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Sismos y placas tectónicas en el mundo, Apuntes de Procesos Químicos

Aunque la interacción entre Placas Tectónicas es la principal causa de los sismos no es la única. Cualquier proceso que pueda lograr grandes concentraciones de energía en las rocas puede generar sismos cuyo tamaño dependerá, entre otros factores, de qué tan grande sea la zona de concentración del esfuerzo.

Tipo: Apuntes

2022/2023

Subido el 01/06/2023

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL VALLE DE ETLA
EFECTOS SÍSMICOS EN LA CONSTRUCCIÓN Y CIMENTACIÓN DE CASAS
HABITACIÓN EN EL MUNICIPIO DE OAXACA DE JUÁREZ
ICC1029 Ingeniería Civil
Presenta:
Osvaldo Abisai Ramírez Pérez
Luis Antonio López Leyva
Wendy Michelle Páez Pérez
José Luis Romero Pérez
Víctor Agustín Hernández Pacheco
Docente:
Saray Betsabé Gómez Cruz
Santiago Suchilquitongo, Etla, Oaxaca.
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¡Descarga Sismos y placas tectónicas en el mundo y más Apuntes en PDF de Procesos Químicos solo en Docsity!

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL VALLE DE ETLA

EFECTOS SÍSMICOS EN LA CONSTRUCCIÓN Y CIMENTACIÓN DE CASAS

HABITACIÓN EN EL MUNICIPIO DE OAXACA DE JUÁREZ

ICC1029 Ingeniería Civil

Presenta:

Osvaldo Abisai Ramírez Pérez

Luis Antonio López Leyva

Wendy Michelle Páez Pérez

José Luis Romero Pérez

Víctor Agustín Hernández Pacheco

Docente:

Saray Betsabé Gómez Cruz

Santiago Suchilquitongo, Etla, Oaxaca.

ÍNDICE

  • I. Introducción...................................................................................................................
    1. Definición del problema............................................................................................
    • 1.1. Pregunta de investigación...................................................................................
    1. Justificación...............................................................................................................
    1. Objetivos de la investigación.....................................................................................
    • 3.1. Objetivo general.................................................................................................
    • 3.2. Objetivos específicos..........................................................................................
    1. Hipótesis....................................................................................................................
    1. Marco Teórico...........................................................................................................
    • 5.1. Placas tectónicas.................................................................................................
      • 5.1.1. Corteza terrestre:.............................................................................................
      • 5.1.2. Manto..............................................................................................................
      • 5.1.3. Núcleo.............................................................................................................
      • 5.1.4. La litosfera:.....................................................................................................
    • 5.2. Teoría de las Placas Tectónicas y estudios a través del tiempo.........................
    • 5.3. Tipos de límites de placa....................................................................................
      • 5.3.1. Límites divergentes:........................................................................................
      • 5.3.2. Límites convergentes:.....................................................................................
      • 5.3.3. Límites transformantes..................................................................................
    • 5.4. Sismos o Riesgo Sísmico:................................................................................
    • 5.5. Sismicidad........................................................................................................
    • 5.6. Los inicios de la sismología.............................................................................
    • 5.7. Los sismos........................................................................................................
      • 5.7.1. Sismógrafos:..................................................................................................
      • 5.7.2. Magnitud e intensidad:..................................................................................
      • 5.7.3. Evaluación de la sismicidad..........................................................................
    • 5.8. Mecanismos de los terremotos.........................................................................
    • 5.9. Vulnerabilidad sísmica.....................................................................................
      • 5.9.1. Riesgo sísmico..............................................................................................
      • 5.9.2. Mitigación del Riesgo Sísmico.....................................................................
    • 5.10. Cimentación......................................................................................................
      • 5.10.1. Suelo............................................................................................................
      • 5.10.2. Cimentaciones ciclópeas.............................................................................
      • 5.10.3. Tipos de zapatas..........................................................................................
      • 5.10.4. Losas de cimentación..................................................................................
    • 5.11. Cómo afecta un sismo a una edificación..........................................................
    • 5.12. Magnitud de daño sobre las estructuras...........................................................
    1. Plan de muestreo......................................................................................................
    • 6.1. Tipo de muestreo..............................................................................................
    • 6.2. Muestra.............................................................................................................
    • 6.3. Instrumento de medición..................................................................................
    1. Análisis de la información y presentación de los resultados...................................
    1. Conclusiones y recomendaciones............................................................................
    1. Anexos.....................................................................................................................
    1. Fuentes de consulta..................................................................................................

