Desastres Geofisicos

Desastres geofísicos
 Son aquellos que se forman o surgen desde el centro del planeta o en la superficie terrestre que afectan significativamente el ritmo de vida del ser humano. Dentro de los desastres que pertenecen a este grupo podemos encontrar: avalancha, derrumbe, tormenta solar, el terremoto y la erupción volcánica, el incendio, el hundimiento de tierra y la erupción la imagen es el reflejo del tema.
Deslizamiento de Tierras.- Que ocurren como resultado de cambios súbitos o graduales de la composición, estructura, hidrología o vegetación de un terreno en declive o pendiente:
Derrumbes.- Es la caída de una franja de terreno que pierde su estabilidad o la destrucción de una estructura construida por el hombre.
Aludes.- Masa de nieve que se desplaza pendiente abajo.
Aluviones.- Flujos de grandes volúmenes de lodo, agua, hielo, roces, originados por la ruptura de una laguna o deslizamiento de un nevado.
Huaycos.- Desprendimientos de lodo y rocas debido a precipitaciones pluviales, se presenta como un golpe de agua lodosa que se desliza a gran velocidad por quebradas secas y de poco caudal arrastrando piedras y troncos.
Sismos.- Son los movimientos de la corteza terrestre que generan deformaciones intensas en las rocas del interior de la tierra, acumulando energía que súbitamente es liberada en forma de ondas que sacuden la superficie terrestre.
Tsunamis.- Movimiento de la corteza terrestre en el fondo del océano, formando y propagando olas de gran altura.
Erupciones Volcánicas.- Es el paso del material (magma), cenizas y gases del interior de la tierra a la superficie.

Concepto de geofísica
La geofísica es la ciencia que se encarga del estudio de la Tierra desde el punto de vista de la física. Su objeto de estudio abarca todos los fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e historia evolutiva de la Tierra.



Sismos
Un sismo es un temblor o una sacudida de la tierra por causas internas. El término es sinónimo de terremoto o seísmo, aunque en algunas regiones geográficas los conceptos de sismo o seísmo se utilizan para hacer referencia a temblores de menor intensidad que un terremoto.

Causas
La causa de los terremotos se encuentra en la liberación de energía de la corteza terrestre acumulada a consecuencia de actividades volcánicas y tectónicas, que se originan principalmente en los bordes de la placa.
Aunque las actividades tectónicas y volcánicas son las causas principales por las que se generan los terremotos hay otros factores que pueden originarlos:
Acumulación de sedimentos por desprendimientos de rocas en las laderas de las montañas, hundimiento de cavernas.
Modificaciones del régimen fluvial.
Variaciones bruscas de la presión atmosférica por ciclones.
Estos fenómenos generan eventos de baja magnitud, que generalmente caen en el rango de microsismos: temblores detectables sólo por sismógrafos.




Localización
Los terremotos tectónicos suelen ocurrir en zonas donde la concentración de fuerzas generadas por los límites de las placas tectónicas da lugar a movimientos de reajuste en el interior y en la superficie de la Tierra. Por este motivo los sismos de origen tectónico están íntimamente relacionados con la formación de fallas geológicas. Comúnmente acontecen al final de un ciclo sísmico: período durante el cual se acumula deformación en el interior de la Tierra que más tarde se liberará repentinamente. Dicha liberación se corresponde con el terremoto, tras el cual la deformación comienza a acumularse nuevamente.
El punto interior de la Tierra donde se origina el sismo se denomina foco sísmico o hipocentro. El punto de la superficie que se halla directamente en la vertical del hipocentro —que, por tanto, es el primer afectado por la sacudida— recibe el nombre de epicentro.
En un terremoto se distinguen:
Hipocentro, zona interior profunda, donde se produce el terremoto.
Epicentro, área de la superficie perpendicular al hipocentro, donde con mayor intensidad repercuten las ondas sísmicas.
La probabilidad de ocurrencia de terremotos de una magnitud determinada en una región concreta viene dada por una distribución de Poisson. Así la probabilidad de ocurrencia de k terremotos de magnitud M durante un período T en cierta región está dada por:

Donde
 es el tiempo de retorno de un terremoto de intensidad M, que coincide con el tiempo medio entre dos terremotos de intensidad M.



