MAGNITUD SÍSMICA

La magnitud es el tercer parámetro que evalúa el tamaño de un terremoto. A diferencia dela intensidad, es una medida instrumental que se relaciona con la energía sísmica liberada en elfoco y transmitida por ondas sísmicas. La magnitud es una constante que no depende del lugar deobservación. Como mide la energía transmitida por las ondas sísmicas, este parámetro, en susdiferentes escalas, se relaciona directa o indirectamente con las amplitudes de las fases registradas.

La magnitud fue inicialmente definida por Richter (1935) para los terremotos del Sur deCalifornia como el logaritmo decimal de la máxima amplitud, expresada en micrones (10-6 m), delregistro obtenido en un sismógrafo Wood-Anderson a una distancia de 100 Km. Matemáticamentees la diferencia entre los logaritmos de la máxima amplitud de la traza y del término de correcciónde la distancia, que se deduce empíricamente. El sismógrafo de torsión Wood-Anderson tiene unperiodo propio de 0,85 s, una amplificación de 2 800 y un factor de amortiguamiento igual a 0,8.

En forma general se puede decir que durante un sismo se propagan ondas internas, y ondas superficiales. Desde el hipocentro salen dos tipos de ondas internas conocidas con el nombre de ondas S y ondas P, las mismas que son convertidas en la superficie en ondas L y ondas R. La propagación de las ondas L de Love y R de Rayleigh se realiza desde el epicentro, como se indica en la figura

La velocidad de las ondas P es superior a la velocidad de las ondas S por ese motivo llegan primero a una estación sismológica. De otro lado, las ondas P tienen menos intensidad que las ondas S. Por eso cuando hay un sismo se inicia con movimientos suaves los mismos que se van incrementando. A las ondas P y S también se les denomina ondas de cuerpo.

Las ondas R consisten en movimientos elípticos verticalmente y horizontalmente; en cambio las ondas L son movimientos en el plano horizontal.

Los sismógrafos son los equipos que miden la amplitud del movimiento de la tierra y el registro en papel se llama sismograma. En base a estos registros se determina la Magnitud de un sismo.

La magnitud de un evento sísmico mide la energía liberada en el hipocentro. Este concepto se fundamenta en el hecho de que la amplitud de las ondas sísmicas es una medida de la energía liberada en el foco o hipocentro. Fue Richter, en 1935, quien introdujo el concepto de magnitud, con el objeto de poder comparar la energía liberada por distintos sismos registrados en el sur de California. Es así como se definió la magnitud local ML.

Existen otras escalas de magnitud, una de ellas es la desarrollada por Gutenbergh, quien obtiene la magnitud en base a la amplitud de las ondas internas. A esta magnitud se denomina Mb.

Gutenbergh y Richter, en 1945, desarrollaron otra escala de magnitud en base a la amplitud de las ondas superficiales, a la que se denomina magnitud Ms, la misma que es muy utilizada actualmente.

Kanamori ha desarrollada otra escala, denominada Magnitud de momento sísmico Mw, que no tiene el problema de lo que se llama saturación de la magnitud. La saturación se da en otras escalas en el sentido de que por más grande que sea el sismo siempre tienen la misma magnitud. Esta saturación no se da con la escala Mw.

Los sismólogos también utilizan otra escala para definir la magnitud de un sismo y es la denominada Md, la misma que es función de la duración de la señal sísmica y la distancia hipocentral.

 

La generalización de la escala de magnitud Richter a terremotos locales ocurridos en zonasdiferentes que el Sur de California, y registrados con otros tipos de sismógrafos ha dado lugar a la magnitud local ML. En algunos casos se han propuesto expresiones obtenidas correlacionando fases como la Lg (Brune y Allen, 1967) o amplitudes máximas de acelerogramas (Espinosa, 1989; Roca,1990), con los valores que se obtendrían utilizando un equipo Wood-Anderson. En esta línea, Kanamori y Jennings (1978) han desarrollado un procedimiento para producir sismogramas Wood-Anderson a partir de acelerogramas, de forma que es posible evaluar la magnitud ML de sismos de los que se han obtenido registros de aceleración. Para concluir este punto, es importante subrayar que la magnitud de Richter evalúa la energía sísmica vinculada a las altas frecuencias, por lo que es particularmente interesante en Ingeniería.

