{"id":139932,"date":"2012-01-03T13:44:44","date_gmt":"2012-01-03T12:44:44","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/?p=139932"},"modified":"2012-01-03T13:44:44","modified_gmt":"2012-01-03T12:44:44","slug":"repercusiones-de-los-seismos-o-terremotos-la-importancia-de-la-respuesta-no-lineal-de-los-suelos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2012\/01\/03\/139932","title":{"rendered":"Repercusiones de los Se\u00edsmos o Terremotos: La Importancia de la Respuesta No Lineal de los Suelos"},"content":{"rendered":"

La Noticia que vamos a abordar hoy nos informa de la gran importancia de los suelos en las repercusiones de un terremoto sobre ciudades, industrias e infraestructuras<\/strong><\/span> (en este caso, el\u00a0devastador acaecido recientemente en Jap\u00f3n y que afect\u00f3 a la \u00a0central nuclear de Fukushima I<\/a>). De acuerdo a los autores, la respuesta de la superficie terrestre depende de los tipos de suelos y subsuelos<\/strong>. Dependiendo de su naturaleza<\/strong>, el impacto puede llegar a ser m\u00e1s o menos severo<\/strong><\/span>. As\u00ed por ejemplo, los medios ed\u00e1ficos y regolitos muy porosos y que albergan agua en abundancia resultan ser sumamente peligrosos<\/strong> <\/span>(hidroedafolog\u00eda<\/a>). En consecuencia,a la hora de elegir y construir los emplazamientos se requiere conocer muy bien estos recursos naturales, lo cual ayudar\u00eda a mitigar\u00a0los efectos de las cat\u00e1strofes<\/strong><\/span>. No soy experto en el tema, por lo que pensaba que se trataba de una noticia novedosa. De hecho la nota de prensa, defend\u00eda tal novedad. Sin embargo, al navegar por Internet me percat\u00e9 que se trataba de otra falacia, existiendo abundante informaci\u00f3n al respecto. Otra vez vendiendo viejo vino en nuevas botellas<\/strong><\/span>, aunque personalmente desconociera este tipo de investigaciones. Por tanto, nos veremos obligados a abundar en este tema un futuros post (as\u00ed aprender\u00e9 yo tambi\u00e9n). La \u00fanica novedad estriba en que<\/strong> <\/span>los autores analizaron los datos de un se\u00edsmo de magnitud nueve, es decir enorme. Punto y final. En cualquier caso, si podemos ofreceros unas cuantas reflexiones como adelanto de lo que escribiremos en un futuro pr\u00f3ximo. Una respuesta no-lineal nos indica que en materia de impactos no son proporcionales los flujos o fuerzas, es decir en este caso, la magnitud del terremoto. Dependiendo de las caracter\u00edsticas del suelo y subsuelo ser\u00e1n mayores o menores. Por lo tanto<\/strong>, no es lo mismo construir instalaciones peligrosas en territorios homog\u00e9neos que \u00e1reas muy heterog\u00e9neas. En las \u00faltimas las predicciones ser\u00e1n ostensiblemente m\u00e1s dif\u00edciles<\/strong><\/span>. Por otro lado,la disposici\u00f3n concreta de las capas de materiales ed\u00e1ficos, regolito y dep\u00f3sitos sedimentarios en la zona implicada puede ser tan importante o m\u00e1s que su propia composici\u00f3n<\/strong><\/span>. Todo ello requiere un inventario georeferenciado muy preciso en los espacios geogr\u00e1ficos que corren altos riesgos s\u00edsmicos<\/strong><\/span>. M\u00e1s aun, en funci\u00f3n de los factores referidos, la respuesta al temblor puede ser inmediata o dilatarse durante a\u00f1os<\/strong><\/span>,\u00a0lo que\u00a0dificulta m\u00e1s aun las predicciones o escenarios de los impactos post cat\u00e1strofes. Dicho de otro modo, en estos casos no se puede asegurar que despu\u00e9s de la tempestad venga la calma. Finalmente, cabr\u00eda precisar que se entiende en estos estudios por suelos<\/strong><\/span>, ya que m\u00e1s que hacer referencia a los edafotaxa, tal cual los entendemos hoy, viene a dar cuenta de lo que en su d\u00eda denominamos la geoderma<\/strong><\/span> o zona cr\u00edtica terrestre<\/a>. Resumiendo, que la edafolog\u00eda de los desastres naturales<\/a> resulta ser otra disciplina pendiente (como la que aborda sus repercusiones sobre la salud) en el \u00e1mbito de la ciencia del suelo, ahora bien bajo una nueva \u00f3ptica.<\/p>\n

