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Características y Métodos de Análisis de las roturas superficiales del terreno por fallas tectónicas, un aporte para la mitigación del riesgo sísmico

Por:         Tupak Ernesto Obando Rivera, Ing. en Geología
               Doctorado, Master en Geología, y Gestión Ambiental

I. Introducción

Uno de los efectos de los terremotos es la rotura de la superficie del terreno por desplzamiento de fallas activas.
La dislocación que se produce a lo largo de de una falla como consecuencia de un terremoto puede manifestarse en superficie originando escarpe, agrietamientos, o deslizamientos con una zona de rotura a lo largo de la falla.
 

II. ¿Qué factores influyen para la efectiva rotura superficial del terreno al momento de sismos importantes?
Los movimientos en la superficie del terreno por fallas activas están asociados a terremotos importantes con magnitudes superiores o iguales a 6,0, y sus efectos dependen de múltiples factores, entre otros:

  La naturaleza del suelo y propiedades dinámicas del mismo
  Espesor de recubrimientos por encima del sustrato o nivel resistente
  Caracteristicas del terremoto, magnitud, profundidad, distancia al epicentro, etc.
  Tipo de falla, fallas asociadas.

 

 
III. ¿Qué rasgos superficiales se asocian a las  las fallas geológicas?
Algunos de los aspectos observados en relación al fallamiento superficial son los siguientes:
  Los movimientos de fallas pueden inducir roturas superficiales, con menor probabilidad si el espesor de recubrimiento por encima del sustrato es superior de 15 metros.

  La dislocación que se produce en una falla oculta (falla no visible al estar cubierta por sedimentos) puede producir fallamiento superficial en el terreno.

  Para terremoto de Magnitud M≥6  y de poca profundidad (10 a 30 km), es prácticamente segura la dislocación tectónica en superficie.

  A partir de 30 m de espesor de recubrimientos sobre el sustrato las posibilidades de que se den roturas en superficie son bajas, dada a su capacidad para absorber energía, y la deformación.

  El ancho de la zona de rotura superficial suele  ser del orden de varios metros o varias decenas de metros, es decir, constituye un estrecho corredor, aunque la longitud de fractura tectónica puede extenderse a cientos de metros.

IV. ¿Cuál es el aporte de las fallas a la rotura del terreno?

La energia liberada por una falla como ondas sísmicas representa únicamente un porcentaje bajo, alrededor del 1 a 10% de la energia implicada en la rotura, en la deformación del material de la falla y en la generación del desplazamiento durante el proceso de deslizamiento o salto.
En los mayores terremotos, de magnitudes de 6 a 8, el área de rotura puede alcanzar varios centenares de kilómetros de longitud y los saltos pueden ser de varios metros y ser visibles en superficie. En la profundidad la rotura pueden afectar a toda la corteza frágil.
Qué técnicas empleamos para estudiar la sismicidad asociada con  fallas tectónicas
A partir de los datos de observación registrados se ha elaborado un gran número de relaciones empíricas entre la magnitud de los terremotos y el tamaño de la rotura de plano de falla. Algunas de las relaciones más utilizadas son las siguientes:

Área de la ruptura – Magnitud

  M = log A + 4.15 (Wyss, 1979)
Donde M; es la magnitud, y A; el área de la Falla en km2

  Longitud de la falla – Magnitud
log L = 0,677ML  – 3,143
L en km; 5≤M≤8,0; hipocentro < 20km
(Según datos mundiales)

  Desplazamiento superficial – Magnitud
log D  = – 4,31 + 0.651MS   (Según datos mundiales)
D; en metros

Por último,uno de los aspectos que presta también  atención, es la magnitud y el periodo de recurrencia de terremotos grandes, los cuales  están relacionados con la velocidad media con la que se mueven las fallas. Las fallas que tienen una alta tasa de desplazamiento, por ejemplo del orden de 10mm por año, acumulan gran cantidad de energía en tiempos pequeños. Esto da lugar a terremotos de magnitudalta, de 6 o 7, con períodos de recurrencia relativamente cortos, del orden de 200 años.
Por el contrario, las fallas lentas, con velocidades de 0,1 a 0,01 mm por año, producen terremotos de las mismas magnitudes en períodos de tiempo mucho mayores, del orden de los 45,000 a 500,000 años. 

Referencias bibliográficas

  Gonzalez, V. L. et. al.,  (2,002). Ingenieria Geológica. Editorial PEARSON EDUCACIÓN. Madrid. 744pág.
 
  Datos aportados de trabajos realizados cortesía de T. Obando. 2,009.

Sismotectónica
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