Para los sismos más alejados se definen dos tipos de magnitud: mb y Ms según se mida laamplitud de ondas internas (generalmente P) o de ondas superficiales (Ondas Rayleigh de

aproximadamente 20 s de periodo). La escala mb se utiliza preferentemente para terremotosregionales y lejanos de magnitud inferior a 6,5 o de gran profundidad, ya que en ambos casos no segeneran ondas superficiales de suficiente amplitud. Esta escala estima la energía en el rango deperiodos próximos a 1 s. A su vez, la magnitud Ms mide la energía correspondiente a periodos de 20s. Para los terremotos de magnitud moderada, la relación empírica entre ambas escalas es:

Un valor de Ms igual a 1,5 corresponde al sismo más pequeño que puede ser sentido en lazona epicentral y otro igual a 3 a los que se sienten hasta una distancia de 20 km. Un evento de Ms

= 4,5 produce un daño pequeño en las proximidades del epicentro y uno de 6 es destructivo en unaárea limitada. Los de 7,5 están en el límite inferior de los grandes terremotos (Bullen y Bolt, 1985).

Para sismos pequeños y regionales se define la magnitud mbLg que utiliza ondas Lg, cuyoperiodo predominante es 1 s. Coincide con mb medida a mayores distancias. Sin embargo, paramagnitudes menores que 5, mbLg tiende a ser mayor que ML. En el Japón se utiliza la magnitud de laAgencia Meteorológica, MJMA, basada en la medida de largos periodos.

Las escalas de magnitud se saturan a partir de un determinado valor debido, entre otrosmotivos, a que la respuesta del sismógrafo es limitada tanto para las amplitudes como para lasfrecuencias. La saturación tiene lugar aproximadamente hacia 6,5 para la escala mb y en torno a 7,5para la escala Ms. Esta limitación se supera con la escala Mw, introducida por Kanamori en 1977, que se basa en el Momento Sísmico Escalar Mo medido, por ejemplo, a partir de la zona plana delespectro de amplitudes. La relación es:

Esta escala permite extender la evaluación del tamaño hasta Mw = 9,5. Este es el valorasignado al terremoto de Chile de 1960 (Ms = 8,3) que se originó en una dislocación de la placa deNazca de aproximadamente 800 x 200 km2. Le siguen en importancia los terremotos de Alaska(1964) con Mw = 9,2 y el de las Islas Aleutianas (1957) con Mw = 9,1. El terremoto de S. Franciscode 1906 alcanza un valor Mw = 7,9 (Sauter, 1989).

La saturación de los registros debida a la alta amplificación de los equipos registradores, hamovido a definir escalas de magnitud local basadas en la duración de la señal, t. Estas escalas, muyusadas en los estudios de microsismicidad, revisten la forma:

donde Δ es la distancia epicentral en kilómetros y a, b y c son coeficientes que se determinan demanera que los valores obtenidos correspondan con los de ML.

La Energía Sísmica liberada en un terremoto medida en ergios se relaciona con lamagnitud a partir de las expresiones:log Es = 5,8 + 2,4mb (6.5)

log Es = 11,8 +1,5 Ms (6.6)Por tanto, un aumento de magnitud Ms de una unidad se traduce en la multiplicación de laenergía liberada por un factor de, aproximadamente, 31,5.La magnitud de un terremoto también se ha correlacionado con la longitud de la falla quelo generó. Por ejemplo, para sismos locales producidos en segmentos cortos de falla, Darragh y Bolt (1987) propusieron la relación:

M L = (3,82 ± 0,289) + (1,58 ± 0,52) logL

siendo L la longitud de la falla expresada en kilómetros. Con datos estadísticos de ámbitomundial, Bolt (1978) estableció la relación:

MS = 6,03 + 0,76logL

Teniendo una orientación más aplicada a Ingeniería Sísmica, Ambraseys y Tchalenko(1968) propusieron las siguientes ecuaciones:

L = e(1,15Ms−3,35)

L = e(1,60Ms−7,56)

L = e(1,62Ms−8,58)

La segunda señala el mejor ajuste y las otras dos los límites superior e inferior.