\"liquefaction-terremotos-universidad-de-sydney\"<\/p>\n

Los Tipos de suelo condicionan los efectos devastadores de los terremotos (liquefacci\u00f3n). Fuente: Universidad de Sydney<\/a><\/p>\n

Francamente, debo reiterar, una vez m\u00e1s, que la comunidad cient\u00edfica padece del contagio propagand\u00edstico que afecta a todas las esferas sociales<\/strong><\/span>. Se me antoja que ya importa m\u00e1s el contenido que el continente<\/strong>. Un tema muy serio cuando hablamos de la indagaci\u00f3n cient\u00edfica<\/strong><\/span>. Efectivamente, existen una multitud de estudios al respecto, eso s\u00ed, la mayor parte de ellos en la lengua del imperio (el suahili<\/em>). Vuelvo a repetir que os mostraremos m\u00e1s informaci\u00f3n b\u00e1sica en otros post. Ahora bien, nos interesa enfatizar que cuando los expertos en esta materia hablan de suelos se refieren al conjunto suelo-regolito-agua subterr\u00e1nea y sedimentos porosos subyacentes<\/strong><\/span>. Nos referimos pues a lo que hoy se denomina<\/strong><\/span> zona critica terrestre<\/a> (ZCT). Pues bien, se trata otro dato que abunda en la necesidad de ampliar las fronteras del suelo, como se ha propuesto en EE.UU., con el proyecto que versa sobre la \u00a0ZCT<\/a> o en suahili la \u201cEarth\u2019s Critical Zone<\/a>\u201d. Hablamos de un verdadero cambio de paradigma al que<\/a> ineludiblemente deberemos hacer frente, por cuanto atesora numerosas ventajas sobre el actual, tanto desde el punto de vista de la ciencia b\u00e1sica, como aplicada.<\/p>\n

Seguidamente os reproduzco la nota de prensa original y una traducci\u00f3n personal muy libre de los fragmentos que se me antojan m\u00e1s importantes. Sin embargo, deb\u00e9is personarme mi ignorancia a la hora de traducir ciertos vocablos, por cuento no soy experto en mec\u00e1nica de suelos<\/strong> <\/span>y temas afines. \u00a1Mil perdones!. En cualquier caso repito una vez m\u00e1s que abordaremos los aspectos fundamentales relacionados con los suelos y sus repercusiones con los impactos de los se\u00edsmos. Hace tan solo unas semanas que tal controversia sali\u00f3 a la luz tras los estragos causados en Lorca<\/a> por un terremoto de escasa magnitud, pero que afect\u00f3 a un suelo y subsuelo vulnerables ante este tipo de episodios<\/strong><\/span> (en la noticia arriba enlazada no se da cuenta de ellos, aunque en otras s\u00ed, como esta<\/a>).<\/p>\n

Juan Jos\u00e9 Ib\u00e1\u00f1ez <\/strong><\/span><\/p>\n

Study of Soil Effects from March 11 Japan Earthquake Could Improve Building Design<\/a><\/h3>\n

ScienceDaily (July 18, 2011)<\/strong><\/span> \u2014 Japan’s March 11 Tohoku Earthquake is among the strongest ever recorded, and because it struck one of the world’s most heavily instrumented seismic zones, this natural disaster is providing scientists with a treasure trove of data on rare magnitude 9 earthquakes<\/strong>. Among the new information is what is believed to be the first study of how a shock this powerful affects the rock and soil beneath the surface<\/strong>.<\/p>\n

Analyzing data from multiple measurement stations, scientists at the Georgia Institute of Technology found that the quake weakened subsurface materials by as much as 70 percent. <\/strong>That nonlinear response from the top layer of Earth’s crust affected how the movement of faults deep beneath the surface was delivered to buildings, bridges and other structures<\/strong>.<\/p>\n