1. Definición del problema.

En diferentes ocasiones hemos oído acerca de accidentes causados por sismos o terremotos y una mala cimentación ejemplo de ello es en México ya que se han provocado fuertes accidentes producidos en sismos en base a daños estructurales desde la cimentación como por ejemplo el temblor de 19, septiembre,20017. Este temblor dejó cuantiosos daños en los estados del centro del país, a lo que algunas firmas independientes cifraron las pérdidas entre cuatro mil y ocho mil millones de dólares estadounidenses. La Ciudad de México fue la entidad que concentró el mayor número de víctimas mortales debido a la densidad de población y la estructura del subsuelo que amplifica las ondas sísmicas; debido a que la ciudad se encuentra sobre el suelo fangoso de lo que alguna vez fue el lago de Texcoco. Por primera vez, desde la instalación de la alerta sísmica en la ciudad, esta no sonó momentos antes para prevenir a la población y realizar evacuaciones, ya que no se contaba con estaciones sismo-sensoras cerca del epicentro. La alerta se activó hasta pasados once segundos de iniciado el sismo, justo cuando las ondas alcanzaron la ciudad, lo que no permitió una evacuación completa. Esto se debió a la cercanía del epicentro a la Ciudad de México, separados por tan solo 121.65 km. En Morelos, la zona en torno al volcán Popocatépetl y el sureste del estado presentó los mayores daños, y Jojutla fue una de las localidades más afectadas. Por el lado de Puebla, la Mixteca, la región de los valles de Izúcar y Atlixco, y el centro histórico de la ciudad de Puebla registraron importantes afectaciones. De acuerdo con la ASF, el Gobierno de México había recibido más de noventa y un millón de pesos en donaciones internacionales que, sumado a las donaciones del fideicomiso Fuerza México que concentró el apoyo de la iniciativa privada y nacional, se desconoce la ubicación, usos y cantidades utilizadas de los recursos. Asimismo, reportó que diversas dependencias registraron omisiones y sobrecostos en la reconstrucción de inmuebles.

Así también ha habido daños en el estado como, por ejemplo: El movimiento telúrico tuvo una magnitud de 8.2 grados y ocurrió en el Golfo de Tehuantepec, es el sismo de mayor intensidad registrado instrumentalmente en México. El Servicio Sismológico Nacional reportó un sismo de 8 grados en la escala de Richter, el día 7 de septiembre de 2017 a las 11 de la noche con 49 minutos y 17 segundos. Localizado en el Golfo de Tehuantepec, 133 km al suroeste de Pijijiapan en el estado de Chiapas, el terremoto se sintió en el sur y en el centro del país. Dos días después de ocurrido el sismo, se habían registrado 482 réplicas y quince días más tarde, ya eran 4326. El terremoto dejó como saldo 102 personas muertas: 82 en Oaxaca, 16 en Chiapas y 4 en Tabasco. Complementando al país, el 16 de enero de 1931, a bordo de un avión, el cineasta ruso Sergei Eisenstein llegó a Oaxaca para registrar la destrucción provocada por el terremoto de dos días antes. Justo cuando llegaba ocurrió una réplica y pudo filmar a la gente corriendo en la calle. El documental se llama El desastre en Oaxaca. El sismo de 1931 fue precedido de varios temblores que durante 1928 asolaron Oaxaca, con intensidades entre 6.5 y 8.0 grados. Eran aproximadamente las ocho de la noche del día catorce del año, un fuerte terremoto de posiblemente 7. grados sacudió durante 180 eternos segundos la ciudad de Oaxaca. Las consecuencias del mismo fueron terribles para la entidad, en especial para la capital: hambre, cólera, miseria, migración masiva. La mitad de la ciudad fue destruida, la gente vivía en las calles ante los severos daños en casas, iglesias y edificios públicos. Los daños en el cementerio de San Miguel, al oriente de la ciudad, llevaron a incinerar los restos expuestos de las víctimas del cólera morbus que 6 habían fallecido en la epidemia de la década de 1860; entre esos restos estaban los de Macedonio Alcalá, autor del vals Dios nunca muere, considerado himno regional de los oaxaqueños. Hay referencias acerca del río Atoyac que se secó durante un tiempo. En fotos e imágenes de esos días se aprecian siluetas sombrías, mujeres cubiertas con oscuros rebozos, miradas perdidas, soldados en labores de rescate sin dejar su rifle. En Miahuatlán de Porfirio Díaz, al sur de Oaxaca, la parroquia se derrumbó. Destrucción material y desolación humana en todas