Este tipo de relaciones constituye uno de los procedimientos para estimar el terremotomáximo potencial asociado a una falla en los estudios de peligro sísmico. Para el caso de las zonasde subducción, Heaton y Kanamori (1984) establecieron una relación entre la magnitud Mw delterremoto máximo que se puede esperar, la velocidad de convergencia de las placas, v, y la edad de la placa que subduce, T, expresada en millones de años. La expresión es:

Mw = -0.00889T + 0,134ν + 7,96

Por último, conviene recordar que el Momento Sísmico es en realidad el mejor parámetropara estimar el tamaño de un sismo por relacionarse directamente con las dimensiones de la fuente.En cambio, la magnitud sólo evalúa la energía sísmica asociada a un determinado periodo y su entorno.

La magnitud es una medida objetiva y absoluta de la energía producida en el foco de un terremoto.

Se calcula en función de la amplitud y de la frecuencia de las ondas sísmicas registradas en los sismogramas.

La escala de magnitud crece de forma semilogarítmica, de manera que el incremento de una unidad de magnitud significa un aumento de 30 en la energía liberada por ese sismo. Es decir, un terremoto de magnitud 7 es aproximadamente 30 veces mayor que uno de magnitud 6 y 900 veces mayor que uno de magnitud 5.

Aquí tienes dos sismogramas, uno pertenece al terremoto de Pisco (600 víctimas) y el otro al terremoto de Japón (ninguna víctima, sólo daños materiales). Se puede calcular a cuál corresponde cada uno de ellos siguiendo los pasos que se indican a continuación.

Sismograma 1

Sismograma 2

Una de las contribuciones más valiosas de Charles Richter fue el descubrir que las ondas sísmicas propagadas por todos los terremotos pueden proporcionar buenas estimaciones de sus magnitudes. El consiguió los registros de las ondas sísmicas de un gran número de terremotos, y desarrolló un sistema de calibración para medición de las magnitudes. Richter demostró que cuanto mayor era la energía intrínseca de un terremoto, mayor era la “amplitud” de movimiento del terreno en una distancia dada.

La magnitud Richter se puede calcular gráficamente utilizando un registro sismográfico como el que se te presenta a continuación.

En él podemos observar (marcado con una P) el momento en el que el terremoto se empieza a registrar. Las primeras ondas que se registran en el sismógrafo son las P o primarias porque son las más veloces. A continuación llegan las ondas S o secundarias, más lentas, y su registro empieza a marcarse donde indica la letra S. Llegan con un retraso, en este caso, de 24 segundos con respecto a las P.

En el mismo sismograma medimos la amplitud máxima de las ondas S en mm.

En este diagrama se muestra como se tiene que marcar en la columna de la izquierda el t de retraso de las ondas S respecto a las P y en la columna de la derecha la amplitud máxima de las ondas S. A continuación se une con una línea recta ambos puntos y se obtiene, en la columna del centro, la magnitud del terremoto.

Con una tabla en blanco se puede calcular la magnitud de dos terremotos, el de Pisco y el de Japón, planteados anteriormente.

Con estos datos ¿qué pudo hacer que la población de Pisco fuera mucho más vulnerable al terremoto que la de Japón?

Debes de saber que:RIESGO = PELIGROSIDAD + VULNERABILIDAD + EXPOSICIÓN

Otra forma de medir los terremotos

Para estimar los efectos de un terremoto, los sismólogos emplean un método distinto de medición llamado intensidad. La intensidad no debe ser confundidad con la magnitud. Aunque cada terremoto tiene un sólo valor de magnitud, sus efectos varían de un lugar a otro, y por lo tanto habrá muchas estimaciones de intensidades diferentes. Usted puede leer acerca de la escala de Intensidad Mercalli, una forma común de clasificar los efectos de los terremotos.

INTENSIDAD SÍSMICA

Se entiende por intensidad sísmica en un punto la fuerza con que en él se experimentan losefectos del terremoto. Probablemente sea el parámetro de tamaño de mayor interés en Ingeniería yse obtiene estimando cualitativamente los daños producidos por el terremoto. Su uso se inició conlos trabajos de Rossi y Forel en Italia y Suiza, respectivamente, a finales del S. XIX. Desdeentonces se han desarrollado varias escalas que evalúan los efectos de los terremoto de una maneraestrictamente cualitativa.