(\u2026) Este desastre natural ha proporcionado a los cient\u00edficos un tesoro de datos, ya que en raras ocasiones se ha monitorizado un terremoto de magnitud 9. Entre la nueva informaci\u00f3n, de lo que parece ser el primer estudio de esta naturaleza se nos informa acerca de c\u00f3mo afect\u00f3 a la cobertura de suelos y las rocas subyacentes<\/span>.<\/p>\n

Al Analizar datos de m\u00faltiples estaciones de medici\u00f3n, los cient\u00edficos del Instituto de Tecnolog\u00eda de Georgia descubrieron que el terremoto debilit\u00f3 los materiales del subsuelo hasta en un 70 por ciento, as\u00ed como de que la respuesta de la capa superior de la corteza terrestre afectada no lineal, lo cual repercut\u00eda en los efectos que da\u00f1aron a los edificios, puentes y otras estructuras<\/span>.<\/p>\n

Understanding how the soil responds to powerful earthquakes could be important to engineers and architects designing future buildings to withstand the level of acceleration measured in this quake<\/strong>. The information will also help seismologists develop new models to predict the effects of these rare and extremely powerful events<\/strong>.<\/p>\n

\u00abThe degree of nonlinearity in the soil strength was among the largest ever observed<\/strong>,\u00bb said Zhigang Peng, an associate professor in Georgia Tech’s School of Earth and Atmospheric Sciences. \u00abThis is perhaps not too surprising because the ground shaking generated by this earthquake — acceleration as much as three times the Earth’s gravity — is also among the highest ever observed<\/strong>.\u00bb<\/p>\n

La comprensi\u00f3n de c\u00f3mo el suelo responde a los terremotos de gran alcance puede ser importante para que los ingenieros y arquitectos\u00a0 dise\u00f1en con una mayor eficacia los futuros edificios, con vistas a soporten los debastadores efectos de los terremotos. De paso, esta informaci\u00f3n tambi\u00e9n ayudar\u00e1 a los sism\u00f3logos a desarrollar nuevos y mejores modelos predictivos de los da\u00f1os causados por tales eventos de alta magnitud y baja frecuencia<\/span>.<\/p>\n

\u00abEl grado de no linealidad de la resistencia del suelo se encontraba entre uno de los m\u00e1s grandes jam\u00e1s observado\u00bb, dijo Peng Zhigang, profesor asociado en la Escuela de Tecnolog\u00eda de Georgia de la Tierra y Ciencias Atmosf\u00e9ricas. \u00abEsto quiz\u00e1 no sea demasiado sorprendente, por cuanto el movimiento del suelo generado por el terremoto – la aceleraci\u00f3n de hasta tres veces la gravedad de la Tierra – tambi\u00e9n est\u00e1 entre las m\u00e1s altas jam\u00e1s observadas.\u00bb<\/span><\/p>\n

Peng and graduate student Chunquan Wu were among the first scientists to examine data recorded by the high-quality seismometers<\/strong> that are part of the Japanese Strong Motion Network KIK-Net. The stations have accelerometers both on the surface and in boreholes located on bedrock far beneath it<\/strong>. The researchers chose to study data from six stations that have strong velocity contrasts between the surface soil layers and the underlying bedrock<\/strong>.<\/p>\n

\u00abIn this study, we were trying to understand the relationship between soil nonlinearity and peak ground acceleration<\/strong> (PGA), which is a measure the ground shaking<\/strong>,\u00bb said Wu. \u00abWe want to understand what parameters control this kind of response<\/strong>.\u00bb<\/p>\n

By comparing data on the acceleration of motion from sensors on the bedrock to comparable information from surface sensors, they were able to study how the properties of the soil changed in response to the shaking<\/strong>. The researchers computed the spectral ratios of each pair of station measurements, and then used the ratios to track the temporal changes in the soil response at various sites at different levels of peak ground acceleration<\/strong>.<\/p>\n

\u201cCon este estudio, intentamos comprender la relaci\u00f3n entre la no-linealidad de la respuesta del suelo y aceleraci\u00f3n pico (PGA), que es una medida indicativa de la sacudida que afect\u00f3 a la tierrad\u00bb, dijo Wu. \u00abQueremos entender los par\u00e1metros de control de este tipo de respuesta.\u00bb<\/span><\/p>\n

