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Terremotos

Medir y estudiar los terremotos

Para analizar y clasificar los terremotos es necesario medirlos. El aparato que se encarga de ello es el sismógrafo. ¿Cómo funciona? ¿Cuál es su historia? Lo contamos en un artículo publicado el 9 de enero de 1996 en Tercer Milenio y rescatado ahora de la Milenioteca tras el terremoto sufrido en el centro de Itallia.

E. Sánchez Hernando 25/08/2016 a las 06:00
En un sismograma se pueden observar los tres tipos de ondas que produce un terremoto.

Los terremotos son una de las mayores catástrofes naturales que pueden ocurrir y sus consecuencias pueden ser devastadoras. Por ello es muy importante conocer su comportamiento, como primer paso para su predicción.

La corteza terrestre se asienta sobre placas tectónicas en continuo movimiento. En la zona de unión entre placas aparece un intenso rozamiento, provocando una gran tensión que llega a fracturar las rocas y desplazarlas, dando lugar a la formación de fallas. Un movimiento de unos centímetros supone millones de toneladas de carga desplazada, con lo que se libera una gran energía, en forma de ondas de diferentes tipos (P, S y L), que llegan a la superficie desencadenando un terremoto.

No todos los terremotos son iguales. Los hay muy suaves y extremadamente destructivos. Para analizarlos y clasificarlos es necesario medirlos. El aparato que se encarga de medir los terremotos es el sismógrafo.

En el año 1855, el físico italiano Luigi Palmieri construyó un primer sismógrafo, constituido por varios tubos de vidrio en forma de U, llenos de mercurio. Sobre el metal colocó un pequeño flotador provisto de una pluma inscriptora que, cuando el mercurio oscilaba como consecuencia de un terremoto, trazaba el sismograma en una tira de papel tensada sobre la superficie de un tambor giratorio.

Hacia la misma época, el meteorólogo vienés Karl Kreil, construyó otro sismógrafo formado por un péndulo pesado que se podía mover en todos los planos y estaba conectado a una pluma registradora.

El péndulo horizontal es todavía el mecanismo más simple de los que se utilizan. Presenta el inconveniente de que solo es capaz de registrar el movimiento de la Tierra en una dirección. Para completar el estudio se combinan dos péndulos (en dirección norte-sur y este-oeste). Así se pueden detectar por separado las dos componentes del movimiento horizontal. Para poder registrar la componente vertical se coloca otra masa en equilibrio sobre un muelle.

El sismógrafo se deberá instalar encima de una gran roca. Así, cuando se produzca un terremoto, el aparato podrá vibrar solidario a ella mientras las masas, por su gran inercia, intentan permanecer inmóviles. Solidario a las masas se dispone un trazador que actúa sobre un papel dando lugar al sismograma.

Más precisión

Para aumentar la precisión del sismógrafo se ha recurrido en realizaciones posteriores al amortiguamiento, que reduce la oscilación natural del péndulo, capaz de falsear el registro.

El sismógrafo de Milne fue desarrollado en 1883 (es algo posterior al de Kreil). Consistía en una varilla horizontal unida a una masa. Al iniciarse un terremoto la varilla pivotaba respecto a un punto de un pilar. Al final de la varilla se disponía una lámina delgada, con una ranura paralela a dicha varilla. El papel se encontraba dentro de una caja con otra ranura, perpendicular a la anterior, en su parte superior. Un rayo de luz pasaba a través de ambas ranuras marcando las vibraciones en un papel fotosensible.

La estructura de péndulo invertido sirvió de base a Wiechert para su sismógrafo, construido en 1904. Una gran masa se unía al extremo superior de un pilar, soportado en su parte inferior por un sistema de resortes. La masa podía girar alrededor de dos ejes horizontales. Un sistema de palancas dividía el movimiento en sus dos componentes horizontales y accionaba las plumas registradoras. En los extremos de las palancas, unos émbolos amortiguaban el movimiento propio del aparato.

El sismógrafo de Galitzin (1907) se basa en el electromagnetismo. Una bobina solidaria a un péndulo se puede mover en el seno de un campo magnético causado por un imán. Esto genera una corriente eléctrica en la bobina, con una diferencia de potencial proporcional a la velocidad del desplazamiento. El registro de la corriente da lugar al sismograma.

