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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E4 - Mecánica de Fallas y Fracturas
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4492
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Criterio de ruptura
Resistencia frente a tensión de corte
Grupo 2: Grupo 2: Presión de poro
Tensión normal efectiva
Grupo 3: Grupo 3: Tipos de falla
Tipo y movimiento de falla
Grupo 4: Grupo 4: Propagación de ruptura
Velocidad y extensión de ruptura
Grupo 5: Grupo 5: Escalamiento del deslizamiento
Deslizamiento promedio
Grupo 6: Grupo 6: Momento sísmico
Momento sísmico escalar
Grupo 7: Grupo 7: Magnitud de momento
Magnitud de momento
ID:1650
Grupo 1: Grupo 1: Criterio de ruptura
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Resistencia frente a tensión de corte
Pregunta clave: ¿Cuándo rompe una falla?
Resistencia frente a tensión de corte Un criterio de falla mecánica bien establecido determina exactamente cuándo ocurre esa ruptura: una falla se rompe cuando la tensión de corte que soporta supera la suma de su propia cohesión más la resistencia por fricción que esa falla opone, una resistencia por fricción que depende, a su vez, de la diferencia entre la tensión normal que comprime a la falla y la presión del fluido que ocupa los poros de la roca. La ruptura de una falla durante un terremoto se propaga a velocidades de entre dos y cuatro kilómetros por segundo, siempre por debajo de la velocidad de las ondas de corte, y el deslizamiento que esa ruptura produce escala, de forma empírica, con la longitud total de la ruptura: cuanto más larga es la ruptura, mayor es el deslizamiento que suele acompañarla. El momento sísmico escalar de un terremoto, el producto entre la rigidez de la roca, el deslizamiento promedio de la falla y el área total que la ruptura alcanzó, es la medida físicamente más rigurosa de la energía que ese terremoto liberó, y a partir de ese mismo momento sísmico escalar se calcula la magnitud de momento, una magnitud que, a diferencia de otras escalas más antiguas, no pierde sensibilidad ni se aplana en los terremotos de mayor tamaño, cerrando así el vínculo entre la ruptura de una falla con la que empezó esta descripción y la medida final de la energía que esa ruptura libera. Esta presión de fluido de poro reduce precisamente la tensión normal efectiva que la falla percibe, y esa reducción puede desencadenar un terremoto incluso bajo tensiones nominales que jamás producirían una ruptura en una roca completamente seca; este mismo mecanismo es el que explica la sismicidad inducida por la inyección de fluidos en pozos profundos.
ID:3011
Grupo 2: Grupo 2: Presión de poro
Descripción
Tensión normal efectiva
Pregunta clave: ¿Cómo alteran los fluidos la estabilidad?
Tensión normal efectiva Esta presión de fluido de poro reduce precisamente la tensión normal efectiva que la falla percibe, y esa reducción puede desencadenar un terremoto incluso bajo tensiones nominales que jamás producirían una ruptura en una roca completamente seca; este mismo mecanismo es el que explica la sismicidad inducida por la inyección de fluidos en pozos profundos. Un criterio de falla mecánica bien establecido determina exactamente cuándo ocurre esa ruptura: una falla se rompe cuando la tensión de corte que soporta supera la suma de su propia cohesión más la resistencia por fricción que esa falla opone, una resistencia por fricción que depende, a su vez, de la diferencia entre la tensión normal que comprime a la falla y la presión del fluido que ocupa los poros de la roca. Las fallas geológicas se clasifican según el régimen tectónico bajo el que se formaron: una falla normal ocurre bajo extensión, y en ella el bloque superior desciende respecto al bloque inferior; una falla inversa ocurre bajo compresión, y en ella el bloque superior asciende en cambio por encima del inferior; y una falla de desgarre, o transcurrente, produce en lugar de eso un movimiento predominantemente horizontal entre ambos bloques.
ID:3012
Grupo 3: Grupo 3: Tipos de falla
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Tipo y movimiento de falla
Pregunta clave: ¿Cómo determina el régimen tectónico la cinemática?
Tipo y movimiento de falla Las fallas geológicas se clasifican según el régimen tectónico bajo el que se formaron: una falla normal ocurre bajo extensión, y en ella el bloque superior desciende respecto al bloque inferior; una falla inversa ocurre bajo compresión, y en ella el bloque superior asciende en cambio por encima del inferior; y una falla de desgarre, o transcurrente, produce en lugar de eso un movimiento predominantemente horizontal entre ambos bloques. Un criterio de falla mecánica bien establecido determina exactamente cuándo ocurre esa ruptura: una falla se rompe cuando la tensión de corte que soporta supera la suma de su propia cohesión más la resistencia por fricción que esa falla opone, una resistencia por fricción que depende, a su vez, de la diferencia entre la tensión normal que comprime a la falla y la presión del fluido que ocupa los poros de la roca. Esta presión de fluido de poro reduce precisamente la tensión normal efectiva que la falla percibe, y esa reducción puede desencadenar un terremoto incluso bajo tensiones nominales que jamás producirían una ruptura en una roca completamente seca; este mismo mecanismo es el que explica la sismicidad inducida por la inyección de fluidos en pozos profundos. Una falla geológica es un plano de debilidad dentro de la corteza terrestre, un plano a lo largo del cual la corteza termina rompiéndose y deslizando.
ID:3013
Grupo 4: Grupo 4: Propagación de ruptura
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Velocidad y extensión de ruptura
Pregunta clave: ¿Cómo se propaga la ruptura?
