El Grupo ECO RADIO, una gran familia!

El Grupo ECO RADIO, una gran familia!
Un sueño hecho realidad!!

domingo, 22 de abril de 2012

VALORACIÓN PRÁCTICA DE TERREMOTOS


Los Terremotos o Sismos
Guía simple para su valoración

ZONAS DE MAYOR INFLUENCIA
        Hay dos zonas en el globo terráqueo donde ocurren el 95% de los sismos. La primera bordea el Océano Pacífico, y se localiza en los territorios de las grandes montañas, como ocurre en las costas occidentales de las Américas; o donde las montañas brotan desde las profundidades de los Océanos para formar extensas superficies sobre el nivel del mar. Por ejemplo, las Is. Galápagos entre otras.
        La segunda zona de temblores recorre el Caribe, llega al Mar Mediterráneo, atraviesa los Alpes y se extiende hasta las montañas del Himalaya.
        Como se ve, una vastísima superficie de nuestra nave intergaláctica llamada Tierra. Por lo tanto, todo lo que se encuentre dentro de los límites de esas zonas, está supeditado a sufrir (si ya no lo hizo) algún sismo a futuro.
        Conocer algunas técnicas, manejar información elemental nos permitirá como radioaficionados servir mucho mejor, al momento de dar una mano en las labores de comunicaciones de emergencias, cuando éstos fenómenos azoten la zona en la cual nos encontremos. Y nuestra estación sea llamada a servir en pos de la salvaguarda de la vida y los bienes de nuestros hermanos.

CLASES DE SISMOS:
        Los científicos has determinado dos clases de sismos, teniendo en cuenta su origen: Los Sismos Volcánicos y los Tectónicos. Los primeros provocados por la erupción a gran escala de volcanes, con o sin aviso previo. Los segundos,  producidos por el desplazamiento de las capas de la superficie terrestre, lo que provoca movimientos y fuerzas increíbles; que se dejan sentir muchas de las veces, a miles de kilómetros de distancia.
        Antes y después del sismo mayor, se producen en el mismo lugar decenas (a veces centenas) de pequeños temblores que se denominan “precursoras” o “réplicas” según ocurran antes o después del principal. Los relatos de testigos presenciales, hablan de que las réplicas son mucho más notorias y en algunos casos; hasta más destructivas que los sismos principales (el último ocurrido en Italia por ejemplo)
        Podemos y debemos agregar entre estos fenómenos, los denominados Tsunamis o Maremotos (Tsunami es la palabra Japonesa universalmente aceptada para definir a este desastroso avance de las aguas tierra adentro) que se producen como resultado de un sismo tectónico, cuyo epicentro o foco se encuentra mar adentro.

 MAGNITUD E INTENSIDAD:
        La intensidad de un sismo es la fuerza con que se siente un temblor en un determinado punto sobre la superficie terrestre. Por su parte la magnitud de un sismo, es una medida cuantitativa de la energía liberada por el terremoto y se mide por la escala de Richter que no tiene tope máximo y que se comprueba en forma instrumental.
        Es necesario que en caso de desastres de este tipo, los radioaficionados reportemos los mismos no como “suaves” o “fuertes”; sino dando una mejor idea del mismo, aplicando la escala Mercalli que a continuación se detalla.

Resumen de la Escala de Mercalli para Medir
la Intensidad de un Sismo

     Solo lo advierten pocas y contadas personas en condiciones de perceptibilidad favorable.

    Lo perciben personas en estado de reposo, en especial aquellas que habitan la parte superior de los edificios altos.

    Percibido en interiores de edificios y casas. Se confunde la mayor de las veces (en especial por aquellas personas poco habituadas a las zonas sísmicas) con la vibración producida por el paso de un vehículo liviano.

    Oscilan los objetos colgantes. Crujen los tabiques de madera. Los automóviles detenidos se mueven al igual que los muebles. Algunas veces y dependiendo de la duración del mismo, oscilan algunas puertas livianas y bien lubricadas. Lo percibe un número importante de personas.

