¡Descarga Risc sismic y más Apuntes en PDF de Ciencias Ambientales solo en Docsity!
TEMA 2 RISC SÍSMIC
Els terratrèmols són sacsejades sobtades del terreny produïdes pel pas d’ones sísmiques irradiades des d’una regiódeterminada de la litosfera.El pas de les ones sísmiques causa estralls importants, especialment a les edificacions. Tot i que són percebuts com elfenomen natural més destructiu, els danys que ocasionen a nivell mundial, considerant períodes llargs de temps, sónclarament inferiors als produïts de forma acumulativa per altres fenòmens naturals.Els terratrèmols es generen com a conseqüència de la dinàmica de les
plaques tectòniques:
la litosfera terrestre està dividida
en plaques d’uns 100 km de gruix. Les plaques es mouen lentament unes respecte les altres a un ritme d’uns pocs centímetrescada any. Aquest moviment acumula esforços als límits de les plaques, i quan s’alliberen ho fan, en part, en forma de onessísmiques. Els terratrèmols es concentren als
límits de les plaques
, que poden ser de tres tipus:
Límits convergents
: sistemes de fosa - arc d’illes i zones de subducció. Una placa subdueix sota una altra seguint un pla inclinat que s’estén fins uns 700 km de profunditat i al llarg del qual es generen des deterratrèmols superficials (<70 km) fins a profunds (300 a 700 km). Poden derivar en zones de col·lisiócontinental. Tectònica compressiva (falles inverses i encavalcaments). Límits divergents
: dorsals oceàniques i rifts continentals. Dues plaques se separen. En general només hi ha terratrèmols superficials. Tectònica distensiva (falles normals). Terratrèmols superficial (<70 km). Límits transformants
: falles transformants. Dues plaques llisquen lateralment. Terratrèmols superficials. Tectònica distensiva i/o compressiva (falles de direcció). Terratrèmols superficials. La major part dels terratrèmols es concentren en unes franges relativament estretes que corresponen al sistema de foses - arcsd’illes circumpacífic, al cinturó alpí-himalaià i a les crestes de les dorsals oceàniques. El
cinturó circumpacífic
és el que
presenta una major activitat sísmica: 75% dels terratrèmols superficials (focus entre 0 i 70 km) i 90% dels terratrèmolsprofunds (focus entre 300 i 700 km). Al
cinturó alpí-himalaià
es genera el 23% de la sismicitat superficial i una part de la de
focus mitjà i profund.
epicentre hipocentre o focus
L’alliberament d’energia elàstica en el Els esforços transmesos per la litosfera produeixen un moviment relatiu als blocs separats per una falla, si bé, inicialmentsense desplaçament en el seu pla com a conseqüència de la cohesió i fricció al llarg del mateix. Inicialment, doncs, elmoviment genera una deformació elàstica en les immediacions de la falla. Quan es venç la resistència al moviment en el plade falla, aquesta deformació s’elimina alliberant de manera brusca l’energia acumulada en forma d’ones sísmiques. Elmoviment s’inicia en un punt de la falla, el focus, i s’estén posteriorment a una zona més o menys ampla.
focus o hipocentre
d’un terratrèmol s’explica per la teoria del
Rebot Elàstic
desenvolupada per explicar el terratrèmol de Sant Francisco de 1906, per REID (1910).La possibilitat de generació de terratrèmols associats a falles depèn del mecanisme deformacional que opera en ella i de lavelocitat del desplaçament al llarg del pla de falla. És a dir,
no totes les falles actives produeixen terratrèmols
. Les que en
poden generar només alliberen entre un 1 i un 10% de la seva energia en forma d'
ones sísmiques.