Los efectos producidos por los terremotos en las estructuras y en las personas, se mide por medio de la Intensidad Sísmica, describiendo de una manera subjetiva el potencial destructivo de los sismos. Existen varias escalas de Intensidad, una de ellas es la denominada ``Mercalli Modificada'', que se indica en forma resumida en la Tabla 1.2, la misma que fue desarrollada por Wood y Newman en 1931 y es una modificación del trabajo desarrollado por Mercalli en 1902 .

IMM DEFINICIÓN

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

Detectado solo por instrumentos.

Sentido por personas en reposo.

Sentido por personas dentro de un edificio.

Se siente fuera del edificio.

Es notado por todos. Los objetos inestables se caen.

Las personas andan con dificultad. Las ventanas y objetos de vidrio

se quiebran. Las estructuras con mampostería débil se agrietan.

Daños moderados en estructuras bien diseñadas, y

daños severos en malas construcciones.

Daños ligeros en estructuras bien diseñadas, considerables

en regulares y severos en las mal diseñadas.

IX

X

XI

XII

Pánico general. Las estructuras con diseño sismo resistente

son seriamente dañadas. Daño en los cimientos.

Destrucción grande en edificios bien construidos.

Grandes deslizamientos del terreno.

Casi nada queda en pie. Fisuras en el piso.

Tubeías subterráneas fuera de servicio.

Destrucción casi total. Catástrofe.

Grandes masas de roca desplazadas.

Goula(29) presenta una comparación de las diferentes escalas de intensidad macrosísmica, desde la escala Rossi-Forel aparecida en 1873 hasta la escala IMSK propuesta por Medvedev, Sponheuer y Karnik(51) muy utilizada a nivel mundial. Por otra parte, se observa que existe una buena aproximación entre las escalas IMM y la IMSK. La Intensidad sísmica depende de los siguientes factores:

Distancia del sitio al epicentro, mientras más lejos se encuentre del epicentro menor será la intensidad, menor serán los efectos.

Del tipo de suelo en que se encuentran las edificaciones; se conoce que los suelos blandos pueden amplificar las ondas sísmicas causando más daño.

De la topografía del lugar. Por ejemplo, si una construcción se encuentra al borde de una ladera, tendrá mayor probabilidad de daño que una que se encuentre en un terreno completamente plano.

Depende de la resistencia de las estructuras, una edificación que es sismo resistente presentará menos daño que una que no lo es.

Depende también del grado de preparación de la gente, en el sentido de saber tomar precauciones para evitar accidentes.

Actualmente, las escalas más utilizadas para medir la intensidad sísmica son la MercalliModificada (MM) y la MSK. La primera fue propuesta por Mercalli en 1902 y modificada porWood y Newman en 1931 y Richter en 1956. La segunda se debe a los trabajos de Medvedev,Sponheuer y Karnik en 1967. Ambas escalas tienen XII grados y son muy similares, siendo la

primera más utilizada en América y la segunda en Europa. Además, existen otras escalas de usomás local (como la de la Agencia Meteorológica de Japón, JMA), o que ya sólo tienen interéshistórico (escalas Rossi-Forel y Mercalli - Cancani - Sieberg). La Figura 6.1 resume laequivalencia entre ellas.

La representación sobre un mapa de las intensidades correspondientes a un sismo permiteresumir todos los datos macrosísmicos y dibujar las isosistas; curvas que separan áreas con igualintensidad. Como ya se indicó en el Tema anterior, su trazado facilita información acerca de laposición más probable del epicentro (dentro del área de mayor intensidad) y su profundidad (a unsismo más profundo le corresponderá una menor disminución de la intensidad con la distancia a lazona de máximos daños). Igualmente, la desviación de la forma de las isosistas de la distribucióncircular (que correspondería a un foco puntual y un medio homogéneo), informa acerca de lalongitud y orientación de la ruptura y la influencia de las características locales de los suelos.