    Lo percibe la mayoría de las personas, tanto dentro de las casas o edificios como en el exterior. Es capaz de despertar a personas dormidas. Los líquidos oscilan en sus recipientes y hasta se derraman si estos carecen de tapas. Los objetos sueltos se mueven o se vuelcan, se altera el ritmo de los péndulos de los relojes y hasta se detiene mucho de ellos.

    Lo perciben todas personas. Se quiebran vidrios de ventanas, vajilla u objetos frágiles. Juguetes, libros y otros objetos se caen de sus estantes. Se mueven o desplazan los muebles. Se producen grietas en las paredes. Se ve el movimiento de los árboles y arbustos, carteles, mástiles, torres, postes o se les oye crujir. Las campanas de las iglesias tañen por el movimiento de sus badajos. En las piletas y tanques de agua, se percibe el movimiento del agua, que muchas veces se derrama.

    Se experimenta dificultad para mantenerse de pié. Daños de consideración en estructuras de albañilería se observan en el entorno. Caen trozos de paredes y techos. Se vuelcan grandes objetos. En los lagos y lagunas se perciben ondas y su agua se enturbia. Se dañan los canales y cañerías. Grandes objetos son desplazados por doquier. Tañen las campanas. Se desprenden cuadros o colgantes de las paredes. Afectación de estructuras precarias como ser, ranchos, casas, cobertizos, etc.

    Difícil e inseguro el manejo de vehículos. Daños de consideración y derrumbes en las estructuras bien construidas. Caen muros, chimeneas, monumentos, columnas, tanques elevados y torres. Se observan fisuras en las piletas, en los estanques y hasta en el piso. Se desplazan las casas de madera o prefabricadas. Se quiebran las ramas de los grandes árboles. Se notan cambios en los cursos de agua y en la temperatura de las vertientes naturales y los pozos artesianos. Grietas profundas y anchas en el suelo húmedo.

    Pánico general entre la población. Los cimientos se dañan irremediablemente. Se quiebran las cañerías subterráneas de gas, agua, cloacas. Sufren grandes daños los depósitos de agua, combustibles y gas. Grietas grandísimas en los suelos secos. Puede verse mucho material disperso en torno a donde nos encontramos ubicados. Se caen árboles. Se vuelcan automóviles y hasta pueden darse vuelta. Daños en los campanarios, edificios de altura. Caída de techos, aleros, paredes. Se pueden descarrilar trenes y subterráneos en movimiento. Y sus rieles sufrir deformaciones.

10º   Se destruye gran parte de la albañilería de todas clases. Se viene abajo las estructuras pre ensambladas de madera, hierro u otros materiales. Daños de consideración o destrucción total de puentes, autopistas, edificios altos. Deslizamiento de taludes y muros en los terrenos. El agua de los canales y ríos sale de sus causes avanzando sobre las riberas. El lodo y la arena se desplazan horizontalmente sobre las playas y los terrenos planos. Los rieles de las vías férreas se desplazan o deforman.
11º   Quedan en pié muy pocas estructuras. Colapsan las redes de distribución. Se caen todos los puentes. Se cortan o desplazan las rutas. Las cañerías subterráneas quedan totalmente inutilizadas. Colapsan porciones de cerros.

12º   Daños totales. Gran mortandad de personas. Se desplazan masas de rocas. Saltan al aire los objetos. Los niveles y perspectivas quedan distorsionados.