desde el estado de Guerrero y se sabe que continua en Chiapas, de esta manera, se puede realizar la malla de manera ideal, por poco fuera de los límites de la zona de subducción. Así, no se pierden los datos que se observan dentro de la placa de cocos. la zona Romboidal está constituida de 16 mallas equidistantes, el lado más largo es paralelo a la zona de subducción teniendo un rumbo Sur-Este, mientras que el lado más corto es paralelo a la dirección de la convergencia de la Placa de Cocos o perpendicular a la trinchera de subducción, con rumbo Noreste. Sismos, temblores y terremotos son términos usuales para referirse a los movimientos de la corteza terrestre, sin embargo, técnicamente hablando, el nombre de sismo es más utilizado teniendo en cuenta que terremoto se refiere a sismos de grandes dimensiones. Aunque la interacción entre Placas Tectónicas es la principal causa de los sismos no es la única. Cualquier proceso que pueda lograr grandes concentraciones de energía en las rocas puede generar sismos cuyo tamaño dependerá, entre otros factores, de qué tan grande sea la zona de concentración del esfuerzo. Y aseguramos saber que la principal causa de un sismo es la interacción entre placas tectónicas, existen otros factores que también pueden provocar movimientos sísmicos. En esta investigación buscamos hacer conciencia sobre este fenómeno, por lo que aquí te dejamos una lista de las causas de un sismo según su orden de importancia:  Tectónica: el desplazamiento de placas tectónicas que conforman la corteza terrestre afecta grandes extensiones de superficie y es la principal causa de sismos.  Volcánica: Cuando una erupción es violenta, genera grandes sacudidas que afectan lugares cercanos al volcán y pudiera generar un sismo en un campo de acción reducido.  Hundimiento: Esto sucede cuando al interior de la corteza terrestre se produce una acción erosiva de las aguas subterráneas y deja un vacío que cede ante el peso de la parte superior. Esta caída puede provocar vibraciones de poca extensión.

 Deslizamientos: Las montañas, por su peso, tienen una fuerza natural enorme que tiende a aplanarlas. Su deslizamiento a lo largo de fallas tectónicas puede producir sismos, aunque no son de gran magnitud.

3. Objetivos de la investigación

3.1. Objetivo general.

Analizar la importancia que tiene la cimentación al momento de edificar un espacio, llámese escuela, edificio o casa habitación, para prevenir daños estructurales al momento de un movimiento de placas tectónicas.

3.2. Objetivos específicos.

  • Conocer los tipos de cimientos que existen
  • Conocer qué tipo de cimientos son funcionales en zonas más sensibles a movimientos sísmicos
  • Identificar qué medidas sísmicas en la construcción a nivel internacional y nacional son aplicables al municipio de Oaxaca.
  • Determinar las afectaciones de los cimientos en caso de experimentar un sismo de mayor magnitud con el fin de prevenir accidentes.

