocanos, por el viento y ondas atmosfricas. Adems, la sismologa se encarga del estudio de la estructura interna de la Tierra.

NOCIONES DE SISMOLOGACampos de Investigacin de la Sismologa:- Los terremotos: deteccin, localizacin, magnitud, energa, movimiento a lo largo de fallas. - El estudio de la estructura interna de la Tierra y de otras planetas, a travs de ondas ssmicas. - La delineacin de la geologa de las cuencas sedimentarias en la bsqueda de petrleo, gas y carbn. La delineacin de depsitos minerales. La determinacin del espesor del hielo en los glaciares, empleando explosivos y otras fuentes energticas. - El reconocimiento de la corteza terrestre superior en la hidrogeologa, y en la exploracin para agua subterrnea. - El estudio del subsuelo para la construccin de edificios, cortinas de embalses, carreteras, etc., empleando explosivos y otras fuentes de energa. - La sismologa terica o matemtica y el procesamiento de los datos.

NOCIONES DE SISMOLOGATerremotos:Causas:- Fuerzas tectnicas. - La ruptura repentina de las rocas, que han sido distorsionadas ms all de su lmite de resistencia. - La explosin de un volcn. - Terremotos por hundimiento.

Mediciones:La escala de RICHTER expresa y cuantifica la magnitud de un terremoto a partir del registro de las amplitudes mximas de las ondas ssmicas por medio de un sismgrafo. Las escalas de MERCALLI y de ROSSI-FOREL cuantifican la intensidad de un terremoto a partir de la observacin y clasificacin de los daos causados por ello.

NOCIONES DE SISMOLOGATerremotos:Magnitud:La magnitud de un temblor es una medida instrumental de la energa liberada por un terremoto, que se expresa en una escala absoluta logartmica introducida por RICHTER (1935, escala de RICHTER), originariamente basndose en los registros de temblores cercanos, por medio de un sismgrafo sensible para perodos cortos, el llamativo sismgrafo de WOOD-ANDERSON. La gran variacin de la energa en los temblores hace necesario la aplicacin de una escala logartmica. Normalmente la magnitud se estima midiendo las amplitudes que se producen en la superficie terrestre y que se registran en los observatorios, solo situados alrededor del epicentro o de todo el mundo.

NOCIONES DE SISMOLOGATerremotos:

Magnitud:La forma general de la ecuacin emprica para la magnitud M es:

M = log10(A/T) + F(D,P) + constanteDonde:Ec. # 1

A = amplitud mxima producida en la superficie en micrmetros (se deduce de los registros del sismgrafo). T = periodo de la onda en segundos. F = funcin emprica de la distancia D expresada en y de la profundidad P del foco expresada en kilmetros.

NOCIONES DE SISMOLOGATerremotos:Intensidad:La intensidad de un terremoto se puede expresar en escalas relativas de intensidad, como la escala de MERCALLI o la escala de ROSSI-FOREL, que se basan en las destrucciones causadas, o en una escala absoluta, como la escala de RICHTER, que se basa en la energa ssmica liberada por el terremoto y que es logartmica:

ESCALA1 = 101 2 = 102 3 = 103 4 = 104 5 = 105 6 = 106 7 = 107 8 = 108 9 = 109

NOCIONES DE SISMOLOGATerremotos:100 Kg

ESCALA1 = 101 2 = 102

10 m

3 = 103 4 = 104 5 = 105 6 = 106

M = 10-0.5 = 0.316

7 = 107 8 = 108 9 = 109

NOCIONES DE SISMOLOGATerremotos:Intensidad I II III IV V VI VII VIII IX X

Escala de Rossi-ForelDescripcin Registrable solamente por instrumentos Sentido por poco personas en reposo Sentido por arias personas en reposo

Sentido por arias personas en mo imiento, desplazamiento de objetos Sentido generalmente por todos, mo imiento de muebles Despertar general de aquellos que duermen Vuelcos de objetos m iles, cada de partes de muros Cada de chimeneas, grietas en las paredes de los edificios Destruccin total o parcial de algunos edificios Gran desastre, fisuras en la corteza terrestre

La escala de Mercalli tiene 12 intensidades, pero es muy parecida.

