LameziaWeb
   
 
 
 
 Login
Richiedi la tua e-mail personale!
tuonome@lameziaweb.biz
 
TECNICA/ Le onde sismiche
  Stampa Invia ad un amico Commenta nel Forum Articolo Letto 7981 volte  
 
Lamezia Terme - Lo studio delle onde sismiche, forze in movimento, ci richiama il concetto di Potenziale elaborato da Laplace nel XVIII° secolo, che riassume in una sola quantità tutte le forze che si concentrano in un oggetto , che non cambia il suo stato di moto o di quiete, se non interviene qualcosa che lo turbi. Questo concetto trova il suo più classico riferimento con la caduta della mela di Newton. In essa è concentrata una forza gravitazionale proporzionale alla sua massa, che, maturando, si libera dal peduncolo cha la trattiene all’albero, e con moto accelerato raggiunge la terra, trasformando la sua forza potenziale in forza cinetica e d’urto, con conseguente suo lieve schiacciamento e compressione di pochi granelli di terra. Newton conferì anche forma definitiva ai concetti di forza, di massa e di accelerazione, asserendo che lo stesso principio governa sia la caduta della mela che il movimento dei corpi celesti- Se la concentrazione di forze di contrasto fra due corpi a contatto è di dimensioni terrestri, quali sono due placche della nostra litosfera, nel raggiungere i valori di pressione tali da superare la resistenza fisica del materiale che le costituisce, quella immensa potenzialità raggiunto il suo punto critico, si trasforma istantaneamente in azione dinamica dirompente, consumandosi in piccola parte nella violenta frantumazione delle superfici a contatto, e tutto il resto ad imprimere energia cinetica alla stessa massa con la produzione di oscillazioni che si ripercuotono su grande parte del globo.
Definire queste perturbazioni onde elastiche perché i corpi interessati sono elastici.
Ogni qualvolta che una qualunque causa turba la quiete e l’equilibrio di un corpo elastico, gli imprime una perturbazione che istantaneamente viene trasmessa agli altri corpi elastici a contatto, assumendo proprietà e parametri diversi, a causa delle diverse caratteristiche e natura dei successivi corpi attraversati. A contatto con la superficie che separa due corpi a diversa consistenza fisica, o chimica, le onde elastiche, parimenti a quelle della luce, subiscono riflessione e rifrazioni. Questi diversi parametri rivelati dalle onde lungo il loro tracciato, danno la possibilità ai Geologi di distinguere e conoscere il diverso contenuto della massa terrestre.
In particolare risulta che la velocità di dette onde nel transitare nell’elemento successivo subisce un certo ritardo, perché imprime al nuovo elemento una accelerazione, che deve avere il tempo di assumere gradualmente la sua velocità compatibilmente con le caratteristiche inerziali del corpo. Rilievo questo importante perché se i vari corpi avessero tutti inerzia nulla, la velocità dell’onda potrebbe raggiungere valori elevatissimi.
I moti della crosta terrestre e la conseguente attività energetica che si manifesta principalmente lungo le strette ed allungate fasce, quali dorsali, e fosse oceaniche, essendo queste sedi instabili di processi dinamici, nel loro insieme richiedono più accurate ricerche geodinamiche.
Infatti sono notevoli, per la loro instabilità, causata da una maggiore frantumazione in placche o zolle, le fasce costiere della California, del Mar Rosso, delle Ande, degli Urali, dell’Hymalaja, quelle asiatiche e del mediterraneo, regioni nelle quali si riscontra una maggiore concentrazione di vulcani e terremoti.
Un’onda elastica, in rapida vibrazione, scaturendo dallo scontro violento fra le faglie di due o più zolle litosferiche, il proprio corpo elastico inizia a vibrare intorno alla sua naturale posizione di equilibrio, traducendosi in una vibrazione periodica dei suoi naturali parametri fisici. Le particelle vibrano avanti ed indietro, in un medesimo punto alternandosi in compressione e rarefazione, producendo variazione di volume, ma senza trasporto di materia.
