Estudio para visualización de datos sísmicos

De Casiopea





NombreVisualización de datos sísmicos
AutorClaudio Gómez
Palabras Claveterremoto, sismo, visualización de información
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Estudiado porClaudio Gómez

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Estudio preliminar para visualización de datos sísmicos

Estudio del sismógrafo

¿Qué es un sismógrafo?

Un sismógrafo es un instrumento utilizado para medir los movimientos de la tierra. Basado en el principio de inercia de los cuerpos, el cual postula que todos los cuerpos tienen una resistencia al movimiento o a variar su velocidad. De esta manera el movimiento del suelo se puede medir a partir de la posición de una masa (cuerpo) suspendida por algún elemento que le permita mantenerse en reposo por un instante (respecto del suelo).

El mecanismo consta de una masa que cuelga de un resorte, el cual está adherido a un soporte que se acopla al suelo. Cuando las ondas sísmicas sacuden el soporte, la inercia hace que la masa debido a la inercia se quede en el mismo lugar de reposo por un momento, posteriormente la masa cuando sale del reposo comienza a oscilar, pero como esta oscilación con movimiento de péndulo no refleja el verdadero movimiento del suelo, debe ser amortiguada. En los sismógrafos antiguos el método de amortiguamiento era a través de una lámina sumergida en un líquido, comúnmente aceite. Actualmente esto se logra a través de bobinas o imanes.



Los sismógrafos miden la velocidad de la tierra en tres dimensiones, 2 componentes son horizontales y 1 vertical. Es por esto que existen sismógrafos verticales y horizonales.

Sismograma

El sismograma es el registro de los movimientos de la tierra realizados por un sismógrafo, los sismógrafos antiguos registraban los sismos en tambores de papel rotativo, podían ser de papel común o algunos utilizaban papel fotosensible, actualmente se utilizan sismógrafos que registran los sismos de manera digital, aunque se siguen utilizando algunos sismógrafos de tambor.

En resumen el sismograma lo que hace es graficar la evolución del viaje de las ondas de un sismo desde el interior de la tierra hacia la superficie, cuando la propagación de las ondas se acerca a la tierra, la amplitud del registro del sismograma aumenta drásticamente.

Ondas de cuerpo (interior de la tierra)

Ondas P (Compresional o primaria)

Son ondas que se propagan produciendo dilataciones y compresiones en la dirección en que se propaga la onda, se les llama primarias porque su velocidad de propagación es mayor que las ondas S (secundaria). Son las primeras ondas que aparecen en el registro del sismograma.

Ondas S (de Corte o Secundarias)

Son ondas que se propagan generando deformaciones de tipo transversal a la dirección en que se propaga la onda.Esta onda se puede descomponer en dos ondas direccionales perpendiculares: Una componente en el plano horizontal SH, y otra componente en un plano vertical SV.

Ondas superficiales

Ondas Rayleigh

Ondas de superficie generadas a partir de ondas de cuerpo P y S con condición de borde (cuando llegan a la superficie). Son ondas con sentido vertical (SV), el suelo se mueve hacia adelante, arriba, atras y hacia abajo.

Ondas Love

Ondas de superficie generadas a partir de ondas de cuerpo P y S con condición de borde (cuando llegan a la superficie). Son ondas con sentido horizontal (SH), sin desplazamiento vertical. El suelo se mueve de un lado a otro en un plano horizontal.

esquema del movimiento de las ondas

Escalas y variables de un sismo

Un sismo se puede medir en su intensidad y su magnitud, para esto se utilizan escalas, las más comunes son Richter y Mercalli.

  • Richter mide magnitud: Causa
  • Mercalli mide intensidad: Efecto

Escala de Richter

La escala sismológica de Richter, también conocida como escala de magnitud local (ML), es una escala logarítmica arbitraria denominada así en honor del sismólogo estadounidense Charles Richter (1900-1985). Esta escala mide la magnitud de los sismos, por medio de esta se puede determinar la energía liberada en el hipocentro (zona al interior de la tierra donde se inicia la fractura de las rocas), esta escala es de tipo logarítmica ya que no existen límites positivos ni negativos del sismo. la escala va aumentando en valor exponencial, por ejemplo si la amplitud del movimiento sísmico varía por un factor de 10, un sismo de magnitud 7 es 10 veces más fuerte que uno de magnitud 6, y 100 veces más fuerte que uno de magnitud 5.

Escala de Mercali

La escala de Mercali, es una escala de tipo cualitativa, que se aplica según la percepción subjetiva de las personas, acerca de un sismo en un lugar determinado, por lo que en cada lugar la escala ira variando según la evaluación de los efectos del sismo en dicho lugar. Esta escala consta de 12 grados medidos en en números romanos del I al XII.

Las escalas de intensidad han evolucionado con el paso de los años, siendo este el progreso histórico referente a la escala de intensidad Mercalli:

  • M. de Rosi y F. Forel (1883), reagrupan los efectos de un sismo en diéz grados de intensidad
  • G. Mercalli (1902), introduce una nueva escala con 10 grados de intensidad, siendo esta aumentada a 12 por A. Cancani.
  • Sieberg (1923), publica una escala más detallada, pero basada en el trabajo de Mercalli y Cancani.
  • O. Word y F. Newmann (1931), proponen una nueva escala, modificando y condensando la escala Mercalli-Cancani-Sieberg, de esta manera surgió la escala de Intensidad de Mercalli modificada (IMM).
  • Medvedev, Spoonheuer y Karnik (1964), tres sismólogos europeos, definen la escala MSK-1964 la cual consta de doce grados (I al XII). Esta escala conserva las descripciones de la IMM, en cuanto a efectos en las personas, modificando solo las descripciones de efectos en edificios, distingue tres tipos de edificios y cinco grados de daño

A continuación se muestra la escala de intensidades de Mercalli, con los doce grados y su respectiva descripción: