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Programa proyecto AICO/2016/098

Título: Investigación en diseño y desarrollo de sistemas de adquisición y registro de datos para microzonación sísmica.

GVA aico 2016 Universidad de Alicante

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INTRODUCCIÓN

En los últimos años se ha demostrado con numerosas investigaciones la importancia de los efectos locales o efectos de sitio en los efectos devastadores de un terremoto. De ahí el crucial interés que supone caracterizar el tipo de suelo y conocer su respuesta ante un evento sísmico, como primer paso para la estimación de posibles escenarios de riesgo sísmico y posterior desarrollo de planes de emergencia. Respecto a la cuenca del Bajo Segura, es una zona de sismicidad moderada pero con eventos históricos de gran magnitud que podrían repetirse en el futuro. De ahí que un pormenorizado estudio de la geometría de la cuenca y su composición sería de gran importancia, especialmente en las zonas urbanas. A este respecto, las medidas en array de ruido sísmico resultan las más apropiadas para entornos urbanos porque no resultan invasivas y se adaptan a las características del municipio. Además de permitir un conocimiento del tipo de suelo mucho más profundo que lo que se dispone hasta ahora con el empleo de técnicas geotécnicas.

En esta línea de trabajo, el equipo del presente proyecto, en colaboración con otros equipos de investigación nacionales y extranjeros que nos dejaron los equipos necesarios, ya se llevó a cabo estudios en array en tres municipios (ver referencia de Rosa-Cintas el al., 2011). Sin embargo esto está muy lejos de lo que se requeriría para un completo estudio de los municipios localizados en la cuenca. Ahora mismo el mayor problema es la falta de recursos, en concreto de sistemas de adquisición y registro. A este respecto, el equipo de investigación también lleva años trabajando en nuevas técnicas para la optimización de los recursos (ver referencias Galiana-Merino et al., 2011; Rosa-Cintas et al., 2013; Rosa-Cintas et al., 2014; Galiana-Merino et al., 2015) y ahora se dispone a dar un paso adelante decisivo con el desarrollo de sus propios equipos de adquisición y registro, basados en sistemas de bajo coste y de hardware y software abierto. Esto nos permitirá disponer de equipos fabricados ad-hoc para las necesidades requeridas en las medidas de ruido sísmico, tanto para medida de tres componentes (para aplicación de la técnica H/V), como para medidas en array. Pero también para medidas de reflexión/refracción sísmica, y sin quedarse no sólo en la aplicación científica sino que también podría emplearse para fines docentes en las titulaciones relacionadas.

El desarrollo de estos sistemas de adquisición de bajo coste y de hardware y código abierto abrirá el camino y supondrá un avance importante para otros equipos de investigación, especialmente para aquellos localizados en países en vías de desarrollo y con recursos limitados.

  • Galiana-Merino J.J., Mahajan A.K., Lindholm C., Rosa-Herranz J., Mundepi A.K. and Nitesh Rai 2011. Seismic noise array measurements using broadband stations and vertical geophones: preliminary outcomes for the suitability on f-k analysis. Bulletin of Earthquake Engineering 9, 1309–1325.
  • Galiana-Merino, J.J., Rosa-Cintas, S., Rosa-Herranz, J. Garrido, J., Peláez, J.A., Martino, S., Delgado, J. (2015). Array measurements adapted to the number of available sensors: Theoretical and practical approach for ESAC method. Enviado a Journal of Applied Geophysics.
  • Rosa-Cintas, S., Galiana-Merino, J.J., Molina, S., Rosa-Herranz, J., García-Fernández, M., Jiménez, M.J. (2011). Soil characterization in urban areas of the Bajo Segura Basin (Southeast Spain) using H/V, F–K and ESAC methods. Journal of Applied Geophysics 75, 543–557.
  • Rosa-Cintas, S., Galiana-Merino, J.J., Rosa-Herranz, J., Molina, S. and Giner-Caturla, J., 2013, Suitability of 10 Hz vertical geophones for seismic noise array measurements based on frequency-wavenumber and extended spatial autocorrelation analyses. Geophysical Prospecting 61, 183–198.
  • Rosa-Cintas, S., Galiana-Merino, J.J., Alfaro, P., Rosa-Herranz, J. (2014). Optimizing the number of stations in arrays measurements: Experimental outcomes for different array geometries and the f-k method. Journal of Applied Geophysics 102, 96–133.

 

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OBJETIVOS Y METODOLOGÍA DE TRABAJO

Durante el primer año del proyecto se ha desarrollado el objetivo 1 y parte del objetivo 2, siguiendo el cronograma preestablecido en la memoria inicial:

Objetivo

Meses del primer año

Meses del segundo año

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

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24

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 1. Cronograma del proyecto AICO.

 

Diseño, implementación y evaluación de un prototipo de adquisición de datos de bajo coste que permita el registro de señales sísmicas mediante un geófono triaxial. Más información aquí.

 

Diseño, implementación y evaluación de un prototipo de adquisición de datos de bajo coste que permita el registro simultáneo de señales sísmicas mediante varios geófonos verticales (medidas en array). Más información aquí.

 

Aplicación de la instrumentación desarrollada para la estimación de efectos de sitio en zonas urbanas (H/V, f-k, ESAC). Más información aquí.

 

Difusión de resultados. Más información aquí.

