Si desplazamos un diapasón de su
posición de equilibrio y lo soltamos repentinamente, percibimos su sonido
característico. Lo mismo sucede en la Tierra, un sismo consiste precisamente en
la liberación repentina de los esfuerzos impuestos al terreno. De esta manera,
la tierra es puesta en vibración. Esta vibración es debida a la propagación de
ondas como en el caso del diapasón.
En un terremoto se transmiten
ondas que viajan por el interior de la tierra. Siguen caminos curvos debido a la
variada densidad y composición del interior de la Tierra. Este efecto es similar
al de la refracción de ondas de luz. A este tipo de ondas se llaman ondas
internas, transmiten los temblores preliminares de un terremoto pero poseen
poco poder destructivo. Las ondas internas están divididas en dos grupos: las
ondas primarias (P) y las secundarias (S).
También se propagan ondas por la
superficie. Son las que tardan más en llegar, debido a su baja frecuencia
provocan resonancia en edificios con mayor facilidad que las ondas internas
causando efectos más devastadores. Hay ondas superficiales de dos tipos: de
Rayleigh y de Love.
Ondas primarias (P)
Las ondas P son ondas
longitudinales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y
dilatado en la dirección de la propagación. Estas ondas generalmente viajan a
una velocidad 1,73 veces de las ondas S y pueden viajar a través de cualquier
tipo de material. Velocidades típicas con 330m/s en el aire, 1450m/s en el agua
y cerca de 5000m7s en el granito.
Ondas secundarias (S)
Las ondas S son las ondas
transversales o de corte, lo cual significa que el suelo es desplazado
perpendicularmente a la dirección de propagación, alternadamente hacia un lado
y hacia el otro. Las ondas S pueden viajar únicamente a través de sólidos
debido a que los líquidos no pueden soportar esfuerzos de corte. Su velocidad
es alrededor de 58% la de una onda P para cualquier material solido. Usualmente
la onda S tiene mayor amplitud que la P y se siente más fuerte que ésta.
Ondas de Rayleigh
Cuando un sólido posee una
superficie libre, como la superficie de la tierra, pueden generarse ondas que
viajan a lo largo de la superficie. Estas ondas tienen su máxima amplitud en la
superficie libre, la cual decrece exponencialmente con la profundidad, y son
conocidas como ondas de Rayleigh en honor al científico que predijo su
existencia. La trayectoria que describen las partículas del media a propagarse
la onda es elíptica retrógrada y ocurre en el plano de propagación de la onda.
Como las ondas que se producen en la superficie del agua.
Ondas Love
Otro tipo de ondas superficiales
son las ondas Love, llamadas así en honor del científico que las estudio. Estas
se generan solo cuando un medio elástico se encuentre estratificado, situación
que se cumple en nuestro planeta pues se encuentra formado por capas de
diferentes características físicas y químicas. Las odas Love se propagan con un
movimiento de partículas, perpendicular a la dirección de propagación, como las
ondas S, solo que polarizadas en el plano de la superficie de la Tierra, es
decir solo poseen la componente horizontal a la superficie. Las ondas de Love
pueden considerarse como ondas S “atrapadas” en la superficie. Como para las
ondas de Rayleigh, la amplitud de las mismas decrece rápidamente con la
profundidad. En general su existencia se puede explicar por la presencia del vacío
o un medio de menor rigidez, tiende a compensar la energía generando este tipo
especial de vibraciones.
En la propagación de las ondas
sísmicas hay tres factores fundamentales que contribuyen al movimiento: la
fuente, el medio por el cual se transmiten las ondas y el efecto local o del
emplazamiento. El efecto local; es la propagación de ondas sísmicas en la parte
más superficial de la corteza terrestre. En particular, se refiere al efecto en
sedimentos no consolidados o parcialmente consolidados con espesores desde
algunas decenas hasta centenares de metros, que generalmente ocupan cuencas de
depositación. La atenuación de ondas sísmicas reduce la intensidad de
vibraciones mientras el efecto de la respuesta local es amplificar la
intensidad de las sacudidas, frecuentemente con resultados catastróficos. Los
efectos pueden incluir sacudida fuerte, licuación, corrimiento lateral,
deslizamientos y amplificación topográficos.