TEORA DE LA ELASTICIDADLos mtodos de exploracin ssmicos se basan en la generacin de ondas ssmicas (por ejemplo, por medio de una explosin o por medio de la cada de un peso). Las ondas ssmicas son ondas mecnicas y elsticas, debido a que las ondas ssmicas causan deformaciones no permanentes en el medio, en que se propagan. La deformacin se constituye de una alternancia de compresin y de dilatacin, de tal manera que las partculas del medio se acercan y se alejan respondiendo a las fuerzas asociadas con las ondas. Su propagacin se describe por la ecuacin de ondas. La velocidad de la onda ssmica depende de los parmetros elsticos del medio, en que se propaga la onda.

TEORA DE LA ELASTICIDADEsfuerzo elstico o tensin (stress), deformacin (strain):Tensin:

Estado de Esfuerzos

Matriz de Esfuerzos

TEORA DE LA ELASTICIDADEsfuerzo elstico o tensin (stress), deformacin (strain):Tensin: F S = AEc. # 2(w 2

Compresin

Traccinw

w

(w 2

(w 2

(w 2

L L

(L

A F

(L

FAntes de la deformacin elstica

TEORA DE LA ELASTICIDADEsfuerzo elstico o tensin (stress), deformacin (strain):Deformacin:- Longitudinal:

Compresin

Traccinw

IL =

(L LEc. # 3 L(w 2

w

(w 2

(w 2

(w 2

L

- Transversal:(L

IW =

(W WEc. # 4

A F

(L

FAntes de la deformacin elstica

TEORA DE LA ELASTICIDADLey de Hooke:

TEORA DE LA ELASTICIDADConstantes elsticas:Coeficiente de Poisson.Cuando un cuerpo se acorta por efecto de una compresin, se alarga en la direccin perpendicular a la compresin. Un cuerpo alargado por efecto de una traccin, disminuye su ancho en la direccin perpendicular a la tensin. La relacin entre la deformacin longitudinal IL y la deformacin transversal IW , se denomina coeficiente de Poisson W .

(W W = IW IL = W (L LEc. # 5

TEORA DE LA ELASTICIDADConstantes elsticas:Coeficiente de Poisson.

W 0.5

Cuando una tensin acta en un cuerpo en una direccin y el volumen del cuerpo es constante, el coeficiente de Poisson alcanza su valor mximo.Rango del coeficiente de Poisson 0.2 0.3

Tipo de roca Roca consolidada, no alterada (ejm.: calizas de grano fino, rocas cristalinas) Roca sedimentaria clstica (depender de la porosidad y del estado de meteorizacin).

0.02 0.05

TEORA DE LA ELASTICIDADConstantes elsticas:Mdulo de Young.En el caso de tensiones de compresin o de traccin, que dan origen a una deformacin pequea, la magnitud de esta deformacin es proporcional a la tensin segn:

I

= kxS =

1

x

S S IEc. # 6

E

Donde: S = Tensin.I = Deformacin.

E =

E = Constante de proporcionalidad, denominada Mdulo de Young.

Para un slido con un mdulo de Young E de valor numricamente alto, la deformacin causada por una tensin dada ser menor en comparacin a un slido cuyo valor de E sea ms pequeo (ver tabla a continuacin).

TEORA DE LA ELASTICIDADResistencia a la compresin en kg/cm2 -valores limites1500 - 4500 370 - 3790 260 - 3200 310 - 3000 60 - 3600 100 - 3000 900 - 3000 600 - 3130 810 - 3270 Resistencia a la traccin en kg/cm2 150 30 - 80 30 - 90 10 - 117 10 - 43 250 Resistencia al cizallamiento en kg/cm2 300 100 - 300 100 - 300 35 - 200 46 - 150 50 - 250 < 650 Mdulo de YOUNG en kg/cm2 -valores medios800000 100000 - 400000 100000 - 450000 800000 100000 - 800000 < 20000 - 636000 30000 - 60000 40000 - 200000 < 10000 - 400000

Tipo de roca

Basalto Granito de grano grueso Cuarcita Mrmol Caliza en general Arenisca en general Arenisca calcrea Arcilla esquistosa Gneiss