 

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PUBLICACIONES DERIVADAS DEL PROYECTO

Artículos en revistas (JCR)

  • Soler-Llorens,J.L.; Galiana-Merino, J.J.; Giner-Caturla, J.; Jauregui-Eslava P.; Rosa-Cintas, S.; Rosa-Herranz, J. (2016) Development and programming of Geophonino: A low cost Arduino-based seismic recorder for vertical geophones. Computers & Geosciences, 94, 1-10.
  • Soler-Llorens, J.L.; Galiana-Merino J.J.; Giner-Caturla J.J.; Jauregui-Eslava P.; Rosa-Cintas S.; Rosa-Herranz J.; Nassim Benabdeloued, B.Y (2018) Design and test of Geophonino-3D: A low-cost three-component seismic noise recorder for the application of the H/V method. Sensors and Actuators A: Physical, 269, 342-354
  • Agea-Medina, N.; Molina-Palacios, S.; Lang, D.H.; Ferreiro-Prieto, I.; Huesca, J.A.; Galiana-Merino, J.J.; Soler-Llorens, J.L. (2018). Sensitivity of structural damage to earthquake ground motion scenarios. The Torrevieja earthquake case study. International Journal of Computational Methods and Experimental Measurements, 6(5), 921-932. 

Capítulos en libros

  • Agea–Medina, N.; Molina–Palacios, S.; Lang, D.H.; Ferreiro–Prieto, I.; Galiana–Merino, J.; Soler–Llorens, J.L. "Torrevieja earthquake risk scenario in the urban environment of Guardamar del Segura: Analysis of uncertainties." en "11th Intenational Workshop on Seismis Microzoning and Risk Reduction" , ISBN: 978–84–16929–72–6, Espan%u0303a, Godel Impresiones Digitales, S.L., pp. 163–176, (2017)
  • Soler–Llorens, J.L.; Galiana–Merino, J.J.; Giner–Caturla, J.; Rosa–Cintas, S.; Rosa– Herranz, J.; Agea–Medina, N.; Molina, S. "Implementation and validation of a low–cost multichannel seismic noise recorder" en "11th Intenational Workshop on Seismis Microzoning and Risk Reduction" , ISBN: 978–84–16929–72–6, Espan%u0303a, Godel Impresiones Digitales, S.L., pp. 207–214, (2017)

Aportaciones a congresos y demás resultados de la investigación

  • Soler-Llorens,J.L.; Galiana-Merino, J.J.; Jauregui-Eslava, P.; Rosa-Cintas, S.; Rosa-Herranz,J.; Giner-Caturla  J. (2016). Implementación y validación de un registrador sísmico de bajo coste para geófonos verticales. 9ª Asamblea Hispano Portuguesa de Geodesia y Geofísica. 28-30 Junio. Madrid (España) (comunicación oral).
  • Galiana-Merino, J.J.; Rosa-Cintas, S.; Soler-Llorens, J.L.; Rosa-Herranz, J. (2016). Optimization of Equipment for Ambient Noise Array Measurements. 22nd European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics, 4-8 September, Barcelona (Spain) (ponencia invitada)
  • Soler-Llorens, J.J.; Galiana-Merino, J. J.; Giner-Caturla, J. J.; Jauregui-Eslava, P.; Rosa-Cintas, S.; Rosa-Herranz, J. (2016). Development and validation of a low-cost three-component recorder for H/V method application. 35th General Assembly of the European Seismological Commission. 4-10 September. Trieste (Italy) (póster)
  • Galiana-Merino, J. J.; Soler-Llorens, J. L.; Rosa-Herranz, J.; Rosa-Cintas, S.; Giner-Caturla, J. J.; Jauregui-Eslava, P. (2016). Ambient noise recording and H/V analysis through Arduino Due and Matlab. 35th General Assembly of the European Seismological Commission. 4-10 September. Trieste (Italy) (póster)
  • Soler-Llorens, J.L.; Galiana-Merino, J.J.; Giner-Caturla, J.J.; RosaCintas, S.; Rosa-Herranz, J.L.; Agea-Medina, N.; Molina-Palacios, S. (2016). Implementation and validation of a low-cost multichannel noise recorder. 11th International Workshop on Seismic Microzoning and Risk Reduction. 3-5 October. Granada (Spain) (póster)
  • Noelia Agea-Medina, N.; Molina-Palacios, S.; Lang, D.; Ferreiro-Prieto, I.; Galiana-Merino, J.J.,; Soler-Llorens, J.L. (2016) Torrevieja earthquake risk scenario in the urban environment of Guardamar del Segura: Analysis of uncertainties. 11th International Workshop on Seismic Microzoning and Risk Reduction. 3-5 October. Granada (Spain) (comunicación oral)
  • Soler-Llorens, J.L.; Giner-Caturla, J.J.; Molina-Palacios, S.; Galiana-Merino, J.J.; Rosa-Herranz, J.; Agea-Medina, N. (2017) Design and implementation of a low-cost multichannel seismic noise recorder for array measurements. EGU General Assembly 2017, 23-28 Abril, Viena (Austria) (póster)
  • Agea-Medina, N.; Galiana-Merino, J.J.; Navarro, M.; Molina-Palacios, S.; Rosa-Herranz, J.; Soler-Llorens, J.L. (2017) Seismic microzonation of the city of Elche (Spain) for earthquake loss estimation. EGU General Assembly 2017, 23-28 Abril, Viena (Austria) (póster)

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