Causa de los sismos

La causa de los sismos, son explicadas por diversas teorías donde la más confiable es la denominada teoría de las placas tectónicas. Según ésta la Tierra está cubierta por varias capas de placas duras denominadas litosfera apoyadas sobre una relativamente suave denominada astenosfera, donde el terremoto o sismo es causado por la abrupta liberación de la deformación acumulada en las placas durante un periodo de tiempo dado, debido a que las placas se mueven como cuerpos rígidos sobre una capa más suave.

En los límites de las placas se encuentran: cordilleras donde nuevo material aflora, zonas orogénicas en el cual las placas penetran al interior y fallas; en estas dos últimas es donde con mayor frecuencia se originan los sismos. (Ambrose y Vergun, 2000; Bazán y Meli, 2001; Wakabayashi y Martinez, 1988).
Los límites de las placas o bordes se clasifican según el tipo de desplazamiento relativo en:

Borde divergente; son cuando las placas se separan y corresponde a las dorsales o zonas de expansión que generalmente están en el fondo del oceano, donde se crea nuevo material cortical a lo largo de un rift o depresión central en el caso de las cordilleras centro-oceánicas (véase Figura 1a).

Borde convergente, relacionado con placas que se encuentran:

Puede ser de 2 tipos:

• De subducción cuando una placa oceánica está bajo otra placa, sea esta continental u oceánica, en las cuales se consume y destruye nuevamente el material de la corteza (véase Figura 1a).
• Las zonas de colisión frontal entre placas continentales cuando el desplazamiento relativo ha cesado producto de la colisión (véase Figura 1b).

Borde transcurrente, corresponde a las fallas donde el desplazamiento relativo es lateral, paralelo al límite común entre placas adyacentes, en ellas no se crea ni se destruye material cortical (véase Figura 1c).

Fallas

Las fallas son desplazamientos relativos de una capa de roca con respecto a la otra en donde se originan los sismos y según la dirección del deslizamiento se clasifican en:

Deslizamiento en inclinación.

El deslizamiento se lleva a cabo en una dirección vertical y según el deslizamiento de una capa con respecto a la otra se sub-clasifican en:

• Falla normal. La capa superior de roca se desliza hacia abajo (Fig. 2a).
• Falla de reversa. La capa superior de roca se desliza hacia arriba (Fig. 2b).

Deslizamiento horizontal.

El deslizamiento ocurre en una dirección horizontal.

Falla lateral izquierda.

Vista desde una capa de la roca, la otra capa se desliza hacia la izquierda (Fig. 2c).

Falla lateral derecha.

Vista desde una capa de la roca, la otra capa se desliza hacia la derecha (Fig. 2d). Las fallas reales son a menudo, una combinación de estos cuatro tipos de fallas.

Las principales fallas están ubicadas en los bordes de las placas donde se originan muchos de los terremotos (aunque algunas fallas del interior de las placas también presentan movimientos relativos que ocasionan temblores considerables. (Rosenblueth, 1991; Wakabayashi y Martinez, 1988).

La teoría de que los sismos ocurren cuando la fricción ha sido vencida en las fallas comenzó a formalizarse en la teoría de Reid sobre el rebote elástico donde la corteza se considera sujeta a esfuerzos asociados con deformaciones cortantes. Cuando se sobrepasa la resistencia en una falla, la corteza tiende a recuperar su configuración no deformada y este rebote da origen a un sismo que a partir de esta zona se propaga. (Rosenblueth, 1991)

El proceso que ocurre en la falla para provocar un temblor es de la siguiente manera:

• Las deformaciones acumuladas en una falla por mucho tiempo alcanzan su límite (Fig. 3a).
• Ocurre un deslizamiento en la falla y causa un rebote (Fig. 3b).
• Una fuerza de compresión y de tensión actúa en la falla (Fig. 3c).
• La situación es equivalente a dos parejas de pares de fuerzas, actuando repentinamente (Fig. 3d).
• Esta acción provoca la propagación radial de una onda. (Wakabayashi y Martinez, 1988)

Ubicación del origen de los sismos

La zona donde se pueden originar los sismos es en las fallas y zonas de subducción. Cuando se origina un sismo, se denomina a la zona ruptura (generalmente subterránea) foco, centro o hipocentro del sismo y la proyección del foco sobre la superficie de la Tierra, es el epifoco o epicentro.

Las distancias del punto observado del movimiento del terreno al foco y al epicentro son llamadas distancia focal y epicentral, respectivamente. (Bazán y Meli, 2001, Wakabayashi y Martinez, 1988).

Propagación de los sismos

La energía liberada por un sismo es disipada principalmente en forma de calor y una menor parte se propaga desde la zona de ruptura mediante ondas de diversos tipos que hacen vibrar la corteza terrestre. Estas ondas se desplazan desde el foco a través del medio sólido de la tierra y se denominan ondas de cuerpo, que al alcanzar la superficie de la corteza terrestre originan ondas de superficie, las cuales viajan por esta zona y su amplitud tiende a cero conforme aumenta la profundidad.

Las ondas de cuerpo son de dos tipos:

• P (también llamadas primarias, longitudinales, compresionales o dilatacionales), que se propaga en la misma dirección de su propia vibración
• S (secundarias, transversales, de cortante, o equivoluminales), y se propagan en una dirección perpendicular a su vibración. En cuanto a las ondas de superficie, hay de muchas clases, pero las de mayor interés para la ingeniería sísmica son las ondas
• L (Love) y ondas
• R (Rayleigh).
• El movimiento las ondas L y R se indica en la Figura 5.

Las ondas de cuerpo se propagan a grandes distancias y su amplitud se atenúa poco a poco, las ondas P son las primeras en llegar, seguidas por las S, por lo que a medida que nos alejamos del epicentro crece la diferencia de tiempo de llegada de los dos tipos de ondas (Bazán y Meli, 2001; Rosenblueth, 1991; Sauter, 1989; Wakabayashi y Martinez, 1988).

Sintesis de la credencial de merito para el ascenso del profesor Jorge O. Medina M. a la categoría de profesor Agregado titulado «Elementos de Arquitectura en el Diseño de Edificaciones Sismorresistentes»