ANÁLIS TÉCNICO DE LA INTENSIDAD,MAGNITUD Y LA ENERGÍA DE UN SISMO

Existen dos medidas principales para determinar el "tamaño" de un sismo: la intensidad y la magnitud, ambas expresadas en grados. Aunque a menudo son confundidas, expresan propiedades muy diferentes, como veremos a continuación.
V. 1 INTENSIDAD
La intensidad es una medida de los efectos causados por un sismo en un lugar determinado de la superficie terrestre. En ese lugar, un sismo pequeño pero muy cercano puede causar alarma y grandes daños, en cuyo caso decimos que su intensidad es grande; en cambio un sismo muy grande pero muy lejano puede apenas ser sentido ahí y su intensidad, en ese lugar, será pequeña.
Cuando se habla de la intensidad de un sismo, sin indicar dónde fue medida, ésta representa (usualmente) la correspondiente al área de mayor intensidad observada (área pleistocista).
Una de las primeras escalas de intensidades es la de Rossi-Forel (de 10 grados), propuesta en 1883. En la actualidad existen varias escalas de intensidades, usadas en distintos países, por ejemplo, la escala MSK (de 12 grados) usada en Europa occidental desde 1964 y adoptada hace poco en la Unión Soviética (donde se usaba la escala semiinstrumental GEOFIAN), la escala JMA (de 7 grados) usada en Japón, etc. Las escalas MM y MSK (propuesta como estándar internacional) resultan en valores parecidos entre sí (1 y 2).
La escala más común en América es la escala modificada de Mercalli (mm) que data de 1931. Ésta,  va del grado I (detectado sólo con instrumentos) hasta el grado XII (destrucción total), y corresponde a daños leves hasta el grado V. Como la intensidad varía de punto a punto, las evaluaciones en un lugar dado constituyen, generalmente, un promedio; por eso se acostumbra hablar solamente de grados enteros.
Es común representar en un mapa los efectos de un sismo mediante curvas, llamadas isosistas, que representan los lugares donde se sintió la misma intensidad. La figura 41 nos muestra un mapa isosístico de los efectos de un sismo ocurrido en Guerrero, cerca de la frontera con Oaxaca, el 26 de agosto de 1959 (3). Generalmente se observan las mayores intensidades cerca de la zona epicentral; aunque, a veces, pueden existir factores, como condiciones particulares del terreno, efectos de guías de ondas, etc. (discutidos más adelante), que ocasionen que un sismo cause mayores daños a distancias lejanas del epicentro. Otro factor que hace que la región pleistocista no coincida con la epicentral, es que pueden reportarse las mayores intensidades en otros sitios; donde, debido a la concentración de población, un terremoto causará más daños (o al menos serán reportados más daños) que en una región comparativa o totalmente deshabitada.

Intensidades e isosistas.

Cuando una falla se propaga i. e., crece, preferentemente, en una dirección determinada, puede producir mayores intensidades en sitios situados a lo largo de esa dirección que a lo largo de otras. Este efecto se conoce con el nombre de directividad (4 y 5), y es uno de los factores que hacen que las isosistas no formen círculos concéntricos.
Como las intensidades son medidas de daños, y éstos están muy relacionados con las aceleraciones máximas causadas por las ondas sísmicas, es posible relacionarlos aproximadamente. Una de tantas relaciones es (6):
log a (cm/s²) = I/3 - 1/2,
donde I es la intensidad. Esta relación nos dice que una intensidad de XI (11.0) corresponde a aceleraciones del orden de 1468 cm/s2 = 1.5 g (g = 980 cm/s2 es la aceleración de la gravedad en la superficie terrestre), una intensidad de IX corresponde a 0.7 g, y una de VII a 0.07 g. Aparentemente la aceleración mínima que percibe el ser humano es del orden de 0.001 g, correspondiente a la intensidad II.