Propagación
El movimiento sísmico se propaga mediante ondas elásticas (similares a las del sonido) a partir del hipocentro. Las ondas son de tres tipos principales:
Ondas longitudinales, primarias o P. Ondas de cuerpo que se propagan a velocidades de 8 a 13 km/s en el mismo sentido que la vibración de las partículas. Circulan por el interior de la Tierra, donde atraviesan líquidos y sólidos. Son las primeras que registran los aparatos de medición o sismógrafos. De ahí su nombre «P».
Ondas transversales, secundarias o S. Son ondas de cuerpo más lentas que las anteriores (entre 4 y 8 km/s). Se propagan perpendicularmente en el sentido de vibración de las partículas. Atraviesan únicamente sólidos. En los sismógrafos se registran en segundo lugar.
Ondas superficiales. Son las más lentas: 3,5 km/s. Resultan de interacción de las ondas P y S a lo largo de la superficie terrestre. Son las que causan más daños. Se propagan a partir del epicentro. Son similares a las ondas (olas) que se forman sobre la superficie del mar. En los sismógrafos se registran en último lugar.




Tsunami
Es un evento complejo que involucra un grupo de olas de gran energía y de tamaño variable que se producen cuando algún fenómeno extraordinario desplaza verticalmente una gran masa de agua. Este tipo de olas remueven una cantidad de agua muy superior a las olas superficiales producidas por el viento. Se calcula que el 90% de estos fenómenos son provocados por terremotos, en cuyo caso reciben el nombre más correcto y preciso de maremotos tectónicos.


Causas
Los terremotos son la gran causa de los maremotos. Para que un terremoto origine un maremoto, el fondo marino debe ser movido abruptamente en sentido vertical, de modo que el océano es impulsado fuera de su equilibrio normal. Cuando esta inmensa masa de agua trata de recuperar su equilibrio, se generan las olas. El tamaño del maremoto estará determinado por la magnitud de la deformación vertical del fondo marino. No todos los terremotos generan maremotos, sino sólo aquellos de magnitud considerable (primera condición), que ocurren bajo el lecho marino (segunda condición) y que sean capaces de deformarlo (tercera condición). Si bien cualquier océano puede experimentar un maremoto, es más frecuente que ocurran en el océano Pacífico, cuyas márgenes son más comúnmente asiento de terremotos de magnitudes considerables (especialmente las costas de Chile, Perú y Japón). Además, el tipo de falla que ocurre entre las placas de Nazca y placa sudamericana, llamada falla de subducción, esto es, que una placa se va deslizando bajo la otra, hacen más propicia la deformidad del fondo marino y, por ende, el surgimiento de los maremotos.
A pesar de lo dicho anteriormente, se han registrado maremotos devastadores en los océanos Atlántico e Índico, así como en el mar Mediterráneo. Un gran maremoto acompañó los terremotos de Lisboa en 1755, el del Paso de Mona de Puerto Rico en 1918, y el de Grand Banks de Canadá en 1929.
Las avalanchas, erupciones volcánicas y explosiones submarinas pueden ocasionar maremotos que suelen disiparse rápidamente, sin alcanzar a provocar daños en sus márgenes continentales.

Clasificación y propagación

Los tsunamis se pueden clasificar, de acuerdo a la distancia viaje desde su lugar de origen, en:
Tsunamis Locales: si el lugar de arribo en la costa está muy cercano o dentro de la zona de generación (delimitada por el área de dislocación del fondo marino) del tsunami, o a menos de una hora de tiempo de viaje desde su origen.


Los tsunamis de origen local son los más peligrosos, debido a estudios efectuados en nuestras costas, la primera ola puede llegar entre 10 a 30 minutos de producido el sismo. Estos datos son básicos para planificar la evacuación, porque es el tiempo que se tiene para evacuar a la población de la zona inundable.
Tsunamis Regionales: si el lugar de arribo en la costa está a no más de 1000 km de distancia de la zona de generación, o a pocas horas de tiempo de viaje desde esa zona.
Tsunamis Lejanos (o Remotos, o Trans-Pacíficos o Tele-tsunamis): si el lugar de arribo está en costas extremo- opuestas a través del Océano Pacífico, a más de 1000 km de distancia de la zona de generación, aproximadamente a medio día o más de tiempo de viaje del tsunami desde esa zona. Ejemplos: el tsunami generado por un sismo en las costas de Chile el 22 de Mayo de 1960 que tardó aproximadamente 13 horas en llegar a Ensenada (México).
 