4. Hipótesis

La falta de calidad en la cimentación al momento de edificar un espacio, llámese escuela, edificio o casa habitación, al momento de ocurrir un sismo amplía la tendencia de creación de un escenario de desastre en el municipio de Oaxaca de Juárez.

5.1.3. Núcleo Con un radio promedio de 3481 km, en éste se confirma la generación de un campo magnético a partir de elementos pesados como hierro, níquel, vanadio y cobalto en interacción con el calor interno. ➢ Este calor proviene principalmente de dos orígenes:

  • Calor fundamental (de impacto planetesimal y de la liberación de energía gravitacional), el cual ha sido acumulado por diferentes procesos de formación de la Tierra; • Calor radiactivo, el cual sugiere el decaimiento o desintegración radiactiva de elementos que generan calor como uranio, torio y potasio. Movimiento de placas astenosfera Los movimientos de las placas tectónicas generan volcanes, deformaciones de la corteza terrestre, terremotos y procesos sedimentarios, gracias a que es un sistema de interacción entre los fragmentos (placas) de la superficie más externa de la Tierra (litosfera). 5.1.4. La litosfera: Es impulsada por el calor interno que produce el movimiento de las placas. Entre los factores más influyentes que conducen al movimiento de las placas tenemos:
  • Ridge push: Presión ejercida sobre la litosfera desde la astenosfera ascendente.
  • Slap pull: Fuerza ejercida por el hundimiento de la litosfera oceánica vieja. Su importancia radica en la relación existente entre la tasa de migración de la placa y la cantidad proporcional de la margen de placa asociada con la zona de subducción.
  • Slab suction: rollback de la litosfera subducida Fuerza de oposición: arrastre viscoso en la astenosfera.

5.2. Teoría de las Placas Tectónicas y estudios a través del tiempo

La teoría de las placas tectónicas integra la deriva continental con la expansión del fondo marino. Debido a que las placas están conformadas de litosfera cubierta por la corteza oceánica o continental, éstas se mueven alrededor de la superficie de la Tierra mediante la expansión del fondo marino.

➢ Placas tectónicas La convección en el manto causa la expansión del fondo marino y la corteza oceánica se crea en los dorsales centros oceánicos, y con el tiempo, la corteza se aleja de la dorsal. La corteza eventualmente puede hundirse y ser destruida en la convergencia con otra placa.

5.3. Tipos de límites de placa

Las placas se mueven y dichos movimientos se relacionan con la actividad sísmica. El efecto del movimiento se produce a lo largo de las zonas estrechas de contacto entre placas (bordes de placa) donde los resultados de las fuerzas tectónicas son más evidentes. Los tipos de bordes de placa tectónica pueden ser: 5.3.1. Límites divergentes: Donde se genera una nueva corteza a medida que las placas se separan unas de otras, denominados también límites constructivos. Ocurren a lo largo de los centros de expansión donde las placas se separan (dorsales oceánicas) y el magma crea una nueva corteza que se levanta desde el manto, a modo dos cinturones transportadores, uno en frente del otro pero que se mueven muy lentamente en direcciones contrarias a medida que transportan la corteza oceánica recién formada lejos de la cresta de la dorsal. Un ejemplo es la Cordillera del Atlántico Medio. La tasa de propagación promedio es aproximadamente 2.5 centímetros por año (cm / año), o 25 km en un millón de años. Límite de placas convergente. 5.3.2. Límites convergentes: Donde la corteza se destruye cuando una placa se sumerge debajo de otra, denominados también límites destructivos. En este implica la destrucción (reciclaje) de la corteza, donde las placas se mueven una hacia la otra, y una se hunde (se subduce) debajo de otra. La ubicación donde se produce el hundimiento de una placa se denomina trinchera o fosa. La convergencia puede ocurrir entre una placa oceánica y continental, o entre dos placas oceánicas, o entre dos placas continentales. o Convergencia