En la estimación de la intensidad sísmica se suele utilizar dos parámetros: la intensidadmáxima, Imax y la intensidad epicentral, Iο. Estos parámetros no siempre coinciden espacialmenteya que los máximos de intensidad observada pueden situarse fuera de la región epicentral. Iο sueleser tomado como medida del terremoto. La inmensa mayoría del daño ocasionado por losterremotos corresponde a sismos con intensidad superior a VII en la escala MM. Esta escala señalalos daños a cuatro tipos de construcción clasificados de acuerdo con los materiales empleados y lacalidad de ejecución.

Los daños de la mampostería de adobe (Tipo D) se inician con el Grado VII que señala latransición de temblor a terremoto en la terminología de algunos países iberoamericanos. Por suparte, la escala MSK distingue tres tipos de construcción. Los de clase A utilizan muros demampostería en seco o con barro, adobe o tapial; los de tipo B se caracterizan por el empleo demuros de ladrillo, mampostería con mortero y entramado de madera, y los de tipo C son losedificios con estructura metálica o de hormigón armado. En esta escala, los daños para lasconstrucciones de tipo A son ligeros en el grado V y graves en el VII. El grado IX corresponde a ladestrucción de las construcciones de tipo B, al pánico general, y a la posible presencia delicuefacción. Como resumen cabe decir que, aproximadamente, los grados I-VI corresponden atemblores, es decir sismos pequeños; VII y VIII indican terremotos medianos, y IX-XI sismosgrandes. El grado XII señala destrucción total en las estructuras.

El principal inconveniente de la intensidad es que su evaluación es, en gran medida,subjetiva. Además, la separación entre dos grados consecutivos no es uniforme a lo largo de laescala y la atribución de uno u otro valor a un terremoto concreto no es, a veces, fácil.

ESCALA DE INTENSIDAD SÍSMICA Y SU EQUIVALENCIA

Tampoco tiene en cuenta la variación en las condiciones del emplazamiento por lo que laevaluación de los daños puede ser equívoca. Sin embargo, la intensidad tiene un gran interés para elIngeniero en cuanto que es una medida de la fuerza del movimiento del terreno y del grado con quela vibración es sentida. Además, es el único parámetro de tamaño aplicable directamente a la épocano instrumental. Por todo ello, buena parte de los estudios de peligro sísmico se han realizadoutilizando este parámetro que continúa plenamente vigente.

La atenuación de la intensidad con la distancia, que puede estimarse a partir de los mapasde isosistas, es otro parámetro de gran importancia para la estimación de la peligrosidad (LópezArroyo, 1991). La expresión más general para esta relación es:

I = I − a log R / H − b(R − H) ο (6.1)siendo I la intensidad en el punto considerado; Iο la intensidad epicentral; R la distancia hipocentraly H la profundidad del foco. Los coeficientes a y b se relacionan respectivamente con la atenuaciónpor expansión geométrica y con la absorción anelástica introducida por el medio.

Otro tipo de relación de gran importancia en Ingeniería Sísmica es la que vincula laintensidad con la aceleración horizontal máxima (Trifunac y Brady, 1975). Como no es frecuentedisponer de datos de intensidad y aceleración correspondientes a un mismo sismo, las relacionesestablecidas para una zona se extrapolan muchas veces a otras de características sismotectónicassimilares, pero esta práctica debe ser realizada con mucha precaución.

Relación d ambos

Se han obtenido algunas relaciones entre la intensidad y la magnitud en base a los catálogos sísmicos. Para el Ecuador, por ejemplo, se ha encontrado:

Esta es la Iglesia Belén, que también colapso con gente dentro, esta tan dificultoso el rescate de los cuerpos, aun no se han comenzado el rescate, ya que todo se realiza mediante un plan u orden de inmuebles segun relevancia, pero con mas ayuda de brigadas de rescate, esto serÃa más rápido…Dicen que esta iglesia presentaba un bonito altar colorido….Pero esto es todo lo que queda.

Panorámica de la devastada ciudad de Pisco (Foto: EFE)

TERREMOTO DE MAGNITUD 7.9 EN PERÚ

El 15 de agosto de 2007, a las 23:40:56 horas (UTC), ha tenido lugar un terremoto de magnitud 7.9 en la escala de Richter cerca de la Costa Central de Perú.

Distancias:

45 km. de Chincha Alta, Perú110 km. de Ica, Perú

         Según fuentes oficiales, en principio, el terremoto de magnitud 7.9 que ha sacudido la costa central de Perú ha causado 70 víctimas mortales y 800 heridos.