Los factores que
mayor efecto tienen en la modificación de la respuesta local son:
-
El tipo y composición litológica de los
materiales, en especial los depósitos superficiales, cuyo comportamiento
geotécnico corresponde al de suelos.
-
El espesor de los sedimentos y la profundidad
del subsuelo rocoso o resistente.
-
Las propiedades dinamicas de los suelos.
-
La profundidad del nivel freático.
-
La topografía, tanto superficial como del
sustrato.
-
La presencia de fallas, su situación y sus
características.
Dependiendo de la naturaleza de
los suelos, el impacto puede llegar a ser más o menos severo. Así por ejemplo,
los medios edáficos y regolitos muy porosos y que albergan agua en abundancia
resultan ser sumamente peligrosos. En consecuencia, a la hora de elegir los
emplazamientos para construir edificios o infraestructuras, se requiere conocer
muy bien estos recursos naturales, lo cual ayudaría a mitigar los efectos de
las catástrofes.
En este enlace que adjunto se pueden hacer simulaciones
jugando con el tipo de suelo y la magnitud del seísmo:
Velocidades de onda
Las velocidades de las
diferentes ondas dependen de las características del medio; por ejemplo, en
rocas ígneas la velocidad de las ondas P es del orden de 6 km/s, mientras que
en rocas poco consolidadas es de aproximadamente 2 km/s o menor.
La secuencia típica de un terremoto es: primero el sonido de
un ruido sordo causado por las ondas “P”, luego las ondas “S” y finalmente el
“retumbar” de la tierra causado por las ondas superficiales.
Normativa española
antisísmica
REAL DECRETO 997/2002, de 27 de septiembre, por el que se aprueba la
norma de construcción sismorresistente.
La norma distingue tres tipos
de construcciones, y las clasifica en:
-
De importancia
moderada: que son aquellas construcciones en las cuales pueda morir gente,
pueda interrumpir algún servicio primario, o puedan producir daños a terceros.
-
De importancia
normal: donde pueda haber victimas, se pueda interrumpir algún servicio para la
comunidad, o importantes pérdidas económicas, ni que puedan dar lugar a efectos
catastróficos.
-
De importancia
especial: son aquellas, que por destrucción por terremoto puedan interrumpir
algún servicio imprescindible o dar lugar a efectos catastróficos, como:
a)
Hospitales y
centros sanitarios.
b)
Instalaciones de
radio, televisión, centrales telefónicas y telegráficas.
c)
Cuarteles de
policía, bomberos, fuerzas armadas y parques de maquinaria y de ambulancias.
d)
Depósitos de
agua, gas, combustibles, estaciones de bombeo, redes de distribución, centrales
eléctricas y centros de transformación.
e)
Puentes,
carreteras, vías de ferrocarril.
f)
Estaciones de
ferrocarril, aeropuertos, puertos, estaciones de autobuses.
g)
Instalaciones
industriales.
h)
Las grandes construcciones
de ingeniería civil; presas y embalses, etc.
i)
Construcciones
catalogadas como monumentos históricos o artísticos.
j)
Las construcciones
destinadas a espectáculos públicos y grandes superficies comerciales.
También se hace una
clasificación de los tipos de terreno:
-
Terreno tipo I:
Roca compactada, suelo cementado o granular muy denso. Velocidad de propagación
de las ondas elásticas transversales o de cizalla, Vs >750 m/s
-
Terreno tipo II:
roca muy fracturada, suelos granulares densos o cohesivos duros. Velocidad de
propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla, 750 m/s ≥Vs>400
m/s
-
Terreno tipo III:
suelo granular de compacidad media, o suelo cohesivo de consistencia firme a
muy firme. Velocidad de propagación de las ondas elásticas transversales o de
cizalla, 400m/s ≥ Vs>200 m/s
-
Terreno tipo IV:
suelo granular suelto, o suelo cohesivo blando. Velocidad de propagación de las
ondas elásticas transversales o de cizalla, Vs ≤ 200 m/s