TEORA DE LA ELASTICIDADConstantes elsticas:Mdulo de rigidez o cizallamiento.- El esfuerzo de cizallamiento se denomina a la tensin que acta paralelamente al rea. - El esfuerzo de cizallamiento da origen a una deformacin por fractura. - La deformacin por cizallamiento se expresa por el ngulo de deformacin . - El ngulo de deformacin se forma entre la superficie original del rea y la superficie deformada por la tensin ejercida paralelamente al rea. - En el caso de un esfuerzo cortante y una deformacin pequea, la tensin Ssh es proporcional a la deformacin: Ssh = Qv . - En esta relacin Q es la constante de proporcionalidad denominada mdulo de rigidez o de cizallamiento y es el ngulo de deformacin. - Para los lquidos Q = 0

Corte

FAntes de la deformacin elstica

TEORA DE LA ELASTICIDADConstantes elsticas:Compresi ilidad y mdulo volumtrico.Considerando un cuerpo de volumen V, que est sometido a una fuerza de compresin uniforme en todas las direcciones, ste en consecuencia disminuir su volumen en una cantidad (V. La compresin ejercida sobre este cuerpo es proporcional a la deformacin, o es decir a la relacin entre la variacin del volumen y el volumen primitivo de este cuerpo antes de la aplicacin de la compresin segn: Scompresin = k X ((V/V)Ec. # 7

en donde la constante de proporcionalidad k se denomina compresibilidad.

El valor recproco de la compresibilidad: 1/k = k' = Scompresin/((V/V) se denomina mdulo volumtrico o mdulo de bulk.

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Ondas de Cuerpo: - Ondas Longitudinales (ondas compresionales, ondas P). - Ondas Transversales (ondas de cizallamiento, ondas S). Ondas de Superficie: - Ondas Rayleigh (ondas R). - Ondas Love (ondas L).

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Ondas Longitudinales (ondas compresionales, ondas P).Direccin de propagacin

Compresin

Dilatacin

Caractersticas: - Las partculas de una onda P oscilan en la direccinde propagacin de la onda. - Las ondas P son parecidas a las ondas sonoras ordinarias. - Las ondas P son las primeras en llegar a un observatorio, despus de un temblor.

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Ondas Longitudinales (ondas compresionales, ondas P).Direccin de propagacin

Compresin

Dilatacin

(Vista, tanto de perfil como de planta)

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Ondas Longitudinales (ondas compresionales, ondas P).

Vp =

k + 4/3 Q VEc. # 8

Vp = E Vx

(1 - W (1 - 2W(1 + WEc. # 9

Donde: k Q V E W = = = = = compresibilidad mdulo de rigidez densidad del medio mdulo de Young coeficiente de Poisson

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Ondas Transversales (ondas de cizallamiento, ondas S).Direccin de propagacin

Caractersticas: - Las partculas de una onda S oscilan perpendicularmente a la direccin de propagacin. - Se puede distinguir: Ondas Sh: Ondas Sv: cuyas partculas oscilan en el plano horizontal y perpendicular a la direccin de propagacin. cuyas partculas oscilan en el plano vertical y perpendicular a la direccin de propagacin.

- En las ondas S polarizadas, las partculas oscilan en un nico plano perpendicular a su direccin de propagacin.

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Ondas Transversales (ondas de cizallamiento, ondas S).Direccin de propagacin

(Vista, tanto de perfil como de planta)

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Ondas Transversales (ondas de cizallamiento, ondas S).

Vs =

Q VEc. # 10

Vs =

E V

x

1 2(1 + WEc. # 11

Donde:Q V E W

= = = =

mdulo de rigidez densidad del medio mdulo de Young coeficiente de Poisson

Relacin entre Vp y Vs ?

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Relacin entre Vp y Vs.