Mercalli
Escala de MercalliIntensitat^ Danys^ EscalesMMMSKEMS
La^ INTENSITAT
és una mesura subjectiva de la força d’un
terratrèmol, que s’utilitzava abans d’aplicar-se altres mesuresabsolutes,^
i^ que^ es
relaciona
amb^ els
efectes^
(danys)
ocasionats.La intensitat s’avalua mitjançant escales arbitràries (totescomprenen
dotze^ graus),
de^ les^
que^ destaquen
la^ de
MERCALLI,
les^ MSK
i^ MSK
(escala macrosísmica
internacional), la
MM^ (Mercalli Modificada), que s’utilitza
als EEUU, la
EMS92^ i la
EMS98 , oficial a la CEE.
Les^ intensitats
sentides en un terratrèmol són màximes a l’
epicentre^
i es van atenuant amb la distància. Els
valors d’intensitat sísmica es poden representar mitjançant isosistes.
ESCALA D’INTENSITAT (MSK)
valor de la intensitat
descripció dels efectes
I^ No es nota. Només els detecten els sismògrafs. II^ El noten les persones quietes en pisos alts o situades en posicions favorables. III^ Es nota a l’interior dels edificis. Es balancegen els objectes suspesos. Vibració com la produïda pel pas d’un camió lleuger. Se’npot calcular la durada. IV^ Es balancegen els objectes suspesos. Vibració com la produïda pel pas d’un camió pesant. Els cotxes aturats es belluguen. Elsvidres i les cristalleries dringuen. Les parets de fusta cruixen. V^ Es nota a l’exterior dels edificis i se’n pot deduir la direcció. Les persones que estan dormint es desperten. Es mouen els objectesinestables, les portes, els quadres, etc. S’agiten i es vessen els líquids. Els rellotges de pèndol s’aturen o canvien de ritme. VI^ Tothom se’n adona. Molta gent s’alarma i surt de les cases. Trencadissa de vidres, plats, cristalleries. Els objectes decoratius i elsllibres cauen dels prestatges. Cauen els quadres de les parets. Els mobles es belluguen o bolquen. Els sostres de guix i lesconstruccions D s’esquerden. Sonen les campanes petites. VII^ És difícil aguantar-se dret. El noten els conductors dels vehicles. Els objectes penjats tremolen. Es trenquen els mobles. Surtenesquerdes a les estructures D. Cauen les xemeneies més dèbils, els sostres de guix, canonades, cornises, ornaments, etc. Surtenesquerdes a les estructures C. Petites esllavissades i formació de cavitats en els marges poc consolidats. Sonen les campanesgrosses. VIII^ Els conductors de vehicles se senten afectats. Danys a les estructures C. Alguns danys a les estructures B; les A resten intactes.Cauen els estucats i alguns elements d’obra. Torsió o caiguda de xemeneies domèstiques i de fàbrica, monuments, torres,cisternes elevades, etc. L’armadura dels edificis es mou sobre els fonaments o cau; alguns envans solts són projectats enfora.S’enfonsen els edificis en mal estat. Les branques dels arbres s’esqueixen. Canvis en el cabal i temperatura de fonts i pous.Esquerdes en terrenys humits i en talussos abruptes. IX^ Pànic general. Destrucció de les estructures D; danys gravíssims en les C, a vegades amb enfonsament total; danys greus a lesestructures B. Danys generalitzats als fonaments. Les armadures dels edificis cauen o se separen dels fonaments; tambés’esquerden. Danys greus a les preses. Trencament de canonades subterrànies. Esquerdes evidents al terra. A les àrees al·luvials,emissió de sorra i fang i de deus provocades pel terratrèmol. X^ Queden destruïts gairebé tots els edificis d’obra de paleta i amb armadures de fusta; també alguns edificis més sòlids i els pontsde fusta. Danys greus en preses, rescloses i terraplens. Esllavissaments importants. Es desborda l’aigua dels canals, rius, llacs,etc. Translació horitzontal de sorres i fang a les platges i els terrenys plans. Els carrils del ferrocarril es torcen una mica. XI^ Els carrils es torcen molt. Les canonades subterrànies queden totalment inservibles. XII^ Destrosses gairebé totals. Desplaçaments de masses de grans roques. Variació notable del paisatge.estructura A^ Construcció, fonaments i projecte de bona qualitat; reforçada especialment als costats i lligada amb unions d’acer, ciment armat, etc.; preparada peraguantar esforços laterals.estructura B^ Construcció i fonaments de bona qualitat; reforçada, però sense que s’hagi previst la resistència als esforços laterals.estructura C^ Construcció i fonaments ordinàries; encara que és sòlida perquè els angles aguantin, no s’ha reforçat ni està prevista per resistir les forces horitzontals.estructura D^ Materials poc resistents, com la tova; fonaments escassa; construcció de poca qualitat; poca resistència horitzontal.
