Leyes de Atenuación

LEYES DE  ATENUACIÓN

DEFINICIÓN 

 Es la capacidad del terreno para amortiguar el movimiento generado por las ondas sísmicas conforme éstas se alejan del foco sísmico. Es entendible aceptar que cuando se produce un sismo, mientras más lejos se está del epicentro la intensidad del movimiento disminuye, a esto se denomina atenuación del movimiento del suelo. Conocer este comportamiento, que está implícito en un valor característico usualmente dentro del campo sísmico, llamado factor de calidad Q, permite estimar las amplitudes del movimiento del suelo para una distancia y una fuente sísmica conocidas, por lo que una ley de atenuación, no es más que una ecuación semiempírica que relaciona la Magnitud, Distancia e Intensidad sísmica, es decir, la relación entre Aceleración, Velocidad y Desplazamiento. En general la obtención de una Ley de Atenuación consiste en ajustar curvas a los datos de movimientos sísmicos ocurridos en distintos lugares regionales, los cuales son de carácter particular para una región determinada.



La disminución de amplitudes de ondas, identificables mediante trazas de sismogramas por el fenómeno de atenuación, en cuanto aumenta la distancia hipocentral se debe a tres factores fundamentales independientes entre sí, que expresan cuantitativamente la longitud y complejidad de la trayectoria seguida por las ondas: 1) Expansión Geométrica del frente de Onda. 2) Absorción Anelástica. 3) Esparcimiento o Scattering



El primer y último parámetro son procesos de una redistribución de esfuerzos de la energía, conocida como Atenuación Extrínseca, que dan lugar a pérdidas de energía aparentes, es decir, que durante el proceso de la ruptura solo la energía varían en tiempo y espacio, el segundo es propiamente un fenómeno de disipación de la energía elástica, es la que se ve transformada en calor y recibe el nombre de atenuación Intrínseca. La suma de ambas atenuaciones se le conoce como Atenuación Inelástica o simplemente Atenuación.

USOS DE LAS LEYES DE ATENUACIÓN 

Han sido usados en estudios de riesgo sísmico con anterioridad.



Ver el comportamiento viscoelástico de la tierra



Permite estimar las amplitudes del movimiento del suelo para una distancia y una fuente sísmica conocidas.



 Ver los movimientos sísmicos ocurridos en distintos lugares regionales



  Usado para relacionar la magnitud, distancia e intensidad sísmica, es decir, la relación entre Aceleración, velocidad y desplazamiento.

MODELOS DE LEYES DE A TENUACIÓN



 1.  Mediante Técnicas Cuasiestáticas (e.g., estimada mediante la diferencia de fase entre los esfuerzos y las deformaciones al comportamiento anelástico del medio)



 2.  Mediante Técnicas Dinámicas (e.g., basado en ondas P,S, Lg y coda)



 Profundicemos un poco sobre este último método basado en Técnicas dinámicas el cual es más usual y complementado con el estudio de movimientos fuertes y de coda.

MOVIMIENTOS FUERTES 



 Los registros sísmicos son generalmente de acelerógrafos o de banda ancha, donde la finalidad es determinar parámetros en función de la disminución de la amplitud con la distancia al foco, como:

 a)  La aceleración, velocidad y desplazamiento máximos, lo que indica el decaimiento del valor máximo con la distancia (Boore et., 1980).



 b)  La amplitud espectral, la cual aporta información sobre el comportamiento de atenuación para cada frecuencia con lo que se obtiene información de la fuente (espectros de Fourier) como para su aplicación a edificaciones (espectros de respuesta), (Ordaz y Singh, 1992).

MEDICIÓN DE PROPIEDADES ESTADÍSTICAS DE LAS ONDAS SÍSMICAS 

 Esta clase análisis, no deterministas, se basa en el estudio de las ondas de coda para terremotos locales, registradas en sismogramas de estaciones de alta frecuencia en campo cercano. Y dado que le origen de ondas de coda son secundarias, por ser provenientes de las primarias debido a la anisotropía, son entonces producto de un proceso aleatorio por lo que se emplean métodos estadísticos.