Vp Vs

=

(1 - W (1/2 - WEc. # 12

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Ondas de Superficie: Ondas Rayleigh (ondas R).Direccin de propagacin

Caractersticas: - Rayleigh (1885) predijo la presencia de ondas superficiales diseando matemticamente el movimiento de ondas planas, en un espacio semi-infinito elstico. - Las ondas Rayleigh viajan solo a lo largo de la superficie libre, de un slido elstico. - El movimiento de las partculas en una onda R, siempre se da en un plano vertical, y es elptico y retrgado con respecto a la direccin de propagacin. - La amplitud del movimiento decrece exponencialmente con la profundidad. - La velocidad de las ondas R son las ms bajas en un cuerpo, siendo aproximadamente equivalente a: VR = 0.9 VS

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Ondas de Superficie: Ondas Rayleigh (ondas R).Direccin de propagacin

(Vista de perfil)

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTipos de ondas:Ondas de Superficie: Ondas Love (ondas L).Direccin de propagacin

Caractersticas: - Love (1911) descubri la onda superficial, que lleva su nombre, estudiando el efecto de vibraciones elsticas a una capa superficial. - Estas ondas son solo observadas cuando hay una capa de baja velocidad, por encima de un medio, en el cual las ondas tienen una mayor velocidad. - Las ondas Love, son ondas de cizalla, que oscilan solo en el plano horizontal, es decir son ondas de cizalla horizontalmente polarizadas. - Love demostr que estas ondas se propagan por reflexin mltiple entre la superficie del tope y de la base, de una capa de baja velocidad. - Debido a que su movimiento de partculas es siempre horizontal, las ondas Love no han podido ser grabadas en el transcurso de una prospeccin ssmica, donde los gefonos estn diseados para responder a movimientos verticales en el terreno.

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASOtras caractersticas de las ondas . . . .- Las ondas internas se extienden en tres dimensiones. Las ondas superficiales se extienden en solo dos dimensiones. - Las velocidades de las ondas internas y superficiales estn relacionadas de la siguiente manera: VP > VS > VLOVE > VRAYLEIGH. - Generalmente para las amplitudes (A) de las ondas, vale el orden inverso: ARAYLEIGH > ALOVE > AS > AP. - Como las amplitudes de las ondas superficiales disminuyen con la profundidad del foco, la razn entre las amplitudes de las ondas superficiales y las amplitudes de las ondas de cuerpo, indica aproximadamente la profundidad del foco. - En comparacin con las ondas de cuerpo, las amplitudes de las ondas superficiales disminuyen menos rpidamente con la distancia, en consecuencia, en distancias largas con respecto a un temblor, las ondas superficiales generan seales ms altas y dominan los registros conservados en los sismogramas.

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASOtras caractersticas de las ondas . . . .- Las ondas superficiales estn caracterizadas por la dispersin, es decir la velocidad de las ondas superficiales depende de su frecuencia y de su longitud de onda. La variacin de la velocidad con la frecuencia o la longitud de onda, se denomina dispersin. - En una onda afectada por dispersin, distintas longitudes de onda se propagan con diferentes velocidades, apareciendo como un tren de eventos, cuyos ciclos sucesivos son de perodos, incrementndose o disminuyndose. - Analizando la dispersin de las ondas Rayleigh, los cientficos obtuvieron informaciones muy tiles acerca de la estructura de la corteza terrestre y del manto superior de la Tierra. - Caso contrario, en la exploracin por el mtodo de reflexiones ssmicas las ondas Rayleigh son menos tiles, porque contribuyen apreciadamente al ruido del fondo.

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASAtenuacin de las ondas:

r2

r1

0 Ar1

Ar2

Divergencia Esfrica

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASAtenuacin de las ondas:

Atenuacin Inelstica

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASAtenuacin de las ondas:

A0

B1

A1

P1U1 U1

P2U2

A2 B2

senU senU 2 senP senP2 ! ! ! !p E E2 F F2

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASTeora de los Rayos.- La forma ms simple de propagacin de ondas, es en un medio elstico infinito y homogneo, consistente en dilataciones y compresiones alternantes. - Si una compresin es aplicada repentinamente, en un punto de un medio cualquiera, la regin donde el material constituyente de dicho medio es ms compresible, se desplazar a raz de la perturbacin, y la representacin terica de ste fenmeno, es una esfera cuyo radio se incrementara, a una tasa determinada, debido a las propiedades elsticas de los materiales del subsuelo. - La alternancia de esferas de mximas dilataciones y mximas compresiones origina lo que se conoce como frente de onda (ver figura).

Frentes de Onda Rayo SsmicoTeora del rayo ssmico

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASLeyes de la ptica (ondas P).Principio de atenuacin de la energa. Principio de FERMAT. Principio de HUYGHENS. Ley de SNELL.