Kamchatka 13.
Mar de Banda, Indonesia 12.
Illes Kuril 11.
Ningxia-Gansu 10.
Assam - Tibet 9.
Illes Rat, Alaska 8.
Nord de Sumatra, Indonèsia 7.
Costa d’Equador 6.
Kamchatka 5.
Costa oest del nord de Sumatra, Indonèsia 4.
Illa Andreanof, Alaska 3.
Prince William Sound, Alaska 2.
Xile 1.
INTENSITAT
MAGNITUD
(epicentral)MSKIV a V^
V a VI^
VI a VII^
VII a VIII^
VIII a IX^
IX a X^
X a XI^
terratrèmols de major magnitud
Efectes dels terratrèmols
Dislocació (m)
Llargada (km) Magnitud
1. Ruptura de la superfície del terreny (pla de falla) 2. Moviment ondulatori del sòl: provoca el col·lapse dels edificis e infraestructuresEl moviment del sòl es pot caracteritzar per:1.^ Desplaçament (L)2.^ Velocitat (L/T)3.^ Acceleració (L/T
2 ) Aquest darrer valor és el més utilitzat ja que és útil a l’hora de fer càlculs dinàmics d’estructures.L’acceleració es dóna en unitats
g^ (1g = 9,8 m/s
2 ), on^ amax^ és el valor màxim de l’amplitud de l’enregistrament d’acceleració sísmica
(accelerograma) enregistrat en un acceleròmetre.
I (MSK)
Acceleració (g)VI 0,04VII 0,08VIII 0,
amax^ = 1 equival a l’efecte que la gravetat produeix sobre un edifici cimentat en un vessant vertical
3. Efectes secundaris
- trencament preses• destrucció de centrals nuclears• trencament de gasoductes i oleoductes• incendis en edificis• moviments de terres• desbordament de llacs i rius• alteracions hidrogeològiques• liqüefacció del sòl• tsunamis...
Factors que influeixen en els danys 1- La^ intensitat
i la^ magnitud 2- La^ durada 3- La^ qualitat de les construccions 4- L’ estabilitat dels materials del subsòl 5- La^ data i hora 6- La^ densitat de la població 7 -^ Les rèpliques
2. Prevenció del risc sísmic Sembla més lògic, doncs, afrontar el problema de reduir el risc sísmic mitjançant una bona prevenció. Aquesta ha defonamentar-se en:
avaluació correcta de la potencialitat sísmica
de la regió, dels possibles efectes dels
terratrèmols i de les seves causes.• 2.2. Unes^
normes sismorresistents
, és a dir, unes mesures per a que les infraestructures i les
construccions pugin resistir els efectes avaluats.
