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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA INDUSTRIAL

ESTUDIO DEL FENÓMENO LLAMADO TSUNAMI MEDIANTE LA MECÁNICA DE OSCILACIONES Y ONDAS  ALUMNO : CHEGNE CUEVA MICHAEL ANGELO DELGADO PINO ROYSI DE LA PUENTE TORRES FERNANDO PEREZ VILLAVICENCIO YAQUELIN RUBIO CASTAÑEDA ERIKA MELISSA  DOCENTE: DOBBERTIN SANCHEZ ENRIQUE  CURSO: FISICA I

2017-2 1

INDICE 1. DATOS PRELIMINARES. ........................................................................................ 3 1.1. Título del proyecto de investigación:........................................................................... 3 1.2. Autores: .................................................................................................................. 3 1.3. Localización:. .......................................................................................................... 3 2. PLAN DE INVESTIGACION. ................................................................................... 3 2.1. Realidad Problemática: ............................................................................................ 3 2.2. Formulación del problema: ....................................................................................... 4 2.3. Justificación del problema: ........................................................................................ 4 2.4. Limitaciones ............................................................................................................ 4 3. Objetivos. ................................................................................................................ 4 3.1. Objetivo General:..................................................................................................... 4 4. Marco Teórico. ........................................................................................................ 4 4.1.

Antecedentes: .................................................................................................... 4

4.2.

Bases Teóricas: ................................................................................................. 4

5. Marco conceptual ................................................................................................... 5 5.1. Planteamiento de la hipótesis. .............................................................................. 5 5.2. Variables. .............................................................................................................. 5 6. Material Y Métodos ................................................................................................. 5 6.1. Equipos y Materiales. ............................................................................................ 5 6.2. Ubicación del área de estudio. .............................................................................. 5 7. Metodología. ........................................................................................................... 5 CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS .............................................................................. 5 Superposición de ondas ............................................................................................... 9 8. Análisis y Discusión de Resultados: .................................................................. 11 9. Conclusiones y Recomendaciones .................................................................... 13 10.

Referencias bibliográficas............................................................................... 13

10.1 Libros: ................................................................................................................. 13 10.2 Articulo de revista: .............................................................................................. 13 10.3 Material consultado por internet (linkografía): ..................................................... 13 11.

Anexos ............................................................................................................. 14

11.2 Anexo 1: .............................................................................................................. 14

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1.

DATOS PRELIMINARES. 1.1. Título del proyecto de investigación: EL ESTUDIO DEL FENÓMENO LLAMAMADO TSUNAMI MEDIANTE LA MECÁNICA DE OSCILACIONES Y ONDAS 1.2. Autores: 

Chegne cueva, Michael, N00020279, [email protected]



Delgado Pino, Roysi, N00022087, [email protected]



De la Puente Torres, Luis Fernando, N00022019, [email protected]



Rubio Castañeda, Melissa, N00032872, [email protected]



Pérez Villavicencio, Yaquelin, N00030454, [email protected]

1.3. Localización: El Área de estudio para el proyecto son las zonas afectadas por los Tsunamis en el Perú. 2.

PLAN DE INVESTIGACION. 2.1. Realidad Problemática: La población del Perú asciende a 31 millones 488 mil 625 personas, de esa cifra, el 50,1% son hombres y el 49,9% mujeres y la mayoría se encuentra en la región Lima, que alberga a 9 millones 985,664 de personas. Los distritos más afectados por un tsunami serían Villa El Salvador, La Molina, Ventanilla, San Juan de Lurigancho y Chorrillos son los más vulnerables frente a un sismo de gran magnitud en la capital. Los suelos arenosos, los taludes inestables y la presencia de agua subterránea elevan el riesgo de colapso de las viviendas en estas zonas. Si hablamos del Perú en general, se sabe que un sismo mayor a 7 grados con epicentro en el mar puede generar un tsunami y al haber un tsunami la zona más afectada sería la costa del Perú, así mismo la Cámara Peruana de Construcción (Capeco) estimó que cerca del 30% de viviendas en el país son informales, no cuentan con un adecuado diseño estructural. Además, reveló que en Lima se construyen 20 mil viviendas al año, pese al déficit de 500 mil. Este sería el gran problema, la construcción de casas en lugares arenosos y si en caso hubiera un tsunami este se llevaría con facilidad este tipo de casas.

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2.2. Formulación del problema: ¿Cuáles serían las consecuencias de un sismo seguido de un tsunami en el Perú, si no estamos preparados? 2.3. Justificación del problema: Las inundaciones, destrucción de edificios, casas, pequeñas poblaciones y pérdida de vidas. 2.4. Limitaciones En el proyecto de la mecánica de oscilaciones nos basamos en investigar y dar a conocer a las personas sobre los riesgos que se dan ante este fenómeno. 3.