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASLeyes de la ptica (ondas P).Principio de atenuacin de la energa.Existe un amortiguamiento de la energa con la distancia horizontal y vertical.

Principio de FERMAT.El tiempo para que un disparo vaya desde un punto A hasta un punto B, es mnimo a lo largo de los rayos. Para ello se emplea la anulacin de la expresin del tiempo total de viaje para el frente de onda, lo que corresponde a la aplicacin del tiempo mnimo de Fermat.

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASLeyes de la ptica (ondas P).Principio de HUYGHENS.Este principio es de suma importancia en el entendimiento de la propagacin de las ondas y por su frecuente utilidad en la representacin grfica de las sucesivas posiciones de los frentes de ondas. Si se hace un disparo desde un punto de la superficie, este principio plantea, Cada punto de un frente de onda,se puede considerar como posible origen de nuevas ondas que tambin se propagaran de forma esfrica.

Ley de SNELL.Esta ley es una de las herramientas ms importantes de la ptica geomtrica prctica y ha desempeado una papel importante en el desarrollo de la sismologa y en consecuencia, del mtodo ssmico de prospeccin geofsica.

PROPAGACIN DE LAS ONDAS SSMICASLeyes de la ptica.Ley de SNELL.A

i C x r d B b

Medio 1:

V1, V1o

Sen (i) Sen (r)

=

V1 V2Ec. # 13

o

Medio 2:

V2, V2

Ley de Snell en el plano horizontal.

VELOCIDADES SSMICAS DE LAS ROCASFactores que afectan a la velocidad de las ondas.Constantes elsticas. Densidad del medio. Profundidad de enterramiento. Porosidad. Edad de la roca. Fluidos en los poros.

VELOCIDADES SSMICAS DE LAS ROCASMaterial Arenas secas Arenas saturadas de agua Aluviones Arcillas Areniscas Calizas Sal Granito Aire Agua Hielo Manto Ncleo Velocidad (Km/s) 1,5 2 0,2 1 0,5 2 1,5 2,5 26 26 4,5 5 5,5 6 0,33 1,50 3,40 8 13,7 8 11,2Velocidades de las ondas P.

TERREMOTOLITOSFERA(100 KMS)

MAGMA

TERREMOTOFOSA OCENICA ( CHILE - PER) CORDILLERA DE LOS ANDES

MAR PLACA SUDAMERICANA PLACA DE NAZCA (LITOSFERA LITOSFERA PLACA DE NAZCA

ASTENOSFERA ASTENOSFERA

.

TERREMOTO MECANISMOPLACAS TECTNICAS: LA CAPA MS EXTERNA DE LA TIERRA TECTNICAS:EST COMPUESTA DE PLACAS IRREGULARES, SIMILARES A UN ROMPECABEZAS, QUE SE MUEVEN ENTRE S, GENERANDO TEN SIONES.

PLACA DE NAZCA: LA SISMICIDAD EN CHILE SE EXPLICA PORLA TENSIN ENTRE LA PLACA SUDAMERICANA Y LA PLACA DE NAZCA, NAZCA, LA CUAL AVANZA UNOS 10 CM/AO HACIA LA PLACA SUDAMERICANA.

FALLAS: LA TENSIN ENTRE PLACAS PRODUCE RUPTURAS ENLA CORTEZA, CON DESPLAZAMIENTOS VERTICALES Y HORIZON TALES, QUE PUEDEN ALCANZAR VARIOS MTS. LA LONGITUD DE UNA FALLA PUEDE SER DE DECENAS DE KMS KMS.

TERREMOTO MECANISMO IIFALLA

DESPLAZAMIENTO

.HIPOCENTRO (O FOCO)

EPICENTRO

*

TERREMOTO MECANISMO IIIZONAS SSMICAS: ALREDEDOR DEL 80 % DE LOS TERREMOTOSMUNDIALES OCURREN EN EL BORDE DEL OCANO PACFICO.