MAGNITUDES Y ENERGíA
C. Richter definió, en 1935, el concepto de "magnitud" pensando en un parámetro que describiera, de alguna manera, la energía sísmica liberada por un terremoto (6). La magnitud de Richter o magnitud local, indicada usualmente por Graphicsestá definida como el logaritmo (base 10) de la máxima amplitud (Amax, medida en cm) observada en un sismógrafo Wood-Anderson estándar (un sismógrafo de péndulo horizontal muy sencillo), menos una corrección por la distancia (D) entre el epicentro y el lugar de registro, correspondiente al logaritmo de la amplitud (Ao) que debe tener, a esa distancia, un sismo de magnitud cero (6):
ML= log (Amax) - log Ao (D).
Richter definió esta magnitud tomando como base las características de California, Estados Unidos (por lo que no es necesariamente aplicable a cualquier parte del mundo), y para distancias menores de 600 km (de aquí su nombre de "local").
Otra escala de magnitudes, muy usada para determinar magnitudes de sismos locales, es la escala basada en la longitud de la coda de los sismos (7). Es también logarítmica y se designa, usualmente, por Mc; es una escala muy estable, pues los valores obtenidos dependen menos que ML de factores como el azimut entre fuente y receptor, distancia y geología del lugar, que causan gran dispersión en los valores de ésta.
Para cuantificar los sismos lejanos se utilizan comúnmente dos escalas: la magnitud de ondas de cuerpo mb y la magnitud de ondas superficialesGraphics o M. En varias partes del mundo se utilizan diferentes definiciones de estas magnitudes; casi todas ellas están basadas en el logaritmo de la amplitud del desplazamiento del terreno (la amplitud leída en el sismograma se divide entre la amplificación del sismógrafo para la frecuencia predominante de la onda correspondiente) corregida por factores que dependen de la distancia (a veces también de la región epicentral) y de la profundidad hipocentral, así como del periodo de las ondas observadas (8, 9, 10 y 11).
No es raro que los medios de información añadan (de su cosecha) las palabras "de Richter" a cualquier valor de magnitud del que estén informando. Sin embargo es muy probable, sobre todo para sismos muy grandes y/o lejanos, que sea alguna otra la magnitud medida. La magnitud de Richter tiene dos problemas graves: un sismo grande satura los sismógrafos cercanos a él (es decir, produce ondas mayores de las que los aparatos pueden registrar, resultando en registros que aparecen truncados), de manera que no podemos saber cuánto vale el desplazamiento máximo. Es común que los sismógrafos no saturados se hallen fuera del rango de los 600 km para el cual es válida la definición de Graphics. Sin embargo, es factible obtener una estimación de Graphicsa partir de registros de acelerógrafos o de sismógrafos de gran rango dinámico, construyendo un sismograma pseudo-Wood-Anderson, mediante técnicas de filtrado y procesamiento digital (12 y 13).
Otro problema es que, como vimos antes, la ruptura asociada con un sismo grande dura bastante tiempo y radia energía durante todo este tiempo; por lo tanto, como esta definición de magnitud se refiere solamente a una característica momentánea del sismograma, leída además en un instrumento de periodo corto, resulta que no puede distinguir entre un sismo que genere un pulso de una amplitud determinada y otro que produzca varios pulsos de la misma amplitud. Este efecto es conocido como saturación (también) de la magnitud, y hace que la magnitud de Richter sea confiable sólo para sismos menores del grado 7.
Este problema de la saturación de la magnitud se aplica también a los otros tipos de magnitudes mencionados: Graphics, que es leída también para periodos cortos, se satura alrededor del grado 7; ,Graphics que es determinada de ondas de alrededor de 20s, se satura para grados mayores de 8.3 (14). En general, cualquier medida de magnitud se satura cuando el periodo dominante de las ondas observadas es menor que el tiempo de ruptura de la fuente sísmica. Para evitar este efecto han sido utilizadas escalas de magnitud basadas en medidas a periodos mucho más largos (15), y actualmente es común utilizar la magnitud de momento Mw (16), cuyo valor se calcula a partir del logaritmo del momento sísmico Mo como:
Mw = 2/3 Log Mo - 10.7,
el cual representa, en teoría, las frecuencias más bajas (14).
Por lo tanto, cada medida de magnitud evalúa un sismo a través de una "ventana" distinta de frecuencias. ML y m b valoran los pulsos de periodo corto, relacionados con la caída de esfuerzos y los detalles de la historia de la ruptura; MS mide periodos intermedios y depende, por lo tanto, de tendencias en la historia de ruptura, también depende fuertemente de la profundidad de la fuente; Mw y otras medidas de periodo largo miden las características promediadas de la fuente y se relacionan con las dimensiones y tiempos totales de la ruptura sísmica. Las particularidades de los sismos, observadas a través de las magnitudes, varían de lugar a lugar; por ejemplo, los que ocurren en las sierras peninsulares, en el norte de Baja California, presentan valores más pequeños de MS, para un sismo de mb dada, que los sismos que ocurren en el valle de Mexicali; esto puede indicar que los esfuerzos en el terreno son menores en el valle de Mexicali, donde existe una espesa capa de sedimentos y altas temperaturas asociadas con los centros de dispersión (17 y 18).
La comparación entre mb y MS para un sismo dado permite distinguir también sismos tectónicos de explosiones. La razón Ms/mbes siempre menor para sismos tectónicos que para explosiones, debido a la diferencia en los procesos de excitación de ondas y a la relativamente menor dimensión de las fuentes explosivas (1 l).
Aunque, como vimos arriba, las isosistas en general no forman círculos, existen varias relaciones aproximadas entre la magnitud de un sismo y su intensidad a cierta distancia de la fuente. Como ejemplo presentamos una apropiada para los sismos someros en México (19):
I = 8.16 + 1.45 M - 2.46 log R,
Donde R es la distancia (en km) de la fuente al punto de observación.
Existen varias fórmulas que relacionan la magnitud de un sismo con su energía; diferentes fórmulas son aplicables a los sismos en diferentes lugares o suelos. Un ejemplo de la relación magnitud/ energía radiada, propuesto por Gutenberg y Richter (6), es:
log Es(ergs) = 11.4 + 1.5 M.
Puede usarse M para sismos pequeños a intermedios, pero para grandes es más apropiada Mw (16).x
Como ejemplos de energías radiadas podemos mencionar los sismos de Michoacán de 1985 (Mw = 8. 1) con Es = 3.8 X 10²³ ergs, y de Chile 1960 (Mw = 9.5) conGraphics ergs; mientras que los sismos medianos o pequeños, con magnitudes M = 5 y M = 3 generan Graphicsy Graphicsergs, respectivamente. De aquí podemos ver que la energía liberada por los sismos medianos y pequeños es mucho menor que la liberada por los grandes (requeriríamos de 33 millones de sismos de magnitud 3, o 31 000 de magnitud 5 para liberar la energía correspondiente a uno de magnitud 8.0); por lo tanto, la ocurrencia de sismos pequeños no sirve como válvula de escape para la energía de deformación que dará lugar a sismos grandes.