Dalla sorgente sismica (ipocentro) in profondità variabile, attraverso il volume della litosfera interessata, si propagano in ogni direzione le onde sismiche primarie dette di Corpo, ovvero onde di Volume. Matematicamente se ne distinguono due fondamentali, con caratteristiche diverse, rispettivamente chiamate Onde P (primarie), che viaggiano comprimendo e dilatando il mezzo che attraversano, ed oscillando nella stessa direzione di propagazione, e onde S (secondarie), che a differenza delle P si muovono vibrando trasversalmente come le corde di una chitarra rispetto alla direzione di propagazione. Le rispettive velocità subiscono variazione in dipendenza delle caratteristiche dei terreni che attraversano, e sono dell’ordine di circa 8 Km/s per le P, ed un 60-70% in meno per le S.
Le rispettive equazione delle velocità di propagazione sono: Vp=((k+4/3* µ)/r)½ , e Vs = (µ/r)½, ove k=al modulo di incompressibilità; µ=al modulo di rigidità o di taglio; r=densità del materiale che l’onda attraversa. Raffrontandole risulta evidente che le P sono più veloci perché vi è presente il k (incompressibilità), che è sempre positivo. Inoltre le onde S non attraversano i liquidi (perché questi hanno µ=0), e questa caratteristica ha permesso ai Geologi di riconoscere quali sono le zone liquide o semiliquide della terra. Il rapporto tra le velocità mediedel rapporto Vp/Vs, risulta una costante, caratteristica per ogni tipo di materiale che attraversa, che permette di determinare la distanza tra ipocentro e sito del sensore, moltiplicandola per il fattore di 8 km/s. Se si dispone di tre sensori in posizioni e distanze diverse, e di ognuna si calcola, come sopra, la distanza, è sufficiente costruire tre circonferenze, ciascuna col centro nel sito del rispettivo sensore, e raggio pari alla distanza come sopra calcolata; il punto d’intersezione comune ai tre cerchi indicherà la posizione dell’epicentro.
Le Onde di Corpo raggiunta la superficie terrestre subiscono delle intersezioni di discontinuità fisica, che creano altre onde di separazione tra crosta terrestre ed atmosfera, dette di superficie, le quali si propagano guidate lungo la superficie. Vengono facilmente indotte quando l’ipocentro è poco profondo, e la loro energia risulterà esponenzialmente minore se l’onda che la genera proviene da un profondo ipocentro. I sismografi sono spesso dominati da queste onde che presentano maggiore ampiezza delle P ed S, che le hanno originate. Specificatamente quando un’onda S si presenta sulla libera superficie viene in parte riflessa, ed in parte crea una ulteriore onda, sempre in superficie, che si chiama onda di Rayleigh. Queste si riscontrano in semispazi omogenei e disomogenei, quali onde disperse, la cui velocità è anche funzione della loro frequenza.
La visualizzazione di queste onde è simile a quelle che si creano buttando un sasso in uno stagno d’acqua. Il moto è vincolato in uno spazio verticale Il moto di una particella investito da una onda Rayleigh vicina alla superficie segue un movimento ellittico retrogrado secondo la direzione di propagazione dell’onda. Tali ellissi sono sempre più piccole con l’aumento della profondità. E’ importante notare che il contatto tra due ellissi, una superiore e l’altra inferiore costituiscono dei nodi della funzione, il cui terreno non si muove.
Altre onde, che si notano solo in superfici, create dall’incontro delle Onde S con la superficie libera del terreno, la cui generazione si verifica nei mezzi in cui la velocità delle onde S aumenta con la profondità, ossia in presenza di un mezzo disomogeneo, sono quelle di Love, che producono vibrazioni del terreno sul piano orizzontale ed in direzione normale rispetto alla direzione di propagazione dell’onda. La loro velocità è maggiore delle onde S negli strati più superficiali della crosta terrestre, ma è minore negli strati più bassi. Queste risultano le più pericolose per i nostri fabbricati.
Parametri importanti delle onde sismiche sono il Periodo, che varia da terremoto a terremoto di frazioni di secondo per onde longitudinali di terremoti vicini, fino dieci secondi per onde superficiali di terremoti lontani. L’Accelerazione diventa distruttiva per gli edifici poco solidi quando il suo valore supera i 5 cm/sec². Determinante è anche la Velocità di propagazione delle onde longitudinali se supera i 5,5 km/sec, quella delle onde trasversali i 4 m/sec, ed i 3,4 km/sec quella delle onde superficiali.
 
Allegati: Nessun allegato presente
 
Autore: Ing. Aldo Gatti |Archivio Notizie dalla Città
 
 
© 2001 www.lameziaweb.biz |Terms of use |Privacy Policy |Scrivi alla Redazione |Segnala un errore |Studio Grafico Fradaweb