Ondas sismicas de cesar omar jimenez

PROCESAMIENTO DIGITAL DE SEÑALES
SISMICAS EN ENTORNO MATLAB
César Omar Jiménez Tintaya
(Instituto Geofísico del Perú)
cjimenez@axil.igp.gob.pe
RESUMEN
Aplicar el procesamiento digital de señales y el lenguaje de programación Matlab para realizar la lectura automática de los parámetros de señales sísmicas: fase P, fase S, periodo, amplitud y duración. Vectorizar los datos de tiempo (t) yseñal sismica (y). Aplicar una transformada rápida de Fourier a toda la señal y observar si hay frecuencias no deseadas para luego aplicar un filtro si fuere necesario. El cálculo de la fase P y S se realiza empleando un algoritmo de comparación de la envolvente de la señal. La amplitud de la onda S estará relacionada con el máximo valor del vector y. Se aplica la transformada rápida de Fourier (fft)en torno a la posición de la fase S para calcular el espectro de frecuencias. El periodo será igual a la inversa de la frecuencia correspondiente al pico máximo. Diseño e implementación de una interfaz gráfica en Matlab para la lectura (con funciones de lectura automática o lectura manual) de señales sísmicas con tres componentes. Agilizar la rutina al realizar la lectura de las señales sísmicasuna por una.
INTRODUCCION
La Tierra no es un cuerpo estático sino que ha estado y está sujeta a una continua actividad, es decir, la Tierra es un sistema dinámico. Esto se debe a la interacción de las fuerzas geológicas del interior de la tierra. La corteza terrestre está constituida por las llamadas placas tectónicas, las cuales, en su interacción, producen los terremotos y volcanes.
ElCinturón de Fuego del Pacífico es la principal zona de riesgo sísmico mundial, ya que casi todas las zonas de subducción presentes en la Tierra se ubican alrededor del océano Pacífico, al igual que más de las tres cuartas partes de todos los volcanes activos y extinguidos. El Cinturón de Fuego del Pacífico se extiende a lo largo de la costa occidental de América, las islas Aleutianes, la costa oriental deAsia y las islas del Japón.
Los márgenes de subducción marcan aquellas zonas en las que las placas convergen unas con otras. Este movimiento obliga a una de ellas a introducirse por debajo de la otra, como resultado de esto la litósfera se consume o se destruye.
Como producto de esta interacción entre placas, se producen los terremotos, que consiste en el movimiento de la tierra a través de lasondas sísmicas. Estas ondas sísmicas pueden ser de varios tipos, siendo las principales las ondas P y S. Las ondas P o primarias son ondas de compresión y longitudinales. Las ondas S (o secundarias) son ondas transversales de cizalla.
La presencia de estas ondas son detectadas por los instrumentos llamados sismógrafos, que basicamente consisten en un sistema masa resorte y amortiguador (unsistema de segundo orden) y un sistema de grabación de datos, ya sea en un medio analógico (aguja sobre tambor con papel ahumado) o mediante un medio digital (PC con conversor analógico digital).
Figura 1. Señal sísmica
Con los tiempos de llegada de las ondas P y S, y la duración del sismo, es posible calcular la localización del epicentro, la magnitud y el tiempo origen del terremoto, teniendo 3estaciones sísmicas como mínimo. También puede utilizarse una estación sísmica con 3 componentes, siempre y cuando las fases P sean impulsivas para un sismo local.
SEÑALES Y SISTEMAS
Una señal es una variable física que contiene o transporta información. Algunos tipos de señales son: tensión, sonido, imagen, temperatura captada por un sensor, movimiento, etc Nos interesan especialmente las señalesque varían en el tiempo. No todas las señales varían en el tiempo, ejemplo: una imagen fotográfica. Las señales variables en el tiempo pueden representarse mediante una función del tiempo y(t). Estas señales pueden ser de dos tipos: continuas o discretas.
Figura 2. Modelo de un sistema
Un sistema es un conjunto interconectado de elementos que procesan una señal. Se caracteriza por tener una...