ZONAS DE SISMOS DESTRUCTORES EN CHILE(LTIMOS 140 AOS) AOS)REGIN I II III V XI RESTO % 15 15 21 18 7 24

TERREMOTO

2 CARACTERSTICAS DE SISMOS E N CHILE1. SISMOS DISMINUYEN CASI A O, AL SUR DE LA PENNSULA DE TAITAO

2. LA SISMICIDAD DISMINUYE DE COSTA A CORDILLERA

FRECUENCIAS EN CHILE: SISMOS DE MAGNITUD CERCANAA 9: CADA 100 AOS. LOS DE MAGNITUD CERCANA A 8: CADA 10 AOS. LOS DE 7: 1 AL AO, LOS DE 6: 10 AL AO, ETC.

TERREMOTO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ESCALAS DE MEDICIN

?

? ?

ESCALA MERCALLI :MIDE EL GRADO DE DAO OCURRIDOEN UNA LOCALIDAD, BASADO EN UNA ESCALA DESCRIPTIVA. LA UNIDAD QUE EMPLEA ES LA INTENSIDAD, QUE TIENE 12 GRADOS. SU MEDICIN ES SUBJETIVA.

ESCALA RICHTER : MIDE LA ENERGA DE LA ONDA SSMICA

EMITIDA POR EL FOCO. SE BASA EN LA MEDICIN INSTRUMENTAL ES DECIR, QUE ES OBJETIVA. LA UNIDAD QUE EMPLEA ES LA MAG NITUD. NITUD NO TIENE LMITE, PERO EL REGISTRO MXIMO HA SIDO DE 8.5, (TERREMOTO DE VALDIVIA, EN 1960).

TERREMOTO

ESCALA MERCALLIGRADO I: ES ADVERTIDO SLO POR POCAS PERSONAS. GRADO II: SE PERCIBE POR GENTE EN REPOSO, UBICADA EN ALTURA. GRADO III: SEMEJANTE AL PASO DE UN VEHCULO LIVIANO. GRADO IV: LOS OBJETOS COLGANTES OSCILAN VISIBLEMENTE . SE NOTA EN INTERIOR DE LAS CASAS AN DE DA.

. .GRADO VII: DIFICULTAD EN MANTENERSE DE PIE . IMPORTANTES DAOS EN ESTRUCTURAS DE ALBAILERA MAL CONSTRUDAS.

. .

GRADO XII: DESTRUCCIN CASI TOTAL . SE DESPLAZAN GRAN DES MASAS DE ROCAS. OBJETOS SALTAN AL AIRE .

TERREMOTO

ESCALA RICHTER

A

AMPLITUDMAXIMA

LA MAGNITUD RICHTER ES EL LOGARITMO DE LA AMPLITUD MXIMA:

t

log A max.

CADA GRADO DE DIFERENCIA SIGNIFICA QUE LA ENERGA ES 30 VECES MAYOR. MAYOR.

TERREMOTO DAOS SSMICOS 8 VARIABLES QUE INFLUYEN SSMICOS:

1. MAGNITUD: ENERGA LIBERADA DURANTE EL SISMO SISMO. 2. DISTANCIA AL FOCO: A MENOR DISTANCIA MAYOR DESTRUC CIN. 3. DURACIN DEL MOVIMIENTO: SISMOS PROLONGADOS DEBI LITAN LAS ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS. 4. NRO. Y MAGNITUD DE LAS RPLICAS: INCREMENTAN EL GRA DO DE DETERIORO DETERIORO.

TERREMOTO 8 VARIABLES . . . . . .

5. SUBSUELO: EJ: SUELOS ROCOSOS, TERRENOS DE RELLENO O DE TIPO ARENOSO ARENOSO. 6. FRECUENCIA DEL MOVIMIENTO: DEPENDE DEL TIPO DE SUPERFICIALES. ONDAS SSMICAS: INTERNAS O SUPERFICIALES 7. OCUPACIN :EXISTEN CONTENIDOS Y MAQUINARIAS MUY :EXISTEN SENSIBLES, EJ: CONTENIDOS FRGILES (BOTELLAS), EQUIPOS EN ALTURA O EQUIPOS MUY LARGOS LARGOS. 8. DISEO SSMICO :