Al comparar los datos sobre la aceleraci\u00f3n del movimiento de los sensores en la base a la informaci\u00f3n comparable de los sensores de superficie, se pudieron analizar los cambios de las propiedades de los suelos y sedimentos subyacentes inducidos por la cat\u00e1strofe. Los investigadores calculan los coeficientes espectrales de cada par de mediciones de la estaci\u00f3n (superficie-subsuelo), para luego utilizar tal informaci\u00f3n a la hora de estudiar los cambios temporales en la respuesta del suelo acaecidos en varias localidades diferentes frente a los niveles del pico de aceleraci\u00f3n<\/span>.<\/p>\n

\u00abThe shear modulus of the soil was reduced as much as 70 percent during the strongest shaking<\/strong>,\u00bb Wu explained. \u00abTypically, near the surface you have soil and several layers of sedimentary rock<\/strong>. Below that, you have bedrock, which is much harder than the surface material. When seismic waves propagate, the top layers of soil can amplify them<\/strong>.\u00bb<\/p>\n

Nonlinear response from soils is not unusual, though it varies depending on their composition<\/strong>. Similar but smaller effects have been seen in other earthquake-prone areas such as California and Turkey, Wu said. The shallow layers of Earth’s upper crust can be complex, composed of varying types of soil<\/strong>, clay particles, gravel and larger rock layered in sediments.<\/p>\n

\u00abEl m\u00f3dulo de corte de la tierra se redujo hasta en un 70 por ciento durante el temblor m\u00e1s fuerte\u00bb, explic\u00f3 Wu. \u00abPor lo general, cerca de la superficie del terreno aparecen varias capas de suelo y rocas sedimentarias. M\u00e1s abajo aun aparece el material litol\u00f3gico m\u00e1s duro que el sobreyacente. Cuando las ondas s\u00edsmicas se propagan, las capas superiores del suelo pueden amplificarlas.\u00bb<\/span><\/p>\n

La respuesta no lineal de los suelos no es inusual, aunque var\u00eda en funci\u00f3n de su composici\u00f3n. Efectos similares aunque menores se han detectado en otras zonas propensas a terremotos como California y Turqu\u00eda, dijo Wu. Las capas superficiales de la corteza superior de la Tierra puede ser complejas al estar compuestas de diferentes tipos de suelo, cantidades de de arcilla, grava, grandes bloques de rocas y sedimentos de diferentes comportamientos<\/span>.<\/p>\n

Because the March 11 quake lasted an<\/strong> unusually long time and generated a wide range of ground motions of greatly varying strengths, it provided an unprecedented data set to scientists interested in studying nonlinear soil behavior<\/strong>.<\/p>\n

Beyond the immediate effect of the strongest shock<\/strong>, the researchers were interested in how the soils recover their strength after the shaking stops. <\/strong>That recovery time can vary from fractions of a second to several years<\/strong>, Wu said.<\/p>\n

\u00abIt is still not clear whether there could be longer recovery times at certain sites,\u00bb Wu noted. \u00abThis is a function of soil type and other factors<\/strong>.\u00bb<\/p>\n

If the soils are very porous, water can lengthen the recovery. \u00abFor porous media, the ground shaking could cause water to go into the pores, which will also reduce the shear modulus of the soil. If water is involved, the recovery time will be much longer<\/strong>.\u00bb<\/p>\n

M\u00e1s all\u00e1 del efecto inmediato de las sacudidas m\u00e1s violentas fuertes golpes, los investigadores se interesaron en saber como los suelos se recuperan despu\u00e9s del temblor. El tiempo de recuperaci\u00f3n puede variar desde fracciones de segundo hasta varios a\u00f1os, dijo Wu<\/span>.<\/p>\n

\u00abTodav\u00eda no est\u00e1 claro si podr\u00eda ser m\u00e1s largo el tiempo de recuperaci\u00f3n en algunos sitios que en otros\u00bb, se\u00f1al\u00f3 Wu. \u00abPosiblemente tal hecho dependa del tipo de suelo y otros factores.\u00bb Cuando el suelo resulta ser muy poroso el agua que albergan puede retardar su recuperaci\u00f3n. \u00abEn los medios porosos, el temblor de tierra podr\u00eda causar la entrada del agua en los poros, lo que tambi\u00e9n reducir\u00eda el m\u00f3dulo de corte de la tierra. Si el agua est\u00e1 involucrada, el tiempo de recuperaci\u00f3n ser\u00e1 mucho m\u00e1s largo.\u00bb<\/span><\/p>\n