5.3.3. Límites transformantes. Donde la corteza no se crea ni se destruye a medida que las placas se deslizan horizontalmente entre sí, denominados también limites conservativos. Una de estas zonas marca la región mediterránea- alpina entre las placas euroasiática y africana, dentro de la cual se han reconocido varios fragmentos más pequeños de placas (micro placas). ➢ Medición tasas de movimiento placas tectónicas: Ahora podemos medir qué tan rápido se mueven las placas tectónicas, gracias a que los océanos contienen una de las piezas clave del rompecabezas. Debido a que las direcciones magnéticas con respecto al norte magnético del fondo del océano registran grabaciones en el campo magnético de la Tierra en las rocas del piso oceánico, los científicos, al conocer la duración aproximada de la inversión, pueden calcular la tasa promedio de movimiento de la placa durante un período de tiempo determinado. Estas tasas promedio de separaciones de placas pueden variar ampliamente.

5.4. Sismos o Riesgo Sísmico:

Son las consecuencias sociales y económicas potenciales provocadas por un terremoto, como resultado de la falla de estructuras cuya capacidad resistente fue excedida por un terremoto. Peligrosidad Sísmica: Es la probabilidad de que ocurra un fenómeno físico como consecuencia de un terremoto, provocando efectos adversos a la actividad humana. Estos fenómenos además del movimiento de terreno pueden ser, la falla del terreno, la deformación tectónica, la licuefacción, inundaciones, tsunamis, etc. Vulnerabilidad Sísmica: Es un valor único que permite clasificar a las estructuras de acuerdo a la calidad estructural intrínseca de las mismas, dentro de un rango de nada vulnerable a muy vulnerable ante la acción de un terremoto.

  • Peligrosidad sísmica: Es la probabilidad de que ocurra un fenómeno físico como consecuencia de un terremoto, como pueden ser el movimiento mismo del terreno, así como la licuefacción, los deslizamientos de tierra, inundaciones, ruptura de fallas, etc., a los que llamaremos efectos colaterales de un terremoto. El tamaño y localización de estos efectos colaterales dependerán de diversos factores, principalmente de las características geológicas y geotécnicas del lugar, pero indudablemente de las características del terremoto (hipocentro, mecanismo, intensidad, magnitud, duración, contenido frecuencial, etc.). Por tal motivo, el primer paso en la evaluación de la peligrosidad sísmica es caracterizar las zonas sismo–tectónicas, para posteriormente entender mejor las características de los terremotos. Generalmente, en su evaluación se utilizan métodos o modelos probabilísticos simplificados de cálculo basados en el establecimiento de leyes estadísticas para definir el comportamiento sísmico de una zona, las fuentes sísmicas y la atenuación del movimiento del suelo, expresando los resultados en forma de probabilidad de ocurrencia de los distintos tamaños de los terremotos, la probabilidad de excedencia de distintos niveles de 10 intensidad del movimiento o a los valores máximos de aceleración esperados en un lugar y en un intervalo de tiempo determinado. Sin embargo, estos modelos involucran una gran cantidad de incertidumbres lo que lleva inevitablemente a ser calculados a partir de la extrapolación de datos, a la adaptación de estudios de otras regiones para que estos modelos sean completamente funcionales y en muchos casos a la simplificación de los mismos.