Es fonamenta en:• Història sísmica i paleosísmica• Cartografia de risc sísmic
La^ història sísmica
d’una regió (recull de dades històriques sobre els terratrèmols que hi ha hagut) ens ha de permetre determinar la magnitud (intensitat) màxima previsible per a un determinat període de retorn. Això és vàlid en llocs on lestasses de deformació són elevades i els terratrèmols s’hi produeixen amb períodes de curta recurrència. En canvi, en zones dedeformació difusa i relativament moderada, el període històric no representa un lapse de temps suficientment llarg com perpoder fixar un patrons de sismicitat representatius. Cal tenir també present que en llocs on els registres de terratrèmols sónmolt extensos, com a la Xina, on n’hi ha des de fa 3.000 anys, s’ha comprovat l’existència de períodes de màxima activitatsísmica i altres de major tranquil·litat, de més de 1.000 anys de durada. A Turquia el període sísmic actual (amb terratrèmolsde M>7) es va iniciar l’any 1939, sense que hi haguessin hagut sismes significatius en els 200 anys anteriors.La^ història paleosísmica
d’una regió és el recull de dades geològiques que permeten conèixer els sismes que s’han produït
2.1. Avaluació del risc sísmic en un interval de temps d’alguns milers d’anys; és a dir, abasta un lapse de temps més gran que la història sísmica. Elsestudis de paleosismicitat solen fonamentar-se en l’anàlisi d’estructures tectòniques i sedimentàries generades pelsterratrèmols i en la datació absoluta dels materials que les presenten. Aquesta metodologia ha permès determinar els períodesde retorn dels terratrèmols de gran magnitud al llarg del traçat de la falla de Sant Andreu, i derivar-ne un mapa de probabilitatd'ocurrència de terratrèmols per un període de 30 anys.L’altre camí per avaluar el risc sísmic es basa en la
cartografia de risc sísmic
, que consisteix en elaborar mapes de
microzonació sísmica, on es reflecteixen les amplificacions i les atenuacions locals de la perillositat sísmica (en funció de laresistència del terreny, la morfologia i la posició del nivell freàtic, entre altres variables). La cartografia de risc sísmic tambéincorpora la localització de les falles actives (neotectònica).
2.2. Normes sismorresistentsCom que la magnitud dels terratrèmols no es pot reduir i tampoc es poden predir temporalment amb precisió, la únicaestratègia de prevenció viable consisteix en adequar els edificis de manera que aguantin l’oscil·lació del sòl. Les mesures onormes a prendre seran més efectives quan millor sigui l’avaluació de la perillositat sísmica de la zona. Les normessismorresistents d’obligat compliment apareixen a partir dels anys 50, i encara es van perfeccionant. Les NSR inclouen:a) Zonificació del territorio Característiques dels sismes màxims que cal considerar per a determinats
períodes de retorn (
Imax ).
o Valors d’ amax
esperada per zones. o Valors d’ amax
en cada punt (modificacions locals produïdes per les variacionsdel tipus de sòl i l’estructura geològica). b) Mètodes de càlcul, amb la relació de cargues i efectes (dinàmica estructural).c) Recomanacions d’us obligatori o no, segons les zones i els tipus de construccions: regles de disseny, prescripcions
constructives... Normativa sísmica a Catalunya MV101-
Molt simple, amb càlculs molt senzills. Inclou una avaluació d’intensitats sísmiques. PGS-1-
Més complexa en quan a càlculs. PDS-1-
Similar a l’anterior. NCSE-
D’obligat compliment des de 1996, actualment vigent. La^ NCSE-
és similar a la resta de NSR dels països amb forta activitat sísmica. Incorpora una classificació de les construccions segons la seva importància (segons víctimes potencials i segons servei que ha d’oferir després del terratrèmol).És obligada en zones on
amax > 0,06 g, en tots els edificis de normal o especial importància.
OBLIGATÒRIANO
MODERADA
PROHIBIDA PROHIBIDA PROHIBIDA
Paredat en sec NORMAL
2 plantes 4 plantes Sense límit en al.
Maó, blocs pref.
Sense límit en alçada Sense límit en alçada Sense límit enalçada
Formigó armat,metàl·liques ESPECIAL
0.12 g 0.08 g a 0.12 g 0.06 g a 0.08 g <0.06 g construcció importància
