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Laboratory earthquakes: dynamic shear cracks in heterogeneous frictional interfaces

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Cómo se agrieta la tierra: entender los terremotos

Entender la resistencia al deslizamiento (fricción) que existe en las fallas de la corteza terrestre durante un terremoto es importante para realizar una estimación de la importancia de los daños que provocará el terremoto. Investigadores de la Unión Europea han realizado avances importantes en los campos de la física y la geología relacionados con esta cuestión.

Cambio climático y medio ambiente

El proyecto Earthcracks («Terremotos de laboratorio: grietas dinámicas de cizalla en interfaces heterogéneas sometidas a fricción») tenía como objetivo usar métodos experimentales, teóricos y numéricos para evaluar la fricción, la generación de fallas y su propagación vinculadas a terremotos, desde el punto de vista multidisciplinar de la física y la geología. Los investigadores diseñaron y pusieron en marcha un montaje experimental con el que imitar una falla sísmica en condiciones de laboratorio controladas con gran precisión. Mediante la adquisición de imágenes con una cámara de alta velocidad y la aplicación de técnicas de correlación de imágenes se estudió la transición del estado de fricción estática (estacionaria) a cinética (en movimiento) en la interfaz de deslizamiento. A continuación, se llevó a cabo un análisis teórico de la asimetría de la interfaz inducida por fricción en casos de movimiento de adherencia-deslizamiento con el fin de entender las condiciones de la interfaz, la acumulación de tensiones y la dinámica subsiguiente de propagación de grietas de cizalla. El proyecto dio como resultado varios resultados importantes con los cuales los investigadores han determinado que, en contra de la opinión popular, una interfaz sometida a fricción es muy irregular. La aplicación de una fuerza tangencial aumenta la asimetría de la distribución de presión en la superficie de la interfaz. Además, la falta de homogeneidad subsiguiente inducida por las tensiones generadas es mucho más importante que las asimetrías en la geometría natural en cuanto se refiere a la generación y propagación de grietas de cizalla. Como resultado de su trabajo, el equipo de Earthcracks generó nueve artículos y ofreció seis charlas sobre temas relacionados con las fracturas y la fricción en física y geología. Además, se ofreció al investigador principal un puesto permanente de investigación en el CNRS (Francia) antes de completar el periodo de la beca. Gracias a todo ello, el proyecto Earthcracks ha profundizado en la comprensión de cómo se agrieta y se desplaza la tierra durante un terremoto y ha aportado formación y experiencia importantes para un nuevo científico en este campo.

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