5.5. Sismicidad

Actualmente el avance científico ha permitido mejorar el conocimiento acerca del origen, evaluación del tamaño y forma de propagación, entre otras características, de los terremotos dentro de la corteza terrestre. Los terremotos ocurren cuando el esfuerzo en la tierra alcanza un nivel mayor a la

5.6. Los inicios de la sismología

La ciencia de la sismología, como la conocemos ahora, empieza con los primeros registros sísmicos que surgieron a finales del siglo XIX e inicios del siglo XX con la instalación de sismógrafos (ahora llamados mecánicos) en diversas partes del mundo. La sismología es una ciencia joven que ha contribuido de manera notable al conocimiento de la estructura de nuestro planeta. Entre las primeras aportaciones están los estudios del núcleo terrestre, realizados por el inglés Richard Dixon Oldham en 1906. Después, en 1936, el estudio de la propagación y velocidad de las ondas sísmicas en el interior de la Tierra llevó a la sismóloga danesa Inge Lehmann a la conclusión de que existe un núcleo sólido y otro líquido con altas temperaturas en el centro del planeta. Por otra parte, en 1935 el estadounidense Charles Richter había establecido una fórmula para obtener la magnitud y cuantificar el tamaño de un sismo. Otra notable y valiosa contribución fue la explicación de la tectónica de placas, que involucra a la corteza terrestre. El núcleo de nuestro planeta está constituido primordialmente por fierro y níquel, aunque otras características en cuanto a su estructura y composición aún son materia de estudio. La parte media, llamada manto, está hecha sobre todo de silicatos ferromagnesianos. La parte externa de la Tierra es la litósfera, conformada por la corteza y parte del manto; tiene un espesor variable que puede llegar hasta los 100 km, y un comportamiento similar a un cuerpo rígido que flota y se va desplazando “a capricho” del movimiento lento interno del manto. Dicho movimiento se debe a corrientes de convección, producidas por la diferencia de temperaturas entre la región cercana al núcleo (~3000 °C), donde los compuestos del manto son más ligeros y tienden a subir, y la más cercana a la corteza (~1000 °C), donde sus compuestos son más pesados y tenderán a bajar. Así, después de algunos miles de millones de años, se ha dado forma a lo que hoy conocemos como continentes y océanos. El movimiento interno del manto provoca que la litósfera no sea continua sobre la superficie de la Tierra, sino que esté formada por diferentes segmentos. Ello da lugar al nombre

de placas litosféricas, o placas tectónicas. El contacto entre ellas se debe a movimientos relativos diferentes de cada una de las placas; un buen ejemplo es la placa de Norteamérica, con movimiento hacia el sureste, y la placa de Cocos, con movimiento al noreste, y cuyos límites han dado lugar a una zona de subducción. Por su parte, la placa de Rivera en su frontera noroeste es de tipo divergente; es decir, la separación corresponde a dorsales o bordes donde sale a la superficie nuevo material para formar piso oceánico, mientras las placas se mueven en direcciones opuestas. El movimiento entre la pequeña placa de Rivera y la de Cocos provoca cierta sismicidad, aunque mucho 25 menor que la ocasionada por ambas cuando se desplazan bajo la placa de Norteamérica, o la segunda bajo la del Caribe, en un proceso convergente que se llama subducción.

5.7. Los sismos

La teoría de la tectónica de placas ayuda a comprender el porqué del movimiento relativo entre ellas; también, cómo esa gran deformación y fuerzas de fricción se originan en las fronteras de la corteza. Esto provoca que el material del que están constituidas las placas finalmente se fracture y provoque, en la mayoría de los casos, desplazamientos súbitos o perturbaciones, lo cual constituye la antesala de lo que en la superficie terrestre se conoce como un sismo. El movimiento relativo entre las placas tectónicas origina que grandes esfuerzos se concentren principalmente en sus límites y se deforme el medio. Esto funciona como grandes resortes que van acumulando energía potencial –a lo que en sismología se le llama energía sísmica–. Se acumulará tanta como el límite elástico del medio lo permita, hasta que se rompa, se fracture o se disloque, es decir, se desplace súbitamente y origine un sismo. Los temblores se originan por movimiento, fricción y deformación de las placas tectónicas. El primero provee energía, el último la almacena, y la fricción es un precursor importante en el proceso. Dado que un sismo es el efecto de una perturbación que ocurre ya sea en la superficie o en el interior de la Tierra, al lugar donde se origina la perturbación se le conoce como fuente sísmica, foco o hipocentro.