PROPAGACIÓN Y TIEMPO DE VIAJE
Debido a su extrema longitud de onda del tsunami (varios cientos de kilómetros) en relación con la profundidad de las aguas oceánicas por las que viajan. Hace que su velocidad de propagación dependa, en primer lugar, exclusivamente de la profundidad, propiedad denominada con el nombre "de onda superficial". Esto permite determinar la velocidad de propagación para todos los puntos del océano en que se conozca la profundidad, y a su vez determinar el tiempo de viaje del tsunami entre dos lugares (en particular el de origen y el de arribo a la costa), a lo largo de una trayectoria que pase por esos puntos. La trayectoria de propagación más cercana a la realidad es el arco de gran círculo que pasa por ambos puntos.
Las áreas de ruptura de los sismos en fosas como la Fosa Mesoamericana son de forma aproximadamente elíptica alargada, lo que conduce a que la mayoría de la energía del tsunami se propague de manera perpendicularmente a su eje longitudinal, es decir tanto en la dirección hacia la costa cercana y hacia su opuesta en el otro extremo del Océano Pacífico, y en menor cantidad, se propague paralela al eje, es decir a lo largo de la costa. Este comportamiento ha sido observado en todos los tsunamis generados en la Fosa Mesoamericana frente a México exhiben, los cuales han disminuido gradualmente sus alturas de olas, así como sus efectos destructivos, a lo largo de la línea de costa hacia el Norte y hacia Sur desde el punto del litoral frente a su origen.
En el desarrollo de un tsunami, desde su aparición, se distinguen tres etapas (Voit, 1987):
Formación de la onda debido a la causa inicial, y a su propagación cerca de la fuente;
Propagación libre de la onda en el océano abierto, a grandes profundidades; y
Propagación de la onda en la región de la plataforma continental, donde, como resultado de la menor profundidad del agua, tiene lugar una gran deformación del perfil de la onda, hasta su rompimiento e inundación sobre la playa.
Al acercarse las ondas de los tsunamis a la costa, a medida que disminuye la profundidad del fondo marino, disminuye también su velocidad, y se acortan las longitudes de sus ondas. En consecuencia, su energía se concentra, aumentando sus alturas, y las olas así resultantes pueden llegar a tener características destructivas al arribar a la costa. La Figura ilustra la generación, propagación, y arribo a las costas de un tsunami.
 
Influencia de las Configuraciones Costeras
La configuración de las costas representan un factor importante al arribo de los tsunamis, de manera muy esquemática se puede considerar dos casos, en que un tsunami encuentre un obstáculo (isla o costa)
En el caso de una configuración costera donde el litoral lleva pendientes submarinas muy empinadas, la mayor parte de la energía del tsunami se reflejará. Eso se manifiesta por inundaciones sucesivas con las llegadas de las diferentes olas al ritmo del período del tsunami, sin rompimiento de éstas, y con unas amplitudes de aproximadamente 1 a 2 metros.
En el caso de un litoral con pendientes suaves (a menudo presencia de bahías abiertas en dirección del alta mar) la energía del tsunami cae en una trampa al llegar a las cercanías de las costas. La velocidad del tsunami depende de la profundidad y decrece con ella; el flujo de energía de una onda tiene que ser constante (principio de conservación de la energía), entonces si la velocidad decrece, la amplitud debe aumentar, la longitud de la onda se reducirá y podrá llegar hasta reventar la ola.






Deslizamientos
Un deslizamiento es un tipo de corrimiento o movimiento de masa de tierra, provocado por la inestabilidad de un talud.
Se produce cuando una gran masa de terreno se convierte en zona inestable y desliza con respecto a una zona estable, a través de una superficie o franja de terreno pequeño espesor. Los deslizamientos se producen cuando en la franja se alcanza la tensión tangencial máxima en todos sus puntos.
Estos tipos de inestabilidades son evitables por medios técnicos. Sin embargo, el resto de tipos de corrimientos (flujo de arcilla, licuefacción y reptación) resultan más difíciles de evitar.
Causas
Causas naturales:
· Por actividad sísmica.
· Por composición del suelo y subsuelo.
· Por la orientación de las fracturas o grietas en la tierra.
· Por la cantidad de lluvia en el área
· Erosión del suelo.
Causas humanas:
· Deforestación de laderas y barrancos.
· Banqueos (cortes para abrir canteras, construcción de carreteras, edificios o casas)
· Construcción de edificaciones con materiales pesados sobre terrenos débiles.
· Falta de canalización de aguas negras y de lluvia (drenajes).
· Algo que llama la atención y a la reflexión es que estas causas humanas representan el 70% del origen de los deslizamientos.