Objetivos. 3.1. Objetivo General: Dar a conocer a las personas la importancia que tiene formar parte de los simulacros que realiza el INDECI para estar preparados ante cualquier fenómeno natural.

4.

Marco Teórico. 4.1. Antecedentes: El Perú se encuentra ubicado en una de las zonas sísmicas más activas del mundo conocido como Círculo del Fuego. Por tal motivo, muchos sismos han afectado y afectarán nuestro país, de los cuales, algunos han ocasionado tsunamis. Estudiar cómo se generan y propagan los tsunamis en nuestra costa permitirá, lograr una mejor prevención y mitigación de los desastres que ocasionan este tipo de eventos. 4.2. Bases Teóricas: El movimiento de las onda mecánicas se propaga por un medio pero no tiene movimiento; esta actividad produce un Tsunami, pues este fenómeno se produce por los vientos pero en su mayor parte por un movimiento telúrico debajo de las aguas, es decir un movimiento sísmico empuja una parte del fondo del mar hacia arriba o hacia abajo lo que produce una ola la cual con forme crece avanza, logrando llegar a la tierra y provocando consecuencias dañinas para las zonas que no estén preparadas para un fenómeno como este.

4

5.

Marco conceptual 5.1.

Planteamiento de la hipótesis. El adecuado estudio del fenómeno llamado Tsunami mediante la mecánica de oscilaciones y ondas nos permitirá dar respuesta a una gran incógnita ¿Por qué se producen los Tsunamis?

5.2. Variables. 

Nuestra variable de estudio es saber lo que y como se ocasionan los Tsunamis.

6.

Material Y Métodos 6.1.

6.2.

Equipos y Materiales. 

Internet



Libros



Maqueta



Tecnopor



Base de triplay



Temperas



Silicona



Hojas de papel



Hojas bond



Folder

Ubicación del área de estudio. El Área de estudio para el proyecto son las zonas afectadas por los Tsunamis en el Perú.

7.

Metodología. CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS Las ondas se clasifican atendiendo a diferentes aspectos: * En función del medio en el que se propagan 

Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, 5

la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a través de ella. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad. 

Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio pudiendo, por tanto, propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico en relación con un campo magnético asociado.



Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.

* En función de su propagación o frente de onda

6



Ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos.



Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.



Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.

* En función de la dirección de la perturbación 

Ondas longitudinales: el movimiento de las partículas que transportan la onda es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.



Ondas transversales: las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

* En función de su periodicidad 

Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal.



Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.

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ELEMENTOS DE UNA ONDA

Los elementos de una onda son los siguientes: la cresta, el valle, el nodo, la longitud de onda y la amplitud.

En las ondas transversales se presentan la cresta y el valle. La cresta es el punto que ocupa la posición mas alta en una onda y el valle es el punto más bajo de la onda.

El nodo es el punto del medio material que no tiene desplazamiento vertical, es decir, no tiene amplitud; en la figura anterior el punto C es el nodo.

La longitud de onda es la distancia entre dos crestas consecutivas de una misma onda o entre dos valles consecutivos; generalmente, la longitud de onda se considera como la distancia entre dos puntos que están en el mismo estado de vibración.

La Amplitud: Cuando tú mantienes tensa una cuerda que está sujeta por el otro extremo, esta cuerda está en equilibrio. Si le comunicas un impulso hacia arriba, se produce una onda, porque se origina una separación en la parte que está más próxima a sus manos. La preparación entre su posición de equilibrio y su máxima altura es la amplitud (A).

PERIODO Y FRECUENCIA 

El período: cuando producimos ondas en sucesivos impulsos hacia arriba y hacia abajo, las ondas formadas viajan. El tiempo que se toma una onda en pasar por un punto del medio material perturbado es lo que constituye el período.



La Frecuencia: si por el contrario controlamos el número de ondas que pasan por un punto en la unidad de tiempo, entonces nos referimos a la frecuencia. Tanto el período como la frecuencia se pueden expresar de la siguiente manera:

Periodo y Frecuencia Hay ondas que no necesitan un medio material para propagarse (agua, cuerda, resorte) y se propagan con facilidad, tal es el caso de las ondas electromagnéticas. 8

Sin

embargo,

las

ondas

electromagnéticas

se

desplazan

gracias

al

desplazamiento de dos cambios a la vez, el campo eléctrico y el magnético. Este tipo de onda electromagnética es la que utilizan las estaciones de radio y televisión. El calor nos llega desde el Sol gracias a las ondas electromagnéticas, ya que éstas atraviesan el espacio vacío. Superposición de ondas En la mecánica ondulatoria la interferencia es lo que resulta de la superposición de dos o más ondas, resultando en la creación de un nuevo patrón de ondas. Aunque la acepción más usual para interferencia se refiere a la superposición de dos o más ondas de frecuencia idéntica o similar.

