Desarrollo y evaluación de métodos avanzados de exploración sísmica pasiva. Aplicaciones a estructuras geológicas locales del sur de España
- Autores: Antonio García Jerez
- Directores de la Tesis: Francisco Luzón Martínez (dir. tes.), Manuel Navarro Bernal (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Almería ( España ) en 2010
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Luis Gonzaga Pujades Beneit (presid.), María Dolores Romacho Romero (secret.), María Belén Benito Oterino (voc.), Francisco Javier Almendros González (voc.), Francisco Vidal Sánchez (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El objetivo principal de la tesis es el de evaluar, mejorar y ampliar en lo posible el conjunto de herramientas de exploración sísmica pasiva de que se dispone, esto es, de métodos capaces de proporcionar información sobre una estructura geológica, en términos de sus parámetros elastodinámicos, sin requerir el uso de fuentes controladas de ondas sísmicas. En particular interesan aquellos métodos que permitan realizar estudios detallados a escala geotécnica con un tiempo de medida razonablemente corto y predecible. Por lo tanto, se desecha aquí el uso de la sismicidad natural, recurriéndose al microtremor (ruido sísmico ambiental) como fuente de excitación sísmica idónea.
En el Capítulo 1 se enmarca el trabajo en el contexto, mucho más amplio, de la evaluación de los efectos de sitio, que a su vez representa el tercero de los cuatro aspectos considerados habitualmente en la evaluación del riesgo sísmico, junto a la descripción de las fuentes sismogenéticas y el cálculo de los efectos de propagación y de la vulnerabilidad de las construcciones ante el sismo. Estudiando la propagación del ruido ambiental se pueden encontrar propiedades de la estructura local y estimar o acotar las características de la función de transferencia del suelo, que determinará la amplificación local de las ondas sísmicas. El bajo costo de estos métodos facilita realizar estudios de detalle (en cuanto a resolución espacial) que se denominan a veces microzonación sísmica. También se hace un repaso de la bibliografía referente al origen del ruido sísmico (sus fuentes) y a su composición (tipos de ondas).
En el Capítulo 2 se hace una revisión de algunos métodos de exploración sísmica pasiva, excluidos los de tipo SPAC que serán desarrollados en detalle en el capítulo siguiente. Se tratan aquí el cociente espectral H/V (HVSR o método de Nakamura), el método f-k y la interferometría sísmica basada en ruido ambiental.
El Capítulo 3 es el núcleo de la parte metodológica de esta tesis, conteniendo los fundamentos teóricos de dos técnicas originales de exploración sísmica pasiva, que se podrían catalogar como tipo-SPAC y que han publicadas en el transcurso de este trabajo (García-Jerez et al. 2008a, 2008b y 2010). Para una de ellas (método Double Ring o DR) se presenta ahora un desarrollo notablemente ampliado respecto al ofrecido en García-Jerez et al. (2008a), proponiéndose una forma de implementación robusta y discutiéndose su relación con otras técnicas. Asimismo, se presentan los desarrollos analíticos que permiten evaluar sus limitaciones en circunstancias prácticas (uso de un número limitado de estaciones, presencia de ruido electrónico, distintas condiciones de directividad del campo de ondas) y varios tests numéricos al respecto.
Se ha preferido dar a este capítulo un enfoque integrador exponiendo conjuntamente resultados (métodos) ya conocidos y el material desarrollado en esta investigación. Este formato es ventajoso porque los distintos métodos se van presentando consecutivamente de un modo natural y unificado, aproximadamente en orden de complejidad creciente y apareciendo todos como casos particulares de unas pocas ecuaciones básicas. Durante el desarrollo de los métodos ya conocidos (como el SPAC en su variante para registros verticales, v-SPAC, y para tres componentes, 3c-SPAC), se introducen también varios resultados novedosos de orden menor (p. e. Sección 3.4.1, Ec. 3.4.14).
En el Capítulo 4 se revisan algunos métodos de inversión disponibles en la literatura que permiten obtener modelos de la estructura cortical compatibles con los datos experimentales (cocientes espectrales H/V, curvas de dispersión de ondas Rayleigh y/o Love, coeficientes de SPAC o similares). Se describe un software híbrido desarrollado al efecto, en el que se combinan búsquedas globales y locales en el espacio de los modelos y se realiza un tratamiento estadístico de los resultados.
En el Capítulo 5 se compilan varias aplicaciones de los métodos de análisis de microtemor a sitios concretos y con datos reales. En particular, se presenta un estudio de la geometría del basamento en la cuenca de Zafarraya (Granada), una aplicación en un entorno urbano (la localidad de Mula en Murcia) orientado a la microzonación sísmica y varios tests de los nuevos métodos de procesamiento de las componentes horizontales, llevados a cabo en Almería.
Se termina con el Capítulo 6, donde se recopilan las conclusiones alcanzadas en la tesis y se indican las líneas de trabajo que se pretenden seguir en el futuro.