Licuefacción de Suelos
La licuefacción de suelo describe el comportamiento de suelos que, estando sujetos a la acción de una fuerza externa (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado. Es un tipo de corrimiento, provocado por la inestabilidad de un talud. Es uno de los fenómenos más dramáticos y destructivos y, además, más polémicos y peor explicados que pueden ser inducidos en depósitos por acciones sísmicas.
Es más probable que la licuefacción1 ocurra en suelos granulados sueltos saturados o moderadamente saturados con un drenaje pobre, tales como arenas sedimentadas o arenas y gravas que contienen vetas de sedimentos impermeables.

Definiciones técnicas
Un estado de "licuefacción del suelo 'se produce cuando la tensión efectiva de suelo se reduce esencialmente a cero, lo que corresponde a una pérdida completa de la resistencia a la cizalladura. Esto puede ser iniciado por carga monoatómica o carga cíclica. En ambos casos, un suelo en un estado suelto saturado, y que puede generar una presión de agua de los poros significativo en un cambio en la carga son los más propensos a licuar. Esto se debe a que un suelo suelto tiene la tendencia a comprimir cuando se cizalla, generando gran exceso de presión intersticial como la carga se transfiere desde el esqueleto del suelo al agua de poro adyacente durante la carga sin drenaje. Como la presión de agua de los poros se eleva una pérdida progresiva de la fuerza de la tierra se produce cuando se reduce la tensión efectiva. Es más probable que ocurra en suelos arenosos o no plástico limosas, pero en casos raros puede ocurrir en gravas y arcillas.

Un "fracaso flujo 'puede iniciar si la resistencia del suelo se reduce por debajo de las tensiones requeridas para mantener el equilibrio de una pendiente o pie de soporte de un edificio por ejemplo. Esto puede ocurrir debido a una carga monótona o carga cíclica, y puede ser repentino y catastrófico. Un ejemplo histórico es el desastre Aberfan. Casagrande se refiere a este tipo de fenómenos como 'licuefacción de flujo' a pesar de un estado de tensión efectiva cero no se requiere para que esto ocurra.

El término 'licuefacción cíclico "se refiere a la ocurrencia de un estado del suelo cuando grandes deformaciones de corte se han acumulado en respuesta a una carga cíclica. Una cepa típica de referencia para la ocurrencia aproximada del esfuerzo efectivo cero es 5% de deformación cortante doble amplitud. Esta es una definición basada en análisis de suelo, generalmente se realiza a través triaxial cíclico, corte simple directo cíclico o aparato de tipo cortante torsional cíclico. Estas pruebas se realizan para determinar la resistencia de un suelo a la licuefacción mediante la observación del número de ciclos de carga en una amplitud de tensión de cizallamiento en particular antes de que 'no'. Si no se define aquí por el criterio de deformación de cizallamientos mencionados.

El término "movilidad cíclico" se refiere al mecanismo de reducción progresiva de la tensión efectiva debido a una carga cíclica. Esto puede ocurrir en todos los tipos de suelos, incluyendo suelos densos. Sin embargo al llegar a un estado de cero estrés efectivos tales suelos inmediatos dilatarse y recuperar fuerzas. Así deformaciones de corte son significativamente menos de un verdadero estado de licuefacción del suelo mediante el cual un suelo suelto exposiciones fenómenos de tipo de flujo.

Ocurrencia de licuefacción
La licuefacción es más probable que ocurra en los suelos granulares sueltos moderadamente saturados con un drenaje pobre, tales como arenas limosas o arenas y gravas costuras cubiertas o con adición de sedimentos impermeables. Durante la carga de onda, la carga sin drenaje generalmente cíclico, por ejemplo, carga sísmica, arenas sueltas tienden a disminuir en volumen, lo que produce un aumento en sus presiones de agua de poros y por lo tanto una disminución de la resistencia a la cizalladura, es decir, reducción en la tensión efectiva.