Problemas de la escala sismológica de Richter
El mayor problema con la magnitud local ML o de Richter radica en que es difícil relacionarla con las características físicas del origen del terremoto. Además, existe un efecto de saturación para magnitudes cercanas a 8,3-8,5, debido a la ley de Gutenberg-Richter del escalamiento del espectro sísmico que provoca que los métodos tradicionales de magnitudes (ML, Mb, MS) produzcan estimaciones de magnitudes similares para temblores que claramente son de intensidad diferente. A inicios del siglo XXI, la mayoría de los sismólogos consideró obsoletas las escalas de magnitudes tradicionales, siendo éstas reemplazadas por una medida físicamente más significativa llamada momento sísmico, el cual es más adecuado para relacionar los parámetros físicos, como la dimensión de la ruptura sísmica y la energía liberada por el terremoto.
En 1979, los sismólogos Thomas C. Hanks y Hiroo Kanamori, investigadores del Instituto de Tecnología de California, propusieron la escala sismológica de magnitud de momento (MW), la cual provee una forma de expresar momentos sísmicos que puede ser relacionada aproximadamente a las medidas tradicionales de magnitudes sísmicas.1

Tabla de magnitudes
La mayor liberación de energía que ha podido ser medida fue durante el terremoto ocurrido en la ciudad de Valdivia (Chile), el 22 de mayo de 1960, el cual alcanzó una magnitud de momento (MW) de 9,5.
A continuación se describen los efectos típicos de los sismos de diversas magnitudes, cerca del epicentro. Los valores son estimados y deben tomarse con extrema precaución, ya que la intensidad y los efectos en la tierra no sólo dependerán de la magnitud del sismo, sino también de la distancia del epicentro, la profundidad, el foco del epicentro y las condiciones geológicas (algunos terrenos pueden amplificar las señales sísmicas). (Basado en documentos de U.S. Geological Survey.)

