Modelo experimental de zonas sísmicas de subducción

Abstract

En este proyecto se presenta un estudio experimental de la dinámica sísmica en zonas de subducción mediante la generación y análisis de catálogos sísmicos sintéticos obtenidos en el laboratorio. El trabajo se fundamenta en la simulación del mecanismo de stick-slip, ampliamente aceptado como modelo físico análogo al proceso de acumulación y liberación de energía que ocurre unas fallas geológicas durante el ciclo sísmico. Para ellos, se desarrolló un sistema experimental basado en un bloque deslizante acoplado a un motor de velocidad variable, en el cual la interacción friccional entre superficies rugosas representa la interfaz de contacto entre placas tectónicas. Se modelan cuatro tipos de rugosidad utilizando lijas de diferentes granulometrías (36, 50, 80 y 120), así como dos velocidades de desplazamiento, con el fin de analizar el efecto de estas variables sobre la ocurrencia, magnitud y frecuencia de los eventos de tipo stick-slip. La fuerza de fricción en función del tiempo fue registrada mediante un dinamómetro, y las señales obtenidas se procesaron mediante algoritmos implementados en MATLAB para identificar eventos, calcular magnitudes sintéticas proporcionales a la caída de tensión y construir catálogos sísmicos normalizados. Los catálogos generados fueron caracterizados estadísticamente mediante la ley de Gutenberg-Richter, permitiendo estimar los parámetros a y b para distintas condiciones experimentales. Los resultados muestran que el sistema reproduce de manera cualitativa las principales características de la sismicidad natural. Incluyendo distribuciones frecuencia-magnitud compatibles con la relación loglineal de Gutenberg-Richter dentro de un rango de completitud instrumental. Asimismo, se observa que la rugosidad de la interfaz y la velocidad de carga influyen en la distribución de magnitudes y en la variabilidad del parámetro b, reflejando la sensibilidad del proceso de fricción a las condiciones mecánicas y cinemáticas del sistema.