 En general, en todo estudio de atenuación que emplee las mencionadas técnicas dinámicas, el objetivo que se persigue es conseguir una expresión que relacione un parámetro característico del movimiento del terreno producido por un terremoto (aceleración, velocidad y desplazamientos máximos, etc.) con la distancia con el punto que se registra dicho movimiento a la fuente y con un parámetro que represente la energía liberada en el foco sísmico, como puede ser la magnitud o la intensidad. Para lograr este objetivo se hace uso del empleo de  regresiones lineales de los datos disponibles, tanto instrumentales como macro sísmicos.

LEYES DE ATENUACIÓN 

 - Idriss, I. M. (1993) -



 - Sadigh, K. et al. (1993).



 - Boore, D.; Joyner, W. y Fumal, T. (1993)



 - McGuire (1974)



 - Campbell, K.W. (1981).



 - Dahle, A.; Climent, A.; Taylor, W; Bungum, H.; Santos, P.;



 Ciudad Real, M.; Lindholm, C.; Strauch, W. y Segura, F.(1995).



 - Schmidt, V.; Dahle, A. y Bungum, H. (1997).



 - Youngs, R.R.; Chiou,S-J.; Silva, W.J. y Humphrey, J.R. (1997).





- Sadigh, K.; Chang, C.-Y.; Egan, J.A.; Makdisi, M; Youngs, R.R.(1997).  - Casaverde y Vargas (1980)

LEYES DE ATENUACION PERUANAS 

 LEYES DE ATENUACIÓN PARA SISMOS DE ZONA DE SUBDUCCIÓN: Youngs, Chiou, Silva y Humphrey (1997) Han desarrollado relaciones de atenuación para dos tipos de sismos que ocurren en la zona de subducción:



 SISMOS DE INTRAPLACA: Estas relaciones fueron desarrolladas por medio de un análisis de regresión utilizando una base de datos de 174 sismos que han ocurrido en diversas partes del mundo, tales como Alaska, Chile, Cascadia, Japón, México, Perú y Solomon Islands



 SISMOS DE INTERFASE:  Ocurren en la superficie de contacto entre la placa oceánica de subducción y la placa continental (Alaska 1964 M 9.2 ; Chile 1985 M 8.0 ; México 1985 M 8.0)



 SISMOS DE INTRAPLACA:Ocurren dentro de la placa oceánica que está subductándose por debajo de la placa continental (Puget Sound, USA 1949 M7.1 y 1965 M 6.5)

LEYES DE ATENUACIÓN PARA SISMOS DE SUBDUCCIÓN YOUNGS, CHIOU, SILVA Y HUMPHREY (1997) 

Caso 1: Suelo tipo Roca



Caso 2: Depósitos Suelos Profundos



  Donde:



y = aceleración espectral (g)



M = magnitud momento (Mw)



Rrup = distancia más cercana a la rotura (Km)



H = profundidad (Km)



Zt= tipo de fuente, 0 para interfase y 1 para intraplaca

LEYES DE ATENUACIÓN PARA  SISMOS DE CORTEZA  SUPERFICIAL  

Sadigh, Chang, Egan, Makdisi y Youngs (1997)  Han desarrollado relaciones de atenuación para sismos que se originan en la Corteza Superficial, utilizando una base de datos de terremotos de California. Estas relaciones fueron desarrolladas por medio de un análisis de regresión utilizando una base de datos de 121 acelerogramas de sismos de momento magnitud M 3.8 o mayor, registrados en sitios dentro de los 200 kilómetros de la superficie de ruptura. También se incluye datos de terremotos de la USSR e Irán.

LEYES DE ATENUACIÓN PARA SISMOS DE CORTEZA SUPERFICIAL SADIGH, CHANG, EGAN, MAKDISI Y YOUNGS (1997) 

Caso 1: Suelo tipo Roca - M6.5

LEYES DE ATENUACIÓN PARA SISMOS DE CORTEZA SUPERFICIAL SADIGH, CHANG, EGAN, MAKDISI Y YOUNGS (1997) 

 Caso 3: Depósitos Suelos Profundos



  Donde:



 y = aceleración espectral (g)



 C1 = -2.17 para strike-slip, -1.92 para reverse



 C2 = 1.0



 C3 = 1.70



 C4 = 2.1863,

   

C5 = 0.32 para M 6.5  Rrup = distancia más cercana a la superficie de rotura

INTEGRANTES HUAMANI ROJAS ALEXIS MENDOZA CHACALCAJE RONALD PALOMINO PAREDES ROSALYN RIVERA VARGAS JESUS ROJAS PARIONA CLEDY •

•

•

•

•