Los científicos que monitorean las vibraciones de los arcos de roca natural han descubierto que las frecuencias de resonancia de los arcos experimentan cambios dinámicos día a día. de acuerdo con la investigación presentada en la Reunión Anual de la SSA de 2018.

El estudiante de doctorado de la Universidad de Utah Paul Geimer y sus colegas están analizando estos cambios de frecuencia para determinar si pueden usarse para predecir cuándo un puente natural podría estar listo para colapsar.

Arcos de roca natural, como Rainbow Bridge, uno de los más grandes del mundo, o los miles que salpican el desierto del sur de Utah, vibra como el viento, los terremotos y las perturbaciones humanas los sacuden de manera diminuta.

"Uno de los principales impulsores de la investigación fue el colapso de Wall Arch en 2008 en el Parque Nacional Arches [en Utah], justo a lo largo del camino, ", dijo Geimer." Ocurrió en medio de una tranquila noche de verano sin indicios de que algo estuviera a punto de suceder ".

El asesor de Geimer, el geocientífico de la Universidad de Utah, Jeff Moore, también había recibido una solicitud del Servicio de Parques Nacionales y las tribus nativas americanas preocupadas por el futuro de Rainbow Bridge. donde los helicópteros de turismo vuelan sobre el cercano lago Powell. "Querían ver si podíamos contarles más sobre los peligros potenciales de los helicópteros, y sobre los niveles de vibración que el puente podría estar experimentando a partir de estas fuentes artificiales, "Dijo Geimer.

"El monitoreo de vibraciones de estructuras artificiales para detectar y medir daños es una técnica bien establecida dentro de la ingeniería civil, y ahora podemos aplicar muchos de los mismos métodos a estructuras naturales donde no tenemos el mismo nivel de conocimiento previo sobre la estabilidad de la estructura o las propiedades del material, " El lo notó.

Uno de los focos del trabajo de Geimer ha sido Aqueduct Arch en Utah, donde los investigadores han recopilado un año de datos continuos sobre las frecuencias de vibración del puente, detectado por estaciones sísmicas de banda ancha ubicadas cerca del arco. El registro inusualmente largo permite a los científicos correlacionar los cambios de frecuencia con los cambios en el medio ambiente y hacer modelos predictivos de cómo las condiciones ambientales alteran las tensiones dentro de la roca.

"Me ha sorprendido la naturaleza dinámica del arco y la cantidad de frecuencias que cambian, ", Dijo Geimer." Los cambios elásticos diarios y anuales han sido realmente dramáticos ".

Las frecuencias de resonancia alcanzan su punto máximo tanto cuando las temperaturas caen por debajo del punto de congelación como cuando las temperaturas ambientales son más cálidas en el verano. Geimer dijo que estas condiciones alteran el caparazón del puente y hacen que la masa rocosa se endurezca, cambiando la forma en que vibra el arco.

Si bien es probable que estos cambios debiliten el arco con el tiempo, los investigadores aún no han podido identificar un cambio de frecuencia que indique un colapso inminente de un arco. "No creemos que hayamos medido un sitio con cambios lo suficientemente significativos como para indicar una falla; todas las variaciones medidas hasta este punto han sido causadas por cambios recuperables en la roca, dijo Geimer.

No todos los arcos son tan dinámicos como el acueducto, El lo notó. "Hemos medido más de una docena de arcos, y una pregunta pendiente que todavía estamos trabajando para responder es por qué los cambios de frecuencia elástica no son comunes en todos los arcos y qué significa la falta de cambio para la estabilidad a largo plazo ".

La Reunión Anual de 2018, celebrada del 14 al 17 de mayo en Miami, Florida, es una conferencia conjunta entre la Sociedad Sismológica de América y la Comisión Sismológica de América Latina y el Caribe (LACSC).