Magnitudes Richter
Descripción
Efectos de un sismo
Frecuencia de ocurrencia
Menos de 2,0
Micro
Los microsismos no son perceptibles.
Alrededor de 8.000 por día
2,0-2,9
Menor
Generalmente no son perceptibles.
Alrededor de 1.000 por día
3,0-3,9
Perceptibles a menudo, pero rara vez provocan daños.
49.000 por año.
4,0-4,9
Ligero
Movimiento de objetos en las habitaciones que genera ruido. Sismo significativo pero con daño poco probable.
6.200 por año.
5,0-5,9
Moderado
Puede causar daños mayores en edificaciones débiles o mal construidas. En edificaciones bien diseñadas los daños son leves.
800 por año.
6,0-6,9
Fuerte
Pueden ser destructivos en áreas pobladas, en hasta unos 160 kilómetros a la redonda.
120 por año.
7,0-7,9
Mayor
Puede causar serios daños en extensas zonas.
18 por año.
8,0-8,9
Gran
Puede causar graves daños en zonas de varios cientos de kilómetros.
1 por año.
9,0-9,9
Devastadores en zonas de varios miles de kilómetros.
1 en 20 años.
10,0+
Épico
Nunca registrado; ver tabla de más abajo para el equivalente de energía sísmica.
En la historia de la humanidad (y desde que se tienen registros históricos de los sismos) nunca ha sucedido un terremoto de esta magnitud.
A continuación se muestra una tabla con las magnitudes de la escala y su equivalente en energía liberada.

Magnitud
Richter
Magnitud
de momento
Equivalencia de
la energía TNT
Referencias
–1,5

1 g
Rotura de una roca en una mesa de laboratorio
1,0

170 g
Pequeña explosión en un sitio de construcción
1,5

910 g
Bomba convencional de la Segunda Guerra Mundial
2,0

6 kg
Explosión de un tanque de gas butano
2,5

29 kg
Bombardeo a la ciudad de Londres
3,0

181 kg
Explosión de una planta de gas
3,5

455 kg
Explosión de una mina
4,0

6 toneladas = 6 t
Bomba atómica de baja potencia.
5,0

199 t
5,5

500 t
6,0

1.270 t
Terremoto de Double Spring Flat de 1994 (Nevada, Estados Unidos)
6,1


6,2


6,4


6,5

31.550 t
6.7


Terremoto del Perú de 2011 (Ica, Perú), Terremoto de Veracruz de 2011
6.8


Terremoto de Ciudad de México, Terremoto de Aiquile(Bolivia)
7,0

199.000 t
Grommet Cannikin (Isla Amchitka)
7,2

250.000 t
Terremoto de Spitak 1988 (Armenia)
Terremoto en Puerto Rico 21 enero3
Terremoto de Baja California de 2010 (Mexicali, Baja California)
Terremoto de Ecuador de 2010 (180 kilómetros de Ambato)
7,4

550.000 t
7,5

750.000 t
7,6


7,7


Terremoto de Limón de 1991 (Limón, Costa Rica y Bocas del Toro, Panamá)
7,8

1.250.000 t
7.9

5.850.000 t

8,1
6.450.000 t
Terremoto de México de 1985 (Distrito Federal, México)
8,5

31,55 millones de t
Terremoto de Sumatra de 2007
8,5


8,5



8,8
210 millones de t

8,9


9,0
240 millones de t

9,3
260 millones de t

9,5
290 millones de t
10,0

630 millones de t
Estimado para el choque de un meteorito rocoso de 2 km de diámetro que impacte a 25 km/s (90.000 km/h)
12,0

1000 millones de t = 106 megatones = 1 teratón
Fractura de la Tierra por el centro
Cantidad de energía solar recibida diariamente en la Tierra
13,0

108 megatones = 100 teratones
Impacto en la península de Yucatán que causó el cráter de Chicxulub hace 65 millones de años
25.0

1.200.000 trillones de bombas nucleares de Hiroshima
Impacto de Theia hace 4.000 millones de años. No hay lugar preciso del impacto debido al tamaño del planetoide.


 

No hay comentarios:

Publicar un comentario