Depósitos más susceptibles a la licuefacción son arenas y limos jóvenes de tamaño de grano similar en camas al menos metro de espesor, y saturados de agua. Estos depósitos se encuentran a menudo a lo largo de arroyos, playas, dunas y áreas donde sedimentos arrastrados por el viento y la arena han acumulado. Algunos ejemplos de licuefacción del suelo incluyen la arena movediza, arcilla rápido, corrientes de turbidez, y licuefacción inducida por el terremoto.

Dependiendo de la relación de vacío inicial, el material del suelo puede responder a la carga de cualquiera de las cepas de ablandamiento o endurecimiento por deformación. Suelos Strain-ablandadas, por ejemplo, arenas sueltas, se pueden activar a colapsar, ya sea mono tónicamente o de forma cíclica, si la tensión de cizallamiento estático es mayor que la resistencia al corte final o de estado estacionario de la tierra. En este caso se produce la licuefacción de flujo, donde el suelo se deforma en un esfuerzo cortante residual bajo y constante. Si el suelo se endurece por deformación, por ejemplo, moderadamente densa a la arena densa, por lo general no se produce licuefacción de flujo. Sin embargo, ablandamiento cíclico puede ocurrir debido a la carga sin drenaje cíclico, por ejemplo, cargas sísmicas. La deformación durante la carga cíclica dependerá de la densidad del suelo, la magnitud y la duración de la carga cíclica, y la cantidad de inversión de tensión de cizallamiento. Si se produce la inversión estrés, la tensión de corte efectiva puede llegar a cero, licuación cíclica puede tener lugar. Si no se produce inversión de la tensión, la tensión efectiva cero no es posible que se produzca, a continuación, la movilidad cíclica se lleva a cabo.

La resistencia del suelo sin cohesión a la licuefacción dependerá de la densidad de la tierra, las tensiones de confinamiento, la estructura del suelo, la magnitud y la duración de la carga cíclica, y el grado en que se produce inversión de tensión de cizallamiento.


Efectos
Los efectos de la licuefacción del suelo sobre el medio ambiente construido pueden ser extremadamente perjudicial. Edificios cuyos fundamentos llevar directamente sobre la arena que se licua experimentarán una pérdida repentina de apoyo, lo que se traducirá en la solución drástica e irregular del edificio causando daños estructurales, incluyendo grietas de las fundaciones y los daños a la estructura del edificio en sí, o puede dejar la estructura fuera de servicio después, incluso sin daño estructural. Cuando existe una fina corteza de tierra no licuado entre la construcción de cimientos y el suelo licuado, se puede producir fallas en las fundaciones de tipo «punzonamiento. El asentamiento irregular de la tierra también puede romper las líneas subterráneas de servicios públicos. La presión hacia arriba aplicada por el movimiento de suelo licuado a través de la capa de corteza puede agrietarse losas de cimentación débiles y entrar en los edificios a través de conductos de servicio, y puede permitir que el agua dañe los contenidos de construcción y servicios eléctricos.

Puentes y grandes edificios construidos sobre pilotes pueden perder el apoyo de la tierra adyacente y la hebilla, o venir a descansar en una inclinación después de agitar.

Terreno en pendiente y suelo, junto a los ríos y lagos pueden deslizarse sobre una capa licuado del suelo, la apertura de grandes grietas o fisuras en el suelo, y pueden causar daños significativos a los edificios, puentes, carreteras y servicios, tales como agua, gas natural, alcantarillado, energía eléctrica y telecomunicaciones instalados en la planta afectada. Tanques y pozos de registro enterrados pueden flotar en el suelo licuado debido a la flotabilidad. Terraplenes de tierra, tales como diques de inundación y presas de tierra pueden perder estabilidad o colapso si el material que comprende el terraplén o su fundación se licua.





BIBLIOGRAFIA
Desastres Geofísicos, por Osmar J. Ruiz. Oct 03, 2011.
Definición de Terremoto, por Real Academia Española. Nov 02, 2011.
¿Qué son los Tsunamis?, por Instituto Oceanográfico de la Armada INOCAR
Deslizamientos de Tierra, por Mirian Yumbillo. Abr, 2010.
Soil Liquefaction, por M. Jefferies, y K. Been. 2006.