Velocidad y extensión de ruptura La ruptura de una falla durante un terremoto se propaga a velocidades de entre dos y cuatro kilómetros por segundo, siempre por debajo de la velocidad de las ondas de corte, y el deslizamiento que esa ruptura produce escala, de forma empírica, con la longitud total de la ruptura: cuanto más larga es la ruptura, mayor es el deslizamiento que suele acompañarla. Un criterio de falla mecánica bien establecido determina exactamente cuándo ocurre esa ruptura: una falla se rompe cuando la tensión de corte que soporta supera la suma de su propia cohesión más la resistencia por fricción que esa falla opone, una resistencia por fricción que depende, a su vez, de la diferencia entre la tensión normal que comprime a la falla y la presión del fluido que ocupa los poros de la roca. El momento sísmico escalar de un terremoto, el producto entre la rigidez de la roca, el deslizamiento promedio de la falla y el área total que la ruptura alcanzó, es la medida físicamente más rigurosa de la energía que ese terremoto liberó, y a partir de ese mismo momento sísmico escalar se calcula la magnitud de momento, una magnitud que, a diferencia de otras escalas más antiguas, no pierde sensibilidad ni se aplana en los terremotos de mayor tamaño, cerrando así el vínculo entre la ruptura de una falla con la que empezó esta descripción y la medida final de la energía que esa ruptura libera. Esta presión de fluido de poro reduce precisamente la tensión normal efectiva que la falla percibe, y esa reducción puede desencadenar un terremoto incluso bajo tensiones nominales que jamás producirían una ruptura en una roca completamente seca; este mismo mecanismo es el que explica la sismicidad inducida por la inyección de fluidos en pozos profundos.
ID:3014
Grupo 5: Grupo 5: Escalamiento del deslizamiento
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Deslizamiento promedio
Pregunta clave: ¿Cómo escala el deslizamiento con la ruptura?
Deslizamiento promedio El momento sísmico escalar de un terremoto, el producto entre la rigidez de la roca, el deslizamiento promedio de la falla y el área total que la ruptura alcanzó, es la medida físicamente más rigurosa de la energía que ese terremoto liberó, y a partir de ese mismo momento sísmico escalar se calcula la magnitud de momento, una magnitud que, a diferencia de otras escalas más antiguas, no pierde sensibilidad ni se aplana en los terremotos de mayor tamaño, cerrando así el vínculo entre la ruptura de una falla con la que empezó esta descripción y la medida final de la energía que esa ruptura libera. La ruptura de una falla durante un terremoto se propaga a velocidades de entre dos y cuatro kilómetros por segundo, siempre por debajo de la velocidad de las ondas de corte, y el deslizamiento que esa ruptura produce escala, de forma empírica, con la longitud total de la ruptura: cuanto más larga es la ruptura, mayor es el deslizamiento que suele acompañarla.
ID:3015
Grupo 6: Grupo 6: Momento sísmico
Descripción
Momento sísmico escalar
Pregunta clave: ¿Cómo se cuantifica físicamente la ruptura?
Momento sísmico escalar El momento sísmico escalar de un terremoto, el producto entre la rigidez de la roca, el deslizamiento promedio de la falla y el área total que la ruptura alcanzó, es la medida físicamente más rigurosa de la energía que ese terremoto liberó, y a partir de ese mismo momento sísmico escalar se calcula la magnitud de momento, una magnitud que, a diferencia de otras escalas más antiguas, no pierde sensibilidad ni se aplana en los terremotos de mayor tamaño, cerrando así el vínculo entre la ruptura de una falla con la que empezó esta descripción y la medida final de la energía que esa ruptura libera. Un criterio de falla mecánica bien establecido determina exactamente cuándo ocurre esa ruptura: una falla se rompe cuando la tensión de corte que soporta supera la suma de su propia cohesión más la resistencia por fricción que esa falla opone, una resistencia por fricción que depende, a su vez, de la diferencia entre la tensión normal que comprime a la falla y la presión del fluido que ocupa los poros de la roca. Esta presión de fluido de poro reduce precisamente la tensión normal efectiva que la falla percibe, y esa reducción puede desencadenar un terremoto incluso bajo tensiones nominales que jamás producirían una ruptura en una roca completamente seca; este mismo mecanismo es el que explica la sismicidad inducida por la inyección de fluidos en pozos profundos. La ruptura de una falla durante un terremoto se propaga a velocidades de entre dos y cuatro kilómetros por segundo, siempre por debajo de la velocidad de las ondas de corte, y el deslizamiento que esa ruptura produce escala, de forma empírica, con la longitud total de la ruptura: cuanto más larga es la ruptura, mayor es el deslizamiento que suele acompañarla.
ID:3016
Grupo 7: Grupo 7: Magnitud de momento
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Magnitud de momento
Pregunta clave: ¿Cómo se obtiene la medida final del terremoto?
Magnitud de momento El momento sísmico escalar de un terremoto, el producto entre la rigidez de la roca, el deslizamiento promedio de la falla y el área total que la ruptura alcanzó, es la medida físicamente más rigurosa de la energía que ese terremoto liberó, y a partir de ese mismo momento sísmico escalar se calcula la magnitud de momento, una magnitud que, a diferencia de otras escalas más antiguas, no pierde sensibilidad ni se aplana en los terremotos de mayor tamaño, cerrando así el vínculo entre la ruptura de una falla con la que empezó esta descripción y la medida final de la energía que esa ruptura libera.
ID:3017