Contenido espectral del desplazamiento sísmico del suelo en terremotos en el Perú y países vecinos con magnitud mayor a 7,0

Abstract

En la presente tesis se analiza la densidad espectral de potencia del desplazamiento horizontal en el suelo de eventos grandes y recientes en la región latinoamericana (Perú, Chile, Ecuador, Venezuela y otros) terremotos con magnitud mayor a 7.0. Según Morales (2009) “Los resultados confirman que el desplazamiento sísmico horizontal es un proceso de banda angosta; anteriormente se demostró únicamente en una región limitada o pequeña del mundo: el estado de California, EE. UU” (p.665). No obstante, los resultados limitados demostraron ser importantes en el aislamiento de bases sísmicas; en particular, en la solución del problema de grandes desplazamientos de base, que es un efecto secundario de la técnica. Este es un problema vigente; ya que actualmente se están implementando técnicas más costosas que el control pasivo, como control activo e híbrido, y también adiciones inerciales complejas como amortiguadores de masa sintonizados e inertes; sin embargo, se enfatiza que existe una solución dentro del control pasivo, y se basa en la banda angosta de desplazamiento sísmico del suelo; por lo tanto, los resultados espectrales en una región más amplia del mundo o litosfera son necesarios. Además, el desplazamiento sísmico del suelo también es importante en la ingeniería de tuberías, túneles y estructuras de gran envergadura.

Por ello, a través de esta tesis se está determinando el espectro de desplazamiento sísmico de suelos en el Perú para poder generar una base de datos de dominio de frecuencia de desplazamiento del suelo para que se pueda realizar el diseño de aisladores, para poder lograr estos resultados se analizará las estaciones más cercanas al epicentro de cada sismo y se tomará como análisis la dirección de mayor amplitud de desplazamiento para luego procesar toda esta información mediante los métodos matemáticos como la transformada rápida de Fourier y la densidad espectral de potencia (PSD) con esta base de datos se obtendrá como resultado parámetros semejantes de frecuencia de desplazamiento vs PSD.

Con estos resultados se confirma que los espectros de densidad de potencia de las señales analizadas tienen frecuencia dominante en una banda angosta. Se puede establecer el valor de la frecuencia mínima en 0.04 Hz y el máximo en 1 Hz. Así mismo, en los registros analizados la frecuencia dominante, de las señales de desplazamientos, se encuentra entre 0 y 5 rad/s los de banda angosta.

Palabras clave: Densidad espectral de potencia del desplazamiento; banda angosta de desplazamiento; aislamiento de bases sísmicas; desplazamiento sísmico en la base.

It will start with the study of the power spectral density of horizontal ground displacement of large and events in the Latin American region such as Perú, Chile, Venezuela and others are analyzed. According to Morales (2009) “The results confirm that horizontal seismic displacement is a narrowband process, which was previously demonstrated solely on a limited or small region of the world: the State of California, USA” (p.665). Nonetheless, the limited results proved to be important in seismic base isolation; in particular, in the solution of the problem of large base displacements, which is a side effect of the technique. This a present-day problem for which more expensive techniques than passive control is currently being implemented, as active and hybrid control, and also complex inertial additions as tuned mass dampers and inerters; however, it is emphasized that a solution exists within passive control, and it is based on seismic ground displacement narrowbandness; therefore, spectral results on a broader region of the world or lithosphere are necessary. Moreover, seismic ground displacement is also important in engineering of pipelines, tunnels, and long-span structures.