TERREMOTO

ALTURA

FUNDACIONES

CONFIGURACIN

DISEO SSMICOMATERIAL DE CONSTRUCCIN

REGULARIDAD

TERREMOTODISEO SSMICODISEO SSMICO: PROVEER ADECUADA RESISTENCIA A LAS ESTRUCTURAS FRENTE A LA CARGA SSMICA. EN CHILE EXISTE NORMATIVA ANTISSMICA DESDE 1940, Y EN 1993 FUE ACTUALIZADA (NCH 433). ANLISIS DINMICO SIMULACIN COMPUTACIONAL DE DINMICO: DAOS SSMICOS. FUNDACIONES: FUNDACIONES: NORMALMENTE CUANTO MS PROFUNDA LA FUNDACIN, LOS EDIFICIOS SERN MS RESISTENTES A LOS SISMOS ALTURA: ALTURA: EDIFICIOS ALTOS TIENEN MAYORES REQUERIMIEN TOS DE DISEO. EN OCASIONES SE PUEDE PRODUCIR RESO NANCIA. NANCIA.

TERREMOTODISEO SSMICOTIPO Y MATERIAL DE CONSTRUCCIN: CONSTRUCCIN: ESTRUCTURA ACERO HORMIGN ACE. / HORMIGN ADOBE PAREDES PLANCHAS ACERO / ASBESTO P. ACERO / VIDRIO / PLSTICO ALBAIL./HORMIGN ADOBE

CONFIGURACIN: PARTES DEL EDIFICIO CON ALTURA DIFEREN TE, SECCIONES QUE SE REDUCEN CON LA ALTURA, EDIFICIOS DE FORMA IRREGULAR O EN ANGULO (T - L - V - X), ESTN MS EXPUESTOS A DAOS. NORMALMENTE EL 80 % DEL DAO A LOS EDIFICIOS ES DE TIPO NO ESTRUCTURAL: MUROS DE RELLENO E INSTALACIONES.

TERREMOTODAOS QUE PUEDEN ACOMPAAR AL TERREMOTOINCENDIO: EJ: ROTURA DE CAERAS DE LIQ. INFLAMABLES. MAREMOTO: CAUSADOS POR GRANDES TERREMOTOS, DESLI ZAMIENTOS SUBMARINOS O VOLCANES SUBMARINOS. AFEC TAN LOCALIDADES COSTERAS. LICUEFACCIN: SUELOS GRANULARES CON AGUA SUBTERR NEA: EL TERRENO SE HACE AGUA, HACIENDO QUE LOS EDIFI CIOS SE INCLINEN O HUNDAN. DESLIZAMIENTOS: DESPRENDIMIENTO DE TERRENOS BLANDOS, ESPECIALMENTE EN PENDIENTE.

Filosofa para el diseo ssmico de hospitales

La estructura deber ser proyectada, diseada y construida de manera que:

Resista sin dao alguno, sismos de intensidadmoderada.

Resista con daos no estructurales menores y

fcilmente reparables, sismos de mediana intensidad.

Resista con dao estructural reparable y que segarantice el servicio ininterrumpido del edificio durante sismos excepcionalmente severos.

Aspectos de diseo que pueden causar problemas de comportamiento

Configuracin en planta Excentricidad Configuracin en altura Discontinuidad de elementos verticales Concentraciones de masa en pisos

Aspectos fsicos que causan problemas de comportamiento

Cambio abrupto en la rigidez o en la masa entre pisos Piso suave Interaccin de elementos no estructurales con la estructura principal Columna corta Impacto entre edificios adyacentes

Los movimientos y las fuerzas ssmicas indicadas estn asadas en una pro a ilidad de no excedencia del 90% durante la vida til de la estructura, estimada en 50 aos. (Manual de carreteras)

Proceso de diseo sismorresistente

67

Objetivos de comportamiento ssmico recomendado visin 2000

Comportamiento Requerido

= Seguridad crtica, como hospitales, departamentos de bomberos = Instalacin esencial o peligrosa, como centrales telefnicas, edificio con qumicos txicos = Instalacin bsica o convencional, como edificios de oficinas y de residenciasATC (Report 33-03). Guidelines for Seismic Rehabilitation of Buildings. 75% Submittal, Third Draft, 3 Volumes. Redwood City, 1995. NEHRP Guidelines for Seismic Rehabilitation of Buildings (FEMA 273)