Soil response to aftershocks<\/strong>, which ranged up to magnitude 7.9 after the main Tohoku earthquake, was also studied.<\/p>\n

Information developed by the Georgia Tech researchers will be provided to seismologists developing new hazard models of very powerful earthquakes. Knowing how soils respond to strong shaking is also important to predicting how motion deep within the Earth will be translated to structures built on the surface<\/strong>.<\/p>\n

Respuesta del suelo a las r\u00e9plicas s\u00edsmicas, que llegaron a alcanzar una magnitud de 7.9 despu\u00e9s de que el terremoto principal de Tohoku, tambi\u00e9n fue estudiada<\/span>. La informaci\u00f3n proporcionada por los investigadores de Georgia Tech ser\u00e1 de gran ayuda para que los los sism\u00f3logos desarrollen nuevos modelos de riesgo ante los terremotos de mayor magnitud. Saber c\u00f3mo responden a los suelos fuertes sacudidas tambi\u00e9n a la hora de predecir c\u00f3mo el movimiento profundo de la Tierra se traslada a las construcciones humanas<\/span>.<\/p>\n

\u00abUnderstanding how soil loses and regains its strength during and after large earthquakes is crucial for<\/strong> better understanding and predicting strong ground motions,\u00bb Peng noted. \u00abThis, in turn, would help earthquake engineers to improve the design of buildings and foundations, and could ultimately help to protect people in future earthquakes.\u00bb<\/p>\n

\u00abLa comprensi\u00f3n de c\u00f3mo el suelo pierde y recupera \u00abestructura f\u00edsica original (Solidez) durante y tras los grandes terremotos resulta ser crucial a la hora de mejorar nuestra comprensi\u00f3n y predicci\u00f3n de\u00a0 los movimientos de tierra firme tras los terremotos\u00bb, se\u00f1al\u00f3 Peng. \u00abEsto, a su vez, ayudar a los ingenieros expertos en\u00a0 terremotos con vistas a mejorar el dise\u00f1o de los edificios y sus cientos, y en \u00faltima instancia, a proteger a las personas de los devastadores efectos de terremotos futuros.\u00bb<\/span><\/p>\n

The findings were reported in a special issue of the journal Earth, Planets and Space<\/strong> (EPS). The research was sponsored the National Science Foundation (NSF) and by the Southern California Earthquake Center (SCEC).<\/p>\n

Story Source<\/strong>: The above story is reprinted (with editorial adaptations by ScienceDaily staff) from materials provided by Georgia Institute of Technology Research News<\/a>, via EurekAlert!<\/a>, a service of AAAS.<\/p>\n

Journal Reference<\/strong>: Chunquan Wu and Zhigang Peng. Temporal changes of site response during the Mw 9.0 Tohoku Earthquake in Japan. Earth, Planets and Space<\/strong>, 2011 (in press) [link<\/a>).<\/p>\n

Ver tambi\u00e9n de los mismos autores el siguiente pdf:<\/p>\n

http:\/\/www.terrapub.co.jp\/journals\/EPS\/pdf\/free\/inpress\/201106002.pdf<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

La Noticia que vamos a abordar hoy nos informa de la gran importancia de los suelos en las repercusiones de un terremoto sobre ciudades, industrias e infraestructuras (en este caso, el\u00a0devastador acaecido recientemente en Jap\u00f3n y que afect\u00f3 a la \u00a0central nuclear de Fukushima I). De acuerdo a los autores, la respuesta de la superficie terrestre depende de los tipos de suelos y subsuelos. Dependiendo de su naturaleza, el impacto puede llegar a ser m\u00e1s o menos severo. As\u00ed por ejemplo, los medios ed\u00e1ficos y regolitos muy porosos y que albergan agua en abundancia resultan ser sumamente peligrosos (hidroedafolog\u00eda). En\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":26,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[587,615,617,611],"tags":[9231,47088,9229,46703],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/139932"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/users\/26"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=139932"}],"version-history":[{"count":15,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/139932\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":141045,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/139932\/revisions\/141045"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=139932"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=139932"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=139932"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}