Sismología Básica.- Estructura de la Tierra.- Origen de los Terremotos.- Tectónica de Placas.- Ondas Sísmicas.
Ing. Omart Tello Malpartida
CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
Sismología: Ciencia que estudia los fenómenos de naturaleza sísmica, incluyendo sus causas, manifestaciones y fenómenos naturales asociados.
Ingeniería Sísmica: El conjunto de técnicas, métodos y normas de carácter pluridisciplinario tendentes a la caracterización y mitigación del riesgo sísmico.
Ingeniería Sismorresistente Ing. Omart Tello Malpartida 
 
Estructura interna de la tierra
La Tierra está formada por tres capas concéntricas: corteza, manto y núcleo, con propiedades físicas distintas.
Núcleo
interno
Núcleo
externo
Manto
Corteza
 
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Tipos de Origen de los Sismos Se distinguen las siguientes clases de sismos:
De colapso. Son terremotos de baja intensidad originados en cavidades subterráneas, y debidos al colapso de las mismas.
De origen volcánico. Las erupciones volcánicas y los terremotos tienen el mismo origen, pero además la explosión de gases en las erupciones volcánicas pueden originar terremotos que en general son de baja intensidad y que afectan a pequeñas superficies.
De origen tectónicos. Son los de mayor intensidad y frecuencia, están originados por la rotura violenta de las masas rocosas a lo largo de las fallas o superficies de fractura.
Por explosiones. El hombre produce explosiones que a veces se pueden detectar a distancias considerables (pruebas nucleares), originando sacudidas sísmicas que pueden afectar a las estructuras de algunos edificios.
De todos los Sismos mencionados anteriormente, los mas importantes son los tectónicos , cuando en el futuro hablemos de sismos nos referiremos a ellos.
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La corteza terrestre se divide en seis placas, que son las siguientes:
 Africana  Americana ( Sur – Norte)  Antártica  Australiana – India Europea Pacifico
Placas Tectónicas
 
 
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Interacción entre Placas
Subdución (Convergencia): ocurre cerca de las islas, donde dos placas de similar espesor entran en contacto entre sí.
Deslizamiento (Transformacion): se produce cuando entran en contacto dos placas oceánicas, o bien una continental y una oceánica.
Separacion (Divergencia):  este fenómeno ocurre cuando se  juntan dos placas tectónicas delgadas que se desplazan en direcciones opuestas, es el caso del contacto de dos placas del fondo del océano.
   D    i  v   e   r  g   e   n   c    i  a
    (    T   e   n   s    i  o   n    )
   C   o   m   v   e   r  g   e   n   c    i  a
    (    C   o   m   p   r  e   s    i  o   n    )
   T   r  a   n   s    f  o   r  m   a   c    i  o   n
    (    D   e   z    l   i  z   a   m    i  e   n    t  o    )
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Esquema Desplazamientos de Placas Tectónicas
Se asocia los movimientos de las placas con la energía calorífica que se concentra bajo la litosfera.
El esquema general de desplazamiento de la figura, esta relacionado los movimientos de convección de las capas inferiores, las cuales están en estado viscoso debido al calor.
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• En las zonas de separación (divergencia) aparece "nueva corteza“
• En las zonas de subdución (convergencia) las placas que penetran por debajo se funden, por efecto del calor desarrolládo en la interacción entre placas bajo condiciones de presión elevada, dando lugar al magma.
Por ello los volcanes activos se sitúan frecuentemente en estas zonas de subdución.
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Subducc ión
conve rgenc ia )
es l izam ien to ho r i zon ta l
t rans fo rmac ión)
Separac ión
 
 
 
 Alfred Wegner en el año 1912 planteó que las doce grandes zonas de la corteza terrestre denominadas placas tectónicas, están en continua modificación, y que los continentes se han formado a partir de uno único llamado Pangaea.
Los movimientos de deriva son los que han dado lugar a la formación de los actuales Continentes a partir del Pangaea.
Deriva de los Continentes.
 
Deriva de los Continentes. La historia geológica de la Tierra es la de la lenta transformación del Pangaea hasta la forma que en la actualidad tienen los continentes y los mares. Esto representa la historia de la interacción dinámica de las placas tectónicas.
Hasta final del periodo Paleozoico la tierra, estaba formada por un único Continente llamado Pangaea, y un único mar denominado Panthalassa
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Deriva de los Continentes. Sin embargo a finales del Paleozoico se fracturó el Pangaea dando lugar a dos nuevos continentes denominados Laurasia y Gondwana.
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 Al final del Mesozóico, los Continentes tenían ya la forma y posición de la figura. Habiéndose formado durante el paleozóico las dos cadenas montañosas: La Caledónica y la Hercínica, debido a las deformaciones ocurridas en las zonas del contorno de los supercontinentes durante su movimiento.
Deriva de los Continentes.
 