El seísmo, sentido durante dos minutos, rompió ventanas e interrumpió el servicio telefónico. Varios edificios, también públicos, han resultado dañados por el intenso terrremoto. Alarmadas, muchas personas salieron a las calles, ya que incluso la radio avisaba que podían tener lugar réplicas y se temía por el derrumbe de edificios. De hecho, se han producido numerosas réplicas, algunas de intensidades comprendidas entre 5.0 y 5.8

El epicentro del terremoto estuvo localizado a 61 kilómetros del oeste-noroeste de Chincha Alta, Perú y a 161 kilómetros del sur-sudeste de Lima.

Carretera panamericana sur, Lima – Ica

Este imagen es el famoso Hotel Embassy, realmente sorprendente.. esta estructura es de material noble, ya se imaginaran las estructuras de material simple o adobe, que realmente mataron a muchas personas al instante, en cambio las estructuras de material noble colapsaron en el segundo terremoto (ojo fueron 2 terremotos consecutivos (7.5, y 8.0), ya que muchos acá dicen cada cosa acerca de los sismos, realmente no hay que creer, ya que se detectó, en dos lugares en la misma zona del epicentro en el mar, solo que especÃ-ficamente, con un margen de error, y exactitud en las coordenadas de latitud y longitud, que son distintas, donde carajo investiga el SENAMHI, y el resto de especialistas…)

Este edificio se hundió mitad de primer nivel…

El hecho es que estos son los resultado de los sismos… Dentro de este hotel hay varias personas atrapadas, ya fallecidas… Murió la hermana y la madre de un amigo cercano a la familia…se pudo sacar los cuerpos de estas 2 personas, hasta el momento se sabe que ya han sacado 6 personas… pero se encuentran entre los escombros aproximadamente 20 personas, se comentan que son turistas de distintas nacionalidades…

Esto fue un hotel de 4 niveles, donde se encontraban 6 ingenieros de staff del Grupo de empresas de las plantas de GAS que tranportan el gas de Camisea a la costa del paÃs, murieron dentro tratando de escapar del inmueble, si ven en la imagen, el Piso del tercero /

techo del  Segundo nivel, esta colapsado en el primero, y el resto se desplazo como una pieza de cubo, se traslado hacia la vivienda vecina

bibliotecas dañadas en terremoto de la región Ica – Perú

Terremoto en Ica Perú

Terremoto en Ica, Perú

General

Un gran sismo nos sacudió ayer, la intensidad fue de 7.9º en la escala de Richter

(La escala sismológica de Richter, también conocida por su nombre más adecuado de escala de magnitud

local (ML), es una escala logarítmica arbitraria que asigna un número para cuantificar el tamaño de un

terremoto)

La Otra Escala de "Mercalli" es una escala de 12 puntos desarrollada para evaluar la intensidad de los

terremotos a través de los daños causados a distintas estructuras. (Se trata de una escala subjetiva de

intensidad, porque evalúa la percepción humana del sismo)

DATOS TECNICOS SEGUN EL DEPARTAMENTO GEOLOGICO DE USA

Magnitud 8.0

Fecha-Hora

miercoles, 15 de agosto 2007 a las 23:40:56 (UTC) - Tiempo Universal Coordinado

miercoles, 15 de agosto 2007 a las 06:40:56 PM hora local al epicentroHora del Terremoto en otras zonas de horario

Localización 13.36S 76.52W

Profundidad 30.2 kilómetros

Región COSTA DEL PERU CENTRAL

Referencia

45 km (25 miles) WNW of Chincha Alta, Peru110 km (65 miles) NW of Ica, Peru

150 km (95 miles) SSE of LIMA, Peru200 km (125 miles) SW of Huancayo, Peru

Calidad de la Localización Estimado de error: horizontal +/- 5.3 km; profundidad fijada por programa de localizacion

Parámetros de calidadde localización

Nst=271, Nph=277, Dmin=155.6 km, Rmss=0.83 seg, Erho=5.3 km, Erzz=0 km, Gp=30.3 grados

Fuente de información USGS NEIC (WDCS-D)

Event ID usgbcv