Implications for Professional Practice and Recommendations for the Future

Debido al constante movimiento de las placas tectónicas se almacena energía elástica, la cual es liberada cuando se produce la rotura de alguna zona de estas placas, es decir, debido a que se rompe la placa misma o cuando se vence la fricción entre placas. Producida esta rotura, parte de la energía que se había almacenado permanece en las placas como esfuerzo residual, y el resto se libera en forma de ondas sísmicas.

La energía liberada en forma de ondas, llamada energía sísmica, viaja atravesando la Tierra, percibiéndose en la superficie de la corteza terrestre como un movimiento o sismo, el que puede producir daños aún en lugares alejados de la zona donde se ha producido la ruptura. La cantidad de energía liberada depende del desplazamiento promedio en la falla y del tamaño del área de ruptura.

En relación con las ondas sísmicas (elásticas), éstas pueden ser de dos tipos: ondas de cuerpo u ondas superficiales. Las primeras son aquellas que viajan a través de la Tierra, y pueden ser de compresión (P) o de cizalle o corte (S). Estos dos tipos de ondas se diferencian por el movimiento de partícula que producen.

Las ondas P producen un movimiento de las partículas en la dirección de propagación de la onda, lo que genera compresiones y dilataciones en el medio. Este tipo de onda es la más veloz de todas las ondas sísmicas (más de 5 [km/s] en las rocas graníticas cercanas a la superficie, y alcanza más de 11 [km/s] en el interior de la Tierra) y, por lo tanto, es la primera en llegar a cualquier punto (onda Primaria), es decir es la primera en ser sentida y en ser registrada en los equipos o sensores de registro (sismogramas, acelerogramas, etc.).

Las ondas S, son aquéllas ondas de cuerpo que producen un movimiento de las partículas del medio perpendicular a la dirección de propagación, produciendo en el medio deformaciones de tipo de corte (distorsión angular). Estas ondas son más lentas

que las ondas P y en una amplia variedad de rocas su velocidad, Vs, es aproximadamente igual a la velocidad de la onda P, Vp, dividida entre 3 (condición de Poisson). La velocidad de propagación de este tipo de onda es menor que la velocidad de la onda P y así la onda S es la segunda en llegar a cualquier punto, por lo cual se le llama onda Secundaria. Las ondas S se pueden descomponer en una componente vertical (SV) y en una componente horizontal (SH).

Las ondas superficiales, son causadas por la interferencia de las ondas de cuerpo (interacción de muchas de estas ondas que viajan en diferentes direcciones), y son más lentas que éstas. Estas ondas están presentes sólo en la superficie, donde su amplitud es máxima, para luego disminuir con la profundidad. Los dos tipos principales de ondas superficiales son las ondas Rayleigh y las ondas Love.

Las ondas Rayleigh, identificadas usualmente por R, o LR cuando son de periodo muy largo, se forman de la interferencia constructiva de ondas P y SV, y el movimiento de cada partícula de la superficie del terreno al paso de la onda se da, generalmente, en forma de una trayectoria de una elipse retrógrada, como se verá más adelante en este capítulo. Son las ondas más lentas con velocidades de grupo que varían entre 1 a 4 [km/s] (Figura 4.1). Además, la amplitud de los modos propios de la onda Rayleigh depende de su frecuencia y de la profundidad, tal como se muestra en la Figura 4.2, comprobándose que los modos de alta frecuencia tienen grandes amplitudes solamente cerca de la superficie del terreno, por lo que las propiedades del material del depósito más profundo casi no influyen en ellos. En cambio, los modos de baja frecuencia tienen amplitudes considerables en profundidades mayores, por lo que su velocidad depende si se está cerca de la superficie o lejos de ella.

Figura 4.1 Velocidades de grupo de los modos propios de propagación de la onda Rayleigh (Udias, 1971).

Figura 4.2 Amplitudes de los modos propios de vibración para el modo fundamental y los dos primeros superiores de una onda de

Las ondas Love son identificadas usualmente por L, G o LQ si son de periodo muy largo. Estas ondas se comportan de manera muy parecida a la descrita para las ondas superficiales de Rayleigh, pero se producen debido a interferencia constructiva de las ondas SH solamente, por lo que no pueden existir en un semiespacio, sino que requieren al menos de una capa sobre un semiespacio, donde pueda quedar atrapada parte de la energía sísmica. Estas ondas son polarizadas horizontalmente (como las SH) y, por lo tanto, no se registran en los sensores que registran movimientos verticales.

Aunque más lentas que las ondas de cuerpo, las ondas de Love tienen velocidades de 1 a 4.5 km/s, siendo más veloces que las de Rayleigh. La Figura 4.3 muestra las curvas de dispersión de grupo para varios modos propios de las ondas de Love. Al igual que con las ondas de Rayleigh, se puede ver que cada modo tiene una velocidad tope, y también existe una frecuencia tope por debajo de la cual no puede vibrar cada uno de los modos superiores.

Figura 4.3 Velocidades de grupo de los modos propios de propagación de la onda Love (Udias, 1971).

En la Figura 4.4 se muestran los distintos tipos de ondas sísmicas con los respectivos patrones del movimiento de partícula que se produce durante un sismo.

Figura 4.4 Tipos de ondas sísmicas (Bolt, 1993).