Deriva de los Continentes.
La transformación posterior tuvo lugar en el periodo Cenozoico, durante el cual, los Continentes cambiaron solamente de posición pero conservaron su forma.
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Deriva de los Continentes.
Se presenta la configuración actual de las principales placas tectónicas de la Tierra,  juntamente con su dirección de movimiento, que está indicada con flechas.
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definirse como movimientos caóticos de la corteza terrestre, caracterizados por una dependencia en el tiempo de amplitudes y frecuencias.
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Terremotos y zonas sísmicas.
Un terremoto se produce debido a un choque producido a una cierta profundidad bajo la superficie terrestre en un determinado punto llamado foco o hipocentro. 
 A la proyección del foco sobre la superficie terrestre se le denomina epicentro.
En la figura se señalan algunas distancias relacionadas con el fenómeno sísmico, tales como la distancia epicentral D1 o D2, la distancia focal R y la profundidad focal H.
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Mecanismo de un Terremoto
El foco del terremoto lo podemos definir como el punto en el cual empieza a producirse la rotura.
Un ejemplo mas concreto del mecanismo de un terremoto se expresa en la figura, se puede observar que la rotura se origina en el foco y se propaga por el plano de la falla, se ilustra también el epicentro y la traza de la falla en la superficie terrestre.
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El cinturón Circunpacífico.
El cinturón Transasiático  (Himalaya, Irán, Turquía, Mar Mediterráneo, Sur de España).
El cinturón situado en el centro del Océano Atlántico. 
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Sismicidad Mundial
La sismicidad se define como la frecuencia de ocurrencia de fenómenos sísmicos por unidad de área incluyendo, al mismo tiempo, cierta información de la energía sísmica liberada.
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Tipos de fallas Falla normal , que
corresponde a las zonas donde la corteza terrestre está en extensión, uno de los dos bloques de la falla se desliza hacia abajo.
Falla normal
 
Falla de deslizamiento, que implica deslizamientos horizontales entre los dos bordes de la falla.  Falla por deslizamiento con desgarre
Falla de desgarre o dextro
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Falla inversa
 
 
 
December 16, 1954
 
 
Falla de San Andrés en California
La falla de San Andrés, emerge desde el océano Pacífico y atraviesa cientos de kilómetros de tierra. Recorre unos 1.000 km de California, entre el valle Imperial y la punta Arena.
Esta falla señala la frontera entre las placas tectónicas de Norteamérica y del Pacífico que, al deslizarse una sobre otra, provocan terremotos.
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Las ondas sísmicas pueden ser registradas mediante los aparatos denominados sismógrafos que pueden ser diseñados para registrar aceleraciones, velocidades o desplazamientos.
En Ingeniería sísmica los mas utilizados son los que registran aceleraciones, que son los llamados acelerómetros.
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Sismógrafos.
 A finales del siglo XIX fueron diseñados los primeros sismógrafos, cuyo esquema podemos ver en la figura, La masa del Péndulo permanece estacionaria cuando se mueve el terreno, y de esta manera puede registrarse mediante una plumilla el movimiento del terreno en un papel.
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Un registro de ondas sísmicas refleja el efecto combinado del mecanismo de rotura en el foco, de la trayectoria de propagación, de las características del instrumento registrador y de las condiciones de ruido ambiental en el lugar de registro.
Sismógrafos.
 
Ondas sísmicas.
 
 
Tipos de Ondas Sísmicas
En la figura podemos observar los tres tipos de ondas sísmicas que existen:
Ondas de superficie , que se propagan únicamente en la corteza terrestre.
Ondas internas o másicas , que se propagan a través de la masa de la Tierra
Oscilaciones libres , que se producen únicamente mediante terremotos muy fuertes y pueden definirse como vibraciones de la Tierra en su totalidad.
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Las ondas Primarias (P) son de
 
dilatación contracción, su propagación implica cambios de volumen en el medio, y se propagan tanto a través de sólidos como de fluidos.
Las ondas S son de cortante y solamente se propagan a través de sólidos sin variaciones de volumen.
Las Ondas de Superficie: Ondas Love (L): iguales a las P Ondas Rayleigh (R): iguales a las S.
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Representación de la onda sísmica tipo P
Onda primaria u onda P, es la mas rápida,, cuya velocidad varia dependiendo del tipo de roca, entre 1100 y 8000 m/s
 La característica principal de esta onda es que alternadamente comprime y expande la roca, en la misma dirección que su trayectoria.
Es capaz de propagarse a través de rocas (sólidos) y de líquidos; por ejemplo, el magma y los océanos. Además, se puede trasmitir a través de la atmósfera; en ocasiones, personas y animales la perciben como un sonido grave y profundo.
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Representación de la onda sísmica tipo S
La segunda onda, llamada secundaria u onda S , viaja a menor velocidad que la P (normalmente entre 500 y 4,400 m/s).
Mientras se propaga deforma el material lateralmente respecto de su trayectoria : Por esa razón no se tramite en fluidos (líquidos y gases).
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Ondas Másicas
Colapso de un edificio de concreto reforzado causado por el sismo del 19 de septiembre de 1,985. En la ciudad de México.
Cuando ocurre un terremoto primero se siente, en un sitio a cierta distancia del epicentro, la onda P , con un efecto de retumbo que hace vibrar paredes y ventanas.
Unos segundos después llega la onda S , con movimiento vertical de arriba hacia abajo y viceversa , y de lado a lado, de tal manera que sacude la superficie del terreno vertical y horizontalmente.
Este es el movimiento responsable del daño de las construcciones, en zonas cercanas al epicentro e incluso a distancias considerables.
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Ondas Superficiales
El tercer tipo de ondas sísmicas son las llamadas Ondas Superficiales , cuya característica es propagarse por la parte mas superficial de la corteza terrestre; a medida que la profundidad aumenta disminuye la amplitud de su movimiento.
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Representación de la onda sísmica tipo Love
Ondas Love, llamadas asi en honor de su descubridor, el fisico A.E.H. Love, deforman las rocas similarmente a las ondas S, aunque unicamente en direccion horizontal.
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Ondas Rayleigh, en honor de Lord Rayleigh, produce movimientos verticales, similar al de las olas marinas
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Que factores afectan la forma , la amplitud y duracion de un evento sismico? 
Magnitud
Suelo Local
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La f o rma , am p l it ud y du rac i ón de l m ov im ien to
s í sm i co se ve a f e c t ado en t r e o t r a s cosas po r su t am año ,
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