El principio de superposición de ondas establece que la magnitud del desplazamiento ondulatorio en cualquier punto del medio es igual a la suma de los desplazamientos en ese mismo punto de todas las ondas presentes. Esto es consecuencia de que la Ecuación de onda es lineal, y por tanto si existen dos o más soluciones, cualquier combinación lineal de ellas será también solución. Si la cresta de una onda se produce en el punto de interés mientras la cresta de otra onda también arriba a ese punto (es decir, si ambas ondas están en fase), ambas ondas se interferirán constructivamente, resultando en una onda de mayor amplitud.

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Si por el contrario, las ondas están desfasadas (es decir, los máximos no coinciden en el tiempo), ambas ondas se interferirán destructivamente, resultando en una onda de menor intensidad que cualquiera de las componentes esto no es cierto, en todo caso de la suma de ambas.

En el caso más extremo, dos ondas de igual frecuencia y amplitud en contrafase (desfasadas 180º), que se interfieren, se anulan. (Interferencia Destructiva).

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8.

Análisis y Discusión de Resultados:

 Los distritos y/o zonas altamente vulnerables a la ocurrencia de un tsunami debido a su topografía y densidad poblacional serian: Ventanilla, Callao, La Punta, Chorrillos y Lurín. En estas zonas la inundación horizontal sería del orden de 1 a 2 km en el caso del tsunami generado por un sismo de magnitud 8,5 Mw. Para un sismo de magnitud 9,0 Mw, el tsunami alcanzaría distancias máximas de 2 km en Chorrillos y de 3 km en Lurín.  Los distritos y/o zonas medianamente vulnerables ante la ocurrencia de un tsunami serían Ancón, Santa Rosa, Villa El Salvador y Punta Negra. Los niveles de inundación son menores a 500 metros. La vulnerabilidad podría ser mayor si el peligro se hace presente en verano por el incremento de población visitante. Escenario de Sismo y Tsunami en el Borde Occidental de la Región Central del Perú H. Tavera Instituto Geofísico del Perú – Dirección de Sismología 20  Los distritos y/o zonas menos vulnerables ante la ocurrencia de tsunami debido a su topografía serian: San Bartolo, Santa María, Pucusana. Este escenario podría variar en temporadas de verano debido al incremento de la población visitante.

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 Inundación en El Callao y La Punta  Primer escenario, tsunami producido por un sismo de magnitud 8,8 Mw, se esperaría que en Ventanilla, Zona Portuaria del Callao y La Punta se presenten niveles de inundación horizontal de hasta 1500 metros con alturas de 5 metros para el volumen de agua.  Segundo escenario, tsunami producido por un sismo de magnitud 9,0 Mw, similar al ocurrido en 1746. En este caso, los niveles de inundación horizontal podrían alcanzar distancias de hasta 2000 metros con alturas del orden de 11 m en las mismas zonas antes indicadas. Para el distrito de La Punta y Callao zona centro, el escenario construido se presente en la Figura 12 y sus principales aportes son:  Primer escenario, tsunami producido por un sismo de magnitud 8,8 Mw; la inundación horizontal alcanzaría distancias de al menos 1 km con alturas de 4-5 metros en promedio.

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9.

Conclusiones y Recomendaciones  Los sismos o seísmos son fenómenos naturales incontrolables, impredecibles y cuya magnitud genera grandes pérdidas materiales y humanas.  Los Tsunamis son una consecuencia de un sismos generado en el océano y al igual que los sismos es un fenómeno natural incontrolable, con la diferencia de que el Tsunami, retira las masas oceánicas entre 10 a 20 minutos luego de ocurrido el hipocentro del sismo.  Se debe tomar precauciones para que una ciudad no salga tan afectada ya que de Tsunami ni el país más avanzado se puede salvar de las consecuencias de este.

10.

Referencias bibliográficas 10.1 Libros: Raymond A. Serway, J. W. (s.f.). Movimiento de Ondas. En J. W. Raymond A. Serway, Movimiento de Ondas (págs. 487-488). Obtenido de http://soraidazuniga.pbworks.com/w/file/fetch/94160381/Ondas1.pdf

10.2 Articulo de revista: INEI (2016). Población peruana supera los 31 millones habitantes. Recuperado: de https://peru21.pe/lima/inei-poblacion-peruana-supera-31millones-habitantes-223055 10.3 Material consultado por internet (linkografía): Https://www.uv.mx/personal/aherrera/files/2014/05/C-Oscilaciones-yOndas.pdf http://www.bdigital.unal.edu.co/54256/ https://es.scribd.com/doc/2895886/Proyecto-de-Fisica-ONDAS

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11.

Anexos 11.2 Anexo 1: maqueta

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