Caracterización de las frecuencias propias de estalactitas mediante la combinación de mediciones de vibración in situ y modelado por elementos finitos basado en escaneos en 3D
Autores: Martin, Aurélie; Lecocq, Thomas; Hinzen, Klaus-G.; Camelbeeck, Thierry; Quinif, Yves; Fagel, Nathalie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Caracterización de las frecuencias propias de estalactitas mediante la combinación de mediciones de vibración in situ y modelado por elementos finitos basado en escaneos en 3D
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Frecuencias naturales
Espeleotemas
Ruido sísmico
Eigenfrecuencias
Estalagmita
Peligro sísmico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Los espeleotemas rotos o deformados se han utilizado como indicadores de paleo-terremotos desde la década de 1990; sin embargo, es difícil probar un vínculo causal, excepto en algunos espeleotemas delgados. En contraste, la presencia de espeleotemas intactos permite estimar un límite superior del nivel de movimientos horizontales del suelo de la sismicidad pasada en la zona. Las frecuencias naturales de los espeleotemas son parámetros fundamentales para su respuesta a los terremotos. Este estudio propone un nuevo método de caracterización in situ de estas frecuencias naturales. Probado en la cueva de Han-sur-Lesse (Ardenas belgas), el método se basa en registrar el ruido sísmico ambiental utilizando sensores de tres componentes en un estalagmita y un escaneo láser 3D de su forma. Los registros de ruido sísmico ambiental permiten una determinación precisa de las frecuencias propias del estalagmita. Además, los modelos numéricos basados en el escaneo 3D muestran una buena consistencia entre los datos medidos y los modelados. El análisis conjunto de estas dos técnicas concluye que la forma del estalagmita (sección transversal elíptica e irregularidades en la forma) influye en las frecuencias propias y la polarización de los modos, al mismo tiempo que causa una división casi ortogonal de las frecuencias naturales. Los movimientos registrados en el estalagmita muestran una amplificación significativa en comparación con los registrados en la superficie libre fuera de la cueva, lo que tiene un fuerte impacto en la evaluación del riesgo sísmico basado en espeleotemas.
Descripción
Los espeleotemas rotos o deformados se han utilizado como indicadores de paleo-terremotos desde la década de 1990; sin embargo, es difícil probar un vínculo causal, excepto en algunos espeleotemas delgados. En contraste, la presencia de espeleotemas intactos permite estimar un límite superior del nivel de movimientos horizontales del suelo de la sismicidad pasada en la zona. Las frecuencias naturales de los espeleotemas son parámetros fundamentales para su respuesta a los terremotos. Este estudio propone un nuevo método de caracterización in situ de estas frecuencias naturales. Probado en la cueva de Han-sur-Lesse (Ardenas belgas), el método se basa en registrar el ruido sísmico ambiental utilizando sensores de tres componentes en un estalagmita y un escaneo láser 3D de su forma. Los registros de ruido sísmico ambiental permiten una determinación precisa de las frecuencias propias del estalagmita. Además, los modelos numéricos basados en el escaneo 3D muestran una buena consistencia entre los datos medidos y los modelados. El análisis conjunto de estas dos técnicas concluye que la forma del estalagmita (sección transversal elíptica e irregularidades en la forma) influye en las frecuencias propias y la polarización de los modos, al mismo tiempo que causa una división casi ortogonal de las frecuencias naturales. Los movimientos registrados en el estalagmita muestran una amplificación significativa en comparación con los registrados en la superficie libre fuera de la cueva, lo que tiene un fuerte impacto en la evaluación del riesgo sísmico basado en espeleotemas.