Los actuales sismógrafos se pueden basar en alguna de las anteriores tipologías pero han mejorado su precisión gracias a la incorporación de complejos dispositivos electromagnéticos.

En un sismograma se pueden observar los tres tipos de ondas que produce un terremoto. Las ondas primarias (P) son las primeras en registrarse, son longitudinales, al igual que las ondas sonoras, y de una amplitud inferior a un milímetro. Viajan a una velocidad de 7 km/s. A continuación se detectan las ondas secundarias (S) que viajan a una velocidad de 4.5 km/s.

Tanto las ondas P como las S se propagan por el interior de la Tierra, a diferencia de las ondas principales (L), que lo hacen por la superficie sólida. La mayor parte de la energía del terremoto se libera por este tipo de ondas, que pueden dar varias vueltas alrededor de todo el planeta.

Para poder comparar terremotos hay que definir una escala que los mida. Se pueden emplear dos conceptos: Magnitud (energía total liberada) e intensidad o grado del seísmo.

La escala más usada para medir la magnitud (M) del seísmo la propuso en 1935 el sismólogo estadounidense Charles Francis Richter. Se basa en la medida de la mayor oscilación de un sismógrafo normalizado situado a 100 kilómetros del epicentro del terremoto (punto de la superficie en la vertical del foco del seísmo). Un terremoto es perceptible cuando su magnitud supera un M de 2,5 en escala Richter. Los terremotos de magnitud 4,5 dan lugar a pequeños daños y los que superan un valor de 7 tienen efectos catastróficos.
Para medir la intensidad del seísmo, Mercalli propuso su escala que va de 1 (imperceptible) a 12 (máxima destrucción).
 
Localización
Teniendo varios sismogramas de un mismo terremoto, correspondientes a distintas estaciones, es fácil localizar su origen. En primer lugar habrá que ver el desfase temporal con el que se han detectado las ondas P y S en cada sismograma. Conociendo la velocidad de propagación de cada una de estas ondas, se puede calcular la distancia de la estación al seísmo. La situación del epicentro se determina en un globo terráqueo con las estaciones marcadas. Tomando cada estación como centro y su distancia al terremoto como radio, se trazan unos arcos en la superficie del globo cuya intersección es la posición exacta del origen del terremoto.
 
Terremotos submarinos
Muchos terremotos tienen su origen bajo el mar y sólo difieren de los que se producen en tierra en sus consecuencias posteriores. Los efectos más desastrosos de los terremotos submarinos provienen de la gran marejada que se produce después. En 1868 el terremoto de Arica (Sudamérica) produjo unas olas que arrastraron 400 metros tierra adentro un buque de guerra americano y que se llegaron a registrar en Australia. A grandes profundidades se pueden producir corrientes de agua cuya velocidad supere los 850 km/h. Sin embargo, las olas provocadas por un terremoto no son fácilmente observables mar adentro, ya que allí la distancia entre cresta y cresta es de varios kilómetros y su elevación es de unos pocos metros. Al llegar a la costa pueden levantarse olas de hasta 50 metros de altura que se desplacen a unos 100 km/h. arrasando con todo.
 
Castigo divino
El terremoto de Lisboa del 1 de noviembre de 1755 se considera el más importante de la historia. Hacia las 10 de la mañana se produjeron dos violentas sacudidas y una tercera al mediodía. El polvo procedente de las casas derruidas impregnó todo el ambiente y hubo muchos incendios. Después de las primeras sacudidas, el mar se retiró de la costa para regresar luego con un gran ímpetu, en tres olas de 7 metros, completando así la destrucción de la ciudad. Más de la mitad de las 40.000 personas que murieron lo hicieron ahogadas. Las olas provocadas bañaron el NO de África, Europa occidental, las islas del Atlántico y las pequeñas Antillas. Se produjeron variaciones del nivel de agua en lagos del norte de Europa e incluso en el río Aurasoki de Finlandia, a 3.500 km de Lisboa. Por aquel entonces, este terremoto fue considerado como un castigo divino.







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