5 - REDES SISMICAS
5.1 - Redes de cobertura mundial, regional y local+Arreglos5.2 - Redes sísmicas de México5.3 - Boletines de sismicidad5.4 - Catálogos de sismicidad y su utilidad5.5 - Criterios de selección de instrumentación sísmica5.6 - Estudios de niveles de ruido
2Wednesday, November 23, 11
• Principales cuestiones:
tipo de estación: red (global/regional/local…) / arreglo / única permanente / temporal superficie (campo libre / estructura) / pozo / fondo marino
propósito: monitoreo de rutina / estudios específicos (réplicas, exploración, sismicidad inducida, vulcanología, etc.)
ancho de banda (SP / LP / BB / VBB) -función de respuesta- rango dinámico (BB / SM / geófono) nº componentes requerimientos de emplazamiento e instalación facilidad de operación / reparación capacidad de almacenamiento portabilidad consumo de energía / fuente de alimentación estabilidad ante cambios ambientales sistema de comunicación presupuesto
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• Principales parámetros:
sensor frecuencia o periodo natural constante de amortiguamiento cte. del generador ruido interno nº componentes
digitalizador & rango dinámicoregistrador resolución tasa de muestreo nº canales nivel ruido
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5 - REDES SISMICAS
5.1 - Redes de cobertura mundial, regional y local+Arreglos5.2 - Redes sísmicas de México5.3 - Boletines de sismicidad5.4 - Catálogos de sismicidad y su utilidad5.5 - Criterios de selección de instrumentación sísmica5.6 - Estudios de niveles de ruido
5Wednesday, November 23, 11
• Principales cuestiones:
tipo de estación: red (global/regional/local…) / arreglo / única permanente / temporal superficie (campo libre / estructura) / pozo / fondo marino
propósito: monitoreo de rutina / estudios específicos (réplicas, exploración, sismicidad inducida, vulcanología, etc.)
ancho de banda (SP / LP / BB / VBB) -función de respuesta- rango dinámico (BB / SM / geófono) nº componentes requerimientos de emplazamiento e instalación facilidad de operación / reparación capacidad de almacenamiento portabilidad consumo de energía / fuente de alimentación estabilidad ante cambios ambientales sistema de comunicación presupuesto RUIDO
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RUIDO
existe en todo registro (amplitudes ~ 10-3 – 10-8 cm) dos fuentes: - instrumentación (sensor, digitalizador, amplificador…) térmico (mov. browniano masa, muelle…) -1/α m, α h, <<<- electrónico (ruido de Johnson -paso I por compons. electróns- ruido elementos semiconductores) limitación sensibilidad (ppalmente a ↓f -señal ↓, ruido semi ↑-) - vibraciones del suelo (ruido sísmico) cultural o humano (↑f, >2-4 Hz, m-km, ++ Δdía/noche, aten. ++ con r o H) natural: viento (↑f, cualq. cuerpo sobre sup. terrestre + topografía) circulación atmosférica (variaciones diarias, estacionales…) marino (microsismos; ↓f; olas -10-16 s- - mareas) otras fuentes (corrientes de agua, actividad volcánica, etc.)
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FUENTES DE RUIDO
• Cultural: Por tráfico y máquinas. Frecuencias altas (>2-4 Hz). Cambia mucho entre noche y dia. Disaparece rápido con distancia de la fuente y con profundidad.
• Viento: Similar a ruido cultural, pero por el acoplamiento de estructuras grandes que se mueven en el viento, puede tener más frecuencias bajas.
• Océano: Más grande cerca de las costas, tiene periodos de la mitad a las ondas en el océano, 0.5*(10-16 segundos). Puede tener amplitudes hasta 20.000 nm cerca de la costa en tormentas.
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LA FUENTE DE EL PICO MICROSÍSMICO
• El pico microsísmico (8 seg en el Pacífico, 3-5 seg en el Atlántico) es causado por ondas estacionarias en la costa.
• Las ondas estacionarias son la interacción entre ondas llegando a y saliendo de la costa.
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RUIDO DEL SENSOR
• Ruido de un 4.5 Hz Geofon
• El ruido del sensor es más que el ruido de la Tierra (Low Noise Model)
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• Diferente contenido de frecuencias diferentes fuentes
¿cómo observar y medir el ruido? dominio t: depende ancho de banda del filtro usado
Estación MOL (Serv. Sism. Noruego)40 km del Mar del Norte
Amplitud en cuentas
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• Diferente contenido de frecuencias diferentes fuentes
¿cómo observar y medir el ruido? dominio t: depende ancho de banda del filtro usado
Estación MOL (Serv. Sism. Noruego)40 km del Mar del Norte
Amplitud en cuentas
Frecuencia dominante del ruido
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• Diferente contenido de frecuencias diferentes fuentes
¿cómo observar y medir el ruido? dominio t: depende ancho de banda del filtro usado
Estación MOL (Serv. Sism. Noruego)40 km del Mar del Norte
Amplitud en cuentas
Frecuencia dominante del ruido
Desplazamiento
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• Dominio f
espectro de densidad de potencia del ruido en aceleración, Pa(ω)
p(t) = u2(t)Potencia instantanea
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• Dominio f
espectro de densidad de potencia del ruido en aceleración, Pa(ω)
p(t) = u2(t)Potencia instantanea
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• Dominio f
espectro de densidad de potencia del ruido en aceleración, Pa(ω)
u(t): ms-2 U(ω): ms-1
p(t) = u2(t)Potencia instantanea
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• Dominio f
espectro de densidad de potencia del ruido en aceleración, Pa(ω)
u(t): ms-2 U(ω): ms-1
u(t): ms-2 p(t): m2s-4 ≡ (ms-2)2p(t) = u2(t)
Potencia instantanea
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• Dominio f
espectro de densidad de potencia del ruido en aceleración, Pa(ω)
u(t): ms-2 U(ω): ms-1
u(t): ms-2 p(t): m2s-4 ≡ (ms-2)2
u(t): ms-2 PSD(t): m2s-3 ≡ (ms-2)2/Hz
p(t) = u2(t)Potencia instantanea
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• Dominio f
espectro de densidad de potencia del ruido en aceleración, Pa(ω)
u(t): ms-2 U(ω): ms-1
u(t): ms-2 p(t): m2s-4 ≡ (ms-2)2
u(t): ms-2 PSD(t): m2s-3 ≡ (ms-2)2/Hz
Pa(ω): (ms-2)2/Hz
p(t) = u2(t)Potencia instantanea
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• Dominio f
espectro de densidad de potencia del ruido en aceleración, Pa(ω)
u(t): ms-2 U(ω): ms-1
u(t): ms-2 p(t): m2s-4 ≡ (ms-2)2
u(t): ms-2 PSD(t): m2s-3 ≡ (ms-2)2/Hz
Pa(ω): (ms-2)2/Hz
Pv(ω): (ms-1)2/Hz
p(t) = u2(t)Potencia instantanea
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• Dominio f
espectro de densidad de potencia del ruido en aceleración, Pa(ω)
u(t): ms-2 U(ω): ms-1
u(t): ms-2 p(t): m2s-4 ≡ (ms-2)2
u(t): ms-2 PSD(t): m2s-3 ≡ (ms-2)2/Hz
Pa(ω): (ms-2)2/Hz
Pv(ω): (ms-1)2/Hz
representación ruido: Pd(ω): (m)2/Hz
p(t) = u2(t)Potencia instantanea
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• Dominio f
espectro de densidad de potencia del ruido en aceleración, Pa(ω)
u(t): ms-2 U(ω): ms-1
u(t): ms-2 p(t): m2s-4 ≡ (ms-2)2
u(t): ms-2 PSD(t): m2s-3 ≡ (ms-2)2/Hz
Pa(ω): (ms-2)2/Hz
Pv(ω): (ms-1)2/Hz
representación ruido: Pd(ω): (m)2/Hz
p(t) = u2(t)Potencia instantanea
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• Dominio f
espectro de densidad de potencia del ruido en aceleración, Pa(ω)
u(t): ms-2 U(ω): ms-1
u(t): ms-2 p(t): m2s-4 ≡ (ms-2)2
u(t): ms-2 PSD(t): m2s-3 ≡ (ms-2)2/Hz
Pa(ω): (ms-2)2/Hz
Pv(ω): (ms-1)2/Hz
representación ruido: Pd(ω): (m)2/Hz
p(t) = u2(t)Potencia instantanea
Regresar a acceleración:
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Ruido: generalidades y curvas de Peterson (1993)
* componentes horizontales > vertical
* reducción a profundidadp.ej. enterramiento 0.5 m sitios temporales reducción ++ fluctuaciones Tsuperficie
* modelos globales (NHNM y NLNM -new (global) high/low noise models-) (Peterson, 1993)75 estaciones en todo el mundo: límites sup. e inf.
* generalmente ruido int. continentess. < costa (pero r>>…)
* análisis emplazamiento: t ≠ momentos día/semana/estaciones…
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“LO NUEVO”
• En la decada pasada fue “rediscubrido” que se puede estimar la función de Green (o algo similar) entre dos estaciones, haciendo una corelación cruzada de registros largos de ruido.
• Primero mapas de velocidad de grupo, ahora hacen mapas de velocidad de fase que se puede trasladar a modelos 3D de velocidad.
• El ruido es más grande < 30 segundos, por eso solo tenemos señal para ondas de superficie con sensitividad a profundidades 30 km (muy aproximadamente).
• Ya tenemos una exploción en el uso de ruido como señal, en estudios de la estructura de la Tierra, en escala regional hasta escalas de exploración.
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Velocidad de fase, Onda Rayleigh 12 segundos
Ekstrom, Abers, Webb 2009
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